• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1919-1923
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• 2008

지하수와 지표수의 상호작용은 혼합대(hyporheic zone)와 홍수터 물수지에도 영향을 끼치며 특히 생물학적인 측면에서 중요한 역할을 하는 혼합대의 경우 유역 전반에 걸쳐 불균일한 분포를 나타낸다. 그런데 기존하천-대수층 상호작용에 대한 연구는 하천변에 근접한 지역의 대한 연구로 국한되어 있다. 따라서 단순히 하천-대수층간 상호작용의 영향을 하천변에 국한시키는 것이 아니라 유역규모로 확장하여 유역단위 지표수-지하수 상호작용에 대한 심도 있는 해석을 해야만 보다 정확한 지표수-지하수의 연계운영이 가능하다. 본 연구에서는 유역단위 지표수-지하수 상호작용을 해석하기 위해 완전연동형 SWAT-MODFLOW를 이용하여 하천과 대수층의 상호작용의 강도를 하천 구간별로 찾아내고 그 교환의 공간적 범위도 추정함으로써 혼합대연구를 위한 실증을 수행하고자 한다. 유역 단위의 지표수-지하수 상호작용을 해석하기 위하여 SWAT-MODFLOW모형을 안양천 중상류 유역에 적용시킨 결과 하천과 대수층간에 상호작용의 영향범위와 영향강도 등을 파악할 수 있었다. 하천-대수층 상호작용의 정밀분석을 통한 영향권 산정 및 혼합대의 발생범위 예측은 향후 하천복원 사업시 수생생태계 건강성 지표와 관련된 연구에 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1072-1076
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• 2004

도시 개발에 의해 우수의 불투수지역 확대, 하천부지의 축소, 산림 및 유수지의 감소 등이 급속히 진행되어 하천유량의 변화, 지하수위의 저하, 용수의 고갈, 생태계의 파괴 등이 발생되어 왔다. 도시지역은 도시형 수해발생, 갈수시의 급수안전도 지하, 평시 하천유량의 감소, 공공수역의 수질악화, 지하수 오열 등 여러 가지 문제에 직면하고 있다. 이러한 문제들은 서울의 경우도 예외는 아니며 청계천 복원 사업과 더불어 그동안 방치되었던 도시유역의 물순환 체계를 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 SWAT 모형을 이용하여 도시하천 유역의 물순환을 해석하였다. SWAT모형은 미국 농무성 농업연구소(Agricultural Research Service, ARS)에서 개발된 모델로서, 내규모의 복잡한 유역에서 장기간에 걸친 다양한 종류의 토양과 토지이용 및 토지관리 상태에 따른 물과 유사 및 농업화학물질의 거동에 대한 토지관리 방법의 영향을 예측하기 위해 개발되었다. SWAT 모형은 물리적 이론에 근거한 연속모형으로 준분포형 (Semi-Distributed) 모형이다. 본 연구는 도시하천 유역의 물순환체계 변동을 고려한 물순환 정상화 기술을 개발하기 위한 기초단계로서, 청계천 유역에 내해 모형을 적용하였다. 청계천은 중랑천의 제1지류인 지방2급 하천으로 유역면적 $50.96km^2$, 유로연장 13.75km이며, 2003년 7월부터 ,5.9km의 본류구간에 대한 복원공사가 진행 중이다. 적용유역의 수문${\cdot}$기상${\cdot}$지하수 자료는 1993널 1월 1일 $\~$ 2002년 12월 31일까지의 서울 기상청 자료를 이용하였으며, 지형, 토양, 토지이용 자료는 기존에 구축된 GIS 자료를 이용하였다. 모형 적용결과, 도시하천 유역에 대한 SWAT 모형의 적용성을 확인할 수 있었으며 유역의 물순환계를 구성하는 강수, 지표수, 토양수, 지하수 및 하천수 등의 상호 관계 분석을 통해 장기간의 유역 물순환체계 변화를 분석할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.843-847
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• 2009

본 연구는 가상하도에서의 합리적인 수제공 설계 근거를 확립하기 위하여, 가상하도에서 수제설치 간격에 따른 수제군 주변의 유속 및 벡터 등을 비교 검토하였다. 수제는 하천에서의 흐름을 하도 중앙으로 집중시켜 일정수심을 확보하는 역할을 하며, 하안 및 제방의 보호 및 유로제어를 목적으로 설치되고 있다. 근래 하천정비사업에는 견고한 재료로 하안을 피복하는 호안기법을 사용함으로써 자연스러운 침식퇴적작용을 억제하고 하안을 고착화, 단순화 시켜왔다. 또한, 최근 자연생태계 복원에 대한 관심이 점차 증가함에 따라 하천정비사업에서도 자연친화적인 기법적용에 대한 관심이 커지고 있다. 그렇지만 아직도 수제 서리에 있어서 하천의 흐름특성을 제대로 반영하지 못함으로써 수제를 올바르게 이용하지 못하는 예가 많이 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 가상하도에서 수제설치 간격에 따른 수제군 주변의 흐름특성을 수제공의 수리학적 원리를 통해 수제설치간격에 따른 수제군 주변의 흐름특성을 비교 분석하겠다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.367-367
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• 2016

우리나라는 하상계수가 큰 하천의 특성 때문에 콘크리트 구조의 고정보를 설치하여 하천수위를 유지하고, 취수용으로 사용하여 왔다. 그러나 고정보는 유수방해, 토사퇴적으로 인한 홍수위 상승 등의 다양한 문제를 야기시키고 있다. 이에 따라 4대강에는 다양한 형상과 운영방식이 적용된 가동보가 설치되었으며, 소하천과 중규모 하천 역시 하천기능의 복원을 위한 정비사업이 진행되고 있다. 하천관리의 목표는 하천의 이수, 치수 및 생태환경 기능의 종합적이며, 유기적인 관계를 조화롭게 유지하면서 각 기능을 극대화시키는 것이다. 우선, 토사의 퇴적을 사전에 예방하고, 퇴적된 토사는 유수에 따라 배출될 수 있도록 하단방류 형식으로 개선되어야 한다. 또한 홍수기에는 통수가 원활하도록 보의 기능을 해제할 수 있어야 하는 한편, 하류구간이 범람하지 않도록 상류구간에서의 완충기능을 가져야 한다. 이러한 요구조건을 충족하기 위해서 다단형태의 하단방류형 가동보 수문 시스템을 고려할 수 있다. 다단형태의 하단방류형 가동보 수문시스템은 경사 하천에 가동보에 의해 물을 저수하고, 저수된 물을 보 상류에서 유입되는 유입수량 만큼만을 수문 하단 개도부를 통하여 방류하도록 하여, 일정량이 항상 저류되면서 퇴적토사가 배출되도록 하여 수질을 개선하는 방식이다. 본 연구에서는 금강의 지류인 치성천 9Km 구간을 대상으로 HEC-RAS 4.1 모형을 적용하여 하단방류형 가동보를 하류부터 상류구간까지 다단형태로 설치하였을 경우, 하천의 저류와 분배기능 회복에 따른 홍수위 저감 효과를 고정보 설치의 경우와 비교 분석하였다. 홍수소통 능력을 검토하기 위해서 연구대상 구간을 200년 빈도의 확률홍수량 별로 10개 구간으로 나누어 검토한 결과, 고정보 설치의 경우에는 여유고 기준을 초과하는 부분이 나타났으나, 다단식 하단방류형 가동보를 설치하고, 수문개도를 조작하여 운영할 경우에는 여유고 기준을 초과하는 부분이 없어, 홍수위 저감 효과를 기대할 수 있는 것으로 나타났을 뿐만 아니라, 홍수기이후에도 하천유지용수 기준을 만족하는 것으로 나타났다. 또한 설치 및 유지관리의 비용측면과 용수확보 및 홍수피해 절감의 편익측면에서도 50년 운영주기의 비용편익성은 양호한 것으로 나타났으며, 생태환경보전과 친수공간 확보측면의 편익성을 추가로 고려할 경우, 경제성은 충분히 확보될 것으로 판단되었다.

• 한국습지학회지
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• 제17권4호
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• pp.359-369
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• 2015

하천생태계는 환경, 생태적 중요한 가치를 지니는 공간이지만 최근 다양한 위협에 처해있다. 다양한 복원이 시도되고 있어 유형에 따른 식생특성 발달 정도를 평가하였다. 제방형태 중 자연형제방이 42~45 종류, 인공형제방이 23~38 종류로 확인되어 자연형제방이 인공형제방에 비해 식생의 다양함을 확인하였다. 더불어 자연형 제방에서 인공형 보다 꿀풀과와 사초과가 발달함을 확인하였다. 일년생식물의 출현빈도는 인공형제방 지역이 낮은 빈도임을 확인 하여 하천정비 시 일년생식물이 도입 될 수 있도록 서식공간을 넓게 조성 할 것을 제시하였다. 귀화식물은 총 7과 18종류가 확인되었고 2년생 이상이 많은 비중을 차지하여 지속적 관리를 제시하였다. 귀화율은 인공형지역(14.3%)이 자연형지역(12.1%)보다 높게 분석되어 자연형 하천 및 제방으로 개선을 제시하였다. 미국 농무성의 수변평가법을 적용한 결과 귀화식물 제어와 관교목층 확보가 이루어진다면 하천의 건강성을 제고 시킬 수 있다고 판단하였다. 따라서 소하천 복원 및 개선사업에서는 귀화식물의 제거와 자연형 제방 조성을 통한 관교목 등 식물의 생육기반이 확보 될 수 있는 공법으로 전환을 제시하였다. 이러한 연구결과는 앞으로 추진될 농촌지역 소하천 개선 및 정비 사업에 필요한 공법개발 등 자연형하천 필요성 제기에 활용되길 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권1호
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• pp.29-43
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• 2020

본 연구의 목적은 하천복원에 스텝-풀 연속체를 적용하기 위해 기존 연구결과에서 스텝-풀의 기하구조, 형성 과정, 수리 기능, 복원 및 생태 기능과 관련된 사항을 검토하여 설계기준 및 세부설계 모델을 제시하는 것이다. 분석 및 검토결과를 바탕으로 스텝 간격과 하폭의 비, 단위스텝경사와 하상경사의 비, 및 스텝 높이와 입경 비로서 스텝-풀의 구조 및 규모에 대한 설계기준을 제시하였고, 스텝의 구조적 안정성 확보를 위해서는 키스톤 이론을 근거로 전도에 대한 안정성 해석방법을 설계기준으로 제시하였다. 세부설계 개념으로서 스텝-풀의 평면, 종단 및 횡단 구성에 키스톤과 아치스톤에 대한 겹침구조를 적용한 배치 모델을 제안하였다.

• 한국자원식물학회지
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• 제19권4호
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• pp.471-479
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• 2006

본 연구는 미동산 내 형성되어 있는 소하천 주변의 식생정보와 식물상을 객관적으로 분석하여 자연형 하천복원계획을 위한 기초 자료 제공과 더불어 복원용 소재개발을 위해 수행되었다. 본 지역의 식물상은 33과 84속 81종 14변종 등 총 95분류군이 확인되었다. 출현한 귀화식물은 오리새, 미국개기장, 소리쟁이, 취명아주, 토끼풀, 수박풀, 큰달맞이꽃, 돼지풀, 미국쑥부쟁이, 개망초, 망초, 기생초, 서양민들레, 미국가막사리, 코스모스 등 총 15분류군이었다. 식생군락은 달뿌리풀이 전체 우점종으로 판명되었고 부 우점종이 갯버들, 갈풀, 미국가막사리, 고마리로 관찰되었다. 하천복원을 위해서는 생물종다양성과 서식처 등을 고려해야 할 것이며, 달뿌리풀, 갯버들, 고마리, 큰물칭개나물 등의 다양한 소재 이용이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지역지리학회지
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• 제14권1호
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• pp.1-18
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• 2008

도시개발이 불가피한 상황에서 하천 생태환경을 안정적으로 유지하기 위해서는 인위적 간섭이 하천에 미치는 영향을 자세하게 살펴 볼 필요가 있다. 이 연구는 대전시의 갑천 유역을 대상으로 인위적 간섭이 도시하천에 미치는 영향을 분석하고 하천관리 방안을 찾아보았다. 갑천에 나타나는 인위적 간섭 특징은 첫째, 상류와 중상류 구간은 치수 중심으로 하천을 정비한 뒤 자연 복원되고 있으나 배후지역에 도시개발이 진행되고 있고 하천 정비가 계획되어 있다. 둘째, 중하류 구간은 배후지역이 시가지로 개발되었고 하도가 여가 공간으로 다듬어져 인공 하천으로 굳어 있다. 셋째, 하류 구간은 배후지역에 도시개발과 함께 하도를 정비하여 하천 지형과 생태계가 불안정한 상태이다. 지금까지 기술 공학 중심의 인위적인 하천 관리 때문에 갑천의 하천 지형과 식생은 파괴되었고 생태계 다양성도 잃고 있다. 앞으로 도시하천 관리는 첫째, 사람이 이용하는 공간보다는 하천이 자연 시스템을 유지할 수 있도록 하는데 초점을 맞추어야 한다. 둘째, 도시개발을 할 때 배후지역의 자연환경 특성을 고려하고 하천에 직접적인 영향을 주는 구릉지, 배후습지, 하도의 사력퇴적지와 습지는 보전해야 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.970-970
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• 2012

최근 치수의 기능을 수행하면서 원래 자연하천의 모습을 보전 혹은 복원하는 "생태하천 복원 공법"의 필요성이 대두되고 있으나 구체적인 공법에 대한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구에서는 하천 내 시설물의 조성 시 유황에 따른 자연 하안 유도와 습지형태의 생물 서식공간 조성 유무를 평가하기 위하여 평창강 일원에 목재 유도틀을 설치하고 이에 따른 지형변화, 저서무척추동물을 포함한 수생생물들의 서식특성을 분석하였다. 평창강 금당계곡 일원을 대상으로 RMA-2 모형의 범용프로그램인 SMS 모형을 통해 수리 특성분석을 실시하였고 안산에 있는 수리모형 실험장에서 기본 수리특성 실험 후 수리적 안정성이 확보된 지점에 목재 유도틀을 2009년 9월에 설치하여 유도틀 설치 전과 설치 후 2010년 10월까지의 지형변화를 분석하였다. 지형의 측량은 광파측정기(니콘 DTM-520)로 하였으며 측량된 자료를 이용하여 Contour Map을 작성하여 지형변화를 분석하였고, 유도틀 설치지역을 중심으로 2010년에 3차에 걸쳐 지형 및 생물상 변화에 대한 정량 및 정성조사를 실시하여 비교분석 하였다. 유도틀 설치 후 2010년 하절기에 집중호우에 의한 유도틀의 파손 및 형태변형 등 문제가 없어 수리적으로 안정한 것으로 판단되었다. 지형 변화의 측면에서는 유도틀 조성 전 사질로 되어있던 단순한 선형의 하안이 유도틀 설치 후 다양한 하상재질 및 형태가 변화했으며 유도틀의 배치에 따라서 굼치 및 둠벙형 습지가 형성되었다. 유도틀 설치지역의 3개지점(상부, 중간배후습지, 하부)에서 저서무척추동물에 대하여 모니터링한 결과, 설치된 유도틀의 중간지점에서 가장 높게 종의 서식이 확인되었으며 상부지점과 하부지점은 상대적으로 낮게 나왔으나 상부지점 보다는 하부지점이 양호하게 나타났다. 조사시기별 개체수의 변화에서는 종수변화와 패턴이 유사하게 나타났으며 깔다구와 꼬마줄날도래등 특정종의 증식이 많았다. 또한, 굼치 및 둠벙형 습지 내에 어류의 치어 및 유어, 양서류, 파충류등 다양한 생물의 서식이 확인되었다. 이는 유도틀에 의해 생성 및 유도된 지형변화가 하천을 기반으로 생활하는 생물들에게 다양한 피난처 및 은신처 역할을 잘 제공하고 있음을 보여준다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권1호
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• pp.33-41
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• 2015

본 연구는 어류서식적합도 향상을 위해 유전자알고리즘을 이용한 하천의 구조개선 방안을 제시하였다. 하천구조 개선에 의한 수리특성의 변화에 따른 어류 서식적합도와 물리적 교란양상과의 상관특성을 분석하였다. 원주천의 하천 환경조사와 어류의 군집특성을 이용하여 수중 생태계를 대표할 수 있는 복원 목표어종으로 참갈겨니를 선택하였다. 참갈겨니의 서식적합지수를 사용한 서식적합도 분석은 PHABSIM 모형을 이용하였다. HEC-RAS를 이용한 수리특성 분석과 하천교란 평가방법을 이용하여 물리적 교란평가를 수행하였다. 서식적합도 향상을 위한 최적의 저수로 폭의 개선방안을 제시하였다. 하천구조의 개선에 의한 수리특성의 변화에 따른 서식적합도와 물리적 교란의 상관성을 분석하여 어류 서식적합도와 물리적 교란 평가점수의 향상이 있음을 확인하였다. 서식적합도 향상을 위한 하천의 구조 개선은 물리적 교란의 평가점수의 향상을 가져옴을 확인하였다.