• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.19-19
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• 2020

한강 하구는 매우 다이나믹한 공간이다. 서해의 조석변화가 한강과 임진강에 영향을 미치는 동시에 한강과 임진강의 영향이 조석에도 영향을 미친다. 한강과 임진강의 유량은 서로에게도 영향을 미친다. 결과적으로 한강, 임진강, 조석이 서로 밀접하게 영향을 미치는 곳이 한강 하구이다. 그러나 지금까지 군사적인 문제로 인해 한강 하구에 대한 조사나 분석은 많이 이루어질 수 없었다. 그로인해 하구의 수리적인 영향이 정확하게 분석되지 못하였다. 본 연구에서는 한강 하구의 흐름 모의 결과를 바탕으로 조석변화의 특성을 분석하였다. 또한 신곡수중보 주위의 흐름 조사 결과를 바탕으로 하구에서 발생하는 조석 변화의 영향도 분석하였다. 한강 본류의 경우 평상시 조석이 영향을 미치는 범위는 잠실수중보 직하류까지이다. 한강 본류에 계획홍수량이 흐르는 경우 한강대교 지점에는 조석의 영향이 나타나지 않으며, 약 10,000cms 이상의 홍수량에서는 조석영향이 거의 나타나지 않는 것으로 분석되었다. 임진강의 경우에도 계획 홍수량이 흐를 경우 조석이 영향을 미치는 범위는 하구부 일정 구간에 한정된다. 한강 하구부에서 홍수시 조석의 영향으로 인해 홍수위가 상승될 수 있는 경우는 제한적이라고 할 수 있다. 임진강의 유량은 한강의 조석변화에도 영향을 미친다. 임진강에 평상시 유량이 흐르는 경우와 홍수량이 흐르는 경우에 나타나는 한강의 조석영향 범위 및 크기는 다르다. 반대로 한강의 유량은 임진강의 흐름에도 영향을 미치게 된다. 이와 같은 상호간의 영향은 매우 밀접하게 발생하게 된다. 한강 하구부에 설치되어 있는 신곡수중보는 조석의 변화에 큰 영향을 미치고 있다. 조석으로 인해 발생하는 수위의 변화가 수중보로 인해 줄어들게 되어 이 지점을 기준으로 수위차가 발생하게 된다. 만조시에는 수중보를 월류하는 흐름이 발생하는데 상류방향의 유속이 빠르게 나타난다. 수심방향의 유속변화도 크게 나타나는데 상류 및 하류 방향의 유속이 시간과 장소에 따라 매우 다양하고 복잡하게 나타나게 된다. 한강 하구부의 수리현상은 매우 복잡하지만 지금까지 조사되거나 분석되지 못한 것이 사실이다. 하구부의 지속가능한 관리를 위해서는 의사결정을 할 수 있는 기초자료와 분석 결과가 매우 중요하다. 본 연구의 결과는 한강 하구 조사와 분석을 위해 활용될 수 있으리라 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1770-1774
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• 2010

하구는 담수와 해수가 만나 넓은 갯벌과 기수역을 형성하여 각종 생물의 서식지이자 어류의 산란지로 이용되는 생태학적으로 중요한 지역이다. 특히 한강 하구는 국내 4 대강 가운데 유일하게 하구둑이 설치되어 있지 않아 조수의 출입이 자유롭고 민간인 접근이 통제되어 있어 자연적인 하천지형과 기수역 생태계가 비교적 잘 보전된 구역이다. 본 연구의 모의영역은 한강 하류부로 상류 경계단은 행주대교, 하류 경계단은 전류단 수위표가 위치한 경기도 연천군 전곡읍 전곡 사랑교 부근으로 설정하였다. 지형자료는 한국건설기술연구원에서 2009년 8월 홍수사상 전 후에 대해 측량한 자료를 사용하였다. 한강 하구역에 대한 지형 격자를 구성하기 위하여 RAMS 전후 처리기인 RAMS-GUI를 사용하였으며, 구성된 지형 격자의 절점 수는 2,354개, 요소 수는 2,145개로 삼각요소와 사각요소가 혼용되어 있다. 구성된 격자망을 이용하여 2차원 하상변동 해석 모형인 SED-2D 모의를 통해 홍수사상에 의한 한강 하구부의 하상변동을 살펴보았다. SED-2D 모형은 미국 육군 공변단의 WES와 미 연방 도로국이 연계하여 개발되어 현재 국내외 2차원 하천해석에서 가장 널리 사용되고 있는 모형 중 하나이다. 하상변동 해석모형인 SED-2D를 통해 모의된 하상 변동량을 실제 측량된 홍수 전 후의 지형자료와 비교함으로써 모형의 성능을 분석하였다. 분석결과 SED-2D 모형의 경우 침식에 의한 하상변동이 모의되지 않았지만, 전반적인 하상변동 경향을 살펴볼 수 있음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.610-610
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• 2012

한강하구는 국가하천인 한강, 한강의 1지류인 임진강과 북한 황해도의 예성강이 만나 한강하류 수역을 형성하여 서해 중부해역과 합류하여 매우 복잡한 수리학적 특성을 지닌다. 또한 한강하구의 경우 교량, 수중보 등의 하천 구조물이 설치되어 있다. 수리학은 크게 수위와 관계되는 현상, 하상변화와 관계되는 현상, 외부 환경과 관계되는 현상으로 살펴 볼 수 있다(최계운, 2005). 하천구조물이 설치됨에 따라 구조물 주변에서 국부적으로 수위가 상승되거나 유속이 변화, 세굴현상 등의 하상 변화, 구조물 설치에 따른 생태계의 단절 현상 등 수리학적 현상에 영향을 미치게 된다. 한강하구는 이러한 복잡한 흐름현상에 더해 군사적으로 민감한 지역의 특성으로 현장의 접근성에 한계가 있어 이 지역의 연구조사는 더욱 어렵다. 그간 한강하구의 흐름 현상을 규명하기 위한 연구 방법으로 수치모의를 통한 다양한 연구가 진행되어 왔다. 수리학적 흐름 현상을 계산하기 위한 필수 조건인 하류경계조건 설정에도 어려움이 수반된다. 이 때문에 한강의 수리학적 수치모의 실험에 관한 연구들은 한강하구의 얕은 수심과 해석의 공간적 범위를 소홀히 하고, 공릉천 합류부를 기준으로 하류지점에 대해서는 인천 조위관측소의 조위자료를 사용하거나 하천정비기본계획상의 기점수위를 일괄적으로 적용하여 지점에 따른 수위의 차이를 적용하지 못하는 한계를 지닌다. 따라서 본 연구에서는 남북접경지역 접근의 어려움으로 인하여 발생되는 한강하구 흐름해석의 불확실성을 명확히 하기 위한 방안으로 한강하구지역에 해당 군부대와 군사정전위원회의 출입허가 승인을 얻어 현장조사를 실시하였다. 사전조사를 통하여 성동교, 대산교, 공릉천, 화도돈대, 철곶돈대 전방 수변, 애기봉전망대 전방 수변을 조사 지점으로 선정하였다. 기존 연구에서는 한강하구의 공릉천 합류부 지점을 하류경계조건으로 채택하고 있으나, 현장조사를 통하여 얻을 자료를 분석한 결과 공릉천 합류부 지점의 수위는 강우발생에 대한 하천의 영향을 받는 것으로 나타나 하류경계조건으로 적정하지 않은 것으로 판단되었으며, 공릉천보다 하류지역에 위치한 지역에 대하여 하류경계조건으로 적정한 지역을 찾을 수 있었다. 수치해석 시에는 공간적 범위와 연구의 목적을 고려하여 각 지점의 실제 관측 자료를 활용한 경계조건을 사용하는 것이 적합한 것으로 판단되며 보다 많은 현장조사와 특성분석을 통한 정확한 경계조건의 구축이 필요할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.770-774
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• 2009

한강하구 일대는 세계최대 규모의 갯벌이 조성되어 해양생태계에서 중요한 역할을 수행하는 곳이다. 육상기원의 퇴적물이 흐름이 완만한 하구 주변부에 퇴적되어 대규모의 갯벌을 생성하여 육상에서 유입되는 많은 유기물이 집중되고 탁도가 높아 대량의 플랑크톤과 같은 일차생산자가 상대적으로 부족한 대신에 담수 유입이 많아 하구와의 거리에 따른 일정한 염분 구배를 가지고 있어 더욱 다양한 환경이 조성되어 있음에도 1980년대 후반부터 각종 매립사업과 한강종합개발사업($1982{\sim}1986$)이 실시되어 한강하구의 습지가 줄어들고, 해안침식, 토사유입, 퇴적, 적조현상, 갯벌 및 해수오염과 같은 결과를 가져왔다. 1990년대에는 한강하구지역에서 퇴적으로 인한 홍수 예방과 건설골재 확보를 위한 준설이 활발히 이루어졌으나, 이로 인한 습지생물 서식처 파괴와 같은 환경영향이 우려되어 현재는 실시하지 않고 있다. 무차별적인 개발계획으로 매년 홍수 때마다 피해를 입는 김포일대, 한강과 임진강 지역의 수위 및 흐름 영향을 살펴보고 향후 대책 수립을 검토해야 한다. 이에 본 연구에서는 한강하구의 유사이송에 의한 수리학적 특성을 분석하기 위해 상류로부터 이송되어온 유사에 대하여 시간적 흐름특성을 통하여 조성된 한강하구의 특징을 분석하였고, 지형변화 분석을 위해 MIKE 21 프로그램의 이동상 해석모듈을 사용하여 지형변화에 따른 한강하구에서의 홍수기 하상변화와 유수 흐름 및 수위등의 변화를 모의하였다. 그 결과 예성강과 한강의 유수흐름은 청주초를 통하여 외해로 유출되고 이 흐름은 대부분 강화도와 교동도 사이의 교동수로로 유출되는 것으로 나타났으며, 염하수로 합류부 및 임진강 합류부에서는 침식 및 퇴적이 활발히 일어나는 것으로 모의되었다. 향후 수리학적 특성변화에 따른 유사의 퇴적 및 세굴에 의한 한강하구 지역의 지형변화를 분석하여, 주변 환경영향에 대한 대책 수립을 검토해야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.62-62
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• 2011

한강하구지역의 강화해협은 한강, 임진강과 예성강의 강물이 흘러들어오는 하구형 수로로서 폭이 좁고, 유속이 매우 빠른 특성을 갖는다. 또한 조류(潮流)의 영향을 강하게 받아 상당량의 유량을 경기만으로 내보내고, 한강의 상류로부터 유입되는 상당량의 물질이 하구로 운반되어 침전하여 쌓이거나 하류의 외해로 배출하는 역할을 한다. 본 연구에서는 한강하류부에 위치한 강화해협의 유 무에 따른 한강과 임진강의 흐름특성 변화를 분석하였다. 수치모의를 위해 복잡한 하구지역의 물의 흐름해석이 가능한 일차원적인 모델링 도구인 MIKE 11 모형을 이용하여 정류 및 부정류 해석을 실시하였다. 상류경계조건은 홍수 시 방류량이 크게 증가하는 홍수기 유량과 조위의 영향을 많이 받는 평수기 시 유량으로 설정하였고, 하류경계조건은 평수기를 비롯하여 홍수기에도 임진강과 한강의 유량에 영향을 미치는 서해 조위로 설정하였다. 강화해협의 폐쇄에 따른 수위 변화의 영향은 홍수기 시 실제 강우 사상을 모의 하였을 때 최대 8.21% 수위가 상승하였으며, 200년 빈도 계획홍수량을 모의한 결과로는 정류 해석의 경우 최대 8.25%의 변화율을 보였고, 부정류 해석의 경우 최대 13.08%의 변화율을 보였다. 평수기는 창조기에 수위 변화가 적었던 반면 낙조기에는 창조기에 비해 수위 변동이 심하게 일어나는 것으로 나타났다. 추후 강화해협 뿐만 아니라 해양생태계의 중요한 가치를 지니고 있는 한강하구의 다른 수로에 의한 영향을 분석함으로써 수로의 중요성을 평가하고, 2차원 수치해석 등을 통한 다양한 분석을 실행하여, 홍수 및 해양환경 훼손으로부터 하구 환경을 보호하는 보다 정량적인 대응체계가 정립되어야할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1689-1693
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• 2008

서해안은 최대 조석 차 9 m 이상의 세계적으로 손꼽히는 반일조 지역이므로 염수가 신곡수중 보까지 치고 올라오는 것으로 알려져 있으나 한강 하구부에서의 흐름 및 염도분포 해석에 관한 연구는 지형적 군사적 특성 상 많이 진행되지 못했다. 본 연구에서는 2차원 하천해석 프로그램인 RAMS를 적용하여 신곡수중보 하류로부터 유도지점까지의 염도 분포 및 염수 길이를 해석하고 경험식을 이용해 수치모의 결과를 검증하였다. 염수가 최상류까지 치고 올라갈 수 있는 조건으로 최대조위와 최소유량을 가지는 시점을 택해 염도분포 농도를 계산하였으며 하류단인 유도지점의 염도를 인천검조소 실측값으로부터 전이하기 위해 이송분산방정식의 연속주입 해석해를 이용하였다. 염도분포의 최선단부는 장항 IC 부근으로 최대 역류 발생 위치와 같은 지점이었으며 정상염수 쐐기 경험식에 의해 염수의 길이를 해석한 결과와도 일치하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1546-1550
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• 2006

한강 하구부의 3개 지점에서 수중 계류방식으로 약 5개월에 걸쳐 탁도를 관측하였다. 이 과정에서 관측기기의 한계로 인해 탁도 자료의 결측치가 발생하였고, 이를 효율적으로 보완하기 위해 새로운 결측치 보완기법을 개발하였다. 개발된 기법, 일명 면적비법은 시계열 자료가 단일주기와 상이한 진폭을 갖는다는 가정하에, 각 사이클의 면적비율을 통해 결측치를 보완하는 방법이다. 면적비법과 기존의 최소제곱법을 검증하기 위해 결측치가 없는 정상적인 자료에 적용해 보면, 두 방법 모두 첨두치를 약간 과소 산정하는 경향이 있었다. 하지만 면적비법의 경우, 원자료의 총 면적과 보완자료의 총 면적간의 차이가 거의 없었다. 이 방법들을 한강 하구부에서 관측된 탁도자료에 적용해 본 결과, 면적비법은 합리적으로 결측치를 보완하는 반면, 최소제곱법은 보완자료의 총면적이 원자료에 비해 작아지는 오류가 발생하였다. 따라서 최소제곱법에 비해 면적비법이 결측치 보완에 더 우수한 결과를 제공함을 알 수 있었다. 본 연구에서 개발한 면적비법은 주기성이 뚜렷한 시계열자료의 결측치 보완에 유용하게 쓰일 수 있으리라 기대된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.4 s.165
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• pp.289-298
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• 2006

Turbidity had been measured during five months In Han River estuary at three sites. In this process, missing data occurred due to gauge imitation of the turbidity sensor. A filling method for the missing turbidity data was newly developed in this study. Under the assumption of the time series data with unique period and different amplitudes, the new method can fill the missing data based on the area ratio of each cycle. And the new method was verified through the data set having no missing data. There were little differences between gross area of the original data and that of the revised data by the new method though values of peak were underestimated. As a result, missing turbidity data observed at Han River estuary could be appropriately filled using the new filling method.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.348-348
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• 2011

신곡수중보와 전류수위표 사이의 한강 하류부는 홍수기에는 침식에 의한 하상저하가 지배적이고, 비홍수기는 조석에 의해 하류로부터 유입된 부유사의 퇴적으로 인한 하상상승이 지배적인 지역이다. 본 연구는 평면 이차원 하상변동 예측모형인 KU-RLMS 모형을 적용하여 한강 하류부의 지형변화를 예측하기 위한 연구의 일환으로 수행하였다. 본 연구에서는 기존의 KU-RLMS 모형에 포함되어 있던 van Rijn 공식, Ackers-White 공식, Engelund-Hansen 공식 이외에 Colby 공식, Ranga Raju 공식, Shen-Hung 공식, Yang(1973) 공식, Yang(1979) 공식을 추가도 도입하고, 각 공식에 의한 하상변동 예측결과를 실측치와 비교하였다. 이 공식들 중에서 Colby 공식, Ranga Raju 공식, Shen-Hung 공식, Yang(1973) 공식, 그리고 Yang(1979) 공식에 의하면 하상변동이 과도하게 발생하였으며, 특히 과도한 퇴적이 유발됨에 따라 흐름모형이 발산되는 결과가 나타났다. 따라서 이들 공식을 한강 하구부에 적용하는 것은 부적당하다고 판단된다. 유사량 공식 적용의 타당성을 검토한 결과, 대상 구간에 대해 van Rijn 공식과 Engelund-Hansen 공식의 사용이 타당한 것으로 나타났다. 실측 결과와 비교할 때 어느 공식이 적합하다고 판단하기는 어려우며, 향후 보다 엄밀하게 비교할 필요가 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.418-422
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• 2007

한강 하구역은 국내 4대강 가운데 유일하게 하구둑이 설치되어 있지 않아 조수의 출입이 자유롭고 민간인의 접근이 통제되어 자연적인 하천지형과 기수역 생태계가 잘 보전된 지역이다. 본 연구에서는 신곡수중보 직하류부터 한강의 법적 하류단인 유도까지 총 36.8 km에 이르는 구간에 SMS 모형을 적용하여 조위에 의한 역류 및 이에 의한 확산거동을 살펴보았다. 조위곡선이 변곡점인 국부최저치를 지나 국부최고치로 향해 가는 중간지점의 시간부터 역방향 흐름이 유도지점에서 생기게 되고 이 반대방향 흐름이 상류로 계속 전파되어 최대 32.9 km인 장항 IC까지 전달되었다. 곡릉천에서 연속주입의 형태로 유입된 오염물질의 확산양상을 RMA-4로 분석한 결과 조위에 의해 모의기간 동안 총 5회 상류측으로의 확산을 관찰할 수 있었으며 이로 인해 곡릉천 일대의 생태계에 큰 영향을 미칠 수 있다는 것을 밝혔다.