• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.437-437
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• 2023

최근 기후변화로 발생되는 폭우, 강풍 등의 기상현상으로 인해 하천범람, 내수침수, 해수범람 등 특히 해안도시지역에서의 물 문제는 날로 심화되고 있다. 이에 정부에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID) 사업 및 친환경그린인프라(Green Infrastructure, GI) 기술요소의 적용확대를 추진하고 있다. 이에 환경부에서는 환경기술개발사업의 일환으로 '그린인프라 제도/정책 및 재원관리의 선진화(2021)' 연구용역을 통해 관련 추진체계 구축, 제도 개선방안 등을 모색하였다. 해당 연구에서는 기존의 LID 및 GI 관련 정책·제도 개선, 강우유출수 관리목표 설정방안, 투수/불투수도 제작 지침 마련, 시민인식조사 등을 통해 그린인프라 확대를 위한 과학적 근거 및 통합관리제도를 마련하였다. 이와 더불어 2013년부터 도시지역의 우수유출 저감, 물순환 구조 개선, 비점오염원 관리를 위해 '그린빗물인프라(Green Stormwater Infrastructure, GSI) 조성 사업'을 추진하여 국비지원을 지속하고 있다. 'GSI 조성사업'은 2014년 공공청사 중심에서 학교, 도서관, 체육시설, 공원 등 적용 범위를 확대 하고 있는 추세이나, 수도권지역과 물순환선도도시 조성사업이 진행중인 5개 지역(김해시, 광주시, 안동시, 울산시, 대전시)을 제외한 각 지자체에서는 실효성 있는 추진체계 및 가이드라인 부존 등의 문제로 적용에 어려움을 겪고 있다. 이에 경상남도는 지역적 특성을 반영한 GSI 조성 추진체계 마련을 목표로 본 연구용역을 추진하였으며, GSI 관련 국내외 현황조사, GSI 조성을 위한 공공청사의 우선순위 선정, 지형적(토지피복, 토양형 등), 기상학적 현황을 토대로 한 우선순위 선정, 이를 통합한 경남형 GSI 조성 추진체계를 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.264-264
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• 2020

최근 기후변화로 우리나라는 과거에 비해 태풍이나 국지성 집중호우 및 가뭄 등 극심한 수문현상이 빈번하게 발생하고 그 피해가 더욱 커지고 있는 추세이다. 특히 우리나라의 경우 산지가 많으며 대부분의 하천이 유역면적이 작고 유로연장이 짧아 단시간에 유출이 발생하며 수문학적 특성이 연중 큰 편차를 보이고 있다. 이러한 이상기후에 따른 수문현상 파악 및 피해 경감을 위해 신뢰성 있는 수문자료는 매우 중요하다. 따라서 수문자료에 대한 품질관리는 필수적이지만 자료 결측 및 오측에 대한 신뢰성 높은 품질관리가 이뤄지지 못하고 있는 실정이다. 현재 수위자료의 결측이 발생한 경우 해당 관측소의 수위 자료를 사용해 선형보간 및 운형자법으로 수정하거나 상·하류 관측소의 관계를 이용하여 회귀분석을 통해 자료 결측의 수정 및 보완을 수행하는 등 담당자의 주관적 판단에 의존하고 있다. 본 논문에서는 신뢰성 높은 수문자료의 결측치 보완 및 예측을 위한 방안을 제시하고자 상류의 관측소의 수문자료를 이용한 하류의 단시간 수문 자료예측에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 자료지향형 모델인 적응형 뉴로-퍼지 기법(Adaptive Network-based Fuzzy Inference System, ANFIS)을 이용한 모형을 적용하였다. 기존의 연구에서 가장 일반적으로 사용되는 물리적 모형은 수문자료를 활용하여 수위 및 유출을 산정함에 있어 매개변수의 결정이 어렵고 많은 오차들을 내포하고 있다. 본 연구에서 사용한 ANFIS는 입력자료와 출력자료만을 고려하여 구축할 수 있기 때문에 자료 수집단계에서 유역의 물리적 자료 및 지형 자료와 같은 방대한 양의 자료 수집이 필요가 없다. 이후 모형이 구축이 된다면 입·출력 자료만을 이용하여 신뢰성 높은 결과를 획득할 수 있지만 입력 자료의 품질에 따라 결과가 좌우되기 때문에 자료의 구성이 매우 중요하다. 본 연구에서는 ANFIS를 통해 무주남대천 유역의 무주군(여의교) 관측소의 수위자료를 입력자료를 사용하여 하류에 위치한 무주군(취수장) 관측소의 수문자료의 결측 보완 및 예측하는 모형을 구축하고 모형의 구조 변화를 통해 가장 정확도 높은 모형을 결정하였다.

• 대한지리학회지
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• 제40권1호
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• pp.126-152
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• 2005

현재 한국 사회에서는 산맥의 개념 규정에 대한 혼동과 함께 교과서에 수록되어 있는 산맥의 존재 여부에 대해 많은 논란이 일고 있다. 이 연구에서는 지리학적 산맥과 유역분수계 개념의 차이점 그리고 산맥 개념의 사회적 논란에 대한 원인 분석을 바탕으로, 산맥의 정의 및 기존 산맥도와 관련된 한반도 지체구조와 산맥의 형성과정에 대해 살펴보았다. 한반도의 DEM에서 추출한 지표곡면도와 음영기복도, 그리고 지체구조선과 지질분포도를 이용하여 현재 및 과거에 표기되어 왔던 산맥들의 공간적인 분포를 비교$\cdot$검증하였다. 이 연구의 결과 현재 일반에게 알려져 있는 산맥들의 실체를 대부분 확인할 수 있었으며, 이들 산맥은 한반도의 지형적인 특성을 결정해 온 지체구조의 발달사와 지형발달과정을 이해하는 데 유용한 틀을 제시해 주고 있다는 사실이 입증되었다. 하지만 한반도의 산맥들은 형태와 성인적 특성에서 매우 다양하다. 현재 표기되고 있는 산맥들을 성인에 따라 5가지 유형으로 분류할 수 있었다. 형성 시기와 성인을 중심으로 살펴보면 1) 제3기 동해의 형성과정에서 나타난 한반도 전체의 융기 현상에 의해 형성된 융기산맥(함경산맥, 낭림산맥, 태백산맥), 2) 제3기 융기운동에 의해 2차적으로 나타난 단층운동과 융기 현상으로 형성된 산맥(마천령산맥, 소백산맥, 북서백산맥), 3) 중생대 광범위한 화강암의 관입에 의해 그 근간이 만들어진 습곡산맥(적유령산맥, 광주산맥, 차령산맥, 노령산맥), 4) 제3기 이후 하천의 침식으로 형성된 산지 중에서 유역의 분수계를 이루는 분수계형 침식산맥(마식령산맥, 묘향산맥), 5) 제3기 이후 하천의 침식에 의해 남겨진 분수계들을 하천과 수직으로 연결한 침식면형 침식산맥(강남산맥, 언진산맥, 멸악산맥) 등으로 구분할 수 있었다. 현재 한국 사회에서 나타나고 있는 산맥의 유무에 관한 논란은 부분적으로는 산맥의 설정 목적과 성인에 대한 지리학계의 명확한 설명이 제시되지 않았기 때문일 것이다. 이를 극복하기 위해서는 성인별로 분류된 산맥을 표현 목적과 사용되는 지도의 축척, 그리고 교육의 목적에 따라 계층적으로 제시하는 작업이 필요하다. 특히 일반인들의 산맥에 대한 이때를 높이기 위한 산맥의 성인과 형태에 관한 효과적이고 광범위한 교육과 홍보가 요구된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권12호
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• pp.981-992
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• 2023

최근 전세계적인 기후변화의 영향으로 강우가 집중되고 강우강도가 강해짐에 따라 홍수피해의 규모를 증가시키고 있다. 과거에 관측되지 않았던 규모의 비가 내리기도 하고, 기록되지 않았던 장기간의 장마가 발생하기도 한다. 이러한 피해들은 아세안 국가에도 집중되고 있으며, 태풍 및 집중호우로 인해 침수의 빈번한 발생과 함께 많은 사람들이 영향을 받고 있다. 특히, 인도네시아 찌따룸강 상류 유역에 위치한 반둥 지역은 분지 형태의 지형학적 특성을 가지고 있어서 홍수에 매우 취약한 실정이다. 이에 공적개발원조(ODA)를 통해 2017년에 찌따룸강 상류(Upper Citarum River) 유역에 대하여 홍수예경보시스템을 구축되었고, 현재 운영중에 있다. 그럼에도 불구하고, 찌따룸강 상류 (Upper Citarum River) 지역은 홍수발생시 인명 및 재산피해의 위험에 여전히 노출되어 있어 신속하고 정확한 홍수예경보의 실시를 통해 피해를 경감시키는 노력이 지속적으로 필요한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 찌따룸강 상류의 Dayeuh Kolot 지점을 목표관측소로 하고, 강우관측소 4개소와 수위관측소 1개소의 10분 단위 수문자료를 수집하여 인공지능 기반의 하천홍수위예측모형을 개발하였다. 6개 관측소의 2017년 1월부터 2021년 1월까지의 10분 단위 수문관측자료를 활용하여 선행예보시간 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6시간에 대해서 학습, 검증, 시험을 수행하였으며 인공지능알고리즘으로는 LSTM을 적용하였다. 연구결과 모든 선행예보시간에 대해 모형적합도 및 오차에서 좋은 결과를 나타냈으며, 학습자료 구축조건에 따른 예측정확도를 검토한 결과 참조관측소가 적은 경우에도 모든 관측소를 활용하는 경우와 유사하게 예측정확도를 확보하는 것으로 나타나 효율적인 인공지능 기반 모형 구축에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권12호
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• pp.1029-1038
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• 2010

우리나라는 기상학적으로 연중 총강수량의 약 2/3가 6~9월에 편중해서 내리고 있고, 지형적으로 국토의 70% 이상이 산지로 구성되어 경사가급해 수해를 입을 가능성이매우 크다. 또한 산업화 및 도시화로인해 불투수층의 증가로 강수량의 대부분이 직접유출로 기여해 강우초기에 노면상의 오염물질을 급속히 하천으로 이동시켜 오염을 가중시키고 있다. 특히 위락시설지역은 도시화에 따른 인구집중으로 지역민들에게 휴식공간 및 공원기능의 제공으로 비점오염원의 이동능력도 증가하여 수질관리가 절실히 필요하다. 따라서 본 연구는 위락시설지역의 비점오염원 유출특성분석을 위해 SOM(Self-Organizing Map) 이론을 도입하여 시험유역에서 측정된 유출 및 BOD, TOC자료에 대해 패턴분류를 수행하여 분할구역별 자료의 특성을 분석하였다. 그 결과 BOD 농도는 4개 TOC 농도는 각각 4개, 6개 분할구역으로 구분되었으며 BOD 농도의 경우 Cluster1과 Cluster2가 TOC 농도의 경우 Cluster4와 Cluster5가 비점오염원 유출 연구에 있어서 매우 중요한 요소인 초기강우 양상을 나타내었다. 또한 유출량 자료 수집과정에서 불가피하게 발생하는 이상치 자료를 정상적으로 측정된 수위와 유출량관계를 통해 추정된 회귀식을 이용하여 보완하여 이상치 자료를 활용하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.213-213
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• 2011

근래 이상기후에 의한 강우량 증대와 도시화에 따른 첨두유출량의 증대 및 도달시간의 단축은 기존의 유수지만으로 도시홍수를 대처하는데 그 한계점에 다다르게 되었다. 1990년대에 들어 각종 우수유출 저감시설의 활용으로 이상의 문제를 해결하고자 하는 노력들이 시작되었으며, 현재 신규개발지에 저류지와 같은 우수유출저감시설 설치를 법제도적으로 의무화 하고 있어, 전국적으로 천여개소의 저류지가 시설되어 있거나 계획 중에 있다. 저류지는 개발로 인해 증가된 첨두유출량을 개발전의 상태로 저감시키기 위하여 임시 또는 상시 저류하거나 저류능력 이상의 유출량에 대해서는 암거방류시설을 통해 하류부의 하천 또는 하도로 방류시키는 역할을 수행하는 수공구조물로서 일반적으로 저류지 계획 및 설계는 첨두유출량 증가분에 대해 초점을 맞추고 있을 뿐 방류시설에 대한 구체적인 설계는 이루어지지 않고 있는 실정이다. 또한 현재 국내에는 저류지 방류시설로 주로 사용되는 암거에 관한 설계규정이나 기법은 미미한 상태로, 한국도로공사(1991)에서 발표한 "도로배수계획"을 이용하고 있으며, 이는 미국 연방도로국(FHWA, 1985)에서 발표한 설계기법을 그대로 인용하고 있다. 즉, 지형 또는 현장 여건에 따라 암거 흐름의 8형식 중 하나의 형식으로 결정하고, 그 형식에 따라 관련도표를 이용한 시산법 또는 도식해법을 적용하여 유입부 상류수위를 산정함으로써 암거설계가 이루어진다. 하지만 이러한 암거설계 방식은 도로 배수암거에 적합한 것으로 저류지 배수암거에 적용하기에는 무리가 있다고 본다. 따라서, 본 연구에서는 저류지의 일반적인 특성상 암거흐름 8형식 중 Class-II군의 암거 상류부 수위가 잠수된 조건 즉, 평상시 저류지가 일정수위 이상의 저류량을 유지하고 있는 상태에서 저류지 암거방류시설의 대표적인 설계인자인 암거직경, 암거경사, 암거경사, 하류단 수위조건의 변화에 따른 상류부 수위변화를 유량별로 분석해 보았다. 방류 암거의 개수를 고려하기 위하여 암거상류부 수위와 암거직경의 관계해석 시 암거단면적을 이용하여 분석하였으며, 각각의 유량별로 상류부 수위와 암거단면적의 관계를 회귀식으로 제시하였다. 암거상류부 수위와 암거경사의 관계를 분석한 결과 암거경사가 5~20%로 변화할 때 암거상류부 수위의 변화는 2~5%정도의 매우 작은 변화를 보임을 확인할 수 있었으며, 암거길이의 경우는 해석 조건의 특성상 상류부 수위에 영향이 전혀 나타나지 않았다. 암거상류부 수위와 암거하류단 수위의 관계에서 암거상류부 수위는 암거하류단 수위가 암거직경과 퇴사위 높이의 합보다 암거하류단의 수위가 높아지는 시점부터 암거하류단 수위에 비례해서 증가되는 결과를 알 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권1호
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• pp.34-48
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• 2019

내성천은 경북 북부의 산지 및 농경지를 관류하는 자연성이 높은 사질 하상 하천으로 2010년대 이전에는 백사장이 발달한 경관적 특징을 유지하였다. 하지만 영주댐이 건설되기 시작하고 2015년 전후로 식생이 광범위하게 활착하는 등 하천 변화가 발생하였다. 이 연구에서는 이러한 변화를 객관적으로 분석하기 위해 영주댐 하류 내성천을 대상으로 장기 모니터링을 실시하였으며, 이 논문의 목적은 2012~2018년 기간에 대해 하천 지형 및 식생 등에 대한 조사 자료를 제공하는 것이다. 조사 방법으로 드론/지상 사진 촬영, LiDAR 항공측량, 현장 조사 등이 포함되었다. 장기 모니터링을 통해 발견한 주요한 사실들은 다음과 같다. 내성천 하도의 식생 활착은 1987년부터 시작되었으며, 2013년 이전에는 하류 구간에서, 그 이후로는 전체 구간에서 식생 활착이 발생하였다. 그 중 일부 지점은 홍수로 인해 재나지화 되었으나 여러 구간은 목본이 활착하였고, 퇴적으로 인해 하도의 형태 변화가 발생하기도 하였다. 내성천은 모래 하상의 본질적 특성을 유지해 왔지만, 최근 약간의 조립화 경향이 나타났으며, 조사 단면에서 최심하상의 저하가 관찰되었다. 본 연구의 조사 결과를 I편에서 분석한 수문학적 특성과 함께 종합하여 볼 때, 내성천에 나타난 식생 및 경관상의 변화는 주로 유량 감소 의한 것으로 생각된다. 이와 함께 영주댐이 하상 저하에 미친 영향을 간략하게 고찰하였다.

• 자원환경지질
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• 제52권3호
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• pp.251-258
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• 2019

양산단층 남부 지역을 대상으로 한 정밀 지질조사 수행 중에 울산광역시 두서면 미호리 신우목장 절개사면에서 미고결퇴적층을 자르고 있는 단층이 확인되었으며, 이는 양산단층 남부 인근 이서 지역에서 최초로 발견된 제4기 단층노두이다. 본 연구에서는 신우지점 주변의 지형, 수계 및 선형구조 분석 결과를 바탕으로 신우지점에서 관찰되는 단층의 기하학적 특성 및 미고결퇴적층의 특징 등의 정보를 제공하고자 한다. 단층이 발달하고 있는 지형은 침식 산록 완사면으로 보이나 저위면의 두꺼운 퇴적층과 중위면의 부채꼴(Fan) 양상은 충적선상지 지형 특징을 보인다. 수계는 3차 수계까지 발달하여 1차 수계와 2차 수계가 서로 직각으로 만나면서 방사상 형태를 보인다. 또한 하천의 휘어짐과 지형면의 단차를 통해 본 지점을 통과하는 북동-남서 방향의 선형구조들이 인지되었다. 신우지점의 단층은 $N30-35^{\circ}E/79-82^{\circ}SE$ 의 자세를 보이며, 약 5.8 m 의 겉보기 수직 변위가 관찰되는 역단층의 기하를 보인다. 단층면에서 확인된 단층조선과 단층 하반의 최상부 미고결퇴적층 내 역들의 방향성도 전형적인 역단층 운동감각을 지시한다. 하지만 단층의 하반 내 일부 단층대를 따라 불연속적인 퇴적물이 관찰되며, 이는 주향이동운동에 의한 열극구조를 상위의 미고결퇴적물이 채운 것으로 판단된다. 현재 절대연령 측정 및 추가적인 조사가 수행 중이며, 추후 이러한 다학제적 조사결과가 도출된다면 본 신우지점 제4기 단층노두에 대한 정확한 단층의 형성 및 발달사가 규명될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제49권4호
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• pp.296-307
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• 2016

생태적 복원은 온전한 자연의 체계와 기능을 모방하여 인간이 훼손시킨 자연을 치유함으로써 다양한 생물들에게 서식공간을 제공하고 인류의 미래 환경을 확보하기 위한 생태기술이다. 이러한 생태적 복원은 복원대상에 대한 다각적 측면의 진단평가 결과에 근거하여 수립된 복원 가이드라인에 따라 수행되어야 한다. 본 연구에서는 무등산국립공원의 훼손된 산림의 생태적 질을 평가하고, 이를 회복시키기 위한 경관수준의 복원 가이드라인을 수립하였다. 이를 위해, 우선 자연적 요소(지형, 기후, 식생 분포)와 인위적 요소(토지이용, 선형 경관요소의 분포)를 고려하여 무등산국립공원에 성립해 있는 산림의 생태적 질을 진단하였다. 이와 더불어, 선형 경관요소에 의해 구획된 각 권역의 기하학적 속성 및 토지이용 강도에 근거하여 온전성 정도를 평가한 후 이를 점수화하였다. 분석 결과, 무등산국립공원의 거시적 지형은 모암의 풍화 특성에 의해 결정되는 양상이었으며, 식생대는 해발고도의 수직적 구배에 따라 난온대상록활엽수림대, 난온대낙엽활엽수림대 및 냉온대낙엽활엽수림대로 구분되었다. 토지이용유형에서 무등산국립공원은 활엽수림, 침엽수림 및 혼합림이 전체의 약 90%를 차지하였다. 경관파편화를 유발하는 경관요소로서 탐방로는 총 97개소로 파악되었다. 경관의 질 점수는 평균 $69.86{\pm}11.41$로 나타났다. 진단평가 결과, 무등산국립공원 내 산림의 생태적 질은 인간활동의 영향을 크게 받았고, 그 영향 정도는 지형에 따라 다르게 나타났다. 한편, 무등산국립공원은 산 중심으로 설정된 국립공원 경계와 모암의 풍화 특성에 의해 공원구역 내 수공간이 부족한 것으로 파악되어 이러한 문제를 해결하기 위해 주변 지역과의 생태네트웍 구축이 필요한 것으로 판단되었다. 본 연구에서는 이러한 진단평가 결과에 바탕을 두고 무등산국립공원의 생태적 질을 향상시키기 위한 복원 가이드라인을 제시하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권2호
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• pp.79-87
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• 2021

하천의 하안 생태계에서 식생, 수문 및 지형 사이에 상호작용이 활발하다. 이들 중 하나의 요인의 작은 변화가 다른 두 요인에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 2020년 여름 극심한 홍수로 큰 피해를 입은 섬진강의 선정된 조사지 (가정 2 개 및 하한 2 개)에서 이러한 아이디어를 평가하였다. 특히 원격탐사, 수리 모의, 현장 조사를 결합하여 대홍수시 하안식생과 수리 특성 간의 관계를 조사하였다. 섬진강 조사구간에 위치한 예성교 수위관측소 (영점표고 EL. 27.4 m)에서의 수위는 2020년 8월에 극심한 강우에 의하여 표고 43.1 m까지 상승하였다. 최대 홍수위에서 가정과 하한 조사지의 전단응력은 가정보다 하한에서 4 배 더 높았다. 또한 하안식생이 없을 조건보다 식생이 있는 경우에 대홍수시 수위가 수위가 지점에 따라 최대 1m 정도 상승할 것으로 추정되었다. 조사구간 두 곳 모두에서 대홍수에 의하여 식생 분포면적의 78-80%가 나지로 바뀌면서 광범위한 생물학적 피해를 입었다. 상수리나무와 수고가 낮은 버드나무에 비하여 수고가 높은 버드나무류가 심한 피해를 받았다. 이러한 결과는 모든 하안식물종이 극심한 홍수에 대해 동일한 취약성을 가지고 있지 않으며, 교란에 대해 동일한 종류의 피드백을 나타내지 않는다는 것을 의미한다. 따라서 하안식생의 수목을 효과적으로 관리하는 동시에 의도하지 않게 야기할 수 있는 홍수위험을 최소화하기위한 하천관리 계획이 요청된다.