• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.293-293
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• 2017

하천복원 또는 서식환경조성에 있어서 흐름영역을 통한 하천생태계 서식처 공간의 조성은 매우 중요하며 최적서식공간을 조성하기 위한 공간 확보 및 복원의 기술은 가장 중요하게 개발해야할 대상이다. 본 연구에서는 공간 확대에 따른 수환경 변화가 어류 물리서식처에 미치는 영향을 분석하기 위해 2차원 물리서식처 모형인 River2D를 적용하였다. River2D의 구동에 필요한 지형데이터는 만경강 유역의 봉동, 소양, 하리 3개의 지점을 경계지점으로 하여 대상영역 내 저지대 상습 침수구역인 만경강 본류와 소양천 합류지점을 복원대상지로 선정 후, 이 구역의 현재하도(공간복원전)와 합류부에서 제방을 없애 공간을 확보한(공간 복원후) 하도의 지형을 구축하였다. 그리고 과거 만경강 봉동일대에서 출현하였던 감돌고기를 대상어종으로 하여 감돌고기에 대한 생애주기별 서식처 적합도 지수(HSC)를 산정한 결과를 분석에 이용하였고, 유황조건은 IHA를 이용하여 산정된 5가지 유황조건을 경계조건으로 하여 분석을 실시하였다. 가중가용면적-유량관계곡선의 도출을 통해서 최적유량 산정시 중요한 지표인 WUA의 산정결과 현재 하천공간보다 공간 복원후 하천공간이 더 많은 가중가용면적을 확보하고 있음을 알 수 있고 동일한 유황의 조건에서 하천공간의 확보 및 복원을 통해 최소유량의 최대서식처 개선효과를 확인할 수 있었다. 또한 공간복원 후에 감돌고기에 대한 최대 가중가용면적은 20.4% 증가하였고, 최적유량변동은 20m3(57.1%) 저감하는 것을 확인할 수 있었다. 감돌고기의 생애주기별 복합서식처 적합도 분포결과는 복원후 전체 공간분포 중 소양천 합류부 및 복원 홍수터에서 서식처 적합도의 공간분포가 높게 나타났고 가중가용면적도 복원후 산란기(4~6월)에 57.7%, 성장기(7~8월)에 6.0%, 성어기(9~11월)에 41.9%로 가중가용 면적이 증가하였으며, 특히 산란기와 성어기의 가중가용면적이 하천공간 확보를 통해 크게 증가되었다. 이러한 결과들을 바탕으로 수생태계에서 하천어류의 서식환경을 보호하고 유지하기 위해서 적절한 서식공간의 확보가 선행되어야 하며 복원사업에 따른 제방제거 및 하상변동으로 발생하는 유속의 변화로 인한 다양한 영향을 충분히 검토하여야 할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5B호
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• pp.331-343
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• 2012

본 연구는 홍천강과 홍천강 지류인 오안천을 포함한 총 15 km 구간에서의 어류 중심의 현장조사를 수행하고, 조사된 결과를 이용하여 수생태 건강성을 평가하였다. 현장 조사 지점은 각 교량을 중심으로 총 9개 지점에서 8-11월 사이 4회 조사가 이루어졌다. 각 지점별로 조사된 어류 데이터를 이용하여 우점도, 균등도 및 풍부도 등의 생물다양도를 산정하였으며, IBI 및 QHEI를 이용한 수생태 건강성을 평가하였다. 그 결과 홍천강 대상구간 전체에 대한 IBI는 양호-보통 상태를 보이는 것으로 나타났으며, 도심구간에서는 보통-악화 상태를 갖는 것으로 나타났다. 한편, QHEI를 이용한 평가 결과, 최적-양호를 보였다. 또한, 멸종위기종인 가는돌고기를 이용하여 서식처적합도지수를 산정하고, PHABSIM 모형을 이용하여 생태유량을 산정하였다. 기존 문헌에서는 홍천강에서 멸종위기종인 묵납자루가 서식하는 것으로 보고되었으나, 최근의 연구 및 본 연구에서는 묵납자루의 서식이 확인되지 않았다. 따라서 기존 연구에서 조사된 결과를 이용하여 묵납자루 서식을 위한 물리적 서식처 범위를 산정하고, 홍천강에서 묵납자루 서식처 개선 방안을 고찰하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권1호
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• pp.11-19
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• 2023

전세계적으로 외래생물의 침입이 생물다양성을 위협하는 것으로 보고되며, 국내외로 외래생물의 유입에 대한 관심이 증가하고 있다. 우리나라 환경부에서는 유입주의 생물 지정을 통해 국내에 유입되었을 때 생태계 피해가 유발될 수 있는 잠재적 외래생물을 관리하고 있다. 본 연구에서는 유입주의 생물로 지정된 포식성 어류인 북방민물꼬치고기 (Esox lucius)와 호주민물대구 (Maccullochella peelii)의 잠재 서식처를 전국 단위로 예측하였다. 서식처 적합도 평가를 위해 EHSM (Ecological Habitat Suitability Model)을 사용하였고, 수온 자료를 입력하여 생리적 서식처 적합도 지수 (Physiological Habitat Suitability; PHS)를 산출하였다. 예측 결과, 두 어류의 PHS는 고온 또는 저온 스트레스의 영향을 크게 받았으며, 이로 인해 서식처 적합도의 지역적 편향이 나타났다. 북방민물꼬치고기는 위도가 높은 한강과 금강 유역을 선호할 것으로 예측되었고, 호주민물대구는 대도시 지역을 선호하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 외래어류의 침입 양상이 온도에 대한 선호도의 차이로 인해 상이할 것으로 예상할 수 있다. 향후, 모델의 예측력 향상을 위해 후속 연구가 필요하고, 지속가능한 대책 수립을 위해 기후변화 시나리오를 적용한 미래 예측 연구가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.547-547
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• 2015

본 연구에서는 달천구간 (괴산댐~송동보)에서 어류 군집 (Fish Community)을 고려한 생태학적 최적유량 (Ecological Optimum Discharge)을 산정하였다. 이를 위해 유량증진방법론(IFIM: Instream Flow Incremental Methodology)을 기반으로 한 2차원 모형인 River-2D를 적용하여 수리해석 및 대상어종 (Target Fishes)에 대한 가중가용면적 (WUA: Weighted Usable Area)을 산정하였다. 모형 검증을 위해 김원 등 (2007)에 의해 수행된 과업구간 내 수위 및 유량 모니터링 자료를 활용하였으며, 하류경계조건은 김지성 등 (2007)에 의한 수위-유량 관계곡선식을 활용하였다. 또한 평저류량 조건에서의 조도높이 (Roughness Height) 산정을 위해 유량 및 하상재료의 영향을 고려할 수 있는 멱함수 및 반대수함수 형태의 조도계수 공식을 적용하였다. 모형검증 결과 River-2D에 의해 계산된 수위값이 모니터링값과 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다. 대상유역에 대한 어류 모니터링 (에코리버21사업단, 2007~2010) 결과를 바탕으로, 과업지역내 우점종 (피라미), 아우점종 (쉬리 등 3개 어종), 멸종위기어종 (묵납자루)을 대상어종으로 선정하였으며, 대상어종에 대한 서식도적합도지수 (HSI, Habitat Suitability Index) 산정을 위해 IFASG (Instream Flow and Aquatic Systems Group) 방법 및 WDWF (Washington Department of Fish and Wildlife) 방법을 적용하였다. 수심, 유속, 하상재료 및 하상형상에 대한 서식도적합도지수가 5가지 대상어종에 대해 각각 산정되었으며, 복합적합도지수 (CSI : Combined Suitability Index)를 고려한 과업대상 위치별 어류의 발생확률이 모의되었다. 어류 군집에 대한 가중가용면적 (WUA)이 최대로 되는 생태학적 최적유량 산정 결과, Type I~III의 경우 모두 $10m^3/s$ 이하의 유량조건에 대해서 WUA가 최대값을 갖는 것을 확인할 수 있었으며, 납자루속의 어류 (Type III)의 WUA가 000 및 000속 (Type II)의 어류에 비해서 작은 유량에서 더 큰 값을 갖으며, $10m^3/$s 초과 유량에 대해서는 반대의 경향이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• 생태와환경
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• 제34권3호통권95호
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• pp.153-165
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• 2001

본 연구에서는 1999년 9월에서 2000년 8월 기간동안 생물 보전지수(Index of Biological Integrity, IBI) 및 질적 서식지 평가 지수(Qualitative Habitat EvaluationIndex, QHEI)를 이용하여 한강수계의 상류에 위치하는 평창강의 건강도를 평가하였다. 조사 결과, 11개 메트릭을 이용한 평균 IBI값은 49(범위: 51${\sim}$45)로서 Karr(1981)가 제시한 기준에 의거할 때 하천 건강도(Stream　Health)는 Good${\sim}$Excellent상태 사이에 있었고, 평균 QHEI값은 88(범위: 94${\sim}$76)로서 물리적 서식지측면에서의 건강도는 최적상태 (Comparable to　reference) 혹은 생물의 서식에는 적합한 상태 (Supporting)를 보였다. 지점별 TBI값의 비교에 따르면 상, 하류사이에 미약한 차이를 보인 반면, 각 조사지점의 QHEI값은 이용된 변수특성에 따른 변이를 보였다. 1차 회귀분석 결과에 따르면, QHEI값은 하천차수(Streamorder)와 유의한 관계가 없었다(p=1.8; n=7). 이러한 결과는 하천차수가 증가해도 점 오염원의 부재로 인해 서식지에는 큰 변화가 없었기 때문으로 사료되었다. Feed guild분석에 따르면, 식충성 어류(Insectivore)의 상대 풍부도는 전체 어종의85.1%를,잡식성 어류(Omnivore)및 육식성 어류(Car-nivore)는 각각 전체 어종의 3.5%및 0.3%를 차지하였다. 내성도의 경우, 서식지 파괴 및 오염에 쉽게 감소되는 민감종의 상대 빈도는 75.0%, 내성종은 4.6%로서 뚜렷한 차이를 보였으며, 도입종(exotics species)및 비정상종(anomalies species)의 개체는 채집되지 않았다. 또한 회귀분석 결과, 지점별 평균 IBI값의 변이는 QHEI값의 변화에 의해 57%까지 설명되었다($R^2$=0.57,p<0.05,n=7).본 조사에서 산정된 개개 메트릭 특성, IBI값 및　QHEI값의 상호관계에 따르면, 평창강의 현재 수 환경은 생물 서식에 적절한 상태에서 최적 상태의 범위에 있음이 분명하나, 오염 및 물리적 서식지가 파괴될 경우 감소될 수 있음을 시사하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.307-314
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• 2016

최근 하천복원 사업은 과거 인공적인 부분을 개선하는 범위를 벗어나 격리차단된 구하도까지 복원하는 수준에 이르렀다. 구하도 복원은 하천 제방과 같은 종적 구조물에 의해 차단된 공간의 수리적 연결성 회복이 중요하다. 그러나 하천복원이 적절히 수행되었는지 관한 평가방법이 부족한 상황이기에 본 연구에서는 대상하천에서의 생태적 연결성 평가를 위한 수단을 제공하고자 한다. 이 연구에서 강우에 의한 유역유출 및 하도흐름 해석이 동시에 가능한 1차원 수치모형을 개발하여 청미천 유역에 적용한 바 있다. 특히 이 연구에서 1차원의 홍수추적 결과를 2차원의 공간분포로 변환시키고 시간에 따른 2차원의 수리특성으로부터 서식처적합도까지 산출하여 연결성 회복정도를 평가하는 수치모형을 개발하였으며, 이를 청미천 구하도 복원지역에 적용하였다. 복잡할 뿐만아니라 시간도 많이 소요되는 2차원의 분석을 수행하지 않고서도 1차원 수리특성 결과를 확장해서 2차원 수리특성을 쉽게 구할 수 있도록 한 것이 본 연구의 특징이다. 본 연구의 결과를 이용하면 구간별 대상종별 서식처적합도를 용이하게 산정할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.499-503
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• 2010

본 연구결과 채집된 어류는 총 9과 36종 4,669개체였다. 과(family)로는 잉어과(Cyprinidae) 어류가 24종으로 전체 채집된 어종의 66.7%로 가장 많이 출현하였다. 고유종은 쉬리(Coreoleuciscus splendidus) 등 20종으로 55.6%를 차지하여 높은 출현율을 보였다. 멸종위기야생동물(endangered species)로 감돌고기(Pseudopungtungia nigra) 외 2종이 출현하였다. 구성비가 가장 높은 종은 참갈겨니(Zacco koreanus)로 34.0%를 차지하여 우점종으로 나타났고, 다음은 피라미(Z. platypus)로 22.6%, 쉬리는 13.3% 순으로 나타났다. 쉬리의 산란기는 4월~6월로 나타났으며, 주산란성기는 5월 이었다. 유속, 수심 및 하상에 대한 쉬리의 HSI는 유속 0.4~0.6 m/sec, 수심 0.3~0.5 m, 하상재료 가는자갈 굵은자갈로 나타났다. 생태유량을 모의한 결과, 하류로 내려갈수록 유량이 증가되어 쉬리가 살 수 있는 가용면적이 커지는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제63권6호
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• pp.89-100
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• 2021

The conservation of stream habitats has been gaining more public attention and fish habitat suitability index (HSI) is an important measure for ecological stream habitat assessment. The fish habitat preference is affected not only by physical stream conditions but also by water quality of which HSI was not available due to the lack of field data. The purpose of this study is to estimate the HSI of Zacco platypus for water quality parameters of water temperature, dissolved oxygen (DO), and biochemical oxygen demand (BOD) using the water environment monitoring data provided by the Ministry of Environment (ME). Fish population data merged with water quality were constructed by spatio-temporal matching of nationwide water quality monitoring data with bio-monitoring data of the ME. Two types of the HSI were calculated by the Instream Flow and Aquatic Systems Group (IFASG) method and probability distribution (Weibull) fitting for the four major river basins. Both the HSIs by the IFASG and Weibull fitting appeared to represent the overall distribution and magnitude of fish population and this can be used in stream fish habitat evaluation considering water quality.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제9권3호
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• pp.163-173
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• 2022

기후변화는 종의 생물계절 및 지리적 분포 변화에 많은 영향을 미치는 핵심 요인으로 생태 분야에서는 취약성 평가를 위해 생물의 생리적 특성과 가장 관련이 높은 생태기후지수 (BioClimatic predictor, 이하 BioClim)를 사용하고 있다. 그러나, Shared Socio-economic Pathways (SSPs) 시나리오에 대한 GCM별 미래 기간 기후평균값 이외에 BioClim 값들은 제공되지 않고 있다. 본 연구는 농촌진흥청에서 생산한 1 km 해상도의 SSPs 시나리오 상세화 자료를 이용하여 국내 여건에 적합한 BioClim 자료를 생산하고, 해당 자료를 기반으로 종 분포모형을 적용하여 주로 남부 및 경상북도, 강원도 및 습한 지역에서 생육 환경이 적합한 고로쇠나무의 기준년대 (1981 - 2010년) 및 미래년도 (2011 - 2100년)에 대해 30년 단위로 적합 서식지 분포를 예측했다. 전국자연환경조사자료를 통해 총 819개 지점에서 고로쇠나무 출현 자료를 수집했다. MaxEnt 모형의 성능을 높이기 위해 모형의 매개 변수 (LQH-1.5)를 최적화하고 상세화된 Biolicm 7개 지수와 지형지수 5개를 MaxEnt 모델에 적용했다. 국내 고로쇠나무 분포는 배수, 연 강수량 (Bio12), 경사가 크게 기여하는 것으로 나타났다. 적습하고 비옥한 토양을 선호하는 생육 특성이 반영된 결과로 기후 요인의 영향은 크지 않았다. 이에 따라 기준년도에 고로쇠나무의 높은 수준 적합 서식지는 우리나라 면적의 3.41%, 근미래 (2011 - 2040년) 및 먼미래 (2071 - 2100년)에서 SSP1-2.6은 0.01%, 0.02%를 차지하여 점차 감소하였으나, SSP5-8.5에서는 각각 0.01%, 0.72%로 오히려 기준년도 대비 근미래에는 감소되다가 먼미래로 갈수록 점차 증가하는 경향을 보였다. 본 연구는 기후변화에 보다 적응이 수월한 식생의 미래 분포 양상을 확인한 연구로 기후변화 적응 종이 미래 산림 복원 등에 활용 가능한 기초 연구로 의의가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.461-470
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• 2018

지금까지 추진해 오던 제외지 중심의 하천복원에서 벗어나 최근에는 제내지까지 복원하고자 하는 노력이 시도되고 있다. 이의 일환으로 구하도의 복원이 추진되고 있으나 이로 인한 수리적 연결성 및 생태적 연결성 향상을 정량적으로 평가할 적합한 모형의 개발은 미진한 상태이다. 본 연구에서는 구하도 복원을 통한 생태적 연결성 회복을 평가할 수 있는 격자기반의 수리해석 모형을 개발하였다. 본 모형의 적용성을 검토하기 위하여 노탑리 일원의 청미천 하천복원 사업지를 대상으로 수리생태적 연결성을 평가하였다. 본 모형으로 수리 및 생태적 특성의 시 공간적 분포를 신속하고 간단하게 해석할 수 있었으며 향후 수리적 생태적 연결성을 평가하는 적절한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.