• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.764-769
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• 2009

하천과 바다가 만나는 하구는 자연적인 기능 뿐만 아니라 공학적인 측면에서도 매우 중요한 자원이다. 우리나라는 국토의 개발에 따른 용수 사용의 증가, 홍수재해대책 등으로 인해 한강을 제외한 4대강에 하구둑을 건설하였으며 강물과 바닷물을 인위적으로 차단하는 구조물이므로 하천의 생태적인 기능을 손상시키는 것은 불가피 하다. 하지만 이러한 단점에도 불구하고 하구둑이 건설되는 가장 큰 목적 중의 하나는 주변지역의 안정된 용수공급이다. 1987년에 완공된 낙동강 하구둑은 건설 이 후 약 20년 동안 안정된 용수공급과 효율적 운영으로 관리되어 왔지만 그동안 기상 및 수리 수문뿐만 아니라 환경적으로 크고 작은 변화가 있었다. 하천의 기수역인 하구에서 유체는 하구둑이라는 구조물이 존재하지 않을 때도 매우 복잡하게 거동한다. 하천의 유량, 지형학적 요소 그리고 조위의 상태 등 여러 가지 요인으로 인하여 비정상적으로 변화하며 이러한 하구에서 유체의 거동을 보다 더 정확하게 묘사하려면 흐름방향, 수심방향, 하폭방향의 3차원적인 해석이 필요하다. 하지만 하천과 바다를 밀도가 같은 하나의 상으로 가정하고 수행한 수문학적인 분석이나 1 2차원 수치모형을 활용한 수리 분석 결과는 시간적 공간적으로 경제적이고 양호한 결과를 산출해낼 수 있다. 본 연구에서는 낙동강 하구둑의 수리특성을 분석하기 위하여 미국 기상청의 홍수추적모형인 FLDWAV 모형과 미수로국(WES)의 2차원 유한요소 모형인 RMA-2 모형을 활용하였으며 낙동강유역 주요 수위관측소의 실측자료를 토대로 매개변수 검정을 실시하였다. 분석결과 조위가 고려된 2차원 유속장을 구현하였으며 하구둑 유지 관리 개선에 기여코자 하였다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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• 한국콘텐츠학회 2011년도 춘계 종합학술대회 논문집
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• pp.435-436
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• 2011

수질오염총량관리제는 설정된 목표수질 이내로 유역 내 오염물질의 총배출량을 관리하기 위해 도입되었다. 그 동안 4대강 수계를 대상으로 수질오염총량관리제를 시행해오면서 여러 문제점들이 발생하였다. 이러한 문제점들을 개선하기 위한 제도적으로 보완이 이루어져 왔으나, 중앙정부와 지방정부간에 역할이 명확히 정립되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 수질오염총량관리제의 효율적인 시행을 위해 중앙정부와 지방정부간 역할 정립방안을 제안하고자 한다. 중앙정부는 국가하천 주요지점에 대상오염물질 및 농도를 설정하고, 지방정부는 해당유역에 대상오염물질의 목표수질을 설정하여야만 한다. 또한, 지방정부는 유역의 수질개선정도를 파악하기 위해 지류하천을 중심으로 수질 및 유량모니터링을 지속적으로 수행하여야 한다. 지방정부는 중앙정부(유역환경청)에서 수립한 기본계획에 따라 설정된 목표수질을 초과하는 유역의 시행계획을 수립하여야 한다. 수질오염총량관리 이행평가는 기초자치단체에서 매년 지류하천의 수질 및 유량모니터링을 통해 목표수질 만족여부만 평가하고, 이행평가보고서는 계획기간의 최종년도에 목표수질 초과유역에 대한 원인분석을 포함하는 이행평가보고서를 유역환경청에 제출하도록 해야 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1981-1984
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• 2008

기존 하천에 실시되고 있던 농도 규제의 근본적인 한계를 극복하고자 우리나라 4대강에 오염 총량관리제도가 실시되었다. 그러나 1999년부터 약 8년 동안 실시된 오염총량관리제도에 기술적 제도적 문제들이 발견되고 있다. 본 연구에서는 오염총량관리제도의 많은 문제점들 중에 기준유량에 대한 문제점과 오염부하량의 할당에 대한 문제점에 중점을 두었다. 총량관리단위유역은 대표적인 도시하천 중 하나이며 한강의 지류인 안양천 유역이며, 목표수질은 1991년 환경부 하천환경수 질기준인 5등급으로 결정하였으며, 관리물질은 1차관리물질인 BOD(Biochemical Oxygen Demand)이다. 기준유량은 평균저수량과 평균갈수량을 사용하여 비교하였고, 발생부하량을 계산하였으며, 발생부하량에 의한 배출부하량을 계산하고, HSPF(Hydrologic Simulation Program - FORTRAN) 모형을 사용하여 배출부하량으로 인한 유달부하량을 산정하여 허용부하량을 계산하였다. 마지막으로 목표수질을 만족시키기 위해 삭감부하량을 계산하였고, 삭감부하량을 안양천 유역의 각 소유역별로 할당하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.339-339
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• 2011

4대강 살리기 프로젝트 중 하나인 금강살리기 사업은 현재 금강 상류로부터 금남보, 금강보, 부여보가 건설중에 있다. 이러한 보의 건설을 통해 물 부족 해결 및 용수확보, 홍수조절 등 하천에서 중요한 역할을 담당하게 될 것이다. 하지만 보의 건설에 따른 다양한 하천환경의 변화가 발생될 수 있으며, 특히 하천의 흐름이 차단됨에 따라 보 건설 전 후의 하상변화가 발생될 것으로 판단되며 하상변화에 대한 지속적인 모니터링이 필요하다. 본 연구에서는 금강의 보 건설 구간 중 부여보의 상 하류에 하상변동 및 퇴적 토사의 입도 변화양상과 보 주변의 하천변화를 2010년 1년 동안 사전조사와 분기별 1회씩 총 5회에 걸쳐 모니터링을 수행하였다. 그 결과 부여보 상류의 경우 평균 하상고의 차이가 0.17m로 하상변화가 미미하였으며, 하상단면 형상 또한 변화가 크지 않았다. 한편, 보 하류의 경우 평균 하상고의 차이는 1.05m로 큰 차이가 나타났다. 이는 하류지역에 준설작업과 상류 지역의 토사 및 퇴적물의 이동으로 인해 하상변화가 크게 나타난 것으로 사료된다. 하상재료의 경우 전체 조사기간 모두 나쁜입도로 나타났으며 이는 현재 부여보 건설중 계속적인 준설작업으로 인한 하상교란 때문인 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.709-713
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• 2010

최근 4대강 하천정비 사업과 용지 개발로 인해 하천으로 유입되는 유사량 및 하천 유사농도의 증대가 예상되면서 유사이송에 대한 관심은 수자원분야에서 날로 커지고 있다. 하천에서의 유사 이송과 하상변화를 예측하기 위해 수행되는 수치모의에서는 유사량 산정공식에 따라 동일한 수리 조건에서도 유사량 값이 각각 다르게 산정될 뿐만 아니라 하상변동 값도 적용 공식에 따라 다르게 산정된다. 하지만 국내에서는 이와 같은 문제에도 불구하고 유사량 공식에 대한 하상변동의 민감도 분석 또는 검증 과정 없이 수치모의를 수행하거나 수치모형에서 채택하고 있는 단일 유사량 공식을 그대로 적용하고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 다양한 유사량 공식 적용이 가능한 준정상류 모형인 HEC-6 프로그램을 활용하였으며 대상하천으로는 상류의 급경사와 집중호우로 인해 다량의 유사가 침식되고 퇴적되는 문제가 발생하고 있는 낙동강 하류 80km구간으로 선정하였다. 낙동강 유역의 실제수문사상을 적용하여 하상변동 수치모의를 수행하였으며 그 결과를 유사량 공식별로 비교하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.179-183
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• 2010

본 연구는 낙동강 중류 지역의 경북 구미시, 경북 왜관읍, 경북 성주군과 하류 지역의 경남 함안군, 창원시 북면과 대산면, 김해시 생림면의 하성충적층 내 지하수와 낙동강물의 연관성을 파악하였다. 중류와 하류지역에서 하성충적층의 주 대수층(모래자갈층)의 두께는 10m 내외로서 공간적으로 큰 차이를 보이지는 않는다. 하성충적층의 수리전도도는 $10^{-5}{\sim}10^{-3}$m/sec를 나타낸다. 하성충적층의 지하수위는 지역에 따라 해수면 기준으로 1.40~11.5m에서 변동하며, 지하수위와 낙동강 수위는 높은 상관성을 보인다. 지하수와 낙동강물의 화학분석 결과, 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 칼륨, 염소, 규산, 중탄산, 망간, 철과 같은 무기성분의 농도는 지하수에서 더 높게 나타나고 있으나, 질산염의 농도는 낙동강물에서 더 높게 나타난다. 지하수내의 유기물질의 농도는 계절에 관계없이 비교적 일정하나, 낙동강물의 유기물질 농도는 우기보다 건기에 더 높은 경향성을 보이고 있다. 이러한 연구결과는 4대강 살리기 사업이나 하천주변지역의 수자원 개발에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.870-874
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• 2010

통합수자원의 관리(IWRM)에 대한 명확한 용어의 기원과 정의는 내려져 있지 않으나, 1992년 더블린에서 열린 물과 환경에 대한 국제 컨퍼런스에서는 통합수자원관리에 적합한 가이드라인 성격의 원칙을 정하였다. 또한 GWP(2000)는 '생태계의 근본을 지키면서 최대한의 사회, 경제적 가치 창출을 위한 물과 육지, 그리고 이와 관련된 자원을 관리하고 개발하는 과정'으로 통합수자원관리에 대한 일반적인 정의를 내리고 있다. 한편 우리나라에서 하천유지유량의 개념이 문서상으로 나타나기 시작한 것은 1960년대이며, 1995년에 그 구체적인 산정방법이 정립되었고, 1999년 전국 4대강 수계의 하천유지유량이 산정되었다. 이 값들은 2006년 60개 지점에 대해 고시되었으며, 같은 해 환경개선용수의 개념이 정립되고 2007년 개정된 하천법에 보완된 하천유지유량의 개념이 출현 하였다. 하천유지유량 산정방법 또한 보완되어 2007년부터 금강권역을 시작으로 하천 유지유량 재 산정 작업이 시작되어 현재 진행되고 있다. 해외의 경우 1990년대 중반 호주와 남아프리카공화국, 미국 등에서는 하천생태계, 특정 유량이 아닌 전체적인 변동성(유황)을 중요시하는 환경유량의 개념이 정립되어 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 통합수자원관리와 우리나라의 하천유지유량 및 환경개선용수, 그 중요성이 더욱 강조되고 있는 환경유량의 관계를 살펴보고 향후 하천수 관리에 대한 방향성을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.729-733
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• 2010

현재 진행 중인 4대강 살리기 사업은 정부가 가장 역점을 두는 사업이다. 또한 최근 발생하는 대형 홍수 및 가뭄은 21세기 물 관리에 대한 중요성을 인식시키기에 충분하다. 금강 살리기 사업은 안정적인 수자원 확보를 위하여 금남보, 금강보, 부여보 건설 및 하도준설을 통하여 0.5억$m^3$의 물을 확보하여 하천유지용수 및 생활용수 등으로 사용할 계획이며, 이중 금강보는 다기능 보로써 용수확보 및 홍수기 홍수조절 기능을 가지며, 공주지역의 랜드마크로 조성될 것이다. 본 연구에서는 금강보 기준 상 하류 2.5km 구간에 대하여 축척 1/60 정상모형으로 계획하였으며, 수리모형실험을 통하여 빈도별 홍수량에 대한 주요지점별 홍수위 검토, 보상류 수위 유속 및 유황검토를 통해 하도정비 및 다기능 보 설치에 따른 수리적 특성 및 흐름을 검토하였다. 계획홍수량 및 수문의 운영조건에 따른 유량에 대한 흐름분석에서 보가 위치한 지점과 상 하류 구간에서 모두 원활한 흐름이 이루어지는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1770-1774
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• 2010

하구는 담수와 해수가 만나 넓은 갯벌과 기수역을 형성하여 각종 생물의 서식지이자 어류의 산란지로 이용되는 생태학적으로 중요한 지역이다. 특히 한강 하구는 국내 4 대강 가운데 유일하게 하구둑이 설치되어 있지 않아 조수의 출입이 자유롭고 민간인 접근이 통제되어 있어 자연적인 하천지형과 기수역 생태계가 비교적 잘 보전된 구역이다. 본 연구의 모의영역은 한강 하류부로 상류 경계단은 행주대교, 하류 경계단은 전류단 수위표가 위치한 경기도 연천군 전곡읍 전곡 사랑교 부근으로 설정하였다. 지형자료는 한국건설기술연구원에서 2009년 8월 홍수사상 전 후에 대해 측량한 자료를 사용하였다. 한강 하구역에 대한 지형 격자를 구성하기 위하여 RAMS 전후 처리기인 RAMS-GUI를 사용하였으며, 구성된 지형 격자의 절점 수는 2,354개, 요소 수는 2,145개로 삼각요소와 사각요소가 혼용되어 있다. 구성된 격자망을 이용하여 2차원 하상변동 해석 모형인 SED-2D 모의를 통해 홍수사상에 의한 한강 하구부의 하상변동을 살펴보았다. SED-2D 모형은 미국 육군 공변단의 WES와 미 연방 도로국이 연계하여 개발되어 현재 국내외 2차원 하천해석에서 가장 널리 사용되고 있는 모형 중 하나이다. 하상변동 해석모형인 SED-2D를 통해 모의된 하상 변동량을 실제 측량된 홍수 전 후의 지형자료와 비교함으로써 모형의 성능을 분석하였다. 분석결과 SED-2D 모형의 경우 침식에 의한 하상변동이 모의되지 않았지만, 전반적인 하상변동 경향을 살펴볼 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.488-493
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• 2010

하천 유량자료는 조사 목적에 따라 시간, 일, 월 등 다양한 시간범위를 갖는다. 이러한 특성을 갖는 유량 자료를 확보하기 위해 정해진 시간에 유량측정을 시행하는 것은 경제적, 기술적으로 매우 어려운 일이다. 따라서 연속적인 유량생산은 상대적으로 연속측정이 용이한 수위자료를 연속측정하고, 간헐적인 유량측정을 통하여 수위-유량관계를 수립하여, 수립된 관계를 연속적으로 측정된 수위자료에 대입하여 이루어진다. 그러나 준설에 의한 하상변동, 가물막이 등 하천횡단 구조물 설치에 따른 통제특성 변화, 공사 등에 의한 하천경사 변화 등에 의해 수위-유량관계의 연속적인 변화가 발생할 경우 하나의 수위-유량관계로 연속적인 유량환산이 불가능하게 된다. 따라서 자연현상 및 각종 공사에 의해 하도 특성이 변화할 경우 신뢰도 높은 유량을 신속하게 제공할 수 있는 새로운 기법 적용이 요구된다. 본 연구에서는 4대강 사업구간에 위치한 유량관측소에서 전통적인 수위-유량관계 곡선법, 기간분리에 의한 방법, Stout 방법, 비유량법 등 다양한 방법을 활용하여 연속 유량자료를 생산 기법을 제시하고자 한다.