• 한국농공학회논문집
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• 제62권6호
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• pp.51-62
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• 2020

The objective of this study was to estimate an optimum ecological flow rate in the Banbyeon stream based on the two representative fish species. Hydraulic stream environment was simulated with HEC-RAS for two water flow regimes and used for the PHABSIM hydraulic simulation. A dominant species of Zacco platypus and an endemic species of Squalidus chankaensis tsuchigae were selected as the representative fishes whose habitat conditions were evaluated for the spawning and adult stages. Weighted usable area (WUA) was estimated based on habitat suitability index (HSI) and PHABSIM habitat simulation. Overall deep water zone in the stream demonstrated greater WUA which implies better habitat status. The estimated WUA for Zacco platypus as the dominant species was about five times greater than Squalidus chankaensis tsuchigae at the stream flow of 12 ㎥/s. The optimum ecological flow rates were 15 ㎥/s and 25 ㎥/s for the respective spawning and adult stages of Zacco platypus, while 5 ㎥/s was estimated for both the life cycles of Squalidus chankaensis tsuchigae. Assuming that the dominant species may survive better in wider flow regimes, the optimum ecological flow rate should be determined rater based on the endemic species and flow rate of 5 ㎥/s was suggested for the Banbyeon stream.

• 대한환경공학회지
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• 제38권2호
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• pp.47-55
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• 2016

본 연구에서는 유량점증방법론에 입각하여 물리 서식처 모의 시스템의 기반을 둔 2차원 수리 및 서식처 모의인 River2D를 적용하였다. 대상 지점은 전주천 상류부이며, 수리모의 결과에 대한 비교는 갈수량 조건에서 검정된 HEC-RAS 수리모의 결과를 바탕으로 River2D와 유속, 수심 모의 결과를 비교, 평가하였다. 그 결과 유속의 RMSE는 0.18, NSE는 0.71, 결정계수는 0.78이고, 수심의 RMSE는 0.02, NSE는 0.71, 결정계수는 0.73으로 수리모의 결과가 실측치에 잘 반영되는 것으로 평가된다. 서식처 적합도 지수를 구축하기 위해 선정한 대표 어종은 10년간 어류 모니터링을 통하여 가장 출현빈도가 높은 피라미, 쉬리 어종에 대하여 선정하였다. 또한 평수량, 조건에서의 서식처 적합도 지수를 바탕으로 가중가용면적-유량 관계곡선을 산출하였으며, 한강 및 금강 수계에서 적합도 지수를 구축한 강형식(2010)의 지수를 가지고 모의한 결과와 비교, 평가하였다. 생태유량 산정 결과 피라미는 $1.5{\sim}2.0m^3/s$ 쉬리는 $1.8{\sim}2.0m^3/s$으로 산정되었다. 대상유역의 수질, 하도 구성, 생물 다양성 등이 매우 양호한 생태이고, 모의 결과 값을 유황분석과 비교해볼 때, 산정된 어류별 생태유량은 전주천 상류부에 적합한 것으로 평가된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.947-956
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• 2013

본 연구에서는 낙동강-금호강 합류부의 생태유량을 산정하기 위해 2차원 수치모형 River2D를 이용하여 가중가용면적(WUA, Weighted Usable Area)을 계산했다. River2D 모형의 검증을 위해 HEC-RAS모의결과와 비교하여 최적 매개변수를 결정했다. 그리고 낙동강의 우점종인 피라미와 갈겨니를 대상으로 낙동강과 금호강의 유량을 변화시키며 가중가용면적을 모의했다. 유량-WUA/A의 그래프로부터 생태유량을 산정한 결과, 낙동강의 경우 $33.3m^3/s{\sim}40.0m^3/s$, 금호강의 경우 $3.60m^3/s{\sim}4.32m^3/s$를 낙동강-금호강 합류부의 생태유량으로 결정하였다. 결정된 생태유량을 적용하여 낙동강 본류의 하상준설 이후 피라미와 갈겨니의 가중가용면적을 계산한 결과, 가중가용면적이 약 1/9로 감소했다. 그리고 준설 이후에 잉어에 대한 가중가용면적은 피라미와 갈겨니에 대한 것보다 2~3배 더 큰 것으로 계산됐다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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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.

• 한국패류학회지
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• 제31권4호
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• pp.307-314
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• 2015

본 조사는 2013년 6월부터 8월까지 금강 상류에서 멸종위기야생생물 I급인 두드럭조개 (Lamprotula coreana)의 서식지를 조사하였다. 서식지 평가를 위하여 하천의 물리적 구조인 여울, 소 및 유수역이 모두 포함된 다양한 서식환경에서 서식상태를 조사하였으며, 하천단면, 수심, 유속, 하상재료 및 서식지 유형 등을 현장에서 측정 하였다. 서식 확인된 두드럭조개는 크기, 무게 및 연령을 기록하고 서식지에 재살포하였고, 서식지적합도지수 (Habitat suitability index, HSI)와 PHABSIM (physical habitat simulation system)에 의한 최적 생태유량 산정을 위하여, 각각의 채집 장소에서 수심, 유속 및 하상재료 등을 기록하였다. 서식지 평가는 수위, 유량 및 하천단면의 현장조사 결과와 두드럭조개의 HSI를 PHABSIM에 적용하여 가용서식지면적 (weighted usable area, WUA)과 유량의 관계 곡선을 작성하였다. 금강 상류에서 채집된 두드럭조개는 각장 $73.1{\pm}18.4mm$ 및 전중 $131.6{\pm}72.3g$ 이었으며, 연령은 2-7년생까지 서식하는 것으로 확인되었다. 두드럭조개의 HSI는 수심 0.4-0.5 m, 유속 0.3-0.5 m/s, 하상재료는 모래-호박돌로 나타났다. PHABSIM에 의해 모의된 최적유량은 2.1 cms였으며, WUA는 $3,730m^2$/1000 m로 나타났다. 두드럭조개의 서식지 평가 결과는 최근 각종 하천 공사 및 생태적 교란 등으로 서식 범위가 감소하고 있는 시점에서 서식지 복원 및 관리를 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 수산해양교육연구
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• 제28권3호
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• pp.630-644
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• 2016

We conducted a comprehensive review on artificial reefs (ARs) including seaweed reefs for marine afforestation in relation to their development and research from 1972 to 2016, and then systematically analyzed their current a state-of-the-art and practice. From the review, the followings conclusions are made. First, the objectives of AR projects in the Southeast Asia can be classified into three, i.e. protection and increase of fishery resources, local community's profits, and ecological tourism. Second, fish gathering effects by ARs can be determined in terms of wake region or wake length that tends to increase with the K-C (Keulegan-Carpenter) number. Third, ARs are desirable to deploy across a direction of the main flow but it is essential to keep the deployment interval two to four times the length of a single reef. Fourth, stability of ARs depends on how to evaluate drag coefficient, and Morison formula turns out to be practical. Fifth, local scours of ARs are likely to occur due to a downward flow around the center of the front surface. Finally, it is natural for ARs to positively contribute to the marine ecosystem but it is imperative to develop an evaluation method for the effects of ARs on the marine ecosystem.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권spc2호
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• pp.811-822
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• 2019

본 연구에서는 용담댐 하류, 원주천댐, 홍천강을 대상으로 환경생태유량을 산정하였으며, 멸종위기종 및 국내고유종을 고려한 대상어종으로 용담댐 하류는 감돌고기, 원주천댐은 쉬리, 홍천강은 묵납자루를 선정하여 각 하천에서 환경생태유량을 산정하였다. 환경생태유량을 산정을 위한 물리서식처 분석은 수리모형과 서식처 모형이 결합된 Physical Habitat Simulation (PHABSIM)과 RIVER2D를 적용하여 수행하였다. 생태 환경 모니터링을 통해 연구 대상지별 대상종의 서식처 적합도 지수를 Instream Flow and Aquatic Systems Group (IFASG) 방법을 적용하여 성장단계별 서식처 작합도 지수를 산정하였다. 특히 어류 모니터링 성과를 바탕으로 대상종의 성장단계별 서식처 적합도 지수를 산정하였다. PHABSIM을 활용한 분석 결과, 조절 하천인 용담댐하류에서 산란기에는 $4.9m^3/s$, 치어기 $5.8m^3/s$, 성어기에는 $8.9m^3/s$에서 가중가용면적이 최대인 최적 환경생태유량이었다. 원주천댐에서는 쉬리의 산란기에는 $0.4m^3/s$, 치어기에는 $1.0m^3/s$, 그리고 성어기에는 $1.5m^3/s$의 최적 환경생태유량을 나타내었다. 또한 비조절하천인 홍천강에서는 묵납자루의 산란기 $5m^3/s$, 치어기 $4m^3/s$, 그리고 성어기에는 $6m^3/s$의 최적 환경생태유량이 산정되었다.

• 한국농림기상학회지
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• 제9권2호
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• pp.121-131
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• 2007

산림생태계의 생태과정과 수문과정의 변화는 밀접하게 연관되어 있음에도 불구하고 통합적으로 다루어지지 못해 왔다. 본 연구에서는 광릉 소유역에서 관측되고 있는 식생 및 수문자료와 지리정보시스템(GIS)을 기반으로 지역규모의 생태수문 모사 시스템인 RHESSys를 이용하여 이러한 통합을 시도하였다. 이를 위해, (1) RHESSys의 입력자료를 구축, 모형을 구동하고 (2) 다양한 생태수문과정을 동시에 고려할 수 있는 모형보정체계를 수립하고, (3) 민감도 분석을 통해 최적의 모수를 추정하였다. RHESSys의 유량패턴과 첨두유량에 영향을 주는 6개의 토양모수를 대상으로 민감도를 분석한 결과, 수평 포화 수리 전도도와 공극률의 깊이에 따른 감쇄가 유량에 대해 가장 큰 민감도를 보였다. 이 두 모수를 변화시켜 최적의 유량패턴 적합도를 산출한 결과, 유량예측의 적합도 지수(NSec)는 0.75였다. 이러한 결과는 향후 유역 단위의 토양 수분 및 증발산을 모사하고 그 공간분포를 나타내는 지도 제작을 위한 기본적인 평가기준으로서 매우 중요한 의미를 갖는다.

• KIEAE Journal
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• 제17권3호
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• pp.119-124
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• 2017

Purpose: Groundwater heat pump (GWHP) system has high coefficient of performance than conventional air-source heat pump system and closed-loop type geothermal system. However, there is problem in long-term operation that groundwater raise at the diffusion well and reduced at the supply well. Therefore, it is necessary to accurately predict the groundwater flow, groundwater movement and control the groundwater level in the wells. In this research, in consideration of hydrogeological characteristic, groundwater level and groundwater movement were conducted analysis in order to develop the optimal design method of the two-well system using the pairing pipe. Method: For the optimum design of the two-well system, this research focused on the design method of the pairing pipe in the simulation model. Especially, in order to control the groundwater level in wells, pairing pipe between the supply well and diffusion well was developed and the groundwater level during the system operation was analyzed by the numerical simulation. Result: As the result of simulation, the groundwater level increased to -2.65m even in the condition of low hydraulic conductivity and high pumping flow rate. Consequently, it was found that the developed system can be operated stably.

• 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.