하상변동은 하천을 효과적으로 활용하고, 하천 내 시설물을 유지관리하기 위한 중요한 정보 중 하나이다. 특히, 최근 4대강 사업으로 인한 하상변동 측정에 대한 수요가 높아짐에 따라 하상변동 측정에 대한 수요가 높아지고 있다. 하상변동 측정하기 위한 방법은 일반적으로 경험식 및 모델링과 실측에 의한 방법으로 구분할 수 있다. 경험식 및 모델링에 의한 방법은 대상 하천과 환경 조건에 따라 결과가 상이하게 나타나며, 실측에 의한 방법은 계측기기를 활용한 지점 단위의 측정에 의존하고 있다. 쉽게 말해 기존의 하상변동 측정은 높은 불확실성 보이며, 많은 인력과 비용, 그리고 시간이 소요되는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 하상변동 측정의 한계를 극복하고, 하상의 움직임과 특성을 파악할 수 있는 AMV(Acoustic Mapping Velocimetry)를 도입하였다. AMV는 초음파를 이용하여 수심을 측정하는 음향 측심기에서 얻은 측정 결과를 바탕으로 초음파 영상을 생성하고, 영상 분석을 통해 하상의 움직임과 특성을 파악하는 알고리즘이다. 본 연구는 AMV의 일환으로, MBES로 측정된 자료를 기반으로 하상의 움직임을 조사하기 위해 AMV를 적용한 실증적 연구로 시도되었다. 본 연구에서 제시한 기술은, 1) ADCP, MBES를 통해 측정된 수심 정보를 초음파 하상 영상을 변환, 2) 연속 초음파 영상에 LSPIV와 같은 영상 유속계 기술을 도입하여 하상 이동속도를 산정, 3) 연속 초음파 영상에서 하상의 평균하상고, 파장 등의 특성을 파악, 4) Exner 방정식을 활용한 하상변동량 산정으로 구성된다. 본 연구에서 제시된 기술은 사용자의 경험과 판단에 의한 영향을 최소화하여 비교적 낮은 불확실성을 가지며, 비교적 적은 인력과 비용, 시간이 소요되는 경제성을 갖추고 있다. 뿐만 아니라 공간적으로 측정된 초음파 영상을 활용한 많큼 상대적으로 넓은 범위에 적용할 수 있다. 따라서 향후 국내 하상변동 연구에 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
낙동강 하구의 생태적 역할과 서식하는 조류종을 바탕으로 한 체계적이고 지속가능한 하구 관리를 위해서는 이곳을 이용하는 조류현황에 대한 이해가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 부산발전연구원 조류모니터링 자료(2003-2011)를 활용하여 4대강 사업 이전의 낙동강 하구의 조류 현황을 파악하고자 하였다. 낙동강 하구에서 관찰된 조류 중 겨울새의 비중이 종수에서는 38.36%, 개체수에서는 63.14%로 가장 많은 비율을 차지하여, 낙동강하구가 겨울철새의 도래지임을 보여주었다. 조사권역별로는 명지(208,651개체), 서낙동강(202,444개체), 을숙도(153,232개체), 백합 도요등(150,595개체) 순으로 누적개체수가 많았으며, 을숙도(171종), 서낙동강(141종), 일웅도(124종), 명지(123종), 삼락둔치(121종) 순으로 종수가 많은 것으로 나타났다. 낙동강하구에서 기록된 232종 중 청둥오리가 197,870개체, 전체의 17.71%로 가장 많이 관찰되었으며, 다음으로 흰뺨검둥오리(8.85%), 괭이갈매기(6.48%), 큰기러기(6.09%), 홍머리오리(5.16%), 민물도요(4.22%) 순으로 우점하고 있는 것으로 조사되었다. 혹부리오리류를 제외한 대부분의 분류군들이 연간 변동은 보였지만 조사 기간 중 점차 증가하는 추세를 보였다. 가마우지류, 고니류, 갈매기류 등은 다른 분류군의 조류 보다 조사 기간 동안의 연간 변동 폭이 큰 것으로 나타났는데, 특히 고니류의 경우 5차년도(2007-2008)와 7차년도(2009-2010)에 개체수가 전년도에 비해 크게 감소하였으며, 또한 8차년도(2010-2011)에는 도요 물떼새류, 갈매기류, 할미새류, 기타 새류에서 개체수의 감소가 관찰되어 이들 분류군의 서식에 영향을 줄 수 있는 환경변화가 있었던 것으로 보인다. 전체적으로는 서식지의 특성이 우점종의 분포와 연관성이 있는 것으로 조사되었다.
여주지역에 전래되는 팔경시, 고지도와 옛 그림 그리고 고문헌의 분석과 해석을 통해 청심루를 중심으로 한 여주팔경의 경관구조를 고찰하였다. 청심루를 시점 및 대상으로 하는 다수의 팔경시와 누정제영시를 통해 청심루의 조망적 탁월성이 확인된다. 청심루에서 조망되는 여주팔경은 사방 포치구조를 이루고, 6개경은 원경의 시각적 영향권으로 분류되며, 제7경 '이릉두견'과 제8경 '파사과우'는 심리적 영향권내 경관이다. 청심루에서 펼쳐진 여주팔경의 구도는 '팔채지경색(八采之景色)'을 염두에 둔 승경 배분으로 보이는데, 이 때 주시점은 청심루이며 원경(元景)은 팔대장림으로 추정된다. 청심루에서의 경관처리기법은 근경과 원경, 읍경(挹景)과 취경(聚景) 등 다양한 경관 수렴방식(收斂方式)으로 전개되고 있음을 볼 때 여주팔경의 요처(要處)인 청심루의 위상이 재차 확인된다. 현재 추진 중에 있는 청심루와 팔대숲의 복원이야말로 여주팔경의 온전한 회복을 위한 절실한 사업이며, 이는 단순한 물리적 복원의 속성을 넘어 여주 역사 더 나아가서 여주의 얼을 되살리는 첩경이 될 것이다. 더불어 국토해양부의 '4대강 살리기'의 남한강 주요 사업인 '지역명소[景] 만들기'의 지속가능성 추구를 위해서는 여주팔경의 의미와 가치 그리고 그 구조에 대한 진정한 이해의 기틀 아래 사업방향이 재고되어야 마땅하다.
본 연구에서는 4대강 사업으로 건설중인 트러스형 리프트의 진동특성을 검토하기 위하여 모형실험이 수행된다. 경간 40 m, 높이 9 m의 트러스형 리프트게이트를 축척 1/25로 모형이론에 따라 아크릴과 납으로 모형을 제작하고, 폭 1.6 m, 길이 25 m, 높이 0.8 m의 수로에서 실험된다. 먼저 모형의 고유진동수가 측정되고 모형을 검증하기 위하여 유한요소 해석결과와 비교된다. 검증된 모형에서 상하류 수위와 문비 개방고에 따른 진동가속도 진폭이 측정된다. 또한 문비의 진동을 줄 일수 있는 하부형상을 검토하기 위하여 문비 최하부의 각도가 $20^{\circ}$, $35^{\circ}$, $50^{\circ}$인 모형을 제작하고 실험결과를 서로 비교한다. 실험 결과는 수문 조작 시 유지관리지침의 기본 자료를 제공하고, 수문의 진동특성과 진동을 줄일 수 있는 수문의 하부형상을 검토한다.
4대강 살리기 사업에서 국가하천 주요 구간에 대규모 보가 건설되고 있다. 이로 인해 치수 및 하천환경에 많은 문제점이 야기될 수 있으며, 발생 가능한 하천관리의 문제점을 최소화하기 위해서는 하천정비에 따른 수리학적 영향을 검토할 필요가 있다. 보의 설치는 유지유량 및 수심 확보의 목적을 지니고 있지만, 기존 하천에 설치된 보는 대부분 고정보로서 흐름의 정체를 유발시키는 단점이 있다. 최근에는 가동보가 설치되어 일정 이상의 초과 유량 및 수위를 조절할 수 있도록 탄력적인 보 운영이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 낙동강 본류에 건설 중인 강정보 설치지점 직상 하류 구간에 대하여 가동보의 설치 및 운영에 따른 보주변의 흐름특성을 RMA2와 FLOW-3D를 이용하여 모의하였다. 2개의 수문으로 구성되어 있는 강정보의 수문 운영을 2년 빈도 및 100년 빈도 홍수량에 대하여 좌측 또는 우측 단일수문 완전개방 및 부분개방, 양측 수문의 완전개방 및 부분개방에 따른 보 상류단 수위의 변화 및 하류단에 형성되는 주흐름의 변화를 분석하였다. 2년 빈도 홍수량에서의 가동보 지점의 유속이 100년 빈도 홍수량에 대한 가동보 지점의 유속보다 크게 발생하였다. 양측 수문을 완전히 개방하였을 때 주흐름이 우안방향으로 휘는 현상이 발생하였으며, 우측 수문 단일개방에서 주흐름의 우측 휨 현상이 뚜렷이 나타나고 있어 양측 수문 개방에서의 주흐름이 우측 수문에서 발생되는 흐름에 의해 지배되고 있는 것으로 판단된다. 100년 빈도 홍수량에 대한 모의에서 수문 개방방식에 따른 보 상류부의 홍수위 변화가 크게 나타나지 않았으며, 2년 빈도 홍수량에서는 수문 개방 방식에 대한 보상류의 수위가 차이를 보였다. 가동보의 $30^{\circ}\sim60^{\circ}$ 부분개방에 대한 모의결과에서는 부분개방의 정도가 커짐에 따라 수문 지점에서의 유속이 크게 발생하였다.
고속철도기술 4대강국 진입을 목표로 추진 중인 차세대 고속철도 기술개발사업에서 승객 및 승무원의 객실 내에서의 안전과 편의성을 제공하기 위해 IT 및 스마트센서기술을 적용하는 연구가 5년에 걸쳐 진행 중에 있다. 본 논문에서는 첫해에 24개의 적용대상 기술들을 발굴하고 그 중 가장 적절한 적용기술을 선별하기위한 과정 중에서 선정의 객관성 확보를 위해 승객, 승무원, 철도공사직원, 엔지니어 등 관계자들을 대상으로 설문조사를 실시한 내용을 정리 하였다. 본 연구의 결과는 개인 LCD 모니터를 통한 정보제공, 긴급상황 및 예약알림, 객실 내 개인좌석에서의 인터넷, 승무원과의 원격대화, 객실 내 공기질 감지, 객실 내 이상음 감지, 화장실 내 응급상황 감지의 7가지 적용기술들이 최종적으로 선정되는데 활용되었다.
본 연구는 미디어 프레임과 개인 프레임이 신문 기사에 대한 독자의 태도와 공정성 지각에 미치는 영향에 대해 알아보고자 했다. 연구 1에서는 한국의 2008년 촛불시위 기사 그리고 연구 2에서는 한국 정부의 4대강 사업 기사에 대한 프레임 효과를 알아보기 위해, 대학생을 대상으로 각 이슈에 대하여 3(미디어 프레임: 호의적 vs. 비호의적 vs. 중립적 헤드라인) × 3(개인 프레임: 호의적 vs. 비호의적 vs. 중립적 신문사) 집단 간 실험 연구를 하였다. 그 결과, 두 연구에서 각 이슈에 대한 언론사의 지각된 태도에 미디어 프레임과 개인 프레임의 유의미한 효과가 있었지만 상호작용은 유의미하지 않았다. 기사의 지각된 공정성에서는 개인 프레임이 부분적으로 유의미한 효과를 보인 반면, 미디어 프레임의 효과나 두 프레임의 상호작용은 없었다. 이러한 결과는 기사에 대한 개인의 태도와 공정성 지각이 기사 내용 뿐 아니라 기사의 출처에도 영향을 받을 수 있음을 보여준 것이다. 또한 텍스트 이외에도 헤드라인으로 조작한 미디어 프레임의 효과 역시 재확인하였다.
대부분의 유역에는 다수의 댐이 건설되어 운영되고 있는 것이 일반적이며, 이들 댐 군의 효과를 극대화하기 위하여 연계최적운영 기법의 적용이 일반화 되고 있다. 2000년 수립된 국가장기수 자원계획에서도 이미 4대강 수계의 댐 군의 연계운영 효과로 2011년까지 6억 $m^3$를 반영하고 있다. 또한 프론티어 연구개발사업을 통해 순수한 시스템적인 개선으로 30억 $m^3$의 용수를 추가적으로 확보하는 방안이 오래전부터 진행되어 오고 있다. 이와 같은 방법론의 핵심은 수문기상의 예측정도를 높이고 장단기 강우-유출을 사전 혹은 실시간으로 예측하여 수자원시설물의 기능을 최대화시키는 전략으로 현재와 같이 댐과 같은 수리구조물을 신규로 건설하는데 어려움이 많은 경우 유용한 대안이 될 수 있다. 그러나 수리구조물의 운영에 필요한 많은 변수 중에서 가장 예측이 어려우며 또한 효과를 평가할 수 있는 가장 핵심적인 요소인 수문사상에 대한 정보의 신뢰도에는 한계가 있다. 다시 말하면 현재와 같은 상황에서 수자원시설물의 시스템적인 개선을 통한 편익의 신뢰도가 구조물적인 효과의 신뢰도를 보장하기 어렵다는 것이다. 결국 주어진 여건에서 수자원이용의 효과를 극대화시키기 위해서는 구조적 대안과 시스템적인 기법을 같이 적용할 수밖에 없으며 상호 보완적으로 활용하는 것이 가장 합리적일 것이다. 이와 같은 측면에서 구조적인 댐간 연결은 일정범위까지는 확실한 효과를 담보할 수 있으며 이 또한 시스템적으로도 유용할 것이다. 본 연구에서는 이와 같은 개념을 안동댐과 임하댐이 도수터널로 연결될 경우로 가정하여 예상되는 효과에 대하여 평가하였다. 평가방법은 일간연계모의모형과 일간도수연결모의모형을 개발하여 적용하였으며 무효방류량의 감소정도와 용수공급 증가량과 공급의 신뢰도, 부족량의 크기 등을 비교 평가하였다.
하천에 설치되는 하도 내 구조물이 하천 흐름에 미치는 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 특히 최근 한국의 4대강 살리기 사업과 관련하여 하도 준설과 동시에 하도 전체를 횡단하는 구조물이 설치되는 경우에는 하천의 수리학적 흐름특성은 더욱 크게 변화하고, 그 영향 또한 매우 광범위하게 미치게 된다. 이에 본 연구에서는 낙동강 수계에 설치 계획된 하천 횡단 구조물 1 개소를 연구 대상구간으로 선정하여 구조물 설치에 따른 수리학적 흐름 특성 변화를 분석하고자 한다. 본 연구에서는 대상 하천인 낙동강의 기 수립계획 및 관련 문헌 자료를 조사하고 금회 과업대상구간에 대해 현재 하도의 상태와 하도정비 및 보 설치계획에 따른 변화된 하도를 구분하였으며, 구분된 하도 상황에 따라 수치모형을 적용하여 결과를 분석 하였다. 하도 내 유속 및 수위 등의 기본적인 수리량은 1차원 모형의 적용으로 산정하였으며, 기 수립계획과의 비교를 통해 모형의 검증을 수행하였다. 또한, 1차원 모형이 갖는 한계 보완 및 국부적인 수리 특성 분석을 위해 2차원 동수역학 모형의 모의를 수행하였다. 이때 유량 및 기점수위 등의 경계조건은 1 2차원 모형에서 동일하게 설정하여 수치모의를 수행하였으며, 횡단 구조물 설치에 따른 주요지점의 하도 수리학적 흐름 영향 분석을 수행하였다. 각각의 수치모형의 적용 결과, 횡단 구조물 설치에 따른 하도 준설 등의 계획이 실행되면 유속 및 수위는 감소하는 것으로 분석되었으며, 유황은 하도의 중앙부에 집중되는 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 유수의 원활한 소통을 가능케 하고, 치수 안정성 확보에 순기능을 할 것으로 판단된다. 또한, 다기능 보 즉, 하도 횡단 구조물의 설치로 인한 하도 흐름 영향 검토 결과는 고정보 부근의 흐름에서는 설치 전과 비교하여 상대적인 유속의 감소가 될 것으로 분석되었으며, 퇴적 지향적인 하도로의 변화가 예상되었다. 이와는 반대로 가 동보 부근의 흐름에서는 유속이 증가하는 것으로 분석됨에 따라 하도 본래가 갖는 안정성 확보 및 구조물의 유지관리를 위한 세심한 주의가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 향후 현장 모니터링과 실내 모형실험 등의 계속된 연구 수행을 통한 자료의 축적 및 분석으로 하도 내 횡단 구조물 설치가 하도에 미치는 영향이 최소화 될 수 있는 지표가 산정될 수 있는 초석이 될 것으로 기대한다.
제방안전성 모니터링은 제방파괴로부터 국민의 생명과 재산을 보호하는데 필요한 정보를 얻을 수 있는 하나의 방법이 될 수 있다. 근래에 미국은 2005년 허리케인 카타리나에 의해 2,000여명의 인명손실을 경험하였고 2011년 3월 일본은 도후쿠지역의 초강력 지진에 의한 쓰나미로 인해 수만명의 인명과 후쿠시마 원자력 발전소의 침수로 지금까지 방사능 누출 차단작업을 벌이고 있다. 국내에서는 4대강 복원사업으로 주요 국가 하천 구간에서 홍수 및 체제 불안정에 의한 제방붕괴사고위험이 현격하게 줄어들었으나 제방의 안전성은 더욱 강조되고 있다. 즉 신설된 보 주변, 배수통문 신설구간 그리고 제방누수 예상지점 등에서는 아직 안전한 상태라고 확신할 수 없으며 지속적인 모니터링이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 광섬유를 이용하여 개발한 간극수압 및 온도 센서 등을 위험예상지점에 설치하고 정보시스템을 통하여 어떻게 관리 할 것인가에 대한 사전 검토를 계획하였다. 이를 위하여 제방에 센서를 설치하기 전에 주요 검토사항에 대하여 연구분석하였다. 주요 검토사항에는 설치하고자 하는 지점의 제방거동 메커니즘 예측, 왜 계측시스템을 설치하는지에 대한 목적에 대한 평가, 설치 지점의 제방의 토질공학적 문제점 파악, 모니터링 대상 매개변수 혹은 항목 선정, 조사대상 항목의 변화정도를 예측하여 거동 범위 확정, 적정 계측기기 설치 지점을 선청, 계측기기 선정, 자동화 혹은 실시간 정보시스템에 필요한 사항 결정, 관측에 영향을 미치는 인자들의 기록 계획, 정보의 타당성 확보를 위한 필요사항 정립, 비용의 결정, 장기 예측 계획, 정기 검 보정 및 관리 계획, 자료수집 및 관리계획, 자원의 공조 및 생애주기 비용 등을 포함하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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