• 수산해양기술연구
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• 제33권1호
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• pp.9-26
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• 1997

Stokes drift(SD) and Lagrangian discharge(LD) are important factors for analysis of flushing time, tidal exchange, solute transport and pollutant dispersion. The factors should be calculated using the approached method to flow phenomena. The aim of this paper re-examines the previous procedures for computing the SD and LD, and is to propose the new method approached to stratified flow field in the cross-section of coastal region, e.g. Masan Bay. The intensity of velocity near the bottom boundary layer(BBL) depends on the sea-bed irregularity in the coastal estuaries. So we calculated the depth mean velocity(DMV) considering that of BBL omitted in Kjerfve's calculation method. It revealed that BBL effect resulting in application of the bay acts largely on DMV in half more among 1l stations. The new expression of SD and LD per unit width in the cross-section using the developed DMV and proposed decomposition procedure of current were derived as follow : $$Q=u_0+\frac{1}{2}H_1{U_1cos(\varphi_h-\varphi_u)+U_3cos(\varphi_h-\varphi{ud})} LD ED SD$(Q_{skim}+Q_{sk2}) The third term, $Q_{sk2}$, on the right-hand of the equation is showed newly and arise from vertical oscillatory shear. According to the results applied in 3 cross-sections including 11 stations of the bay, the volume difference between proposed and previous SD was founded to be almost 2 times more at some stations. But their mean transport volumes over all stations are 18% less than the previous SD. Among two terms of SD, the flux of second term, $Q_{skim}$, is larger than third term, $Q_{sk2}$, in the main channel of cross-section, so that $Q_{skim}$ has a strong dependence on the tidal pumping, whereas third term is larger than second in the marginal channel. It means that $Q_{sk2}$ has trapping or shear effect more than tidal pumping phenomena. Maximum range of the fluctuation in LD is 40% as compared with the previous equations, but mean range of it is showed 11% at all stations, namely, small change. It mean that two components of SD interact as compensating flow. Therefore, the computation of SD and LD depend on decomposition procedure of velocity component in obtaining the volume transport of temporal and spacial flow through channels. The calculation of SD and LD proposed here can separate the shear effect from the previous SD component, so can be applied to non-uniform flow condition of cross-section, namely, baroclinic flow field.

• 대한토목학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.1335-1342
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• 2014

고해상도의 원격탐사 영상을 이용하여, 이안류에 의한 해저지형변화를 분석하기 위한 연구가 해운대에서 처음으로 수행되었다. 고해상도의 해저지형 정보를 위하여, Compact Airborne Spectrographic Imager (CASI)-1500 센서로 관측한 반사도와 수심 실측자료가 이용되었다. 구체적으로, 반사값의 최대값을 CASI-1500의 420nm 부터 597nm 파장대에서 구하고, 동시에 지상 검증된 47지정의 해저지형 측정값을 비교하여 경험적으로 산정하였다. 비교결과, 상관계수 0.76이며, RMSE는 1.1m이었다. CASI초미세분광센서의 공간해상력은 바닥의 지형도를 놀라울만큼 상세하게, 특히 해변에 포함되어 있는 이안류에 따른 결과를 세밀하게 표출하였다. 이안류에 의하여 깎여진 두 개의 수로는 그 폭과 경사면에서 주변지역에 비해 뚜렷한 특징이 도출되었다. 왼쪽의 수로가 넓은 폭과 완만한 경사를 보여주는 반면, 오른 쪽의 수로는 약간 좁은 폭과 왼쪽에 비해 약간 급한 경사를 보여주었다. 수치적으로 계산된 해저지형도는 평탄하지 않은 외해의 바닥모양이 이안류에 의한 표류사의 이동과 퇴적에 관련되어 있고, 그것은 수백 미터의 외해에 이른다는 것을 알 수 있었다. 따라서 퇴적된 표류사는 이안류가 없는 지역의 수심에 비하여 지형학적인 변화가 증가되는 것으로 평가되었다. 표류사는 수로의 밖에 해변을 따라 매년 양빈하는 양의 2배가량 됨을 알 수 있었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제24권6호
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• pp.723-734
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• 2010

본 연구는 국내 초기 생태하천 조성사업인 수원천을 대상으로 조성 후 10년간의 식생변화를 분석하고 생태하천의 식생관리를 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 연구구간은 1차 복원사업 구간인 경기교~영연교 구간을 대상으로 하였으며 지형구조에 따라 3개 조사구를 설정하고 횡단면 지형구조, 식생분포현황과 초본식물군집구조를 조사하였다. 하천 횡단면 지형구조 분석결과 하천 전체 폭 26.5~28.0m, 저수로 10~20m이었다. 친수공간 조성지역은 넓은 둔치를 확보하고 있었고 보 상부 저수지역은 물 흐름이 완만하고 수심이 비교적 깊은 상태였으며 보 하부 여울지역은 저수로 폭이 넓고 여울을 형성하고 있었다. 식생구조 분석결과 현재 식재종은 9종이었고 조성당시 식재한 종 중 남아있는 종은 버드나무, 갈대, 잔디, 토끼풀 등 6종이었다. 둔치지역은 조성 당시 파종한 종 중 잔디와 토끼풀 2종만이 남아있었고 금번 조사 시 관찰된 신규 식재종은 큰김의털과 오리새 2종이었다. 식재종 이외에는 자연발생종으로 강아지풀과 쑥 등 건조지성 초본이 세력을 형성하고, 귀화종이 15종으로 다양하게 출현하였다. 호안지역은 조성 당시 자연석 쌓기 공법을 적용하고 버드나무, 돌단풍과 바위취 등을 식재하였으나 현재는 식재종이 모두 사라진 상태로 쇠뜨기와 환삼덩굴 등에 의해 피복되어 있었다. 이는 생태하천 복원 당시 유지관리상의 이유로 콘크리트 기초 위에 자연석을 부착하여 식물생육 기반이 확보되지 않았기 때문으로 판단되었다. 저수로는 친수공간 조성지역에 조성 당시 부들, 창포 및 갈대 등 습지성 식물을 식재하였으나 현재 버드나무, 갈대와 줄만이 남아 있었고 보 상부 저수지역과 보하부 여울지역에는 갈대와 줄이 세력을 유지하고 있었다. 자연발생종으로는 고마리가 주로 우점하였고 보 하부 여울지역에서 환삼덩굴이 일부 세력을 형성하고 있었다. 수원천의 식생관리는 친수공간 조성지역은 이용자를 고려한 식생관리 측면에서 양호한 하천식생경관의 연출이 필요하여 이를 위해 물억새를 군락으로 식재하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다. 보 상부 저수지역은 줄, 부들과 갈대 등을 수심에 맞게 보완 식재가 필요하였다. 보 하부 여울지역은 갈대, 고마리 등 습윤지성 자생종이 안정적으로 세력을 형성할 수 있도록 환삼덩굴의 지속적 관리가 필요하였다.

• 수산해양기술연구
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• 제39권3호
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• pp.197-210
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• 2003

무부자망은 망구의 전개 및 예망시 중저층에서의 예방수심 조절이 효과적이었지만, 표층～30m에서는 예망이 어렵다는 것이 확인되었다. 따라서 본 연구는 이것을 극복하기 위하여 카이트(Kite)의 적용을 검토한 것으로 무부자 쌍끌이 중층망의 뜸줄에 연결된 대형망목부에 부분적으로 카이트를 부착하여 회류수조에서 모형실험으로 그 전개성능을 비교 조사하고 우리나라 쌍끌이 중층망에 적용 가능성을 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 예망수심은 카이트망이 기준형과 무부자망보다 유속별 예망수심이 모두 상승하였으며, 실제 조업시의 예망속도 4.9knot일때는 기준으로 2개의 카이트를 부착했을 때는 약 20m였고, 4개의 카이트를 부착했을 때는 약 5m였다. 또한, 카이트망의 추와 날개 끝 추의 무게가 증가함에 따른 예망수심의 변화는 거의 없었으며, 발줄의 깊이만 각각 약15m와 10m 침강하였다. 그리고, 아래끌줄의 길이(dL)의 증가에 따른 예망수심의 변화는 없었고, 발줄의 깊이만 약 22m 침강하였다. 2. 유체저항은 유속이 2.0～5.0knot로 증가함에 따라 거의 직선적으로 증가하였으며, 그 증가율은 유속이 증가함에 따라 커지는 경향을 보였다. 또, 카이트망의 유체저항은 무부자망과 기준형에 비해 약 5～10ton 더 컸다. 그리고, 카이트망의 유체저항은 4.0knot를 기준으로 추의 무게가 1.40～3.50ton 으로 증가할 때 약 3ton, 날개끝 추의 무게가 0～1.11ton으로 증가할 때 약 4ton 증가하였으며, 아래끌줄의 길이(dL)가 0～40m로 증가할 때 유체저항은 약 5.5ton 증가하였다. 3. 망고는 4.0knot를 기준으로 카이트의 면적이 $2,270mm^2(2kite)에서; 4,540mm^2(4kite)$로 증가할 때 약 10m 증가하였으며, 카이트의 면적이 $4,540mm^2$(4kite)일 때 기준망보다는 약 50m, 무부자망보다는 약 30m 증가하였다. 망폭의 변화는 모든 경우에서 유속의 변화에 따라 5m 내외로 거의 일정하였다. 4. 여과량은 카이트망이 기준형과 무부자망에 비해 유속이 2.0knot일 때는 약 28%, 34% 더 컸으며, 3.0knot일 때는 약 42%, 41%이었고, 4.0knot일 때는 약 62%, 45%이었으며, 5.0knot일 때는 약 74%, 54%로 더 컸다. 각 어구별 적정 예망속도는 뜸이 있는 기준형은 약 3.0knot, 무부자망은 4.0knot이상 이였으며, 카이트망은 5.0knot 이상에서도 가능한 것으로 판단된다. 5. 망구면적당 유체저항의 비는 기준형, 무부자형, 카이트망의 순으로 전개효율은 카이트망이 가장 우수하였으며 다음으로 무부자망, 기준형의 순이었다. 실제 예망속도인 4.0knot를 기준으로 카이트망은 기준형에 비해서는 약50%, 무부자형에 비해서는 약 25%로 더 효율적인 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6B호
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• pp.507-514
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• 2011

본 논문에서는 하천에 유입되는 열 오염물질의 혼합거동을 분석하기 위해 2차원 수심 평균된 이송-분산방정식에 유한요소법을 적용하여 수치 모형을 개발하였다. 유한요소법의 여러 수치기법 중 SUPG법을 적용하였으며, 복잡한 하천경계를 보다 정확히 재현할 수 있도록 삼각 및 사각 요소망의 혼용이 가능하도록 하였다. 열 오염물질의 거동을 표현하기 위해서 열 교환을 묘사하는 반응항을 평형온도와 수온과의 차이에 비례하는 식으로 나타내고, 열교환 계수 및 평형온도에 따라 수온의 변화가 적용되도록 방정식을 구성하였다. 모형의 검증을 위하여 직사각형 수로에 선원으로 연속주입하여 얻은 수치해와 1차원 정상상태의 해석해를 비교하였다. 비교결과 수치해와 해석해의 결과가 서로 일치하는 것으로 밝혀졌다. 모형의 현장적용을 위해 상수원 보호구역인 팔당댐 하류부터 잠실수중보까지 22.5 km 구간을 대상영역으로 하였다. 구리하수처리장 방류수에 의한 수온 변화를 모의한 결과 수질측정망 측정자료와 비교적 비슷한 경향이 나타났다. 본 연구에서 개발한 수치모형이 열 오염원 유입으로 인한 수온 변화를 잘 표현하는 것을 알 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제10권3호
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• pp.57-68
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• 2008

현장관측에 기초한 원주천의 기준갈수량에 추가하여 수질향상과 어류서식환경의 개선을 위한 목표 유지유량을 산정하였다. 목표유지유량의 산정은 자연 생태적 기능, 친수환경, 경관을 고려한 수심과 유속을 기초로 하여 구간 또는 지점별 저수로폭을 감안하였다. 각 지점별 저수로 수면 폭에 따른 유속은 0.2m/s으로 하고 수심을 상류 0.1m에서 하류 0.3m까지로 하여 산정한 추가적 유지유량 확보량은 상류지점의 $0.03m^3/s$에서 하류지점의 $0.90m^3/s$이다. 목표한 유지유량의 확보를 위한 방안으로 하수도시스템의 개선에 의한 계곡수와 우수의 방류, 유역관리에 의한 기저유출 증가, 상류수원의 개발과 천변저류지 등을 검토하였다. 검토결과는 목표유량과 부합되는 $0.19m^3/s$에서 $3.42m^3/s$로 기준갈수량의 1.4배에서 2.5배 까지 늘릴 수 있는 가능성을 분석하였다. QUAL2E 모형의 적용을 통하여 유지유량 증가에 따른 BOD 수질개선효과를 확인하였다. 원주천 중류의 복원목표종을 갈겨니로 선정하고, 유지유량 증가에 따른 PHABSIM 모형에 의한 서식적합도는 현저히 향상되어 유량증대가 수질과 어류서식환경을 개선하는 것으로 나타났다.

• 한국제4기학회지
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• 제9권1호
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• pp.33-42
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• 1995

우리나라의 서해(West Sea)는 일명 황해(Yellow Sea)라고 일컬어지는 약 40여 m의 평균 수심을 갖는 대륙붕 해저지형 분지에 의하여 지배되는 전형적 육연해이다, 그런데 이 바다는 중심부(황해의 중심부)를 기준으로 하여 중국 대륙의 산동반도에서 양가강 하구에 이르는 서부 해안을 가지며 북부에는 발해만의 해안이 있고 동부에는 서해(황해) 특유의 넓 은 조수환경(tidal environment)과 조수해안이 발달한다. 그러나 남쪽으로는 북서태평양과 연결된다. 한국 서해안이 평균 4m 이상의 조차(tidal range)를 나타내는 조간대 조수환경이 며 조간대 해저지형(intertidal morphology)이 전형적인 퇴적층(체)에 의하여 지배되는 여러 가지 특징을 나타낸다. 서해안 조수환경은 네델란드, 독일 또는 지배되는 여러 가지 특징을 나타낸다. 서해안 조수환경은 네델란드 독일 또는 미국의 경우와 같이 연구가 잘되어 세계 적으로 널리 알려진 소위 barrier island system and tidal depositional environments와는 크 게 다른 퇴적과정과 환경이다. 경기도 남양만의 조수 환경의 경우, 조간대 해저지형 요소인 조류로(tidal channel)와 조간대 정규해저(intertidal zone proper)에 관한 동력적 퇴적과정 연 구결과 조간대 특유의 lateral sedimentation 과 vertical sedimentation 2가지 퇴적과정중 후 자의 퇴적과정이 우세한 것으로 밝혀졌고 이러한 퇴적과정의 진행이 매우 안정한 지속성을 가지는 것이 특징이다, 이러한 퇴적과정의 조간대 퇴적물의 쇄설 입자는 약 20% 미만의 모 래(sand) 입자 50~70%의 실트(silt) 와 점토(clay) 입자가 20~30%에 달하는 입자조직 (grain texture)의 퇴적상을 나타낸다. 결과적으로 조간대의 동력적인 조수수괴의 수위(level of tidal water)는 평균 만조선과 평균 저조선으로 한정되며 이것은 퇴적과정과 퇴적작용의 조정(control) 요인으로 조간대 퇴적상의 발달과 분포에 큰 영향을 미친다, 예를들면 남양만 등의 대부분의 서해안 조간대 표층 퇴적상(녁\ulcorner미 sedimentary faci-es)은 만조선에서 간조 선에 가까울수록 조립화현상(coarsening trend)을 나타낸다. 이러한 퇴적상 변화는 저조선에 서 만조선으로의 조간대 지형과 주조수로의 지형.수력학적 특성이 다음과 같기 때문이다. a) a general decrease in width b) a general decrease in depth c) a general decrease in maximum and average current velocities d) a general increase in contents of suspended mud e) a general decrease in grain size of the bottom sand and an increasing abundance of muddy deposits. 우리나라 서해안 조간대 퇴적층(체)의 수직 층서(vertical stratigraphy)는 지난 3여년동안의 수십개의 vibracoring(주상시추)에 의하여 매우 흥미롭고 중요하게 밝혀지고 있는바 이것은 현세(Holocene)와 선현세(preHolocene: 11000 years BP)의 오랜시간 경과에 따른 조수환경 변화의 수직퇴적 과정과 기후 해수면 변화의 현상에 원인이 있다고 해석된다.(박용안 외, 1992-1995)결과적으로 서해안 조수퇴적체(층)의 분지주변(basim margin)진화과정이 밝혀지 고 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제20권6호
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• pp.760-767
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• 2014

본 연구에서는 길이가 다른 장방형 실린더 사이에서 발생하는 제트류가 후류에 미치는 영향을 알아보기 위해 회류수조에서 PIV기법을 사용하여 실험을 실시하였다. 장방형 실린더의 높이(h)와 실린더 사이의 간격(gap)은 10mm이며 폭(B)은 300mm로 하였다. 유동방향의 모델의 길이(L)는 30mm, 60mm, 90mm 및 120mm를 각각 적용하였으며, 모델의 높이(H=30mm)를 기준으로 길이의 비가 1, 2, 3,및 4이다. 유입유동은 조류의 수심에 따른 차이를 감안하여 모델의 높이(H)를 기준으로 $Re=1.4{\times}10^4$, $Re=2.0{\times}10^4$, $Re=2.9{\times}10^4$를 각각 적용하였으며. 유동계측을 위한 영역은 실린더 후방으로 모델 높이의 5배까지 설정하였다. 실험결과 유속이 증가함에 따라 와의 크기가 후류영역으로 증가하며, 근접 후류에서는 장방형 구조물일수록 관통류의 속도성분이 증가하는 특성을 나타냈다. 또한 후류로 갈수록 속도결손은 유입유동이 증가할수록 종횡비가 작은 경우에 크게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권6B호
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• pp.565-575
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• 2011

본 연구는 다변수 접근방식인 서식지평가 정성지수(Qualitative Habitat Evaluation Index, QHEI)와 생물보전지수(Index of Biological Integrity, IBI)의 적용방법 도입과 어류 서식 및 피신처 확보용 인공구조물인 방틀둠벙의 정량적인 평가를 목적으로 하였다. 또한, 안동시 남후면 하아리에 소재한 한국건설기술연구원 수자원 환경실험센터의 실외 실험장을 활용하여 실규모로 생물 평가와 검증을 실시하였다. 본 평가기법의 적용을 위해 구성한 실험수로 및 방틀둠벙 시설은 국내 하천의 조건을 최대한 반영하여 조성하였으며, 흐름상태와 정체상태로 구분하여 유속 $0.0{\sim}1.5m\;s^{-1}$, 폭 1.0~3.0 m, 수심 0.05~0.70 m, 다양한 하상재료를 조성하여 2010년 5월~12월의 8개월간 모니터링 하였다. QHEI는 실험수로의 E~F지점이 평균 83.1로 가장 높게 나타났고, B~C지점에서 78.1로 가장 낮게 나타났다. 하지만 방틀둠벙은 시 공간적 구분 없이 98.9 이상의 값을 나타내어 전체 지점 중 가장 높은 양호상태(Good)의 서식처 조건을 유지하였다. IBI는 전반적으로 QHEI와 비슷한 패턴을 나타내었으나 겨울 갈수기에 양호상태(Good)인 44.2를 보여 32.8을 나타낸 실험수로와 비교되었다. 또한, 흐름과 정체상태 조건에서 방틀둠벙의 IBI 값은 실험수로보다 각각 5.7~11.4%, 18.7~34.8% 높은 평가 값을 나타내어, 유량이 적거나 흐름이 없는 갈수기에 어류 서식처 확보 가능성을 정량적으로 시사하였다. 종합적인 수생태계 건강성 평가에서 실험하천은 보통과 양호상태(Fair~Good) 범위를 나타낸 반면, 방틀둠벙은 대부분 양호상태(Good)를 보여 수생태계 건강성 확보에 적용 가능함을 도출하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권1호
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• pp.15-27
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• 2020

하천 유량관측은 수자원의 관리를 위해 활용되는 기초적이고 대표적인 자료로 하천에서 정확한 유량을 관측하는 것은 중요하다. 따라서 최근에는 다양한 첨단 장비들이 개발되어 전통적인 하천의 유량관측을 대체하거나 보완하고 있다. 여러 최신 장비들 중 전자파표면유속계는 홍수기와 같이 하천에 접근하여 직접유량계측이 위험하고 정확도 확보가 어려울 경우전자파를 이용하여 비접촉식으로 유량을 계측하는 장비로 홍수기 및 평갈수기에도 하천 유량계측에 활용되기 시작하였다. 전자파표면유속계는 사용법이 간단하고 간접적으로 유속을 측정하기 때문에 기존의 직접측정 방법에 비해 안전한 장점이 있어 현재 국내에서는 홍수기 또는 접근이 어려운 하천의 유속 측정을 위해 사용되고 있다. 국내에서는 1993년 유량측정 장치 개발을 위해 전자파표면유속계(MWSCM; Microwave Water Surface Current Meter)를 개발을 연구를 수행하였고, 최근에는 국내에서 개발된 전자파표면유속계을 활용하여 유량측정을 위해 사용되고 있다. 하지만 국내에서 개발된 전자파표면유속계가 실제 하천에서 유속측정의 정확도에 대한 연구는 부족한 실정이다. 전자파표면유속계는 기기로부터 전자파를 이용해 유속을 측정하기 때문에 수직각과 편각과 같은 각도 변화에 따라 측정정확도가 바뀔 수 있고, 전자파표면유속계 본체에서 발사되는 전자파의 측정영역에 따라 유속측정에 오차가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 국내에서 개발 전자파표면유속계의 측정정확도를 분석하기 위해서 실제하천과 유사한 실규모 하천수로에서 수직각과 편각을 변화시키며 측정을 수행하여 수직각과 편각에 변화에 따른 유속측정 정확도를 분석하였다. 그리고 전자파표면유속계의 측정영역의 고려를 통해서 측정영역에 따른 유속측정결과를 분석하였다. 유속측정 결과를 통해서 수직각 15° 이하에서는 유속측정의 오차가 커지게 되는 것으로 나타났고, 편각이 커질수록 유속측정의 결과의 변동계수가 커지는 것으로 나타났다. 그리고 편각에 따른 오차의 영향은 전자파표면유속계의 측정영역에 따라 결과가 달라지는 것으로 나타났다.