• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.226-226
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• 2019

하천은 이수, 치수 및 환경의 기능을 수행하며 국가의 생활과 문화의 발전에 기여한다. 현재 전국에는 총 3,836개의 하천이 존재하며, 우리 실생활에 밀접한 연관을 맺고 있다. 각 부처 및 지자체에서는 하천유역을 개발 및 복구하기 위한 사업을 추진 중에 있으며, 각 사업의 평가를 시행하고 있다. 환경부의 경우 수질개선 및 수생태계 복원을 목적으로 하는 '생태하천 복원사업'을 수행하고 있으며 '지속가능한 하천사업 환경영향평가 가이드라인'을 통해 사업의 적절성 및 사업효과를 평가하고 있다. 또한 본 평가를 토대로 매년 "자연환경대상" 공모전을 개최하여 기술적 사회적 평가 및 대내외적 홍보를 진행하고 있다. 행정안전부는 재해예방 및 환경개선, 수질보전을 목적으로 하는 '소하천 정비사업'을 수행 중에 있으며 매년 "아름다운 소하천 가꾸기 공모전"추진을 통해 소하천정비 예산으로 추진한 사업들의 평가와 시상을 진행 중에 있다. 국토교통부의 경우 물 관리 기본계획인 '물수자원장기종합계획(2001-2020)', '제4차 수자원장기종합계획(2011-2020)'을 토대로 지방하천의 재해예방 및 수생태계 복원목적의 '지방하천정비사업 종합계획'을 수행 중에 있으며 하천재해 예방사업, 수계치수사업 등의 5가지 세부사업들을 포함하고 있다. 또한 하천관리 전문가와 지역주민을 평가단으로 구성하여 평가를 진행하고 있다. 위와 같이 각 부처는 하천유역의 환경개선 및 재해예방을 위해 여러 하천사업을 진행 중에 있으나 각 기관별로 사업의 평가기법 또는 평가절차가 통일되지 않고 상이하게 진행되고 있다. 또한 국토교통부의 경우 하천사업의 사업계획부터 사후평가까지 사업의 전 절차에 대한 명확한 평가기준이 마련되지 않고 있어 효율적인 사업평가가 어렵다는 문제점이 지속적으로 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 하천사업의 특성을 고려한 평가기법 개발을 통해 사업의 적절성 및 효율성을 제고할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

• 생태와환경
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• 제55권1호
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• pp.60-75
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• 2022

베이지안 알고리즘 모델은 입력된 자료를 기반으로 확률을 계산하는 모델 알고리즘으로써 주로 복합재난 및 수질관리를 위해 사용되었다. 최근에는 생물 간, 혹은 생물-비생물 요인들 사이의 생태학적 구조를 파악하고 이를 이용한 생태 네트워크 분석에 활용되고 있다. 본 연구는 국내 하구수생태계의 부착돌말류 군집 변화와 이화학적 요인들 사이의 베이지안 네트워크 분석을 수행하여 부착돌말류 건강성 변화의 주요 요인들을 파악하였다. 베이지안 분석을 위해 본 연구 자료를 위해 물환경측정망의 생물 측정망을 기준으로 전국 하구 지역에 분포하는 668개 지점을 2008년부터 2019년까지 연간 2회 조사를 수행하였다. 자료는 서식지 요인, 물리적 요인, 화학적 요인, 생물학적 요인으로 분류하였으며 이를 베이지안 네트워크 모델에 입력하여 전국 및 해역별 하구수생태계 네트워크 분석을 수행하였다. 2008년부터 2019년까지 전국 하구수역에서 부착돌말류는 총 625개 분류군이 출현하였으며 2목, 5아목, 18과, 141속, 595종, 29변종, 1품종으로 구성되었다. Nitzschia inconspicua의 누적 세포밀도가 가장 높았으며 Nitzschia palea가 뒤를 이었고, 이외에도 Pseudostaurosira elliptica와 Achnanthidium minutissimum 분류군의 누적 세포밀도가 높았다. 부착돌말류를 이용한 하구수생태계 건강성 평가 결과는 조사 지점이 증가함에 따라서 대체로 보통(C등급)~나쁨(D등급) 등급의 비율이 증가하였으나 조사 시기에 따른 등급별 변화는 매우 미약하였다. 베이지안 네트워크 모델을 이용하여 하구수생태계 부착돌말류 건강성 평가 결과와 서식지 정보 및 이화학적 수질 정보 사이의 관계를 분석한 결과, 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 요인은 생물 요인이었으며 서식지 및 이화학적 요인은 상대적으로 민감도가 낮았다. 하구수생태계 건강성 평가 점수에 가장 민감하게 영향을 미치는 부착돌말류 분류군은 Nitzschia inconspicua, N. fonticola, Achnanthes convergens, Pseudostaurosira elliptica으로 나타났으며 생물 요인 이외에도 서식지 인근의 공단과 축사의 비율이 건강성 평가 점수에 많은 영향을 미쳤다. 해역에 따라서 부착돌말류 건강성 평가 점수에 민감한 주요 분류군 조성은 다르게 나타났으나 모든 해역에서 부착돌말류의 세포밀도와 AFDM 및 Chl-a는 부착돌말류 건강성 점수에 민감한 영향을 미치지 않았다. 베이지안 네트워크 분석은 하구수생태계와 같이 복잡한 생태구조에서도 건강성에 영향을 미치는 주요 분류군과 요인들을 파악하는데 유용하였으며 이를 통해 향후 훼손된 하구수생태계의 복원을 수행함에 있어서 복원 대상을 보다 정확하게 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.485-485
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• 2022

본 연구에서는 낙동강 수계에서 어류의 수생태 건강성이 악화된 지점, 장기간 수질이 악화되거나 수위가 저하된 지점, 보호종이 지정된 지점을 중심으로 어류 서식지적합도지수(Habitat Suitability index, HSI)를 산정하였다. 현장조사는 하천유량이 감소하는 4월부터 6월 사이 총 4회 실시하였고, 투망과 족대를 이용해 어류 채집하였다. 어류의 서식지 특성 조사를 위해 채집 지점에서 수심, 유속, 하상재료를 조사하고 기록하여 엑셀 자료를 구축하였다. 본 연구에서는 실제 하천 단면의 물리적 특성을 잘 반영할 수 있는 WDFW(Washington Dept. of Fish and Wildlife) 방법을 이용하여 어류 서식처적합도지수를 산정하였다. 낙동강 수계 10개 지점에서 실시한 어류 조사 결과는 전체 9과 35종 2,227개체이다. 낙동강 수계 10개 지점의 대표어종을 선정하기 위해 법정보호종, 유영성종, 고유종, 기타 중요종을 검토한 다음 각 지점별 대표어종, 대리어종, 유사어종 등을 산정하였다. 낙동강 수계 전반에 걸쳐 피라미가 우점종으로 조사되었으며, 낙동강 상류지역에는 모래무지, 하류에는 수수미꾸리와 유사한 종의 출현빈도가 높은 것으로 나타났다. 낙동강 전역에 걸쳐 서식하고 있는 피라미는 가능한 대표어종에서 제외하고, 보호종과 고유종을 중심으로 대표어종을 선정하였다. 그 결과 낙동강 상류 내성천 합류전 지점에서는 피라미, 내성천에서 참마자, 위천에서 참몰개, 갑천에서 돌고기, 황강에서 모래무지, 금호강에서 돌마자, 밀양강에서 쉬리. 남강에서 피라미, 형산강에서 참갈겨니, 태화강에서 피라미로 대표어종을 각각 결정하였다. 다음으로 각 지점별 대표어종에 대한 수심, 유속, 하상재료 조사 자료를 이용해 대표어종에 대한 서식지적합도지수를 산정하였다. 최근 갈수기 유량 감소로 생태계가 위협받는 기간이 증가하고 있다. 하천의 정상적인 생태기능 유지를 위한 최소한의 유량이 필요하고, 이를 확보하기 위한 노력이 요구된다. 어류의 서식지적합도지수를 활용해 갈수기 어류 서식에 필요한 최소한의 유량을 결정하거나, 수생태계 복원을 위한 기초자료로 활용성이 높을 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제18권2호
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• pp.174-189
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• 2015

본 연구는 낙동강 유역의 수생태계 건강성 조사지점에서 생물 및 서식환경, 수질에 대한 건강성을 조사 및 평가한 결과자료를 이용하여 공간정보로 재구축하고 공간분석기법을 활용하여 낙동강 유역의 수생태계 보전 및 복원 정책의 합리적인 의사결정을 지원하고 효율적인 관리방안을 제시하는데 목적이 있다. 낙동강 유역의 수생태계 건강성을 분석하기 위하여 250개 조사구간의 수생태계 건강성 조사 및 평가 결과자료를 각 지점별 위치정보를 기반으로 점형 자료로 구축하였다. 그리고 공간적인 분석기법의 적용을 위해 면형 자료로 재구축 할 필요성이 있으며, 이를 위해 Kriging 보간법(ArcGIS 10.1, Geostatistical Analysis)을 활용하여 공간적 영향력 및 트랜드를 분석하였고 면형 자료로 재구축 하였다. 이를 바탕으로 낙동강 유역 건강성의 공간분포 특성을 분석하기 위해 Hotspot(Getis-Ord Gi, $G^*_i$)과 LISA(Local Indicator of Spatial Association), 표준편차타원체(Standard deviational ellipse) 분석을 활용하였다. Hotspot 분석 결과 생물지수(TDI, BMI, FAI)의 Hotspot 유역은 안동댐 상류, 왕피천, 임하댐 유역으로 생물지수의 건강성 등급이 양호한 것으로 분석되었으며, Coldspot 유역은 낙동강 남해, 낙동강 하구, 수영강 등의 유역으로 나타났다. LISA 분석 결과 이례지역은 가화천, 합천댐 상류, 영강 상류 유역으로 분석되었으며 이 지역은 생물 건강성 지수가 높은 유역이지만 주변 유역의 건강성이 낮아 수생태계 건강성에 대한 관리가 필요한 유역으로 분석되었다. 이화학적 요인(BOD)의 Hotspot 유역은 낙동강하류 유역과 수영강, 회야강, 낙동강남해 유역으로 나타났으며, Coldspot 유역은 안동댐, 임하댐, 영강 등 낙동강 지류의 상류 유역으로 분석되었다. 서식 및 수변환경(HRI)요인의 Hotspot과 LISA 분석결과 요인별 Hotspot과 Coldspot이 다르게 분석되었으나 일반적으로 낙동강 상류, 안동댐, 임하댐, 합천댐 유역 등 낙동강 본류와 지류의 상류 유역 서식 및 수변환경 건강성이 좋은 것으로 분석되었다. 서식 및 수변환경 요인이 Coldspot으로 나타난 유역들은 생물지수와 이화학적 요인의 건강성 지수도 낮게 나타나 서식 및 수변환경의 관리가 필요한 유역으로 판단할 수 있다. 표준편차타원체로 분석한 시계열 분석결과 생물과 서식 및 수변환경에 의한 수생태계 건강성이 좋은 지역이 점점 북쪽으로 이동하는 경향을 나타내고 있으며 BOD 결과는 조사년도에 따라 방향과 집중도가 각각 다르게 나타나는 것으로 분석되었다. 이러한 수생태계 건강성 분석 결과는 조사지점별 건강성 관리정보뿐만 아니라 향후 공간정보 기술기반 수환경 연구와 실무연구진을 위한 집수구역 단위 수생태계를 관리할 수 있는 정보를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제43권3호
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• pp.356-368
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• 2010

본 연구는 삽교천 수계의 삽교천, 무한천, 곡교천의 이화학적 수질, 물리적 서식지 건강성, 생물학적 건강성을 평가하였고, 이를 바탕으로 종합적인 수생태계 건강성을 평가하였다. 3가지 건강성 평가 항목은 3개 하천에서 모두 악화된 상태이거나 보통 상태를 유지하고 있는 것으로 나타났고, 곡교천에서 가장 악화되어 있는 것으로 나타났다. 또한 상류에서 하류로 갈수록 건강성이 더 악화되는 경향을 보였다. 6개 항목의 화학적 수질 중 Chl-$\alpha$를 제외한 5개 수질 항목은 하류로 갈수록 증가하는 경향을 보였고, 곡교천에서 가장 높은 값을보였다. 물리적 서식지 건강성은 Good에서 Fair 범위를 보였고, 곡교천의 서식지 건강성이 가장 낮은 것으로 나타났다. 생물학적 건강성은 이화학적 수질과 물리적 서식지 건강도를 잘 반영하였으며, 3개 하천의 생물학적 건강도는 상류지점에서 Fair 상태로 나타났고, 하류 지점에서 Poor 상태를 보였다. 이러한 생물학적 건강성에 영향을 주는 요인을 PCA를 통하여 분석한 결과 상류 지점에서는 물리적 서식지 건강성이 좀더 영향을 주는 것으로 나타났고, 하류지점에서는 화학적수질의 영향이 좀 더 큰 젓으로 판단되었다. 화학적 수질, 물리적 서식지 건강성, 생물학적 건강성 평가 항목을 바탕으로 종합적인 수생태계 건강성을 평가한 결과 무한천의 M1 지점이 통합적인 건강성이 가장 높은 것으로 나타났으며, 곡교천의 G2와 G3 지점이 가장 건강성이 악화된 것으로 나타났다. 본 연구결과는 수생태계의 건강성을 통합적으로 나타내어 취약한 부분을 쉽게 확인할 수 있는 방법으로써 향후 수생태계 복원 및 장기 모니터링에 중요한 자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.464-464
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• 2022

건강한 수생태계 유지·관리를 위하여 다양한 수생생물을 활용한 각 분류군의 종별 서식지 적합도 지수 DB 구축의 필요성이 증대되고 있다. 대부분의 수생생물의 경우 문헌 연구를 통해 서식지 적합도 지수를 산정하기는 어려우므로 현장 모니터링 자료를 이용한 어류, 저서생물 등의 서식지 적합도 지수를 산정하여 하천 복원 및 수생생물의 서식에 필요한 생태유량 결정에 중요한 인자로 활용하고 있다. 국내에서 하천 건강성 평가 등을 통해 수계별 다양한 조사를 수행하고 있으나 대부분의 연구는 출현 종 분류 및 출현율 등에 국한되어 있다. 또한, 부족한 현장 모니터링 자료로 인해 서식지 적합도 지수를 산정하기 위한 객관적이고 과학적인 물리적 인자를 도출하기 어려운 실정이며, 이는 전문가의 경험을 바탕으로 한 주관적 판단으로 이어져 결과의 신뢰성 측면에서 한계가 있을 수 있다. 따라서, 수계별 장기적인 모니터링 및 자료 구축을 위한 연구가 필요하며, 기존 서식지 적합도 지수 산정에 관한 방법의 장단점을 명확히 파악하여 국내 하천환경 및 특성에 적합한 서식지 적합도 지수 구축이 반드시 선행되어야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.293-293
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• 2017

하천복원 또는 서식환경조성에 있어서 흐름영역을 통한 하천생태계 서식처 공간의 조성은 매우 중요하며 최적서식공간을 조성하기 위한 공간 확보 및 복원의 기술은 가장 중요하게 개발해야할 대상이다. 본 연구에서는 공간 확대에 따른 수환경 변화가 어류 물리서식처에 미치는 영향을 분석하기 위해 2차원 물리서식처 모형인 River2D를 적용하였다. River2D의 구동에 필요한 지형데이터는 만경강 유역의 봉동, 소양, 하리 3개의 지점을 경계지점으로 하여 대상영역 내 저지대 상습 침수구역인 만경강 본류와 소양천 합류지점을 복원대상지로 선정 후, 이 구역의 현재하도(공간복원전)와 합류부에서 제방을 없애 공간을 확보한(공간 복원후) 하도의 지형을 구축하였다. 그리고 과거 만경강 봉동일대에서 출현하였던 감돌고기를 대상어종으로 하여 감돌고기에 대한 생애주기별 서식처 적합도 지수(HSC)를 산정한 결과를 분석에 이용하였고, 유황조건은 IHA를 이용하여 산정된 5가지 유황조건을 경계조건으로 하여 분석을 실시하였다. 가중가용면적-유량관계곡선의 도출을 통해서 최적유량 산정시 중요한 지표인 WUA의 산정결과 현재 하천공간보다 공간 복원후 하천공간이 더 많은 가중가용면적을 확보하고 있음을 알 수 있고 동일한 유황의 조건에서 하천공간의 확보 및 복원을 통해 최소유량의 최대서식처 개선효과를 확인할 수 있었다. 또한 공간복원 후에 감돌고기에 대한 최대 가중가용면적은 20.4% 증가하였고, 최적유량변동은 20m3(57.1%) 저감하는 것을 확인할 수 있었다. 감돌고기의 생애주기별 복합서식처 적합도 분포결과는 복원후 전체 공간분포 중 소양천 합류부 및 복원 홍수터에서 서식처 적합도의 공간분포가 높게 나타났고 가중가용면적도 복원후 산란기(4~6월)에 57.7%, 성장기(7~8월)에 6.0%, 성어기(9~11월)에 41.9%로 가중가용 면적이 증가하였으며, 특히 산란기와 성어기의 가중가용면적이 하천공간 확보를 통해 크게 증가되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 수생태계에서 하천어류의 서식환경을 보호하고 유지하기 위해서 적절한 서식공간의 확보가 선행되어야 하며 복원사업에 따른 제방제거 및 하상변동으로 발생하는 유속의 변화로 인한 다양한 영향을 충분히 검토하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.228-228
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• 2020

과거 무분별하게 획일화되어 개발되었던 하천 개발 사업으로 인해 수질오염과 생태계 훼손으로 하천의 건천화 현상이 발생함에 따라 최근 하천복원 사업이 적극적으로 계획·추진되고 있다. 수생태계의 건강성과 종적 연속성을 회복하기 위한 하천복원사업에 앞서 하천환경의 현상태에 대한 평가는 매우 중요한 부분이다. 유럽과 미국에서는 드론을 활용하여 하천관리 및 재해 피해조사가 활발하게 이루어지고 있었다. 국내의 센서기술과 무선통신 기술의 발전으로 인해 실시간 수집 가능한 정보의 범위가 늘어남에 따라 국내 하천환경 분야에서는 드론을 활용하여 획득된 원격탐사(RS) 자료와 지리정보 데이터베이스를 접목한 하천 공간조사 연구가 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 2019년 국토부에서 제시한 하천환경 평가체계에 따라 국내 도시하천중 하천복원사업을 시행하였던 청미천 지역에 대해 현장 조사와 UAV 영상, 항공영상을 활용하여 하천환경평가 결과를 비교하고자 한다. 하천환경평가체계 지침서는 캐나다(2013) 온타리오 하천평가기법을 참조하였으며, 급경사/중경사/완경사로 구분되며 사전조사와 현장조사 야장으로 구성되나 본 연구에서는 물리 평가지표만을 대상으로 하였다. UAV를 이용하여 촬영한 영상을 PIX4D 프로그램을 활용하여 정합한 후 획득된 색체정보를 활용하여 하천환경평가를 실시하였으며, 항공영상은 국토지리정보원의 국토정보플랫폼 국토정보맵에서 다운받은 자료를 활용하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.1989-1993
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• 2009

댐의 조절방류가 하류 하천생태에 미는 영향은 매우 복잡하다. 하류생물상에 미치는 영향은 댐에서의 거리, 유황의 변화크기에 따라 달라진다. 흐르는 물에 서식하는 물고기는 좋아하는 수심, 유속 및 하상재질 등을 이용하여 살아간다. 다만 생물상은 주변환경에 적응하거나 변화하는 능력이 있어 댐의 조절방류에 의한 수생태계 변화구조를 명확히 해석하기는 불가능하다(Power et al., 1988). 댐에 의한 일정방류는 생물다양성을 감소시키며, 보다 변동성이 큰 방류하천은 하천, 연안 및 생물상 변화 유도에 긍정적인 것은 사실이다. 또한 큰 규모의 홍수파는 하천지형의 동적활동을 촉진시키며, 이는 하천을 터전으로 서식하는 동물상을 위한 생태학적 여건을 개선시켜 주게 된다. 이는 주변 식생의 생태적 조건 변화에 도움을 주기 때문에 적어도 1년에 2번 정도의 홍수파방류는 하천주변 서식처의 다양성 변화에 필요한 것으로 보고되고 있다(Kondolf and Wilcock, 1996). 최근들어 댐 하류하천의 생태복원을 위해 연속적인 홍수파 방류의 중요성이 강조되고 있는데(Stanford et al, 1996) 자연하도에서 댐과 같은 구조물에 의한 유량조절은 하중도나 사주 등을 발달시키고 사주에서는 두꺼운 식생층이 형성될 뿐만아니라 수목군의 현저한 출현을 보여준다. 이렇게 사주나 식생이 고착됨에 따라 이의 저항을 피해가는 수로가 형성되고 저수로 구간외에서는 식생의 발달이 더욱 왕성해져 그 면적이 확대되고 있다. 결국 사주와 사주가 식생으로 연결되고 여기에 수목이 자라면서 웬만한 홍수에도 파괴되지 않는 거대한 식생대가 출현하게 되는데 우리나라에서도 많은 하천에서 볼 수 있는 현상이다. 또한 댐에 의한 퇴사의 차단은 하천지형의 불균형을 초래하고 식생의 발달과 함께 저수도부는 좁아지고 세굴에 의해 깊어지는 현상을 보인다. 이와같은 현상들은 수문특성의 변화에 의하여 결국 댐의 조절방류에 의한 수문 변화는 하천지형의 변화를 유발하고 하천지형의 변화는 하천환경에 변화를 미치게 된다. 본 연구에서는 실제적으로 댐이 건설된 지역에서 조사된 몇몇의 자료를 분석하여 댐건설후에 나타나는 부정적 영향을 최소화하기 위한 바람직한 댐운영방안을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.315-315
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• 2016

최근 증가하고 있는 수자원의 지속가능성과 수생태계의 복원력 향상에 대한 관심을 반영하여 한반도 8개 다목적댐에 대하여 일유입량, 태풍과 비태풍 강우의 영향을 고려하여 수문학적 거동 특성을 분석하였다. The annual maximum flow(AMF) 와 7-day low flow의 분석결과를 기반으로 극치사상에 대하여 수문학적 인자(magnitude, timing, duration, and frequency)의 경향성분석을 수행하였다. AMF 분석결과, 충주댐, 소양강댐은 봄과 초여름 유입량의 감소경향을 보였다. 섬진강댐 유역은 태풍강우에 가장 민감한 유역이며 빈도와 지속기간에 대하여 통계적으로 유의한 증가 경향을 보였다. 7-day Low Flow 분석결과, 충주댐과 안동댐은 겨울철 유입량에 대하여 감소추세를 보이고 있지만, 태풍의 영향은 잘 나타나지 않는다. 본 연구는 8개 다목적댐 유역의 극치사상과 관련된 다양한 수문학적 변화에 대한 연구를 수행함으로서 유역의 흐름 패턴과 관련된 인과관계를 설명하고, 유역 맞춤형 중 장기 수자원 공급을 위한 기초자료를 제공할 것으로 기대된다.