• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권1호
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• pp.64-78
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• 2021

본 연구에서는 금강에서 횡단구조물의 건설과 운영이 하천 서식처의 경관 특성에 미치는 영향을 규명하기 위하여, 대청댐 하류에서 보 건설과 운영의 영향을 받지 않는 대조구간인 부용리 구간과 세종보, 공주보의 상하류 구간의 총 3개 하천구간을 선정하여 대청댐 건설 전후, 보 건설 전후, 보 개방 전후로 시기를 구분하여 항공사진을 이용해 서식처를 분류하고 경관의 공간 유형을 분석하였다. 금강에서 대청댐 건설 후 나지의 면적은 크게 감소하고 초지와 임지의 면적은 증가하였다. 또한 하천 경관에서 조각의 수는 증가하고 크기는 감소하였으며 경관형태지수와 서식처 다양성지수는 증가하였다. 따라서 댐 건설이후에 하류에서 나지 서식처가 식생 서식처로 변하였고 서식처가 파편화되고 다양화되었다. 4대강사업에 따른 보 축조의 영향으로 세종보와 공주보 구간에서 개방 수면이 각각 18%, 90%가 증가하였고, 개방수역의 경관형태지수가 각각 32%, 35%가 감소하였으며 서식처 다양도지수가 25%, 24%로 감소하였다. 따라서 보 건설에 따라서 개방수면이 확대되며, 서식처의 형태가 단순화되고 다양성이 감소하였다. 보 개방 후에는 보 건설 후 사라졌던 나지가 다시 나타나고, 육역 서식처와 개방 수면의 경관형태지수와 서식처 다양도지수가 증가하였다. 따라서 보 개방에 의하여 서식처의 경관 특성이 보 건설 이전으로 회복되는 것으로 나타났다. 다만, 보 개방의 효과가 보 하류에서는 보 상류보다 지연되었다. 하천에서 횡단구조물의 건설에 의하여 하천 서식처에서 경관 구조의 특성이 변화하였으나, 이들 구조물의 운영에 의하여 서식처 환경을 회복할 수 있으므로 구조물의 생태적 운영에 대한 체계적인 기술 개발이 필요하다고 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권7호
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• pp.541-552
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• 2004

본 연구에서는 설치어도조사법을 적용하여 한강 하류부 잠실수중보의 회유성 어류 이동을 위해 설치된 계단식 어도에 대해 어류소상기능을 조사하고 피 개선방안을 제시하였다. 조사기간 동안에 어도 출구에서 채집된 어도이용 소상어류는 체장이 29cm 이상인 강준치가 361개체로서 대부분을 차지하였으며, 그 강준치에 대한 소상능력은 최대 2.53${\times}$10^{-3}$ 개체/hr/g으로 나타났다. 잠실수중보의 계단식 어도는 한강에 서식하는 어류의 다양성을 만족시키기 어려운 형태일 뿐만 아니라 어도 출구의 월류격벽 낙차가 너무 크고 과도한 유량이 유입되기 때문에 유영력이 약한 어류가 이용할 수 없다. 따라서 이 어도는 유영력이 큰 강준치와 누치 이외의 다른 어류에 대해서는 소상기능을 발휘하지 못하고 있는 것으로 확인되었다. 어도의 기능을 향상시키기 위해서는 다양한 어류가 이용할 수 있는 형식으로 어도 구조를 변경하고, 어도 시설의 기능을 고려하여 가동보를 운영하여야 한다. 또한 고정보 전체의 상시 월류로 인해서 생기는 어도의 설치효과 저하에 대해서는 저수로 양안 측에 어도를 추가 설치할 필요가 있는 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.821-834
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• 2015

본 연구에서는 세굴방지를 위하여 설치된 바닥보호공의 영향을 고려한 흐름특성 및 하상변동에 관한 연구를 수행하였다. 대상지역은 낙동강유역의 합천창녕보가 포함된 현풍 수위관측소에서부터 마수원 수위관측소까지의 구간이며, CCHE2D 모형을 적용하기 위하여 2010년 태풍 '곤파스'사상을 대상으로 검 보정하였다. 바닥보호공에 대한 영향을 분석하기 위하여 빈도별 호우사상(50년, 100년, 200년)에 대해 세 가지의 모의조건(Case 1, 2, 3)을 구성하였으며, Case 1은 보가 설치되기 이전의 조건, Case 2는 보가 설치된 이후의 조건, Case 3는 바닥보호공을 고려한 조건이다. 보의 설치로 인하여(Case 2) 고정보 및 전도게이트형 가동보 구간에는 퇴적량이 증가하였고, 리프트게이트형 가동보 구간은 높은 수위차로 인하여 보를 건설하기 이전(Case 1)보다 더 많은 세굴이 발생하였다. Case 3은 바닥보호공의 영향으로 보 직하구간(30m)에서 세굴이 발생하지 않았다. 그러나 바닥보호공이 설치되지 않은 보 하류구간(60m 이상)에서는 보가 설치되기 이전 조건(Case 1)보다 더 많은 세굴이 발생하였다. 이와 같은 결과를 통하여 본 연구결과는 실제 보에 대한 하상변동 예측과 보의 관리 및 운영에 대한 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권5호
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• pp.495-503
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• 2012

하천에 설치되는 강변저류지의 효율적 설계를 위해서는 정확한 부정류 흐름 해석이 반드시 필요하다. 일반적으로 하천의 부정류 수치모의는 1차원 부정류 수치모형인 HEC-RAS를 많이 사용하고 있다. 하지만 강변저류지가 있는 하도에서의 부정류 흐름에 대한 수리실험과 현장 모니터링 자료가 거의 없기 때문에 HEC-RAS를 이용한 부정류 수치모의 결과의 신뢰도를 확신하기가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 부정류 수리실험을 수행하여 강변저류지가 있는 하도에서의 HECRAS를 이용한 부정류 수치모의 적용성을 검토하였다. HEC-RAS 적용성 검토는 직선수로에 강변저류지가 설치되어 있거나 그렇지 않은 경우에 대해 부정류 수리실험을 실시하여 측정된 결과와 비교하여 평가하였다. 특히, 강변저류지가 설치되어 있는 경우는 강변저류지의 저류용량이 충분하여 하도에서 강변저류지로 통하는 위어에 완전 횡월류 흐름만 발생하는 경우에 대해 실험을 수행하였다. 강변저류지가 설치되지 않은 직선수로에 대한 HEC-RAS의 수위 계산 결과는 최대 3% 오차를 유량은 최대 1% 오차를 보였으며, 강변저류지가 설치된 경우의 HEC-RAS 수위 계산 결과는 최대 4% 오차를 유량은 최대 2% 오차를 나타냈다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권5호
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• pp.369-381
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• 2020

본 연구에서는 영산강의 송촌보와 죽산보의 녹조현상에 영향을 미치는 주요 인자들을 분석하고 3차원 수리동역학 EFDC 모델을 이용하여 유역의 점오염원 및 비점오염원의 영향을 분석하여 수질 개선을 위한 관리 우선순위를 선정하고자 하였다. 8개의 주요 지류와 2개의 하수처리장의 2018-2019년의 2년 간 수질 변화특성 분석하였으며 간헐적으로 다량의 비점오염물질이 유입되는 것으로 추정되는 영산강 유역 농경지의 배수문 등 비점오염원은 실측자료의 부족으로 정확한 분석이 어려웠다. EFDC 모델은 수위 및 수질에 대하여 각 6개 지점에 대해서 2018-2019년의 2년간 자료에 대하여 보정하였으며 각 오염원을 중심으로 시나리오를 분석하였다. 광주 제 1 하수처리장의 방류수는 현재의 수질을 75%까지 개선하여도, 승촌보 및 죽산보의 녹조현상이 개선되지 않는 것으로 나타났으며 이는 방류수 수질이 개선되어도 영산강 유역 조류가 성장하기에 충분한 영양염류가 존재한다는 것을 의미한다. 시나리오 분석을 통해 승촌보의 수질에는 황룡강이 가장 큰 영향을 미치며 죽산보의 수질에는 지석천의 영향이 가장 크고 이어서 황룡강의 영향이 큰 것으로 분석되었다. 따라서 승촌보의 수질 개선을 위해서는 황룡강의 수질 개선이 가장 중요한 것으로 분석되며 죽산보는 수질에 가장 큰 영향을 미치는 지석천의 수질 개선이 중요한 것으로 판단된다. 기타 소규모 비점오염부하 유입원에 대하여는 실측자료의 부재로 적절한 분석이 어려웠으며 향후 연구에 보완되어야 할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제47권4호
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• pp.328-336
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• 2014

2009년 11월 착공되어 2011년 11월 준공된 낙동강 낙단보 구간의 상류와 하류 지점을 대상으로 2007년부터 2014년까지 8년간 연 4회 조사된 저서성 대형무척추동물의 변화 양상을 파악하였다. 8년간의 자료를 보 설치 이전인 2007년부터 2009년, 공사 기간이었던 2010년부터 2011년, 준공 이후인 2012년부터 2014년의 3개 시기로 구분하여 분석한 결과, 공사 이전에 비해 공사 이후에 전반적인 종수 및 개체수가 평균 51종 $895inds.\;m^{-2}$에서 25종 $84inds.\;m^{-2}$로 감소하는 경향을 보였다. 특히 이러한 감소 경향은 낙단보의 하류에 비해 상류에서 두드러지게 나타났으며, 분류군별로는 Trichoptera의 감소 폭이 큰 것으로 나타났다. 낙단보 준공이후 우점도는 증가, 다양도 및 풍부도는 감소하였으며, 준공 직후인 2012년에 일시적으로 큰 변화를 보였다. 섭식기능군은 준공 이후 GC와 P의 개체수 비율이 증가하였으며, 서식기능군은 BU의 개체수 비율이 증가하였다. 이러한 현상은 준설에 의해 수변부의 경사도가 비교적 높아짐에 따른 저수심지대 면적 감소, 보 설치에 의한 유속 감소, 하상 구조 중 모래 비율의 증가 등의 영향으로, 유속이 느린 수계에서 모래에 굴을 파고 서식하거나, 하상의 CPOM과 FPOM을 주워먹는 종의 비율이 증가하는 경향을 보인 것으로 판단된다. 또한 보 준공이후 신규 이입된 종과 교란에 의해 영향을 받은 종들에 대한 지속적인 연구가 요구된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권11호
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• pp.1007-1015
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• 2014

본 연구에서는 실내실험을 통하여 국내 중 소하천에 가장 많이 설치되고 있는 개량형 공압식 가동보를 대상으로 다양한 유량 변화에 대한 흐름특성을 분석하고, 유량계수산정식을 도출하였다. 실험결과, 가동보 기립각도에 따라 월류유량계수 ($C_d$)의 값은 0.613~0.634로 산정되었으며, 상류 Froude number ($F_{r1}$), 상대위어길이(${\xi}$), 전수두비($H_1/W$), 상류수심과 위어마루를 월류하는 수심의 비($y_c/y_1$)는 상류의 영향을 받으며 하류 Froude number ($F_{r2}$), 하류수심과 위어마루를 월류하는 수심의 비($y_c/y_2$)는 하류의 영향을받아 변화하였다. 상 하류수위차와 하류수심의 비(${\Delta}y/y_2$)는 상 하류의 영향을 모두 받아 변화되는 특성을 보여주었다. 주요 영향변수를 고려하여 다중회귀분석에 의한 유량계수산정식을 도출한 결과, 개량형 공압식 가동보의 월류유량계수는 상류흐름 조건이 상류일 때, 가동보의 높이 즉, 기립각도에 따른 물리적 제원과 상류 접근흐름수두의 조건에 의하여 결정되는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권7호
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• pp.555-564
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• 2018

홍수조절지는 하천 제내지 측에 제방을 축조하고 제방 일부 구간에 횡월류위어를 설치해 일정규모 이상의 홍수사상 발생 시 홍수량 일부를 월류시켜 저류하는 홍수저감시설이다. 다양한 하천시설물이 존재하는 하천 내에서 홍수조절지의 운영 최적화를 위해서는 기존 시설과의 연계 운영을 함께 검토해야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 하도 내 수문 시설의 영향을 고려해 홍수조절지 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수로 내 수위 저감 및 유량 분담 효과를 분석하였다. 수문 시설의 영향을 고려하기 위해 수로 내 2문의 방사형 수문을 설치하였으며, 수문으로부터 상류 방향으로 횡월류위어의 위치를 이동시키며 수로 내 수위 변화와 횡월류위어의 월류량을 측정하였다. 실험 결과 횡월류위어의 위치가 수문에 가까울수록 수위 저감 효과가 크게 나타났으며, 유량 분담 효과는 큰 변화가 없는 것으로 확인되었다. 2개소 이상의 횡월류위어 운영 시에는 충분한 저류공간이 확보되어 횡월류위어의 위치에 따른 수위 저감 효과의 변화가 크지 않은 것으로 확인되었다. 또한, 수문 운영 시 1개소 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 저감율을 경험식으로 산정해 향후 홍수조절지 계획 시 활용 가능한 기초자료를 제공하고자 한다.

• 환경생물
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• 제37권1호
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• pp.48-59
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• 2019

본 연구는 2004~2017년 동안 금강수계에서 백제보 건설 전 후의 화학적 수질 특성 및 경험적 모델 분석을 실시하였다. 4대강 사업 전후의 표층수의 수질에 대한 비교평가에 따르면, TP의 농도는 보 건설 후 급격히 감소하는 현상을 보였고, 총질소 역시 감소하는 것으로 나타났다. 반면, 식물성 플랑크톤의 1차 생산력의 지표인 CHL-${\alpha}$ 농도와 EC는 보 건설 후 증가한 것으로 나타났다. 즉, 보 구간에서 수체류 시간의 증가로 인해 N, P의 농도는 감소하였지만, CHL/TP 비는 크게 증가하였고, 이로 인해 단위 인(P) 농도 대비 1차생산력은 증가한 것으로 나타났다. 경험적 모델의 회귀분석에 따르면, 보 건설 전 기간에 CHL-${\alpha}$ 농도는 TP와 유의한 관계를 보이지 않았으나(r=0.068, p=0.860, n=58), 보 건설 이후에 두 변수 사이에는 유의한 관계(r=0.6102, p<0.05, n=56)를 보였다. TN 및 이온희석 현상의 지표로 이용된 EC는 계절별 분석에서 장마기에 크게 감소하는 현상을 보이며 강우와 역상관 관계(r=0.5378, p<0.01, n=163)를 보였으나, 계절별 TP과 부유물 농도(SS)는 갈수기에 비해 장마기에 증가하는 특성을 보여 강우와 정상관 관계(r>0.40, p<0.01, n=163)를 보였다. 2018년 현재 보 구간의 완전한 상시방류를 시행할 경우, 향후 수체의 하천화에 의해 TP 농도는 증가하며, 녹조 현상은 감소할 것으로 사료된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.57-66
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• 2015

The purpose of this study was to improved the durability of a improved movable weir by replacing the improved movable weir's metal gate with a hybrid steel/glass fiber reinforced polymer composites panel gate. Because the metal gate of a improved movable weir is always in contact with water, its service life is shortened by corrosion. This study made four type of hybrid steel/glass fiber reinforced polymer composites panel gate with different steel gate surface deformation (control, sand blast, scratch and hole), flexural. Fracture properties tests were performed depending on the steel gate surface deformation. According to the test results, the flexural behavior, flexural strength and fracture properties of hybrid steel/glass fiber reinforced polymer composites panel gate was affected by the steel panel gate surface deformation. Also, the sand blast type hybrid steel/glass fiber reinforced polymer composites panel gate shows vastly superior flexural and fracture performance compared to other types.