• 생태와환경
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• 제45권4호
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• pp.378-391
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• 2012

본 연구에서는 2009~2010년 동안 한강 수계 인공댐 호소수 8개 지점 및 한강 본류 수계의 하천수 10개 지점의 총 18개 지점에서 인공댐 및 하류역 하천들에 대한 수질변이특성을 평가하고자 하였다. 이미 건설된 연속적 인공댐들이 상류로부터 하류까지 질소 (N), 인(P), 엽록소-a(CHL-a) 등의 화학적 수질 구배특성(Chemical gradient)에 미치는 영향을 분석하고, 수질 변수간의 경험적 모델(Empirical model)을 적용하여 하절기 몬순강우 특성 및 연별 집중강우 영향을 분석하였다. 한강수계는 상류에서 하류로 갈수록 수질이 악화되는 경향을 보였고 특히, 점오염원에 의한 오염물질의 유입은 수질변이에 가장 크게 작용하였으며, 특히 하류부의 중랑천 유입수는 수질을 급격하게 악화시키는 것으로 나타났다. 또한 하절기의 몬순강우는 하류역에서 총인(TP), 총질소(TN) 및 전기전도도(EC)값을 크게 낮추어 수질향상에 기여하였다. 5개의 인공댐들에서 총질소(TN), 총인(TP) 및 N:P 무게비에 대한 엽록소-a (CHL-a)의 경험적 모델식 평가에 따르면, 로그전환된 총인(TP)은 엽록소-a (CHL-a)농도 변이를 33.8% ($R^2$=0.338, p<0.001, 회귀식 기울기=0.710) 설명하였으나, 총질소 (TN) 변이는 21.4% 설명에 그쳤다 ($R^2$=0.214, p<0.001). 또한 N:P 무게비의 산정에 따르면, 본 인공호들에서는 모두 N:P 비가 29 이상으로 인 제한효과로 나타났으며, 총질소(TN)의 농도는 모든 수체에서 이미 $1000{\mu}g\;L^{-1}$을 상회하여 조류성장에 풍부한 것으로 나타나 엽록소-a (CHL-a)의 증감은 인(P)에 의해 조절되는 인 제한요인(P-limitation)으로 나타났다. 그러나 엽록소-a (CHLa)의 증감은 또한 개별적 인공댐에서 보여주는 바와 같이 부유물 증가에 의한 광투과도 저하, 수체류시간 감소에 의한 세척효과(Washing-out) 등도 부가적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 결론적으로, 한강수계에서 하천 및 인공댐의 연속선 상에서 하천에 대한 댐의 이화학적 수질 특성에 미치는 영향은 미미한 것으로 나타났다. 반면, 유입 지천과 하천 유역의 점오염원으로부터의 방류수 유입은 이화학적 수질 변이에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 향후 연속적 인공댐의 수체에서 대형 무척추동물 및 어류와 같은 생물학적 지표를 이용한 영향평가도 수질과 같은 측면에서 연구될 필요가 잇는 것으로 사료되었다.

• 생태와환경
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• 제43권1호
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• pp.69-81
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• 2010

흑천수계를 구성하는 흑천 6개의 본류 및 14개의 지류 하천을 대상으로 어류군집의 분포특성을 분석한 결과, 총 9과 26종의 서식이 확인되었으며, 이 중 Cyprinidae 어류가 15종으로 다양하게 분포하였다. 흑천수계에서 우점종은 갈겨니 (29%), 피라미 (22%), 버들치 (21%) 등의 순으로나타났다. 또한, 흑천 본류에서 이들 우점종의 분포특성은 최상류역은 버들치, 상류역은 갈겨니, 중-상류역은 갈겨니, 피라미, 중-하류역은 피라미에 의해 하천특성이 결정되는 것으로 나타났다. 서식이 확인된 어류 중 한국고유종은 한강납줄개 등 7과 13종 (50%)로 고유종의 구성비가 높게 나타나 한반도 평균적인 고유종 빈도인 23%에 비해 매우 높은 것으로 나타났다. 하천차수별 어류의 분포특정은 하천차수가 증가할수록 종수 및 개체수가 증가하는 것으로 경향을 보였는데 이는 하천크기의 영향보다는 지점간의 이격거리 및 지류하천의 지리적 위치에 따른 차이가 어류 분포에 있어서 더 많은 영향을 주는 것으로 사료되었다. 또한, 내성도 빛 트로픽 길드를 분석한 결과에서는 하천차수가 증가함에 따라 민감종 및 충식종은 다소 감소하는 경향을 보이는 것으로 분석되였으며, 내성종 빛 잡식종은 하천차수가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이는 것으로 분석되었다. 특히, 민감종 및 충식종 비율이 50% 이상 되는 구간들이 많은 것으로 분석되어 혹천수계가 하천의 자연성 및 서식환경의 보존가치가 높은 수계로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권12호
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• pp.1273-1284
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• 2018

본 연구에서는 4대강 살리기 사업 후 퇴적현상이 지배적으로 발생하는 남한강과 섬강 합류부 구간을 대상으로 2차원 수치모형인 CCHE2D 모형을 이용하여 하천의 흐름 및 하상변동에 대한 해석을 수행하였다. 대상지점 합류부는 남한강 본류의 만곡부에 지류 섬강이 유입되는 특성을 갖는다. CCHE2D 모형은 비평형 유사이송을 해석하며 소류사와 부유사 조정거리가 중요한 입력변수로 대상지점에서는 소류사 조정거리가 하상변동에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 수치모의 결과 유량비($Q_r$) 변화가 남한강과 섬강 합류부 지점에서 흐름 및 하상변동에 영향을 미쳤으며, $Q_r{\leq}2.5$인 경우에는 합류전 본류의 유속이 증가하여 흐름박리구역을 감소시켰으며 이로 인해 합류부 내측의 퇴적이 감소하였다. $Q_r$>2.5이면 합류부 구간에 퇴적이 증가하여 사주가 형성될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 수치모의를 통해 2013년에 발생한 유량비 변화에 의해 합류부에 고정사주가 형성된 것을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.231-243
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• 1994

본 연구에서는 하천본류의 유량과 수질, 하수처리장 유입수량과 유입수질을 확률변수로 두고, 취수 문제와 수중보에 의한 재포기현상을 포함하는 추계학적 하천수질관리모형을 개발하였다. Streeter-Phelps식을 이용해서 각 구간 하천수질의 기대값과 분산을 계산하는 확률모형을 만들고, 최적화문제의 확률적 제약식은 chance constrained 방법을 이용해서 확정적 제약식으로 변환한다. 목적함수는 지역내 하수처리장의 년간처리비용으로 두었다. 건설비용함수와 유지관리비함수는 처리효율과 처리용량의 함수인 비선형의 단일식으로 유도되었다. 최적화문제는 비선형계획법으로 해를 구하였다. 본 모형을 한강하류부에 적용한 결과 서울시내 4개 하수처리장에서 2차처리를 하고, 지천유입수의 BOD부하량이 현재와 같을 때, 1996년 DO수질기준을 만족하는 신뢰도는 50% 정도였다. 그리고 탄천, 중량천, 안양천의 BOD부하량을 현재보다 50% 감소시켰을 때 1996년 DO수질기준을 만족하는 신뢰도는 60% 이상이었다. 따라서 한강하류부의 수질보전을 위해서는 유입지천의 수질개선과 2차처리 이상의 하수처리가 요구된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.575-585
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• 1997

한강유역 다목적 댐의 하류지역에 대한 이수목적의 방류 의사결정 능력을 향상시키고자 일 단위 유역 유출체계를 구성하였다. 강우-유출 연속모의 모형은 NWSRFS의 유역요소를 Tabios III 등이 수정한 모형(1986)을 사용하였고, 잠재 증발산량은 Penman 식으로 산정하였다. 하도추적 모형은 DWOPER를 사용하였다. 하도추적 체계는 북한강을 본류구간으로 하고 소양강과 남한강이 합류되는 형상으로 구성하였다. 강우-유출 모형의 보정 및 검증은 5개 소유역에 대하여 수행하였다. 구성된 체계로서 '86년과 '90년의 유출을 모의하였다. 4월부터 11월까지 모의한 결과, 하류 댐지점들의 7일 또는 30일간 계산 유량합은 방류실적과 8.7∼31.6%의 평균 절대오차를 보였다. 총 방류량을 총 계산 유량값과 비교할 때, 10% 이내의 절대오차를 보였다. 1986년의 경우에, 여주 수위관측소에서는 4월∼8월 사이에 약 0.5m의 수위계산 오차를 보였으나, 9월 이후에는 대부분 0.2m 이하의 오차를 보였다. 1990년의 경우에, 미래 저수지를 모르는 상태에서 현재 저수위를 하류 및 내부경계조건으로 고정한 모형수행 결과, 실제 저수지를 사용한 경우와 근사한 결과를 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1038-1042
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• 2007

수변완충지대는 수역과 육역의 경계에 위치하면서 하도를 따라 선형으로 길게 연속적으로 이어지는 공간으로서 토양, 동식물 등 생태시스템을 이루는 자연공간이다. 수변완충지대의 기능은 일반적으로 수질정화, 생태통로 및 서식처, 강턱의 안정, 토양침식 방지, 경관 개선 등이며 하천의 일부로서 사회적 경제적으로 높은 가치를 지니고 있다. 특히 최근에는 비점오염 저감과 하천 생태서식처 조성분야에서의 적용이 활발히 검토되고 있다. 선진국에서는 1980년대 이후부터 수변완충지대의 중요성을 인식하고 환경 생태 치수 측면에서 효율적 조성 및 복원 방법에 관한 연구와 적용이 본격적으로 시작되었고 가이드라인이 제시되었다. 이 분야에서 기술적 정책적으로 가장 앞선 나라로 평가되고 있는 미국의 경우 정부에서는 농무부(USDA)를 비롯하여 환경처(EPA), 내무부(USDI), 공병단(US ARMY)의 관련 산하기관, 각 주정부의 담당부서에서 수변완충지대의 보전과 조성에 관련된 여러 가지 정책과 기준을 제시하고 있다. 이들 가이드라인에서는 수변완충지대가 필요로 하는 기능별 최소 폭, 식생 종별 구성, 식생배열 등을 제시하며 그 기준은 조성 목적이나 기능, 대상 지역별로 차이를 보인다. 기능별 최소 폭은 수질정화를 목적으로 하는 경우 $4m{\sim}61m$이상, 생태서식처 조성을 목적으로 하는 경우는 $30m{\sim}1,000m$ 이상을 권장하고 있다. 식생 종은 수변완충지대 폭을 상 중 하단부로 나누어 초본, 관목, 교목류로 식재하고 강우유출수의 유입부에서 초본을 통한 부유고형물 등을 여과하고, 목본류의 뿌리와 토양을 통해 질소, 인 등 영양물질을 저감하는 구조를 제시하고 있다. 미국의 경우는 이러한 가이드라인을 실제로 현장에 적용하고 있으며 조성효과가 정성적으로 검증되었고 정량적인 관계 도출을 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 국내의 경우 수질개선 및 생태서식처 조성, 하천환경을 개선하기 위한 관련 정책이 꾸준히 제시되고 있다. 한 예로 정부에서는 수변구역을 지정 고시하여 상수원으로 유입되는 비점오염물질을 저감하고 생태서식처를 조성함으로써 양질의 상수원과 건전한 생태계를 확보하기 위한 제도를 시행 중이다. 수변 구역의 범위는 한강수변구역의 경우 약 $500{\sim}1,000m$로 설정되어 있으나 아직까지는 관리적 성격이 강하며, 향후에는 구체적인 조성방안이 요구된다. 본 연구에서는 한강 수변구역 내에 미국의 가이드라인에서 제시하는 수변완충지대의 물리적 조건과 국내 지역 토착식생을 적용하여 시험완충지대를 조성하였고, 실험조건 하에서 그 효과를 정량적으로 분석 검증한 결과와 외국사례를 분석하여 국내여건에 맞는 수변완충지대 조성 가이드라인(안)을 제시하였다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제28권1호
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• pp.45-53
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• 2005

도심 하천은 야생조수에게 물의 공급원이며 서식지로서 도시 생태계를 유지시키는 중요한 역할을 담당한다. 본 조사는 서울의 주요 하천 중 하나인 중랑천에서 월동 수금류의 서식지 이용 실태를 알아보고자 수행되었다. 개체군 변동에 대한 분석은 1997년 12월부터 1998년 3월까지 수행된 센서스와 1999년부터 2004년까지의 환경부와 국립환경연구원이 실시한 겨울철 조류 동시 센서스 자료를 참고로 하였으며 개체군의 서식지 이용에 대한 조사는 쇠오리의 월동 행동 관찰을 통해 수행되었다 중랑천에서 월동하는 조류는 최소 3,004개체에서 최대 8,237개체로 주로 수면성 오리류였으며 잠수성 오리류도 상당수가 도래하였다. 연간 개체군 변동은 수면성 오리류보다는 잠수성 오리류에서 크게 나타났고 전체 수금류 개체군은 1월말과 2월말에 가장 많은 수가 도래하였다. 시간대별 개체군 변동을 보면 수금류의 개체수는 오후로 갈수록 증가하여 특히 일몰 후에는 한강 본류로부터 유입되는 개체가 크게 증가하는 것으로 보아 이 지역은 수금류의 주간 취식지뿐만 아니라 야간취식지로서 중요하게 이용되는 것으로 보인다. 잠수성 오리인 비오리와 댕기흰죽지는 낮은 기온과 높은 풍속일 때 개체수가 증가하는 것으로 보아 날씨에 따라 중랑천을 휴식지로 이용하는 것으로 보인다.

• 생태와환경
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• 제51권4호
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• pp.354-364
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• 2018

본 연구는 2008년부터 2016년까지 한강 지류 중랑천을 대상으로 수환경 변화에 따른 어류 군집 양상을 파악하고자 실시하였다. 조사결과, 중랑천에서 서식하는 어류는 총 9과 37종 8,421개체로 나타났으며 과별 출현 종수는 잉어과에서 23종(62.2%)으로 가장 많은 종이 출현하였고, 생태계교란종 및 외래종은 모두 강우기 후 출현하는 특성을 보였다. 수질변화에 따르면, BOD, EC, TN, TP의 변화는 강우량의 증가에 따라 감소하는 양상을 보이는 반면, SS 변화는 증가하는 양상을 보였다. 지점간 CA결과 한강 본류와 인접한 St. 7과 St. 1, 3, 5가 어류의 출현양상 차이를 보였으며, PCA 분석결과 상류에서 하류, 강우기 전과 후의 어류출현양상과 유기오염지표의 변화 양상을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1B호
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• pp.1-9
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• 2009

본 연구에서는 일반적으로 유량 자료의 생산을 위해 널리 사용되는 수위-유량관계의 고리형 특성 분석과 수치모형에 의해 이를 재현하는 것을 목적으로 하고 있다. 팔당대교 등 3개 지점의 연속적인 수위와 유량자료를 분석한 결과 여러 사상에서 매우 강한 고리형 특성이 발생하는 것을 확인하였다. 이는 기존 단일 수위-유량관계가 많은 오차를 포함할 수 있다는 것을 나타낸다고 할 수 있다. 한강 본류부에 일차원 수치모형을 이용하여 다양한 홍수사상에 적용하고, 그 결과를 실측 수위와 비교하여 검증하였다. 특히 2007년 홍수사상의 경우, 한강대교에 설치된 ADVM을 이용한 연속적인 유량측정 자료와 비교하여 수치모형에 의한 간접유량 산정의 적용성을 검증하였다. 검증된 수치해석 결과로부터 주요지점의 수위-유량관계를 작성한 결과 실측치와 유사한 형태를 구할 수 있었는데, 적절히 보정되고 검증된 수치모형을 이용하면 고리형 특성이 매우 강한 수위-유량관계의 재현이 가능함을 분석하였다. 본 연구 결과는 기존 단일 수위-유량관계의 오차 분석과 수치모형을 이용한 고리형 수위-유량관계 개발에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제51권1호
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• pp.60-70
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• 2018

주요 수계를 중심으로 한강 수계 (남한강, 북한강, 한강본류, 안성천, 기타) 442지점, 낙동강 수계 (낙동강, 형산강, 태화강, 기타) 305지점, 금강 수계 (금강, 삽교천, 만경강, 동진강, 기타) 199지점, 섬진강 수계 (섬진강, 기타) 102지점, 영산강 수계 (영산강, 탐진강, 기타) 102개 그리고 제주 수계 7개를 합쳐 총 1,157지점에 대하여 저서성 대형무척추동물의 분포현황을 정리하여 데이터화하였다. 전체 조사지점에서 한강 141과, 낙동강 122과, 금강 115과, 섬진강 106과, 영산강 113과 그리고 제주 수계에서 50과 조사되어, 총 151과가 출현한 것으로 나타났다. 저서성 대형무척추동물의 출현을 살펴보면, 깔다구과가 가장 우점하여 20.8%를 차지하였으며, 줄날도래과는 17.1%, 꼬마하루살이과는 12.6%, 실지렁이과는 10.3%, 납작하루살이과는 8.6%, 알락하루살이과는 6.3%, 물벌레과는 2.7%, 갈래하루살이과는 2.4%, 플라나리아과는 1.7%, 그리고 각다귀과는 1.6%를 차지하였다. 저서성 대형무척추동물이 서식하는 하상은 모래 (22.6%), 자갈 (21.4%), 굵은 모래 (19.0%), 큰 자갈 (18.4%), 진흙 이하 (10.5%)와 큰 돌 (8.2%)로 이루어졌다. 수계의 평균 하폭은 133.5 m, 수폭은 61.7 m로 조사되었다. 수계의 평균 수심과 유속은 각각 30.2 cm, $33.1cm\;s^{-1}$이었다. 수계에 분포하는 저서성 대형무척추동물의 분포특징을 집괴분석으로 살펴본 결과 조사지에 출현한 저서성 대형 무척추동물의 분류군의 출현빈도에 따라 6그룹으로 나뉘어졌다. 이는 조사지역의 고도, 유속, 및 하상구성 특성과 밀접한 관계를 가지고 있었다.