• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1948-1952
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• 2008

본 연구에서는 수문변화 지표법을 적용하여 광동댐 등 12개 용수 전용댐의 연 최소 최대유량 크기와 지속기간, 고 저맥파 빈도와 주기, 수문곡선 변화 비율과 빈도, 유량변화정도 등을 분석하여 댐이 하류하천에 미치는 영향을 수치로 제시 하였다. 광동댐 등 12개 댐의 월 유량변화를 산정한 결과, 갈수기에 해당하는 10월부터 다음해 6월까지 8개월간의 댐건설전 월평균 방류량은 $0.64\;m^3/sec{\sim}3.05\;m^3/sec$이었으나, 댐건설후 월평균 방류량은 $0.33\;m^3/sec{\sim}2.99\;m^3/sec$로 $-69.7%{\sim}167.8%$의 분포를 나타내고 있으며, 12월과 1월을 제외하면 댐건설 이후 오히려 $6.8%{\sim}69.7%$가 감소하였다. 우기철인 7월부터 9월까지 3개월간은 댐건설전 월평균 방류량이 $6.82\;m^3/sec{\sim}7.67\;m^3/sec$이었으나, 댐건설후 월평균 방류량은 $4.12\;m^3/sec{\sim}4.35\;m^3/sec$로 $51.0%{\sim}55.1%$가 감소하여 저수지 공용량을 이용한 저류효과가 다소 있었던 것으로 분석되었다. 연 최소 최대유량 크기와 지속기간 분석결과 1일, 3일, 7일, 30일, 90일 최소유량은 광동댐 등 10개 댐이 댐건설 전후 모두 $0.0\;m^3/sec$로 증감이 없었으며, 달방댐의 경우 30일 최소유량이 $0.026\;m^3/sec$에서 $0.000\;m^3/sec$로 99.11%가 감소하였다. 영천댐의 경우도 30일 최소유량이 $0.101\;m^3/sec$에서 $0.067\;m^3/sec$로 33.73%가 감소 하였으며, 90일 최소유량의 경우 달방댐은 $0.067\;m^3/sec$에서 $0.031\;m^3/sec$로 53.48%가 영천댐은 $0.219\;m^3/sec$에서 $0.150\;m^3/sec$로 31.29%가 감소하였다. 12개 용수 전용댐중 유지용수공급이 계획되어 있는 영천댐과 달방댐을 제외하고는 댐하류 방류량이 없이 건천화 되었다는 사실을 알 수 있다. 고 저맥파의 빈도와 주기 분석결과 댐건설 이후 수문곡선이 25% 이하로 떨어지는 저맥파는 $72.99%{\sim}98.52%$가 감소하였으며, 저맥파의 기간은 $-80.0%{\sim}4,423.3%$까지 분포하여 상당히 증가하였다. 수문곡선이 75%를 초과하는 고맥파의 발생 횟수는 댐건설 이후 $34.28%{\sim}91.67%$가 감소하였으며, 고맥파의 기간은 $-64.31%{\sim}135.62%$로 증가 또는 감소하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.537-548
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• 2013

본 연구에서는 2006년 홍수시 충주댐 운영에 따른 댐 상 하류의 홍수위 상승영향을 정량적으로 분석하기 위하여 팔당댐 상류의 한강 본류에 위치한 충주댐을 기준으로 상류구간과 하류구간으로 구분하고, 1995년부터 2008년까지의 홍수사상을 대상으로 모형을 검보정함으로써 수리학적 모형을 구축하였다. 구축된 모형을 이용하여 충주댐의 유무를 가정하여 충주댐의 홍수조절효과를 검토하고, 방류량의 변화에 따른 상 하류 주요지점의 수위 상승영향을 정량적으로 분석하였다. 분석결과, 2006년 홍수시 충주댐의 운영이 비교적 적절하게 수행되었음을 확인하였으나, 충주댐의 홍수조절효과는 댐 하류구간에 집중되어 있어 댐 상류 홍수피해 저감을 위한 제도적 보완이 필요한 것으로 분석되었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 기존 댐 배수구간 상류 하천의 기점수위 결정방법의 한계를 검토하였으며, 댐 배수구간과 상류 하천의 계획홍수량 불연속을 반영할 수 있는 기점수위 결정방법을 제안하였다. 제안된 방법은 댐 상류하천의 홍수피해 저감을 위한 설계 및 홍수피해 발생시 피해원인 분석에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.384-388
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• 2008

생활수준이 향상되면서 물의 양과 질에 대한 국민의 요구수준은 높아지고 있으나, 우리의 하천유지유량은 일본의 1/3에 불과하며, 평갈수기의 하천유량 증대가 물관리의 주요 관심사로 떠오르고 있다. 댐 저수지의 저류와 생공용수의 회귀수에 의해 평갈수기의 하천유량을 크게 개선시킬 수 있는 바, 본 연구에서는 수계별로 그 현황과 향후 개선방안 도출을 위해 무수한 하천지점에서 용수수급 현황을 쉽게 분석, 평가할 수 있는 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 용수수요 추정 모듈, 일 유출 모의 및 하천 유황분석 모듈, 기존댐 저수량 변화 모의 모듈, 신규 댐 규모 모의 모듈 등으로 구성되어 있다(그림 1). 분석 대상 하천 지점 유역의 논 용수, 생활 용수, 공업 용수의 수요량을 일별로 추정할 수 있으며, 이들의 회귀수를 고려한 하천유량을 일별로 모의하여 유황을 분석할 수 있고, 상류에 기존 댐 및 저수지가 있는 경우 이의 저수량을 모의하여 하류 방류량을 고려한 하천유량을 분석할 수 있고, 하천유황이 목표 값에 미치지 못하는 경우 신규 댐 및 저수지를 계획하여 이로부터 유량을 공급받아 하천유황을 유기적으로 아주 쉽게 분석할 수 있도록 하였다. 또한 저수량 변화 모의의 필수 자료인 저수지 표고별 저수면적, 저수량 자료를 신속하게 수집, 정리할 수 있도록 DEM을 활용하는 모듈을 장착하였다(그림 2). 수계별로 수많은 하천 지점의 유지유량 확보를 위한 다양한 용수공급 시나리오를 신속하게 분석, 평가하는데 편리한 도구로 활용할 수 있을 것이다. 개발된 시스템은 금강 유역의 하천유지유량 확보 방안 수립에 활용하고 있으며, 향후 전 수계에 적용될 수 있도록 보완할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1466-1470
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• 2005

영산강 수계의 담양댐, 광주댐, 장성댐 및 나주댐 등 댐 군의 연계운영에 의한 홍수조절 효과를 검토하였다. 각 댐의 운영방안으로는 Rigid ROM을 적용하였으며, 댐 방류수의 홍수추적을 위하여 부정류 계산모형을 적용하였다. 200년 빈도 홍수수문곡선을 대상으로 하여 Rigid ROM의 매개변수인 각 댐의 일정 방류율을 변화시켜가며, 각 댐 하류 하천의 합류점 등 주요 지점에서의 유량 수문곡선을 구하여 비교하였다. 전반적으로 각 댐의 방류 능력이 낮아 일정률을 크게 할 경우 Rigid ROM에 따른 방류를 할 수 없는 경우가 발생하였다. 또한 각 댐의 배수유역 면적이 작은 관계로, 일정률의 변화에 따른 최대 방류량의 차이가 각 댐하류 유역 유출량에 비하여 매우 작아 Rigid ROM을 적용할 경우에는 연계운영 효과를 기대하기 어려운 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.105-105
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• 2022

섬진강댐은 100년빈도 홍수에 대응토록 설계되어 홍수조절 능력이 타 다목적댐 대비 상대적으로 취약함에 따라 댐운영 체계 개선이 필요하다. 이에따라 K-water는 홍수시 피해를 최소화 할 수 있도록 댐운영과 관련한 홍수대응 체계를 개선하였다. 주요 개선대책은 섬진강 홍수조절용량 추가확보, 홍수기 강우특성을 고려한 홍수조절, 하류주민 및 기관과 소통에 기반한 정보 공유체계 확립, 디지털 트윈 기반 댐 운영 의사결정시스템 구축이다. 섬진강댐의 건설홍수조절용량은 3천만m³으로, 타 다목적댐 설계빈도인 200년 대비 홍수대응 능력이 미흡하다. 이에따라, 섬진강댐은 '21.1월부터 '22.12월까지 홍수기 제한수위를 기존 197.7m에서 2.5m 낮춘 194.0m로 시범운영하고 있다. 이를통해 기존 3천만m³에서 9천만m³까지 6천만m³의 홍수조절용량을 추가 확보하였다. 이와 연계하여 홍수기 동안 섬진강댐 운영수위 기준을 별도 수립하여 홍수기 전·후반으로 나누었으며, 전반기(~7/31)는 '20년 홍수상황에서 발생한 더블피크 집중호우(360mm)에 대응가능한 홍수조절능력을 확보하고, 후반기(8/1~)는 홍수조절능력을 최대한 확보함과 동시에 차년도 용수공급을 대비할 수 있도록 운영수위를 개선하였다. 그간 수문방류 정보는 '댐 관리규정'에 따라 방류개시 3시간 전까지 방류계획을 하류지역의 지자체 및 주민에게 통보하였으나, 하류주민들이 충분히 사전준비하기에 시간적으로 부족하다는 의견을 제시함에 따라 수문방류 24시간전 사전 안내토록 '수문방류 예고제'를 도입, 시행하였다. '댐 홍수관리 소통회의'를 통해 댐 운영기관-정부기관-주민이 댐 운영에 대한 전반에 대해 함께 공유하고 운영 제약사항 및 개선사항을 공동 발굴하여 대책을 마련하는 체계를 구축하였다. 댐 운영 개선사항과 더불어 댐방류 의사결정시, 실시간 하류하천 상황에 대한 확인이 어려움에 따라, 3D기반 의사결정 지원시스템인 Digita Twin Platform을 개발 및 구축하여 '22년부터 섬진강댐 운영에 시범적용을 추진하고자 한다.

• 물과 미래
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• 제44권10호
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• pp.61-65
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• 2011

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.522-526
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• 2007

항공사진을 이용하여 하천의 경년변화를 조사하다 보면, 사주 변동에 따라 하천의 주 흐름이 다양하게 변화되고 있음을 알 수 있다. 이처럼 특정 하천의 지정된 구간에서의 흐름변동은 많은 시간에 걸쳐 이루어진다. 바꾸어 말하면, 짧은 시간 동안 자연하천에서의 주 흐름 변화를 관찰 하기는 일반적으로 매우 어렵다. 본 연구에서는 이틀이라는 짧은 시간 동안에, 하천에서의 주 흐름 변동에 따른 특성변화를 조사하였다. 이러한 조사는 "조정지 댐에서의 수문 조작"이라는 인위적인 방법을 동원함으로서 가능하였다. 모든 조정지 댐에서는 하천 유지를 위한 일정양의 물을 수문을 통하여 방류한다. 대청댐 하류에 있는 조정지 댐에는 폭이 약 10m에 이르는 10개의 수문이 있다. 평상시에는 우안으로부터 5번째에 있는 중앙의 수문을 개방하여 초당 약 18톤의 물을 방류한다. 그러므로 본 연구에서는 방류하고자 하는 지점의 수문높이를 조정하여 일정량을 유지한 채, 수문의 위치를 중앙에서 좌안 그리고 우안의 순으로 변경 하였다. 방류 수문 위치를 변경함에 따라 하천에서의 수리특성을 조사하기 위하여, 흐름이 안정 될 때까지 충분히 기다린 후, 각각의 경우에서의 하류지역을 대상으로 현지관측 및 수치실험을 실시하였다. 조사는, 첫째 지형측량, 유량측정 및 수위변동 등을 포함한 정밀현장조사, 둘째 일반적인 모델에 정밀조사 결과를 적용시킴으로서 얻을 수 있는 가시화 기법 개발 등의 순으로 진행하였다. 수치실험에 사용한 모델은 하천에서의 흐름거동을 2차원적으로 해석하는데 많이 사용되고 있는 상용프로그램인 SMS (Surface-Water Modeling System)의 RMA2 모형이다. 이모형은 RMA (Resource Management Associates, Inc.)에 의해 처음 개발된 2차원 유한요소 모델이며 지배방정식은 z방향을 수심 적분한 2차원 천수방정식으로, x와 y방향에 대한 Navier-Stokes 방정식과 연속 방정식으로 구성된다. 본 연구에서는 현장 조사 시 지배인자 파악의 중요성 및 수치계산을 위한 검증자료의 필요성을 강조하기 위하여, 일반적인 방법으로 수행한 계산 결과 및 다양한 현장 특성을 고려한 계산 결과를 비교 하였다. 그 결과 본 연구는 (1)최신 장비들의 도입 및 검증과 기존 장비의 활용 범위 확대, (2)기존의 상용 프로그램을 이용한 하천 흐름특성의 가시화 실현 등에 의의가 있다고 사료된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권4호
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• pp.317-323
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• 2015

본 연구는 장기하상변동 모의를 이용하여 댐 하류 하천에서의 하상변동이 어류 물리서식처에 미치는 영향에 대하여 연구하였다. 이를 위하여 흐름모형은 준정류 모형을 이용하였으며, 서식처 모형은 서식처 적합도 지수 (HSI) 모형을 이용하였다. 장기하상변동 모의를 위하여 Exner 방정식을 이용하였으며 하상재료 입도분포의 변화를 고려하였다. 내성천 영주댐 하류에서 모의결과 침식과 장갑화가 진행되었으며 이에 따라 피라미의 물리서식처가 변하게 되었다. 지형과 하상재료의 변화가 어류 물리서식처에 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1472-1476
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• 2008

남북 공유하천은 크게 임진강과 북한강으로 대별된다. 이중 임진강은 2000년을 기점으로 상호 협력방안이 모색되고 있다. 그러나 북한강수계에서는 북한이 유역변경을 위해 대댐을 건설하여 운영중에 있는 등 남북관계에 있어서 협력과 갈등이 공존하고 있는 상황이다. 국제공유하천에 있어 수자원 개발과 이용은 협력과 공평성에 기초하여야 한다. 그러나 갈등은 모든 국제하천이 가지고 있는 공통의 문제로 해결을 위한 대안마련에 많은 노력이 필요하다. 그럼에도 국 내외의 사례에서 볼 수 있듯이 예방적 조치들이 미약한 것이 현실이다. 남 북한 공유하천에서도 수자원 이용과 관련된 문제점은 계속되고 있다. 특히, 북한강 수계의 경우 상류유역을 점하고 있는 북한이 임남댐을 건설해 유역변경 수력발전을 함으로서 하류를 점하고 있는 남한지역에서는 하천관리 및 용수공급 등 지장을 받고 있다. 얼마 전에는 댐의 안정성 문제가 제기되어 국가안보 차원에서 문제를 다루어야 할 정도로 중대 사안이 되었다. 임진강 유역에서는 수해방지를 위한 남 북한간 협력체제의 토대가 마련되어 가고 있지만 황강댐의 유역변경 이 구체화될 경우 문제는 더욱 복잡해진다. 본 연구에서는 국제공유하천의 갈등해소 이론을 바탕으로 보다 현실적인 접근방법을 대안으로 제시하고자 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1489-1493
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• 2008

신규 수자원개발을 위해서는 사회적으로 공감대를 형성해야 하며, 사업을 평가할 수 있는 기준과 방법이 객관성과 타당성을 가져야 한다. 이를 위해 수자원개발 사업시 대상이 되는 편익과 비용을 제시하여 계량화하는 것이 필요하다. 수자원사업에 따른 편익 및 비용의 대상 항목과 그 필요성은 기존에 이미 정립되어 있으나 용수공급과 홍수조절, 수력발전 등 일부 항목에 대한 계량화만이 비교적 실체적으로 연구되었을 뿐이다. 그러나 최근의 사회적 여건변화에 따라 환경개선, 관광 및 레크리에이션, 주운 등 다양한 편익항목의 계량화 방안 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 댐에 의한 환경개선용수공급에 따른 하천수질개선 편익의 계량화 방안을 제시하고자 한다. 댐에 의한 하천의 수질개선은 크게 두 가지 측면에서 바라볼 수 있는데 하천유량 증대에 따른 희석효과와 수처리 시설에 의한 정수효과가 그것이다. 본 연구는 댐으로부터 공급되는 풍부한 유량을 바탕으로 희석효과에 의한 하류 수질개선 편익을 계량화하기 위한 것이다. 즉, 풍부한 유량으로 유량감소에 따른 수질악화를 막고, 희석작용에 의한 자정작용의 향상 및 이에 따른 수질개선 효과에 대한 편익이다. 본 연구는 이를 위하여 낙동강수계 내에 신규댐 건설에 의한 하류 수질개선 편익을 산정하고자 한다. 기존에는 환경개선용수 공급을 위한 댐의 편익산정에 대체댐에 의한 대체시설비용법을 적용하였으나, '댐을 대체하는 또 다른 댐'에 의한 편익산정이 갖는 이론적 모순이 제기될 수 있어 설득력을 갖기 힘든 면이 있었다. 따라서 본 연구에서는 댐의 환경개선용수 공급을 통한 수질개선 효과를 산정한 후, 이에 상당하는 효과를 환경기초시설에 의해 구현하였을 때의 비용을 계산하여 환경개선용수 공급의 편익으로 가정하는 대체시설비용법을 제시하였다.