• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제7권4호
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• pp.320-326
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• 2020

본 연구는 횡단구조물에서의 어류의 이동 특성에 따른 종적 연결성을 평가하였다. 대상 구간은 원주천이며, 대상 어종은 피라미와 잡고기를 대상으로 하였다. 흐름 분석은 HEC-RAS 모형을 사용하였으며, 종적 연결성 분석은 ICE 방법을 적용하였다. 종적 연결성을 분석하기 위하여 수리분석 결과물 중 횡단구조물 상·하류 수위차, 유속, 하류단 웅덩이 깊이에 따른 대상 어종의 유영 속도를 적용하였다. 그 결과 피라미의 경우 종적 연결성이 약 76점, 잡고기의 경우 종적 연결성이 약 23점으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.967-971
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• 2008

하상변화는 하천정비기본계획을 수립함에 있어 매우 중요한 고려사항 중에 하나이다. 이는 하상의 변화가 이 치수 및 생태계에 있어 큰 영향을 주기 때문이다. 적절하지 못한 하상변화의 예측은 기 축조된 하천구조물의 기능과 안정성을 위협하며, 이는 직접적으로 큰 경제적 피해를 일으킬 수 있다. 특히, 인공적으로 지어지는 댐과 같은 수공구조물의 축조는 하천의 상 하류간의 연결성을 끊어놓음으로서 자연상태에서의 유사이송 변화를 일으키며 이는 하천의 급격한(자연상태와 비교하여 비교적 단시간동안 일어나는) 하상변화의 주 원인으로 작용한다. 본 연구는 댐 축조에 의해 상류지역의 하상이 어떻게 변화하는지를 연구하기 위하여 대상지역으로 충주댐 상류 지역을 설정하였으며, 충주댐 축조 후 1996년 측량자료와 최근의 2007년 측량자료를 수집하여 충주댐 상류구간의 하상변화를 분석하였다. 또한, 현장에서 채취한 하상토 입도분포 자료와 관련 수문자료를 수집하여 Hec-Ras 와 Hec-6 프로그램을 이용하여 하상변화에 대한 모의 시뮬레이션 결과를 측량자료와 비교하여 댐 상류지역의 하상변화 특성을 도출하는 것을 목적으로 하였다.

• 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.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.43-45
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• 2018

근래 국내 해안에서도 해수면의 상승에 따른 파랑에너지의 증가로 인해 해안침식 현상에 대처하기 위한 연구를 계속해오고 있다. 본 연구는 다공성 골재 포장 재료인 투수 바이오 콘크리트를 해안의 침식사면에 적용하고 현장 모니터링을 통해 파력저감 및 세굴방지와 식생이 복원된 효과를 확인하였다. 호안 사면의 시공과 함께 생겨날 수 있는 바닷가 친수공간에 다공성 포장으로 산책로를 시공하여 오염물질의 해안 유입을 저감하여 해안 생태계를 보호하는데 기여한다. 또한, 하천에서 적용한 사례를 제시하여 해안으로 연결되는 하천을 보호하는데 다공성 포장을 적용할 수 있음을 제시하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권1호
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• pp.22-32
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• 2015

본 연구는 하천에서 격리된 구하도와 본류에서 어류 군집 구조의 차이를 비교하기 위하여, 만경강에서 2곳의 본류와 단절된 구하도를 선정하여 환경 요인과 어류 군집 구조를 조사하였다. 측정된 환경 자료를 이용하여 주요인분석을 실시한 결과, 구하도는 하상이 주로 진흙과 모래로 이루어졌고 식생 피도가 높은 반면 본류는 수로 폭이 넓고 하상이 왕자갈, 잔돌, 호박돌 등 다양한 하상구조를 보였고 용존산소 및 전기전도도가 높게 나타났다. 어류 자료를 사용하여 군집분석 결과, 구하도 군집과 본류 군집으로 뚜렷이 구분되었다. 구하도는 호소 및 소하천에 서식하는 어류 군집 구조가 나타났고, 본류는 강과 같은 대형하천에 서식하는 어류군집 구조를 나타냈다. 비모수다차원척도법 결과에 의하면 구하도에 분포하는 어류는 식생 피도와 높은 양의 상관관계를 가진 반면 본류에 분포한 어류는 용존산소, 전기전도도와 높은 상관관계를 보였다. 본 연구 결과, 구하도는 본류와의 연결성이 단절되면서 본류와 비교할 때 어류 서식 환경이 완전히 달라짐으로써 어류 군집 구조가 큰 차이를 보이고 어류의 산란처 및 은신처 기능도 상실한 것으로 판단되었다. 따라서 하천의 어류 생물다양성 증진을 위하여 구하도의 횡적 연결성을 복원하기 위한 노력이 필요하다.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.414-419
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• 2023

삼천포천은 제방을 따라 제내지에 인공구조물이 설치되어 있으며, 하상구조가 인간활동으로 교란되어 있다. 본 연구결과 부착조류와 저서성 무척추동물의 생물다양성이 여타 하천에 비해 낮은 것으로 나타났다. 따라서 생태하천 복원 시 제방의 제외지와 제내지를 동시에 친환경적으로 복원을 고려함으로써 생물다양성 증대를 도모하고 하상 복원 등을 통해 회유성 어류들이 하천생태계로 유입되어 생태계의 안정성 및 건강성을 회복해야 할 필요가 있다(Palmer et al., 2014). 이를 위해서는 생태하천 복원시 사용되는 재료는 무생물적 재료를 지양하고 과거부터 주로 서식하는 자생식물 등을 주재료로 사용하고 하도 구조는 하상의 현재 유로형상 (flow channel pattern)을 유지하도록 유도해야 한다. 유로 연장이 필요한 경우 직강화 등에 의해 축소되어서는 안되며 축소된 유로는 복원을 권장한다. 분절된 지류는 본류와 연결시키고 연력이 곤란한 웅덩이는 대상하천에 맞게 소택형 습지를 형성하도록 유도한다. 또한 생태통로(Eco-corridor) 확보 및 추이대 조성을 통해 생태환경 기능을 개선할 필요가 있으며 제내지의 폐천 부지는 하천구역으로 편입하여 생태습지 등으로 이용을 적극 고려해야 한다(Choi and Lee, 2019). 생태적 복원을 위해 주차장, 체육시설 및 공원 등은 배제해 자연성을 유지하되 주민의 활용도를 고려하는 것도 중요하다. 이를 통하여 삼천포천의 자연성 회복을 통한 생물다양성 증진 및 주민에게 다양한 문화 휴식 공간 제공 등의 생태계 서비스 능력을 향상을 기대한다(Bennett et al., 2009).

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권2호
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• pp.137-146
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• 2015

하천 본류와 구하도 사이의 횡적 연결성은 하천-홍수터 생태계에서 생태적 기능을 유지하는데 매우 중요하다. 본 연구는 2차원 평균수심 유한요소 모형인 River2D를 사용하여 만경강에서 직강화로 인해 격리된 구하도의 연결성을 가상으로 복원하고 평수기와 홍수기 조건에서 어류 서식처 변화를 평가하였다. 평가 대상 어종은 정수성 어종인 붕어 (Carassius auratus)와 유수성 어종인 피라미 (Zacco platypus)를 선정하였다. 물리서식처모의 결과에 의하면, 연결성 복원 전후의 붕어와 피라미의 가중가용면적 (weighted usable area, WUA)은 복원 후에 증가하였으며 양방향 복원이 일방향 복원보다 어류 서식처 복원에 효과적이었다. 또한 가중가용면적의 증가율은 평수기보다 홍수기에 더 높았다. 특히 피라미의 경우 홍수기에 구하도의 연결성이 양방향 복원되었을때 구하도 내의 가중가용면적이 복원 전 대비 약 4배로 크게 증가할 것으로 예측되었다. 본 연구 결과 만경강에서 본류와 구하도의 연결성이 복원되었을 때 정수성 어류와 유수성 어류의 서식처가 모두 증가할 것으로 예상되며, 일방향 복원보다 양방향 복원이 더 효과적인 것으로 나타났다. 또한 복원된 구하도는 홍수기 때 어류의 피난처 역할을 할 것으로 기대되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.338-338
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• 2016

준설은 흙 또는 모래, 자갈을 파내는 작업을 말하는 것으로, 준설의 목적은 수로, 하천, 항만공사에서 수심의 증가 및 수심을 유지하기 위함이다(산업안전대사전, 2004). 이러한 준설은 하천의 흐름 특성 및 제반 여건 변화를 수반하기도 한다. 준설 직후 낮아진 하상으로 인하여 수위가 감소되는 경우가 있으며, 반면에 수위 저하를 동반하지 않는 경우(저수지와 연결된 준설), 준설 부근에 퇴적이 발생하며 이는 하천의 수위 상승으로 연결될 수 있다. 이러한 수위 상승은 홍수 시 제방의 월류 가능성을 높이는 등 하천의 치수 안전성에 문제를 야기할 수 있다. 본 연구에서는 준설로 인한 하천의 수위 상승에 초점을 맞추었다. 기존 연구에서는 대부분 이러한 현상분석을 위해 수치해석을 이용하였으며, HEC-6, CCHE2D, GSTARS 등의 1, 2차원 수치해석 프로그램을 이용하였다. 그러나 1, 2 차원 수치모형은 수심에 따른 흐름특성을 충분히 반영하지 못하는 한계점을 가진다. 이에 본 연구에서는 3차원 수치해석 모형인 SCHISM을 이용하였다. SCHISM은 하구역의 흐름특성을 분석하기 위해 개발된 프로그램으로, 본 연구와 같이 단면의 급 확대부의 수치해석에 적합한 프로그램이라고 판단된다. 기존연구를 바탕으로 하상변동에 영향을 주는 인자를 산정하여 무차원화 하였으며, 하상 변동량 및 수위상승 영향의 민감도 분석을 수행하였다. 무차원인자는 준설깊이/상류수심(H/hu), 하류하폭/상류하폭($W_d/W_u$), 하류수심/상류수심($h_d/h_u$), 유량(Q)으로 결정하였다. 수치해석에 이용된 지형은 1: 2 경사의 제방을 가진 직선수로이며, 준설 구간을 기준으로 상 하류 각각 1,000 m의 길이를 확보하였다. SCHISM 수치모의를 통하여 민감도 분석을 수행한 결과 모든 수치해석 case에서 퇴적으로 인한 상류수위의 증가를 확인 할 수 있었다. 또한 하류수심/상류수심은 준설부 퇴적 및 상류 수위 상승에 가장 큰 영향을 주는 인자로 나타났다. 본 연구는 하천 준설 계획 시 참고자료로 활용이 가능할 것이며, 준설로 인한 하천수리특성 변화의 선행연구로써 의미가 있다고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.113-113
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• 2017

중소하천에서 홍수 시 보 주변 흐름은 잠수월류(submerged overflow)의 형태이고, 이러한 조건 하의 보 파괴원인 중 가장 큰 부분은 제방과의 연결부에서 발생하는 세굴로 인한 것이다. 그러나 하천설계기준(2009)에서는 보 연결부 보호공에 대해 수리학적 특성과 유사적 특성을 고려한 적절한 세굴 범위를 제시하지 못하고 있는 실정이다. 또한 기존의 연구들은 주로 고정상 실험결과를 이용하여 세굴범위를 제시하고 있으며, 제체의 재료적 특성을 고려한 연구가 상대적으로 미약한 실정이다. 이에 본 연구에서는 제체의 재료적 특성(점성을 가진 유사 특성)을 고려하여 잠수월류 시 보 하류부 제방의 세굴길이를 도출하였다. 본 연구방법으로 이론적 접근에서 보 연결부 세굴을 유발하는 주요인자들을 활용하여 관계식을 제안하였고, 수리실험을 통해 제안된 식의 검증을 수행하였다. 수리실험은 균일 사다리꼴 단면의 직선 수로($7.0m(L){\times}2.0m(B){\times}0.5m(H)$)에서 이동상 제방구간(2.0m)과 고정상 제방구간을 나누어 실험의 효율성을 높이고자 하였으며, 이동상 제방 전용 다짐판 및 다짐 봉 등 자체적으로 제작된 실험 장비들이 이용되었다. 실험결과와 제시된 이론적 접근의 비교를 통해 제시된 이론식이 제체의 다짐도의 영향이 고려가 되지 않았음을 가정하였으며, Lee et al.(2001)의 연구를 참고하여 제체에 대한 다짐의 영향을 고려한 후 두 값들이 선형적인 비례 관계가 나타남을 확인하였다. 최종적으로 이러한 관계를 모두 고려한 잠수월류 시 보 하류부 세굴길이에 대한 예측식을 제안하였다. 본 예측식은 하천 계획 및 설계시 호안의 범위를 산정하는데 참고자료로 유용할 것으로 판단된다. 향후에는 완전월류(perfect overflow)에서 보 연결부 세굴에 대한 연구를 수행하여, 월류 형태 별 제방 세굴길이에 대한 연구를 완성하고자 한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권2호
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• pp.97-104
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• 2017

우리나라의 하천은 대부분 치수를 위한 제방공사를 통해 직강화되어 있다. 하천과 홍수터의 횡적 연결성을 회복하기 위해서는 제방에 의해 격리된 옛홍수터를 탐색하고 현재 토지이용현황을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구의 목적은 청미천에서 옛홍수터를 탐색하고 토지이용현황을 분석하는 것이다. 옛홍수터는 지리정보시스템을 이용하여 청미천 유역에서 수치표고모델, 연속수치지도 및 계획홍수위를 중첩하여 산출하였다. 탐색된 옛홍수터의 토지이용현황은 토지피복도를 이용하여 분류하였다. 청미천에서 격리된 옛홍수터는 총 104 지점이 탐색되었으며, 전체면적은 11.9 km2이었다. 옛홍수터의 토지이용은 농경지가 87.1%로 대부분을 차지하였다. 청미천의 하류에는 산지로 둘러싸인 소규모 패치 형태의 옛홍수터가 많았으며, 이러한 지역은 시가화지역의 비율이 낮고, 농경지의 비율이 높아 하천 횡적 연결성 복원의 효율이 높을 것이다. 청미천에서 탐색된 격리된 옛홍수터와 토지이용 현황은 향후 하천 복원계획에 기초자료로 이용될 수 있을 것이다.