• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권3호
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• pp.169-179
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• 2017

본 연구는 원주천을 대상으로 안정하도 설계에 따른 하상변동 양상을 분석하여 물리적 교란과 서식적합도 (Habitat suitability, HS)를 정량적으로 평가하였다. 현재의 원주천 대상구간에 대한 안정하도 평가 결과 총 20개 구간 중 17개 구간이 안정하였으며, 3개 구간이 불안정한 것으로 나타났다. 물리적 교란개선 평가 (Physical disturbance improvement evaluation, PDIE) 결과 구간평균 112.17점으로 현재 양호한 교란개선 상태를 나타냈다. 어류의 물리서식처 분석은 원주천의 최우점종인 참갈겨니의 서식적합지수를 이용하였다. 물리서식처 분석 결과 HS는 0.16, 가중가용면적 (Weighted usable area, WUA)은 $347.68m^2$으로 나타났다. 불안정 하도의 안정하도 설계를 위해서 시설물의 개선 도입 철거와 하도를 준설하는 방법을 이용하였으며, 하상변동 양상에 따른 PDIE와 서식적합도의 변화를 분석하였다. 시설물의 개선 도입 철거 시 19개 구간에서 안정하도 설계가 가능하였으며, PDIE는 117.53점, HS는 0.14, WUA는 $313.37m^2$로 나타났다. 하도의 준설 시 20개 전구간에서 안정하도 설계가 가능하였다. PDIE는 116.50점으로 나타났으며, HS는 0.16, WUA는 $332.14m^2$으로 나타났다. 따라서 원주천의 물리적 건전성과 안정성을 제고할 수 있는 하도설계 방안을 도출하였으며, 그에 따른 물리적 교란과 물리서식처의 변화는 영향이 없을 것으로 분석되었다. 아울러 물리적 교란과 물리서식처의 상관 분석을 위해 구간별 유속과 수심 및 여울과 소의 출현 빈도를 분석하였다. 분석 결과 여울과 소의 분석은 물리서식처의 평가 결과와 유사하게 나타남을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.514-514
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• 2023

댐 건설은 하천의 유황, 유사량을 변화시켜 이·치수 및 생태계에 영향을 미치고 있다. 그러나 현재 댐 운영에 사용하고 있는 하천 기본계획은 10년마다 수립하고 있어 하천 지형 측량자료, 식생 및 수생태를 고려한 하천 관리 계획은 대부분 과거자료이다. 또한 홍수소통에 영향을 미치는 하도식생에 대한 연구가 거의 없어 최근 기후변화로 인해 빈번하게 발생하는 홍수 등 물재해에 적극적 대응이 어려운 실정이다. 따라서 최신의 하천 기초조사 자료 기반, '20년 댐 하류하천에 홍수가 발생한 4개 댐(대청, 합천, 용담, 섬진강댐)을 대상으로 하상변동, 식생 영향 등을 고려한 댐 직하류 하천관리방안을 마련하는 연구를 진행하였다. 최신 하천 기초조사 자료 확보를 위해 하천기본계획 등 문헌정보를 수집하고 댐 직하류의 수중부·육상부 측량, 유사량·하상재료 조사, 식생조사, 홍수흔적조사 등을 실시하였다. 확보한 기초자료를 바탕으로 하상변동 분석 모델 및 물리적 서식처 모의 모델을 통해 이수, 치수, 생태 측면으로 분석을 진행하였다. 이수 분석으로 HEC-RAS의 유사이송 분석을 통해 현재부터 20년 뒤의 하상변동을 분석하였다. 치수 분석으로 HEC-RAS 2D 등의 유사이송 분석을 사용하여 한 개의 홍수기 사상 발생 시 하상변동을 분석하였으며, 식생의 유무가 하상변동에 미치는 영향을 함께 분석하였다. 생태 분석으로는 PHABSIM을 사용하여 대상어종에 대한 하상변동 및 식생 유무에 따른 환경생태영향의 영향을 분석하였다. 분석을 바탕으로 각 대상 댐 직하류에 이수, 치수, 생태 측면의 하천관리방안을 수립하였다. 이수 분석을 통해 20년 뒤의 취양수장의 제약수위를 예측, 검토하고 취약구간 모니터링 구간을 산정하였다. 또한 침식과 퇴적이 크게 일어나는 구간을 산정하여 장·단기 하상변동 모니터링 구간을 제시하였다. 치수 분석을 통해 식생이 댐 하류에 미치는 영향을 분석하여 식생 저감 구간을 선정하는 등 적정 식생 밀도 조절 방안을 제시하였다. 또한 하상변동량이 큰 구간은 하상 안정 유지를 위한 수제 설치를 모델 결과를 통해 검토하였으며 제방 정비가 필요한 구간은 드론을 활용한 모니터링을 제안하였다. 생태 분석을 통해 대상 어종이 서식하기 가장 적합한 환경생태유량을 산정하고 댐 하류 하천의 자연성 회복을 위한 증가방류, 유사환원 등의 방안을 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.208-208
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• 2011

하구는 하천의 담수와 염수가 교차되고 혼합되는 기 수역으로서 수생 생태계의 중요한 서식처이며 바다와 하천의 중요한 생태통로가 되고 있다. 국내에서는 4대 하천 중에서 한강하구가 유일하게 하구 둑이 없는 자연하구이며 나머지 대하천은 둑으로 인해 담수와 해수의 자연스러운 흐름이 제한되고 생태적인 연결이 단절된 형태이다. 한강하구에는 대규모 습지가 분포하고 있으며 특히 장항습지는 종단길이 약 7.5km, 폭 최대 500m에 달하는 대규모 습지로서 고라니를 비롯한 동물과 줄, 선버들을 비롯한 식물의 대규모 군락이 분포하는 등 생태적 가치가 높은 지역이다. 본 연구에서는 한강하구의 장항습지와 산남습지를 대상으로 특정구간의 물리적 특성, 식생의 분포특성을 파악하고 연관성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 1차적으로 포괄적인 현장조사를 통해 전체 식생군락과 분포를 파악하고 특징적인 식생군락을 선정하였다. 2차적으로는 선정된 줄 및 선버들 군락지를 대상으로 토양단면, 토양입경을 분석하고, 새섬매자기 군락지를 대상으로 측량을 실시하였다. 3차적으로는 대상 군락의 지하수위를 측정하여 상호관계를 분석하였다. 이 결과는 우선 한강하구의 지역적 특징에 국한되지만 향후 타 지역과의 비교연구가 수행된다면 대상 식생과 물리적 생장조건과의 정량적인 관계가 도출될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권spc2호
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• pp.811-822
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• 2019

본 연구에서는 용담댐 하류, 원주천댐, 홍천강을 대상으로 환경생태유량을 산정하였으며, 멸종위기종 및 국내고유종을 고려한 대상어종으로 용담댐 하류는 감돌고기, 원주천댐은 쉬리, 홍천강은 묵납자루를 선정하여 각 하천에서 환경생태유량을 산정하였다. 환경생태유량을 산정을 위한 물리서식처 분석은 수리모형과 서식처 모형이 결합된 Physical Habitat Simulation (PHABSIM)과 RIVER2D를 적용하여 수행하였다. 생태 환경 모니터링을 통해 연구 대상지별 대상종의 서식처 적합도 지수를 Instream Flow and Aquatic Systems Group (IFASG) 방법을 적용하여 성장단계별 서식처 작합도 지수를 산정하였다. 특히 어류 모니터링 성과를 바탕으로 대상종의 성장단계별 서식처 적합도 지수를 산정하였다. PHABSIM을 활용한 분석 결과, 조절 하천인 용담댐하류에서 산란기에는 $4.9m^3/s$, 치어기 $5.8m^3/s$, 성어기에는 $8.9m^3/s$에서 가중가용면적이 최대인 최적 환경생태유량이었다. 원주천댐에서는 쉬리의 산란기에는 $0.4m^3/s$, 치어기에는 $1.0m^3/s$, 그리고 성어기에는 $1.5m^3/s$의 최적 환경생태유량을 나타내었다. 또한 비조절하천인 홍천강에서는 묵납자루의 산란기 $5m^3/s$, 치어기 $4m^3/s$, 그리고 성어기에는 $6m^3/s$의 최적 환경생태유량이 산정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.73-75
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• 2018

최근의 하천복원 사업은 제외지 중심의 하천복원에서 벗어나 제내지의 격리 차단된 구하도까지 복원하고자 하는 노력이 시도되고 있다. 그러나 하천복원에 따른 수리적 및 생태적 연결성 향상이 적절히 수행되는지에 대한 정량적 평가 수단이 부족한 상태다. 본 연구에서는 구하도 복원에 따른 생태적 연결성 평가수단으로서 복원전 후 수리해석 결과를 이용하여 대상어종의 서식처적합도지수(HSI)와 식생의 공간분포를 분석 또는 예측할 수 있는 모형을 개발하였다. 공간분포된 수리특성을 위해서는 2 3차원의 모형이 필요하지만 복잡한 계산과정, 고도의 기술 및 많은 시간과 비용이 필요하다는 점에서 접근이 용이하지 않다. 이에 1차원 홍수추적모형의 결과를 이용하여 1차원 수리특성을 2차원으로 확장시키는 수치모형도 함께 개발하였다. 다만 개발된 각 모형의 단계별 실행 결과는 개별적인 요소의 평가로서 그 의미가 작으므로 하천복원의 종합적 평가를 위한 수리-물리서식처-식생의 통합적 모의가 필요하다 개발된 모형의 사용성 증대 및 생태적 연결성 평가 통합모형으로의 발전을 위해 개발된 모형을 하나의 연동시스템으로 구축하고자 하며, 연동 시스템을 이용하여 수리적 및 생태적 연결성을 신속하고 간단하게 해석할 수 있다.

• 한국어류학회지
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• 제32권3호
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• pp.148-159
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• 2020

본 연구는 동해 중부 연안에 서식하는 명태의 연직 분포와 개체 크기의 계절 및 연간 변화를 분석하였다. 2016년 1월부터 2018년 2월까지 채집된 명태 개체의 전장은 16.6 cm~81.5cm 범위를 나타내었으며, 50~600 m 사이의 수심대에서 어획되었다. 이 중 25~35 cm 그룹이 차지하는 비율은 45.5%, 35~45 cm 그룹이 차지하는 비율은 27.2%를 나타내며 높은 비율을 차지하였다. 평균 전장은 1월에 가장 크고, 6월에 가장 작았으며, 6월 이후 점차 증가하는 계절주기 변동 특성을 나타내었다. 25 cm 미만 그룹은 100~200 m 수심에 서식하는 비율이 겨울철에 가장 높으며, 이후 봄, 여름, 가을에는 보다 깊은 수심으로 주 서식처를 변화하여 400 m 이상 수심에서 서식하는 비율이 40% 이상을 차지하였다. 25~35 cm와 35~45 cm 개체 그룹의 겨울철 연직 분포는 400 m 이상 수심에서 서식하는 비율이 45% 이상을 기록하였으며, 봄과 여름에는 보다 얕은 수심영역으로 서식처를 변화하여 200 m 미만 수심에서 서식하는 비율이 증가하였다. 이후 가을부터는 다시 서식하는 수심대가 깊어져 300 m 이상 수심의 비율이 증가하였다. 45 cm 이상 개체 그룹은 뚜렷한 계절 변동성을 나타내지 않으며 300 m 이상 수심에서 서식하는 비율이 가장 높았다. 이러한 명태의 연직 분포는 서식처의 물리적 환경 변화에 영향을 받는다. 특히, 상층부의 수온이 상승하고 수온약층 아래 100~300 m 수심대의 수온이 하강한 시기에는 300 m 이상의 깊은 수심대에서 어획되는 비율은 감소한 반면, 수온이 하강한 100~300 m 수심대에서 어획되는 비율이 증가하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권4호
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• pp.143-160
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• 2023

본 연구는 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천에 하천복원 및 유역관리를 위한 기본 정보를 얻기 위해 하천의 물리 서식지 평가체계를 적용했다. 평가결과 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천 총연장은 약 273 km이며, 이 중에서 우수 약 8.2 km, 보통 180.3 km, 한계 84.7 km인 것으로 분석되었다. 또한 급경사 하천 전체의 물리 서식지 질은 평균 106점 (53%)으로 보통 등급이며, 특히 수서 동물의 서식처에 가장 중요한 하도/수리 영역은 평균 54점 (45%)으로 한계상태에 가까운 보통 등급인 것으로 분석되었다. 중경사 하천 물리 서식지 질은 평균 90점 (45%) 보통 등급이며, 하도/수리 영역 평균 39점 (32%) 한계상태로 나타났다. 전반적으로 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천 165개 구간 중 우수 4개 (3%), 보통 119개 (72%) 및 한계 42개 (25%) 구간으로 평가되었다. 이러한 결과는 내성천의 물리 서식지가 상당히 교란되었음을 보여준다. 내성천 유역의 하천 물리 서식지 교란은 하천주변의 경작지, 도시화, 저수지 건설 및 하천정비 등으로 발생하였다.

• 한국환경생태학회지
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• 제31권6호
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• pp.537-548
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• 2017

본 연구는 봉선사천에 재도입된 참갈겨니(Zacco koreanus) 개체군과 복원 개체군의 원 서식처인 조종천과 수동천의 종조성 및 하천 수환경을 평가하고, 하천별 서식하고 있는 참갈겨니의 생육상태 및 생식능력을 비교 분석하고자 하였다. 현지조사는 참갈겨니의 산란시기를 고려하여 2016년 6월에 조사를 실시하였다. 물리적 수환경 분석 결과 하천별 모두 고도, 유폭, 수심의 차이는 적은 것으로 나타났으며, 하상구조는 Boulder, Cobble, Pebble의 비율이 높은 것으로 조사되었다. 이화학적 수환경 분석 결과 수온, pH, DO, BOD, EC 항목에서 하천별 모두 뚜렷한 차이를 보이지는 않는 것으로 분석되었다. 어류상 조사결과 봉선사천에서 총 3과 11종 530개체가 출현하였으며, 조종천에서 총 4과 12종 293개체, 수동천에서 총 4과 11종 361개체가 채집되었다. 하천별 모두 참갈겨니가 우점하고, 피라미(Zacco platypus)가 아우점하는 것으로 나타났다. 한국고유종은 하천별 모두 각각 6종씩 출현하여 50.0% 이상의 높은 고유종 빈도를 보였다. 군집지수 분석결과 평균 우점도지수는 0.63(${\pm}0.05$, BS)~0.72(${\pm}0.01$, JJ), 평균 다양도지수는 1.55(${\pm}0.06$, JJ)~1.78(${\pm}0.11$, BS), 평균 균등도지수는 0.71(${\pm}0.03$, JJ)~0.76(${\pm}0.02$, BS), 평균 풍부도지수는 1.61(${\pm}0.33$, JJ)~1.73(${\pm}0.24$, SD)의 범위로 분석되어 조사하천별 군집지수의 차이는 적은 것으로 나타났다. 유사도 분석결과 75.4%의 유사성을 기준으로 A와 B 두 개의 Group으로 구분되었으며, 조사지점별 어류상이 유사한 것으로 분석되었다. 정량적 서식처 평가 지수(QHEI) 분석 결과 QHEI는 평균 151.0(${\pm}46.0$)으로 양호한 서식처 환경을 가지고 있는 것으로 분석되었다. 참갈겨니 개체군의 Length-weight 분석 결과 복원 개체군과 원 서식처 개체군의 회귀계수 b값이 3.0 이상으로 나타났으며, 비만도 지수 기울기는 양의 기울기를 갖는 것으로 분석되었다. 또한 복원 개체군에 비해 상대적으로 원서식처 개체군의 회귀계수 b값 및 비만도 지수 기울기가 높은 것으로 나타났다. 참갈겨니 개체군의 Length frequency 분포를 분석한 결과 하천별 모두 안정적인 생활사를 유지하고 있는 것으로 분석되었으나 상대적으로 1년생 개체군에서 복원 개체군 보다는 원 서식처 개체군의 성장속도가 빠른 것으로 나타났다. 생식소중량 지수(GSI) 분석 결과 상대적으로 수컷과 암컷 모두 원 서식처인 조종천과 수동천의 개체군 보다 봉선사천 참갈겨니의 GSI median 값이 높은 것으로 분석되었다.

• 한국습지학회지
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• 제20권2호
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• pp.181-189
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• 2018

본 연구는 탐진강 하구역 생물군집의 군집 동태 및 분포 조건을 통해 기수지역 생태계 관리의 기초정보를 제공하기 위해 각 분류군별 전문가들이 정밀 조사한 결과를 분석하였다. 식생을 포함한 총 11개 생물 분류군에 대한 생물종의 다양성, 풍부성, 상관관계 및 생태적 특성을 분석하였다. 분석 결과 식생은 하천의 물리적 환경과 염도 등 서식처 환경조건에 따라 7개 상관형에 18개 단위식생의 분포가 확인 되었다. 생물종 다양성은 멸종위기야생생물 9분류군을 포함해 총 1,125개 분류군이 확인되었다. 각 분류군별 종조성과 분포 특성은 넓은 구간에 걸쳐 형성되는 자연성 높은 기수역의 하구역 특성을 잘 반영하고 있었다. 특히, 하천을 중심으로 유속과 염도, 토성 등 기반환경 차이에 따른 종다양성과 그 분포가 뚜렷하게 구분되었다. 일부구간에 분포하는 물막이보, 인공제방과 같은 인위적 교란요소에도 불구하고 현재의 환경조건 하에서 생물종의 다양성과 그 분포는 전반적으로 자연성 높은 것으로 평가되었다. 그러나 물막이보, 간척, 주기적인 제방관리, 경작지 확장 등에 의한 야생생물의 서식처 소실과 축소, 생태계 연결성 단절 등은 지역 생태계의 다양성과 건강성을 위협하는 주요 요인으로 지목되었다. 탐진강 하구역의 생물 분포 현황과 그 특성을 규명하는 최초의 정밀조사로서 탐진강을 비롯한 하구역에 대한 각종 개발압력 및 훼손 위기에 대응 할 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.370-378
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• 2007

본 연구는 갑천의 지류인 반석천에서 도시화에 따른 서식지 교란과 수질오염의 영향에 따른 생태계 건강성 평가를 위해 2005년 7월부터 2006년 4월까지 어류를 이용한 해부학적 건강도 평가 모델지수(HAI),생태계 건강도 평가 지수(IBI)및 물리적 서식지 평가 모델(QHEI)을 이용하여 총체적 건강도를 평가하였다. 상기 모델의 시간적, 공간적인 분석을 위해 상류로부터 하류까지 총 6개 지점을 선정하여 3회 조사하였다. 생태계 건강도 평가결과 평균 24(악화${\sim}$보통상태)로 나타났고, 물리적 서식지 건강도는 평균 116(보통${\sim}$양호상태)으로 나타났다. 생태계 건강도와 물리적 서식지 건강도의 상관분석 결과 물리적 서식지 건강도는 생태계 건강도에 영향을 주는 것으로 사료되었고, 특히 서식처의 비율$(M_1)$, 유량/유속의 다양성 $(M_3)$, 여울의 빈도$(M_7)$와 높은 상관관계를 보였다. 해부학적 건강도 평가 결과 대조군은 0(최적상태)으로 나타난 반면, 처리군(T1, T2)은 각각 5 (양호상태), 50 (악화상태)로 나타났으며, 생태계 건강도가 높은 지점에서 개체건강도 역시 최적상태로 나타났다. 본 연구 결과 생태계 건강도 평가(IBI), 물리적 서식지 평가(QHEI) 및 해부학적 개체 건강도 평가(HAI)를 통한 평가 기법은 하천 생태계의 총체적 건강도 평가를 위한 좋은 모델인 것으로 사료된다.