• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.157-164
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• 2023

하굿둑은 내륙의 염분 침투를 방지하고 공급 용수를 확보하기 위해 설치되어 홍수기를 제외하고 닫힌 상태로 운용되고 있다. 그러나, 수문은 부영양화와 같은 수질 문제를 발생시켜 수질 개선과 용수 공급의 목적을 이루기 위해 수문 운영에 따른 염분 침투영향 파악이 필수적이다. 지하수는 지표하 조건과 느린 흐름 특성으로 인해 수치 모형을 통한 분석이 주로 수행된다. 본 연구에 이용된 OpenGeosys는 열-수리-역학-화학 현상을 모의할 수 있는 오픈소스 모형이다. 모의는 하굿둑이 없는 자연흐름 조건, 3~9월의 농번기를 고려하여 수문이 운영된 조건을 반영하여 수행되었다. 모형은 해석해와 검증하여 3.7%의 오차를 획득함으로써 염분 침투 가능성을 평가하였고, 모의 결과, 농번기를 고려한 수문 운영 조건의 염분침투 길이는 자연흐름 조건보다 46% 감소하여 약 74.36 m로 파악되었다. 본 모의의 결과는 지하수 관련 정책 수립 및 지하수 이용자의 지하수 이용 결정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.301-301
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• 2021

영산강 유역은 상류 급경사 지역에 있는 유역 내 댐들의 홍수조절용량과 평야지역에 있는 하굿둑의 홍수배제능력이 부족하여 나주시 등 하류부에 홍수피해가 빈번하였다. 영산강에서 4대강 사업의 주요내용은 하도내 퇴적토준설과 홍수조절지 건설, 농업용저수지 증고를 통한 홍수방어능력 증대, 다기능 보설치를 통한 용수확보, 하구지역 홍수배제능력 증대 등이었다. 동 사업에서 본류 하천의 홍수위 저감과 내수배제 개선을 위해 담양댐 하류부터 영암천 합류점까지 하도를 준설하고, 담양과 화순홍수조절지, 나주 강변저류지, 승촌보와 죽산보를 건설하고, 하굿둑 배수능력 증대와 농업용 댐 및 저수지들을 증고를 수행하였다. 4대강 사업이 준공된 2012년 이후로 2014년부터 5년간 가뭄이 지속되었고 큰 홍수가 없다가 2020년 8월에 장기간의 집중호우로 영산강 중상류인 광주시와 영산강 하류지역에서 큰 수해가 발생하였다. 따라서 시설물 운영 실적에 근거한 홍수저감 효과의 기술적 검토를 수행하였다. 사업전·후 수문관측자료와 하천시설 운영 실적에 근거한 홍수저감 효과를 분석하기 위해 사업전·후 유사 규모의 강우 발생 시 수위표 지점별로 계측된 첨두 수위 및 유량자료를 비교하여 홍수저감 효과를 분석하였다. 사업전·후 유사 규모 강우를 선정하기 위해 발생된 강우 사상 중 호우특보 발령 기준이상의 강우 사상에 대하여 총 강우량 및 강우의 지속시간, 시간 분포를 비교하여 유사 규모의 호우를 선정하였다. 사업전·후 유사 규모의 호우 사상 발생 시 계측된 홍수위와 홍수량 비교 결과 영산강 중·상류부와 중·하류부 수위표 지점(극락교,승용교,나주대교)에서 사업 시행 후 사업 전보다 첨두 수위가 1.36~2.81m 감소한 것으로 검토되었다. 이는 여러 가지 사업들의 복합적인 결과로 영산강유역의 홍수관리여건이 개선된 것으로 판단된다. 한편 2020년 8월7일~8일 발생한 호우에 의해 영산강 본류의 중·상류부와 중·하류부의 주요 수위표 지점에서는 200년빈도 계획홍수위를 초과한 홍수가 발생하였다. 상시개방과 철거로 처리방안이 결정된 승촌보와 죽산보의 여건을 반영하여 2개보 유무에 따른 홍수위 검토를 실시하였다. 홍수위 비교 결과보가 없을 경우 영산강 중·상류부(극락교,승용교)와 중·하류부(나주대교,영산교) 수위표 지점에서 홍수위가 0.01~0.07m 감소되는 것으로 검토되어 홍수시 보의 영향은 비교적 작은 것으로 나타났다. 홍수시 상류댐과 저수지, 홍수조절지, 하굿둑, 하천의 연계운영에 대해서는 추가연구가 필요하다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제22권3호
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• pp.88-102
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• 2017

본 연구에서는 영산강 하구에서 측정된 수심 자료(1982년, 2006년, 2012년)와 표층 퇴적물 입도 자료(1997년, 2005년, 2012년)의 시계열 변화 연구를 통하여 하구역의 퇴적환경 변화를 규명하였다. 영산강 하구는 돌출암초를 가진 수로형 하구로서 서해안의 다른 하구들에 비해 좁고, 깊고, 반폐쇄적인 특징을 갖는다. 영산강 하구의 수심은 1982~2006년 동안 평균 2.1 m나 감소한 반면, 이후 2006~2012년 사이에는 0.3 m 증가하였다. 1982~2006년 사이의 급격한 수심 감소는 하굿둑 건설 이후 수로의 유로 변경과 급격한 유속 감소에 따른 니질(mud) 퇴적물의 퇴적, 그리고 2006~2012년 사이의 수심 증가는 주로 하구 남측 해역의 준설과 배수갑문 확장 공사에 따른 주변 지역의 준설 때문으로 해석된다. 하굿둑 건설 이후 하구의 수심 변화량과 조위 변화량 등을 고려할 때, 지난 24년 동안(1982~2006년) 영산강 하구에서 연간 8~9 cm/yr의 퇴적이 이루어진 것으로 평가된다. 영산강 하구의 표층 퇴적물은 90% 이상이 실트와 점토로 구성된 니질 퇴적물이며, 실트는 수심이 얕은 하구의 가장자리에, 점토는 수심이 깊은 하구 중앙부에 우세하게 분포한다. 표층 퇴적물의 평균입도(mean grain size) 변화는 1997년 평균 6.0 Ø, 2005년 평균 7.8 Ø, 2012년 평균 7.7 Ø로 1997~2005년 사이에 실트와 점토의 증가로 인해 전반적으로 세립화한 특성을 보인다. 담수 방류에 의해 하구로 유입되는 퇴적물의 양과 하구에 퇴적된 니질 퇴적물 양의 비교, 그리고 바다 쪽에서 하굿둑 방향으로 이동했음을 보여주는 실트와 점토 분포 패턴의 변화 등은 영산강 하구에 퇴적된 니질 퇴적물의 주요 기원이 강이 아닌 외해(offshore)임을 지시한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.988-991
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• 2013

낙동강 하류 지역에는 합천 창녕보, 창녕 함안보, 낙동강하굿둑 좌안배수문 그리고 우안배수문의 수자원시설이 건설되어 운영되고 있다. 원거리에 위치한 각각의 시설물을 연계하여 통합 운영하는 것은 국가 수자원의 관리와 설비 운영의 효율과 효과 측면에서 중요하다. 이러한 이유로 ICT 기술을 활용하여 개별 시설물을 유기적으로 운영할 수 있는 시스템 구현을 계획하고 실행하였다. 부산 낙동강하굿둑 인근에 위치한 K-water 낙동강통합물관리센터에서 개별 시설들을 통합 운영할 수 있는 시스템을 구축하여 효율적인 수자원관리와 운영비용 절감 등의 상당한 기대효과가 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.601-610
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• 2021

해안구조물 설치 전, 후의 금강하구역 해수유동 양상을 CASE별로 비교하기 위해서 수심적분된 그리고 조간대 처리기법이 적용된 해수유동 수치모형인 FLOW2DH를 사용하였다. 실험조건은 해안구조물 설치 전(CASE1), 해안구조물 설치 후(CASE2), 배수갑문운영 추가(CASE1Q, CASE2Q) 및 현재 상태(CASE3)로 구성된다. CASE1의 경우, 자연형 하구의 안정화된 해수유동 양상을 보여주고 있고, CASE2의 경우, 설치된 해안구조물들로 인하여 금강하구역의 유속 및 유향에 변화가 발생하였다. 특히, CASE2의 개야수로 구간(P5~P9)은 CASE1과 대비하여 유속이 10~30% 크게 계산되었다. 금강하굿둑과 가장 가까운 군산 내항(P4)의 경우는, CASE1Q와 CASE2Q의 낙조 시 2.7시간의 배수갑문의 방류로 인하여 낙조 유속이 다른 CASE들과 비교하여 약 250~300% 빨라졌다. 이는 퇴적물이동에 영향을 줄 것이고, 나아가 해저지형변화를 야기할 것으로 예측된다. 현재 상태인 CASE3의 경우, 금강하구와 주변 해안역의 유속과 유향을 검토한 결과 안정화 단계로 접어들고 있는 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제43권1호
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• pp.64-71
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• 2019

낙동강 하구의 지형변화 메커니즘을 파악하는 것은 하구의 관리방안과 처리방법 연구에 매우 중요하다. 본 연구에서는 낙동강 하구의 지형변화에 관여하는 강우, 하천유량, 유사량과 같은 육역으로부터 영향과 조석, 조류, 파랑, 표층퇴적물 등과 같은 해역으로부터의 영향을 조사 분석하였다. 분석된 자료에 근거하여 지형변화 실험을 수행하고, 지형변화와 외력조건별 기여도를 분석하였다. 수치실험 결과 지형변화는 하굿둑 방류 영향을 직접적으로 받는 수로부를 중심으로 침식이, 간접 영향권인 간석지를 중심으로 퇴적이 우세하게 나타났다. 수로부를 따라 이동되는 퇴적물이 파랑에 의해 분급, 배분되면서 울타리선 전면부에는 퇴적이 우세하였다. 지형변화 실험결과인 퇴적 우세현상과 비교하여, 외력조건별로 침식의 기여도가 크게 나타나고 있으나 각 외력조건의 복합적인 영향은 퇴적이 우세하게 나타나고 있다. 따라서, 낙동강 하구의 지형변화는 여러 복합적인 외력인자의 결과로 판단된다. 또한, 각 외력조건별 영향은 구역별로 상이한 기여도를 보이므로 하구관리방안 수립시 이러한 결과를 고려해야 하고, 반드시 복합적인 상호작용의 결과로 이해하고 있어야 할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.397-409
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• 2019

우리나라는 지형적인 특성과 강우 발생 특성에 따라 댐이나 다기능보 등 수리구조물의 수문 운영이 하천의 적절한 관리를 위해 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 홍수도달시간에 대한 이론을 정립하고, 금강하류부의 금강하굿둑~백제보 구간을 대상으로 1차원과 2차원의 연계해석이 가능한 HEC-RAS 모형을 활용하여 홍수도달시간을 홍수파도달시간과 수위상승도달시간으로 구분하고 보의 방류조건에 따라 홍수도달시간을 분석 예측하고자 한다. 분석 결과, 방류량이 증가하는 시점에 하도를 범람하여 하천 폭의 급격한 증가로 인해 도달시간이 증가하는 형태가 나타났으며, 홍수파 도달시간이 수위상승 도달시간보다 약 2배정도 빠르게 나타나 실제 도달하는 유수의 양보다 수파가 빨리 진행됨을 알 수 있었다. 본 연구결과를 활용한다면, 하천 관리에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.322-330
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• 2020

부산, 목포 지점의 평균해수면(MSL)과 고극조위, 저극조위 자료의 이상자료 시계열 모델링을 수행하였다. 시계열 모델은 계절성분을 포함하는 SARIMA 모형이며, 일시적인 변화에 해당하는 이상자료(Additive Outlier, AO)와 영구적인 변화를 의미하는 기준고도 변화(Level Shift, LS)를 모델에 포함하였으며, AIC 기준에 의거하여 최적 모델을 선정하였다. 이상자료 모형의 매개변수 추정은 R 프로그램 'tsoutliers' 패키지('tso' 함수)를 이용하였다. 선정 모형을 이용하여 이상자료와 기준고도 변화 진단에 적용한 결과, 부산의 월 단위 고극조위 자료에서 2003, 2012년 발생한 태풍 매미(MAEMI), 산바(SANBA)에 의한 일시적인 수위상승을 65.5, 29.5 cm 정도로 추정하였으며, 목포의 월 단위 평균해수면 자료에서는 1983년의 영산강 하굿둑 건설 사업에 의한 기준고도 변화를 21.2 cm 정도로 추정하였다. 한편 본 연구에서 구성한 모형은 모형의 편향을 유발하는 이상자료의 영향을 포함하며, 모형에 의한 RMS 오차는 연간 자료를 사용한 경우, 부산은 MSL 1.95 cm, 고극조위, 저극조위 각각 5.11 cm, 6.50 cm이며, 목포의 경우에는 큰 조차의 영향으로 MSL 2.01 cm, 고극조위, 저극조위 각각 11.80 cm, 9.14 cm로 부산보다 다소 높게 나타났다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.687-697
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• 2019

하굿둑과 좁고 깊은 수로형 하구의 특성을 갖는 영산강 하구에서 하구 갯벌의 퇴적환경 특성을 규명하기 위해 6년 동안(2005~2011) 표층퇴적물의 입도와 조간대 바닥의 높이 변화(침·퇴적 변화)를 모니터링 하였고, 2008년 9월에는 하구 조간대에서 수리관측을 수행하였다. 전체 갯벌의 82 %가 연안개발에 의해 사라진 영산강 하구의 갯벌은 현재 대부분 하부조간대의 좁은 갯벌로 남아있으며, 대부분 점토와 실트로 구성된 퇴적물은 전체의 70 ~ 94 %를 실트가 차지할 정도로 점토-부족, 실트-우세의 특성을 보인다. 이는 개발에 따른 점토퇴적 공간(즉 조상대와 상부 조간대)의 상실과 낙조류 우세의 조류 특성 변화에 기인된 것으로 판단된다. 또한 하구의 갯벌 퇴적물은 바람이 강한 가을부터 봄까지 실트가 많아져 조립해지고, 바람이 약하고, 방류량이 많은 여름에 점토가 많아져 상대적으로 세립해지는 계절적 변화를 보임으로써 하구 갯벌에서 퇴적물 입자의 거동이 실트 입자의 경우 풍파에 의해서, 점토 입자의 경우 주로 담수 방류와 조석작용에 의해 영향 받고 있음을 보여준다. 하구 갯벌에 대한 6년 동안(2005~2011)의 침·퇴적 모니터링 결과는 영산강 하구 조간대에서 연평균 -2.6 cm/y의 침식이 이루어졌고, 2010년경에는 특이하게 연평균 4 cm/yr의 퇴적이 일어났음을 보여준다. 이러한 하구 조간대의 침식은 하굿둑 및 영암-금호 방조제 건설 이후에 이루어진 조석의 진폭 증가와 낙조 우세 조류의 비대칭성 강화에 기인된 것으로 평가되며, 2010년의 퇴적은 하구 준설에 따른 부유물의 대량 발생과 관련이 있는 것으로 판단된다.

• 환경생물
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• 제39권2호
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• pp.184-194
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• 2021

부남호는 하굿둑 건설 이후 수질이 급격히 악화되어 농업용수로 사용이 불가할 만큼 본래의 기능을 상실하였다. 따라서 해수 교환이나 유통의 필요성이 있으나, 극히 오염된 부남호의 물을 대량 방류할 시 문제가 야기될 수 있기 때문에 시기에 따른 환경 조사가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 갈수기(4월)와 강우기(7월)에 천수만과 부남호의 수질 및 식물플랑크톤 분포 특성을 조사하였다. 갈수기에는 부유 생물이 정체되어 부남호 내에서 남조류 Oscillatoria spp. 세포수가 8.92×10⁷ cells L^-1로 대증식하였고, Nitrate+Nitrite을 제외한 영양염 대부분이 소비되었다. 강우기에는 담수 유입의 영향으로 부남호에서 용존 영양염이 크게 증가하였고 부남호에서 식물플랑크톤이 대증식하였다. 강우기 방류의 영향으로 천수만 내측 역시 높은 농도의 생물량을 보였다. 강우기 부남호에서 우점했던 남조류 Oscillatoria spp.와 Microcystis spp.가 천수만 내측에서도 다수 출현하였으며, 해수에서는 Cheatoceros spp., Eucampia zodiacus와 같은 규조류가 빠르게 증식하였다. 부영양화 지수는 부남호 내측에서 1을 초과하여 부영양 해역으로 평가되었다. 천수만은 강우기에 담수 방류의 영향을 받을 경우 부영양화 해역으로 평가되었다. 특히 부남호 내 방조제에 인접한 B3 정점의 8 m 이상 수심에서 정체된 해수 기원의 강한 빈산소 수괴가 관찰되었고, Nitrate+Nitrite를 제외한 영양염 농도가 극단적으로 높았다. 특히 COD 농도가 206 mg L^-1로 심하게 오염된 상태임을 확인하였다. 따라서 부남호는 지속적으로 육상기원의 영양염이 누적되며, 식물플랑크톤의 대발생과 침강으로 수질이 더욱 악화될 가능성이 높은 수역으로 판단되었고, 이를 근본적으로 해결하기 위해서는 해수유통을 통한 생태계 복원이 필수적이다.