• 제목/요약/키워드: 하천연구센터

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도시지역 토지이용을 고려한 침수피해액 산정 (Estimation of Flood Damage Considering Land Use in Urban Area)

  • 탁용훈;이재광;김영도;강부식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.4-4
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    • 2018
  • 도시의 발전으로 인해 시 도를 비롯한 시가 및 건조지역의 토지이용은 매우 복잡하게 변화되었다. 과거 농경이 주된 경제활동인 경우 주거지역은 매우 단순한 형태로 구성되었고 논, 밭, 산림 지역 등이 주를 이루었지만, 도시로 산업이 집중, 발달하고 인구가 밀집되며 주거지역, 상업, 공업, 교통지역 등 시가지역은 매우 다양하고 복잡하게 변화되었다. 도시가 발달하며 주거지의 건물가치와 상업 및 공업지역의 자산, 교통 및 공공시설의 공공적 가치가 상승하였고, 침수 발생시 사유재산 및 사회적 피해가 증대되고 있다. 시가 및 건조지역은 대부분 불투수율이 높은 지역으로 구성되어있으며, 이러한 도시에서 침수가 발생할 경우 지표수의 이동, 매설된 관거의 형상과 통수능에 의한 월류가 주된 원인으로 작용하여, 도로 및 건물의 형태에 의해 매우 복잡한 형태로 침수현상이 나타난다. 이러한 도시의 침수피해를 분석하기 위해 복잡하고 고 가치화된 도시의 토지이용 특성을 잘 반영한 침수 피해분석이 필요하고, 피해를 줄이고 재산을 보호하기 위한 치수시설의 도입에 따른 피해액 감소 및 경제성 분석이 우선시 되어 효율성과 타당성을 판단할 수 있어야 한다. 토지이용 특성이 반영되지 않을 경우 피해액을 다소 과소, 과대하게 산정할 수 있다. 홍수피해의 경제성을 분석하기 위한 방법에는 다차원 홍수피해 산정방법이 있으며, 경제성 분석은 하천의 정비상태, 하도 및 관거, 제방 및 유수지 등 홍수 방지시설 등 구조적, 비구조적 대책을 모두 대상으로 하여야 하며, 인명과 재산이 집중된 도시의 경우 보다 정확한 피해액을 산정할 필요가 있다. 본 연구는 과거 침수피해가 있었던 도림천 유역을 대상으로 도시지역의 유출모의에 적합하다고 알려진 SWMM 모형을 활용하여 도시유출 해석 및 침수현상을 분석하였으며, 다차원 홍수피해 산정방법을 활용하여 주거, 상업 및 공업자산을 반영하기 우해 토지이용 특성에 따른 침수피해액을 분석하였다.

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상류 수위를 활용한 낙동강 하구둑 유출량 추정 (Estimating Nakdong Estuary Barrage outflow using upstream hydrograph)

  • 심규현;정한철;황도현;김대선
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권3호
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    • pp.165-171
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    • 2023
  • 낙동강 하구둑은 담수와 해수가 만나는 감조하천 환경으로 하구둑에서 방류하는 지표수 유출량과 연안 해저 지하수 유출량에 대한 모니터링이 체계적으로 요구된다. 본 연구에서는 낙동강 하구둑 상류 지역에 위치한 수위자료와 물수지분석을 통하여 변화 저수량과 방류량을 계산하였다. 해저를 통한 육상에서의 지하수 유출도 원격탐사 기반 지형자료와 수문 모델링 자료를 근거로 산출하여 낙동강 하구둑 유출량과 비교 분석하였다. 제안된 방법은 현장 측정 이외의 원격탐사 기반 고도계 자료를 활용하여 수자원 관리에 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 담수 지표수 유출량 뿐만 아니라 해저 지하수 유출이 연안에 미치는 영향이 크기 때문에, 낙동강 하구둑 생태계 모니터링에서 담수와 해수의 상호 관계에 대한 연구도 충분히 고려되어야 할 것으로 사료된다.

글로벌 위성기반 수자원 데이터 활용 메콩지역 수리/수문모델 시범 구축 II - HEC-RTS/RAS 모형 적용을 중심으로 (Establishment of hydraulic/hydrological models in the Mekong pilot area using global satellite-based water resources data II - focusing on HEC-RTS/RAS model application)

  • 조영현;노준우;박상영;박진혁
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.121-121
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    • 2022
  • 한국과 미국은 2018년 8월에 발표한 메콩우호국(Friends of the Lower Mekong, FLM) "메콩지역 수자원 데이터 관리 및 정보공유 강화에 관한 공동성명"을 계기로 메콩유역의 실시간 수자원 변동 모니터링 및 분석과 수자원 데이터 공동활용 역량을 강화하여 효율적이고 과학적인 수자원관리 지원과 함께 한국의 신남방정책과 미국의 인도-태평양 전략 시너지효과를 극대화하고자 메콩 주변국 재해경감 및 수자원 데이터 활용 역량강화를 위한 글로벌 위성기반 수문자료의 생산·활용 및 홍수·가뭄 등의 수재해 분석기술을 개발하고 있다. 여기에는 한국 K-water의 물관리 기술과 미국 NASA, USACE의 위성활용 및 수자원분석 기술을 접목하여 메콩지역의 체계적인 물관리 및 재해로부터 안전성 확보 기여에 목표를 두고 연구를 진행 중에 있다. 본 연구에서는 전 세계적으로 광범위하게 활용되고 있는 미공병단(USACE, U.S. Army Corps of Engineers)의 HEC software 프로그램을 메콩 시범지역(pilot area)에 적용하여 수리/수문모델 구축을 진행하고 있다. 구축되는 모형은 유역 상류 댐의 연계 모의운영 및 하류 홍수분석이 동시 가능한 HEC-RTS(Real-Time Simulation)로 이는 HEC-HMS, -ResSim, -RAS와 -FIA 모형이 순차적으로 결합된 수리/수문 모델링 시스템이다. 모형의 시범적용 지역은 현지 메콩위원회(MRC, Mekong River Comission)의 의견 등을 반영, 메콩강 하류지역(Lower Mekong) 본류 유역에 위성자료 활용 및 준실시간(near real-time)으로 댐 모의운영 등을 고려할 수 있는 JingHong댐(중국 란창강 최하류)에서 라오스 Xayaburi댐(메콩강 최상류)까지의 구간을 선정하였으며, 전년도에는HEC-RTS 중 HMS(Hydrologic Modeling System) 모형 적용을 중심으로 가용한 위성자료(GPM IMERG)를 활용하여 과거 홍수사상에 대한 모의를 고려한 강우-유출모형의 구축을 완료하였다. 이에 연속하여 금년도에는 동일유역 내 하천 단면 등이 확보된 Chiang Saen 지점에서 Xayaburi 댐까지의 구간에 대해 RAS(River Analysis System)을 구축할 예정으로 구축된 RAS 모형은 HEC-RTS에 포함되어 메콩 시범지역의 종합적 수리/수문분석에 적용될 예정이다.

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인공증식된 멸종위기종 여울마자의 포식 위험원 노출에 따른 포식자 인지 변화 (Change of Predator Recognition Depends on Exposure of Predation Risk Source in Captive Breed Endangered Freshwater Fish, Microphysogobio rapidus)

  • 허문성;장민호;윤주덕
    • 생태와환경
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    • 제56권4호
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    • pp.406-413
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    • 2023
  • 어류의 시각적 및 화학적 정보를 토대로 포식자를 인지하는 능력은 개체가 자연에서 생활하는 동안 학습을 통해서 확보된다. 하지만 인공증식된 멸종위기종들의 경우 자연적응력 부족으로 인한 복원효율성 저하가 지속적으로 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 복원을 위해 인공증식된 멸종위기종 여울마자의 자연적응력 증진을 위해 포식자 인지 능력 증진을 수행하였다. 연구결과 포식자 인지 훈련 기간에 따라 자극원에 대한 반응성이 달라짐을 확인할 수 있었으며, 인공증식된 여울마자는 동종의 알람신호를 통해 위험을 인지하는 능력이 떨어져 있었으며, 이는 포식 위험원 노출을 통한 훈련으로 개선이 가능하였고, 포식자에 노출되었을 때 포식자와 알람신호에 동시에 노출 되었을 경우 훈련 기간이 길어짐에 따라 자극에 대한 반응성이 줄어드는 것을 확인하였다. 알람신호에 대한 반응은 시간이 지날수록 커지는 경향을, 포식자에 대한 반응은 훈련 48시간 후 가장 높은 반응을 보이고 72시간 후 반응성이 떨어지는 경향을, 알람신호와 포식자 동시 노출에 대한 반응은 훈련 이전 가장 높은 반응을 보인 뒤 반응성이 낮아진 채로 유지되는 경향을 보였다. 따라서 방류 전 인공증식 개체의 동종의 알람신호(화학적 자극)에 대한 반응성을 높이기 위한 프로그램이 필요하며, 포식자(시각적 자극)에 대한 반응성도 높게 나타난 48시간가량의 포식 위험원 노출이 적합하다고 판단된다. 본 실험을 통해 인공증식 여울마자의 동족 알람신호 자극에 대한 반응성 부족이 확인되었으며 멸종위기종 방류전 자연성 증진 프로그램의 운용의 필요성이 확인되었다.

농업유역의 논 관개 회귀수량 추정 (Estimation of irrigation return flow from paddy fields on agricultural watersheds)

  • 김하영;남원호;문영식;안현욱;김종건;신용철;도종원;이광야
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제55권1호
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    • pp.1-10
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    • 2022
  • 논으로 공급되는 관개용수는 필지에서의 증발산량 및 지하침투량과 용배수로를 통한 자연적 및 인위적인 배수량으로 소비된다. 관개 회귀수량은 관개를 통해 농경지에 공급된 수량 중에서 증발산에 의해 소비되지 않고 침투 또는 배수 등을 통해 하천으로 회귀되는 수량이다. 논 관개 회귀수량은 농업용수의 건전한 물순환 관리에 중요한 역할을 하며, 유역의 용수공급계획, 하천유황의 예측, 관개용수의 사용량 결정, 하천수질관리 및 농업유역의 수문모델링 등에 중요한 인자로 작용한다. 본 연구에서는 강원도 원주시 흥업저수지를 대상으로 단일 수원공 및 농업유역 단위의 회귀율을 추정하기 위하여 2017년부터 2020년까지 모니터링 및 EPA-SWMM (Environmental Protection Agency-Storm Water Management Model) 모델링을 수행하였다. 기상자료, 저수율, 관개수로 실측 유량자료를 입력하여 평야부의 관개수로 네트워크 모델 기반 SWMM 모델링을 수행하였으며, 용배수로별 공급량과 배수량을 산정하였다. 2020년 실측 저수율, 용배수로 유량 모니터링 데이터를 활용하여 SWMM 모델의 적용성을 검증하였으며, 평야부 수혜면적의 용배수로 네트워크를 구성하여 저수지로부터 공급된 관개량 중 배수로를 통해 하천으로 유입되는 신속회귀수량 및 회귀율을 추정하였다. 흥업저수지의 회귀수량 산정 결과 2017년부터 2020년까지의 연평균 신속회귀수량 및 회귀율은 각각 2,407,000 m3, 53.1%로 추정되었으며, 대상 저수지의 시점부 및 취입보 공급량, 수로부 배수량, 회귀수량 산정 결과를 활용하여 소규모 단일유역인 농촌유역의 물순환 특성 분석을 수행하였다.

2021년도 국내 골재 수급 분석 (Aggregate of Korea in 2021)

  • 홍세선;이진영
    • 자원환경지질
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    • 제56권1호
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    • pp.87-101
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    • 2023
  • 이 연구는 매년 국내 골재의 수요공급이 어떠한 형태로, 얼마만한 양으로 이루어지며, 이에 따라 향후 수급에 대한 전망을 파악하는데 있다. 2021년 국내 골재 총 채취량은 약 1억 3,574만 m3 이며, 이 중 모래는 약 4,726만 m3 (35%), 자갈은 약 8,848만 m3(65%) 채취되었으며, 허가채취는 약 6,298만m3(46%), 신고채취는 약 7,276만m3(54%)이다. 골재원별로 보면 하천골재 약 38만 m3, 육상골재 약 348만m3, 산림골재 약 4,990만m3, 바다골재 약 922만m3, 선별파쇄 약 6,736만m3, 선별세척 약 355만m3, 그리고 기타신고골재가 약 185만m3로 선별파쇄골재와 산림골재가 전체 채취량의 약 86%를 차지하고 있다. 광역시도에서는 경기도가 골재를 가장 많이 채취하였으며, 그 다음으로 충청남도, 인천광역시, 경상남도, 충청북도, 강원도, 전라남도, 경상북도의 순이다. 2021년에는 231개 시군구의 약 64%인 148개 시군구에서 골재를 채취하였다. 100만m3 이상의 골재를 채취한 시군구는 48개이며, 이들 시군구에서는 전국 채취량의 74%인 약 1억 82만m3를 채취하였다. 2021년도에는 약 1,000개소 정도의 채취장이 운영되었으나 실제 골재를 채취한 채취장은 약 805개소이다. 선별파쇄가 약 377개소로 가장 많으며, 산림골재는 192개소, 육상골재는 139개소 내외이다. 100만 m3 이상을 채취한 채취장은 15개소이며, 1만 m3 미만의 소규모 채취장도 약 85개소이다. 약 372여개의 허가채취장에서 허가기간은 최장 32년에서 최소 2개월이며, 허가기간이 10년 이상인 채취장은 100개소이다. 그러나 2023년 이후 채취가능한 채취장이 약 40%이며, 2021년 수준의 골재 허가채취물량을 유지하기 위해서는 매년 최소한 100개소 이상의 채취장에 대해 허가연장, 신규허가가 필요할 것이다.

계산형 위어에서의 파형흐름 수치모의 (Numerical Modeling of Wave-Type Flow on a Stepped Weir)

  • 백중철;강준구;이남주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.65-65
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    • 2016
  • 위어나 낙차공 같은 수공구조물 직하류부에서는 다양한 형태의 흐름조건이 발생한다. 낙차공 하류에서 발생하는 독특한 흐름형태 중 하나는 정상파형도수를 갖는 파형흐름이다. 이 연구에서는강 등(2010)이 수리실험을 수행한 바 있는 계단형 위어 하류부에서의 형성되는 파형흐름을 3차원 수치해석을 수행한다. 위어 구조물 위를 통과하는 난류흐름을 해석하기 위해서 Spalart-Allamaras 1방정식 모형을 이용한 URANS 수치모의와 DES (detached eddy simulation)을 실시하였다. 위어 주변에서의 자유수면 변동, 파상도수, 자유수면에서의 와류 그리고 바닥부근에서의 재순환 영역의 형상과 크기, 선정된 종방향 위치들에서의 흐름방향유속분포 등의 항으로 수치해석결과를 실험값과 비교하여 수치모의의 적절성과 난류모델들의 성능을 평가한다.

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부유 물질 거동 분석을 위한 실규모 실험 및 입자 분산 모형 적용 (Real Scale Experiment for Suspended Solid Transport Analysis and Modeling of Particle Dispersion Model)

  • 신재현;박인환;성호제;이동섭
    • 융합정보논문지
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    • 제10권12호
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    • pp.236-244
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    • 2020
  • 본 연구에서는 하천실험센터에서 부유 물질 실험을 수행하여 부유 물질의 거동 및 확산을 관찰하고 이를 입자분산모형을 통하여 그 이동을 구현하고자 하였다. 규사를 물과 믹서기를 이용하여 혼합한 후 실규모 크기의 실험수로에 인위적으로 투입하고 레이저부유사측정기(LISST)를 이용하여 부유 물질의 농도를 측정하였다. 실험에서 드론 이미지 및 부유사 측정기 관측 데이터와 입자 분산 모형을 통해 부유 물질의 거동을 모의하여 비교한 결과, 비교적 실험 결과가 구현이 잘 된 것을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 입자 분산 모형의 적용성은 물론, 높은 강우량으로 인한 유량 발생 시 부유 물질 예측 활용성을 기대할 수 있게 되었다.

피아노건반 물넘이의 수리성능분석을 위한 수리모형실험 (Hydraulic experiment for analysis of hydraulic performance of the Piano Key Weir)

  • 이병욱;장은철;백동해;윤재선;송현구
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.258-258
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    • 2022
  • 물넘이 형식에는 수문과 밸브로 조절할 수 있는 조절형식, 개수로 및 관수로 형식의 자연적으로 수위조절이 되는 비조절형식, 레버린스(Labyrinth), 피아노건반(Piano Key Weir), 사이펀(Siphon) 등의 특수형식으로 구분할 수 있다. 이 중에서 피아노건반 물넘이는 레버린스 물넘이를 피아노건반 모양으로 개량한 것으로 2003년 알제리 Biska 대학의 Quamane 교수에 의해 제안되었다. 제한된 물넘이 폭에 물넘이의 길이를 연장하여 방류능력을 증가시키는 효과를 나타내는 물넘이 형식으로 여수로의 월류수심을 낮게 유지하면서 방류량을 증가시킬 수 있다. 피아노건반 물넘이는 2006년에 프랑스에서 최초로 적용되었으며, 현재까지 약 30여 지역(프랑스, 베트남, 호주 등)의 댐에 적용되었다. 본 연구에서는 국내 저수지를 대상으로 여수로에 피아노건반 물넘이를 적용하여 방류능력과 수리적 안정성 검토를 위해 농어촌연구원 국제융합수리시험센터에서 수리모형실험을 수행하였다. 농어촌연구원은 2018년도에 기존 수리모형실험 시설을 확장하여 가로 250m, 세로 102m의 국내 최대규모의 실내 수리모형실험 시설을 준공하였고, 대형유사순환수로, 고정식 급경사수로, PIV 전용실험수로 등 기능별 7종의 실험수로를 갖추고 있다. 수리실험은 Froude 상사에 의한 축척을 적용하여 모형을 제작하였고, 기존의 수리시설과 하류하천까지 포함하여 70m(L)×20(B)×2m(H) 규모이다. 실험은 유량을 다양하게 변화시키면서 수위-방류량을 검토하였고, PMF 홍수위에서 방류량이 배제 가능한지 검토하였다. 또한, 물넘이의 안정성 검토를 위한 접근유속을 게측하였고, 물넘이를 통해 월류하는 흐름의 유황을 분석하여 수리학적으로 안정한 흐름이 발생하는지 검토하였다.

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금강수계 미호천에 서식하고 있는 유영성 어종의 서식지적합도지수 산정 (Calculation (Computation) of Habitat Suitability Index for Swimming Fish Species Living in Miho Stream in Geum River Water System)

  • 허준욱;김경훈;이종진
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제8권1호
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    • pp.9-21
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    • 2021
  • 본 연구에서는 금강수계 미호천의 어류 서식지적합도지수 산정을 위해 12개 조사지점에서 어류 및 유량조사를 실시하였고, 미호천을 대표할 수 있는 2개 지점을 선정하여 어종별 수심 및 유속 등 물리적서식지 정보를 구축하여 서식지적합도지수를 산정하였다. 2019년 9월부터 2020년 5월까지 총 4회 실시한 현장조사 결과에 따르면 총 8과 37종 5,754개체가 출현하였고, 어류군집의 유영특성은 정수성 어종이 22종, 중간종 7종, 유수성종 8종으로 유속이 느린 수역을 선호하는 정수성종의 출현 종수가 가장 많은 것으로 확인되었다. 서식지적합도지수는 수심과 유속 구간별 채집된 개체수와 유량조사 결과를 이용하여 WDFW 방법에 따라 산정하였다. 우점종인 피라미와 유영성 어종을 대상으로 상류의 가산교 지점과 중류의 팔결교 지점에서 각각 산정하여 결과를 비교하였다. 단일종은 수심 0.1 - 0.5 m, 유속 0.2 - 0.5 m/s의 범위에서 상류와 하류간 큰 차이를 보이지 않았고, 유영성종의 경우 수심 0.2 - 0.5 m, 유속 0.2 - 0.5 m/s의 범위로 단일종과 유사하게 산정되었다. 우점종인 피라미의 물리적 서식범위가 광범위하였고, 유영성종 간의 서식지적합도지수는 유사하게 산정된 결과를 보였다. 이와 같은 결과는 미호천의 환경생태유량 산정 및 하천복원 계획을 위한 기초자료로 활용성이 높을 것으로 판단된다.