• The Korean Journal of Ecology
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• 제22권3호
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• pp.101-108
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• 1999

지형요인이 어떻게 수질에 영향을 주는가를 연구하고자 1993년 3월 부터 1998년 3월까지 조사를 실시하였다. 조사지는 충북 옥천군 이원면의 경작지가 주류를 이루는 개심저수지와 산지유역으로 특성지워지는 장찬저수지 유역을 대상으로 하였다. 조사유역을 11개 소집수역으로 세분하고 지형학적 특성과 하천수질과의 상관성, 하천 유역의 오염원 동태를 생태학적 관점에서 규명하고자 조사를 실시하였다. 개심저수지 유역의 형상계수는 0.030∼0.210(평균 0.090), 장찬저수지 유역의 형상계수는 0.217∼0.452 (평균 0.325)로 장찬저수지 유역의 형상계수가 3.61배 더 높다. 개심저수지의 E(지정리와 미동리), F(윤정리) 소집수역은 금강유역 전체의 형상계수 0.063과 비슷하여 홍수유속시간이 금강과 유사하였다. 하천길이와 유역면적의 관계식은 L=1.44A/sup 0.06/로 보정되었다. 환상율은 개심저수지 유역 17.114, 장찬저수지 유역 7.444로, 강수도달시간은 금강 전체 유역보다 5배 빠른 것으로 추정되었다. 세장율은 개심저수지 유역 0.357 (금강 0.282), 장찬저수지 0.636으로 나타나 장찬저수지 유역에서 강수집합시간이 1.54배 더 빠른 것으로 나타났다. 각 집수역별 강수도달시간은 장찬저수지 유역의 A' 소집수역이 337.53 min.로 가장 느렸으며 개심저수지 유역의 H 소집수역은 49.26 min.로 가장 빠른 것으로 나타났는데, 대체적으로 하류로 갈수록 강수집합시간이 빠른 것으로 나타났다. 곡의 밀도는 0.500∼l.337범위에 있었으며 강수침투와는 역의 상관을 나타낸다. 따라서 인위적으로 하천을 막거나 개절(開切), 직선배수로화는 홍수를 유발할 가능성이 많고, 하천의 자정능력을 떨어뜨리는 결과를 낳을 것으로 판단되었다. 개심저수지와 장찬저수지의 수계빈도(Df)와 곡의 밀도(Dd)의 관계는 개심저수지 유역 Df=0.023Dd², 장찬저수지유역 Df=0.189Dd²으로 산정되었다. 평균경사는 개심 14.03, 장찬 16.9로서 장찬저수지가 유량이 많아지기 쉬운 것으로 조사 되었다. 경사가 증가하면 용존산소량은 증가하지만, 증가폭은 크질 않은 것으로 나타났다. COD와 평균경사는 유의한 상관이 없었으나 BOD는 평균경사와 유의한 상관이 있는 것으로 조사되었다. 형상계수와 환상률 및 총질소와의 관계는 형상계수(Y/sub TKN/=0.7271X＋0.0967)와 환상률이 커질수록 TKN이 증가하였다. (Y/sub TKN/=0.1577X-0.1501). BOD와 COD는 1BOD/l.2COD의 관계가 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권2호
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• pp.103-113
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• 2023

하천 합류부는 서로 다른 지형학적 특성과 수리학적 특성을 가지는 두 개의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 급격한 흐름의 변화 및 퇴적물의 유입과 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 합류부 구간에서는 물질의 종류 또는 온도 차로 유체의 흐름이 밀도 차이로 발생하게 되는데 이것을 밀도류라고 한다. 밀도 차이에 의해 성층이 생긴 수체혼합거동을 파악하기 위해서는 본류 및 지류의 일정 구간을 포함하는 합류부 구간에 대한 정밀한 계측 및 관찰이 필요하다. 이러한 수체 혼합에 대한 종합적인 분석은 유속장 및 유량 정보를 취득하여 파악할 수 있지만, 성층류가 흐르는 하천의 서로 상이한 물리적 특성과 수질특성을 가지는 수체의 혼합양상 및 그에 따른 물질혼합양상을 파악하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 합류부 구간에서의 수온 분포를 통하여 밀도류를 파악하고자 한다. 하천의 광범위한 데이터 중 연직 자료와 수표면 자료를 취득하였고, 이를 통해 합류부의 성층현상을 확인하고자 하였다. ADCP를 보트 측면에 설치하여 저속운행으로 수리량을 측정하는 방식과 YSI를 이용해 측선설치 없이 측선 선정 후 보트를 이용하여 흐름에 직각인 방향으로 이동하며 실시간 농도를 측정하는 방식으로 얻은 연직자료 중 수온, 전도도(Conductivity) 등의 직독식 센서 데이터 값을 사용하여 수온 차에 따른 수체혼합 패턴을 분석하여 합류부의 혼합양상을 분석하고자 하였다. 본 연구는 기존 수질 측정의 한계였던 1차원적인 측정결과가 나타내는 분석결과를 2차원적으로 보완이 가능하며, 비교 분석한 결과를 토대로 밀도류에 따른 혼합양상 결과가 지니는 혼합패턴을 분석한다면 향후 하천 하류구간의 취수 시스템에 많은 도움을 줄 뿐만 아니라 합류부 구간의 혼합패턴에 따라 수층 내 성층구간의 현황조사와 하천 합류부의 혼합특성 파악하여 합류구간의 수질 관리방안이나 수체 흐름특성을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.81-89
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• 2009

제방을 설계하거나 기존제방을 보강하기 위해서는 침투해석이 필요하다. 미국, 유럽 등과 같이 대규모하천이 대부분인 외국에서는 댐에서와 같이 정상침투해석을 하고 있으나 우리나라와 일본하천의 경우는 홍수지속시간이 짧아 설계홍수파형을 정상상태로 해석할 경우에는 과대한 외력을 주게되므로 시간에 따른 수위변화를 고려한 비정상 침투해석을 하여야한다. 이 경우 하천수위와 지속시간에 대한 홍수파형이 필요하나 국내에서는 명확한 기준이나 지침이 없다. 본 연구에서는 비정상침투해석에 사용되는 설계홍수파형을 유도하였다. 수위자료가 양호한 낙동강 수계 진동 등 5개 수위관측지점의 과거 주요홍수에 대해 지속시간별 홍수위를 조사하여 무차원화를 시켰다. 그리고 통계적.확률적 처리를 통하여 무차원 설계홍수파형을 작성하였다. 작성된 홍수파형의 적정성은 과거 발생한 원홍수사상과 금회 유도한 설계홍수파형을 이용하여 침투해석을 시행하고 일본의 방법과 비교해서 적정성을 분석하였다. 동수경사법과 한계유속법에서 오차는 각각 진동 $0{\sim}0.7%,\;0{\sim}0.7%$, 현풍 $1.6{\sim}4.0%$, $1.7{\sim}4.1%$, 왜관 $0.6{\sim}3.6%$, $0.6{\sim}3.7%$, 낙동 $2.0{\sim}8.1%$, $2.0{\sim}8.1%$, 정암 $1.2{\sim}9.8%$, $1.3{\sim}9.9%$로 나타났다. 상관성($R^2$)은 $0.983{\sim}0.999$ 정도로 매우 상관성이 높게 나타났으며, 일본의 방법보다 합리적이며, 실무에 적용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제9권2호
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• pp.133-141
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• 1990

호소(湖沼)의 수질관리 및 예측에 필요한 기초자료로서 농경지로부터의 오염부하량(汚染負荷量)을 제시할 목적으로 1989년 5월 8일부터 9월 30일까지 벼의 생육기간에 정남면 소재 29.3ha의 논에서 질소와 인을 조사 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다, 1. 대상지구로 유입된 관개량은 715mm로서 강우량의 영향을 많이 받았다. 침투수량은 318mm로서 관개와 강우로 인한 담수유무(湛水有無)에 따라, 지표유출 수량은 1060mm로서 관개량과 강우량에 따라 월별로 큰 변화를 보였다. 2. 년간 살포된 비료의 양은 질소로서 180kg/ha, 인으로서 46kg/ha이었다. 조사기간동안 관개수에 의한 유입은 TKN이 15kg/ha, TP가 10kg/ha이었는데, 5, 6월에 특히 많은 유입을 보이는 것은 이 시기에 관개량이 많았고 저수지의 준설(浚渫)로인하여 관개수에 질소 및 인이 흡착된 토입자가 포함되어 그 농도가 높았기 때문으로 사료 된다. 3. 지표유출량은 조사기간 동안 TKN이 39kg/ha, TP가 9kg/ha로 나타났다. 침투유출량은 TKN이 7.5kg/ha, TP가 2kg/ha를 보였다. 두 값 모두 5, 6월에 큰 값을 보이는 이유는 관개수에 의한 유입과 시비로 인한 영향으로 판단된다. 4. 하천에서 유하거리(流下距離)에 따른 영양물질 변화는 WS1에서 TKN이 0.31mg/L/km(0.04g/km), TP가 0.01mg/L/km(0.004g/km)의 감소를 보였고 WS2는 TKN이 0.84mg/L/km(0.24g/km), TP가 0.11mg/L/km(0.10g/km)의 감소를 보였다. WS2가 WS1보다 유거연장(流距延長)이 짧지만 더 큰 감소를 나타낸 것은 사행이 더 심하고 하상기복이 커서 유속이 작기 때문인 것으로 사료된다. 5. 농경지로부터 하천이나 호수(湖沼)로 유입되는 오염물질(汚染物質)의 양(量)을 저감하기 위해서는 비료의 사용량을 제한하거나, 배수로(排水路)와 하천에 보 같은 구조물을 설치하여 유속을 줄이므로서 영양물질을 침전시키거나, 영양(營養)물질을 많이 소비하는 식물을 재배하여 자정작용의 기회를 확대시켜야 할 것으로 사료된다.

• 생태와환경
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• 제47권4호
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• pp.312-318
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• 2014

부영양화 호소수에 대한 국내 서식 펄조개(A. woodiana)의 유기물 제어 실험 결과, 펄조개 30개체를 대상으로 패각 크기 4.3~15.5 cm (평균 9.54 cm)에 따른 유기물 여과율은 $0.08{\sim}0.86L\;g^{-1}\;h^{-1}$, 단위 건중량당 펄조개의 여과율은 $0.09L\;g^{-1}\;h^{-1}$를 나타내었다. 펄조개의 배설물 생산량 (PF)은 $0.00{\sim}11.10mg\;g^{-1}\;h^{-1}$, 단위 건 중량당 배설물 생산량은 $0.37mg\;g^{-1}\;h^{-1}$를 나타내었다. 또한, 클로로필-a와 부유물질 제거율(RA, %)은 느린 유속에서 82.1%, 71.0% 빠른 유속에서는 65.4%, 57.5%의 제거율을 나타냈고, 반응표면분석 결과, 패각 크기는 14.3~15.6 cm, 유속은 $22{\sim}30Lh^{-1}$ 구간에서 여과율 $6.21L\;mussel^{-1}\;d^{-1}$의 최적값을 나타내었다. 또한, 배설물 생산능은 패각 크기는 14.3~16.3 cm, 유속은 $36{\sim}44Lh^{-1}$ 구간에서 배설물 생산이 $4.2mg\;g^{-1}\;d^{-1}$의 최적값을 나타내었다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권4호
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• pp.395-407
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• 2002

거제 $\cdot$ 한산만 굴 양식어장의 수용력 산정에 가장 중요한 요소인 월별 먹이량 변동을 생태-유체역학 모델을 이용하여 산정한 결과는 다음과 같다. 비양식시기인 5월의 거제 $\cdot$ 한산만의 chlorophyll $\alpha$ 농도는 $0.29\~4.72$ (평균 $1.73{\mu}g/L$)로 낮은 농도를 나타내었고, 수평분포 특성은 화도 주변 수역에서 $2.0{\mu}$g/L 이상의 높은 농도 분포를 보인 반면, 만의 중앙부에 해당하는 산달도에서 봉암도 및 율포에 이르는 수역에서 1.4$\mu$g/L 이하의 낮은 농도 분포를 보였다. 거제 $\cdot$한산만의 잔차류는 표층의 경우 외양과 접한 남쪽의 협수로에서는 10 cm/sec의 유속으로 남쪽 방향으로 유출하고, 송도와 비산도 부근에서는 5cm/sec 내외의 유속으로 북서 방향으로 흐름이 진행되었으며, 만 중앙부에서는 내측에서 외측으로 유출하는 형태였으나 유속의 크기는 3cm/sec 이하로 작게 나타났다. 중층은 전반적으로 유속의 크기가 감소하였고, 만 중앙부근에서는 표층의 흐름과는 반대로 만 내측으로의 흐름이 뚜렷하였으며, 저층에서는 수로를 중심으로 흐름이 나타났다. 생태계 모델에 의해 비 양식시기로 가정한 5월의 식물플랑크톤 분포를 재현한 결과 실측치와 계산치의 적합성의 정도를 나타내는 $R^{2}$값은 0.70, 상대오차는 $10.3\%$이었고, 재현된 분포 특성은 화도와 거제시 둔덕면 사이의 수로 부근 수역과 하천의 영향을 많이 받는 만 내측 수역에서 높은 농도분포를 나타내었고, 외해 방향으로 갈수록 점차 낮아지는 경향을 보였다. 이것은 만내로 유입하는 유입부하에 직접적으로 영향을 받고 비교적 정체수역인 만 내측에서 기초생산력이 높다는 것을 나타내었다. 생태계 모델을 이용하여 9월부터 다음해 5월까지 월별 먹이 공급량을 추정한 결과 $0.19\~l.27gC/m^{2}/day$ 범위에 평균 $0.62gC/m^{2}/day$로 나타났다 9월에 1.12gC/m^{2}/day$의 높은 값을 나타낸 이후 점차 감소하기 시작하여 2월에 0.19gC/m^{2}/day$의 최소 값을 나타내었으며, 봄철로 접어들면서 점차 증가하는 양상을 보였고, 5월에 $1.27gC/m^{2}/day$의 최대 값을 나타내었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제36권1호
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• pp.8-15
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• 2003

하천수를 홍수터에 살포하면 퇴적층을 통과하는 동안 미생물의 작용에 의해 유기물과 질소가 동시에 제거될 수 있는데, 이러한 미생물의 작용에 미치는 근권의 효과를 홍수터 모형을 이용하여 검정하였다. 홍수터 모형은 길이와 작용에 미치는 근권의 효과를 홍수터 모형을 이용하여 검정하였다. 홍수터 모형은 길이와 직경이 각각 135 및 30 cm인 PVC관에 낙동강에서 채취한 홍수터 퇴적물을 채우고 표면에 잡초가 자라는 모형과 자라지 않는 모형으로 구분하여 제작하였다. 하천수는 $68.0L\;m^{-2}\;d^{-1}$ 유속으로 실험기간 동안 표면에 연속적으로 살포하였으며, 모형 내에서 하천수의 흐름과 미생물 반응이 정상상태(Steady state)에 도달한 이후 4주 동안 모형의 여러 깊이에서 물 시료를 채취하여 $NO_3$, $NH_4$, 용존산소, 화학적산소요구량 및 산화환원전위를 측정하였다. 표면에 잡초가 자라는 모형에서는 30 cm 깊이의 표층에서 탈질 작용이 일어날 수 있는 환원상태가 발달하였으며, 30 cm 깊이의 표층에서 탈질 작용이 일어날 수 있는 환원상태가 발달하였으며, 30 cm 깊이에서 측정된 COD와 $NO_3-N$ 농도는 유입수 중의 18.2와 $9.8mg\;L^{-1}$에 비해 각각 5.2와 $0.9mg\;L^{-1}$으로 감소하였다. $NO_3$ 제거효과는 잡초가 자라는 모형에서 현저히 높았으며, 이러한 효과는 잡초에 의한 직접적인 흡수와 근권에서의 유기물 공급과 산소의 신속한 소모에 따른 활발한 탈질작용에 기인하고, 잡초가 없는 모형에서 $NO_3$의 제거가 충분히 일어나지 못한 것은 전자수용체인 유기물의 부족 때문인 것으로 판단되었다. 이상의 결과로 미루어 볼 때 슬러지 발생과 화학약품의 사용이 필요없는 홍수터 여과 기술은 부영양상태의 하천수를 친환경적으로 처리할 수 있는 방법이 될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제48권12호
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• pp.1065-1075
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• 2015

하구둑과 같은 구조물이 설치된 하구역에서는 상류로부터 내려온 하천수와 외해의 조석, 수문의 운영에 따라 복잡한 유출특성을 가지게 되며, 하나의 하구역에 2개 이상의 유역출구가 존재하는 경우 더욱 복잡한 형태의 홍수유출특성을 나타낸다. 이러한 사례로 현재 개발계획이 수립중인 새만금 지역을 들 수 있다. 새만금 지역의 경우 만경강과 동진강 유역에서 하천수가 유입되고 방조제에서는 배수갑문을 통해 하천수를 방류하고 해수유입을 차단한다. 두 하천이 만나는 새만금호 내에는 분리하는 용지가 들어서게 되며, 두 수계의 유출량을 연결수로를 통해 교환할 수 있도록 계획되고 있다. 이러한 연결수로는 평소에는 주운의 역할을 하지만 홍수시에는 두 수계간의 홍수를 소통시켜 홍수를 분담하는 기능을 하게 된다. 따라서 하구역 내의 치수적 안전성 확보를 위해서는 연결수로에 대한 홍수분담능력을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연결수로의 통수능에 따른 홍수위 저감효과를 수치해석을 통해 분석하였다. 해석에는 Delft3D를 활용하였으며 해석기간은 배수갑문의 방류가 어려워 최대홍수위가 발생되는 소조기로 설정하였다. 새만금종합개발계획상의 토지이용계획에서는 3개의 연결수로가 계획되어 있으나 연결수로에 의한 홍수위저감효과를 검토하기 위해 해석을 단순화하여 가장 폭이 넓은 수로 1개만 운영되도록 설정하였다. 연결수로의 폭은 동일하게 하고 하상고를 EL.-15m~EL.-3m까지 2m 단위로 변화시켜 다양한 통수능 조건에서의 홍수저감효과를 검토하였다. 수치해석 결과 연결수로의 통수능이 감소하면 두 수계간의 수위차가 증가하면서 배수갑문지점에서의 최대수위도 증가하며, 동일한 수위차라 하더라도 통수단면적에 따라 유속의 영향으로 홍수위 저감효과도 변화한다는 것을 확인하였다. 또한, 통수단면적이 증가하더라도 홍수위 저감효과가 발생하지 않게 되는 통수단면적도 분석하여 제시하였다. 본 연구결과는 향후 연결수로 설계시 기초자료로 활용될 수 있으며, 준설로 인한 공사비를 최소화하면서 홍수위 저감효과는 극대화할 수 있는 최적 연결수로를 설계할 수 있을 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제43권2호
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• pp.190-198
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• 2010

본 연구는 우리나라의 하천과 강에 설치된 댐(보)이 저서성 대형무척추동물 군집에 미치는 영향을 알아보고자 전국의 대표적인 하천과 강에 설치된 4개의 소형 보와 3개의 대형 댐을 대상으로 댐의 상류(저수역: impoundment), 하류(유수역) 및 대조지점(유수역)에서 2004~2007년에 걸쳐 저서성 대형무척추동물의 군집을 조사하였다. 바닥물질이 단순하고 유속이 상대적으로 낮은 상류지점은 종풍부도, 개체수밀도 및 다양도지수가 상대적으로 낮았으며, 하류지점과는 큰 차이를 보였다. 수질오염이 심한 도시하천에서는 보의 상류와 하류지점 간의 군집의 차이가 거의 없었다. 대형 댐의 상류와 하류지점은 대조지점에 비해 다양도지수가 훨씬 낮았고, 우점도지수는 훨씬 높았다. 반면, 소형 보의 하류지점은 대조지점과 유사하였다. 서식 및 섭식 기능군은 상류지점이 하류지점에 비해 더욱 단순하였으며, 대형 댐의 상류지점은 소형 보의 상류지점에 비해 더욱 단순하였다. 저서성 대형무척추동물의 종풍부도와 군집지수는 상류지점에서는 수질오염보다는 서식처 특성에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났으며, 하류지점에서는 수질오염과 더 높은 상관성을 보였다. 결론적으로, 하천과 강에 설치된 보와 댐은 상류지점(저수역)의 서식처를 단순화시켜 저서성 대형무척추동물 군집에 부정적인 영향을 미치며, 규모가 큰 댐이 소형보에 비해 더 큰 악영향을 미칠 수 있음을 시사하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권10호
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• pp.819-833
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• 2021

본 연구는 안동댐 하류(4,565.7 km²)를 대상으로 준분포형 수문모델인 SWAT과 서식처모델인 PHABSIM을 연계하여 적용성을 평가하고, 대상어종에 대해 환경생태유량을 산정하였다. 대상유역 내 다목적 댐 2개(안동댐: ADD, 임하댐: IHD)의 실제운영자료를 구축하여 SWAT에 적용하였으며 추가로 1개의 수위관측소(구담: GD)을 선정하여 ADD, IHD, GD에 대해 유입·유출량 검보정을 수행하였다. 검보정 결과 R²는 0.52 ~ 0.74, NSE는 0.48 ~ 0.71, RMSE는 0.92 ~ 2.51 mm/day로 분석되었다. 검보정된 GD의 유출량을 이용하여 2012년부터 2020년까지의 유황분석을 실시한 결과, 관측값의 유황분석 결과와 비교하여 평균 Q185는 36.5 m³/sec (-1.4%), 평균 Q275는 23.8 m³/sec (0%)로 분석되어 Q185와 Q275를 PHBASIM의 유량 경계조건으로 적용하였다. PHABSIM의 대상하천은 GD가 위치한 410 m 구간으로 선정하였고 하천기본계획보고서 기반으로 하천단면 및 수리인자를 구축하였다. 대상하천의 우점종은 피라미, 아우점종은 돌고기로 분석되었으며 문헌조사를 통해 대상어종의 HSI를 수집하였다. PHABSIM 수위 모의결과, Q185, Q275에서 각각 -0.12, +0.00 m의 오차가 발생하였고, 유속모의의 경우 Q185, Q275에서 각각 +0.06, +0.09 m/s의 오차가 발생하여 연계모의가 적절하게 된 것을 확인하였다. PHABSIM의 서식처 모의 결과, 피라미의 평균 가중가용면적 WUA와 환경생태유량은 76,817.0 m²/1000m, 20.0 m³/sec, 돌고기의 평균 WUA와 환경생태유량은 46,628.6 m²/1000m, 9.0 m³/sec로 분석되어 피라미가 돌고기보다 대상하천에 대해 적응성이 높은 것을 확인할 수 있었다.