• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.38 no.2
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• pp.47-55
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• 2016

In this study, WUA (Weighted Usable Area) based on the Instream Flow Incremental Methodology (IFIM) was calculated to determine ecological flow at JeonJu-Cheon by using River2D model. To calibrate River2D, simulation results for low flow conditions of River2D were compared with calibrated HEC-RAS simulation results and the optimum parameters were determined. The results were RMSE (0.18), NSE (0.71) and coefficient of determination (0.78) for velocity and RMSE (0.02), NSE (0.71), coefficient of determination (0.73) for water depth. The result shows that the model successfully simulates the water flows. A selected target fish species to build the habitat suitability index were composed of Zaccoplatypus and Coreoleuciscus splendidus. These species showed the highest occurrences over the past decade in f ish monitoring. Also, The WUA-Discharge curve was calculated with the suitability index in a medium flow conditions. From the result, WUA is changed according to flowrate. In the flowrate-WUA/A graph, ecological flow can be determined at $1.8{\sim}2.0m^3/s$ for Zaccoplatypus $2.0m^3/s$ and Coreoleuciscus splendidus $1.8m^3/s$ at JeonJu-Cheon upstream. When compared with flow-duration analysis, it is demonstrative that simulation results fitted ecological flow considering quantity of available habitat for each fish species.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.12-12
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• 2018

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.4 no.3
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• pp.169-179
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• 2017

This study analyzed the aspect of bed change according to the stable channel design on the Wonju River to quantitatively evaluate habitat suitability (HS). According to the result of evaluating stable channel of object section in the Wonju River, 17 sections among total 20 sections were stable and 3 sections were unstable. Physical disturbance improvement evaluation (PDIE) was the range average showed good disturbance condition with a range average of 112.17 points. Habitat suitability index of Zacco Koreanus, the most dominant species of the Wonju River, was used for analysis of physical habitat for fish. According to the physical habitat analysis result, HS was 0.16 and weighted usable area (WUA) was $347.68m^2$. The methods of improving/introducing/removing structures and dredging stream channel were used for stable channel design of unstable channel, and analyzed PDIE according to the aspect of bed change and changes in habitat suitability. Stable channel design was possible in 19 sections in times of structures improvement/introduction/removal, and PDIE was 117.53 points, HS was 0.14 points, and WUA was $313.37m^2$. Stable channel design was possible in all 20 sections when dredging the stream channel. PDIE was 116.50 points, HS was 0.16, and WUA was $332.14m^2$. Therefore, this study obtained channel design measures that can improve physical soundness and stability of the Wonju River, and it was analyzed that it will have no impact on changes of physical disturbance and physical habitat. Furthermore, this study analyzed velocity and depth of each section and appearance frequency of riffle and pool to analyze correlation between physical disturbance and physical habitat. According to the analysis result, it was identified that the analysis of riffle and pool showed similar result as the evaluation result of physical habitat.

• The Korean Journal of Malacology
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• v.31 no.4
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• pp.307-314
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• 2015

This study sampled endangered species, Lamprotula coreana, and surveyed its habitat at the Guem River with three times from June to August 2013. To assess the habitat, this study conducted field survey considering diverse physical conditions of stream, such as pool, run and riffle, and measured transect, water depth, water velocity, substrate structure, and habitat type. When L. coreana collected, length, weight and age were measured. Water velocity, water depth and substrate structure were recorded to develop HSI (habitat suitability index) and performed PHABSIM (physical habitat simulation) to estimate the optimum flow discharge. Water level, flow discharge and transect data were used for habitat assessment, and PHABSIM was applied to calculate WUA (weighed usable area). Shell length was $73.1{\pm}18.4mm$ (28.5-102.0 mm), shell weight was $131.6{\pm}72.3g$ (28.0-281.0 g) and age was two to seven years from L. coreana collected at the upstream of the Guem River. Developed HSI indicated that the optimal habitat for L. coreana was 0.4-0.5 m for water depth, 0.3-0.5 m/s for water velocity and sand to boulder for substrate structure. The optimum ecological flow discharge for L. coreana was 2.1 cms and WUA was $3,730m^2$/1000 m by the result of PHABSIM. Recently, river construction work and habitat disturbance have caused negative impact on the distribution of L. coreana. The result of this study would provide fundamental data for habitat restoration and management of L. coreana.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.2 no.2
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• pp.137-146
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• 2015

Lateral connectivity between a main channel and a former channel plays an integral role in maintaining ecological functions of stream-floodplain ecosystems. This study virtually restored the connectivity of the former channel, which is currently isolated by channelization, in the Mangyeong River, Korea. Fish habitat improvement after the connectivity restoration was evaluated using River2D, two-dimensional depth-averaged hydraulic modeling, depending on normal and flood flow conditions. Target fish species were crucian carp (Carassius auratus), which are known as lentic species, and pale chub (Zacco platypus), known as lotic species. The weighted usable area (WUA) of the two species was increased after the connectivity restoration: the two-way connection between the main and formal channels was more effective than the one-way connection. The result of the physical habitat simulation at a flood flow condition demonstrated an increased rate of the WUA than during a normal flow condition. In particular, the WUA of pale chub increased about four times on the two-way connectivity restoration. This result suggests that habitat availability of both lentic and lotic fish species will increase after a connectivity restoration, and a two-way connectivity restoration may be more effective. In addition, the restored formal channel would function as a shelter for fish during the flood season.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.2B
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• pp.211-217
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• 2010

This paper presents numerical investigations of the physical habitat changes induced by the hydropeaking in the downstream river of dam. For the two-dimensional ecohydraulic simulations, River2D model is used. Pirami (Zacco platypus) is selected as the target fish for investigating the impact of the hydropeaking. For validation of the model, the water surface elevations are simulated with two different water discharges. The computed results are compared with field data in the literature, and the result shows that the model successfully simulates the water flows. The weight usable area (WUA) of Pirami with the life cycle and the composite suitability index with different water discharges are computed and discussed. The results show that habitat for Pirami appears to be best in the bend region downstream of the dam. The discharge of the maximum WUA for adult Pirami is computed to be about 9 $m^3/s$. Also, the WUA computed in a condition of hydropeaking during seven days are presented. The averaged discharge of the hydropeaking appears to be about 20% larger than the drought flow, but the WUA by the hydropeaking is computed to be 60-100% smaller. This result shows that the hydropeaking reduces quantity of habitat available to fish.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.64-64
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• 2017

본 연구에서는 낙동강에 위치한 강정고령보에 설치된 자연형 어도의 유인효율 증대를 위한 어도의 위치 수정 제시를 하였다. 평면 2차원 물리서식처 모형인 River2D 모형을 통해 강정고령보의 자연형어도 입구부의 유속장과 WUA(Weighted Usable Area)를 이용하여 유인효율을 분석 실시하였다. 유인효율 분석 결과 자료와 2013년도 어류모니터링 자료를 통해 WUA는 어류 유인효율 평가하는 지수로 사용 될 수 있는 것을 간접적으로 검증하였다. 어류의 소상에는 유속이 중요한 인자로 작용한다. 모의를 통한 강정고령보의 유속장을 확인해보면 자연형어도가 설치된 좌안과는 반대로 우안쪽으로 형성되는 것을 확인하였다. 어도의 모양 및 위치를 수정한 지형자료를 이용하여 River2D 모형모의를 통한 어도의 유인효율을 증대 시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 유속장이 주로 발생하는 보 우안쪽에 설치하는 것이 유인효율을 최대로 끌어낼 수 있었지만 비용적인 부분과 유인효율을 같이 생각한다면 현재 설치된 좌안 자연형어도의 입구부를 상류쪽으로 위치하여 재설치하는 것이 어류의 유인효율을 증대시켜주는 효과적인 제시방안이 되리라 사료 된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.162-162
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• 2016

본 연구에서는 한국 낙동강에 위치한 강정-고령보에 설치된 by-pass 어도의 유인효율을 유량 변화에 따라 살펴보고, 어도 유인효율을 극대화할 수 있는 최적의 본류 방류량을 산정하였다. 강정-고령보는 고정보와 가동보로 구성된 혼합식 보로 유량조절이 가능하며, 가동보의 조작에 따라 by-pass 어도 내의 유량이 결정된다. 유인효율의 지표로 목표어종의 HSC(Habitat Suitability Criteria) 지수에 기반한 WUA(Weighted Usable Area)를 삼았다. WUA는 평면 2차원 물리서식처 모형인 River2D를 활용하여 계산하였다. 또한 River2D로 계산된 유속장은 GPS Floater를 활용한 현장관측 자료로 검증하였으며, 어망을 이용한 월별 어류 모니터링 자료로 유인효율 평가의 타당성을 간접적으로 검증하였다. 결과적으로 본 연구 대상인 강정-고령보의 by-pass 어도에서 가장 효과적으로 목표 어류를 유인하기 위해서는 본류의 유량이 190 cms내외를 유지해야 한다. 특히 목표 어류인 모래무지가 봄철(4월~6월)에 산란기를 맞아 상하류로 이동하려는 경향을 띄므로, 이때 적절한 가동보 운영을 통해 본류 유량을 190 cms로 유지하는 것이 필요하리라 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.146-146
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• 2023

우리나라의 하천은 도시의 급격한 산업화와 공업화로 인해 이수, 치수 목적을 중심으로 관리되어왔다. 그러나 최근 기후변화의 가속화와 댐과 같은 인공 구조물로 인해 하천의 수질 및 흐름이 위협받으면서 하천 환경개선에 대한 문제가 사회적으로 대두되고 있다. 하천의 생태기능은 하천에서 살아가는 각종 생물의 서식 조건을 유지함으로써 하천이 환경적으로 건강한 상태를 유지하도록 하는데 중요한 역할을 한다. 따라서 하천 환경개선을 위해서는 하천 생태기능 유지를 위한 최적 유량을 확보해야 한다. 일반적으로 하천의 생태기능을 보존하는데 필요한 최적 유량에 대한 평가에는 USGS(United States Geological Survey)에서 개발한 어류에 대한 유량과 서식지 가용성사이의 관계를 바탕으로 하는 물리적 서식처 모형 (Pysical HABitat SIMulation, PHABSIM)이 널리 사용되고 있다. PHABSIM은 가중가용면적(Weighted Useable Area, WUA)과 유량의 관계곡선을 산출하여 생태유량을 산정할 수 있게 한다. 본 연구에서는 최근 10년 동안 어류 건강성 평가에서 낮은 등급을 받은 탄천 대왕교 지점을 대상으로 PHABSIM을 이용한 어류의 계절별 최적 생태유량을 산정했다. 연구에 사용된 유량자료는 2012부터 2021년까지의 데이터가 사용되었다. 탄천의 대표 어종으로는 각 하천에서 우점종으로 선정된 Zacco platypus가 사용되었다. 각 연도별 그리고 계절별 하천 유량의 변화에 따른 환경생태유량 분석을 통해 제시된 각 하천의 최적 환경유지유량에 대한 결과는 한강권역 환경생태유량 산정 및 하천 관리를 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.488-488
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• 2023

유량에 따른 수치모형(Nays2D) 하상변동 모의 결과를 토대로 서식처 적합도 분석 모델(PHABSIM: Phsical Habtiat Suitability Model)의 입력자료로 활용하여, 유량에 따른 하상 지형변화와 그에 따른 어류 서식처 적합도 변화를 분석한다. 금강 2km를 대상으로 2차원 모형인Nays2D를 적용하여 부등류 흐름(댐 방류량, 2년 빈도 유량, 100년 빈도 유량 등)에 따른 하상변동모의를 실시하였고, 모의 결과값(단면 표고, 유속, 수위)을 물리적 서식처 평가 모델인 PHABSIM의 입력자료로 활용하였다. 피라미 서식을 위한 적정 유속과 수심의 서식처 적합도 지수를 이용하여 각 유량별 가중가용면적(WUA: Weighted Usable Area)을 산정하여 비교 분석하여, 유량에 따른 단면 구조의 변화가 WUA와 피라미 서식처 적합도에 어떻게 영향을 미치는지 검토한다. 본 연구는 2차원 수치 모의 결과에 따른 단면(혹은 지형) 변화 양상과, 그에 따라 피라미를 비롯한 다른 생물종(어류, 저서성대형무척추동물)의 분포 경향에 연관성이 있는지를 실제 유량 변화와 생물종 조사 결과(물환경정보시스템에서 제공하는 생물종 데이터 활용)와 연계하여 검토 및 검증해보고, PHAMSIM을 이용한 서식처 적합도 분석 시 고려해야할 변수 및 검증 방법 제언에 중점을 둔다.