• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.441-441
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• 2011

정부에서 기후변화로 인한 홍수와 가뭄, 수질개선 등 물 문제 해결을 위해 시행하고 있는 4대 강사업을 아직도 언론이나 환경단체, 대다수의 국민들이 보 건설로 인해 홍수의 위험성이 높아지고, 수질이 악화되어 생태계와 생명이 파괴된다고 오해하고 있다. 이런 오해를 불식시키기 위해 남한강유역의 보 건설 공사 전 후의 발생 가능한 수리변화 예측을 통하여 4대강사업에 따른 수리 수질 논란에 대비하고, 기존의 수위-유량 곡선식 및 홍수분석시스템 변화에 따른 개선을 통하여 보 건설 후 댐과 보의 운영시 각 보 지점의 수리분석을 통해 적절한 방류 규모, 시기를 결정하고 하류영향을 효과적으로 분석하는 등 환경변화에 대한 사전 대책마련을 위해 EFDC 모형을 구축하였다. 본 연구는 한강유역의 팔당댐을 기준으로 북한강 10km, 경안천 10km, 남한강 65km 구간의 공사 전 후 수위변화를 분석하기위해 남한강 유역의 2006년도부터 2010년까지의 여주, 이포, 양평 수위국의 최고수위 기간을 조사하여, 최고기간인 2006년 7월 15일부터 17일에 발생한 태풍 에위니아의 첨두유량(13,022CMS)을 사용하였고, 하천단면 측량자료는 2010년에 실시한 보 공사구간 횡단면도와 준설 후 계획 횡단면도와 과거 측량자료를 이용하였고, 총 3,794개의 격자망을 평균 $200m\times80m$ 간격으로 구성하여 3차원 수리/수질 모델 프로그램인 EFDC를 사용하여 수리모델링을 실시하여 보 건설 전 후의 수위변화를 모델링 하였다. 모델링 결과 남한강 상류인 강천보 지점의 수위 저감효과가 최대 2.0m로 가장 큰 효과를 보였으며, 상대적으로 남한강의 하류인 여주보 지점은 최대 1.5m, 이포보 지점은 상대적으로 작은 1.0m 정도의 수위 저감효과를 확인할 수 있었다. 그리고 이포보 하류의 양평수위국 지점과 북한강, 남한강, 경안천이 합류되는 팔당댐 상류 지점의 경우 모델링 결과 공사 전 후 수위 차이가 없는 것으로 보아 보 건설이 남한강 하류 지점에는 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 판단된다. 이처럼 EFDC 모형을 이용하여 정밀 수리모형 검토를 통해 수위변화를 비교해 본 결과 지점별로 약간의 차이는 발생하지만 보 건설을 통하여 수위 저감효과가 발생하는 것으로 판단된다. 보다 정확한 검토를 위해 추후에는 남한강 상류의 강천수위국 상류지점의 검토와 남한강유역의 지류 유입량을 추가하여 모델링을 실시하면 보다 더 정밀한 분석이 가능할 것이라고 판단된다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.18 no.4
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• pp.394-403
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• 2016

This study was carried out to verify change and relationship between the concentration of chlorophyll-a and environmental factors including weather, water quality and discharge at before & after Gangcheon and Ipoh weir construction at Namhan river, based on the weather and water quality data provided by the measuring network. We classified the period of before & after weir construction by the cluster analysis with Ward's method, and also through the correlation analysis between the concentration of chlorophyll-a and environmental factors, the influence factors related with algae occurrence(Chlorophyll-a) were analyzed. The result by cluster analysis based on data of the total 12 factors (water temperature, rainfall, daylight, pH, DO, BOD, COD, T-N, $NH_3-N$, $NO_3-N$, T-P, $PO_4-P$) from 2005 to 2015 indicated a clear classification into two periods, before(2006-2007) & after (2012-2013) weir construction. After weir construction, class of BOD at Gangcheon weir was better than before, changed from II class to Ia class, and likewise class of BOD at Ipoh weir was improved from II-III class to Ia-IIclass. Also T-P and T-N concentration also were to be improved in general after weir construction. Concentraion of Chlorophyll-a afterGangcheon and Ipoh weir construction was to be decreased. However, frequency of algae warning was increased from 9 to 15 after Ipoh weir construction due to increasing of HRT and water temperature. After weirs construction, the result of correlation analysis between weather, water quality and discharge and concentration of chlorophyll-a indicated a positive correlation, order of BOD(0.579) > COD(0.413) > temperature(0.237), and a negative correlation, order of $NO_3-N$(-0.344) > T-N(-0.293) at Gangcheon weir. And there were likewise positive correlation, order of BOD(0.795) > pH(0.581) > Water temperature(0.422), and negative correlation, order of $NO_3-N$(-0.457) > T-N(-0.371) > $NH_3-N$(-0.326) > $PO_4-P$(-0.288) > Discharge(-0.213) after Ipoh weir construction. Although water quality after Ipoh weir construction was generally improved, increase of frequency of algae warning occurrence was influenced by change of water conditions such as reduction of the velocity, increase of HRT and water temperature, etc impacted strongly by change of the stream flow more than change of water environments after weir construction.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.115-115
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• 2017

남한강에는 4대강 사업으로 바닥 준설과 함께 3개의 보가 건설되었으며 이들의 영향으로 흐름 특성에 많은 변화가 발생하였다. 따라서 사업 이전 환경에 대해 개발된 수위-유량 관계식은 보의 배수위 영향과 준설로 변화된 단면 형상으로 인해 더 이상 사용할 수 없는 실정이다. 본 연구에서는 보의 운영을 고려한 수위-유량 관계식을 개발하는 방법에 대해 제시하고 이를 남한강에 적용하여 강천보와 여주보 사이에 위치한 여주관측소 지점에 대해 개도별 수위-유량 관계식을 개발하였다. 수위, 유량 등의 흐름 특성은 보의 운영을 고려할 수 있는 부정류 계산모형에 의해 모의되었다. 2000년도에 발생한 홍수사상 중에서 규모가 다양한 10개 홍수사상을 선정하고 입력 자료를 구성하였으며, 이 중 5개는 관계식을 도출하는데, 나머지 5개는 검증하는데 사용하였다. 수위, 유량, 보의 개도 등은 매 시간 모의되었으며, 모의된 수위-유량 페어는 보의 개도에 따라 분류되었다. 이는 배수위 등의 영향으로 인해 수위와 유량이 고유한 관계를 갖지 못한다는 것을 의미하며 보의 개도를 고려해야만 정확한 관계식을 도출할 수 있다는 것을 뜻한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.34 no.9
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• pp.597-603
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• 2012

To investigate the effects of weir construction on sediment characteristics of river bed, we conducted sediments sampling on the 9 locations near the weir, Kangchun, Yuju and Ipo in Namhan-River. Physical and chemical characteristics of sediments were analyzed by measuring particle size distribution, water content, Ignition loss, COD (Chemical Oxyzen Demand), TOC (Total Organic Carbon), TP (Total Phosphorus), SRP (Soluble Reactive Phosphorus) and TN (Total Nitrogen). Particle classification of all three weir sediments showed sandy loam that was caused by the river bed dredging. Due to the presence of weir, Ignition loss, COD, TOC, TP, SRP and TN showed similar trend such as the concentrations of upward weir had higher than those of downward weir. For the case of SRP concentration and C/N ratio, however, there is not much difference in the sediment characteristics compared to the those of sediments before weir construction. Therefore, It can be predicted that there are little effects of weir construction on sediment characteristics. However, weir construction could influence water quality of the river by controlling the transport and the accumulation of suspended materials from rainfall. Therefore, more intensive monitoring is required to examine the magnitude and patterns of sediment accumulation which could influence overlying water quality.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.52-52
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• 2015

강수량이 적은 갈수기에는 하천수량이 적어 소량의 오염물질의 유입으로도 하천수질의 악화를 불러일으킬 수 있다. 특히 2014년에는 한강수계의 강수량이 예년의 46%정도이며 이로 인한 저수율은 예년의 75%정도로 저조하여 봄철 갈수기에 수질악화가 우려된다. 한강은 비교적 수질이 양호하여 녹조가 발생하는 일이 낙동강, 금강, 영산강보다 적으나 가뭄의 영향으로 하천수질 악화 및 녹조현상이 발생할 우려가 있다. 그래서 본 연구에서는 남한강과 북한강의 봄철 수질전망을 통한 녹조발생 위험도를 예측하고자 하였다. 수질예측에 사용된 모형은 미국공병단(USACE)에서 개발한 2차원 하천수리 수질모형인 CE-QUAL-W2이며, 본 연구에 이용된 CE-QUAL-W2는 K-water 통합수질예측시스템(SURIAN)을 이용하여 구축하였다. 연구 대상지역은 북한강의 소양강댐 하류와 팔당호지점, 남한강의 강천보, 여주보, 이포보 지점에 대해 조류농도에 대한 예측을 수행하였다. 미래 수질예측을 위한 유량 자료는 평년 빈도유량을 사용하였으며, 기상자료는 유사는 분석을 통해 과거기상과 가장 유사한 패턴을 보이는 년도의 기상자료를 사용하여 모형을 구동하였다. 2~4월 남한강과 북한강의 Chl-a농도에 대하여 2013~2014년 평균치와 2015년 수질예측치를 비교한 결과 북한강은 4월에 예년대비 최고 61% Chl-a 농도가 증가하는 것으로 나타났으며, 남한강은 2월에 Chl-a농도가 최고 106% 증가되는 것으로 예측되었다. 본 연구를 통해 2015년 봄철 갈수기 녹조가 예년보다 증가 할 것으로 나타났으며, 다른 수계보다 비교적 적은 농도이지만 주기적인 수질예측과 하천 모니터링을 통해 하천수질을 관리하고 수질오염을 예방하는 노력을 기울여야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.516-516
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• 2015

본 연구는 한강유역($2,6018km^2$)을 대상으로 SWAT(Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 지표수와 지하수의 상호작용에 의한 물수지 분석을 수행하고, 수량측면의 유역 건전성을 평가하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 한강유역을 표준유역 단위로 구분하고, 기상자료, 하천유량, 다목적댐(소양강댐, 충주댐, 횡성댐) 운영자료, 다기능보(강천보, 여주보, 이포보) 운영자료, 증발산량, 토양수분 자료를 수집하였다. SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 한강유역 내 위치하는 다목적댐 및 다기능보의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고, 실측 지하수위, 증발산, 토양수분 자료를 이용하여 모형의 보정(2005~2009)과 검증(2010~2014)을 실시하였다. 그 결과 토양수분으로부터 증발산이 발생하고 유출 및 지하수까지 영향을 미치는 물수지 현상을 잘 재현하고 있음을 알 수 있었다. 이후 유역의 수량측면의 건전성 평가를 위한 수문요소로 하천 유출량, 증발산량, 침투, 침루, 기저유출, 토양수분, 지하수 함양량 등을 도출하고 유역의 물순환을 해석하여 유역의 건전성을 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.143-143
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• 2012

최근 우리나라 주요하천에 걸쳐 수행된 '4대강 살리기 사업'에서는 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해의 방지를 위한 다양한 사업이 추진되었다. 특히 안정적인 용수공급과 재해방지를 위한 수위확보를 목적으로 4대강 16 개 구간에 걸쳐서 일반적 형태의 고정보와 함께 다양한 형상과 운영방식이 적용된 가동보로 이루어진 다목적보가 설치되었다. 본 연구에서는 4대강 유역(한강, 낙동강, 영산강, 금강)에 설치된 16 개 가동보의 형식 중 4곳(강정고령보, 강천보, 합천창녕보, 창녕함안보)에 적용된 라이징 섹터 게이트(rising sector gate)의 수리학적 특성을 분석하고자 가동보의 수리실험 모형을 개수로에 설치하여 보 주변에서의 흐름 및 난류 특성을 분석하고자 하였다. 4대강 유역에 설치된 라이징 섹터 게이트의 설치목적은 일반적인 고정보의 문제점으로 대두되고 있는 보 상류부의 퇴적토를 신속하게 배사(sediment flushing)하는 데 있다. 이를 위해서는 우선 배사 시에 보 하단부에서 최대유속을 발생시키면서 동시에 최적의 상하류 수위조건을 만족시키는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 개수로에 설치된 가동보의 수문개방도에 따른 유속분포를 측정하였다. 보 주변에서의 보다 정밀한 유속장의 측정을 위해서 비접촉식 유속측정 방법인 PIV 측정방법을 이용하였다. PIV 측정방법은 일정한 입경과 밀도를 가지며 레이저 반사율이 높은 입자를 흐름에 투입하고 laser 발생장치로 laser sheet를 생성하여 레이저가 반사되어 나타나는 입자 각각의 시간변화에 따른 변위를 CCD 카메라로 가시화한 뒤 유속벡터값을 추출할 수 있게 한다. PIV 측정방법으로 유체의 흐름을 파악하고 시간평균된 유속결과를 바탕으로 난류 특성을 분석하였다. 수로전체 구간에 대하여 3차원 수치해석 프로그램인 FLOW-3D 모의결과와 비교하여 분석하였다. 실험을 통한 유속결과와 수치해석결과는 실험을 통한 유속결과와 비교 분석하였으며, 적용성을 검증한 후 다양한 조건에 대한 설계방안 및 유지관리에 활용하고자 한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.8
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• pp.554-563
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• 2013

The purpose of this study is to evaluate the possibility of nutrient release at up and downstream of Kangchun weir, upstream of Yuju and Ipo weir in Namhan River. For this survey, we measured basic characteristics of the sediments (water content, ignition loss, TOC, TP, SRP, TN, phosphorus fractionation) and conducted nutrients release experiments under both aerobic and anaerobic condition. The overlying water from the sediment-water column was analyzed for nutrients (i.e. TP, $PO_4$-P, TN, $NO_3$-N, $NH_3$-N) everyday for 18days. Result of soil texture experiment showed that sediments are Sand. SRP concentration before the release experiment was different with the value after the release experiment. According to this result, we can find that there were more activated release processes in anaerobic condition. $PO_4$-P increased from 1 to 8 days and remained at the maximum value (7~8 days) afterward. The rapidly increase of $PO_4$-P was observed from 1 to 2~3 days whereas the TP continuously increase from 1 to 18 days. The $PO_4$-P release rate calculated by up to 7~8 days data highly correlated with initial SRP concentration with $R^2$=0.8502. $NO_3$-N release rate appears constantly decreasing trend as -5.7~-3.08 $mg/m^2{\cdot}day$, otherwise the $NH_3$-N release rate, by-product of a organic matter decomposition using nitrate as electron acceptor, was 0.57~2.41 $mg/m^2{\cdot}day$. Substantial portion in TN can be induced by organic nitrogen which originated from the tributary passing through non-point pollutant source. Compared with other similar researches, phosphorus and nitrogen release rates obtained in this study can be considered as relatively low values. Since this study targeted the sediments accumulated by one time of flooding season, there are limitation to generalize theses results. Therefore, it is necessary to consistently monitor and investigate the accumulation of nutrients in the sediment for understanding the effect of weir construction on the overlying water quality.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.26 no.6
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• pp.470-478
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• 2017

This study was classified into two groups, normal season group and drought season group, by the cluster analysis using the weather and water quality data from 2012 to 2015, using SPSS 18 version. Also each cluster was classified into three spaces, Gangcheon, Yeoju and Ipoh weir. We performed the multiple regression analysis with each monthly data that concentration of Chl-a was more than algae warming level. 6 groups classified in time and space were analyzed by the correlation analysis between concentration of Chl-a and 3 weather, 11 water quality and discharge factors. We developed Chl-a prediction equations of each group with independent variables of the multiple regression analysis applying to the correlation result. The result of cluster analysis was that the period was divided into two groups, normal group(2012-2013) that total annual precipitation rate was normal and drought group(2014-2015) that total annual precipitation rate was less than 1,000 mm/hr, in time. The months that concentration of Chl-a was more than algae warming level in each group classified by cluster analysis were that the normal group was 3~8 and drought group was 3 and 6~10. The correlation result between Chl-a and weather, water quality and discharge factors for each 6 group was that relationships between Chl-a and water, discharge factors were high in the drought group more than in normal group at all weirs. This was influenced by velocity reduction and increasing HRT according to the intense drought. Weather, water quality and discharge factors that were high correlation with Chl-a were applied to independent variables of Chl-a prediction equations and each equations were developed. Among them, Each adjusted R square of Prediction equations for Chl-a in each group at Ipoh weir where is located in Namhan river downstream and is directly connected to Paldang dam were normal group = 0.920 and drought group = 0.818. It's showed the high linear.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.51 no.4
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• pp.331-344
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• 2018

Lotic organisms in streams are affected by natural and anthropogenic disturbances such as increase of heavy rainfall event caused by climate change and flow regime change caused by weir constructions. Based on domestic and foreign literature, 157 Korean benthic macroinvertebrate taxa were selected species as potential lotic candidates. Three shoreline sites (total 54 samples) were surveyed consecutively before ('08~'09), during ('10~'12) and after ('13~'16) the construction of the weirs (Gangcheon, Yeoju and Ipo weir) in the Namhan-River for tracing changes of lotic communities. As a result, water flow of the Ipo-wier and water quality variables such as T-N, T-P, BOD5, etc. of the weir section revealed no significant changes. Physical habitat conditions such as the flow velocity and streambed substrate evidently changed. Particulary, flow velocity measured at sampling points along with each microhabitat drastically decreased and particle size of streambed substrate steadily decreased after weir constructions. Lotic organisms also decreased after construction, especially Hydropsychidae (insecta: Trichoptera) acutely decreased from $3,526ind.\;m^{-2}$ to $2ind.\;m^{-2}$ As a result of CCA, lotic species such as Hydropsyche valvata, Hydropsyche kozhantschikovi, Cheumatopsyche brevilineata, Cheumatopsyche KUa, Macrostemum radiatum, etc. correlated with the flow velocity, streambed substrate. Therefore, the decrease of the flow velocity and substrate size after weir construction seemed to be closely related to the decrease of the individual abundances of the lotic organisms independently of water quality. In order to evaluate the influence of the ecosystem on the flow regime change more accurately, it is necessary to study the indicator species based on the resistance or preference of the flow.