• Journal of Ecology and Environment
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• 제40권2호
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• pp.107-119
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• 2016

Background: Previous studies on the biological integrity on habitat and landuse patterns demonstrated ecological stream health in the view of regional or macrohabitat scale, thus ignored the mesoscale habitat patterns of pool, riffle, and runs in the stream health analysis. The objective of this study was to analyze influences on the mesohabitat structures of pool, riffle, and run reaches on the fish guilds and biological integrity in Geum-River Watershed. Results: The mesohabitat structures of pool, riffle, and run reaches influenced the ecological stream health along with some close relations on the fish trophic and tolerance guilds. The mesoscale components altered chemical water quality such as nutrients (TN, TP) and BOD and these, then, determined the primary productions, based on the sestonic chlorophyll-a. The riffle-reach had good chemical conditions, but the pool-reach had nutrient enrichments. The riffle-reach had a predominance of insectivores, while the pool-reach has a predominance of omnivores. Also, the riffle-reach had high proportions of sensitive fish and insectivore fish, and the pool-reach had high proportions of tolerant species in the community composition. The intermediate fish species in tolerance and omnivorous fish species in the food linkage dominated the community in the watershed, and the sensitive and insectivorous fishes decreased rapidly with a degradation of the water quality. All the habitat patterns were largely determined by the land-use patterns in the watershed. Conclusions: Trophic guilds and tolerance guilds of fish were determined by land-use pattern and these determined the stream health, based on the Index of Biological Integrity. This study remarks the necessity to include additional variables to consider information provided by mesohabitats and land-use distributions within the selected stream stretch. Overall, our data suggest that land-use pattern and mesohabitat distribution are important factors to be considered for the trophic and tolerance fish compositions and chemical gradients as well as ecological stream health in the watershed.

• 한국습지학회지
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• 제14권1호
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• pp.75-87
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• 2012

지표수-지하수 혼합대는 하천 및 호소 등에서 지표수와 지하수가 교환되는 공간이다. 지표수-지하수 혼합은 하상의 토층으로 확장되어 다양한 물리적, 생지화화적, 열역학적 교환을 발생시키며 수생태계 내 고유한 생태적 전이대를 형성하는데 주요한 역할을 한다. 과거 실험 및 수치모의 연구에 의하면 혼합대에서 발생하는 물질교환은 하천의 지형적인 특징으로 발생하는 압력분포에 의해 지배된다. 특히 하천의 구간 규모에서 여울-소 구조는 혼합대의 특성을 지배하는 주요 인자로 알려져 있다. 여울-소 연속 구조는 지표수에서 재순환영역과 정체점을 형성하며 이 독특한 흐름 구조에 의해 혼합대의 흐름특성이 영향을 받는다. 본 연구에서는 3차원 동수역학 모형을 이용하여 Reynolds-averaged Navier-Stokes 방정식과 Darcy 방정식을 동시에 해석하여 연속된 여울-소 구조에서 발생하는 지표수의 흐름구조가 혼합대의 흐름에 미치는 영향을 분석하였다. 모의 결과, 여울-소 구조에서 지표수의 재순환영역 및 정체점은 상승류와 하강류 형성과 직접적 연관을 가지며, 재순환영역의 크기가 감소하면 여울 전면부 하강류 형성 구간의 길이가 감소하고 최대 하강류 발생 지점이 하부로 이동하는 특성을 파악하였다. 이와 같은 본 연구의 결과는 혼합대의 현장관측, 하천 관리 및 복원 등의 연구에 활용하여 친환경 하천 조성에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국조경학회지
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• 제32권2호
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• pp.102-119
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• 2004

This study investigates the relation between the location of a habitat and the ecological connections according to the habitat type in the riparian zone at the Bokha stream. Stream habitat is classified into nine types for the aquatic insects and fish. For vegetation and birds, habitat is classified into five types of medium-scale streams, including both physical and chemical streams are analyzed accordingly. The major results of this study are as follows: 1) A pool connected to the main stream has a certain water depth (about 80 cm) and is disturbed at least 5 to 6 times a year. Although the pool has a somewhat bad water quality, it provides a habitat for various types of young fish. 2) A meander riffle is about 15 cm deep, the flow velocity in the region is about 75 cm/s. This region does not have large structures to which aquatic insects can attach, so it cannot be used as a spawning ground. 3) A rock type pool is about 60 cm deep, the flow velocity in the meander riffle is about 25 cm/s. In this region, many aquatic insects attached to large structures appear. Due to various riparian vegetation, the rock type pool is used as a habitat for aquatic insects. 4) A pool which is only connected to the main stream during floods has a bad water quality. Despite of its relatively small size, it has a high population density of aquatic insects. faculty.

• 한국환경과학회지
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• 제22권3호
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• pp.309-318
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• 2013

This study was conducted for determining the influence of artificial structures on benthic macroinvertebrate communities in stream. Sampling was taken at upper(pool), down(riffle) and control(riffle) from two check dams, two weirs, one agricultural reservoir, and one multipurpose dam in northern part of Gyeongsangbuk-do. The benthic macroinvertebrate communities of these structures were surveyed during 2009 to 2011. The simple habitat of benthic macroinvertebrates occurred at the upper sites due to pooling effects from artificial structures. Specifically, Check dam1, Jusanji, Imha dam showed very low biological attribute values compared to the down and control sites, which have greater difference in substrate characteristics. However, in the upper sites of Check dam2, Weir1 and Weir2, the difference of values of biological attributes was relatively smaller. Also, proportion of functional feeding groups and functional habit groups were relatively simpler at upper stream and the degree of community differences was greater between upper and down, control sites. Spearman's correlation between biological attributes and substrate characteristics, water quality parameters had significant correlations; particularly, the substrate characteristics were more significantly related. In conclusion, the pool caused by artificial structures had negative effects on benthic macroinvertebrate communities thus leading to simplified stream habitats at upper stream ecosystems.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제6권1호
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• pp.58-68
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• 2019

본 연구는 저수로 물길 복원 조성을 통한 복원이 어류 서식처에 미치는 영향을 파악하기 위하여 원주천을 대상으로 물리서식처 분석을 수행하였다. 대상 어종은 원주천 중 상류에 서식하는 우점종인 참갈겨니를 대상으로 하였다. 흐름 분석은 2차원 모형인 River2D 모형을 사용하였으며, 서식처 분석은 서식처 적합도 곡선을 이용하여 서식처의 양과 질을 산정하는 서식처 적합도 모형을 사용하였다. 먼저 저수로 복원을 위하여 대상 구간의 강턱유량을 통하여 저수로 물길을 확인하고, 이를 통해 수리학적으로 유리한 저수로 단면을 설계하였다. 또한, 저수로 구간에 거석, 여울/소 구조, 그리고 단면 확폭을 통하여 다양한 복원기법을 적용하였다. 그 결과 수리학적으로 유리한 저수로 물길 복원 조성의 경우 현상태의 하폭보다 감소하였기 때문에 서식처가 악화되는 것으로 나타났다. 그러나 다양한 복원 기법을 적용하였을 때 서식처는 약 11% 정도 향상되는 것으로 나타났다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제4권3호
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• pp.169-179
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• 2017

본 연구는 원주천을 대상으로 안정하도 설계에 따른 하상변동 양상을 분석하여 물리적 교란과 서식적합도 (Habitat suitability, HS)를 정량적으로 평가하였다. 현재의 원주천 대상구간에 대한 안정하도 평가 결과 총 20개 구간 중 17개 구간이 안정하였으며, 3개 구간이 불안정한 것으로 나타났다. 물리적 교란개선 평가 (Physical disturbance improvement evaluation, PDIE) 결과 구간평균 112.17점으로 현재 양호한 교란개선 상태를 나타냈다. 어류의 물리서식처 분석은 원주천의 최우점종인 참갈겨니의 서식적합지수를 이용하였다. 물리서식처 분석 결과 HS는 0.16, 가중가용면적 (Weighted usable area, WUA)은 $347.68m^2$으로 나타났다. 불안정 하도의 안정하도 설계를 위해서 시설물의 개선 도입 철거와 하도를 준설하는 방법을 이용하였으며, 하상변동 양상에 따른 PDIE와 서식적합도의 변화를 분석하였다. 시설물의 개선 도입 철거 시 19개 구간에서 안정하도 설계가 가능하였으며, PDIE는 117.53점, HS는 0.14, WUA는 $313.37m^2$로 나타났다. 하도의 준설 시 20개 전구간에서 안정하도 설계가 가능하였다. PDIE는 116.50점으로 나타났으며, HS는 0.16, WUA는 $332.14m^2$으로 나타났다. 따라서 원주천의 물리적 건전성과 안정성을 제고할 수 있는 하도설계 방안을 도출하였으며, 그에 따른 물리적 교란과 물리서식처의 변화는 영향이 없을 것으로 분석되었다. 아울러 물리적 교란과 물리서식처의 상관 분석을 위해 구간별 유속과 수심 및 여울과 소의 출현 빈도를 분석하였다. 분석 결과 여울과 소의 분석은 물리서식처의 평가 결과와 유사하게 나타남을 확인하였다.

• 환경생물
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• 제37권4호
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• pp.726-734
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• 2019

본 연구에서 국내 어류 분류군별 체형비(Fineness Ratios; FR)를 분석한 결과 일부 잉어과와 납자루아과, 꺽지과, 검정우럭과 등의 어류 체형비가 상대적으로 낮았고, 그 외 분류군별 어류의 체형비는 4.5 이상으로 대부분 유영력이 뛰어난 것으로 나타났다. 유영성 어류를 대상으로 체장-체고비에 따른 서식지 선호를 분석한 결과 크게 3가지 어종타입은 구분되었다. 유영력이 낮은 납자루-붕어형은 체형비는 2.1~3.3 범위이며, 유선형의 비율을 가지는 피라미-참갈겨니형은 체형비가 3.7~5.2 범위였다. 은어-누치형은 체장이 체고의 5배 이상으로 유영력이 뛰어난 형태를 가지고 있었다. 어류 체형비에 따른 서식지 유형을 구분하면 붕어-납자루형은 흐름이 완만한 소(Pool habitat)형태의 서식지를 선호하는 어종 우세하였고, 반면 피라미-참갈겨니형, 은어-누치형의 경우 유속이 빠른 여울형서식지(Riffle habitat)를 선호하는 어종들로 구성되었다. 조사기간 동안 어도를 이용한 어류의 상대풍부도를 분석한 결과, 대부분의 어종들이 피라미-참갈겨니, 은어-누치형에 속하는 유영성이 높은 어류들로 확인되었다. 어도 내 유속이 0.5~1.0 m s^-1 범위에서 이용 어종의 FRs는 4.5~5.0 범위로 나타나 대부분 유영성 어종들이 어도를 주로 이용하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권2호
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• pp.83-94
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• 2016

하도지형, 하상재료 및 수리의 특성은 치수 및 환경적 측면에서 하천의 계획, 설계 및 유지관리를 위한 기초정보이며, 이러한 정보를 안정하도 설계에 활용하는 것은 아주 중요하다. 본 연구에서는 남강댐 상류 구간에 대하여 지배유량을 산정하고, 지배유량 유하시의 하도지형 및 수리 특성을 분석하였다. 또한, 화상처리기법으로 하상재료분포 특성을 분석하였고, 하상재료와 흐름저항의 상호관계를 평가하였다. 대상구간의 지배유량은 1.5년 빈도의 유량으로 산정되었고, 하천유형은 세그먼트 1과 세그먼트 2 구간으로 분류되었다. 또한 여울-소의 출현 빈도는 4.4로 나타났는데, 이는 연구 대상구간에는 하천횡단구조물이 없는 자연하천의 특성을 가지고 있기 때문이다. 지배유량 유하시 하상재료에 의한 흐름저항을 산정하기 위하여 수심-대표입경 비($h/d_{50}$)와 평균유속-마찰력 비($V/u_*$)의 관계를 분석한 결과, 자갈-호박돌-전석이 지배적인 하상재료인 구간에서는 Julien 공식이 적합한 것으로 평가되었으며, 자갈, 호박돌 및 전석이 지배적인 하천구간에서 면격자를 이용한 화상처리기법은 향후 하상재료 분석 시 쉽게 활용할 수 있는 방법임을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.878-886
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• 2018

본 논문은 자연 하천 내 여울과 소를 대상으로 소리를 측정하고 유속별 주파수 및 음압을 정량적으로 비교하는 것이 목적이다. 조사지역은 강원도 양양군 남대천 유역으로써 총 23개 사이트에 대한 소리를 분석하였다. 소리 측정은 하이드로 마이크폰을 사용하였으며 음향분석프로그램을 이용해 측정값을 분석하였다. 또한 조사 위치는 주변 소음이 없는 곳을 선정하였으며 측정위치는 여울과 소의 수심을 고려하였다. 분석 결과 여울 8개소와 소 15개소의 유속은 평균 0.515 m/s의 차이가 있었으며 유속에 따라 음압의 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 음압의 경우 여울은 평균 176.8 dB, 소는 168.2 dB로 측정되어 약 8.6 dB의 차이를 보였다. 또한 최대음압 발생 시 주파수의 경우 여울은 200 Hz ~ 250 Hz로 일정한 범위를 보였지만 소에서는 200 Hz ~ 1,000 Hz까지 다양한 주파수에서 최대음압이 발생하였다. 향후 하천서식처별 자연적인 소리분포가 분석되면 생태하천 재현, 수중생물의 선호 음원개발 및 구조물 설계에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.