• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.630-630
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• 2015

기존의 내배수시설에 대한 모의 및 시스템 운영과 관련하여 기존의 연구들은 강우의 설계빈도 및 제한적 호우 시나리오에 국한된 침수의 모의 및 대응에 기반을 하고 있다. 이러한 연구들의 경우 해석에 따른 모의결과에 기반하고 있기 때문에 도시지역에 실시간으로 발생하는 수문현상을 적절하게 반영하지 못하고 있으며, 이에 따른 내배수시설의 효율적 운영 및 침수발생 지점의 예측에 대한 불확실성이 크다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 도시하천에서의 외수위 변화 예측에 따른 단기간 내 펌프 조기가동의 효과를 검토에 따른 향후 내수침수 위험성을 감소시키고자 한다. 인공신경망을 이용하여 보다 정확한 단기간 내 외수위 변동성에 대한 분석을 실시하였으며, 상하류 관측수위 기반 펌프 조기가동에 대한 운영 알고리즘을 개선하고자 한다. 이를 위해 최근 몇 년간의 하천의 홍수사상들 중 교차상관계수($R^2$) 값이 비교적 높은 다수의 수문 관측 사상들을 수집 및 적용이 필요하다고 판단되었으며 도림천 유역 내에 위치한 펌프장들에 대한 외수위 관측자료들을 수집하여 연구에 적용하였다. 인공신경망 구성을 위해 입력값으로는 상류지점의 관측 수위지점 자료를 지정하여 입력을 실시하였으며, 출력값으로는 하류단 수위지점 자료를 지정하여 수위 예측을 실시하였다. 다만 수위예측의 경우에 있어 수위를 가장 잘 대변할 수 있는 수위관측소를 선정하는 것이 매우 중요하다고 판단되었으며, 해당 연구에서는 주요 빗물펌프장들의 외수위 자료를 대표 적용하였다. 선정된 지점과 하류의 수위예측지점을 연계하여 운영할 경우 효율적인 수위 예측이 가능하기 때문이다. 결과적으로 수위관측소 지점이 빗물펌프장임을 감안하여 상류단 빗물펌프장의 유역특성이 반영된 유출특성 및 토출특성으로 인하여 하류의 수위 변동에 영향을 미치며 이는 펌프장의 방류수문 개폐시기 및 조기가동의 시점을 선정하는데 있어 밀접한 연관이 있다고 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권5호
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• pp.19-31
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• 2021

지하수위 변동은 지반의 응력 상태에 변화를 일으켜 기초구조물의 지지력 및 침하에 직·간접적인 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 연구 대상지역을 선정하여 지하수위 영향인자 분석을 수행하였다. 그 결과 대상지역에 따라 지하수위에 미치는 영향인자들이 각각 달랐으며, 규모가 큰 하천변에 위치한 도심지역의 경우 하천수위가 지하수위 변동에 영향을 미치는 주요 인자였으며, 지표면 포장율이 낮은 도외지역의 경우는 선행강우를 고려하기 위해 도입된 강우이동평균이 주요 인자였다. 또한, 여러 입력 인자 조합을 고려하여 인공신경망을 통한 지하수위를 예측을 수행하였다. 분석결과 주요 지하수위 영향인자가 지하수위 예측 성능에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 결과적으로, 인공신경망을 이용하여 지하수위를 예측할때, 적절한 지하수위 영향인자 평가가 수행되어야 하며 이를 예측에 적용할 필요가 있는 것을 나타낸다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제2권1호
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• pp.102-112
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• 1999

히로시마만에 존재하고있는 간석지에 있어서 유입하천의 유무, 폐쇄성 등의 환경조건이나 조성 후 경과연수가 다른 인공간석지 7개소와 자연간석지 3개소를 선정해 간석지 토양에 있어서 물리화학적 및 생물학적인 구조나 유기물분해기능에 관해 비교 검토하였다. 또한 인공간석지에 있어서는 입지장소, 조성방법, 조성 후 경과연수 등의 차이에 의한 영향, 자연간석지와 동일하게 조성하기 위한 조성인자를 검토해서, 아래와 같은 결과를 얻었다. 인공간석지는 자연간석지와 다른 특성을 갖고 있는 것과 그렇지 못한 것으로 분리되었다. 그렇지만 대부분이 자연간석지와 전혀 다른 특성을 나타내었다 토양구조 중에서 가장 다르게 나타난 것은 세균수, 실트함유량, 유기물함유량을 들 수 있으며, 각 실험 항목이 인공간석지 보다 자연간석지가 높은 값을 나타내었다. 자연간석지와 현저하게 차이를 보인 세균수, 실트함유량 및 유기물함유량에 관해서, 각 인공간석지의 조성 후 경과연수, 표면구배, 유입 하천의 유무, 폐쇄성 등의 조성 인자와의 상관성을 분석 했지만, 명확한 상관관계는 알 수 없었다. 자연간석지와 유사한 토양구조 특성을 갖기 위한 간석지를 조성하는 데에는, 간석지 전면에 있어서 해수로부터 실트 성분이 침강 가능한 장소의 선정이 중요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.558-558
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• 2012

다수의 자연 하천은 유사 이동과 하안의 침식으로 인하여 사행 하천이 발생한다. 사행 하천에서의 이차류는 원심력, 편수위로 발생하는 중력에 의한 압력차, 그리고 난류로 인하여 발생하는 응력으로 인하여 형성되며 나선형 구조 형태로 표면 유속은 외부로 향하고 하천 바닥의 유속은 안으로 향하게 된다. 이러한 2차류의 형성은 주 흐름의 특성을 변형시킨다. 자연하천에서 2차류는 주 흐름의 15-25%의 크기를 가지고 있으나, 하상의 변화, 유사의 이동 등과 연관되므로 2차류의 영향을 정확히 해석하는 것은 수리학적으로 매우 중요하다. 본 연구에서는 사행수로에서 발생하는 2차류 거동을 수치모의를 통하여 수행하였다. 우선 2차류의 분석을 위하여 실험을 통한 결과물을 비교하였다. 자연 하천의 특성을 반영할 수 있도록 서일원(2006)이 수행한 S-자 형태의 실험 수로의 실험 결과를 분석하였다. 수치 모의를 위하여 3차원 전산유체역학 프로그램을 사용하여 사행수로의 2차원 유속 구조를 모의할 수 있도록 하였다. FLOW-3D 프로그램을 이용하여 실험 결과와 모의 결과를 비교할 수 있도록 하였으며 비교 후 보정을 실시하였다. 모의는 주로 LES (Large Eddy Simulation) 모형을 통해 이루어졌으며, 이를 통하여 실험에서 획득한 결과와 비슷한 유속구조 분포를 확인할 수 있었다. 보정 및 검증 후 수치 모의를 통한 유속 데이터를 이용하여 민감도 분석을 실행하였다. 이후로는 수로의 만곡부, 조도, 수심 등 인공수로의 조건을 변경하여 수치 모의를 수행하였다. 보정된 결과를 이용하여 추가적인 모의를 통한 유속 분포 구조의 비교가 이루어졌다. 이를 통하여 각 조건이 이차류의 크기에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 모의를 통한 유속분포 결과는 대체적으로 실험을 통한 이차류의 연직분포 구조와 일치하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.479-479
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• 2018

하천의 수심, 유속, 하상경사, 하상재료, 만곡도 등과 같은 물리적 특성에 따라 생물서식처로서 다양한 특성을 나타내고 그 특성들에 의해 서식처의 유형을 구분할 수 있다. 이러한 서식처 유형에 따라 수중음향의 특성이 달라지며, 수중음향의 서식지의 양적 표시자로서 잠재력으로 인해 최근 많은 연구들이 시도되고 있다. 본 연구에서는 인공적인 영향을 적게 받은 자연하천으로 양양 남대천 12개 지점을 대상으로 하여 서식지의 형태에 따른 수중음향과 하천의 수리적 인자에 따른 관계를 파악하고자 하였다. 서식처 유형으로는 빠른 유속에 얕은 수심을 가지고 있는 여울(riffle), 수심이 깊고 유속이 느린 소(pool), 낙차가 있는 계단형 여울(step riffle)에 대해 조사하였다. 수중배경음은 여울과 계단형 여울이 유사하게 나타났으며 소는 상대적으로 낮은 배경음을 나타내었다. H2, H4, H5, H9, H10 지점은 여울 형태로 유속에 따라 H2, H5, H4, H9 지점 순으로 음압레벨이 낮아지는 경향을 보였으며, H10지점은 H9, H4 지점에 비해 낮은 유속임에도 높은 음압레벨을 보였다. 이는 H10 지점의 하상이 조도가 매우 큰 전석으로 이루어져 나타나는 현상으로 판단된다. H3, H6, H7, H8, H12 지점은 소 형태로 H12 지점을 제외하고 대체로 낮은 음압레벨을 보였으며, H3과 H6지점에서는 저주파수에서 높은 음압레벨을 보였다. 이는 수심이 깊은 경우 상류의 저주파수의 음파가 잘 전달되기 때문으로 판단된다. H1과 H11지점은 계단형 여울로 낮은 수심에서 빠른 유속을 가진 H11지점과 느린 유속을 가진 H1 지점에서 대체로 높은 음압레벨을 나타내었다. 이는 낙차에 의한 수중음향 발생에 의한 것으로 판단된다. 세 가지 유형에 따른 수중 음향을 비교하였을 때 음압레벨은 계단형 여울, 여울, 소 순서로 높게 나타났다. 결과적으로 수중음향이 서식처의 수리적 특성에 따라 다양한 특성을 나타내고 있으며, 이를 통해 생물서식처를 평가하기 위한 새로운 방법으로 수중음향의 활용 가능성을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.146-146
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• 2012

영상 분석을 통하여 하천의 표면유속을 산정하는 표면영상유속계(SIV)는 기존 유속측정 방법들에 비해 간편하고, 효율적이며 짧은 시간에 원하는 영역의 유속장을 산정할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 하지만 현장 상황에 따라 분석을 위한 변수들을 달리 적용하고 있기 때문에 사용자마다 유속 결과가 달라질 수 있다는 단점이 있다. 이에 본 연구에서는 표면영상유속계의 측정 불확도 산정을 위해 기지의 유속 분포와 추적자 분포를 가진 인공 영상들을 제작하였다. 이 인공 영상들은 입자영상유속계(PIV)의 불확도 분석에 많이 사용되는 표준 PIV 영상과 유사한 것이다. 이 인공 영상을 이용하여 영상의 취득과 처리에 관련된 여러 변수가 최종 유속장에 미치는 영향을 분석하였다. 연구된 변수에는 상관창의 크기, 탐색창의 크기, 추적 입자의 농도, 면외 속도와 평균 영상 속도, 두 영상간의 시간 간격이 포함된다. 상호상관법을 이용하여 고정확도의 결과를 얻기 위해, 상관창의 크기는 상관창 안에 포함되는 입자의 수가 충분할 만큼 커야 하며, 추적 입자의 농도가 정확도에 크게 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한, 상호상관법을 이용하여 정확도 높은 유속측정 결과를 얻기 위해서는 최적 시간간격 또는 평균 영상 유속이 선택되어야 함을 보였다.

• 생태와환경
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• 제39권3호통권117호
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• pp.402-412
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• 2006

오염된 하천 수질 정화를 위해 조성된 시화 인공습지에 식재된 갈대 부착조류 군집 동태를 규명하기 위해 5개의 정점을 선정하여 2001년 10월부터 2002년 6월까지 조사를 실시하였다. 상류 하천에서 유입된 영양염류는 갈대군락을 관류하면서 감소하는 경향을 나타내었다. 총질소에 대한 총인의 비가 모든 정점에서 16 이상을 상회하여 본 조사수역은 인이 제한 영양염으로 작용하는 것으로 추정된다. 갈대 부착조류는 295종, 13변종, 3품종 및 18미동정종으로 구성된 총 329종류가 출현하였다. 출현종의 구성은 녹조강-규조강-남조강-유글레나강-황갈조강의 순으로 조사되었다. 분류군별 종 구성비는 정점 간에 약간의 차이는 있지만 전반적으로 조사기간 동안 남조강-규조강-녹조강으로 변화되었다. 엽록소 a 농도는 하천수 유입지점인 정점 1과 3에 비해 관류된 후 지점인 정점 2와 4에서 높게 나타났다. 총 16종류의 우점종이 조사되었으며, 조사 초기에는 Lyngbya angusta 등 남조강이 출현하였고, 조사 후기인 봄과 여름철에는 Stigeoclonium lubricum 등 녹조강과 Nitzschia palea 등 규조강이 우점종으로 나타났다. 갈대 부착조류의 종 다양성 및 현존량은 하천수 유입 정점보다 습지 관류 후에 증가하는 경향을 나타내었는데 이것은 습지를 관류하면서 부유물질 등이 습지를 통해 제거됨으로서 부착조류의 생육조건을 개선시킨 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권8호
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• pp.873-884
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• 2013

우리나라는 몬순기후의 영향으로 여름철 강우가 집중되기 때문에 작은 기후변화에도 심각한 수자원의 문제를 야기시킬 수 있다. 이로 인해 기후변화에 대한 많은 관심이 집중되어 그에 따른 연구도 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 남강유역에서의 미래 기후변화에 의한 하천의 흐름과 수질변화를 예측하기 위해 유역-하천모형을 연계하여 하고자 하였다. 인공신경망기법을 이용하여 기후시나리오를 예측한 후 유역수문 모형인 SWAT모형을 구축하였고 모형의 적용성 평가를 위해 환경부자료를 이용하여 검보정한 결과 $R^2$이 0.7 이상으로 적정수준으로 모의되었다. SWAT의 결과와 HEC-ResSIM을 이용한 미래 남강댐 방류량을 QUALKO의 입력 자료로 사용하였다. 그 결과 저수기에는 풍수기와는 달리 연도별 유량에 따라 BOD가 많게는 약 2mg/L의 차이를 보이는 등 변화 폭이 크게 나타났다. 강우와 유역의 유출이 하천의 수질에 큰 영향을 끼치기 때문에 풍수기에 비해 유량이 적은 저수기에 수질 농도가 높은 것을 알 수 있다. 그러므로 남강댐의 저수기의 용수확보를 통해 남강하류 하천의 유지용수를 확보하고 효율적인 관리를 통해 향상된 수질을 관리 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지역지리학회지
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• 제13권2호
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• pp.187-200
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• 2007

하천은 주변 주민들에게 교통로와 농업용수의 공급처와 같은 긍정적인 의미와 지역간 장벽과 범람 등의 부정적 의미를 동시에 내포하고 있으며, 시대에 따라 역할과 의미가 변화해 왔다. 본 연구에서는 인간의 만경강 이용 방법에 따라 '자연 순응적 소극적 이용단계'. '인간 중심의 적극적 이용단계', '인간과 자연의 통합적 접근단계'의 7단계로 구분하여 살펴봤다. 먼저 '자연 순응적 소극적 이용단계'는 만경강의 본류에 대한 도전보다는 지류를 중심으로 보나 저수지를 축조하여 물을 이용했던 고대부터 1910년대까지로, 자연을 인정하고 부분적으로 이용하는 시기이다. '인간 중심의 적극적 이용단계는 1920년대 이후 대규모의 수원지 확보와 인공도수로를 만들고, 홍수로 인한 범람의 방지와 농업용지 확보를 위하여 대대적으로 본류를 개조했던 시기로, 자연을 인간과 분리하여 통제하고 이용했던 시기이다. '인간과 자연의 통합적 접근단계'는 1990년대 이후 특히 본류의 역할이 단순한 배수로가 아닌 맑은 물과 주민과 함께하는 존재로서 역할이 새롭게 부여되었던 시기로, 분리되어 이용되었던 자연을 다시 인간생활과 통합한 시기이다. 자연조건으로서 하천은 인간의 필요와 기술발전에 따라 부여되는 의미가 변화되어 왔는데, 특히 갈조하천이었던 본류의 이용 방법에서 뚜렷하게 나타난다. 즉 자연적 존재인 하천이 인간의 필요에 의해서 부여되는 의미와 그에 따른 역할이 변화해 왔고, 그에 따른 경관상의 변화를 수반했다. 결국 만경강은 인간 생활을 제한하는 자연적 존재에서, 인간에 의해서 의미와 역할을 부여받는 사회적 존재로 변화했다.

• 한국농공학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.57-62
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• 2010

본 연구는 자유수면형 인공습지에서의 시기적인 중금속 제거율의 변동을 평가하기 위하여 수행되었다. 대상 인공습지의 유입수는 하수처리수가 포함된 하천수이다. 인공습지에는 갈대 (Phragmites australis)와 부들 (Typha latifolia)이 주로 분포하며, 이들 두 종은 습지의 95 % 이상을 차지하는 우점종이다. 2009년 5월부터 9월까지 습지의 유입과 유출부분에서 유입수와 유출수를 시료 채취하였다. 채취된 시료는 ICP-AES 방법을 이용하여 6가지 중금속을 분석하였으며, 위해성 평가를 이용하여 카드뮴 (Cd), 크롬 ($Cr^{+6}$), 비소 (As), 납 (Pb), 니켈 (Ni), 구리 (Cu)의 분석 결과를 평가하였다. 위해성평가는 농부와 레크리에이션에 대한 두가지 시나리오를 바탕으로 이루어졌다. 연평균 중금속 제거율은 계절적인 변화 측면에서 큰 변화를 나타내지 않았다. 위해성 평가 결과 시료가 채취된 부분 및 계절적인 변화 대부분에서 US EPA의 기준인 $10^{-4}$를 초과하지 않는 수준으로 허용가능한 수준이었다. 하지만, 봄철 농부에 대한 위해성평가 결과 위해도가 $10^{-4}$ 수준이며, $10^{-6}-10^{-8}$ 수준은 질병의 이동이 우려되는 수준 (US EPA)임을 감안하여, 인공습지에 중금속 농도 저감 시설의 설치를 고려해야 한다. 본 연구에서는 위해성 평가를 가상의 시나리오에 적용하여 평가를 시도함으로서, 수치적인 자료로 제시할 수 있을 뿐만 아니라 중금속의 정량적인 평가를 수행할 수 있었다. 따라서 위해성 평가는 인공습지의 안전성에 대하여 대중과 소통할 수 있는 도구로서 이용할 수 있으며, 인공습지의 효율적인 운영 및 현장 적용에 있어서 스크리닝 도구로서의 역할이 가능할 것으로 판단된다.