• Journal of Wetlands Research
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• v.26 no.2
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• pp.147-159
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• 2024

Lack of streamflow observations makes model calibration difficult and limits model performance improvement. Satellite-based remote sensing products offer a new alternative as they can be actively utilized to obtain hydrological data. Recently, several studies have shown that artificial intelligence-based solutions are more appropriate than traditional conceptual and physical models. In this study, a data-driven approach combining various recurrent neural networks and decision tree-based algorithms is proposed, and the utilization of satellite remote sensing information for AI training is investigated. The satellite imagery used in this study is from MODIS and SMAP. The proposed approach is validated using publicly available data from 25 watersheds. Inspired by the traditional regionalization approach, a strategy is adopted to learn one data-driven model by integrating data from all basins, and the potential of the proposed approach is evaluated by using a leave-one-out cross-validation regionalization setting to predict streamflow from different basins with one model. The GRU + Light GBM model was found to be a suitable model combination for target basins and showed good streamflow prediction performance in ungauged basins (The average model efficiency coefficient for predicting daily streamflow in 25 ungauged basins is 0.7187) except for the period when streamflow is very small. The influence of satellite remote sensing information was found to be up to 10%, with the additional application of satellite information having a greater impact on streamflow prediction during low or dry seasons than during wet or normal seasons.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.313-313
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• 2018

유량 자료는 수자원 계획 및 개발, 정책결정, 관련 시설 운영 등의 가장 기초가 되는 핵심 자료이다. 하지만 전세계적으로 많은 유역에서 경제적 이유 등으로 인해 현장에서 정확한 유량 자료를 확보하는데 한계가 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 극복하고자 SAR 영상을 활용한 하천의 유량 추정 기법을 개발하였다. 악천후 및 주야의 영향을 받지 않는 SAR 영상 자료인 유럽항공우주국 ESA(European Space Agency)의 Sentinel-1 영상자료와 함께 한강홍수통제소에서 제공하는 지상 관측 자료를 사용하여, 위성 영상자료에서 하천의 면적을 추출한 후 유량과의 상관관계를 분석하였다. 촬영 시간 등에 의한 위성 영상의 조도 차이에 따른 하천 면적의 오차를 제거하기 위하여 각 관측소별로 영상을 보정하였고 주변 지역에 의한 오차를 줄이기 위하여 하천유역을 분리하여 면적을 추출하였다. 이를 통해 하천 면적과 유량의 상관관계를 파악하였다. 국내 10여 개의 하천에 대하여 기법을 적용한 결과, 유량을 비교적 정확히 추정할 수 있었다. 본 연구의 결과는 미계측 유역의 수자원 관리 능력을 향상시킬 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.419-423
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• 2008

하천유량의 직 간접 확보 방안에 대한 설문조사결과 간접 확보방안(18%)보다는 직접 확보방안(82%)을 선호하는 것으로 나타났다. 직접 확보방안에 대한 선호도에 있어서는 (1)하천유수사용허가조정(37%) > (2)기존댐 용수재배분(29%) > (3)신규댐 건설시 확보(16%) > (4)하수처리장 방류수활용(11%) > (5)타수계로부터 도수(7%) 순으로 선호하는 것으로 나타났다. 하천유량의 간접 확보 방안에 대한 선호도는 (1)하천수질 개선(46%) > (2)지하수 관리(24%) > (3)유역 관리(15%) > (4)물절약(10%) > (5)대체수자원(5%)의 순으로 나타났다. 설문조사의 결과를 반영하여 하천유량의 확보는 우선 해당하천의 유역 내에서 우선적으로 확보하도록 하며, 이를 위해 하천 유수사용 재평가에 의한 유수사용허가 조정, 댐 용수 재배분 및 운영율 개선, 신규댐 건설시 하천유지유량 확보, 하수처리장 방류수 활용 방안 등에 대한 검토가 요구된다. 또한 자체 하천 유역에서 확보가 어려운 경우에는 타 하천의 유역에서 인공적으로 도수 하는 방안을 고려하여야 할 것이다. 한편, 장기적으로 수질 개선을 통한 물의 환경기능 제고, 과도한 지하수 개발방지, 산림 및 식생관리, 물절약 및 대체수자원 개발 등을 통해 하천유량을 확보하도록 노력하여야 할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1070-1075
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• 2007

과거의 이수나 치수기능에 역점을 둔 하천개발이 국민의 하천환경에 대한 관심이 증대되면서 인공화 된 하천을 원래의 자연스러운 하천상태로 되돌리고자 하는 다각적인 노력이 모색되어 하천에 대한 복원계획을 세우고 자연형 하천공법을 개발, 적용하기 위하여 여러 기관에서 각각의 연구목적에 맞게 시험유역에 운영하고 있다. 그러나 소하천은 지역적인 특성이 두드러지고 공간적 분포와 기후적 특성이 다양하기 때문에 소하천 특성변화에 따른 지속적인 자료구축을 위해 유출 및 하도형상등 수리 수문학적 변화특성과 하천환경 특성을 분석하고 모니터링 함으로써 자연형 하천의 시공 후 발생하는 여러 가지 문제에 대한 검증과 설계 시에 세운 목표에 대해서 목표의 달성여부를 검토해야 한다. 하천정비후의 정확한 변화 상태를 검토하여 적용된 공법에 대한 타당성을 검토하여야 하며 각 분야별 세부평가 기준도 작성할 필요가 있다. 본 연구는 행정자치부 선정 소하천정비 시범지구로 지정된 봉황소하천에 대해 유역의 시공전후 모니터링을 실시하여 소하천의 환경기능을 향상시킬 수 있는 소하천 정비공법 개발을 위한 지속적이고 일관성 있는 수리 수문 자료의 축적과 하천환경 개선과 향후 자연형 소하천정비 공법의 기초자료로 활용하는 것이 목적이다. 연구 대상지역인 봉황천은 전라남도 강진군에 위치하고 있으며 시범구간 약 1km에 대해 2003년부터 2006년까지 수질, 수리, 생태계 모니터링을 실시하여 시공전후로 비교하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.146-146
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• 2023

우리나라의 하천은 도시의 급격한 산업화와 공업화로 인해 이수, 치수 목적을 중심으로 관리되어왔다. 그러나 최근 기후변화의 가속화와 댐과 같은 인공 구조물로 인해 하천의 수질 및 흐름이 위협받으면서 하천 환경개선에 대한 문제가 사회적으로 대두되고 있다. 하천의 생태기능은 하천에서 살아가는 각종 생물의 서식 조건을 유지함으로써 하천이 환경적으로 건강한 상태를 유지하도록 하는데 중요한 역할을 한다. 따라서 하천 환경개선을 위해서는 하천 생태기능 유지를 위한 최적 유량을 확보해야 한다. 일반적으로 하천의 생태기능을 보존하는데 필요한 최적 유량에 대한 평가에는 USGS(United States Geological Survey)에서 개발한 어류에 대한 유량과 서식지 가용성사이의 관계를 바탕으로 하는 물리적 서식처 모형 (Pysical HABitat SIMulation, PHABSIM)이 널리 사용되고 있다. PHABSIM은 가중가용면적(Weighted Useable Area, WUA)과 유량의 관계곡선을 산출하여 생태유량을 산정할 수 있게 한다. 본 연구에서는 최근 10년 동안 어류 건강성 평가에서 낮은 등급을 받은 탄천 대왕교 지점을 대상으로 PHABSIM을 이용한 어류의 계절별 최적 생태유량을 산정했다. 연구에 사용된 유량자료는 2012부터 2021년까지의 데이터가 사용되었다. 탄천의 대표 어종으로는 각 하천에서 우점종으로 선정된 Zacco platypus가 사용되었다. 각 연도별 그리고 계절별 하천 유량의 변화에 따른 환경생태유량 분석을 통해 제시된 각 하천의 최적 환경유지유량에 대한 결과는 한강권역 환경생태유량 산정 및 하천 관리를 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.981-986
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• 2007

현재 인천연안에는 홍수방지와 원활한 하천수 방류를 목적으로 많은 유수지가 설치되어 있다. 그러나 이들 유수지는 유역으로부터 유입된 오염물질의 축척으로 수질이 심각한 상태에 있으며 대부분의 유수지 수질이 5등급을 초과하는 등 악취에 의한 민원도 증가하고 있는 실정이다. 특히 이러한 유수지를 통해 저류되었던 유량이 해안으로 방류되면서 인천연안의 해양수질에 악영향을 미치게 되어 해양수질 개선에 큰 장애물이 되고 있는 것이 사실이다. 이러한 상황에서 최근 인천의 승기천, 장수천, 굴포천을 포함한 5대 하천복원사업이 활발히 진행되고 있는데, 특히 승기천의 경우 승기천 본류에 대한 하천복원사업이 성공적으로 마무리되기 위해서는 승기천 최하류에 위치하고 있는 남동유수지와 연계된 하천복원이 이루어져야 할 것이다. 그러나 현재 진행되고 있는 승기천 복원사업은 남동유수지와는 별도로 진행되고 있어 승기천의 성공적인 복원을 위해서는 남동유수지가 당면하고 있는 수질개선 문제, 퇴적된 저니의 준설 문제, 향후 남동유수지의 운영 개선방안 등에 대한 구체적인 해결방안이 필수적으로 마련되어야 한다. 과거 남동유수지의 수질을 개선하기 위하여 1996년과 1997년에 열대성 식물인 부레옥잠을 유수지에 식재하여 남동유수지의 자연정화를 유도하려는 시도가 있었으나, 예산의 과다소요와 동절기 정화능력 상실 및 부레옥잠 사멸시 2차 오염 초래의 문제 등으로 인하여 사업을 중단하였고 같은 해 유수지 퇴적물의 준설을 통한 수질개선도 시도하였으나, 퇴적물 성분 중에 함유된 중금속으로 인해 준설토의 처리문제가 해결되지 못해 사업이 유보되어 남동유수지는 현재까지 특별한 환경개선 방안이나 운영방안 없이 유지되고 있는 실정으로 남동유수지가 현재와 같은 상황으로 유지된다면 승기천 복원사업 종료 이후에도 남동유수지는 생활환경을 저해하는 지배적인 요인으로 남게 될 것이다. 본 연구에서는 현재 진행중인 승기천 오염하천 정화사업이 종료되는 시점을 기준으로 남동유수지에 대해 승기천과 연계한 유수지의 환경개선 방법을 제안하였다. 준설을 통해 유수지의 근본적인 오염원을 제거하고 남동유수지 유입부에 인공습지와 수처리설비를 설치하여 유수지의 수질을 개선하고 개선된 수질이 3급수로 유지하도록 하였으며, 설치된 인공습지에는 철새도래지를 조성하여 유수지 유입수인 철새가 날아드는 하천인 승기천의 테마와 연계하도록 하였다. 인공습지 주변으로 식생호안을 설치하고 유수지 주변에는 산책로를 설치하여 지역주민들의 친환경 수변공간으로 활용하도록 하였다. 1유수지와 연결된 2유수지는 BTL사업을 통해 주변공단으로부터의 오폐수를 원천적으로 차단하도록 하였으며 2유수지를 매립하여 지하는 강우시 유출수 저류가 가능한 화물차주차장으로 활용하고 지상은 녹지공간으로 조성하여 공단근로자 및 지역주민을 위한 휴식공간으로 활용될 수 있도록 제안하였다. 본 연구는 남동유수지 환경 개선 사업 실행을 위한 정책 연구로 연구결과를 인천시가 적극 수용하기로 결정함에 따라 인천시의 환경 현안 문제인 남동유수지의 수질개선을 통해 시민의 휴식 및 여가선용 공간으로 활용하기 위한 사업의 기초자료로 활용되며 이미 설계검토가 시작되었다. 본 연구결과는 유수지 및 저수지의 환경개선 사업의 선두적인 성공사례로 국내 타 지역의 유사한 사업에 있어 벤치마킹을 할 수 있는 훌륭한 사례가 될 것이다.

• Proceedings of the Korean Society of Fisheries Technology Conference
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• 2001.05a
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• pp.354-356
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• 2001

은어 Plecoglossus altivelis는 우리나라를 비롯하여 일본, 대만, 중국, 만주의 일부에만 분포하며 우리나라에서는 두만강과 한강을 제외한 모든 하천 및 하구부근에 분포 하는1년생 어류로, 최근 공업화에 따른 하천 수질의 오염과 댐 축조에 의한 하천 차단 등으로 인하여 자원은 급격히 감소하고 있으며 반면에 수요는 크게 증가하고 있어, 인공 종묘 생산의 필요성이 증대되고 있다. (중략)

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.211-211
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• 2011

근래에 들어 환경문제의 사회적 부각과 함께 생태파괴적인 하천 정비 방식에 대한 대안으로 자연형 하천 환경 복원기법에 대한 시험 적용이 활발하게 진행되고 있다. 그러나 하천 복원에 앞서 하천 환경의 상태를 파악하고 진단할 수 있는 방법에 대한 연구가 미흡한 실정이다. 기존에 개발된 하천 질 평가 방법은 수질에 편향된 경향이 있으나 수질의 개선만으로는 생물 다양성의 발생 기반으로서 물리적 구조가 훼손된 상태에서는 생태적 복원의 효과를 달성하기 어렵다. 따라서 하천의 물리적 조건에 의한 구체적이고 비교적 객관적인 평가가 필요하며, 본 연구에서는 상기 평가를 바탕으로 작성된 하천 자연도 평가 지침에 의거하여 곡릉천 하류 일부 구간과 곡릉천의 지류인 벽제천을 대상으로 자연도를 조사하였다. 평가 결과 곡릉천 봉일천교 상류 2km구간의 저수로는 사행을 보였으며, 강변 사주 및 하중도는 없었으나 갈대 등과 같은 저수로변 식생이 있고 흙으로 조성된 인공제방으로 되어 있어 도심지의 정형화된 하천들에 비해 비교적 자연에 가까운 모습을 하고 있었다. 한편 하천 인근에 있는 아파트 등 주거지와 논, 밭 등의 경작지로 인한 오염원 유입 및 자전거 도로와 산책로 등 사람의 접근이 용이한 제외지의 이용으로 동식 물서식처로서의 기능이 저하될 것으로 우려된다. 곡릉천의 지류인 벽제천은 저수로가 사행을 유지하고 하중도와 사주가 형성되어 있으며 여울을 확인할 수 있었다. 하천 인근에 경작지와 제방도로가 있으나 인적이 드물고 차량 통행량이 적어 생태환경 훼손에 대한 우려는 적은 것으로 판단되 었다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.8 no.2
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• pp.53-64
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• 2006

A study on the restoration process of a stream ecosystem and the water quality renovation technique by removing algae, vegetation and fish monitoring as evaluating the removal of the algae by dietetic characteristics of fishes were performed on Sangdong stream in the B city after stream restoration it to the artificial stream as the cases, restoring urban stream into close-to-nature stream are being increased domestically with the aim of ecological city. As a result, restoration and rehabilitation of the fundamental stream ecosystem was well maintained 4 years later the reclamation at the moment and total 93 diagnosis which were all vascular plant phylum including 44 families, 73 genuses, 79 species and 14 varieties in flora and vegetation community were observed. 3 families, 8 species and 354 populations in total among Fishes were found and Pseudorasbora Parva, Cyprinus Carpic and Carassius Auratus strongly resistant to water pollution were dominantly appeared in order of 50.5% of Pseudorasbora Parva 21.2% of Cyprinus Carpic, 20.9% of Carassius Auratus, 7.1% of Macropodus chinensis and 0.3% of Misqurnus anguillicaudatus according to relative richness index. It turned out to be that Cyprinus Carpic ingests algae over 90% and Carassius Auratus takes it over 30% according to the analysis about the alimentary object of the fishes as a consequences of algae's excrescent from characteristics of the tested experimental stream. It is reported that a Cyprinus Carpic, about 34 cm in length, ingested wet-weight 43.2g algae on the rough analysis toward the sample which makes us recognize how effective a macro community Cyprinus Carpic is for removing algae.As a consequence of this research, the effect of stream ecosystem characteristics and water quality purification could not be expected by aquatic plants and trees which were eliminated at experimental stream. From now on, a close-to-nature stream should be formed of ecological hydraulic and hydrologic engineered modeling from the beginning so that it can perform the water quality purifying function. It is determined that the structure of food chain will be abundantly influenced by the induction of oversized macro community like Cyprinus Carpic because a biomass of a consumer of higher order is increased. It is estimated that the removal algae by fishes is not effective despite in some cases of dietetic characteristics so much more studies should be executed in the future.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.46 no.2
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• pp.154-165
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• 2013

The species composition of the fish community was studied in four streams where fish kills have previously occurred in recent years; Worun Stream, Seo Stream, Jangnam Stream, and the Anyang Stream. The number of fish species varied from 22 to 86% compared to the number of fish species pre-fish kill. The recovery of fish populations in the streams seems to be determined by water quality and the presence of artificial structures in the streams. The Jangnam Stream, where alkaline pH caused a fish kill, showed a high recovery of fish species due to improvements in water quality. Anyang Stream had a low number of species, possibly because dissolved oxygen concentrations were intermittently low. Artificial structures in streams had a negative impact the recovery of fish species, particularly for benthic fish species. It appears that fish populations can recover rapidly when water quality improves or the movement of fish community is unimpeded. However, water quality and artificial structures in many streams in Korea still present adverse conditions for fish survival, deterring the recovery of fish populations. To conserve fish populations in streams, habitat all owing unimpeded movement for fish and controls on pollutant inputs are needed.