• 한국지리정보학회지
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• 제16권4호
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• pp.189-203
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• 2013

본 연구는 수생태계 건강성 변화에 대한 다각적인 분석이 가능하도록 정보를 제공하는데 필요한 자료를 수집하고, 상호 연계 또는 중첩, 활용할 수 있는 데이터베이스를 구축하는 방안을 모색하는데 목적이 있다. 특히 수생태계 건강성 정보를 기반으로 생태계를 구성하고 있는 개체 또는 개체군들 간의 상호작용 및 생태계 차원에서 일어나는 여러 가지 생태현상들을 그 지역의 환경변화(오염발생원, 수변환경 변화 등)와 결부시킨 종합적인 분석이 가능한 DB를 구축하고자 하였다. 이를 위해 수생태계 건강성 조사 및 평가 결과자료와 한국형 Reach File(KRF), 하천자연도, 물환경정보시스템 자료 등을 수집하였다. 수집된 수생태계 건강성 조사 결과 및 한국형 Reach File, 하천자연도 등은 자료 DB 개별속성에 대해 상세 분석을 수행하였으며, 수집데이터의 형식이 다양하게 구성되어 있어 데이터형식별 구성현황 및 상세 데이터 내에 대해 조사 및 분류별 정리를 수행하였다. 본 연구에서는 개별데이터에 대한 핵심주제를 도출하였으며, 주제별 특성과 관련된 항목정보들을 추출하여 주제별로 분류 관련 엔터티를 도출하였다. 또한, 개별 주제별 엔터티간 연계를 위한 관계값을 가진 엔터티도 도출하였다. 본 연구에서는 수생태계 건강성 결과 자료의 효율적인 분석 및 보전, 복원을 위한 방안 제시를 위해 수생태계 건강성 조사 및 평가, 한국형 Reach File, 하천자연도 등의 자료를 이용하여 공간 속성 위상 데이터를 구축하였으며, 이를 기반으로 각 자료의 연계성을 분석하여 정확하고 과학적인 수생태계의 건강성 통합정보 분석방안을 개발하고자 하였다.

• 생태와환경
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• 제56권1호
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• pp.45-56
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• 2023

본 연구는 저서성 대형무척추동물을 이용한 RIVPACS 유형의 국내 실정에 맞는 수생태계 예측 및 평가모델을 구축하기 위한 사전 연구로서 수행되었다. 자연상태의 하천인 887개의 참조하천을 선정하고, 참조하천을 저차하천과 고차하천으로 구분한 뒤 random forest 알고리즘을 이용하여 각각의 과에 대하여 예측모델을 구축하였다. 저차하천은 학습과 검증 데이터를 7 : 3의 비율로 나누어 구축하였으며, 고차하천의 경우에는 leave-one-out 방법을 이용하였다. 예측모델에 사용된 환경변수는 비계량 다차원 척도법(NMDS)을 이용하여 선정되었으며, 고도, 경사각, 평년평균기온, 숲의 비율, 하폭, 여울 비율, 하상 구조의 큰돌의 비율로 7개의 변수가 선택되었다. 3,224개의 조사대상 지점을 하천차수에 따른 유형에 따라 구분한 뒤, 각각의 유형에 해당하는 모델을 이용하여 30개 과에 대한 과 단위의 생물상을 예측하였다. 예측된 생물상(E)은 실제 생물상(O)과 생물지수를 이용하여 비교되었다. 생물지수는 BMWPK 지수를 과의 수로 나눈 ASPT를 이용하였다. 그 이후 EQR 지수(O/E)를 이용하여 각 조사지점의 건강성을 평가하였다. 마지막으로, EQR 값을 기존에 이용되고 있는 BMI 값과 비교하였다. 건강성 점수 평가 결과, 실제 군집은 0~20과, 예측된 군집은 0~19과 범위로 예측되어 유사하게 나타났다. 실제 ASPT는 평균 4.82 (±2.04 SD), 예측된 ASPT는 6.30 (±0.79 SD)으로 예측된 값이 더 높게 나타났다. ASPT와 BMI의 비교 결과, 대체로 EQR이 BMI 지수보다 높은 값을 보였다. 이는 참조하천 선정에 있어서 조금 교란된 지점도 자연상태로 가정하여 참조하천으로 이용되었기 때문으로 보인다. RIVPACS 모델은 생태학적 상태에 대한 단순하지만 명확한 진단을 제공해줌으로써 국내 하천 관리에 도움이 될 것으로 기대된다. 본 연구는 연구가 미진하였던 우리나라 실정에 맞는 RIVPACS 유형의 평가법을 개발하는 선행 연구로서의 의의가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.501-505
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• 2009

본 연구는 선진국의 국가 수자원 정책지표를 파악하여 우리나라의 환경에 맞는 정책지표의 개발을 목적으로 하고 있다. 본 연구의 수행을 위하여, 선진국의 수자원관리 및 정책지표를 파악하였으며, 국가수자원정보 시스템 등 수자원 정보시스템을 적극적으로 활용하였다. 특히, 기후변화의 영향으로 인한 하천환경의 급격한 변화가 예상됨에 따라 현재의 하천환경을 정확히 파악하고, 그것을 토대로 적절한 하천환경에 관한 정책이 수행 될 수 있도록 하는 것에 역점을 두고 있다. 그러한 목적을 달성하기 위하여 물놀이 가능 하천 비율, 하천생태 건강성, 하천자연 보전도, 그리고 상수원수질 안전성이라는 4가지 핵심지표를 개발하였다. 각각의 지표를 활용함으로써 하천환경 전반에 관한 사항을 정확하게 진단할 수 있고, 따라서 이에 근거하여 적절한 하천환경에 관한 정책목표를 수립할 수 있게 될 것이다. 또한 본 연구에서는 각 지표를 통하여 현재의 상태평가를 행하고 있으며, 이를 통하여 기간별 정책목표를 설정하고 있다. 본 연구를 통하여 하천환경 분야에 관한 우리나라 수자원 정책의 장기방향을 설정하여, 불확실한 기후변화에 대응할 수 있는 기반을 제공할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.464-464
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• 2021

우리나라는 최근 도시지역의 광역화로 인해 시가화 지역이 지속적으로 증가하고 있으며, 이로 인해 증가한 불투수면적은 이수 및 치수 측면에서 다양한 문제를 야기하여 유역의 물순환 체계를 왜곡하고 있다. 더불어 하천의 건천화에 따른 하천 유지유량의 감소 및 공공수역으로 방출되는 오염물질의 증가는 하천의 다양한 환경적, 생태학적 문제를 야기하고 있다. 따라서 최근에는 유역 물순환 관리가 국가 물관리 정책의 핵심 전략으로 부각되고 있으며, 적절한 물순환 관리를 위해서는 물순환 건전성이 취약한 우선관리 유역을 도출하고, 해당 유역을 중심으로 보다 체계적이고 통합적인 유역관리 기술이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 유역 물순환에 영향을 미치는 주요 요소들을 기후, 수문, 수질 및 사회·경제적 요인 측면으로 구분하고, Pressure-State-Response (PSR) framework를 적용하여 각 요소 별 주요 평가 지표들을 압력 (Pressure), 상태 (State) 및 반응(Reponse) 요인으로 분류하였다. 또한 전국 소권역 단위에 대하여 각 지표들을 분석하여 기후, 수문, 수질 및 사회·경제적요인 별 물순환 건강성 점수를 산정하였다. 한편, 지역 및 요인별 물순환 건강성 점수를 기반으로 핫스팟 분석 (Hot Spot Analysis)을 수행하여, 통계적으로 유의미한 패턴을 나타내는 지역을 중심으로 우선관리가 필요한 지역을 도출하였다. 본 연구에서 도출한 물순환 건강성 평가 요소별 점수 및 핫스팟 분석 결과는 향후 물순환 우선관리 지역 선정에 있어 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.327-336
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• 2007

본 연구는 1999년 6월과 8월에 남한강 상류수계의 15개 조사지점으로부터 어류의 다변수 모델을 이용하여 생태건강성을 평가하였고, 전통적인 군집분석에 의한 지수와 서로 비교 평가하였다. 본 연구를 위해 우리나라의 생태적 특성에 맞게 보완된 10-메트릭 건강성 평가 모델을 적용하였다. 어류조사에 따르면, 총 6과 24종이 출현하였고, 생태적인 교란정도와 하천차수에 따라 일부 변이를 보였다. 생태길드분석에 따르면, 민감종과 충식종은 각각 91%, 56%로서 생태적으로 수환경이 건강한 상태로 나타났다. 그러나 S1과 S2의 2차 하천에서는 내성종이 66%, 잡식종이 76%가 채집되어 물리적 서식지의 질적 저하가 영향을 나타낸 것으로 판단되었다. 본 수계에서 생태건강도의 평균 모델값은 38로서 양호상태를 보였고, 개별적 IBI 값의 패턴은 다른 산간계류형 하천들과 유사하여 비교적 이화학적 오염에 의한 영향이 적은 것으로 사료되었다. 하천차수에 따른 IBI 값과 종다양성 지수와의 비교에 따르면, 두 변수 값은 분명한 차이가 있음을 보여주었다 Shannon-Weaver의 종다양성 지수는 실제 군집상태를 잘 반영하지 못했으며, 특히 2차 하천에서의 종다양성 지수 변이의 폭은 IBI 값으로 산정한 생태 건강도에 비해 훨씬 크게 나타났다. 본 연구결과는 다변수 메트릭에 의한 연구 접근방식은 수생태계 관리에 유용한 도구로 사용될 수 있으나, 기존의 종 다양도 지수와 같은 군집 분석법은 하천차수를 고려하지 않을 경우 비효율적인 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제49권2호
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• pp.147-152
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• 2016

본 연구는 국립공원 생태계 건강성 평가 방법을 개발하기 위해 실시하였다. 국립공원 자원 모니터링 사업은 국립공원 생태계의 구성, 구조 및 기능의 현재 상태를 파악하고, 장기적인 경향성에 대해 과학적 정보를 개발하기 위함이다. 또한 지속 가능한 생태계를 유지하기 위해 과학적 관리방법을 결정하는 자료를 제공한다. 평가 결과는 공원 보전과 공원정책에 반영하고 국민과의 공감 기회를 확대할 수 있다. 건강성 평가 프로그램 절차는 목표 설정 및 개념 정립, 개념적 모델 개발, 프레임 설정, 평가 지표 선정, 평가등급 및 지수화, 건강성 평가 순으로 진행하였다. 건강성 평가 지표는 공통 지표, 선택 지표, 기후 지표 등 총 13개의 지표를 추출하였으며, 평가 결과의 시각화를 위해 픽토그램을 개발하였다. 건강상태를 5개 색깔로 구분하였으며, 과거의 상태와 비교하기 위해 3개의 도형으로 구분하였다. 건강성 평가를 실시한 결과 설악산, 오대산국립공원이 높게 평가되었으며, 북한산, 계룡산국립공원이 낮게 평가되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제2권2호
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• pp.108-117
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• 2015

본 연구는 우리나라 하천수계의 하천환경 관리를 위해 적용되고 있는 생물학적 평가체계를 법제도적 기준과 실행계획 측면에서 검토 분석하여 문제점을 도출하기 위하여 수행되었다. 하천법과 하천사업의 계획 설계과정의 관련 지침, 수질 및 수 생태계 보전법과 수 생태계 건강성 평가 기준을 중점적으로 비교 검토하였다. 무엇보다 하천환경평가 관련 법제도적 근거가 미흡하고 관련 기준과 지침이 구체적이지 못하여 하천환경 관리의 실효성이 확보되지 못하고 있는 것으로 판단되었다. 또한 국토교통부와 환경부로 이원화된 하천수계 관리체계를 반영하듯 생물 분야의 평가항목과 기준이 수자원 관리와의 통합적 수준에 이르지 못한 채 두 부서의 사업추진 과정에서 단편적으로 고려되고 있었다. 특히 생물 중심의 평가항목과 기준은 물리구조적 서식환경 또는 수질과 연관된 수생생물에 국한되어 있을 뿐만 아니라 대다수 생물에 대한 정밀 조사를 필요로 하는 환경영향평가의 과정으로 고려되는 수준이었다. 결론적으로 하천수계를 대표할 수 있고 비교적 변동성이 적은 식생, 어류, 조류 등 고등생물을 지표화한 신속하면서도 공간 정보화된 정량적 평가기법이 마련되어야 할 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.8-8
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• 2017

본 연구는 원주천 16 km 구간을 대상으로 안정하도 설계에 따른 하상의 변동과 그에 따른 물리적 생물학적 교란 영향을 분석하였다. 안정하도 설계를 위한 방법으로 구간별 안정경사관계곡선을 도출하였으며, 현재 하도의 구간별 경사와 비교하여 안정/불안정을 판단하였다. 원주천 대상구간은 총 20개구간 중 17개 구간이 안정한 하상경사로 나타났으며, 하류부 2개 지점과 상류부 1개 지점에서 불안정 경사로 나타났다. 불안정 구간의 안정하도 설계를 위한 방법으로는 하천시설물의 도입을 통한 하상변동의 유도로 안정경사를 설계하는 방법과 하도의 준설과 하상보호공의 설치에 따른 안정경사 설계 방법을 이용하였다. 하천시설물의 도입을 통한 안정하도 설계의 경우 2개의 구간에서 추가적인 안정하도의 설계로 총 19개 구간이 안정하도로 설계되었으며, 하도의 준설과 하상보호공의 설치에 따른 안정하도 설계의 경우 20개 구간 전부에서 안정경사로 설계되었다. 아울러 안정하도 설계에 따른 하천의 물리적 생물학적 교란 양상을 분석하기 위해 물리적 교란개선 평가 결과와 물리서식처의 변화를 분석하였다. PHABSIM 모형을 이용하여 원주천의 최우점종인 참갈겨니를 대상으로 평수량에 대한 서식적합도 (HS, habitat suitability)와 가중가용면적 (WUA, weighted usable area)의 변화를 분석하였다. 현재 상태와 5년의 하상변동 모의 후의 평가 분석결과를 하천시설물 도입과 하도의 준설에 따른 5년경과 후의 예측평가 결과와 비교 분석하였다. 하천시설물의 도입에 따른 안정하도 설계의 경우 물리적 교란개선 평가 결과는 현재상태보다 소폭 개선되었으며, 물리서식처는 현재상태 보다는 감소하나, 현재의 5년경과 후와 유사하게 나타났다. 하도준설과 하상보호공의 설치에 따른 안정하도 설계의 경우 물리적 교란개선 평가 결과는 미약하게 감소하였다. 물리서식처는 현재상태와 유사하게 나타났으며, 현재의 5년경과 후 보다는 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 안정하도 평가와 물리적 교란개선 평가 및 물리서식처 분석을 통한 하천의 안정성과 건강성 증대 방안을 도출하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.237-237
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• 2023

하천에 흐르는 유량을 활용하기 위한 인간의 요구는 끊임없이 증대되고 있으며, 댐 건설과 같은 대형 구조물의 건설은 인간의 수자원 이용에 대한 편의성을 증가시켜주었으나 본래 자연하천이 갖는 생태적 기능을 상실하게 만들고 다양한 생태 및 환경적 문제점을 초래하였다. 특히 유황의 변화는 수생태계의 구조와 기능에 커다란 변화를 야기하였다. 따라서 본 연구에서는 하천의 이·치수적 기능을 유지하면서 인간과 자연이 더불어 살 수 있는 친환경적인 하천 조성을 위해 적정량의 생태유량 산정 방안에 대해 분석하였다. 연구 대상유역은 댐 건설로 인해 유황변화가 발생하며, 하천유지유량이 고시된 낙동강 지류하천인 감천유역을 대상으로 하였다. 감천의 생태계에 필요한 생태유량 확보 방안 마련을 위해서 1) 생태계 필요유량의 산정, 2) 유역 물수지모형 구축, 3) 적정 생태유량의 공급 및 확보방안 시나리오 마련의 순서로 연구를 진행하였다. 첫 번째, 생태유량 산정을 위해 수문학적 방법과 서식처 모의 방법을 활용하였다. 수문학적 방법은 Tennant, Aquatic Base Flow (ABF) 및 Smakthin 방법으로 생태유량을 산정하였고, 서식처 모의 방법으로는 서식처 모의 모델 중 2차원 수리해석이 가능한 River 2D를 활용하여 대상어종의 생태유량을 산정하였다. 두 번째, 유역 물수지 분석을 위해 K-WEAP 모델을 활용하여 감천유역의 물수지 모형을 구축하였으며, 김천부항댐의 방류량과 감천유역 하류에 위치한 구미시(선주교)의 유량과 비교를 통해 물수지 모델 결과를 검증하였다. 마지막으로 여덟 가지 생태유량 공급 시나리오를 감천유역의 물수지 모형에 적용하여 생태유량의 확보 방안을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 하천 생태계의 건강성 유지를 위해서 필요한 생태유량을 다양한 학술적 방법으로 산정하여 연구 대상하천에 적용 가능성을 평가하였으며, 향후 생태유량을 보다 정량적으로 평가할 수 있는 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 또한 산정된 생태유량을 확보하기 위한 물수지모델의 적용방안을 제시함으로써 하천 및 유역의 수자원관리에 방향을 제시하고자 하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.90-90
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• 2017

물리서식처 분석 하천에서 유량에 따른 수심, 유속, 기층 등의 물리서식처 조건의 변화가 서식처 적합도에 미치는 영향을 수치모의를 통하여 분석하는 방법이다. 기존 물리서식처 분석은 어류를 중심으로 수생태계 평가 및 생태유량산정 등의 다양한 하천관리 문제에 적용되었다. 어류의 경우 수생태계의 최상위 포식자이며 상대적으로 모니터링하기에 용이하고 수생태계에 빠르게 반응하고 이동 및 이주가 단기간에 나타나는 특징이 있다. 또한 상업 및 레크리에이션으로의 활용도가 높기 때문에 사회적인 이목이 어류로 집중되었다. 따라서 많은 연구들이 어류를 중심으로 물리서식처 분석을 실시하였으며, 저서무척추 동물에 대한 분석은 미흡한 실정이다. 저서무척추 동물은 어류의 중요한 먹이원이자 수생태계의 건강성을 나타내는 중요한 지표로 활용되고 있으므로, 수생태계의 통합 및 먹이사슬의 보존을 위하여 저서무척추 동물에 대한 물리서식처 평가는 중요하다. 이 연구의 목표는 하천에서의 저서무척추동물의 군집을 평가할 수 있는 서식처모형을 제시하는데 있다. 이를 위해 저서무척추 동물을 서식기능군에 근거한 기는무리, 붙는무리, 헤엄치는 무리, 굴파는 무리로 분류하여 서식처 적합도 지수를 제하고 보철거 사례에 적용하여 모형의 검증성을 확인하였다.