• 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.

• 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.

• 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 2022년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.24-28
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• 2016

댐의 발전방류는 댐 하류의 하천에 비정상성이 큰 흐름을 발생시킨다. 이와 같은 흐름은 하류 하천의 수심 및 유속 조건을 급격하게 변화시키게 되어 어류 물리서식처에 큰 영향을 끼치게 된다. 또한 갑작스런 유량의 상승은 어류를 하류로 강제로 이동시키며, 빠른 수위의 하강은 어류를 하안에 고립되게 하여 죽음을 초래하게 된다. 발전방류가 어류 물리서식처에 미치는 영향을 평가한 기존의 연구는 대부분 흐름계산을 위하여 준정류 모형을 사용하였다. 하지만 준정류 모형은 발전방류와 같은 비정상성이 큰 흐름에 대하여 적절히 모의하지 못하는 한계가 있다. 본 연구의 목적은 2차원 부정류 모의가 가능한 River2D 모형을 이용하여 댐 하류 하천에서의 발전방류가 어류 물리서식처에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 연구 대상지역은 괴산댐 하류 지점인 수전교부터 대수보까지 2.3 km 구간이다. 서식처모형은 피라미에 대한 HSI 모형을 사용하였다. 복합서식처 적합도 지수, 하상전단응력을 모의하였으며 소와 여울의 지형조건에서 발전방류가 위의 인자들에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 또한 발전방류량이 발생하였을 때 기저유량의 조건에 따라 어류 물리서식처에 미치는 영향에 대하여 분석하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.7-7
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• 2017

범람파동 개념에 따르면 하도와 홍수터의 횡적 연결성은 하천 생태계의 생물다양성과 생산성 증대에 중요한 역할을 한다. 제방에 의하여 제내지 홍수터가 하도와 차단된 우리나라 하천에서 생태적 서비스를 증대하기 위해서 횡적 연결성을 복원하는 기술 개발이 필요하다. 횡적 연결성의 복원 기술을 개발하기 위해서는 우선 하도와 홍수터 사이에 생태적 연결성의 현황을 파악하고 연결성을 저해하는 요인을 진단하는 평가 기술 개발이 시급히 요청되고 있다. 따라서 본 연구에서는 제방에 의하여 차단된 제내지 하천환경에서 수리적, 생태적 횡적 연결성을 평가하고 진단하는 기술을 개발하고 연결성 회복 방안을 제안하고자 한다. 차단된 제내지 하천환경 평가는 1) 지리정보시스템을 이용하여 차단된 하천공간을 탐색하고, 2) 탐색된 전체 재내지에서 원격평가에 의하여 간편하게 횡적 연결성 평가를 실시하고, 3) 선정된 특정 제내지 대상지에서 현장평가에 의하여 상세하게 연결성을 평가하는 순서로 수행된다. 차단된 하천공간의 획정은 홍수가 범람할 수 있는 제내지 공간을 잠재적 하천공간으로 정의하고 수치표고모델 (DEM)과 하천기본계획의 30년 빈도 홍수위 자료를 이용하여 제내지 홍수터를 탐색하였다. 제내지 홍수터의 원격 연결성평가는 지리정보시스템에서 수치지도와 토지피복도 등 공간자료를 이용하여 수리 및 서식처 환경성, 제방 차단성과 하도 및 육상 연결성을 평가하고 원격평가 결과를 토대로 현장평가 대상지를 선정하였다. 횡적 연결성의 현장평가를 위하여 크게 하도-홍수터 연결성과 제내지 서식처 보존성으로 평가 항목을 선정하였다. 또한 연결성 평가는 수리연결성과 생물연결성으로, 서식처 보존성 평가는 습지유지율, 습지보존성, 육역지보존성을 세부항목으로 구성하였다. 평가 항목별로 5 등급의 평가 기준에 따라서 평가 점수를 부여하고 평가 총점을 산출하여 최종 연결성 평가 등급을 5 단계로 구분하였다. 현장평가를 위한 MS Access 기반 소프트웨어를 개발하여, 데이터 입력과 관리 및 평가 결과 산출과 비교를 편리하게 하였다. 개발된 제내지 하천환경 평가법을 청미천과 만경강에 적용하여 검증하였다. 개발된 평가법을 바탕으로 차단된 제내지 하천환경에서 연결성 회복에 따른 어류와 식생의 분포를 예측하는 수리생태 결합모델을 개발하였다. 먼저 차단된 제내지에서 연결 수로를 복원하여 유속, 수심 분포를 준이차 수리수문 모델로 예측하였다. 예측된 수리 환경에 따라서 지표어종의 서식처 적합도 지수 (HSI)를 이용하여 서식 분포 확률을 모의하였다. 또한 일반화가법모델 (GAM)을 이용하여 환경구배에 의한 우점식생의 분포를 예측하였다. 차단된 제내지 하천환경의 생태적 연계성 평가 기술을 기반으로 제방제거, 제방후퇴, 제방고 하강, 수문 및 연결수로 개선, 생물이동 저해 장벽 제거 등의 다양한 복원기술이 개발되어야 할 것으로 생각된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.285-293
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• 2016

본 연구는 원주천을 대상으로 하천시설물의 최적 설계를 위한 안정하도 평가와 물리적 교란개선 평가를 수행하였다. 안정하도 설계를 위한 구간별 안정경사를 분석하였으며, 안정경사를 만족하기 위한 하천시설물의 개선 시나리오를 도출하였다. 그에 따라 각 시나리오에 대한 물리적 교란개선 평가를 통해 안정하도 설계와 물리적 교란개선을 위한 최적의 시나리오를 선정하였다. 아울러 안정하도 설계와 물리적 교란개선을 위한 하천시설물의 개선 시 물리 서식처의 변화를 분석하였다. 원주천의 하천 환경조사와 어류의 군집특성을 이용하여 수중 생태계를 대표할 수 있는 복원 목표어종으로 참갈겨니를 선택하였다. 참갈겨니의 서식적합지수를 사용한 서식적합도 분석은 PHABSIM 모형을 이용하였다. 예측 평가를 수행한 결과 서식적합도와 가중가용면적은 소폭 감소하는 것으로 나타났으나, 하천시설물의 개선에 따른 영향은 아닌 것으로 나타났다. 따라서 원주천의 물리적 건전성과 안정성을 제고할 수 있는 하천시설물의 배치 방안을 제시하였으며, 그에 따른 물리 서식처의 변화는 영향이 없는 것을 확인하였다.

• 생태와환경
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• 제42권3호
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• pp.374-381
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• 2009

본 연구는 용담댐 직하류 하천정비가 시행되고 있는 구간에서 하도특성과 어류 서식처를 고려하여 생태학적 유지유량을 정량적으로 산정하였다. 댐 건설 전과 후의 하도특성 변화에서 1988년부터 2004년까지 최심하상고 및 하폭의 변동이 거의 없이 안정적이었지만, 하상토 입경은 2004년에 조금 가늘어지고 있다. 어류를 조사한 결과, 칼납자루 등 4과 11종이 채집되었다. 그 중에서 잉어과 참갈겨니가 우점하였고, 쉬리가 아우점하였다. PHABSIM모형을 이용하여 하도특성을 고려한 서식처 적합도(HSC) 지수를 모의한 결과, 감동지구와 대티지구에서 참갈겨니의 최적유량은 $13.90\sim12.60\;m^3\;s^{-1}$범위이며, 쉬리의 최적유량은 $15.50\sim11.60\;m^3\;s^{-1}$범위이었다. 부남지구에서, 참갈겨니의 최적유량은 $7.00\;m^3\;s^{-1}$이며, 쉬리의 최적유량은 $7.00\;m^3\;s^{-1}$이었으며, 용담 유황자료와 비교한 결과 평수량과 풍수량 사이에 해당하는 유량이었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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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.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제18권2호
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• pp.33-44
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• 2015

This study was performed to propose the site selection plan for the restoration of the target Narrow-mouth Frog(Kaloula borealis) habitat, and has developed the AHP model to select the optimal site for narrow-mouth frog habitat restoration on the basis of the narrow-mouth frog Habitat Suitability Index (HSI) items (factors and variables). The assessment areas were established by the narrow-mouth frog HSI factors such as space, feed, cover, water(breeding), threatening factors and others, and the sub-assessment items by each assessment area were established based on the narrow-mouth frog HSI variables. The weighting values of the assessment areas and items were calculated by the developed AHP method. The weighting values of the 5 assessment areas were arranged in order as cover(0.283), water(breeding)(0.276), feed(0.230), space(0.147), and threatening factor(0.064). The final weighting values of the 14 assessment items were arranged in order of height as low-rise grassland(0.190), soil quality(0.178), and stones and between the stones(0.105). The scoring criteria according to the assessment items and factors were marked and applied by equal intervals considering the criteria by HSI items of the narrow-mouth frog and finally the scoring criteria diagram has been proposed for the optimal site selection of the narrow-mouth frog habitat restoration.