• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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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.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.485-485
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• 2022

본 연구에서는 낙동강 수계에서 어류의 수생태 건강성이 악화된 지점, 장기간 수질이 악화되거나 수위가 저하된 지점, 보호종이 지정된 지점을 중심으로 어류 서식지적합도지수(Habitat Suitability index, HSI)를 산정하였다. 현장조사는 하천유량이 감소하는 4월부터 6월 사이 총 4회 실시하였고, 투망과 족대를 이용해 어류 채집하였다. 어류의 서식지 특성 조사를 위해 채집 지점에서 수심, 유속, 하상재료를 조사하고 기록하여 엑셀 자료를 구축하였다. 본 연구에서는 실제 하천 단면의 물리적 특성을 잘 반영할 수 있는 WDFW(Washington Dept. of Fish and Wildlife) 방법을 이용하여 어류 서식처적합도지수를 산정하였다. 낙동강 수계 10개 지점에서 실시한 어류 조사 결과는 전체 9과 35종 2,227개체이다. 낙동강 수계 10개 지점의 대표어종을 선정하기 위해 법정보호종, 유영성종, 고유종, 기타 중요종을 검토한 다음 각 지점별 대표어종, 대리어종, 유사어종 등을 산정하였다. 낙동강 수계 전반에 걸쳐 피라미가 우점종으로 조사되었으며, 낙동강 상류지역에는 모래무지, 하류에는 수수미꾸리와 유사한 종의 출현빈도가 높은 것으로 나타났다. 낙동강 전역에 걸쳐 서식하고 있는 피라미는 가능한 대표어종에서 제외하고, 보호종과 고유종을 중심으로 대표어종을 선정하였다. 그 결과 낙동강 상류 내성천 합류전 지점에서는 피라미, 내성천에서 참마자, 위천에서 참몰개, 갑천에서 돌고기, 황강에서 모래무지, 금호강에서 돌마자, 밀양강에서 쉬리. 남강에서 피라미, 형산강에서 참갈겨니, 태화강에서 피라미로 대표어종을 각각 결정하였다. 다음으로 각 지점별 대표어종에 대한 수심, 유속, 하상재료 조사 자료를 이용해 대표어종에 대한 서식지적합도지수를 산정하였다. 최근 갈수기 유량 감소로 생태계가 위협받는 기간이 증가하고 있다. 하천의 정상적인 생태기능 유지를 위한 최소한의 유량이 필요하고, 이를 확보하기 위한 노력이 요구된다. 어류의 서식지적합도지수를 활용해 갈수기 어류 서식에 필요한 최소한의 유량을 결정하거나, 수생태계 복원을 위한 기초자료로 활용성이 높을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.8-8
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• 2017

본 연구는 원주천 16 km 구간을 대상으로 안정하도 설계에 따른 하상의 변동과 그에 따른 물리적 생물학적 교란 영향을 분석하였다. 안정하도 설계를 위한 방법으로 구간별 안정경사관계곡선을 도출하였으며, 현재 하도의 구간별 경사와 비교하여 안정/불안정을 판단하였다. 원주천 대상구간은 총 20개구간 중 17개 구간이 안정한 하상경사로 나타났으며, 하류부 2개 지점과 상류부 1개 지점에서 불안정 경사로 나타났다. 불안정 구간의 안정하도 설계를 위한 방법으로는 하천시설물의 도입을 통한 하상변동의 유도로 안정경사를 설계하는 방법과 하도의 준설과 하상보호공의 설치에 따른 안정경사 설계 방법을 이용하였다. 하천시설물의 도입을 통한 안정하도 설계의 경우 2개의 구간에서 추가적인 안정하도의 설계로 총 19개 구간이 안정하도로 설계되었으며, 하도의 준설과 하상보호공의 설치에 따른 안정하도 설계의 경우 20개 구간 전부에서 안정경사로 설계되었다. 아울러 안정하도 설계에 따른 하천의 물리적 생물학적 교란 양상을 분석하기 위해 물리적 교란개선 평가 결과와 물리서식처의 변화를 분석하였다. PHABSIM 모형을 이용하여 원주천의 최우점종인 참갈겨니를 대상으로 평수량에 대한 서식적합도 (HS, habitat suitability)와 가중가용면적 (WUA, weighted usable area)의 변화를 분석하였다. 현재 상태와 5년의 하상변동 모의 후의 평가 분석결과를 하천시설물 도입과 하도의 준설에 따른 5년경과 후의 예측평가 결과와 비교 분석하였다. 하천시설물의 도입에 따른 안정하도 설계의 경우 물리적 교란개선 평가 결과는 현재상태보다 소폭 개선되었으며, 물리서식처는 현재상태 보다는 감소하나, 현재의 5년경과 후와 유사하게 나타났다. 하도준설과 하상보호공의 설치에 따른 안정하도 설계의 경우 물리적 교란개선 평가 결과는 미약하게 감소하였다. 물리서식처는 현재상태와 유사하게 나타났으며, 현재의 5년경과 후 보다는 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 안정하도 평가와 물리적 교란개선 평가 및 물리서식처 분석을 통한 하천의 안정성과 건강성 증대 방안을 도출하였다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.34 no.1
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• pp.10-25
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• 2018

This study was conducted to estimate the habitat suitability of 17 benthic macroinvertebrate taxa in the Hwayang stream. Habitat Suitability Index (HSI) of benthic macroinvertebrates from the Hwayang stream was developed based on three physical habitat factors which include current velocity, water depth, and the substrate. The Weibull model was used as a probability density function to analyze the distribution of individual abundance by physical factors. The number of species and the total individual abundance increased along with the increase in current velocity. By means of Canonical Correspondence Analysis (CCA), the relative importance of each factor was determined in the following order: current velocity, water depth, and the mean diameter. The results depicted that, the most influential factor in the growth of benthic macroinvertebrates in the Hwavang system was current velocity. After comparing the analyzed results from the Hwayang stream with the resukts from the Gapyeong stream, the integrated HSI was drawn. The results indicated that current velocity and substrate had similar distributions of HSI in the two streams. This was due to the addition of unmeasured data from previous surveys, or the fact that benthic macroinvertebrates adapted to deeper waters in the Hwayang Stream. Most taxa showed a clear preference for a fast current velocity, deep water depth and coarse substrate except Baetiella, Epeorus, (mayflies), and Hydropsyche (caddisfly).

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.51-51
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• 2021

환경생태유량은 수생태 건강성 유지를 위한 최소한의 유량으로 K-water에서는 유량증분방법론 기반의 1차원 물리적 서식처 모형인 PHABSIM(Physical habitat simulation system)을 이용해 고시지점에 대해 환경생태유량을 산정하여 제시하고 있으나, PHABSIM을 이용하여 환경생태유량을 산정하기 위해서는 지형, 수문 및 어류조사와 같은 현장조사를 지속적으로 실시해야한다는 한계점이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 안동댐 하류유역(4,565.7 km²)을 대상으로 SWAT(Soil and water assessment tool)과 PHABSIM을 연계하여 수문모형을 이용한 유량 모의에 따른 대상 어종의 환경생태유량을 산정하고자 한다. SWAT 구축을 위해 DEM과 토양도 및 토지이용자료와 유역 내 위치한 7개의 기상관측소에 대한 40년(1980~2019)의 기상자료를 수집하여 적용하였으며, SWAT의 검보정을 위해 유역내 위치한 2개의 다목적 댐(안동댐, 임하댐)의 실측 운영자료와 1개의 수위관측소의 유량자료를 수집하였다. PHABSIM의 경우, 안동댐 하류유역에 대한 하천정비기본계획 보고서에 기반하여 지형자료를 입력하였으며 문헌조사를 통해 대상어종의 서식적합도지수를 수집하여 적용하였다. 3개 지점에 대한 SWAT 검보정결과, 평균 R², NSE 및 RMSE는 각각 0.51~0.76, 0.47~0.74, 0.61~1.84 mm/day로 나타났다. PHABSIM과의 연계를 위해 검보정된 SWAT의 하천유량에 대해 유황분석을 실시하였고, 산정한 Q10과 Q355를 유량의 최대·최소 범위로 설정하여 PHABSIM의 유량 경계조건으로 활용하였다. 이를 이용하여 SWAT과 PHABSIM의 연계모델링 적용성을 평가하고 대상어종의 환경생태유량을 산정할 예정이다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.16 no.4
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• pp.79-90
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• 2013

The altitude range of habitats in which Fairy Pitta inhabited in 1960s is different from the present in Jeju Island. We studied on the habitat environment to understand the causes of difference through the comparison of satellite image data(Landsat) between 1975 and 2002, the literature review in relation to habitats, vegetations, and forest landscapes. The area of below 600m asl.(above sea level) where is mainly Fairy Pitta inhabited at the present with a lot of forests, was massive pasture with small isolated forests nearby valley. The forests were broad-leaved evergreen forests, and second forests with poor condition in the size and forest structure. The forests around 700m asl. were also second forests with approximately 3m height trees. The forests from 800m to 1300m asl. were also disturbed by mushroom cultivation by local people. The authors believe that Fairy Pitta could not inhabited in the area above 1300m because of the poor forest conditions in the size and structure in which consist of Ilex crenata, Rhododendron mucronulatum var. ciliatum and coppice forests. Therefore it might be possible that the best forests for the Fairy Pitta habitat were located in the area of 1,000m to 1,300m above sea level in 1960s. Compared to present habitats, forests at 100m up to 800m above sea level, the authors believe that the size of habitats were smaller with less population of Fairy Pitta. Since 1960s the forest landscape of Jeju Island has been improved successfully, and because of that the population of Fairy Pitta also has been increased. To protect the Fairy Pitta and habitats in Jeju Island, it is suggested that sustainable forest management focusing on the species composition and stand structure maintain or enhance the biodiversity.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.35 no.9
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• pp.666-674
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• 2013

Physical disturbance, which induces a lack of flow rate, frequently occurs in freshwater ecosystem. Due to this, it is required to provide a new fish shelter to resolve. We installed a pilot scale test-bed to scrutinize the relationship between water level and the influence of fish shelter. The proposed ADP (artificial deep pool) is a fish shelter which composed of concrete materials. From the monitoring results in test-bed, it was observed that the population of fish was the highest at the 0.5 m in depth from the water level of experimental pond. But it was more appropriate for shallow water level (<0.3 m) to conserve the total number of fish by increasing the number per unit area despite of lower inner temperature and DO than outer environment. Therefore, inner of ADP was more efficient lentic system for fish to live due to higher WCS, OS, SS, and TS. In addition, there was a relative abundance of WCS fish species such as Acheilognathus koreensis (A. koreensis), Carassius carassius (C. carassius). Considered these results, it is suggested that ADP is appropriate to use for fish shelter and habitat for the fishes in lentic ecosystem.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.4 no.3
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• pp.169-179
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• 2017

This study analyzed the aspect of bed change according to the stable channel design on the Wonju River to quantitatively evaluate habitat suitability (HS). According to the result of evaluating stable channel of object section in the Wonju River, 17 sections among total 20 sections were stable and 3 sections were unstable. Physical disturbance improvement evaluation (PDIE) was the range average showed good disturbance condition with a range average of 112.17 points. Habitat suitability index of Zacco Koreanus, the most dominant species of the Wonju River, was used for analysis of physical habitat for fish. According to the physical habitat analysis result, HS was 0.16 and weighted usable area (WUA) was $347.68m^2$. The methods of improving/introducing/removing structures and dredging stream channel were used for stable channel design of unstable channel, and analyzed PDIE according to the aspect of bed change and changes in habitat suitability. Stable channel design was possible in 19 sections in times of structures improvement/introduction/removal, and PDIE was 117.53 points, HS was 0.14 points, and WUA was $313.37m^2$. Stable channel design was possible in all 20 sections when dredging the stream channel. PDIE was 116.50 points, HS was 0.16, and WUA was $332.14m^2$. Therefore, this study obtained channel design measures that can improve physical soundness and stability of the Wonju River, and it was analyzed that it will have no impact on changes of physical disturbance and physical habitat. Furthermore, this study analyzed velocity and depth of each section and appearance frequency of riffle and pool to analyze correlation between physical disturbance and physical habitat. According to the analysis result, it was identified that the analysis of riffle and pool showed similar result as the evaluation result of physical habitat.

• Journal of Environmental Impact Assessment
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• v.24 no.2
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• pp.175-189
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• 2015

The objective of this study was to analyze characteristics of distribution of amphibian species and the affecting ecological factors. For the study, habitat environment factors were determined and applied to a habitat suitability model for the data collected from the Seom River in Hoengseong County and Wonju City, Gangwon Province, Korea between March 2013 to October 2013. The analyzed amphibian species were Rana nigromaculata, Hyla japonica, Rana dybowski, and Rana rugosa Temminck and Schlegel, and a logistic regression model was used with the pseudo-absence data. The result of the model analysis suggests that the major factors for Rana nigromaculata are distance to vegetation and rock and that for Hyla japonica is waterway. Rana dybowski and Rana rugosa Temminck and Schlegel have similar habitat characteristics, but the latter is shown to be dominant due to its wider habitat preference. According to the species richness model, the analyzed amphibian species are shown to have tendency to move between valleys or streams. This study quantitatively analyzed habitat environment characteristics using species distribution model, however, there is a limitation in terms of analysis on food factor and connectivity with other species. Combined with additional density or habitat analysis on birds or fish, this study can lead to more comprehensive analysis on biological environment factors.

• Journal of Wetlands Research
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• v.15 no.2
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• pp.271-280
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• 2013

This study tried to analyze the impact of climate change on ecological habitat. In this regard, the Rhynchocypris Kumgangensis was selected among the CBIS(Climate-sensitive Biologocal Indicator Species) suggested by the Ministry of Environment. And ecological habitat and restrictive conditions for its survival was surveyed. Future runoff and water quality in the upstream of Pyungchang river were simulated by appling climate change scenarios to SWAT model which is able to simulate water quality. The estimated results explained characteristics on the increase of runoff, BOD, and water temperature and the decrease of DO in the future. The restrictive condition on ecological habitat of the Rhynchocypris Kumgangensis was used water quality during the April to May spawning season since BOD and DO were satisfactory as the first grade of water criteria in the estimated result of future water quality. As a result, it was analyzed that habitat of the Rhynchocypris Kumgangensis in the present was possible about 50~60% of the river. But the habitat would be decreased gradually in the future and would be possible in a very small part of the river in the long term.