• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권3호
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• pp.145-153
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• 2019

본 연구는 저수로 변화를 통한 하천 복원이 수생 서식처에 미치는 영향을 파악하기 위하여 원주천을 대상으로 물리서식처분석을 수행하였다. 대상 어종은 원주천에 서식하는 우점종인 피라미를 대상으로 하였다. 흐름 분석은 2차원 모형인 River2D 모형을 사용하였으며, 서식처 분석은 서식처 적합도 곡선을 이용하여 서식처의 양과 질을 산정하는 서식처 적합도 모형을 사용하였다. 먼저 저수로 복원을 위하여 자연 하도에 가까운 형태로 복원을 하고 저수로 폭을 확대 및 축소하여 설계하였다. 그 결과 저수로 폭의 변화를 확대하였을 때 대상 어종의 가중가용면적은 각각 약 72% 향상되었으며, 저수로 폭을 축소하였을 때는 서식처가 약 25% 악화되는 것으로 나타났다.

• 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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• 한국지하수토양환경학회 2003년도 추계학술발표회
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• pp.318-321
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• 2003

비소로 오염된 토양, 하천 퇴적물 및 광미의 복원할 때, 토양 세척 공정에서 중요한 인자인 비소의 화학적 결합형태와 세척제에 따른 용출특성과 고효율 세척 및 세척액의 재활용도를 높이기 위한 공정을 바탕으로 토양세척장비를 설계하였다. 화학적 결합형태에 있어서 토양은 잔류 결합형태가 주되고, 퇴적물의 경우는 철산화물과의 결합형태가 강하며, 광미는 황화물과의 결합에 따른 잔류형태와 철산화물과의 결합형태가 상당부분을 차지한다. 세척제에 따른 용출특성으로부터, 철산화물과 황화물과 결합하고 있는 비소의 화학적 결합형태를 파괴하면서 비소를 추출할 수 있는 용제로 HCl, Oxalate, EDTA, M$_2$O$_2$를 사용하였다. 추출 결과, 비소가 철산화물과 결합한 형태가 비중이 높을수록 EDTA 나 Oxalate가 효율이 높으며, 황화물에 대해서는 HCl과 $H_2O$$_2$이 상대적으로 높은 추출 효율을 보였다. 구성된 세척조는 밀폐실린더형과 스크류이송형 세척조로 구성되어 각각 혼합교반에 의한 세척과 토양입자 분급에 따른 세척이 가능하다. 세척 공정중 최적 산도 조절이 중요한 인자가 되며, 세척액의 재활용도를 높일때, 세척수에 용해되어 있는 비소 및 중금속과 미립자의 동시 제거를 위한 응집 침전조에서 응집제에 의해서 미립자와 함께 제거하는 응집, 침전 및 분리공정을 배치하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권2호
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• pp.161-166
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• 2015

최근 생태하천 복원 사업용으로 개발된 호안 공법에 대한 수리학적 설계기준이 부적절하여 이 공법이 적용된 하천에서 홍수기에 큰 경제적 손실을 유발하고 있다. 본 연구에서는 생태복원용으로 개발된 무독성 호안 블록을 실규모 수로에 설치하여 최고 유량 $3.0m^3/s$, 최고 유속 3.0 m/s에서 수리적 안정성을 평가하였다. 설치된 무독성 호안 블록은 실험 조건에서 상하 ${\pm}3mm$ 정도로 미미하게 이동하였다. 그러므로 실험에 적용한 무독성 호안 블록은 고유속에서 대규모 이동, 블록 파괴, 침상 침하 등이 나타나지 않는 것으로 보아 충분한 안정성을 확보한 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.2103-2107
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• 2009

우리나라는 계절별 강수량 변화가 크기 때문에 하천개발 및 관리에 어려움이 많을 뿐만 아니라 하천에 설치된 많은 취수보와 같은 하천횡단구조물로 인해서 하천 생태계가 악화되어 있다. 최근 들어 하천생태 복원을 위하여 자연형 하천 조성사업과 보에 어도설치가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 어류 소상에 효과적인 어도를 설치하기 위해서는 하천에 서식하는 다양한 어류에 대한 어류역학적인 특성이 필요하나 이에 대한 조사연구는 미흡한 실정이다. 특히 어류의 유영력이나 도약력은 어도의 설계의 완성도 및 어도시설 운영관리에서 대단히 중요한 요소이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 하천에 널리 서식하는 어류인 피라미를 대상으로 도약능력에 관하여 실험하였다. 어류의 도약능력은 낙차가 있는 흐름에서 어류가 상류로 이동하기 위한 중요한 이동수단이다. 어류의 도약에 영향을 미치는 어도 인자로는 격벽높이, 월류수심, 유속, 어도경사 및 유량을 들 수 있다. 피라미의 도약능력 실험은 폭 28cm, 길이 140cm인 개수로에서 격벽높이는 5${\sim}$10cm, 월류수심 1.2${\sim}$5cm, 낙차 약 4cm의 조건으로 이루어졌다. 실험유량은 약 0.378${\ell}$/s이고, 경사는 1:20${\sim}$1:15 이다. 도약능력은 소상율의 크기로 판단하였으며 피라미의 소상율은 격벽높이 10cm와 월류수심 3cm에서 유속 4.19cm/sec일 때를 정점으로 유속의 증가에 따라 급격히 감소하였다. 이는 어류의 생태적인 특성과 작은 유속이 어류이동 유인효과에 영향이 작기 때문인 것으로 판단된다. 또한 피라미의 체장이 클수록 소상율도 증가하는 관계를 나타내었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.454-454
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• 2016

하천의 치수안정성 확보 및 수심유지, 생태복원 등과 같은 다양한 요구를 충족하기 위한 보의 성능 개선에 대한 연구가 필요하며, 계단형 보는 재료에 의한 폭기효과 및 서식처 효과 등의 환경적요소를 내포하고 있다. 기존 연구는 표면류 흐름특성을 검증하고 유량변화에 따른 하류단 도수발생위치 변화를 분석하는 등 계단형 보에 대해 수리특성을 정량화한 연구가 대부분이며 흐름변화에 따른 유속장에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구는 기능성 친환경 횡단 구조물 유형 중 하나인 계단형 보의 안정성 검토를 위한 수리적 특성을 분석하고자 함으로써 구조물 안정성에 영향을 줄 수 있는 자체 및 하류 보호공 주변의 유속 분석을 통한 흐름 특성을 검토하고 설계시 외력 고려를 위한 자료를 제공하기 위한 목적이 있다. 이를 위해 계단형 보모형에 대해 수리모형실험을 수행하였다. 폭 0.24 m, 총 길이 3.70 m, 높이 0.30 m인 순환실험수로를 이용하였으며, 계단형 보 모형은 5단으로 단 높이 2 cm와 단 길이 5 cm이며, 보 높이는 10 cm, 보 길이는 25 cm 모형으로 실험하였다. 하류에 전도식 게이트를 설치하여 하류 수위를 증가시키면서 보 하류부에서 발생하는 완전도수부터 하류수심이 보 높이를 초과하는 잠김흐름 조건에 대해 실험하였다. 측정기법은 입자영상측정계(Particle Image Velocimetry; PIV)를 이용하였으며, 상류영역부터 하류영역에 대해 보 주변 흐름의 순간적 유속분포를 확인하였다. 또한 측정된 전반적 흐름 양상에 대해 통계적 수리분석을 수행하였다. 흐름특성에 대한 연구는 향후 계단형 보의 물받이 길이 및 보의 적정 규모 설계시 중요한 자료가 될 것으로 기대한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4B호
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• pp.361-367
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• 2011

하천 정비 및 하천 복업사업의 기준유량이 되는 하도형성유량 산정은 안정하도 설계시 반드시 선행되어야 하는 것이다. 국내의 경우 하도형성유량 산정방법에 대한 연구가 많이 수행되지 않아 특정패턴을 도출하기가 어려운 실정이다. 국내하천의 경우 외국의 주요하천과 비교하여 하상계수가 크게 나타나는 특성으로 인해 외국사례를 국내에 적용하기에 어려움이 있다. 따라서 현재 구하도 복원이 진행 되고 있거나 계획되어 있는 만경강, 청미천, 함평천을 대상으로 하도형성유량 산정을 위해 만제유량, 특정 재현기간별 유량, 유효유량을 산정해보고 각각의 상호관계를 분석하여 하상계수가 큰 국내하천에 적용 가능한 하도형성유량을 제안하고자 한다. 만제유량은 대상유역의 지형자료를 이용한 HEC-RAS 모의를 통해 산정하였으며 특정 재현기간별 유량과 유효유량은 대상구간의 유량, 하상토, 유사 자료를 이용하여 산정하였다. 산정결과 하상계수가 큰 하천에서는 유효유량이 만제유량보다 크게 나타났으며 하상계수와 관련하여 특정 재현기간별 유량은 일관성 있는 특징이 없는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.240-244
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• 2011

2005년에 복원된 청계천은 6년의 시간이 지난 지금 우리나라를 대표하는 도심하천으로 문화 예술의 중심지로 각광을 받고 있다. 청계천 복원 당시 최근 수문자료를 이용한 안정적 설계가 이루어졌고, 양안관거 특성을 고려하여 내수침수의 영향을 감소시키고자 관거내 홍수량을 청계천 주하도에 배제하는 방식이 채택되었다. 하지만 관거에서 발생되는 초기 월류수로 인한 오염물질의 유입 및 돌발강우 시 청계천 내부의 어류 피해 등 수문 운영으로 인한 피해가 빈번하게 발생되었고, 이런 문제를 해결하고자 각 수문에 초기오염원 유입의 저감 방안으로 물막이판이 설치되었다. 현재 각 수문에 설치되어 있는 물막이판의 경우 규모의 적정성 및 최적위치에 대한 수리분석이 수행되지 않았고 그에따른 청계천 주수로 및 관거내부 흐름특성변화를 예측하기 어려운 것이 사실이다. 이에 본 연구에서는 현재 청계천에 설치되어 있는 물팍이판에 따른 관거 내부 홍수위 및 흐름장 변화 등 수리특성을 분석하여 물막이판 설치로 인해 발생될 수 있는 문제점을 파악하고 해결방안을 수립하고자 한다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권4호
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• pp.285-293
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• 2016

본 연구는 원주천을 대상으로 하천시설물의 최적 설계를 위한 안정하도 평가와 물리적 교란개선 평가를 수행하였다. 안정하도 설계를 위한 구간별 안정경사를 분석하였으며, 안정경사를 만족하기 위한 하천시설물의 개선 시나리오를 도출하였다. 그에 따라 각 시나리오에 대한 물리적 교란개선 평가를 통해 안정하도 설계와 물리적 교란개선을 위한 최적의 시나리오를 선정하였다. 아울러 안정하도 설계와 물리적 교란개선을 위한 하천시설물의 개선 시 물리 서식처의 변화를 분석하였다. 원주천의 하천 환경조사와 어류의 군집특성을 이용하여 수중 생태계를 대표할 수 있는 복원 목표어종으로 참갈겨니를 선택하였다. 참갈겨니의 서식적합지수를 사용한 서식적합도 분석은 PHABSIM 모형을 이용하였다. 예측 평가를 수행한 결과 서식적합도와 가중가용면적은 소폭 감소하는 것으로 나타났으나, 하천시설물의 개선에 따른 영향은 아닌 것으로 나타났다. 따라서 원주천의 물리적 건전성과 안정성을 제고할 수 있는 하천시설물의 배치 방안을 제시하였으며, 그에 따른 물리 서식처의 변화는 영향이 없는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.416-416
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• 2011

최근 하천의 생태성이 강조된 식생, 사석, 목재 등의 자연 재료를 사용하는 친환경적인 호안이 고안되어 시공되고 있다. 이러한 호안들은 홍수시 유실에 따른 안정성의 확보와 생태성을 고려하는 것이 중요하다. 본 연구는 기존에 개발되어진 돌망태호안, 식생호안 및 식생블록호안의 안정성평가 프로그램에 개발한 사석안정성 산정식을 이용하여 사석호안공에 대한 안정성평가를 추가하였다. 각각 호안에서의 밑다짐공의 최대세굴심과 폭의 산정으로 밑다짐공의 안정성평가를 추가하여 호안 안정성평가에 대해 폭 넓은 평가를 제시하였다. 개발된 호안 안정성평가 프로그램에 사석호안공과 밑다짐공의 안정성을 추가하여 김상문, 최흥식(2008)에 의해 Data-Base를 기반으로 개발된 Menu-Driven방식의 호안 안정성평가 프로그램을 개선하였다. 개선을 통하여 호안의 축조는 물론 생태성이 강조된 호안설계에 의한 자연형 하천복원 시에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제8권2호
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• pp.53-64
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• 2006

최근 들어 국내에서도 생태도시를 지향하면서 도시하천을 자연형 하천으로 복원시키고 있는 사례가 증가하고 있어 B시의 상동천을 대상으로 하여 인공하천으로 조성 한 후 식생 및 어류생태계의 모니터링과 어류의 습식에 의한 조류의 제거 특성을 평가하고 하천생태계의 복원과정과 조류의 제거로 인한 수질개선방안을 연구하였다. 그 결과 기초적인 하천생태계는 조성된 후 4년이 지난 시점에서 건전하게 재생 복원되고 있었으며, 식물상 및 식생군락은 모두 관속식물 문으로 44과 73속 79종 14변종으로 총 93분류군이 관찰되었다. 어류는 총 3과 8종 354개체로 일반적으로 수질오염에 내성이 강한 참붕어, 잉어, 붕어 등이 우점 하여 출현하였으며 상대풍부도를 비교할 시 참붕어가 50.5%, 잉어 21.2%, 붕어 20.9%, 버들매치 7.1%, 미구라지 0.3% 순으로 나타났다. 실험하천 특성상 조류의 이상 증식에 따른 어류의 식이물에 대한 분석 결과 조류를 잉어(Cyprinus Carpic)는 90%이상, 붕어(Carassius Auratus)는 30% 이상 섭취하는 것으로 판명 되었다. 표본에 대한 개략적 분석에서 체장 약 34cm 개체의 잉어가 습중량 43.2g의 조류를 섭취한 것으로 조사되었는데 이는 대형개체의 잉어가 조류의 제거에 어느 정도 효과가 있는 것을 알 수 있었다. 본 연구결과 실험하천의 수목과 수생식물은 조성 당시에 임의로 식재되어 하천생태계의 식생 특성과 수질정화 효과를 크게 기대 할 수 없었으며 앞으로 자연형 하천은 조성 당시부터 생태하천공학적인 수질 및 수리 모델링에 의하여 설계한 후 조성이 이루어져야 수질정화기능을 수행할 수 있으며 어류생태계는 잉어를 비롯한 대형개체의 도입으로 인하여 고차 소비자의 생체량이 증가함으로서 먹이사슬의 구조에 많은 영향을 미칠 것으로 판단되었으며 어류에 의한 조류제거는 일부 식이특성에 따라 습식하는 것으로 밝혀졌으나 큰 효과는 없는 것을 알 수 있었고 앞으로 더 많은 연구가 필요한 것으 로 판단되었다.