• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.205-205
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• 2012

국내에서 새로운 댐 저수지 건설을 통한 수자원의 안정적인 확보는 어려운 여건에 있다. 따라서 수자원의 효율적인 확보, 댐 하류하천의 수질 개선, 신규댐 건설 대체 효과를 기대하기 위해 기존 댐 저수지의 연계운영이 중요하게 인식되고 있다. 본 연구에서는 다수의 댐 저수지 수체를 연계하여 모델을 통해 해석하고자 안동-임하호를 연결한 2차원 모델(CE-QUAL-W2)을 구축하고, 2002년과 2006년 수문사상을 재현하였으며, 수리해석을 실시하였다. 안동호의 좌안인 임동면 마리와 임하호의 우안인 망천리를 연결하고, EL. 140 m 위치에 길이 2 km, 직경 5.5 m로 콘크리트 터널을 연결하는 것으로 가정하였다. 관내 바닥 마찰계수와 미소 마찰손실 값은 0.05를 입력하였다. 저수지 실측수위와 모의수위를 시계열로 비교한 결과, 2002년과 2006년 안동호와 임하호에서 여름철 유입량 증가에 따른 수위 상승을 잘 반영하였고, 결정계수값($R^2$)이 모두 0.9953 이상으로 나타나 모델은 두 저수지 물수지 계산에 있어서 높은 신뢰도를 보였다. 2006년을 대상으로 안동호와 임하호의 댐 앞에서 수심별 수온의 실측값과 모의값을 비교한 결과, 안동호는 4월부터 성층이 진행되어 5월에 수온약층이 EL. 130 m에 형성되었다. 7월 홍수가 중층 밀도류를 형성하여 수온 성층구조를 교란하였고, 기존의 수온약층이 EL. 120 m 로 하강하였으며, 표층 EL. 145 m에 새로운 수온약층이 형성되는 2단 성층 구조를 보였다. 여름철 동안 이러한 현상은 지속되었고, 10월부터 대기기온 강하와 함께 수직혼합이 시작되었다. 수온예측 오차는 AME $0.336{\sim}1.806^{\circ}C$, RMSE $0.415{\sim}2.271^{\circ}C$의 범위로 실측값을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 임하호도 안동호와 유사한 경향을 보였고, 모델은 두 저수지에서 전 기간에 걸쳐 모두 안정적으로 저수지 수온 성층현상을 모의하였다. 2002년 수문사상에서 안동-임하 연계 운영시 안동호의 평균 수위는 1.38 m 상승하였고, 임하호는 3.75 m 낮아지는 것으로 모의되었다. 수위변동에 따른 유동 유량은 임하호에서 안동호로 3억 6천 4백만 톤, 안동호에서 임하호로 2억 9천 1백만 톤으로 임하호에서 안동호로 유동한 유량이 높게 나타났다. 유역면적에 비해 저수용량이 작은 임하호의 경우 두 저수지간 유량의 이동에 따라서 저수용량의 증가로 인한 홍수 저감 효과가 있을 것으로 판단된다. 반면, 안동-임하 연계 운영시 임하호의 차가운 물이 안동호로 유입되는 경우, 안동호의 수온 성층구조에 영향을 주었다. 안동호의 경우는 단독운영시보다 높은 위치에 수온약층(EL. 140 m)이 형성되었으며, 임하호는 반대로 저수위가 낮아지면서 단독운영시보다 수온약층의 위치가 약간 낮아졌다. 이러한 결과는 두 저수지 연결시 안동호의 탁수와 수질 환경에 변화가 있을 수 있음을 시사한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.46-46
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• 2015

강우가 지역별 계절별로 편중되어 있는 우리나라는 수자원의 안정적인 확보와 이용을 위해 다양한 형태의 댐을 건설하여 운영하고 있다. 그러나 대부분의 댐건설을 통해 형성된 저수지들은 탁수 장기화 및 녹조 발생 등의 환경, 생태적인 문제를 겪고 있으며, 그에 따른 사회적 우려로 인해 신규댐 건설을 통한 수자원확보는 더 이상 어려운 실정이다. 이러한 문제에 대응하기 위한 대안으로 기존 댐 저수지들(안동호-임하호)의 구조적 연계운영방안이 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 2차원 CE-QUAL-W2모형을 활용하여 안동호와 임하호의 구조적 연결에 따른 탁수의 이동과 각 저수지 내에서의 유동 변화를 해석하는데 있다. 저수지 연계 시나리오는 EL. 138 m 위치에 길이 2 km, 직경 5.5 m 의 콘크리트관(마찰계수 0.05)이 안동호 좌안인 임동면 마리와 임하호 우안 망천리를 연결하는 것으로 가정하였다. 모델의 보정은 실측자료가 풍부한 2006년도 수문사상을 대상으로, 개별 저수지에 대해 수행하였고, 탁수 유동 시나리오 해석은 임하호에 심각한 탁수장기화 문제가 발생했던 2002년을 대상으로 댐 연계 탁수모의를 수행하였다. 안동호와 임하호의 댐 앞에서 모의값과 실측값을 오차를 분석한 결과 탁수예측오차는 AME 0.5~24 mg/L, RMSE 0.7~30.2mg/L의 범위로 비교적 실측값을 잘 반영한 것으로 나타났다. 임하댐의 경우 탁수층의 위치와 두께, 그리고 최고 탁도값을 적절히 재현 하였지만, 안동댐은 최고 탁도값 예측에서 다소 오차가 발생하는 것으로 나타났다. 안동호와 임하호 단독 운영시와 연계 운영시의 탁수변화 파악을 위해 초기 홍수사상이 발생한 8월 이후부터 저수지내의 TSS농도 분포를 비교하였다. 안동호의 경우 댐앞지점의 탁수분포는 수온성층구조에 영향을 받아, 단독 운영시(EL. 130 m)보다 연계운영시(EL. 140 m)에 탁수의 중심이 높은 위치에 형성되었다. 단독 운영시 10월 이후에 전도현상으로 인해 침강되지 않은 잔류 탁수층이 저수지 하부로 확산되었지만, 연계 운영시에는 재부상 되어 상층으로 확산되는 것으로 모의되었다. 또한 연계운영시 유량이동으로 인해 안동호의 탁수 댐앞 도달시간이 짧아지는 것으로 나타났다. 반면 임하호는 연계 운영시 안동댐으로 유출이 생기면서 중층에서 탁수량이 저감되는 것으로 모의되었다. 저수지 내 탁수량 분석을 위해 SS 15 mg/L 이상의 잔류 탁수량을 분석한 결과, 연계운영시 안동호의 평균 잔류탁수량 비율은 11.8% 증가, 임하호의 경우 11.7% 감소하였다. 또한, 탁수의 댐하류 방류일수도 SS 15 mg/L 기준 임하호 9일 저감, 안동호는 70일 증가하여 임하호의 탁수가 안동호의 탁수 장기화에 영향을 주는 것으로 나타났다.

• 생명과학회지
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• 제19권11호
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• pp.1562-1567
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• 2009

안동호와 임하호의 수환경내 중금속의 오염정도와 서식 어종간의 중금속 축적 정도를 알아보기 위해 양호수의 수질, 저니 및 서식어종인 붕어를 이용하여 중금속 함량을 비교 분석하였다. 안동호와 임하호 수질과 저니내 중금속 함량은 안동호에서 높은 함량을 보이며, As는 함량의 차이가 큰 것으로 나타났다. 안동호와 임하호에 서식하는 붕어의 중금속 함량의 경우 안동호에 서식하는 붕어에서 높은 함량을 보이며, Cr, Cu, Cd 및 As는 함량의 차이가 큰 것으로 나타났다. 또한 비늘, 근육, 뼈 조직은 안동호와 임하호의 함량차이가 크며, 안동호에서 높은 함량을 나타냈다. 본 연구의 결과 안동호와 임하호의 수질과 저니 및 서식어종인 붕어의 중금속 함량은 안동호에서 임하호보다 중금속 함량이 높게 나타났으며, 안동호와 임하호의 함량차이도 큰 것으로 나타났다. 이는 안동호의 경우 안동호 상류 지점의 폐광산과 농경지로부터 하상퇴적물이 유입되어 하상퇴적물 속에 포함된 유기물을 붕어가 먹이로 섭취함으로써 중금속 함량에 영향을 미친 것으로 생각된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2D호
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• pp.341-347
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• 2006

임하호는 안동호 유역과 지형학적으로 인접되어 있지만 강우강도에 따른 탁수발생에는 큰 차이를 보이고 있으며 이러한 원인을 밝히는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 안동호와 임하호 유역을 연구대상지로 선정하여 준경험 토사유실모델인 RUSLE 모델을 이용하여 고탁수 발생에 큰 영향을 미치는 토사유실량을 비교 평가하였다. 먼저, 환경부에서 구축한 토지피복도를 기반으로 토사유실에 가장 민감한 농경지비율을 분석한 결과, 안동호유역은 11.88%, 임하호유역은 14.95%로서 임하호유역이 3.07% 높게 평가되었다. 또한 RUSLE 인자의 분석에서는 경작인자를 제외한 모든 인자들이 임하호유역에서 높게 평가되었으며, 이는 시간적인 변화를 보이는 강우자료를 제외한 토양, 지형 그리고 토지피복상태가 임하호유역이 안동호유역에 비해 토사유실에 취약한 구조를 가지고 있음을 의미한다. 토사유실량 평가에서도 안동호와 임하호유역이 각각 1,275,806 ton과 1,501,608 ton으로서, 임하호유역이 안동호유역에 비해 225,802 ton만큼 높게 평가되었다.

• 생태와환경
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• 제39권1호통권115호
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• pp.13-20
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• 2006

낙동강 수계에 위치한 임하호 유입지천의 수온 및 탁도변화특성을 2005년 6월에서 9월까지 실측된 자료를 이용하여 분석하였다. 비강우시 임하호 유입지천 수온은 $5^{\circ}C$정도의 일교차를 보이며 비교적 규칙적으로 변화하는 것으로 보였다. 강우시 유입지천 수온은 급감하며 유량이 많은 경우에는 기온과 이슬점보다 낮고,유량이 작은 경우에는 기온보다 높은 경향이 있으므로 유입지천의 수온은 유량의 영향을 받는 것으로 보였다. 임하호 유입지천 탁도는 토양 및 지질특성 차이로 인하여 커다란 차이를 보였고, 유량이 증가함에 따라 증가하지만 최대탁도는 최대강우강도의 영향을 많이 받는 것으로 판단된다. 임하호 유입하천수의 수온과 탁도변화에 따른 저수지 탁도변화를 분석하였다. 임하호 유역의 강우유출로 인하여 유입지천의 유량이 증가하게 됨에 따라 탁도는 증가하고 수온은 급감하여 임하호 표층의 수온보다는 낮고 심층의 수온보다는 높기 때문에 중층으로 유입되어 중층의 탁도를 증가시키는 것을 알 수 있었다. 그 이후 임하호 유입지천의 유량이 감소함에 따라 탁포는 감소하고 수온은 저수지 표면의 수온과 비슷하거나 높아져 표층으로 유입되어 표층의 탁도를 낮추는 것으로 나타났다. 실측값이 없는 과거의 탁수발생현상을 수치모의하기위해서 필수적인 유입지천의 수온 및 최대탁도추정을 시도하였다. 수온을 추정하기 위해서 2005년 6원부터 9원까지 실측한 자료와 기온과 이슬점을 독립변수로 채택하였으며 유량이 20 $m^3\;s^{-1}$ 이상과 이하의 구간에 대하여 각각 다중회귀분석을 수행하였으며 절대평균오차 (AME)는 약 $1.5^{\circ}C$였으며 최대차이는 약 $6^{\circ}C$였다. 수온추정의 정확도를 높이기 위하여 수온변화양상에 대한 친찰이 필요하고 이를 근거로 하여 새로운 독립변수를 추가한 필요가 있을 것으로 판단된다. 최대탁도를 추정하기 위하여 2005년 6월부터 9월까지의 수문정보를 근거로 최대강우강도를 독립변수로 채택하여 비선형회귀분석을 수행하였다. 최대탁도 추정회귀식에 의하여 계산된 값과 실측값과는 커다란 차이를 나타내는 경우가 나타났다. 최대닥도추정의 정착도를 증가시키기 위하여 탁수밭생에 대한 고찰이 필요하며 지점별유역특성 인자들을 고려하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.47-52
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• 2008

본 연구는 안동지역에 소재하는 안동 임하호 저니토가 호소수에 미치는 영향을 조사하기 위하여 안동호와 임하호 6개 지역에서 채취한 저니토의 토양성분과 중금속 용출 특성을 분석하였다. 대부분의 저니토는 illite(I), kaolinite(Ka), quartz(Q) 및 feldspar(F)로 구성되어 있다. 저니토에 포함된 중금속 중 아연(Zn), 비소(As), 크롬(Cr), 구리(Cu), 납(Pb)의 농도는 임하호에 비하여 안동호에서 상대적으로 높게 나타났다. 특히 안동호의 저니토에서는 다른 중금속들에 비해 비소(As)와 아연(Zn)의 용출이 크게 나타났다. 저니토를 이용한 흡착실험에서는 아연(Zn), 카드늄(Cd) 및 구리(Cu)의 흡착은 적게 일어난 반면 납(Pb)과 크롬(Cr)은 높은 흡착력을 보여주었다.

• 한국측량학회지
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• 제24권1호
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• pp.19-26
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• 2006

안동호와 임하호는 서로 인접되어 있지만, 강우에 따른 탁수발생에는 큰 차이를 보이고 있다. 이러한 임하호 탁수발생의 주요원인으로는 유역내 지질암 및 하천주변의 농경지 분포특성이 지적되고 있다. 본 연구에서는 농업 과학기술원에서 구축한 정밀토양도를 이용하여 탁수에 가장 큰 영향을 주는 표토층의 퇴적암의 분포특성을 분석한 결과 임하호 유역의 퇴적암 분포가 안동호 유역에 비해 1.87배 높게 나타남을 알 수 있었다. 또한 하천의 완충구역을 고려한 퇴적암의 분포특성에서는 하천으로부터 1,600m 이내에서 임하호가 안동호에 비해 탁수발생에 취약한 특성을 보였다. 그리고 토지피복 분석에서는 하천구역 1,600m 내에서 임하호의 농경지 분포가 안동호에 비해 높게 나타났으며, 이러한 농경지 분포특성으로 식생피복인자도 임하호가 안동호에 비해 높게 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1383-1386
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• 2007

하절기 고탁수로 문제가 되고 있는 임하호에 원활한 탁수배제를 위하여 선택취수시설이 설치되어 2006년 운영되었다. 본 연구는 이러한 선택취수시설에 대한 효과를 분석하기 위하여 CE-QUAL-W2 모형을 이용하여 호내의 탁수 분포를 분석하고 보정된 모형을 이용하여 선택취수와 표면취수(표층${\sim}7\;m$)에 따른 탁수의 저감효과에 대한 분석을 수행하였다. 임하댐 유입부의 탁도 자동 측정 시스템에서 측정된 수온 및 탁도자료를 입력자료로 사용하였고, 모형의 호내의 4개지점의 수심별 자료에 대하여 보정을 실시하였다. 보정결과 관측값과 비교에서 절대 평균 오차(RMSE)는 5.2로 산정되었으며 수심별 수온 및 탁도 분포와 최고 탁도층이 발생하는 수심을 적절히 모의하였다. 선택취수시설을 적용한 경우 표면취수의 경우와 비교해서 100 NTU 이상의 고탁수층에 대해서는 (1) 호내의 탁수량이 $35\;Mm^3$이상이 저감되는 것으로 나타났고, (2) 고탁수의 방류량이 3배이상 증대되는 것으로 나타났다. 선택취수는 표면취수에 비해 고탁수층의 배제에 효과적이며 취수구의 위치 변경등 지속적인 관리를 통하여 효율적인 운영이 가능할 것으로 판단된다. 또한, 효과분석 결과를 바탕으로 시설에 대한 운영방안을 수립할 수 있을 것으로 기대된다.

• 자원환경지질
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• 제39권6호
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• pp.771-786
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• 2006

임하호는 다른 댐보다 고탁수 현상이 심하고 한번 탁수가 발생되면 수개월간 지속되는 양상을 보인다. 고탁수의 원인은 다양한 종류의 부유물질에 의한 것이며 이 부유물질은 미립의 점토광물과 조암광물 입자들이다. 이 미립자들은 홍수시 유수에 의해 떠내려 온 임하댐 유역의 암석 풍화물이며 유역일대의 특이한 지질과 밀접한 관계가 있다. 그러므로 근본적으로 임하댐 유역의 지질의 종류, 성질, 분포, 구조 등의 일반상태를 조사하고 이 가운데 점토를 공급하는 특이 지질을 찾아내어 탁도를 증가시키는 암석 풍화물이 임하호로 유입되는 경로를 조사하였다. 또한 임하호 내에서의 고탁수를 일으키는 부유물질의 종류와 거동상태를 감정함으로서 탁도 증가의 근본적인 원인을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.510-510
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• 2023

집중호우의 증가는 저수지 내 탁수의 증가로 이어지며, 저수지에서의 탁수 배제는 하천의 탁수 문제로 연결될 수 있다. 탁수의 발생은 정수처리 비용 증가와 하천 생태계 문제 등을 발생시키므로, 이에 대한 해결책이 지속적으로 요구되고 있다. 특히 낙동강 유역의 임하호는 태풍 및 집중호우 발생 시 고탁수의 유입 빈도가 높다. 탁수가 임하호에 유입되면 일반적으로 저수지 탁수 예측 수치해석을 수행하여 탁수의 저수지 내 탁수 거동과 방류량에 따른 탁수 저감 정도를 파악하고, 탁수 배제를 위한 저수지 운영계획을 수립한다. 그러나 방류된 고탁수의 하천 거동에 대한 수치해석은 국내에서는 수행하고 있지 않은 실정이다. 임하댐 하류에서 내성천합류부까지는 약 0.325 m³/s의 물을 취수하고 있으므로(2022년 기준), 하천의 탁수도 저수지 탁수와 동시에 고려되어야 할 필요가 있다. 저수지와 하천의 유사 거동 분석에 대해 격자 구성 등의 이유로 일반적으로 각각 다른 tool을 사용하고 있으나, 모델구축 및 입□출력 data의 변환 등 구축, 구동, 분석 과정 모두 효율적이지 못하다. 이에 본 연구에서는 하천과 저수지에서의 탁수 거동을 동시에 예측할 수 있는 일원화된 수치해석 모델을 구축(임하호~낙본C)하였다. 준3차원 모델인 EFDC를 이용하였으며, 격자는 저수지는 직사각격자, 하천은 Curvlinear를 적용하였다. 연직방향으로는 저수지와 하천의 수심 차이가 크므로 EFDC 내에 탑재되어 있는 𝜎-z(uniform)레이어 옵션을 선택하여, 저수지 연직 레이어는 40개, 하천은 2개로 구축되었다. 하천에서의 탁수 거동 예측은 지류의 유량, 탁도 등의 경계조건 data를 얻기가 쉽지 않기 때문에, 유량은 임하호 유입유량에 유역면적비를 적용하였으며, 탁도는 TSS(Total Suspended Solid)-SSC(Suspended Sediment Concentration)-유량의 관계를 각각 회귀분석 등을 통해 도출하여 연구 범위 내 7개 지류하천에 적용하였다. 모의 시기는 2개의 태풍으로 연속적인 탁수가 발생한 2020년 08~10월로 결정하였다. 모의 결과 저수지와 하천의 PBIAS는 각각 13.6과 8.4로(Very Good 등급) 하천과 저수지를 동시에 모의하는 탁수 예측의 적용 가능성은 충분한 것으로 확인되었다. 그러나 이벤트별 지류의 유량과 탁도는 일정한 관계로 계산될 수 없으므로, 향후 유역 모델과 연계하여 지류 유입 유량 및 탁도의 정확도를 개선할 것이다.