• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.32-33
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• 2018

낙동강 하구의 지형변화를 포함한 제 해양환경은 낙동강 하굿둑이 건설된 1987년 7월 이후로 분기된다. 즉, 낙동강 하굿둑이 건설되기 전에는 낙동강의 작은 하상구배로 담수와 해수가 혼합되는 구역이 현재의 하굿둑 보다 상류에 위치하였으나 하굿둑 건설 이후에는 하굿둑 수문 조작에 따라 방류되는 유출수에 의해 유동 양상이 변화되기에, 낙동강 하굿둑의 방류량을 파악하는 것은 매우 중요하다 하겠다. 이에 본 연구에서는 낙동강 하굿둑 제원, 방류패턴, 하굿둑 주변 강수량, 하굿둑 방류량을 분석하였다. 또한, 낙동강 하굿둑 방류량에 의한 유사량 분석을 수행하여, 낙동강 하류역의 지형변동의 기초자료를 제공하였다. 연구결과, 낙동강 하굿둑 방류량은 최근 13년 동안의 연평균방류량은 $19,274.56{\times}106m^3$이고 일평균 방류량은 $52.81{\times}106m^3$이고 초당평균 방류량은 $611.19m^3$으로 산정되었다. 낙동강 하굿둑 건설 이후 퇴사량과 준설량을 근거하여 계산된 연간 평균 총유사량은 $3,184,405m^3/yr$이고, 낙동강 하굿둑의 경우 연평균 부유사량이 $3,153,995m^3/yr$, 소류사량이 $30,410m^3/yr$이며 소유사량이 부유사량의 약 1.0%로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.28-28
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• 2019

강 하구의 민물과 바닷물이 만나 형성되는 기수역 생태계는 독특한 환경적 가치를 지니고 있다. 낙동강 하구는 우리나라의 대표적인 철새 도래지로 풍부한 생태자원을 지닌 곳이지만, 하굿둑 건설로 기수역이 사라진 이후 기수역 생태계가 갖고 있는 고유의 생태적인 특성이 감소하였다. 한편, 낙동강 하굿둑 건설은 염해피해 방지 및 부산, 울산, 창원 등의 지역에 추가적인 용수공급을 가능하게 도왔다. 이에 낙동강 기수역 생태계 복원을 위한 하굿둑 개방과 용수공급 및 염해피해 방지 등을 위한 하굿둑 운영에 대한 논의가 지속되어 왔다. 낙동강 하구관리에 대한 합리적인 의사결정을 위해서는 하굿둑 건설 및 운영에 따른 편익과 동시에 낙동강 하구 기수역의 생태 환경적 가치도 함께 고려해야한다. 이에 본 논문에서는 낙동강 하구의 기수역 생태 복원에 초점을 맞추어 이와 관련된 환경적 가치를 조건부 가치측정법이라는 경제학적 기법을 적용하여 추정하고자한다. 전국 800가구를 무작위로 추출하여 일대일 개별면접을 통해 낙동강 기수역의 생태복원에 대한 지불의사액을 조사하였다. 이 정보는 낙동강 하구관리에 대한 의사결정시 활용할 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제18권1호
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• pp.58-67
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• 2016

본 연구에서는 낙동강 하구 인근의 장기 수질 및 저서 생태변화를 파악하였고, 동시에 하굿둑이 수질 및 저서생태계에 미친 영향을 알아보았다. 수질 자료는 2013년과 2014년에 현장 조사를 통해 획득한 실측자료와 수질 측정망 자료(환경부, 1989~2013)를 취합하여 해석하였다. 대형저서동물 자료는 2014년 현장 조사 자료와 문헌자료(1985~2013년) 분석을 통해 장기 변화를 파악하였다. 낙동강 하구 장기 수질변화는 전반적으로 유량 감소시 영양염이 증가하는 경향이 보였으나, 하굿둑 건설로 인한 급격한 변화는 관찰되지 않았다. 하지만 낙동강 하굿둑 내측의 수질은 하굿둑에 의해 해수와 담수간의 혼합이 제한되어 내측의 영양염 및 유기물의 농도가 외측보다 뚜렷하게 높게 나타났다. 특히 겨울철 유량감소로 인해 체류시간이 증가한 시기에는 하굿둑의 효과가 나타나 하류로 갈수록 클로로필 증가가 뚜렷하였다. 즉, 하굿둑으로 인한 정체효과는 갈수기에 수질악화로 나타났다. 저서생태계는 하굿둑 완공 이후 내측은 기수역 소실로 인해 재첩 등의 연체동물과 기수 갑각류들이 사라졌으며 종 다양성이 매우 낮은 환경이 조성되었다. 하굿둑 외측은 유기물 유입에 영향을 받는 소형 오염지시종(Prionospio membranacea, Pseudopolydora kempi, Sinocorophium sinensis)이 높은 밀도로 출현하여 저서환경의 악화를 나타내었으며, 이것은 하굿둑 건설과 건설 이후 명지대교, 신공항 건설 및 공단조성 등과 같은 다양한 공사로 인해 서식환경이 악화되었기 때문으로 판단된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.38-39
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• 2018

낙동강 하구 하류역의 지형변화는 장기간에 걸쳐 변화가 발생하고, 이러한 지형변화의 메커니즘을 파악하는 것은 하구의 관리방안과 처리방법 등을 연구하는데 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 낙동강 하구 하류역의 지형변동에 관한 기초자료를 수집 분석하였으며, 이를 근거하여 지형변화 예측실험을 수행하였다. 실험결과, 하굿둑 건설과 부산신항 건설 등의 대규모 개발사업으로 인한 해수면 축소로 인한 유속감소로 인하여 전반적인 퇴적우세 현상이 지속되는 것으로 나타났다. 또한, 해빈류 실험결과 울타리선 남쪽과 동서쪽으로 지형 발달 및 성장이 지속될 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.21-22
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• 2020

낙동강 하굿둑(이하 하굿둑)은 1987년 부산 사하구와 강서구 사이에 건설되어 하류 지역의 바닷물 유입을 막아 부산, 울산, 경남 등에 안정적으로 생활·농업·공업 등의 분야에 용수를 공급하는 역할을 해왔다. 현재, 하굿둑의 수문은 낙동강 상류로부터 하류로 흘러내려오는 민물(담수)을 방류하기 위해서만 하굿둑 수문을 개방하고 있다. 하구는 하천의 담수와 바다의 염수가 서로 만나는 구역으로 바닷물과 염수의 밀도차에 의한 혼합으로 자연상태의 하구에서는 담수와 염수가 섞이는 기수역이 형성되며, 이러한 특성으로 하구 인근의 지역에서는 일반적인 하천 및 해양, 연안과는 분명히 구별되는 생태계가 조성된다. 하굿둑 건설이후 바닷물(해수)과 민물(담수)이 만나는 낙동강 어귀에 기수생태계가 사라지면서 바닷물이 유입될 수 있도록 하여 생태계를 복원해야 한다는 필요성이 제기되어 왔으며, 하굿둑이 지역에 기여해온 사실은 분명하나 하굿둑으로 인해 생태계 단절이 발생하고 기수생태계가 파괴되었기 때문에 이를 해결하기 위해서는 하굿둑을 개방하여 과거 기수생태계를 복원해야 한다는 목소리가 높아지고 있다. 이에 따라 정부에서는 하굿둑의 기수생태계 복원을 위해서 관계기관 합동으로 의사결정을 하고 효율적인 개방 방안을 모색하는 실무협의회를 구성하여 운영 중이고, 실무협의회 논의를 통해 5개 주요 관계기관(환경부, 국토부, 해양수산부, 부산광역시, K-water) 공동으로 "낙동강하굿둑 운영개선 및 생태복원 방안 연구용역"을 추진 중이다. 2018년 1단계 용역이 완료되었으며, 2019년부터 2단계 연구용역을 추진 중이고 하굿둑 개방의 수준별로 각종 영향을 검토한 후 대책을 마련하여 기수생태계 복원 방안을 수립하는데 그 목적이 있다. 2단계 연구용역에서는 과학적이고 합리적인 기수생태계 복원방안 마련을 위해서 실제로 해수를 유입시키는 3차례의 실증실험 및 수리모형실험 등을 추진한다. 기존 연구들에서도 수문개방에 따른 해수유입 영향에 대해 모델링을 통해서 분석했지만 이는 검증이 이루어지지 않은 결과로 이번 용역에서는 실제 해수를 유입시키고 염분의 침투 및 각종 수생태 영향을 모니터링 한 후 그 결과를 반영하여 모델링을 고도화하고 있다. 최종적으로 고도화된 모델링 결과를 기반으로 기수생태계 조성 방안별로 염분, 수질, 수생태, 침퇴적 등 각종 분야에 대한 정확한 영향을 분석하고 이에 대한 대책을 포함하여 최종적으로 바람직한 기수생태계 복원 방안을 제시할 계획이다. 기수생태계 복원 방안이 계획에만 그치지 않고 실행으로 연결시키기 위해서 필요성에 대한 이해를 바탕으로 공감대를 형성해 나아가고 있으며 지역주민, 전문가, 관계기관 등 민(民)·관(官)·학(學) 다양한 의견을 수렴하여 하구지역내 수량-수질-수생태를 종합적으로 고려하여 복원 방안을 마련 후 사회적인 합의를 추진하여 확정할 예정이며, 하구의 안정적인 관리를 위해 AI 등 4차 산업혁명기술을 적극 적용하는 스마트한 하구물관리(Smart Estuary Watershed Management)"를 활용한 "하구통합물관리" (Estuary Integrated Watershed Management) 등 과학적인 관리를 추진할 계획이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.256-256
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• 2019

하굿둑이 증설된 낙동강 하류의 수위-유량 관계식은 하굿둑의 운영을 고려하지 않은 식으로 수공구조물에 의한 배수효과 등이 반영되지 않았다. 하굿둑 영향을 파악하기 위하여 낙동강 본류 330 km 구간에 대해 8개의 보 및 하굿둑의 운영방안을 내부경계조건으로 포함하는 부정류 계산모형을 개발하였다. 가장 하류에 위치하는 구포수위표 지점에 대해 하굿둑의 개도를 변수로 포함하는 수위-유량 관계식을 도출하여 하굿둑의 개도를 변수로 포함하지 않은 수위-유량 관계식과 비교하였다. 개발에 사용한 홍수사상들은 2001년부터 2018년까지 발생한 홍수사상 중에서 다양한 규모로 5개를 선별하였다. 개발된 수위-유량 관계식을 검증하는데 사용한 홍수사상들은 개발에 사용한 5개의 홍수사상 외에 규모별로 5개를 선정하여 활용하였다. 비교 결과 개도를 고려하지 않은 경우에 비해 개도를 고려한 경우가 보다 정확한 유량을 산출하는 것으로 나타났으며 이는 하굿둑을 비롯한 수공구조물이 건설된 하천의 경우 이를 고려하여 수위-유량 관계식을 산정해야 함을 보여준다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.128-134
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• 2022

낙동강 하굿둑은 올해 2022년 해수 유입기간을 매월 대조기마다로 확대, 하굿둑 상류 15 km 이내로 기수역 조성을 목표로 운영되고 있다. 목표 기수역 조성구간 및 염수피해 방지를 위한 신속한 의사결정을 위해 본 연구에서는 딥러닝 알고리즘 Long Short-Term Memory(LSTM)을 적용하여 낙동대교(하굿둑 상류 약 5 km)지점의 염분 예측을 수행하였다. 창녕·함안보 방류량 등 낙동강 하구역의 시·공간적 특성을 반영하기 위한 입력데이터를 구축하였으며, Sequence length에 따른 정도 변화를 통해 낙동강 하구역의 수리학적 특성을 고려한 최적모델을 구축하였다. 예측 정확도는 결정계수(R-squred)와 RMSE(root mean square error) 이용하여 통계분석을 실시하였으며. Sequence length가 12일 때 R-squred 0.997, RMSE 0.122로 가장 정도가 높았으며, 선행 예측시간은 12시간 간격까지 R -squred 0.93 이상으로 높은 정도를 보였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.36-37
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• 2018

낙동강 하구역의 퇴적환경은 육성기원 퇴적물과 해성기원 퇴적물에 따라 다양하고 복잡하게 이루어진다. 낙동강 하굿둑이 건설된 이후의 퇴적환경 특성을 파악하기 위하여 해양공학회(2003)와 수자원공사(2016)의 자료를 수집 분석하였다. 2003년과 2016년의 표층퇴적물 분석결과, 낙동강 하구는 전반적으로 사질퇴적물이 우세하고 분급도가 양호하고 중앙입경 보다 조립질의 퇴적물이 우세하게 분포되는 것으로 나타났다. 기존 연구결과와 금회 연구결과로부터 2003년 이후 낙동강 하구 퇴적환경은 평형상태를 이루고 있는 것으로 판단되며, 낙동강 하굿둑 유출 유사량과 외해측 파랑에 의한 영향이 크게 받고, 창조시의 약화된 유속으로 인하여 니질퇴적물의 이동이 줄어든 것으로 판단된다. 또한, 니질퇴적물이 우세한 구간은 사주와 갯골 부근의 간사지로, 이로 인한 낙동강 하구역의 퇴적우세 현상은 지속될 것으로 판단된다

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.358-358
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• 2016

본 연구에 앞서 가뭄에 따른 충청남도 서부권의 물 부족을 해결하기 위하여 금강 본류로부터 보령댐으로 일정 유량을 도수(diversion)하는 계획이 금강 본류에 미치는 수리적 영향을 1차원 비정상류 해석(unsteady flow analysis)을 통하여 분석하였으며, 본 연구에서는 수리모형 결과와 연계하여 수질 모형을 구축하여 금강 본류 수질에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 조위 영향에 따른 염도의 역류 모의를 위하여 전자해도와 위성영상자료를 활용하여 금강 하굿둑에서 외해 방향으로 약 9km에 이르는 모의 구간을 확장하였으며, 상류단의 진두수위표를 포함한 8개 지천의 유입유량 및 수질, 하구의 조위와 염도, 농공용수 취수시설의 취수량 및 회귀수 수질, 금강 배수갑문 운영, 대상 구간에 인접한 기상대의 기상자료 등을 고려하고 금강 본류를 따라 9개 수질측정소의 수질자료를 이용하여 모형의 보정을 실시하였다. 또한 대상 구간 내 2015년의 갈수기 유황 분석을 토대로 비선형 회귀분석식을 도출하여 2016년 갈수기 예측 유량과 함께 수질-유량 관계식을 도출하여 대상 구간의 수온, 염도, 용존산소(DO), BOD, 조류 등 영향을 분석하였다. 수온 분석 결과, 지점에 따라 2015년 유황 대비 평균 수온 1.79~3.83도, 최고 수온 1.74~4.30도 상승할 것으로 모의되었으며, 염도는 2016년 갈수기 동안의 금강 하굿둑 외해 염도는 담수 방류량의 감소로 전년 동기 대비 평균 53% 증가하는 것으로 모의되어 기수역 생태계에 상당한 영향을 줄 것으로 분석되었으며, 갈수기 동안의 금강 하굿둑 내수의 염도는 배수갑문 개방 빈도, 개방 시간, 개방 정도의 감소에 따른 해수 역류의 감소로 전년 동기 대비 크게 감소할 것으로 모의되었다. 용존산소는 2016년 갈수기 동안의 용존산소 농도는 지점에 따라 전년 동기 대비 평균 4~11% 감소하는 것으로 모의되었으며, 2016년 갈수기 동안의 BOD 농도는 지점에 따라 전년 동기 대비 평균 30~57% 증가하는 것으로 분석되었다. 조류는 지점에 따라 전년 동기 대비 평균 29~67% 증가하는 것으로 모의되었다. 유량의 감소에 따른 수온 증가 및 수질 악화의 영향이 있을 것으로 분석되나, 도수에 따른 영향은 상대적으로 제한적인 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.359-359
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• 2016

본 연구에서는 최근 기후변화에 따른 가뭄으로 어려움을 겪고 있는 충청남도 서부권의 물 부족을 해결하기 위하여 금강 본류로부터 보령댐으로 일정 유량을 도수(diversion)하는 계획이 금강 본류에 미치는 수리적 영향을 검토하였으며 특히 금강 본류의 농공용수 취수에 제한을 초래할 수 도 있는 수위에 미치는 영향을 중심으로 분석하였다. 본 연구의 공간적 범위는 금강 하굿둑으로부터 하류 외해 방향으로 약 9km 지점에 위치한 금강 하구로부터 상류 방향으로는 금강 하굿둑으로부터 약 76km 지점에 위치한 공주시 반포면 검상동의 검상천 합류지점까지 총 85km에 이르는 구간에 대한 1차원 수리 모형을 구축하였으며, 시간적 범위는 보령댐으로의 도수가 갈수기에 이루어지는 것으로 가정하여 2015년 2월 1일부터 5월 31일까지 진두수위표의 시간별 유량과 8개 지천의 유입 유량, 장항검조소의 시간별 조위, 농공용수 취수시설 취수량 및 회귀수, 금강 배수갑문 운영 등을 고려하여 모형의 보정을 실시하였고, 유황분석에 따른 2016년 갈수기 예측 유량을 추정하여 보령댐으로의 도수에 따라 금강 본류 내 주요 구간의 수위에 미치는 영향을 분석하고자 하였으며, 서해안 조위에 따른 금강하굿둑 배수갑문의 운영에 직접적인 영향을 받는 배수위 구간임을 감안하여 비정상류 해석(unsteady flow analysis)을 수행하였다. 갈수기 예측 유량 추정 결과 2015년과 같은 가뭄이 지속될 경우, 2016년의 유황은 2015년 대비 21%로 분석되었으며 이는 보령댐 도수 여부에 관계없이 물 부족이 발생할 수 있는 상태인 것으로 분석되었고, 하천유지유량 정도의 유황이 유지되는 상태에서 보령댐으로 도수를 실시할 경우, 도수시 금강호 최저 수위는 각각 EL(+)0.94m와 EL(+)0.72m로 모의되어 농업용수를 비롯한 기존 취수시설 뿐만 아니라 보령댐 도수시설의 운영에도 어려움이 생길 것으로 예상되었다. 2016년 갈수기 동안 과업 대상 구간인 금강 하류부의 유황은 농업용수 취수가 본격화되기 이전인 2월에는 하천유지유량 정도의 유황을 유지하는데 별 어려움이 없지만 3월 이후농업용수 취수가 본격화되면 농업용수 취수시설이 집중된 입포수위표 ~ 금강 하굿둑 사이 구간은 하천유지유량 이하로 유량이 크게 감소할 것으로 예상되었다.