• Journal of Ecology and Environment
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• 제39권1호
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• pp.43-49
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• 2016

Fishways are constructed to provide longitudinal connectivity of streams or rivers where their flow has been altered by in-stream structures such as dams or weirs. Nature-like fishways have an additional function of providing fish habitats. In the study, we estimated the role of a nature-like fishway (length: 700 m, slope: 1/100) for fish habitat by using two dominant species in the Sangju Weir, Nakdong River, to calculate the optimal ecological flow rate using Physical HABitat SIMulation (PHABSIM). To identify the dominant species that used the fishway, we conducted trap monitoring from August to November 2012 at the fishway exit. The dominant species were Zacco platypus and Opsariichthys uncirostric amurensis with a relative abundance of 62.1% and 35.9%, respectively. Optimal habitat suitability indices (HSIs) for Z. platypus and O. u. amurensis were calculated as 0.6-0.8 m/s (water velocity) and 0.2-0.4 m (water depth), and 0.5-0.7 m/s (water velocity) and 0.1-0.3 m (water depth), respectively. The optimal ecological flow rates (OEFs) for Z. platypus and O. u. amurensis were 1.6 and 1.7 cubic meter per second (CMS), respectively. The results of the study can be used in a management plan to increase the habitat function of nature-like fishways in the Sangju Weir. This methodology can be utilized as an appropriate tool that can determine the habitat function of all nature-like fishways.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.3-14
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• 2000

본 연구는 최근 하천유지유량에서 중요한 위상을 차지하고 있는 하천생태계에서 어류 서식처를 보전하고 복원하는데 필요한 적정 유량을 산정하는 것이 주된 목적이다. 어류 서식처를 적절히 유지할 수 있는 연과 월갈수량을 산정한다. 이 갈수량을 이용하여 점변 흐름에서 어류 서식처 제공에 필요한 수심과 유속을 모의하고, 또한 수온과 용존산소를 예측한다. 예측된 각 갈수량별 서식 조건과 각 성장단계별 어류 서식처 요구 조건을 도식적으로 비교하다. 이 과정을 남한강의 달철 본류에 위치한 3개 여울 구간에 적용하였다. 달천의 대표어종으로 피라미를 산정하였다. 달천의 피라미(Zacco paltypus)성장단계별 서식처 유지를 위한 적정유량은 수질보다는 수리 조건에 좌우되며, 그 양은 10년 빈도 연갈수량에서 2.33년 빌도 7일 연속갈수량까지의 범위를 갖는 것으로 나타났다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권4호
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• pp.250-257
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• 2023

하천에서의 수목은 생물다양성 증진의 환경적 기능과 하안을 보호하는 치수적 기능을 가지는 반면, 과도한 수목 발달로 인하여 사주가 고정화되고, 통수단면적이 부족해지는 부정적인 영향을 미치기도 한다. 본 연구에서는 실제 하천 현장조사를 통하여 수목밀도를 산정하고, 수목밀도를 반영한 2차원 수치모의 (Nays2D) 결과를 활용하여 유량과 수목밀도에 따른 하상변동이 생물 서식처 변화에 미치는 영향을 PHABSIM모의를 통하여 추정한다. 2가지 유량 조건 (평균 댐운영 방류량과 2년빈도 방류량)과 4가지 수목 밀도 조건 (2021년 수목 밀도, 밀도를 0으로 조정한 전체 벌채, 밀도를 0.5배 감소한 경우, 밀도를 2배 증가하는 경우)을 이용한 8개의 시나리오를 Nays2D모의를 수행하여 도출한 하상변동 결과를 PHABSIM의 입력자료로 활용하여 피라미를 대상으로 시나리오 별 가중가용면적 (WUA)을 산정하였다. 그 결과 수목이 없는 경우에 하상 변동이 더 현저하게 발생하게 되고, 그에 따라 피라미 서식 환경에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 추정할 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권2호
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• pp.137-146
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• 2015

하천 본류와 구하도 사이의 횡적 연결성은 하천-홍수터 생태계에서 생태적 기능을 유지하는데 매우 중요하다. 본 연구는 2차원 평균수심 유한요소 모형인 River2D를 사용하여 만경강에서 직강화로 인해 격리된 구하도의 연결성을 가상으로 복원하고 평수기와 홍수기 조건에서 어류 서식처 변화를 평가하였다. 평가 대상 어종은 정수성 어종인 붕어 (Carassius auratus)와 유수성 어종인 피라미 (Zacco platypus)를 선정하였다. 물리서식처모의 결과에 의하면, 연결성 복원 전후의 붕어와 피라미의 가중가용면적 (weighted usable area, WUA)은 복원 후에 증가하였으며 양방향 복원이 일방향 복원보다 어류 서식처 복원에 효과적이었다. 또한 가중가용면적의 증가율은 평수기보다 홍수기에 더 높았다. 특히 피라미의 경우 홍수기에 구하도의 연결성이 양방향 복원되었을때 구하도 내의 가중가용면적이 복원 전 대비 약 4배로 크게 증가할 것으로 예측되었다. 본 연구 결과 만경강에서 본류와 구하도의 연결성이 복원되었을 때 정수성 어류와 유수성 어류의 서식처가 모두 증가할 것으로 예상되며, 일방향 복원보다 양방향 복원이 더 효과적인 것으로 나타났다. 또한 복원된 구하도는 홍수기 때 어류의 피난처 역할을 할 것으로 기대되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.481-491
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• 2009

금강수계중 용담댐하류 앞섬 지점에서 생태유량을 산정하기 위한 생태 모니터링을 실시하여 어류종별 서식환경 특성조사를 포괄적으로 실시하였다. 이를 바탕으로 어류상, 상대풍부도 및 생물다양도 분석 등을 포함한 하천의 건강성 평가를 실시하고, 쉬리, 피라미 및 감돌고기 등에 대하여 작성한 서식처적합도 지수(HSI)와 물리적 서식처 모의시스템(PHABSIM)을 이용한 최적 생태유량을 산정하였다. 본 지점에서 채집된 종수는 20종이였으며, 우점종은 쉬리(22.4%), 아우점종은 피라미(22.0%)였다. 생태적 건강성은 50점 만점의 평가점수에서 $34{\sim}42$점으로 양호에서 좋은 상태로 나타났다. 3종의 대표어종에 대한 수심, 유속 및 하상재료에 대한 서식지적합도 지수를 물리적서식처 모의시스템에 적용한 결과 계절별로 유량의 차이를 보였으며, 3종에 대한 최적 생태유량은 9.0 cms로 추정하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권3호
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• pp.267-276
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• 2013

본 연구는 어류서식 적합도 향상을 위한 하천구조 개선 방안을 위한 연구이다. 이를 위해 대상하천의 유역 및 수중환경조사와 어류의 군집특성 결과를 이용하여 건전한 수중생태계를 대표할 수 있는 복원 목표어종으로 참갈겨니를 선택하였다. PHABSIM을 이용한 검증결과 유속과 수심에 대한 적합지수 향상을 위한 저수로 폭의 변화는 대상어종의 서식적합도 향상을 가져왔음을 알 수 있었다. 그러나 서식적합지수 향상을 위한 저수로 폭의 변화는 일관성 있는 서식적합도의 향상을 나타내지 못함을 확인하였다. Genetic Algorithm을 이용하여 대상하천의 서식적합도 개선을 위한 주어진 유지유량에 따른 하천 구간별 유속, 수심을 고려한 저수로 폭의 최적 방안을 제시하였다. 저수로 단면 구조개선의 방안 제시는 수계환경개선을 위한 각종 사업에 기여할 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.117-123
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• 2008

본 연구에서는 하천의 유지유량을 결정함에 있어서 어류의 서식처를 고려한 최적의 유량을 산정하기 위하여 한강수계의 주요지천에 1차원 물리서식처 모의 모형인 PHABSIM과 2차원 물리서식처 모의 모형인 River2D를 적용하였다. 또한 대상어종의 성장단계별(성어기 산란기) 두 모형의 가중가용면적(WUA)에 대하여 비교검토하였으며 어류서식조건을 고려한 최적유량 값을 산정하였다. 모의결과 1차원 모형과 2차원 모형에서 가중가용면적(WUA)의 상관분석 결과 $0.87{\sim}0.99$로 분석되었고 어류서식조건을 고려한 최적유량 역시 문막 지점의 성어기와 달천지점의 산란기를 제외하고 $3m^3/s{\sim}5m^3/s$의 차이로 큰 차이를 보이지 않았다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권3호
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• pp.207-219
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• 2018

본 연구에서는 확률밀도함수의 서식처 적합도 지수를 사용하여 도심하천구간과 자연하천구간에서 유량점증방법론(Instream flow Incremental Methodology, IFIM)을 토대로 피라미 서식처의 생태유량을 모의하였다. 이와 같은 방법을 적용하기 위하여 본 연구에서는 PHABSIM 모형을 사용하였다. 본 연구에서는 서식처 적합도 지수(Kang, 2010)를 기초로 확률밀도함수의 매개변수를 조정하여 확률밀도함수의 서식처 적합도 지수를 개발하여 생태유량을 분석하였다. 그 결과, 도심하천구간에서는 정규분포가 자연하천구간에서는 2변수 log-pearson 분포가 Kang (2010)의 생태유량에 가장 근접하는 경향을 보였다. 확률밀도함수에 의한 서식처 적합도 지수와 하천구간별로 생태유량을 모의하여 확률론적 방법을 적용한 생태유량 산정기법을 제안하였다.

• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.374-381
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• 2009

본 연구는 용담댐 직하류 하천정비가 시행되고 있는 구간에서 하도특성과 어류 서식처를 고려하여 생태학적 유지유량을 정량적으로 산정하였다. 댐 건설 전과 후의 하도특성 변화에서 1988년부터 2004년까지 최심하상고 및 하폭의 변동이 거의 없이 안정적이었지만, 하상토 입경은 2004년에 조금 가늘어지고 있다. 어류를 조사한 결과, 칼납자루 등 4과 11종이 채집되었다. 그 중에서 잉어과 참갈겨니가 우점하였고, 쉬리가 아우점하였다. PHABSIM모형을 이용하여 하도특성을 고려한 서식처 적합도(HSC) 지수를 모의한 결과, 감동지구와 대티지구에서 참갈겨니의 최적유량은 $13.90\sim12.60\;m^3\;s^{-1}$범위이며, 쉬리의 최적유량은 $15.50\sim11.60\;m^3\;s^{-1}$범위이었다. 부남지구에서, 참갈겨니의 최적유량은 $7.00\;m^3\;s^{-1}$이며, 쉬리의 최적유량은 $7.00\;m^3\;s^{-1}$이었으며, 용담 유황자료와 비교한 결과 평수량과 풍수량 사이에 해당하는 유량이었다.

• Proceedings of the National Institute of Ecology of the Republic of Korea
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• 제2권4호
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• pp.235-246
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• 2021

This study investigated the impact of baseflow on fish community in the Ungcheon stream (16.5 km long) located downstream of the Boryeong Dam, Korea. Based on field monitoring, there were five dominant fish species in the Ungcheon Stream accounting for 75% of the total fish community: Zacco platypus, Zacco koreanus, Tridentiger brevispinis, Rhinogobius brunneus, and Pungtungia herzi. These five fish species were selected as target species. HydroGeoSphere (HGS) and River2D models were used for hydrologic and hydraulic simulations, respectively. A habitat suitability index model was used to simulate fish habitat. To assess the impact of baseflow, each representative discharge was examined with or without baseflow. The HGS model was used to calculate baseflow within the study reach. This baseflow was observed to increase gradually with longitudinal distance. Validation of the hydraulic model dem onstrated that computed water surface elevated when baseflow was included, which was in good agreement with measured data, as opposed to the result when baseflow was excluded. Composite suitability index distributions and weighted usable area in the study reach were presented for target species. Simulations indicated that the baseflow significantly increased habitat suitability for the entire fish community. These results demonstrate that there should be a substantial focus on the baseflow for physical habitat simulation.