• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.495-495
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• 2022

충적하천에 댐이 건설되면 하류 하천의 식생환경에 변화를 주게 된다. 이입, 활착 및 성장과정을 거치는 제외지 식생은 하천의 유량이 증가하면 소류력과 세굴로 인해 쓸려 내려가기 때문에, 일반적으로 홍수기를 거치면 식생 활착 및 성장 이전의 사주 모습으로 복귀하게 된다. 그러나 댐의 홍수조절 기능은 홍수기에도 하류 하천에 식생을 정착시킬 만큼 큰 소류력을 발생시키지 않아 결국 식생의 성장에 기여하게 된다. 또한 댐은 상류로부터 공급되었던 세립토를 차단시켜 하류 하천의 하상 표면을 조립화 시키게 되는데, 이는 하상의 고정력을 증대시켜 식생의 안정적인 성장을 돕게 된다. 하천에 식생이 자리잡게 되면 홍수 시 흐름에 대한 저항력의 증가로 수위가 높아질 수 있고 제방에 자리 잡은 식생의 이탈은 제방의 붕괴 위험을 증가시킬 수 있고, 식생 사주의 발달이 지속되면 이동사주에서 정지사주로 변화되어 기존의 충적하천 자체가 사라지게 될 수도 있고, 하류 하천의 수리 및 유사 거동 특성도 변화시켜, 기존과 다른 하천 경관 및 수생태계 출현할 수 있다. 국내에서는 2000년대부터 이러한 하천 제외지 사주의 식생 활착이 가속화되어 왔으며, 특히 내성천, 황강 등 댐이 건설된 낙동강 지류 하천에서 이런 현상이 두드러지게 나타났다. 이에 따라 관련된 많은 조사·연구들이 수행되었으며, 변화 원인으로 홍수조절, 유사공급 변화 및 기후변화가 제시되었다. 그러나 댐이 건설되지 않은 하천(비조절 하천)에 대한 조사와 같은 비교군 지역의 정량적 분석은 상대적으로 부족하여, 정확한 제외지 식생 증가에 대한 원인을 규명하지 못하였다고 판단된다. 이에 비조절 하천이라 판단되는 감천을 대상으로 식생의 변화 양상을 분석하고, 유사 및 기후변화 등과의 관계를 본 연구에서 제시하였다. 감천은 상류에 김천부항댐이 건설되었으나, 댐의 영향범위가 전체 유역면적의 약 6%로 비조절 하천에 가깝고 사주가 발달된 충적하천이므로, 하천 본류에 댐이 건설된 다른 지역과의 비교군으로 적합하다고 판단하였다. 대상 지점은 상, 중, 하류의 사주가 발달된 지역으로 선정하였고, 본 연구에서 개발된 이미지 처리기법을 적용하여 사주 면적을 계산하였다. 분석결과 식생역으로 전환된 모래 사주의 면적은 봄~초여름 강우량과 밀접한 관계가 있는 것으로 파악되었다. 특히 초여름까지 가뭄이 지속될 때, 식생역은 증가하였다. 그러나 식생 활착 이전에 큰 유량 발생 시 식생이 쓸려 내려가고 유사가 그 자리를 대체하여 다시 사주가 발달하는 과정을 보여 주어, 감천의 사주 식생역의 증가 추세는 없는 것으로 파악되었다. 향후 댐이 본류에 건설된 조절 하천과의 비교를 통해 사주의 식생역 증가에 대한 댐 건설의 영향을 파악할 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.439-443
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• 2005

교호사주의 기본적인 특성 중에서 하안 침식과 사행의 발달을 일으키는 기본적인 요소인 사주의 이동 특성을 파악하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 제시된 2차원 수치모형을 이용하여 사행에 따른 사주의 이동특성을 파악하였다. 본 2차원 수치모형의 특징으로는 직교좌표계를 변환하여, 하천의 형상에 적합하도록 일반좌표계를 사용하였으며, 하천의 만곡부에서 2차원 흐름특성을 계산하고, 하상변동을 모의하여 사주의 거동을 모의하였다. 사행수로의 사행파장과 하폭의 비가 사주의 이동특성에 미치는 영향에 대하여 분석하였으며, Kinoshita와 Miwa(1974)에 의해 제시된 한계세굴각과 비교하였으며, 잘 일치하였다. 그 결과로는 사행하천에서 사행의 각도가 클수록 강한 강제효과(forcing effect)에 의해 사주의 이동이 정지되었다. 하폭이 클수록 사주의 이동에 대한 강제효과가 적어 이동한계각이 큰 것을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.115-115
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• 2011

본 연구에서는 자갈사주의 식생 이입 과정을 밝히고, 식생 이입에 영향을 미치는 수리적 특성을 규명하기 위한 현지조사 방안을 제시하였다. 자갈사주의 식생이입은 조절 하천과 비조절 하천에서의 이입 과정이 다르며, 본 연구에서는 비조절 하천을 대상으로 하였다. 따라서 상류에 댐이나 저수지가 없는 자연에 가까운 하천을 고려하였으며, 장기적으로는 조절 하천의 식생이입 과정과의 비교를 위해 임하댐의 반변천과 가까운 길안천의 중류 구간을 선정하였다. 자갈사주의 식생이입 과정을 모니터링하기 위해, 자갈사주를 전구역과 세부구역으로 나누어 같은 지점에서 같은 배율로 사진을 촬영하였다. 전자는 자갈사주 전체를 대상으로 촬영하며, 이를 위한 view point 선정이 중요하고 선정에 적절한 지점을 제시하였다. 후자의 경우 식생의 이입 정도를 왕성, 보통, 미약, 없음(4단계)로 구분하기 위해 대상 지점을 matrix가 50% 이상인 지점 ; 식생이입 왕성 (2개 지점), matrix가 50% 이하인 지점 ; 식생이입 보통, 또는 미약 (2개 지점), matrix가 없는 자갈만의 지점 ; 식생이입 없음 (1개 지점)을 선정하였다. 식생이입에 영향을 미치는 변수로는 하상토의 입경과 흐름의 특성(수심, 유속, 하상 소류력 등)을 들 수 있으며, 이들 조사를 위한 방법을 제시하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1679-1683
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• 2007

최근 우리나라에서 하천 및 유역 환경의 급격한 변화로 인하여 하천 형태가 많이 변하고 있는 추세이다. 특히 사행하는 모래 하천에서 만곡부 사주의 형태 변화가 커지고 있다. 이 연구에서는 이와 같은 모래 하천의 만곡부에서 사주의 변화 특성을 평가하고 그 원인을 파악하기 위하여 이동상 수리모형 실험을 실시하였다. 실험에서 하천 및 유역의 여러 상황 변화를 감안하여 유량, 유사 공급량, 공급 시간, 하천 변형 등 다양한 조건을 상정하였다. 연구 대상하천은 낙동강 본류이며, 중점 수리모형 실험대상 구간은 우리나라의 전통민속마을인 안동 하회마을을 태극형으로 감싸면서 사행하는 만곡부이다. 이동상 실험규모는 수평축적 1/110, 수직축적 1/50로 왜곡도가 2.2로써 비교적 대규모이다. 모형 하상재료는 입경 0.29 mm의 석탄분(anthracite)을 채택하였으며, 현장에서 하상재료조사와 상사해석을 통해 결정하였다. 실험 결과, 유량과 유사 공급량 변화에 따른 사주 변화가 밀접한 관계가 있는 것으로 나타났다. 특히 유사 공급이 이루어지지 않을 때 국지적 퇴적양상을 보였다. 이는 사주 내 식생활착으로 이어지는 계기가 될 수 있음을 확인할 수 있었다. 그리고 설계홍수량 규모에서 구하도와 과거 사주가 재현되었는데, 이는 지역주민을 통해 입증되었다. 또한 천연기념물인 만송정 주변의 모래둔덕의 형성과정이 입증되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.470-474
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• 2008

본 연구에서는 댐 하류하천의 사주와 식생의 면적변화, 변화지수, 변화정도와 경년변화를 분석하였다. 사주면적은 댐 건설후 16.73%가 감소하였으며, 변화지수는 $-0.2599{\sim}-0.9921$이었다. 식생면적은 댐 건설후 12.84%가 증가하였으며, 변화지수는 $0.2699{\sim}12.0736$이었다. 안동, 임하, 합천의 3개 댐의 연 최소 유량과 사주와 식생의 경년 변화를 분석 하였다. 연 최소 유량변화 분석결과, 1일 최소유량은 안동댐이 203%, 임하댐이 167%, 합천댐이 677%가 증가하였으며, 1일 최대유량은 안동댐이 84%, 임하댐이 63%, 합천댐이 81%가 감소하였다. 사주와 식생의 경년변화 분석결과, 사주면적은 연평균 $42,600\;m^2$씩 감소하였으며, 식생면적은 연평균 $51,700\;m^2$ 씩 증가하여 사주면적의 감소 보다 식생면적의 증가가 높은 것으로 분석되었다. 댐이 하류하천의 사주와 식생에 미치는 영향에 가장 중요한 요소는 첨두 홍수량 감소와 저유량 증가 등의 유량변화이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.517-521
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• 2007

최근 위성영상의 해상도가 증가함에 따라, 하천을 대상으로 한 연구 사례가 많이 보고되고 있다. 하지만 대부분이 환경 생태학적 분야에서 이루어진 연구 결과들이고, 수자원 관리 분야에서의 위성영상 활용 사례는 아직 그 예를 찾아보기가 어렵다. 갑천은 1988년 이후 급속도로 도시화가 진행되어 현재는 잘 정비되어 있는 전형적인 도시하천의 모습을 갖추고 있다. 그러나 아직까지 하천 내에는 많은 양의 초지나 사주가 분포하고 있으며, 이러한 초지나 사주의 존재는 자연형 하천으로서의 역할을 담당하지만 이수 및 치수차원에서는 많은 양의 저수량 손실을 야기하는 문제도 함께 공존해 있다. 본 연구에서는 도시하천을 효율적으로 관리하기 위한 방안으로서 영상을 이용한 수자원 관리 기법을 제안하였다. 다시 말해 본 연구에서 수행한 "도시하천에서의 저수량 평가"는 보와 보사이의 흐름에 의한 유량변화가 전체 저수량에 크게 영향을 미치지 않는다는 가정 하에 다음의 세 단계로 이루어진다. 첫째, 현하천을 사주구역, 초지구역 및 그 외 구역으로 구분한다. 둘째, 현장조사를 실시하여 사주나 초지가 수면과 이루는 경사각을 조사하고, 적절한 통계적 기법을 이용하여 대상 하천의 대표 경사 값을 구한다. 또한 현장조사 시 사주나 초지로부터 충분히 떨어진 지점들의 수심을 측량하여 그 외 지역의 평균 수심을 구한다. 셋째, 영상을 해석할 수 있는 도구를 이용하여 구분된 각 구역의 면적을 계산한 후, 두 번째 단계에서 구한 경사각과 수심을 이용하여 저수량을 산정한다. 본 연구에서는 도시하천을 효율적으로 관리하기 위한 방안으로서 영상을 이용한 수자원 관리 기법을 제안하였다. 특히 도시하천에서의 저수량 산정을 위한 기초연구로서 사주 및 초지가 수면과 이루는 방위별 경사각을 조사하였으며, 그 결과를 분석하여 사주와 초지 각각의 경우에 대한 거리와 수심 간의 회귀곡선식을 구하였다. 하지만 세 번째 단계인 "저수량 산정"은 영상의 확보가 어려워, 본 연구에서는 수행되지 못하였다. 향후, 대상지역 뿐만 아니라 전국 어느 곳이라도, 하루빨리 고해상도의 위성영상이 저가에 보급되어 지기를 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.529-533
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• 2012

본 연구에서는 실내실험을 통하여, 하안침식을 고려한 망상하천에서 저수로의 이동특성을 조사하며, 2중 퓨리에 해석에 의하여 사주의 거동특성을 분석하였다. 실내실험은 평균입경이 1.4 mm이고, 표준편차가 1.35인 균일사로 10 cm 의 두께로 전체가 균등하게 채워진, 길이가 12 m, 넓이 2 m 수로에서 수행하였다. 각 시간별 하도의 지형변화에 대하여 2 중 Fourier 해석에 의한 지배적인 성분, 즉 모드(mode)의 변화를 분석하였다. 여기서 1-1 mode는 교호사주(alternate bars)이고, 1-2 mode와 2-2 mode는 2차 횡방향 모드로서 중앙 사주(central bars)를 나타낸다. 1-3 mode와 2-3 mode는 한 단면에서 횡방향으로 3개의 사주가 형성된 것(triple row bars)를 나타낸다. 초기에는 1-1 mode인 교호사주가 지배적이지만, 시간이 증가함에 따라, 교호사주인 1-1 mode는 감소하고, 한 단면에서 3개의 사주가 형성되는 2-3 mode가 지배적인 것으로 나타났다. 이러한 원인은 시간이 지나면서 사주가 발달하고, 하안침식이 되면서, 하폭이 증가하여 상대적으로 수심이 감소하면서 복렬사주가 발달하기 때문이며, Colombini 등(1987)이 이론적으로 예측한 결과와 잘 일치한다. 한 단면에서 3개의 모드가 나타나는 것은 하상에서 변화를 일으키는데 중요한 역할을 한다. 직선하도에서 사주의 수가 증가하는 것은 교호사주의 강한 비선형으로 상호작용하기 때문이다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.26 no.2B
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• pp.209-216
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• 2006

This study is to analyse the characteristics of bar migration, which is important roles to bank erosion and meandering development, for the meandering channels with erodible bed by using a 2-D numerical model in the generalized coordinate systems. The results of the numerical experiments showed that the features of bar migration were affected by the meandering wavelength to the width ratio, and had a relatively good agreement with the criterion for bar migration through a bend suggested by Kinoshita and Miwa (1974). The bar migrated with speed in the channel with long wavelength and broad width, and the criterion for bar migration was increased. The bar celerity was decreased abruptly near the criterion.

• Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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• v.37 no.6
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• pp.96-105
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• 2010

This study identified the dynamic process of sandbar and vegetation distribution of the sandbar on the Tan-cheon River. The study area is located in the lower reaches of the Tan-cheon River that has been managed as an Ecosystem Reserve Area since 2002. For the study, the geomorphological process was analyzed through mapping analysis using a satellite image followed by analysis of the vegetation distribution through an on-site survey. The major findings were as follows : First, In the fluvial geomorphic process, various kinds of sandbars were developed in 1990s, the morphologic characteristics changing continuously. Second, In the distribution of vegetation on the sandbar, the sandbar shore was covered with bare sand substrate or intermittent annual vegetation because of the periodic fluctuation of the water-level due to intensive disturbances. Third, In the relationship between the sandbar formation and vegetation, four types of sandbars were classified: channel-shore stable bar, channel-shore unstable bar, mid-channel stable bar and mid-channel unstable bar, according to the fluvial disturbance & vegetation process. The study verifies that the vegetation distribution is reciprocally related to the geomorphological process. Accordingly, it is meaningful in the selection of plant species and the planting area of the sand bar. However, it is limited to the planting guidelines on river restoration projects. More diverse on-site experimental studies should be conducted.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1716-1720
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• 2010

최근에 하천에 대한 체계적인 조사 및 연구가 수행되지 않은 상태에서 골재채취 및 하천준설이 무분별하게 이루어져 왔다. 이로 인하여 하천의 급격한 하상 및 지형변화가 나타났다. 또한 하천의 안정성, 홍수범람, 수리구조물의 안정성, 하천수를 취수하는 취수장의 취수장애 발생 등 많은 문제점이 야기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 하안침식을 고려하여 골재채취 및 하도준설에 의한 교란하천의 적응과정을 정량적으로 파악하기 위하여 이동상 실내실험을 수행하였으며, 골재채취를 위한 준설 규모의 변화에 따른 하도의 응답 특성을 분석하였다. 실험 수로에서 초기에 유사의 이동이 시작되면서 하안침식이 발달하며, 교호사주가 발달한다. 하상에서 이동하는 유사는 웅덩이(pit)에 포착되면서 하류로 유사의 공급이 차단되며, 웅덩이 하류에서는 사주의 발달이 없으며, 평탄하상을 유지한다.웅덩이가 완전히 되메우기가 완료되며, 유사의 공급에 의해 웅덩이 하류에서도 사주가 발달한다. 시간이 지나면서 사주의 파장은 증가하고, 하상은 새로운 평형상태를 유지한다. 웅덩이 상류에서는 하폭이 크게 증가하고 있으나, 웅덩이 하류에서는 하폭의 증가율이 크지 않다. 또한 웅덩이 하류에서는 상류에서 공급되는 유사가 웅덩이에 의해 차단되고 사주의 발달이 거의 없다. 웅덩이의 되메우기가 진행되고 있는 동안에 웅덩이의 이동속도는 일정하게 유지되나, 되메우기가 완료되면서 웅덩이의 이동속도가 느려진다. 웅덩이의 규모가 증가함에 따라 웅덩이의 되메우기 시간은 증가하고 하안의 침식이 증가한다. 웅덩이의 상류와 하류의 하폭의 차이가 증가하며, 새로운 평형상태에 도달하는 시간이 증가하는 것을 보여 준다.