• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.192-199
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• 2013

도시의 하천은 주민의 생활공간의 일부로서 환경적인 지속성을 위해 자연 친환경적으로 관리함이 바람직하나 현재 홍수예방, 또는 조경공사에 가까운 하천정비만 되어 왔으며 하천의 수질보전 및 관리를 위한 지속가능한 수질관리 방안의 수립이 필요한 상황이다. 탄동천은 대전시 유성구 추목동을 기점으로 갑천으로 유입되는 지방 2급 하천이다. 상류에는 군부대, 중류는 주거단지, 하류는 국가주요 연구단지, 그리고 국가적인 규모의 문화시설이 공존하는 지역으로 소규모하천의 자연 친화적 관리에 매우 좋은 예가 될 수 있을 것으로 전망된다. 본 연구는 탄동천에 대한 수질조사를 진행하고 전면적인 진단을 해보았다. 그 결과 상류의 하수처리장 방류수와 신성교 부근의 관거유출수가 주오염원으로 발견되었다. 탄동천 수질개선을 위해서는 이러한 오염원들에 대한 관리가 필수이며 그 대책으로 하수처리장 고도처리시설 도입과 하수처리장과 신성교 부근의 하천둔치에 인공습지를 설계하여 수질개선을 제안하였으며 1차원 수질모델인 QUAL2K를 이용하여 상술한 방안에 대한 수질개선 효과를 예측해 보았다. 모의결과 특히 T-P의 경우 0.05 mg/L 이하로 개선되는 것으로 모의되어 하천의 부영양화 방지에도 뚜렷한 효과가 있을 것으로 판단된다. 개선된 탄동천 수변공간은 인근 주민들에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있으며 성공적인 수질관리 사례는 여타 하천관리의 설계, 시공에 큰 도움이 될 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.212-216
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• 2011

현재 하천 건천화에 따른 수생태계 교란 및 수질악화 등의 근본적인 문제가 발생하고 있으며, 최근 정부의 저탄소 녹색성장기조에 따라 조성되고 있는 신도시, 소규모 및 대규모 택지개발사업의 경우는 환경 친화적인 단지조성 요구에 부응하기 위해 기존 도심하천의 복원 및 인공하천의 녹색성장을 고려한 친환경적 생태하천으로 조성하고자 하는 다양한 노력이 시도되고 있으나 안정적인 생태복원의 수원확보 방안을 마련하지 못해 실제 설계가 반영되지 못하고 있다. 또한, 조성하고자 하는 소하천 혹은 실개울 등의 수질보전 및 생태계 보호 등 하천이 본래의 기능을 유지할 수 있도록 생태하천유량을 확보하는 다양한 기술들이 개발되어 있지만, 공사 유형과 주변 환경에 적합한 생태하천유량 확보 방안을 선정할 수 있는 비구조적 대책마련이 부족한 실정이다. 이러한 실정과 문제점을 고려해 볼 때, 조성하고자 하는 도시 내 자연하천 및 인공하천 조성 등 수변환경을 고려한 단지조성에 맞는 생태하천유량 확보 방안 및 평가에 대한 연구가 단계적으로 이루어져야 할 것이다. 따라서 본 연구에서는 생태하천유량 확보와 하천수질 개선이 필요한 특정 지역 또는 다양한 유형의 공사 지구 내 하천이 정상적인 기능을 수행할 수 있도록 적용 가능한 생태하천유량 확보 방안들과 수리해석 모델인 HEC-RAS(River Analysis System), 생태하천유량 산정 모델인 PHABSIM(Physical HABitat SIMulation)을 연계한 물리서식처 평가 모듈을 개발하고, 이를 기초로 가중치부여매트릭스 평가(국토해양부, 2006) 기법을 적용한 최적의 생태하천유량 확보 방안과 수질개선 방안을 제시해 줄 수 있는 의사결정지원 시스템을 구축 하고자 한다. 본 연구에서 개발된 최적의 생태하천유량 확보 방안 도출을 위한 의사결정지원 시스템의 활용으로 필요유량은 물론, 기준을 만족하는 수질의 확보가 절실히 요구되는 중 소규모 하천에 실질적으로 적정수질의 생태하천유량을 확보함으로서 하천으로서의 역할을 위한 본 기능의 회복과 동시에 소하천, 도심하천 및 인공하천 등 중 소규모 수계의 수문순환을 정상화하여 하천의 지속 가능한 개발과 관리가 효율적으로 이루어지도록 하는데 이용될 수 있을 것으로 예상되어진다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.217-217
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• 2020

인간 물이용 중심의 하천 관리로 하천에 인위적으로 설치되는 횡단구조물은 물의 흐름을 막아 수질환경을 악화시킬 뿐 아니라 하천의 연속성을 단절하여 생물의 이동을 차단하여 생태계에 악영향을 미친다. 이러한 인위적인 구조물로서 약 34000여개의 농업용 보와 약 16000여개로 추정되는 낙차공이 다수 존재하고 있다. 이러한 구조물은 유수에 의하여 하상으로 전달되는 유수에너지를 저감하기 위하여 다양한 형태의 하상보호공을 설치하여 하천횡단구조물을 보호하도록 되어있다. 그러나 하상보호공에 사용되는 기술 중 사석 및 돌망태와 같은 기술은 시공비용이 적고 빠른 시간에 시공 할 수 있지만 급격한 홍수에 쉽게 파괴 및 유실이 되는 단점이 있으며, 콘크리트 소재 공법은 세굴방지에 좋은 효과를 발휘하는 장점을 지니지만, 시간이 지남에 따라 마모/변형되거나 포락/유실되어 하상을 지속적으로 보호하지 못하게 되며 과도한 세굴은 구조물의 안전성에도 영향을 미친다고 할 수 있다. 최근 기후변화로 인하여 돌발호우 및 강우량의 증가로 돌변하는 하천환경에 대한 적용기술은 미비한 실정이기 때문에, 많은 연구자들은 이에 대한 해결책을 찾기 위하여 자연친화적 생태복원 기술을 개발하고 있다. 본 연구에서는 바이오폴리머를 다층다공성 하상보호기술에 대하여 에너지 저감 효율, 고유속에서 한계 소류력, 소재 이탈 실험을 최대유량 10 ㎥/s, 유속 8m/s를 재현할 수 있는 실규모 하천실험장에서 진행하여 과학적인 안전성을 확인하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권4호
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• pp.193-200
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• 2023

최근 외래어종의 유입은 하천 내 어류 관리에 문제가 되고 있다. 최근 하천환경에 대한 인식이 높아지면서 하천변을 환경적이 기능을 갖도록 정비하는 사례가 많아지고 있다. 대저 생태공원은 4대강 사업에서 비닐하우스 등 관리하기 어려운 하천변 시설을 철거하고 조성된 지역이다. 조성된 대저생태공원은 철새도래지로의 의미와 수중생태계의 다양성을 제공하기 위한 하천공간으로의 환경적 요소를 고려한 정비로 설명할 수 있다. 이러한 자연친화적인 하천사업에도 불구하고, 외래어종은 환경공간을 파괴하고 하천 생태계에 악영향을 미칠 수 가능성을 가지고 있다. 본 연구는 낙동간 본류와 더블어 생태공원에서도 어류상 조사 및 우세종/외래어종 점유율 분석을 수행한 것이다. 대저생태공원은 정체지역으로 낙동강 본류와 수리적 특성이 다르므로 획득된 자료를 통해 생태공원의 외래어종 관리방안을 마련하는 것이 필요하다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권4호
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• pp.184-192
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• 2023

최근 외래어종의 유입은 어류 서식처의 생물 다양성 위협 및 생태계 파괴를 가져오기도 한다. 최근 이루어지는 하천사업은 환경적인 기능을 고려하고 있다. 비닐하우스 등 관리하기 어려운 하천변 시설을 철거하고, 생태공원 등을 조성하여 수중생태계의 다양성을 제공하기 위한 하천공간으로의 환경적 요소를 고려한 정비도 수행하였다. 하지만 이러한 자연친화적인 하천사업에도 불구하고, 외래어종은 환경공간을 파괴하고 하천 생태계에 악영향을 미칠 수 가능성을 가지고 있다. 본 연구는 낙동강 본류에서 어류상 조사 및 우세종/외래어종 점유율 분석을 수행한 것이다. 이 자료는 생태공원의 외래어종 관리방안을 마련하기 위한 목적으로 활용될 것이다.

• 청정기술
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• 제29권3호
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• pp.227-234
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• 2023

근래 하천구역은 지자체의 여가 활용 공간 및 지역 축제장으로 인식되면서 개발압력이 크게 증가하고 있다. 하지만 하천구역의 고유 기능과 시설의 유지관리 및 훼손지 복원에 소모되는 시간과 비용을 고려한다면 개발계획은 매우 신중히 결정되는 것이 필요하다. 본 연구에서는 하천구역의 보전과 자연친화적인 공간활용을 유도하기 위해, 사업계획의 제도적 이행절차 중 하나인 환경영향평가의 개선에 대한 연구를 수행하였다. 연구는 환경영향평가 검토 가이드(안)의 마련을 목적으로 수행되었으며, 연구배경에 대한 이해와 목적달성을 위해 하천구역의 법·제도 현황, 개발계획 현황, 환경영향평가서 검토·협의의견 등의 조사결과를 포함하였다. 연구결과, 하천기본계획의 전략환경영향평가는 하천구역의 지구지정과 공간활용 범위 및 방향성을 계획하는 중요한 상위계획이므로, 향후 실시계획과 연계되는 소규모 환경영향평가 단계에서의 합리적인 평가를 위해 사업계획을 보다 면밀하게 수립하여 평가·검토하는 것이 필요한 것으로 도출되었다. 또한, 소규모 환경영향평가단계에서 입지적 특성을 고려한 친수시설 조성계획의 적정성 판단과 환경영향을 저감하기 위한 사항들이 반영될 수 있도록 환경영향평가 검토 가이드(안)을 마련하였다. 추후, 본 연구결과가 하천구역내 친수시설 조성계획 수립시 자연친화적인 개발의 지침 및 가이드로서의 기틀이 되기를 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.420-420
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• 2012

인류의 역사 이래로 하천관리에 있어서 치수는 주요 과제중의 하나였다. 대부분의 하천은 원활한 홍수 유통을 위해 직선화되었고 하폭은 확장되었다. 이로 인해 하천 생태계는 단순화되었고 홍수 피해 또한 줄지 않고 시가지 범람이라는 새로운 유형의 침수피해가 발생하였다. 최근까지도 홍수피해를 저감하고자 많은 노력을 기울이고 있고, 하천을 자연 친화형으로 설계, 복구하는 움직임이 활발하다. 하천을 설계함에 있어서 수치해석을 하고, 예측하는 것은 시간과 경제적인 장점으로 인해 많이 이용하고 있다. 본 연구에서는 대상지역을 프랑스 남부에 위치한 Var Catchemnt로 선정하였다. Var 유역은 $2,822km^2$의 면적, 총길이 125km, 최고 고도와 강 하구까지의 고도차가 3,000m의 급한 경사로 이루어진 유역이다. 이 지역은 매년 11월에서 1월 우기 때마다 빈번하게 홍수가 발생하는 지역으로 끊임없이 홍수에 따른 범람의 문제가 제기되고 있는 지역이다. 1994년 11월에 발생한 기록적인 폭우로 인해 최대유량 $3,500m^3/s$으로 관측되었고, 이 수치는 평균 유량의 50배에 이르는 유량이다. 이 홍수와 범람으로 인해 주변의 많은 시설이 피해를 입었으며, 도로가 유실되고, 인명피해도 상당했다. 본 연구에서는 수치해석을 위해 1차원 해석 프로그램인 DHI사의 MIKE11과 미공병단에서 개발한 Hec-Ras를 사용하였다. 홍수피해를 예방하기 위하여 가장 경제적이고 합리적인 방법은 제방의 높이를 변경하는 것으로 판단하여 수치해석을 실시한 후, 실제 데이터와의 비교를 통해 홍수를 예방하기 위한 제방의 높이를 결정하였다. Var 유역에 홍수를 예방하기 위해서는 강의 하구 쪽의 제방을 높일 필요가 있다고 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1788-1792
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• 2007

한강 "수변구역"에서 비점오염물질의 공공수역 유입을 억제하기 위한 다양한 방법들 중에서 보편적이고 자연친화적인 방법은 다양한 생물의 서식공간이며, 동시에 본류로 유입되는 과정에서 수질을 정화시키는 수질개선 공간인 수변완충구역, 또는 지대를 설정하여 관리하는 것이다. 그러나 이러한 수변완충지대 효과 분석 및 설정에 관한 연구는 국내에서 아직 수행되지 않았다. 본 연구의 목적은 수변구역의 자정능력을 높이는 것은 물론 그 밖의 하천 연안에서 비점오염물질의 차단과 처리능력을 증진시키고 수변 생태계의 서식처 보전 및 복원을 위해서 수변완충지대의 수질정화 기술개발과 생물다양성을 창출하는 수변완충지대 조성 기법을 개발하는데 있다. 본 연구에서는 기존 수변완충지의 추가적인 조성과 보완, 시험완충지 생태구조 및 기능 기초조사, 시험완충지 오염부하 저감효과의 실험 및 분석, 수변완충지대 설치 구상 등의 연구를 수행하여 수변완충지대 조성 시 설정 폭을 산정할 수 있게 하였다. 수행 지역은 한강수계 지역으로 남한강 수변인 경기도 양평군 병산리에서 실시하였으며, 잔디와 갈대, 갯버들, 혼합지역, 자연그대로의 상태(대조지역)의 5 구역으로 구분하였고, 거리별, 깊이별 샘플을 채취하여 유입수에 대한 오염물질 제거효율을 도출하고, 이를 이용하여 수변완충지대의 설계 시 필요한 유역의 폭, 면적, 길이 등과 같은 설계인자를 도출할 수 있도록 하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.987-995
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• 2013

본 연구의 목적은 국내 하천 복원의 자연친화적인 설계를 위한 무독성 호안공법의 수리적 안정성을 검토하는 것이다. 최근 들어 공학적 효율 위주의 치수 기능만을 위한 하천관리 정책에서 벗어나 하천의 환경적 기능의 개선을 위한 생태하천 복원사업이 이루어지고 있다. 그러나 신규 호안공법에 대한 부적절한 수리학적 설계기준이 자주 홍수기 경제적 손실을 유발하고 있다. 사석 및 블록의 안정성에 관한 연구는 크게 하천에서 제방, 하상보호, 세굴방지 등의 목적과 바다에서 호안 또는 방조제의 축조에 따라 투하하는 사석의 안정성에 기초를 둔 연구가 대부분이며 경험식으로 이루어져 있다. 본 연구에서는 최고 유속 3.5 m/s인 고속수로를 제작하여 수리실험을 수행하였으며, 무독성 접착제를 이용한 블록공법에 대한 다양한 조건의 수리실험을 통해서 수리적 안정성을 위한 호안블록의 한계유속을 구하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.27-27
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• 2019

본 연구는 2019년 물관리기본법 시행과 함께 추진하는 유역물관리체제 수립과 운영에 대해 분석하고자 한다. 유역물관리는 기존의 행정체계 중심으로 추진된 물관리에서 드러난 비효율성을 극복하고 물순환에 기초하여 더욱 효율적이고 자연 친화적으로 운영하고자 하는 통합물관리의 기초이다. 유역물관리제도를 적절하게 수립하고 운영하기 위해서는 한국보다 앞서 유역물관리제도를 채택하고 운영해온 경험을 면밀하게 검토하고 장단점을 학습하여 한국 현실에 맞게 응용하는 지혜가 필요하다. 따라서 본 연구는 유역물관리제도를 성공적으로 수립하고 운영해 온 영국(잉글랜드 및 웨일스)과 프랑스 사례를 검토하여 시사점을 도출하고자 한다. 영국(잉글랜드 및 웨일스)은 1973년 유역관리청을 10개 대유역에 설치하여 유역물관리체제를 수립하고 운영하였지만 1970년대 및 1980년대 경제난을 겪으면서 관련 투자가 줄어들고 하천의 수질 악화가 지속하였으며 유역관리청과 지방정부와의 긴밀한 협조 부재로 관리의 어려움이 증가하였다. 결국, 1989년 10개의 유역관리청을 상하수도 서비스회사로 전환하고 물서비스감시청, 음용수감시국, 환경청 등의 규제기관을 수립하여 규제와 서비스를 분리한 독특한 유역물관리체제를 수립하였다. 영국의 유역물관리체제는 2000년 유럽연합물관리지침의 도입으로 10개 유역을 11개의 유역으로 재편하고 국가소통위원회, 유역소통위원회 14개, 유역파트너쉽 100개 등의 기구를 설치하여 유역거버넌스를 강화하였다. 프랑스는 1964년 새로운 물법 도입을 통해 전국을 6개 대유역으로 나누고 각 유역에 유역관리청과 유역위원회를 설치하여 본격적인 유역물관리제도를 수립하였다. 초기에는 유역관리 조직과 지방정부 간의 알력이 상당하여 수도요금에 자동부과되는 약 19%에 달하는 물세에 대한 거부감이 상당하였다. 그런데 이러한 물세가 유역관리청의 관리로 물관리 사업을 위한 펀드로 조성되고 물관리 사업 시행 시 대규모 자금을 조달할 수 있다는 실효성이 입증되면서 점차 유역관리제도가 정착할 수 있게 되었다. 프랑스는 2000년 유럽연합물관리지침의 도입으로 기존의 6개 대유역으로 관리하던 것을 13개 유역으로 재편성하였고 유역감독관 제도를 신설하여 중앙의 감독을 강화하였으며 유역관리청과 유역위원회는 더욱 강화된 거버넌스를 기반으로 효율적인 물관리를 시행하고 있다. 영국과 프랑스 사례는 한국의 유역물관리제도 수립과 운영을 위해 다음과 같은 시사점을 준다. 첫째, 2019년 시행을 앞둔 유역물관리위원회의 구성, 운영 및 역할 등에 대해서는 큰 범위에서 합의를 이뤄야 하겠지만 안정적인 운영과 사업 시행을 위해서는 긴 시간이 필요하다는 점이다. 따라서 인내심과 여유를 갖고 임하되 필요한 원칙은 면밀한 검토와 합의를 통해 세워야 할 것이다. 둘째, 거버넌스의 중요성이다. 영국 사례와 같이 이해당사자 간의 대화와 타협은 중앙정부가 주도하는 것이 아닌 유역, 지방, 도시 등에서의 이해당사자들이 함께 이룩해야 한다. 셋째, 유역관리조직을 위한 건전한 재정확보이다. 프랑스의 예와 같이 유역물관리 조직의 독립성은 재정적 독립이 근본이 되어야 하고 이것은 독립재정을 확보하여 중앙 혹은 기타 유역/지방 조직의 간섭을 피해야 한다.