• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.445-445
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• 2021

대구시민의 삶의 질 향상에 크게 기여하는 신천은 홍수, 친수 및 하천환경 관리에 대한 필요성이 증가되는 상황에서 신천 복원을 위하여 하천횡단구조물 및 생태조사가 필요한 실정이다. 신천 내에 위치하고 있는 14개의 하천횡단구조물은 신천의 흐름을 가로막고 있어 수질악화 및 생물이동을 저해하고 있으며, 집중호우 등으로 인하여 구조물 주변에 대한 하천관리가 어려운 것이 현실이다. 특히 신천은 인구가 밀집해 있는 도심을 관통하는 하천으로 친수공간, 홍수 및 하천환경 관리에 대한 필요성이 증가하고 있다. 본 연구에서는 신천의 수질과 어류의 생태성의 상관관계를 확인하고 횡단구조물에 대한 해결방안을 제시하고자 한다. 현지조사 결과 총 3목 6과 10종의 어류가 관찰되었으며, 법정보호종인 멸종위기 야생생물 및 천연기념물은 관찰되지 않았으나, 고유종으로 긴몰개와 참갈겨니, 꺽지, 동사리 4종이 출현하였으며, 환경부 지정 생태계교란 생물 블루길 1종이 관찰되었다. 이러한 결과를 바탕으로 어류생물지수(FAI)를 검토하였을 때, 하류지역으로 갈수록 E등급으로 매우 나쁨의 환경상태를 나타내었다. 이는 상류에서 하류로 갈수록 비정상개체수가 증가하고 하상의 단순화 및 유기물의 축적으로 출현 종수의 감소에 따른 결과로 판단된다. 이러한 결과를 바탕으로 신천의 평균 FAI 지수는 14.71점으로 E등급의 매우 나쁨의 환경상태를 나타내는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권4호
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• pp.397-409
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• 2014

본 연구에서는 과거 자연하천에서 개수 후 현재 정비하천으로 변화된 하천공간의 생태기능을 비교 평가할 수 있는 방법을 제안하고 그 적용성을 검토하였다. 생태기능 평가는 하도 중심의 물리구조와 하천공간의 생태연결성으로 구성하였고, 각각 4개와 2개 평가항목을 토대로 평가기준에 따라 정량화 하였다. 평가방법의 적용은 하천개수 전인 1918년과 대규모 하천개수사업이 종료된 현재의 만경강 하천공간에 204개 격자와 7개 하도구간을 설정하고 GIS 분석기능을 활용하여 수행하였다. 그 결과, 물리구조와 생태연결성은 각각 평균 2등급에서 4등급, 2등급에서 3등급으로 감소한 것으로 나타났다. 물리구조의 주된 악화 원인은 직강화와 그에 따른 하천 횡단구조물의 건설에 의한 것으로 파악되었고, 생태연결성 악화는 도로와 철도 등에 의한 선적 단절요인이 토지이용에 의한 면적 단절요인보다 비교적 더 크게 작용한 것으로 확인되었다. 특히, 생태기능이 높은 격자들을 기준으로 하천공간을 살펴볼 때, 1918년의 생태 연결성은 하천을 축으로 분포되어 있었음을 알 수 있으나, 2007년은 제방 축조와 도시화된 지역의 증가로 산포하는 경향을 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권12호
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• pp.768-777
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• 2017

세계 각국은 기후 및 홍수사상의 변화와 이에 따른 각종 수재해 시나리오에 대응하기 위하여 하천제방 유지관리기술을 고도화하고 있는 추세이다. 이러한 세계적 동향에 따라 본 연구에서는 하천제방을 효율적으로 유지관리할 수 있도록 하천제방 안전도맵 평가체계를 제안하고자 한다. 하천제방 안전도맵의 개념은 현행 하천제방의 활동, 파이핑, 육안점검 등의 안전도 지표를 GIS맵 상에 지도형태로 표출함으로써 하천관리자의 유지관리효율을 극대화하는 것이다. 이러한 평가체계를 구축하기 위해서 관련 문헌 및 자료 조사를 통해 활동, 파이핑, 육안점검 등 주요 안전도 지표를 선정하였으며, 각각의 안전도 지표를 A, B, C 등 3등급으로 평가할 수 있는 합리적인 기준을 제시하였다. 제시된 기준을 바탕으로 수치해석을 활용하여 시범구간(남강)에 대한 홍수위지속시간 변화에 따른 활동 및 파이핑 안전도 특성을 평가하였다. 시범평가 결과, 활동의 경우 제내외지 구분 없이 모두 A등급을 만족하였으며, 파이핑의 경우 R2에서 홍수위지속시간이 증가함에 따라 파이핑 등급 C등급으로 감소하는 경향을 확인하였다. 본 연구는 하천제방 안전도맵 평가체계를 제안하는 기획연구로서 하천제방 안전도맵 평가체계를 구축하기 위해서는 추후 개선된 추가 연구, 하천제방 자료의 표준화, 제도 및 관련 법 개선 등이 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4B호
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• pp.383-391
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• 2011

본 연구에서는 수변생태벨트 조성 사업에 있어서 우선구간을 선정하기 위한 단절구간 평가 방법을 제시하였다. 대상 하천은 홍천강으로 하였으며, 홍천강 약 96 km를 2 km의 구간으로 구분하여, A1-P3의 48개 구간에 대한 도상조사 및 현장조사를 실시하였다. 단절 항목은 크게 연결성 및 생태적 기능성 단절로 구분하였으며, 연결성 단절에서는 토지이용 등의 면적 단절과 도로 및 제방 등의 선적 단절로 구분하였다. 또한 생태벨트의 기능성 단절은 기존 연구결과의 일부 항목을 도입하여 크게 하천 수로 및 하상구조, 수림대 및 식생, 하천구조물로 구분하여 평가하였다. 현장조사를 통하여 각각의 세부 항목별 단절 점수를 부여하였으며, 각 단절 항목별 평균하여 이를 등급화 하였다. 그 결과, F1-G2 구간에서 2등급 이상의 연결성 및 기능성 단절 등급을 보이는 것으로 나타났으며, 다른 구간에서는 연결성 단절이 2등급으로 높지만, 기능성 단절이 3-4등급으로 낮아 복원이 시급한 구간이 아닌 것으로 평가되었다. 본 연구 결과는 향후 수변생태벨트 조성 등의 하천복원 사업에 있어 대상 하천내 우선 사업구간 선정에 기여할 수 있을 것으로 보인다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권4호
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• pp.50-63
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• 2018

급격한 도시화를 겪으면서 자연적인 물순환 체계의 왜곡을 초래하였다. 이러한 물순환 구조의 변화는 기존 수자원 이용 경향을 변화시키며 하천 건천화 현상을 유발하고 있다. 이를 관리하기 위해 건천화 평가 및 예측이 가능한 하천 건천화 영향 평가 기술이 필요하다. 하천 건천화 영향평가 기술 수행을 위해서는 기초자료로써 GIS 기반의 공간자료 구축이 필수적이나, 관련 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 하천 건천화 평가를 위한 GIS 기반의 시계열 공간자료 활용에 대한 연구를 수행하였다. 이에 6개 하천 건천화 영향요소(기상, 토심, 산림밀도 및 높이, 도로망, 지하수 이용량, 토지이용)을 대상으로, 과거 수십년 간의 변화과정을 전국 단위 GIS 자료로 구축하여 연속수문모형 운용에 대한 기초자료로 활용하였다. 이러한 영향요소를 대상으로 시계열에 따라 하천 건천화 원인을 분석하고 해석할 수 있는 분포형 연속수문모형 기반의 DrySAT을 활용하여 하천 건천화 영향요소별 연유출량 및 건천화 평가를 수행하였다. 그 결과, 다른 요소들은 고려하지 않고 주어진 기상 조건하에 연유출량은 기본값 977.9mm로 산출되었다. 반면, 토심 감소, 산림 높이 증가, 도로 개발 증가, 지하수이용량 증가, 토지이용 개발변화를 고려하였을 때의 연평균 유출량은 각각 1,003.5mm, 942.1mm, 961.9mm, 915.5mm, 1003.7mm로 산출되었다. 산출된 결과는 하천건천화의 주요 원인으로서 지표유출량을 증가시켜 하천유량을 감소시키는 토심의 감소, 지표유출량을 감소시키는 산림 밀도의 증가, 지표하유출량을 감소시키는 도로의 증가, 기저유출량을 감소시키는 무분별한 지하수 개발과 지하수이용량의 증가, 지표유출량을 증가시키는 불투수지역의 증가를 들 수 있다. 또한, 하천 건천화 정의 및 등급 범위를 통해서 건천화 등급에 따라 표준유역별로 나타내었으며, 기상, 토심 감소 고려, 산림 높이 증가, 도로 개발 증가, 지하수이용량 증가, 토지이용 개발변화를 고려하였을 때의 건천화 등급은 각각 2.1, 2.2, 2.5, 2.3, 2.8, 2.2로 나타났다. 기본값인 강우조건을 제외한 5개 하천 건천화 영향요소에 대한 건천화 영향순위는 지하수 이용량 변화에 대한 건천화 영향이 제일 컸으며, 산림 밀도 변화, 도로 건설 변화, 토지이용 변화 및 토심 변화 순으로 나타났다. 향후 전국 하천 건천화 평가시스템 개발을 통해 6개 하천 건천화 영향요소에 대한 미래 자료 변화 및 이에 대한 건천화의 진행전망 등 시스템에 의한 평가결과를 토대로 맞춤형 하천 건천 관리 및 방지 방안을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.1395-1408
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• 2014

본 연구에서는 시민들이 하천에서 안전하고 쾌적하게 레크리에이션 활동을 할 수 있도록 종합 수질 정보를 제공하는 하천 레크리에이션 지수 산정 모델을 개발하였다. 하천 레크리에이션 지수 모델은 분변성 대장균 모델과 수질지수 모델을 통합하여 구성하였다. 분변성 대장균 모델에서는 로지스틱 회귀분석을 사용하여 분변성 대장균 등급을 예측하였고, 수질지수 모델에서는 DO, pH, 탁도, 클로로필 a를 퍼지 합성방법을 통해 종합화하여 수질 지수를 산정하였다. 최종 단계에서 분변성 대장균 등급과 수질 지수를 통합하여 하천 레크리에이션 지수를 산정할 수 있도록 모델을 개발하였다. 제안된 모델을 낙동강의 강정고령보 상류 지점에 적용한 결과, 하천 레크리에이션 지수는 개별 수질인자들의 변화를 잘 반영하는 것으로 나타났다. 특히 하천 레크리에이션 지수와 클로로필 a의 상관계수가 -0.85로 나타나 클로로필 a가 하천 레크리에이션 지수에 가장 많은 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 본 모델에서 산정한 종합수질지수는 기존 수질 정보 제공 시스템인 실시간 수질지수보다 보수적인 결과를 보였는데, 이는 등급에 따라 현재의 수질 상태가 어떠한 상태에 속하는지를 계산하고 수질 기준의 불확실성을 적절하게 고려하기 때문인 것으로 판단되었다. 나아가서, 분변성 대장균 등급이 낮을 경우 하천 레크리에이션 지수가 분변성 대장균을 고려하지 않고 있는 실시간 수질지수보다 낮은 결과를 제시하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.479-484
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• 2009

우리나라에서 많은 하천정비사업이 이루어지고 있으며 하천정비사업을 위해 하천설계가 실시되고 있다. 하천설계시 호안 설계가 중요한 비중을 차지하고 있으나 현재까지 설계된 사업에서 적절한 호안공법이 선정되었는지는 검증이 되지 않고 있다. 따라서 하천설계에 적용된 호안공법의 적합성을 평가할 필요가 있으며, 이에 따라 본 연구에서는 자연형 하천설계에 적용된 호안공법의 적합성을 평가하였다. 평가방법은 편익(B)/비용(C)방법을 사용하였다. 편익평가방법은 기존의 호안을 평가하는데 사용되는 방법을 기본으로하여 약간의 수정을 가하여 사용하였다. 평가항목은 수리적안정성, 환경생태성, 어메너티의 항목으로 되어 있고 각 항목은 몇 개의 소항목으로 구성되어 각 항목별로 평가점수를 부여한다. 다음 하천의 위치에 따라 도시, 농촌, 산지로 분류하여 위치별 가중치를 도입한다. 편익을 하천위치에 따라 3가지 항목평가 점수와 가중치를 곱한 값을 더하여 산정하였다. 비용은 호안시공비와 재료비의 합으로 산정하고 5단계로 등급을 나누었다. 최종적으로 계산된 편익과 비용을 이용하여 호안의 경제성을 평가하였다. 평가에 이용된 하천은 하천분류별로 각각 몇 개씩 선정하였으며 하천보고서를 이용하여 평가하였다. 평가결과는 각 하천별로 점수화할 수 있으며 따라서 호안설계점수를 상대적으로 비교할 수 있다. 호안공법별로 평가한 결과 식생매트를 사용한 호안의 경제성이 가장 좋으며 방틀공법을 사용한 호안의 경제성이 가장 나쁜 것으로 나타났다. 본 연구의 평가방법은 호안을 설계할 때 가장 적절한 호안공법을 선정하는데 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.220-220
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• 2022

물관리 일원화, 물관리기본법 제정·시행 등 우리나라 물관리 체계의 혁신기에 정책의 구심점 역할을 수행할 통합 물관리 전략 마련이 요구됨에 따라, 최근 관계부처 합동으로 「제1차 국가물관기본계획(2021~2030)」을 수립하여 공표·발간되었다. 국가물관리기본계획에서는 유역단위의 물관리를 원칙(12대 기본원칙 중(中))로 하며, 물관리 3대분야(수질·수생태, 이수, 치수)에 대한 추진전략을 수립하였다. 또한, 지속가능한 물관리 체계를 구축하기 위해 추진전략별 주요 관리지표를 설정하였으며, 이를 통해 물관리 방향을 정립하고 분야별 관련 및 하위계획과의 일관성·정합성을 유지하고자 하였다. 이에 본 연구에서는 추진전략별 주요 관리지표 중, 유역 재해안전도와 관련하여 하천범람에 대한 기존의 치수안전도의 한계점을 검토하고 유역단위의 치수관리 현황을 평가 할 수 있는 방안을 마련하고자 하였다. 과거 유역종합치수계획에서의 치수안전도는 홍수피해잠재능(PFD)을 적용하여 등급별 홍수방어대책 수립방향 및 하천의 설계빈도 조정을 검토하였으며, 홍수피해잠재능(PFD)의 실무적 적용 어려움(산정인자 다(多)), 설계빈도와의 연계성 부족, 치수단위구역의 공간적 정확성 미흡 등에 대한 개선·보완의 의견이 제기되어 왔다. 또한, 유역내 전체하천이 아닌 주요 하천을 대상으로만 치수안전도 설정하여 유역단위의 치수관리에 한계가 있으며, 하천 전체구간의 설계빈도 상향에 따른 홍수방어대책이 비경제적인 것으로 판단된다. 따라서, 기존의 치수안전도의 한계점을 개선하기 위하여 홍수피해잠재능(PFD)의 산정인자 단순화, 홍수위험지도를 활용을 통한 치수단위구역의 공간적 정확도 향상 및 치수단위구역별 설계빈도 조정 가능 등의 개선방안을 검토하였으며, 빈도별 치수단위구역의 홍수피해잠재능(PFD)의 통계적 특성 분석을 통해 등급 설정 및 설계빈도 조정 기준을 제시하였다. 그리고 유역내 전체하천에 대한 치수단위구역별 치수안전도를 설정하고, 중권역 단위의 치수안전도를 평가하여 유역단위의 치수관리 현황을 정량적으로 제시함에 유역 재해안전도로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.443-443
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• 2015

자연적 및 인공적 조건들이 유출을 발생시키고, 발생시킨 유출수를 이동시키며, 특정지역에서 누적을 일으킬 수 있다. 이용 가능한 데이터베이스들은 쉽게 접근할 수 있고 사용할 수 있는 지리정보들로부터 구성된다. 이러한 자료를 이용해서 공간적 유출 위험 지도를 작성할 수 있다. 유출누적지도는 유출수에 의해 잠재적으로 침수되기 쉬운 지대들을 나타낸다. 침수지역은 원인지역의 규모, 원인지역의 형태와 경사, 천이점에 관련된 일시적인 감속과 누적들 및 토양의 침수상태와 같은 여러 요인들을 통해 발생된다. 유출에 대한 위험도 분석에서는 유출에 대한 누적위험도를 표현하기 위해 유출 과정에 유리한 요인들을 조합한다. 조합된 유출 민감도 지도는 유출민감도 값에 따라 등급화 된 형태로 표현된다. 5개의 민감도수준에 해당하는 요소들이 유출누적 지도에 사용되었는데, 여기서 민감도수준 1등급의 격자들은 누적에 유리하지 않고, 5등급은 물을 누적하는데 뛰어난 잠재력을 보여주고 있다. 본 연구에서는 안성천 유역의 유출누적지도를 작성하였으며, 이는 유역에서 유역 유출에 의한 홍수 위험도가 큰 지역을 탐지하는데 유용하며 이 자료를 기초로 하여 외수범람위험 지역과 합성하여 하천재해 위험지역을 도시하고 관리하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.