• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.452-452
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• 2018

최근에는 지구온난화의 영향으로 집중 호우, 가뭄 등 기상 이변이 빈번하게 발생하고 있어서 물 관리의 복잡성과 불확실성이 매우 높아지고 있다. 특히 중소하천은 하천의 경사가 급하고 하천길이가 짧아 홍수파의 이동시간이 짧기 때문에 홍수대비를 위한 시간이 매우 짧다. 국회예산정책처(2012)에 따르면 과거 5개년간(2007~11) 발생한 자연재해 피해 중 87%가 집중 호우 및 태풍에 의한 피해이며, 이 중 98.7%가 중 소규모 하천에서 발생하였다. 그러나, 중소하천 관리를 담당하는 지자체는 열악한 재정 여건으로 인해 예방보다 사후복구에 집중할 수밖에 없는 상황이다. 또한 최근 하천 고수부지에 주차장, 위락시설 등 공간적 활용이 증가함에 따라 홍수발생시 위험성도 증가하고 있어 예방 및 대응 중심의 홍수대응기준 수립이 시급하다. ICT 인프라를 이용하여 유관기관의 실시간 수문자료를 공유하고, 수집된 실시간 수문자료를 활용한 홍수분석 및 홍수대응 기준 대응기준 수립을 통한 예방적 재난대응 체계를 마련해야 한다. 이에 본 연구에서는 A지자체를 대상으로 홍수분석 모형을 구축하고, 구축된 모형의 계산결과를 활용하여 예상강우별 도달시간, 수위상승 등을 예측하고, 하천수위별 홍수대응기준을 수립하였다. 수위별 대응기준은 현장에서 계측되는 수위값을 기준으로 홍수예보기준, 하천기본계획의 제방고 및 주변 제약 사항을 고려하여 직접알람 기준으로 활용하였다. 특히 A지자체는 상류에 B댐이 위치하여 홍수시 B댐 수위 및 운영의 영향을 반영하는 홍수대응기준의 수립이 요구된다. 본 연구에서는 강우 시나리오별 모형분석을 통하여 예상되는 호우사항에 대한 홍수대응기준을 제시하였다. 향후 본 연구로 산정된 홍수대응기준의 지속적인 보완, 실시간 수문자료 공유체계 확대, 재해관련 책임기관과의 유기적인 기술교류 등을 통해 지자체 및 중소하천 홍수피해 저감을 위한 능동적인 홍수대응 체계 구축이 수행되어야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.254-254
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• 2016

최근 4대강 살리기 사업에 의한 하천 준설과 보의 건설은 낙동강에서의 평수기와 홍수기의 수위차를 상당히 감소시켰으며 이로 인한 친수 목적으로 활용할 수 있는 공원, 캠핑장, 하상도로, 주차장 등 고수부지 공간이 다양하게 조성되면서 대국민적인 여가활동을 창출하고 있다. 이러한 하천구역 내에 조성된 친수공간은 하천 홍수로 인한 피해 위험도 또한 함께 증가함에 따라 정확한 홍수정보의 제공과 신속한 홍수예보의 발령은 증가된 홍수위험도에 대처하기 위한 필수적인 요소가 된다. 현재 홍수예보는 홍수예보지점인 수위관측소를 기준으로 발령하고 있어 실제 홍수에 취약한 구간에 대한 홍수정보를 제공하기에 어려운 것이 현실이다. 모든 홍수취약지점에서 수위관측을 통해 위험상황을 실시간으로 모니터링 하는 것이 홍수 피해에 대비하고 대응하기 위한 가장 확실한 방법이나, 예산과 인력의 문제 등으로 인해 현실적인 한계점이 존재할 수 밖에 없다. 따라서 기존의 정보를 이용하여 홍수에 신속하게 대응하기 위해, 각 친수공간이 홍수예보지점 또는 수위관측소 지점과 어떠한 연관성을 갖는지 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 낙동강 유역의 취약구간에 대한 현장조사를 통해 조사구간에 대한 DB를 구축함으로써 홍수 발생시 하천변 취약구간에 효과적으로 홍수정보를 제공할 수 있는 기초자료를 확보하고자 하였다. 또한 확보된 홍수취약지구의 기초정보를 이용하여 각 친수지구가 가지는 홍수위험도를 분석하였다. 이를 위해 수위관측소 기반의 홍수취약구간 선정 기준을 정립하고, 기준에 의해 선정된 18개 수위관측소와 관련한 취약구간에 대해 현장조사를 실시하였으며, 이를 바탕으로 홍수취약구간 관리대장을 작성하였다. 연구 결과를 통해 주요 친수시설의 고도 및 좌표를 기반으로 하는 홍수위험도를 제시하였고, 이를 수위와 연계하여 홍수 발생 가능성을 제시할 수 있는 객관적인 근거를 확보할 수 있었다. 향후 이 자료는 낙동강 홍수예보에 있어 취약구간에 대한 각 수위별 지점현황과 각 지점의 홍수위험도 분석을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.405-405
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• 2019

최근 기후변화 및 지구온난화의 영향으로 집중호우, 돌발홍수, 가뭄 등 기상 이변이 빈번하게 발생하고 있어 물관리의 불확실성과 복잡성이 매우 높아지고 있다. 대규모 하천의 경우 다목적댐과 다기능보를 이용하여 홍수 및 가뭄에 대응이 비교적 용이하나, 중소하천의 경우 하천길이가 짧고 하천경사가 급해서 홍수파의 이동시간이 짧기 때문에 홍수대비를 위한 시간이 매우 짧다. 또한 중소하천 관리를 담당하는 지자체는 열악한 재정 여건과 전문인력 및 기술력 부족으로 인해 예방보다 사후복구에 집중하는 상황이며, 최근 하천 고수부지를 수변공원, 천변주차장 등으로의 공간적 활용이 증가됨에 따라 홍수발생시 위험성도 증가하고 있어 예방 및 대응 중심의 홍수 모니터링 기준 수립이 시급하다. 이에 K-water는 공익사업의 일환으로 K-water의 홍수 및 하천관리 노하우를 지자체와 공유하고 있다. 해당지자체의 과거 기상 및 수문자료들을 활용하여 홍수분석을 수행하고 지자체 중소하천에 최적화된 우량 및 수위 홍수 모니터링 기준을 수립하여 선제적 홍수대응을 할 수 있는 여건을 조성하였다. 또한 해당지자체의 우량 수위관측소의 분포와 용수전용댐 및 농업용저수지를 반영하여 유역특성을 고려한 홍수분석모형을 구축하였으며, 예상강우에 따른 주요 지점별 예상수위 및 도달시간 분석으로 지자체 담당자의 홍수대응을 지원하고자 한다. 하천 수위국 기준의 우량 알람은 하천 수위 상승 전 예비 알람의 성격으로 수위국의 수위가 상승하기 전 대비할 수 있는 선제적 대응 예방시간 확보에 도움이 될 수 있다. 또한 단계별 수위모니터링 기준에 의거하여 보행자 및 차량 통행제한 등의 조치를 취할 수 있으며, 제방월류 전 사전대응시간을 확보할 수 있어 자자체에서 능동적으며 선제적인 홍수 대응이 가능할 것으로 판단된다. 하지만 하천 수위국의 상황이 홍수에 따라 변화될 수 있으며, 홍수량 재산정 또는 하천기본 계획의 재수립 등 정책적, 현실적인 상황의 변화로 인해 모니터링 기준이 변화되어야 하는 경우에는 지속적인 보완이 필요할 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.487-487
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• 2022

하천의 측방 이동은 충적 하도가 횡방향으로 이동하는 것으로 홍수에 의한 강턱 및 고수부지 침식 및 만곡사주 퇴적을 동반하는 지형형성작용이나 국내에서는 관련 연구가 적은 실정이다. 본 연구에서는 수 년간 인간의 교란이 없는 상태로 유지된 하천 구간인 내성천 고평 지점을 대상으로 항공사진, 드론 영상 및 DEM 자료를 이용하여 2015-2021년 사이에 발생한 하천의 측방 이동에 대한 계량적 분석을 실시하였다. 고평 지점의 내성천 하도는 시간에 따라 저수로 하폭이 증가하면서 공격사면이 횡방향 및 하류 방향으로 이동하였으며, 이 과정에서 사행도는 1.07에서 1.12로 소폭 증가하였다. 10개 단면에서 측방 이동은 2018년 5월과 11월 사이, 2020년 5월과 9월 사이에 발생하였으며, 공격사면 쪽으로 최대 60 m 이상 이동하였다. 동일한 두 시기에 측방 이동에 따른 홍수터의 침식 면적은 각각 5,572 m², 6,571 m²였으며, 2015-2021년 전체로는 16,000 m²에 달하였다. 이는 대상 구간의 2015년 기준 전체 저수로 면적의 약 20%에 해당한다. 단면에서의 변화는 측방 이동과 함께 저수시 하상의 저하가 함께 관찰되어 6년간 0.5-1.0m 저하되었다. 대상 구역 내에서의 침식량은 30,636 m³이며, 퇴적량은 14,904 m³으로 순침식량은 15,831 m³으로 나타났으며, 이는 2015년 기준 저수로 면적이 평균 51.7 cm 하강한 정도에 해당한다. 본 연구의 결과는 국내 충적 하천에서 홍수에 의해 하도의 측방 이동이 활발하게 발생하였음을 보여주며, 하천 관리 및 유사 분석에 있어서 측방 이동에 대한 고려가 필요함을 보여준다.

• 한국조경학회지
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• 제40권1호
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• pp.100-109
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• 2012

하천수를 정화하는 자유수면인공습지의 정수식물 성장기(4~9월)와 비성장기(1~3월과 10~12월)의 $PO_4-P$와 TP제거율을 비교 연구하였다. 실험 습지 시스템은 광주광역시를 흐르는 광주천 중류 고수부지에 2008년 조성되었으며, 길이 46m, 폭 5m 규모이다. 2008년 포트에서 2년 자란 부들(Typha angustifloria L.)과 줄(Zizania latifolia Turcz)을 시스템의 1/2씩 각각 식재하였다. 광주천의 물이 자연유하로 시스템에 유입되며, 처리수는 광주천으로 방류된다. 유입수의 양과 수심은 밸브와 위어(weir)로 조절할 수 있다. 유입수 및 유출수의 인 농도를 2010년 1월부터 12월까지 7~10일 간격으로 조사 분석하였다. 하루에 약 $710m^3$의 하천수가 시스템으로 유입되어, 체류시간은 약 1.5hr이었다. 조사기간 유입수와 유출수의 $PO_4-P$ 평균농도는 각각 0.144, 0.105mg/L이었으며, $PO_4-P$ 평균제거율은 28.1%였다. 유입수와 유출수의 TP평균농도는 각각 0.144, 0.105mg/L이었으며, TP 평균제거율은 20.7%를 보였다. t 검정결과, 정수식물 성장기의 $PO_4-P$ 제거율(31.448)이 비성장기 $PO_4-P$ 제거율(25.829)보다 높았으며(p<0.001), 정수식물 성장기의 TP 제거율(27.230)도 비성장기의 TP 제거율(14.856)보다 높게(p<0.001) 나타났다. 인공습지에서 인 제거는 잔재물-토양 층의 흡착, 입자성 인과 Ca, Fe, Al과 결합된 인산염의 침전, 그리고 정수식물의 흡수가 중요하다. 정수식물 성장기가 비성장기보다 $PO_4-P$와 TP의 제거율이 상대적으로 높은 원인은 흡착과 침전에 의한 인 제거는 계절에 관계없이 일어나나, 정수식물의 흡수는 성수식물 성장기에만 일어나기 때문이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제17권1호
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• pp.83-91
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• 2003

본 연구는 한강 유역의 팔당댐 부근(1조사지역), 밤섬 일대(2조사지역), 난지도 일대(3조사지역) 등 3개의 지역에서 서식환경의 차이에 따른 조류군집의 특성을 파악하고자 2001년 5월부터 2002년 1월까지의 기간동안 실시되었다. 서식환경 중 3개 지역 모두 수역의 비율이 가장 높았으며, 1조사지역은 산림의 비율이 높았고, 2조사지역은 다양한 유형의 서식환경이 존재하였다. 조류군집 조사 결과 총 52종의 조류가 관찰되었으며, 겨울을 중심으로 오리류의 비율이 가장 높았다 지역별로 2조사지역과 1조사지역의 서식밀도가 높았으나, 3조사 지역은 낮은 서식밀도를 나타내었다. 겨울조사에서 2조사지역은 수면성 오리류. 1조사지역은 잠수성 오리류의 비율이 높았다. 잠수성 오리류는 2조사지역에서는 비오리, 1조사지역에서는 흰죽지(Aythya ferina)가 대부분이었다. 이외에 1조사지역에서 물닭(Fulica atra)도 높은 비율을 차지하였다. 수면성 오리류의 경우 2조사 지역에 채식지로 이용 가능한 다양한 서식환경이 존재하는 것과 관련이 있는 것으로 판단된다. 1조사지역에서 흰죽지와 물닭의 서식밀도가 높은 것은 수심이 일정하고 수생식물이 풍부한 것과 관련이 있는 것으로 판단된다. 따라서 가장 낮은 서식밀도를 보인 3조사지역의 경우 하안과 고수부지를 자연성이 높은 환경으로 조성해 준다면 조류의 종다양성이 증가할 수 있을 것으로 보인다 이를 한강 유역의 다른 지역에 적용한다면, 조류의 서식처로서 한강 유역의 잠재성을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6B호
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• pp.515-522
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• 2011

수리해석 모형들은 하천의 흐름에 대한 연구에 이용되거나, 수공구조물의 설계 및 하천의 설계 등 실무에 널리 사용되고 있다. 이들 수리해석 모형은 실측자료를 통한 보정이 필요하나, 홍수시 유속을 측정하는 것 자체가 위험한 작업이기 때문에 홍수시 하천의 2차원 유속분포에 대한 실측자료가 전무한 실정이다. 이러한 이유로 2차원 수치모형의 결과는 보통 몇 개 지점의 실측된 자료를 비교함으로써 보정 및 검증을 실시하고 있다. 더욱이 설계 홍수량에 대한 모형의 보정은 1차원 모형인 HEC-RAS의 모의결과를 이용하여 보정하고 있다. 본 연구에서는 일본의 토네강(Tone river)에서 홍수시 촬영한 항공사진을 분석하여 추출한 유속벡터 자료를 이용하여 하천설계 실무 및 연구 등에 널리 사용되어지고 있는 2차원 수치모형인 RAMS의 RAM2, SMS의 RMA2와 1차원 모형인 HEC-RAS 모형의 검증을 실시하였다. 또한, HEC-RAS결과를 이용한 2차원 모형의 보정에 대한 타당성을 검토하였다. 검토결과, HEC-RAS 및 RAM2, RMA2 모형의 수위모의 결과 모두 관측점의 수위와 비슷한 결과을 보이고 있었으나, 유속모의의 경우 고수부지에서의 2차원 모형에 의한 유속결과와 항공사진으로부터 추출된 유속결과가 차이를 보이고 있었다. 또한, 1차원 모형에 의한 결과와 항공사진으로부터 추출된 유속장을 단면평균한 유속과 비교한 결과 큰 오차가 발생하고 있는 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제17권1호
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• pp.91-100
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• 2015

본 연구의 목적은 남한강, 금강, 낙동강에 존재하는 세 개의 인공습지에 대하여 2012과 2013의 식생변화 모니터링 결과를 비교 분석하고자한다. 각각의 인공습지는 비내섬, 세도지구, 옥포지구로 식생 모니터링 결과를 비교 분석하여 보면, 비내섬 습지의 경우, 버드나무 군락과 물억새 군락이 우점하고 있으며, 수변부의 저지대를 따라 달뿌리풀 군락, 쑥-망초 군락, 환삼덩굴 군락 등이 분포하고 있는 것으로 조사되었다. 주요 식생의 변화를 알아보면 특히, 환삼덩굴 군락은 하절기에 버드나무군락의 임내와 임연부 및 키 낮은 초원을 중심으로 분포역이 크게 증가하는 것으로 조사되었다. 옥포지구 습지는 2012년에 없었던 마름이 2013년 수역에 분포하고 있으며, 정수식물 군락에 분포하고 있는 갈대 군락은 2012년에 비해 2013년 분포역이 축소하였으며, 갯버들 군락은 2012년과 2013년 모두 분포역이 변화하지 않고 서식하고 있는 것으로 조사되었다. 세도지구 습지는 2012년에 조사된 이차초지대는 고수부지에서 인위적 식재로 인해 비수리 군락으로 변화하였으며, 2012년의 대부분의 군락이 2013년에 망초군락이 번성하면서 망초 군락으로 천이되었다. 물억새 군락과 갈대군락은 2012년과 2013년 모두 분포역 변화 없이 서식하는 것으로 조사되었다. 비내섬 습지의 식생은 건성천이보다는 습성천이로 진행될 것으로 판단된다. 옥포지구 습지는 수변식생의 천이과정은 안정화단계에 도달할 때까지 오랜기간 지속적으로 변화될 것으로 예상된다. 세도지구 습지는 건성천이와 습성천이가 병존하고 있으며, 향후 갈대, 물억새와 버드나무군락으로 천이가 예상된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권11호
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• pp.875-887
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• 2011

본 연구에서는 우리나라에 적합한 한계유출량 산정기법을 제안하고 이를 평가하고자 한다. 대상유역은 한강유역이며, 유역의 하도구간을 산지소하천 자연하도, 인공하도 그리고 본류하도의 3구간으로 구분하였다. 산지소하천의 경우 산지계곡의 야영객 및 등산객들의 피해를 방지하기 위해 0.5 m 수위상승을 기준으로 한계유출량을 산정하였다. 산지소하천 자연하도의 한계유출량은 유역 및 하도 매개변수 간의 지역적 회귀분석을 통해 소유역별 한계유출량을 계산하였다. 산지소하천 인공하도의 경우에는 유역 및 하도특성인자들의 지점정보를이용하여 지점별 한계유출량을 산정하였다. 반면 하천 본류구간에서는 고수부지를 이용하는 이용객들의 인명피해를 방지하고자 하천본류구간의 경계홍수량을 기준으로 지점별 한계유출량을 산정하였다. 산정된 한계유출량의 검증을 위해 3개의 돌발홍수사례를 수집하였으며, SCS 유효우량 방법을이용하였다. 지속시간 1, 3, 6시간에 해당하는 유효우량이 한계유출량보다 상회하는 값을 지닌 것으로 나타나 본연구에서 제시한 한계유출량 산정방법이 적절한 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권12호
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• pp.1035-1044
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• 2016

제방과 보의 접속부에서는 복잡한 3차원이 흐름이 발생하여 붕괴가 자주 발생한다. 따라서 연결부에는 일반적인 호안에 비해 큰 안정성을 가진 연결호안의 설치가 필요하다. 그러나 연결호안에 대한 설계기준은 하천설계기준에 제시되어 있지 않기 때문에 연결호안의 공학적인 설계를 위한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 연결호안에 사석을 포설하고 사석의 이탈조건을 파악하기위해 유량을 변화시켜가며 실험을 수행하였으며 실험수로는 폭 4 m, 길이 20 m의 직선수로이며 한쪽에만 제방이 설치되어 있다. 연결호안의 사석직경은 0.03 m 이며 유입유량은 $0.5{\sim}0.8m^3/s$이다. 동일한 조건에 대한 수치모의를 수행하여 연결부에 대한 흐름조건 및 제방 비탈면의 전단응력 등의 분포를 통해 영향범위를 파악하였다. 그 결과 연결호안의 경우 일반호안에 비해 사석직경이 4.1~6.9배 크게 산정되는 것으로 나타났으며 사석의 이탈속도가 같아도 유량이 클수록 취약지역의 범위가 하류방향으로 더 길게 발달하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 연결호안 주변의 수리학적 특성에 따른 사석직경 및 영향범위를 산정하는 방법을 제안하였으며 추후 고수부지의 영향, 다양한 형식의 보와 호안에 대한 실험과 추가적인 검토가 수행된다면 연결호안의 안정성을 확보 할 수 있는 합리적인 설계방법을 제시할 수 있을 것이라고 기대된다.