• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.718-722
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• 2009

하도 상황이 수역(水域)에서 식생역(植生域)으로 변화하여 최종적으로 육역화(陸域化)단계로의 천이가 진행되는 현상을 하도 육역화라고 한다. 하도 육역화는 하천의 생태환경적 측면에서 많은 문제들을 야기할 수 있으며, 단일 단면 하도의 복단면 고착화로 하천 통수 단면이 감소하여 하도의 홍수 관리 기능에 심각한 위해 요소로 작용할 수 있다. 본 연구는 하도 육역화 방지를 위한 수공구조물로서 말뚝을 설치하고 그 효과를 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하여 검토하였다. 수치 모의는 구조물 주변의 복잡한 흐름 모의를 위하여 복잡한 지형지물이 있는 경우에 많이 활용되는 LES(Large Eddy Simulation) 난류 모델을 적용하였으며 세굴 및 퇴적 영향을 알아보기 위하여 유사 세굴(Sediment Scour) 모델을 적용하였다. 하도 육역화 방지 수공구조물의 효과 검토를 위하여 모형 수로의 제방 근처에 말뚝을 설치하고 말뚝직경, 설치 간격 및 배열 등을 변화시켜 구조물 주변의 동수역학적 거동, 흐름분리 효과 및 세굴영향을 수치모의를 통하여 분석하였다. 분석 결과 말뚝에 의한 흐름 분리와 국부 세굴에 의하여 하상 퇴적이 상대적으로 감소되는 효과를 나타냈으며 설치간격이 수변으로부터 말뚝 두께의 2배 그리고 흐름방향으로 말뚝 두께의 2배 이내의 간격으로 설치하여야 더욱 효과적인 것으로 나타났다. 추후 다양한 수리모형 실험을 통한 검증과 다양한 조건에 대한 수치 모의를 통하여 하도 육역화 방지 기술을 개발할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.51-51
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• 2022

최근 하천복원의 패러다임은 자연성 회복이라는 커다란 목표아래 하천연속성 확보 및 지형의 자연성 회복, 유황의 회복으로 하천의 역동성과 생태계건강성을 회복하는 것으로 변화되었다. 과거우리나라의 하천은 홍수방어 및 토지이용을 목적으로 제방을 설치하고 하도를 직강화화 시켰으며, 저수로와 홍수터를 분리하는 하도계획으로 인하여 하천의 홍수터를 농경지나 공원 및· 주차장 등으로 활용하는 등 홍수터를 인위적으로 고착화시켜왔다. 더욱이, 상류의 댐 및 저수지에서 방류량을 조절함으로써 중소규모의 홍수가 줄어드는 등 하천 흐름의 변화를 나타내는 유황이 단순해져 미지형 하상변화가 감소되었다. 뿐만아니라 하상이 건조화됨으로 인하여, 식생침입 등에 따른 하천 수림화가 진행되고 이로 인하여 하천이 습지라고 볼 수 없는 육역화 현상이 심화되고 있는 현실이다. 따라서 자연과 인간이 공존하기 위한 올바른 하천환경 관리를 위하여 수림화 및 육역화 정도 분석 및 해당하천에 대한 육역화의 원인규명, 이에 대한 대책 수립이 요구된다. 본 연구에서는 하천지형의 형성과정, 하천식생의 정착과정, 하도육역화의 정의, 육역화 방지를 위한 국외사례를 분석하며, 한강 장항습지의 사례를 통하여 육역화방지 대책 및 복원방안을 제안하였다

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1971-1975
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• 2010

하천은 자연의 현상 또는 인위적인 작용에 대해 끊임없는 반응과 응답의 과정을 통하여 복잡한 형태의 안정화를 이루고 있다. 하지만 인간은 경제적인 논리와 편의성 측면등의 이유로 하천에 대해 인위적인 간섭이 지속적으로 이루어져 왔다. 이는 하천이 본래 가지고 있던 자연적인 하도 특성의 급격한 변화를 초래하였다. 이러한 영향으로 인한 많은 변화들 중, 하도 내 수역이 식생으로 천이가 진행되면서 최종적으로 육지화되는 육역화 현상은 수리학적 문제 및 환경생태적 측면에서 큰 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 하도육역화를 제어하기 위해 하도 내 친환경적인 육역화 관리기법을 개발하고 이에 대한 적용성을 수리모형실험을 통해 제시하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서 제시한 친환경적인 육역화 관리기법은 자연적인 배수효과를 이용 하였다. 이러한 친환경적인 육역화관리기법은 인공하도가 가지고 있는 하도와 고수부지의 수문학적 및 생태학적인 단절을 해소하였으며, 이를 물골 공법이라 명명하였다. 본 수리모형실험은 물골의 형상을 제시하기 위하여 하폭에 따라 물골크기를 무차원화 하였다. 또한 유사 제어 검증을 수행하기 위한 실험은 물골의 폭, 높이, 주기 및 가속수로 폭을 실험변수로 고려하였다. 물골 모형의 기본적인 흐름특성 분석을 위해 유속 및 수위를 측정한 결과 유속 및 수심은 하류를 따라 증가하는 경향을 보였다. 또한 유사 제어 효과 검증을 위해 소류력 및 마찰속도를 산정하여 도시하였으며, 이는 세굴 및 퇴적의 현상이 물골 주기에 따라 반복적으로 나타났다. 이러한 결과는 수위하강시 물골의 형상에 따라 흐름이 원활하게 배제되어 고수부지에 유사퇴적 방지 효과가 있을 것으로 판단되며, 물골공법이 친환적인 육역화 관리기법으로 활용가능성이 있는 것으로 기대된다. 향후 보다 상세한 수리모형실험이 수행된다면, 물골 공법 설계 및 현장적용을 위한 기초자료를 확보 할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.218-218
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• 2020

우리나라의 하천은 홍수방어와 토지이용을 목적으로 제방을 설치하고 하도를 직강화화 시켰으며, 저수로와 홍수터를 분리하는 단면의 조성 그리고 하천의 홍수터를 농경지나 공원 및·주차장 등으로 활용하는 등 홍수터를 인위적으로 고착화시켜왔다. 더욱이, 상류의 댐 및 저수지에서 방류량을 조절함으로써 중소규모의 홍수가 줄어드는 등 하천 흐름의 변화를 나타내는 유황이 단순해져 하상변화가 감소되고 건조화됨으로 인하여, 식생침입 등에 따른 하천 수림화가 진행되고 이로 인하여 하천이 습지라고 볼 수 없는 육역화 현상이 심화되고 있는 현실이다. 따라서 자연과 인간이 공존하기 위한 올바른 하천환경 관리를 위하여 해당하천에 대한 육역화의 원인규명 및 대책수립이 필요하다. 본 연구에서는 1986년에 신곡 수중보가 건설되었고 이로인하여 하류의 수리적 환경 등의 여건변화로 사주의 변화가 급격히 진행된 한강의 장항습지를 대상으로 하천 육역화 현황 분석 및 외국의 하천 육역화 복원사례를 통하여 장항습지에서의 복원방안을 제안하였다. 장항습지는 한강하구를 향하여 우안으로 가늘고 길게 형성된 사주로서, 본 연구에서는 종단길이 약 7.5km(신곡수중보~일산대교)를 대상으로 하였으며, 조사구간 내 사주의 폭은 최장 약 500m, 최단 약 60m 정도이다. 장항습지의 경년별 면적비교 결과, 장항습지는 1985년대비 현재 약 11.7배로 확대되었으며, 특히 2016년도에 급격히 증가된 것으로 분석되었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.3
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• pp.203-215
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• 2021

In the present study, hydrologic data and topographical data from 2010 to 2019 were collected from three gauging stations placed in the watershed of Naeseong stream to determine changes and rates of changes in rainfall, water level & mean velocity, and water level & discharge, together with changes in rates of erosion and deposition at cross-sections of the river. Besides, effects of regulated and non-regulated rivers according to the presence of artificial regulation of flow rate of the river via artificial structure located at Seo stream (Yeongju si (Wolhogyo) station), the tributary free from construction of dams, were compared and analyzed. Results of analyses conducted in the present study revealed vegetational establishment and landforming due to increasing area of vegetational sandbar evolved in the flood plain (intermediate- or high- water level) by the drought sustained from 2013 to 2015. Continuous erosion of river bed was appeared because of narrowed flow area with low water level and increased velocity and tractive force on river bed.

• River and Culture
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• v.5 no.4
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• pp.107-117
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• 2009

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.201-201
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• 2011

본 연구는 국내 하천에서 방치되고 있는 구하도 구간의 물리적 상태를 파악함으로써 이를 보전 또는 관리하기위한 기초자료로써 활용하고자 한다. 국내의 구하도 구간은 자연적인 발생보다는 하천의 직강화, 하천부지 이용의 고도화 등 인위적인 교란으로 인해 형성된 것이 대부분이다. 이와 같이 사행구간의 하도가 절단(Cutoff)됨으로써 형성된 구하도는 우각호 형상의 습지형 구하도와 이미 육역화되어 농경지나 나대지로 이용되는 육화형 구하도로 구분할 수 있다. 특히 폐천(Abandoned Channel)화가 진행된 대부분의 습지형 구하도는 수질, 생태계, 육역화, 농업용수 이용 등 다양한 문제점 및 현안을 가지고 있기 때문에 이에 대한 보전 또는 관리가 필요하다. 이를 위해서는 우선적으로 습지형 구하도의 현재를 진단하고 평가하기 위한 연구가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 습지형 구하도를 평가하기 위한 평가지표를 제안하고 이를 만경강 습지형 구하도 5개소에 적용하였다. 평가지표는 국내외에서 제안된 하천환경 평가지표와 RAM(일반기능평가기법)을 토대로 작성하였다. 이 평가지표는 단절된 습지구간에 적정한 지표, 자료 획득의 용이성, 즉시 적용 가능한 것을 우선순위로 선정하였다. 평가지표는 자연도, 서식처, 친수, 수질 등 4개 지표를 세분화한 총 25개 항목으로 제안하였다. 만경강에 대한 물리적 평가결과 습지형 구하도의 경우 서식처, 자연도 부분이 높은 점수를 획득한 반면 수질과 친수 지표는 상대적으로 취약한 것으로 평가 되었다. 이와 같은 결과는 향후 만경강 습지형 구하도에 대한 보전 및 관리계획을 수립함에 있어 주요 고려사항이 될 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.57-57
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• 2020

최근들어 우리나라 하천에는 많은 식생이 발생하고 있다. 과거 댐에 의한 유황 조절효과로 댐 하류에 식생이 과도하게 발생하는 사례는 많았지만 최근 발생하는 식생은 댐의 유무에 직접 관련되지 않고 있다. 또한 하천의 규모나 위치 등과도 관계없이 거의 모든 하천에서 대규모로 발생하고 있다. 이와같은 식생은 하천의 통수능을 줄여서 홍수위를 상승시키는 역할과 더불어 하천의 육역화를 일으켜서 하천의 모습을 상실하게 하는 역할도 한다. 일본 등의 경우에도 하천에 과도하게 발생하고 있는 식생으로 인해 하천관리의 문제로 대두되고 있다. 해외의 경우 하천내 식생 발생 메카니즘에 대한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 유황의 변화, 하천 지형의 변화, 영양물질의 변화 등으로 인해 발생하는 식생의 현황과 원인을 규명하고 있다. 더불어 식생의 지속적인 제거를 위해서 기계적인 방법, 화학적인 방법, 수문학적 방법 등의 개발과 적용에 대해서도 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 국내 중소하천에서 발생하고 있는 식생의 현황을 파악하고 하천내 지형조건과 식생 발생의 연결 고리를 분석하였다. 최근 10년 이내 많은 중소하천에서 하천내 많은 면적을 식생이 차지하게 되었는데 이와 같은 현상의 원인은 크게 두 가지로 분석되었다. 첫 번째는 유황의 변화이다. 최근들어 대규모의 홍수발생 빈도가 급격하게 줄어들어 식생이 발생할 수 있는 조건이 크게 확대된 것으로 파악되었다. 홍수 발생 감소로 봄이나 여름철에 하천내 흐름이 발생하여 씨앗이나 어린 식생이 쓸려 내려갈 기회가 감소되었다. 두 번째는 과거 조성된 복단면 형상으로 인해 고수부지의 경우 흐름이 발생할 기회가 현저하게 감소하여 고수부지가 육역화되는 현상이 발생하고 있다. 특히 이 두가지 요인이 중첩되면서 하천내 식생의 증가는 급속하게 발생되고 있는 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 하천 단면 지형의 연도별 변화, 수위의 변화, 식생의 변화를 연계하여 식생의 발생 원인을 물리적으로 규명하였다. 본 연구의 결과를 활용하면 하천에서 발생하고 있는 과도한 식생의 원인을 추정할 수 있고 이를 해소하기 위한 대안으로 하천 단면의 관리 방안을 검토할 수 있다. 기후변화 등의 외부적인 요인으로 인해 발생하는 유황의 변화가 과거와는 다르게 발생하고 있는 점을 감안하면 하천내 식생의 발생 현황 및 제거 방안을 도출하는 것은 시급한 과제라고 판단된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.3 no.2
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• pp.143-151
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• 2016

Shoreline armoring is a globally used engineering strategy to prevent shoreline erosion along stream, lake and reservoir coastlines. Armoring alters the land-water interface and has the potential to affect shoreline vegetation by changing nearshore geomorphology, hydrology, sediment composition and water quality. We quantified the effects of the artificial disturbances and alternation of the land-water interface on the community structure and distribution of shoreline vegetation in a large reservoir, Uiam Reservoir, Korea. More than 60% of shorelines were disturbed by armoring with retaining wall of concrete block, riprap and gabion in the Uiam Reservoir. The results of detrended correspondence analysis showed that the vegetation structures of the shoreline modified by armoring changed from hydrophyte-dominated to hygrophyte-dominated ecosystems. The shoreline armoring caused the disruption of gradual continuity in the water-land interface and the biological invasion by alien plants. The changes in distribution area of shoreline vegetation showed that the area of hydrophytic vegetation decreased and that of hygrophytic vegetation increased from 2010 to 2013. In conclusion, the human disturbance such as armoring, road construction, recreation etc. could lead to terrestrialization, the loss of transverse continuity and biological invasion in the shoreline vegetation of the Reservoir Uiam. Our findings suggest that redesigning or removing shoreline armoring structures may benefit nearshore hydrophytic vegetation for the conservation of novel shoreline ecosystems.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.47-47
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• 2011

하도 내 수역이 식생으로의 천이가 진행되고 최종적으로는 육상 식물들이 활착하게 되는 육역화 현상은 하도의 수리학적 문제 및 환경생태적 측면에서 큰 문제를 발생시킬 가능성을 내포하고 있다. 최근 하천복원의 필요성이 강조됨에 따라 물골공법 및 국부세굴 유도형 공법 등 실용성을 포함시킨 다양한 하천 복원공법이 제시되고 있다. 물골공법은 자연적인 물골형상에 의한 유사퇴적방지, 홍수시 유속저감 및 생물서식처를 조성하는 하상 생태복원 공법을 의미하며, 본 연구에서는 수리모형실험 및 3차원 수치모의를 이용하여 다양한 하도육역화 방지 공법 중 물골공법의 효과 및 적용성을 검토하였다. 물골공법의 특성 중 유사퇴적방지의 효율성 분석을 위해 부정류(unsteady state)상태에 대해 연구를 수행하였으며 홍수 이후 수위하강시 고수부지 및 물골 주변에서의 흐름특성을 재현하였다. 수위하강 모의를 위해 임의의 수위하강시간을 선정하여, 수위하강이 진행되는 시간( )을 각각의 수위하강시간으로 무차원 화한 후 무차원된 시간(t/�� )에 따른 흐름특성을 비교 분석하였으며 모의 및 분석결과, 수위하강시간이 80초 이상일 경우 주요 지점에서의 유속의 변화는 무차원된 시간에 대하여 일치하였으며 수리모형실험 및 수치모의에 적용할 수위하강시간으로 선정할 수 있었다. 물골 전구간에 대한 부정류 실험을 위해 LSPIV(Large-Scale Particle Image Velocimetry)장치를 이용하여 수위하강에 따른 물골주변의 흐름특성을 관측하였으며 3차원 수치모의를 통해 검증하였다. 실험 분석결과, 수위하강에 따라 고수부지 위로 흐르는 유수가 물골 내부로 유입되어 물골을 따라 흘러 물골 합류부로 이동하는 것으로 나타났으며, 이는 홍수시 유수와 함께 떠다니는 부유사(suspended load)가 물골로 유입되어 물골 합류부로 이동하므로 물골의 유사배제 가능성을 판단할 수 있었다. 또한 물골의 유사배제능력을 평가를 위해 실험을 통하여 산정된 최대 및 최소 마찰속도(U )와 유사이동 한계곡선을 이용하여 물골의 통한 배제 가능한 유사의 입경을 분석하였다. 분석결과, 최소 2mm에서 최대 4mm로 나타났으며 이 입경 이하인 유사에 대해서는 퇴적되지 않고 물골을 통하여 배제될 수 있을 것으로 예상되었다. 본 연구 결과 물골공법 적용시 수위하강에 따라 물골에서 하도방향으로 유사의 수세(flushing)효과가 나타났으며 유사의 부상 및 이송이 효과적으로 발생하여 고수부지 내 유사퇴적 방지가 효과적인 것으로 판단되었다. 추후 다양한 형상의 물골에 대한 능력검토가 보완된다면 물골설계지침 제안을 위한 자료로 활용 가능할 것이다.