• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권11호
• /
• pp.969-977
• /
• 2022

기후변화와 도시화로 인한 수재해의 증가에 대응하기 위해 저영향개발(Low Impact Development, LID) 기법에 관한 연구와 도시 적용이 확대되고 있다. LID 기법은 도시 내 우수유출수를 저감시키며 돌발 홍수등 다양한 수재해 문제를 친환경적으로 제어하고, 도시 물순환 체계를 자연 물순환 체계로 회복시키는 기술이다. 하지만 LID 기법을 통한 우수유출수 저감의 정량적 분석이 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 투수성 포장을 활용하여 구도심의 불투수 유역면적에 대하여 강우(25 mm/hr, 50 mm/hr, 100 mm/hr)의 지표유출 저감시 필요한 투수면적의 비율을 분석하였다. 분석 결과 25 mm/hr에 대하여 전체면적대비 7.14~12.63%의 투수면적이 필요하며, 50 mm/hr에 대하여 15.79~26.97%, 100 mm/hr에 대해 30~55.81%의 투수면적비가 필요한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권11호
• /
• pp.913-922
• /
• 2022

본 연구에서는 하천구역에 대해 SAR 영상 분석에 의한 수면적 범위를 이용한 DEM을 개선하는 방법을 제안하고, 북한과 같은 비접근 지역에 적용 가능한 위성 기반의 3차원 하천 공간정보 구축 방법을 제시함을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 접근 가능한 남한의 낙동강 지류인 남강 유역을 대상으로 연구를 진행하였다. 위성영상은 유럽항공우주국에서 제공하고 있는 Sentinel-1A/B 자료에 대해 2021년 1년간의 SAR 위성영상 자료를 수집하여 각 시기별의 수체면적을 추출하였다. 지상관측 수위는 WAMIS의 1시간 간격의 자료를 수집하였다. SAR영상 분석에 의해 추출한 수체면의 최저면적부터 최고면적까지 자료에 대해 지상의 계측 수위를 조합하여 수체면 변화에 따른 하천내 고도를 분석하여 DEM을 개선하였다. DEM 개선 후 하천구역내 고도가 매우 다양한 값을 나타내고 있어 기존의 DEM보다 비교적 자연스러운 형태의 하천 DEM을 구성하고 있는 것으로 판단된다. 개선된 DEM에 대한 정확도 검증을 위해 현장에서 측정한 지형 고도자료가 필요하나 자료의 부재로 인해 정확도 검증은 수행하지 못하였다. 다만 본 연구에서는 기존의 DEM과 SAR 영상 분석에 의해 분석된 수체면의 수위를 이용하여 DEM을 개선하는 방법을 제시하였다. 향후 정확도 검증에 대한 추가 연구를 수행한 후 다른 지역에 대한 적용성 검토 및 북한과 같은 미계측/비접근 지역에 적용할 수 있는 방법론을 추가로 제시하는 연구를 진행할 계획이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권8호
• /
• pp.635-643
• /
• 2022

우리나라 유역 상류부의 물 공급 소외 지역에서 취수원 용량이 극히 제한적인 계곡부 지역 등을 대상으로 샌드댐을 설치·운영함으로써 대체수자원 확보시설로 활용하고자 하는 시도가 이루어지고 있다. 샌드댐이 가장 활발하게 설치·활용되고 있는 것으로 알려져 있는 아프리카 지역 일부 국가들의 경우 샌드댐에 관한 별도의 법제도를 수립·적용하고 있는 사례를 찾아보기 어렵다. 샌드댐은 지하수댐의 일종으로서, 그 개념, 구조적·기술적 형태와 특성, 목적과 용도, 기능 등에 비추어 현행 「지하수법」 상 명시되어 있는 지하수자원확보시설로서의 법적 성격과 지위를 갖는다고 할 것이다. 지하수자원확보시설에 관한 규정의 해석과 적용 역시 이를 뒷받침한다. 따라서 샌드댐 사업은 「지하수법」을 근거로, 지하수자원확보시설의 설치·관리 사업의 하나로 추진·시행되는 것이 법논리적으로나 현실적으로 타당하고 합리적이다. 다만, 현행 명문 규정상 지하수자원확보시설에 샌드댐이 당연히 포함되는 것으로 볼 수 있는지에 대해서는 다소 명확하지 않은 점이 있어 그에 관한 종합적 고찰과 더불어 관련 법제도의 개선이 요구된다고 할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권11호
• /
• pp.925-932
• /
• 2021

가뭄-홍수 급변사상은 가뭄과 홍수가 중첩된 사상으로, 생태계뿐만 아니라 산업과 농업 그리고 사회경제까지 큰 영향을 미치기 때문에 가뭄이나 홍수의 개별 사상보다 대처하기 어렵다. 하지만 국내의 가뭄-홍수 급변사상에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 표준가중평균강수(SWAP) 지수를 사용하여 가뭄-홍수 급변사상의 특성들을 분석하였다. SWAP 지수는 일강수량에 시간 가중치를 적용한 가중평균강수(WAP) 지수를 표준화 것으로, 한강유역의 중권역별 면적평균강수량(1966-2018년)을 사용해 산정하였다. SWAP 지수는 가뭄·홍수의 단일사상 분석 뿐 아니라 가뭄-홍수 급변사상을 분석하는데 용이하고, 시간의 척도 측면에서도 유연하게 사용할 수 있다. 또한, 심각도 K를 사용해 가뭄-홍수 급변사상의 상대적인 심각도를 지역별로 분석할 수 있다. 연구 결과, 한강유역 30개의 중권역 중 20개의 중권역이 시간이 지남에 따라 가뭄-홍수 급변사상의 심각도가 상승하는 추세가 확인되었고, 중권역별 가뭄-홍수 급변사상의 발생 빈도와 심각도 등을 고려하여 위험지역을 확인할 수 있었다. 예를 들어, 한강유역 내 가뭄-홍수 급변사상으로 인한 위험지역은 남한강상류(#1001) 유역으로 나타났다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제9권1호
• /
• pp.24-35
• /
• 2022

수질분야에서 물재해 안정성 강화를 위해 과거와 현재의 수질을 분석하여 예측하는 기술을 지속적으로 고도화하는 것이 필요하며 데이터 기반의 예측 모형이 하나의 대안으로 대두되고 있다. 데이터 기반 모형은 복잡하고 광범위한 자료의 양을 기반으로 구축되기 때문에 보다 신뢰도 있는 결과를 얻을 수 있는 입력자료의 조합을 위한 상관관계 분석방법의 적용이 필수적이다. 본 연구에서는 보다 신속하고 정확한 데이터 기반의 수질 예측 모형을 구성하기 위한 선행단계로 Gamma Test를 적용하였다. 먼저 팔당댐의 다양한 수문조건에 따른 해당 유역의 복잡성과 정밀성이 재현된 과거와 현재의 일단위 수질을 최대한 확보하고자 물리적 기반 모형 (HSPF, EFDC)을 구동하였다. 팔당댐 수질예측지점과 팔당댐으로 유입되는 주요 하천의 수질을 대상으로 Gamma Test를 수행한 후 해석결과 (Gamma, Gradient, Standar Error, V-Ratio)를 통해 최적의 자료조합을 선정하는 방법을 제시하였다. 본 연구의 결과는 데이터 기반 모형 구축 시 반복적인 수행과정을 생략하여 시간을 단축하면서 보다 효율적으로 최적의 입력자료를 선정할 수 있는 정량적인 기준을 보여준다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권11호
• /
• pp.979-989
• /
• 2022

수문조사에서는 시·공간적 한계 및 제약으로 인하여 대표지점을 통한 관측이 필수적이다. 수문자료의 활용 및 자료의 정확성에 있어 특정 유역을 대표하는 관측소가 부족한 실정이다. 또한 현재 증발산량 측정 위치에 대한 기준이 사실상 전무하기 때문에 본 연구에서는 증발산량 측정 위치 결정에 관한 방법을 제시하고자 한다. 증발산량 측정 위치 결정은 증발산량 측정에 주로 사용되고 있는 에디공분산(eddy covariance) 측정 방법에서 관측 타워(Flux Tower) 운영범위를 고려한 격자를 선정하였으며 증발산량에 영향을 미치는 인자, 증발산량 위성자료를 통해 대표위치 격자를 산정하였다. 산정된 대표위치 격자는 양호, 보통, 미흡으로 분류하였다. 결과로 산정된 양호격자의 수는 54개이다. 격자의 분류에서 나타난 특징으로 지형, 토지이용에서 격자의 분류가 이루진 것으로 판단된다. 특히 표고나 시가지의 경우 편차가 크게 나타났으며 산정된 양호 격자는 두 분포 사이의 집단으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권11호
• /
• pp.877-886
• /
• 2022

본 연구는 상사호(주암조절지)의 유량과 수질이 향후 기후변화에 따라 어떻게 변화하며 어떠한 대책이 필요한지에 대한 분석과 관리 대책을 수립하는 것을 지원하고자 수행되었다. 유역의 변화를 예측하기 위하여 HSPF (Hydrological Simulation Program-Fortran) 와 호 내의 수질 예측하기 위해 AEM3D (Aquatic Ecosystem Model)를 연계하여 사용하였다. 기후변화 조건은 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)에 따른 AR5(5th Assessment Report)의 RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5와 RCP 8.5 시나리오를 사용하였다. 기후변화 시나리오는 기상청에 의해 상사호 유역에 대한 상세화된 자료를 사용하였고, 2012년~2021년의 10년간의 기간에 대해 보정 및 검증 하고, 미래 상황의 예측을 위해 현재, 2025년~2036년, 2045년~2056년 그리고 2075년~2086년의 기간으로 구분하고 또한 연도별로 6월부터 8월까지의 여름철과 12월부터 2월까지의 겨울철에 대해 구분하여 분석하였다. 전체 모의 기간에 대한 상사호 유역의 유량은 산술 평균으로는 RCP 4.5보다 RCP 8.5 가 큰 것으로 나타났으며 TN, TP 또한 RCP 4.5에서 높은 경향을 나타내었다. 그러나 RCP 8.5에서 갈수기에는 오염물질의 유출이 감소하고, 여름철에는 오염물질의 유출이 증가하여 연간 오염물질 유출량이 홍수기에 집중되는 특성을 나타내었으며 이에 따른 대책이 필요할 것으로 분석된다.

• 생태와환경
• /
• 제55권4호
• /
• pp.294-304
• /
• 2022

본 연구는 고유종인 얼록동사리(Odontobutis interrupta) 의 이동 패턴과 서식지 특성을 파악하기 위해 PIT telemetry를 이용하여 금강 수계의 지류 하천인 용수천의 상류 지점(충남 공주시 반포면 공암리 공암교, St. 1)과 용수천 중류 지점 (세종특별자치시 금남면 두만리 백룡교. St. 2)에서 2021년 3월부터 10월까지 수행되었다. 어류 채집은 족대(망목: 5×5 mm)와 통발(5×5 mm)을 이용하였고, PIT tag 삽입은 현장에서 즉시 수행하였다. 총 21회 모니터링에서 70개체가 115회 감지되었으며, 분석결과 얼록 동사리의 평균 총이동거리는 36.5 (±6.6) m로 확인되었으며, 전장에 따른 얼록동사리의 이동거리는 크기가 큰 개체일수록 더 멀리 이동하는 것으로 나타났다 P≤0.05). 얼록동사리가 감지된 지점의 평균 수심은 36.2 (±1.9) cm, 평균유속은 0.03 (±0.07) m s^-1 , 평균 수변부로부터의 거리는 4.4 (±0.3) m로 나타났다. 또한, 감지된 돌 면적에 대해 방류 후 최초선택하는 돌의 면적과 이후에 선택하는 돌의 면적을 비교한 결과 통계적으로 차이가 없는 것으로 나타났으나(P>0.05) 방류 후 24시간 이전 감지를 제외한 나머지 감지에 대한 전장과 돌의 면적을 비교한 결과 통계적으로 유의한 차이가 나타났다(P<0.01). 따라서, 서식지 복원을 위해서는 개체크기별 다양한 서식조건(수심, 유속, 돌 등)을 제공하여 개체별 다양한 하상 구조를 조성하는 것이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제112권3호
• /
• pp.340-351
• /
• 2023

산사태는 매년 막대한 재산 피해와 인명 피해를 유발하는 주요 자연재해 중 하나이며, 기후변화의 영향으로 산사태 취약성은 더욱 증대되고 있다. 사면안정해석을 위한 다양한 매개변수 중 토심은 산사태 및 토석류 분석 시 주요 매개변수이며, 사면 안정성에 영향을 미치는 유역의 수문학적 과정을 평가하는 데 중요한 역할을 한다. 토심을 추정하는 정확한 방법은 현장에서 직접 지층을 조사하는 것이다. 하지만 이를 위해서는 많은 시간과 비용이 요구되므로 다양한 토심 예측 모델들이 제안되었으나 실용성 및 정확성 측면에서 다양한 한계가 존재한다. 본 연구에서는 산지사면에 대한 토심을 추정 하기 위하여 국내 산지를 대상으로 수행된 71개의 탄성파 탐사 결과를 수집하였으며 탄성파 속도 700 m/s를 기준으로 토심을 추정하였다. 이에 따라 사면의 경사, 고도, 토심 자료를 구축하고 토심에 대한 통계적 특성을 파악하였으며 경사와 토심 및 고도와 토심 간 상관관계를 규명하였다. 또한, 사면경사를 기반으로 한 다양한 토심 예측 모델을 조사하고 이에 대한 비교·분석을 수행하였으며 경사를 활용한 보정된 토심 예측식을 제안하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제10권3호
• /
• pp.73-84
• /
• 2023

본 연구는 수생태계 생물다양성과 자연 서식지 환경을 유역 수준에서 평가하기 위해 수질과 수생태 분야를 중심으로 통합 지표를 개발하였으며, 지표별 결과 특성을 분석하여 적용성을 검토하였다. 자연성 평가체계는 인간 활동에 의한 교란, 서식지 다양성, 생물다양성, 생태계 구조의 4가지 평가분야와 7개 세부 평가지표로 구성하였다. 하천 생태계의 서식지 보전을 위해 평가 대상 생물군으로 어류를 활용하였으며, 멸종위기야생생물 II급 열목어와 최대 서식지인 계방천과 내린천을 평가대상으로 선정하였다. 조사 수역은 대부분 하천차수가 낮은 산간계류 형태로 열목어의 공서어종은 금강모치와 참갈겨니로 분석되었다. 자연성 평가 결과, 교란 현황 분야에서 본류보다 지류에서 제방 식생이 안정적인 환경을 보였으며, 외부 교란이 적은 것으로 분석되었다. 서식지 다양성 분야에서는 서식지 평가 지수가 평균 200 이상의 높은 점수를 나타내어 최적의 생물서식 환경을 보이는 것으로 분석되었다. 생물다양성 분야에서는 민감종의 비율이 높고, 용존산소가 많은 편이며 오염물질이 거의 없는 청정상태로 분석되었다. 생태계 구조 분야에서는 생태지표특성 메트릭과 멸종위기야생생물의 출현에 따른 점수 편차가 큰 특성을 보였으나, 대체로 하천생태계 건강성이 우수한 것으로 분석되었다. 열목어의 출현 유무에 따라 서식지 환경에 차이를 보이면서 자연성 평가 결과에 다소 차이를 보이는 것으로 나타났다. 생태계 변화 관찰 목적에 따라 자연환경 변화를 신속하게 탐지하고 하천생태계보전을 위한 평가체계로 활용하기 위해서는 다양한 유역을 대상으로 조사 분석이 이루어져야 할 것으로 판단된다.