• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.547-547
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• 2015

본 연구에서는 달천구간 (괴산댐~송동보)에서 어류 군집 (Fish Community)을 고려한 생태학적 최적유량 (Ecological Optimum Discharge)을 산정하였다. 이를 위해 유량증진방법론(IFIM: Instream Flow Incremental Methodology)을 기반으로 한 2차원 모형인 River-2D를 적용하여 수리해석 및 대상어종 (Target Fishes)에 대한 가중가용면적 (WUA: Weighted Usable Area)을 산정하였다. 모형 검증을 위해 김원 등 (2007)에 의해 수행된 과업구간 내 수위 및 유량 모니터링 자료를 활용하였으며, 하류경계조건은 김지성 등 (2007)에 의한 수위-유량 관계곡선식을 활용하였다. 또한 평저류량 조건에서의 조도높이 (Roughness Height) 산정을 위해 유량 및 하상재료의 영향을 고려할 수 있는 멱함수 및 반대수함수 형태의 조도계수 공식을 적용하였다. 모형검증 결과 River-2D에 의해 계산된 수위값이 모니터링값과 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다. 대상유역에 대한 어류 모니터링 (에코리버21사업단, 2007~2010) 결과를 바탕으로, 과업지역내 우점종 (피라미), 아우점종 (쉬리 등 3개 어종), 멸종위기어종 (묵납자루)을 대상어종으로 선정하였으며, 대상어종에 대한 서식도적합도지수 (HSI, Habitat Suitability Index) 산정을 위해 IFASG (Instream Flow and Aquatic Systems Group) 방법 및 WDWF (Washington Department of Fish and Wildlife) 방법을 적용하였다. 수심, 유속, 하상재료 및 하상형상에 대한 서식도적합도지수가 5가지 대상어종에 대해 각각 산정되었으며, 복합적합도지수 (CSI : Combined Suitability Index)를 고려한 과업대상 위치별 어류의 발생확률이 모의되었다. 어류 군집에 대한 가중가용면적 (WUA)이 최대로 되는 생태학적 최적유량 산정 결과, Type I~III의 경우 모두 $10m^3/s$ 이하의 유량조건에 대해서 WUA가 최대값을 갖는 것을 확인할 수 있었으며, 납자루속의 어류 (Type III)의 WUA가 000 및 000속 (Type II)의 어류에 비해서 작은 유량에서 더 큰 값을 갖으며, $10m^3/$s 초과 유량에 대해서는 반대의 경향이 나타나는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1068-1072
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• 2006

최근 하천의 유지유량을 결정함에 있어서 어류의 서식환경을 고려하여 최적의 유량규모를 제시하는 연구결과가 국내 여러 연구자에 의해서 제시되고 있다. 하천에서의 어류 서식처를 고려한 유지유량의 결정방법은 미국에서 제시된 유지유량증분 방법론(Instream Flow Incremental Methodology)에 근본을 두고 있으며 대부분의 방법이 어류 서식처에 대한 수리모의를 위해서 1차원 수리모형을 이용하여 왔다. 특히 어류 서식처에 대한 1차원 수리모의를 위하여 물리적 서식처 모의시스템(PHABSIM)이 가장 보편적으로 적용되고 있으며 모의 결과로 제시되는 어류 서식처의 가중가용면적(Weighted Usable Area)을 토대로 하여 최적 유량의 규모를 제시하게 된다. 따라서 본 연구에서는 어류 서식처를 고려한 하천유지유량 산정함에 있어서 최적유량 결정에 중요한 지표로 사용되는 가중가용면적(WUA)을 산정함에 있어서 일반적으로 사용되어 온 1차원 수리모형인 PHABSIM을 이용한 결과와 함께 최근 개발되어 수리학 분야에서 폭넓게 적용되고 있는 2차원 수리모형을 이용하여 산정된 결과를 비교하여 제시하고자 한다. 본 연구에서는 2차원 수리해석을 위해서 River2D를 이용하였으며 한강수계의 주요 지천을 선정하여 2가지의 서로 다른 수리모의 결과를 비교하였다. 대상 어종은 어류상 조사 결과, 각 지천의 우점종인 피라미를 선정하였으며 수리해석에 의한 어류의 서식처 모의를 위하여 필요한 서식처 적합도 지수 Habitat Suitability Criteria)는 낙동강 수계에서 작성된 결과를 이용하였다. 각 1차원 및 2차원 수리해석에 의해서 산정된 가중가용면적에 대한 상관분석을 실시하였으며 유지유량 증분방법론(Instream Flow Incremental Methodology)의 개념에 입각하여 최적의 유량 값을 산정하였다. 각 지점에서의 가중가용면적-유량 관계를 모의하고 대상 어종의 성장 단계별(산란기, 성어기) 가중가용면적(WUA)을 산정하여 비교.분석하였으며 분석결과 가중가용면적(WUA)값의 분포가 성어기, 산란기에서 선형(linear)으로 잘 표현되었다.

• Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology
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• v.11 no.2
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• pp.40-54
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• 2008

Small and large dams are installed in the course of a stream for maintaining the water level of the stream or obtaining agricultural water. Currently about 18,000 of them are installed in Korea to supply water. However, the environmental problems of small dams are well known : the interruption of stream eco-corridors, deterioration of water quality in the upper reaches of the small dam, changes in the habitats of riparian organisms, damages to the stream scenery. In a very few of these small dams artificial eco-corridors like fishways are installed, but the number is very minimal.Accordingly, to efficiently restore stream eco-corridors by removing these small dams, it will be necessary to closely examine physical impacts, such as changes in the riverbed and changes in the shape of the stream caused by the removal, chemical impacts, such as changes in water quality, and transport and accumulation of contaminated sediments and biological impacts, such as changes in the habitats of organisms, and develop related technologies in advance, and have these technologies verified through demonstration application in the sites. In this study, we analyzed the physical, chemical and ecological impacts of the removal of the above-mentioned small dams, and conducted a research on the demonstration small dam removal project for a spot investigation. As a result, the small dam removal will restore the eco-corridor, there by improving the habitat of fishes and crustaceans. The number of major underwater organisms inhabiting the Gokreungcheon, such as Korean spotted sleepers, Chinese minnows, Microphysogobio yaluensis, Abbottina rivularis, stone morokos, striped shinners, long-nosed barbels, and Chinese mitten crabs, is expected to increase, and the food chain in the ecosystem will improve so that species diversity will improve as well.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.180-180
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• 2011

하천의 정상적인 기능 및 상태를 유지하기 위하여 필요한 최소유량을 의미하는 하천유지유량은 하천수질보전, 하천생태계보호, 하천경관보전, 염수침입 방지, 하구막힘 방지, 하천시설물 및 취수원보호, 지하수위 유지 등을 감안하여 산정하게 된다. 하천유량 변화는 하천내 동 식물에 영향을 미치며, 특히 고등 생물인 어류의 서식처, 산란장소 및 산란조건 등은 유량 및 수위변화에 민감하게 반응하므로 하천구간별 어류의 서식처 유지에 적절한 수심, 유속 등 수리 조건을 제공할 수 있는 유량을 산정하게 된다. 국내에서는 90년대 후반부터 생태계를 고려한 하천유지유량 개념이 도입되었으며, 어류의 적절한 수생 서식환경 평가를 위해 주로 유량 점증 방법론(IFIM, Instream Flow Incremental Methodology) 개념에 입각한 물리서식처 모형을 이용한 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 낙동강수계 13개 지점을 선정하여 어류상 조사를 실시하여 어류의 물리서식처 모형과 수심-유속-유량 관계곡선을 이용한 간단법을 이용하여 생태계 보전을 위한 필요유량을 산정하였다. 어류 물리서식처 모형으로는 어류서식환경 평가에 가장 광범위하게 이용되고, 생태적 특성을 반영할 수 있는 유량점증방법론의 PHABSIM(Physical HABitat SIMulation) 모형을 선택하였다. 현장 모니터링 및 문헌조사를 통해 각 지점별 대표어종을 선정하고, 유량, 수심, 저수로 하천단면, 하상재료와 같은 수리특성을 조사하고, 선정된 한계단면에 대한 유량측정을 실시하였으며, 수심-유속-유량 관계곡선을 통하여 각 지점의 대표어종이 서식할 수 있는 최소유량을 산정하였다. 또한 지점별로 서식처 적합도 지수(HSI, Habitat Suitability Index)와 가중가용면적(WUA, Weighted Usable Area)를 산정하였으며, 이는 PHABSIM 모형의 적용에 이용되었다. 물리서식처 모형과 간단법 적용결과를 비교해본 결과, 모든 지점에서 물리서식처 모형 적용결과가 간단법에 비해 크게 산정되었는데, 이는 간단법이 성어기 서식에 필요한 최소 수리조건을 선택하였지만, PHABSIM의 경우 성어기 어류서식의 최적 수심 및 유속을 이용하여 가중가용면적을 산정하기 때문인 것으로 판단된다. 어류서식과 관련된 많은 관련 데이터가 축적된다면 어류서식처에 맞는 최적의 생태유량을 보다 정확하게 산정할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.219-219
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• 2023

4대강사업으로 인해 생태계가 파괴되는 하천의 문제점이 발생하였다. 그로 인해 어류의 서식환경이 변화하였다. 하지만, 어류 각각의 서식처 선호도가 변화한 것은 아니기에, 변화된 환경에서 어류의 서식처에 대한 분석이 필요하다. 어류들이 선호하는 환경 조건을 판단하는데 많이 사용되고 있는 지수는 서식처 적합도 지수(Habitat Suitability Index, HSI)이다. 서식처 적합도 지수는 유속 및 수심과 같은 수리적 서식처 특성과 대상 종의 선호도를 나타내는 지수이다. 가로축은 수심 및 유속 변수, 세로축은 적합도를 의미하며, 1의 값에 해당하는 수심 및 유속이 대상 어종이 가장 선호하는 수심 및 유속 값을 나타낸다. 국내에서는 실제로 서식처 적합도 지수를 활용해 수리 인자와 서식처의 관계에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 서식처 적합도 지수는 현재 수리 인자만을 고려해 서식처 적합도를 판단하고 있는데, 정밀한 분석을 위해서는 수리 인자뿐만 아니라 수질 인자를 포함해 분석해야 한다. 실제로 수리 인자와 수질 인자를 함께 고려해 어류의 서식처를 분석한 연구는 부족한 상태이다. 본 연구에서는 수질적인 부분의 지수를 직접 개발하는 것이 아닌, 하천의 수질의 등급을 나타낸 Water Quality Index (NSFWQI)을 이용해 수질부분의 서식처 분석을 실시한다. NSFWQI는비교적 계산이 간단하여 수질 변화를 쉽게 파악할 수 있는 특징을 가진 지수이다. 수리자료는ADCP로 얻은 자료를 통해 기존 문헌과 대상 지역에서의 이미 존재한 서식처 적합도 지수를 이용하고, 수질 자료는 YSI로 얻은 자료를 통해 대상 지역의 NSFWQI 지수를 계산하였다. 서식처 적합도 지수와 NSFWQI 두 가지 지수를 공간분포로 나타내어 Arcgis의 적지분석 기능을 이용해 어류의 최적의 서식처 지역을 제시 하는데에 목적이 있다. 평가 대상 어종은 정수성 어종인 끄리(Opsariichthys uncirostris)와 유수성 어종인 피라미 (Zacco platypus)를 선정하였다.

• Journal of Ecology and Environment
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• v.47 no.4
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• pp.250-260
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• 2023

Background: Crabgrass (Digitaria ciliaris, Poaceae) is a globally distributed weed, including in Afro-Eurasia, America, and Australia. As a highly gregarious plant, crabgrass is an important habitat for a diverse array of insects, and a potential habitat for agricultural pests. To compare the insect communities associated with the crabgrass community, insects were sampled using sweep sampling (100 sweeps per sample) at five sites, including Daejeon (Daejeon and Gap rivers), Anseong, Namhae, and Inje, with a focus on the Daejeon River. Results: A total of 5,888 individual insects belonging to eight orders, 42 families, and 115 species were collected from the five sites. Both the number of species and individuals of Hemiptera were the highest at all of the sites. In the present study, 73% of the insect population fed on D. ciliaris as a host plant. The dominant species in the D. ciliaris community was Laodelphax striatellus (Delphacidae), being ubiquitous at all the sites which showed a high abundance of rice pests in the communities and the suitability of D. ciliaris as an alternative host plant for them. The Shannon-Wiener diversity index was highest in Inje on 17 September (2.88), and the Chao1-bc diversity index was highest in the Gap River on 5 September (80). The sampling efficiency of 100 sweep samples (sample coverage) was calculated to be as high as 90%. The results of the samples taken from September to November in the Daejeon River showed that the number of species and individuals decreased gradually over time, and the number of dominant species decreased sharply between September and October. Similarity analysis indicated that sampling dates that were closer together yielded sampled assemblages with higher faunal similarity. In addition, in each sampling, the difference in the minimum temperature during the two-week period prior to sampling and faunal similarities were negatively correlated. Conclusions: This study provides foundational data that could enhance our understanding of insect diversity in D. ciliaris. The data can facilitate ecological conservation and management of Korean grasslands generally, as well as identification of potential pests that may disperse from D. ciliaris communities to nearby farmland.

• Journal of the Korean Society of Environmental Restoration Technology
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• v.27 no.4
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• pp.1-14
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• 2024

Otters, designated as Class I endangered wildlife due to population declines resulting from urban development and stream burial, have seen increased appearances in freshwater environments since the nationwide ban on stream filling in 2020 and the implementation of urban stream restoration projects. There is a pressing need for scientific and strategic conservation measures for otters, an umbrella and vulnerable species in aquatic ecosystems. Therefore, this study predicts potential otter habitats using the species distribution model MaxEnt, focusing on Hwangguji Stream in Suwon, and proposes conservation strategies. Otter signs were surveyed over three years from 2019 to 2021 with citizen scientists, serving as presence data for the model. The model's outcomes were enhanced by analyzing 'river nature map' as a boundary. MaxEnt compared the performance of 60 combinations of feature classes and regularization multipliers to prevent model complexity and overfitting. Additionally, unmanned sensor cameras observed otter density for model validation, confirming correlations with the species distribution model results. The 'LQ-5.0' parameter combination showed the highest explanatory power with an AUC of 0.853. The model indicated that the 'adjacent land use' variable accounted for 31.5% of the explanation, with a preference for areas around cultivated lands. Otters were found to prefer shelter rates of 10-30% in riparian forests within 2 km of bridges. Higher otter densities observed by unmanned sensors correlated with increasing model values. Based on these results, the study suggests three conservation strategies: establishing stable buffer zones to enhance ecological connectivity, improving water quality against non-point source pollution, and raising public awareness. The study provides a scientific basis for potential otter habitat management, effective conservation through governance linking local governments, sustainable biodiversity goals, and civil organizations.

• Journal of the Korean Institute of Traditional Landscape Architecture
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• v.41 no.4
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• pp.40-48
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• 2023

This study is part of a foundational research effort aimed at developing a suitability index for breeding grounds related to avian activities along the domestic South and West coasts, including islands. Focus Group Interviews (FGI) and Analytic Hierarchy Process (AHP) analyses were conducted. The results are as follows. First, as a result of determining the value of the suitability of coastal bird breeding sites, the 'Natural Value(0.763)' was higher than the 'Artificial Value(0.237)'. Other artificial values were identified as sub-ranked except for 'Protected Areas' to ensure continuous integrity of breeding spaces. Second, as a result of re-establishing the 25 evaluation items classified in the two-time FGI as higher concepts, nine natural values and five artificial values were finally selected as a total of 14. Third, the results of the mid-classification evaluation of the importance of the suitability of coastal bird breeding sites were identified in the order of 'Ecological Value(0.392)', 'Topographic Value(0.251)', 'Passive Interference(0.124)', 'Geological Value(0.120)', and 'Active Interference(0.113)'. Fourth, the results of the priority of evaluation items of coastal bird breeding sites were in the order of 'Vegetation Distribution (0.187)', 'Area of Mudflats(0.118)', 'Presence or Absence of Mudflats(0.092)', 'Appearance of Natural Enemies(0.087)', 'Protected Areas(0.08)', 'Island Area (0.069)', 'Over-Breeding devastation(0.064)', 'Soil Composition Ratio(0.056)', 'Distance from Land(0.054)', 'Ocean farm area (0.045)', 'Cultivated land area(0.041)', 'Cultivation behavior(0.038)', 'Angle of the Surface(0.036)', and 'Land Use(0.033)'. It is judged that the weighting result value of the evaluation items derived in this study can be used for priority evaluation focusing on the coastal bird breeding area space. However, it seems that the correlation with the unique habitat suitability of bird individuals needs to be supplemented, and spatial analysis research incorporating species-specific characteristics will be left as a future task.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• v.1 no.1
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• pp.39-48
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• 2014

In order to establish fundamental data for stream restoration and environmental flow, we investigated optimal ecological flowrate (OEF) and riverine health condition in the Chogang Stream, a tributary to Geum River, Korea. The number of fish individuals sampled in this period were 4,669 in 36 species of 9 families. The most abundant species was Korean chub (Zacco koreanus, 34.0%) followed by pale chub (Z. platypus, 22.6%) and Korean shinner (Coreoleuciscus splendidus, 13.3%). Index of biological integrity (IBI) and qualitative habitat evaluation index (QHEI) values decreased from upstream to downstream along the stream. The estimated IBI value ranged from 27.9 to 38.6 with average 32.2 out of 50, rendering the site ecologically fair to good health conditions. OEF was estimated by the physical habitat simulation system (PHABSIM) using the habitat suitability indexes (HSI) of three fish species Z. koreanus, C. splendidus and Pseudopungtungia nigra selected as indicator species. In Z. koreanus, HSI for flow velocity and water depth were estimated at 0.1 to 0.4 m/s and 0.2 to 0.4 m, respectively. In P. nigra, HSI for flow velocity, water depth and substrate size were estimated at 0.2 to 0.5 m/s and 0.4 to 0.6 m and fine gravel to cobbles, respectively. OEF values increasing from up to downstream was found to increase, weighted usable area (WUA) values increased accordingly.

• Journal of Korean Society of Rural Planning
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• v.18 no.2
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• pp.1-11
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• 2012

Eco-village has been regarded as an alternative to accomplish sustainable development for rural village. This study has intended to develop comprehensive planning indicators to establish an eco-village based on such aspects of sustainable development as economy, environment, and society. To reach this objective, this study has set up six goals as follows: 1) ecological production activities for agriculture, 2) resource circulation and energy independence in the economic domain; 3) building cultural and historical succession and community activation, and 4) living together with surrounding regions in social domain; and 5) maintaining environmental habitat, and 6) restoring natural ecosystem in environmental domain. Based on these goals, this study has developed the planning indicators to build an eco-village through case study, literature review, survey for suitability, and factor analysis. This study has found 17 strategies and 47 planning indicators in accordance with the six goals.