태양 에너지, 풍력에너지, 폐기물에너지 등의 친환경적인 신재생에너지 중에서도 온실가스의 배출량이 가장 적으며 다른 에너지원에 비해 높은 에너지 밀도를 가진 소수력은 상대적으로 낮은 경제성으로 인해 과거에는 개발이 활발하게 이루어지지 않았다. 그러나 2013년 10월 말, 우리나라 소수력발전소 전체 설비용량은 159,975㎾로 팔당수력의 발전용량(120,000㎾)을 넘어설 정도로 활발히 개발되어지고 있다. 이는 소수력 발전소의 최적입지조건에 대한 분석을 통해 경제성 높은 발전을 이뤄낸 결과로서 소수력 발전의 경제성은 최적의 입지조건과 직결된다고 볼 수 있다. 그러므로 최적의 입지조건을 선정하기 위해 우리나라 하천에 대한 수문학적 분석 및 소수력자원량 평가에 대한 지속적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 제주도를 포함한 5대강 유역 내에 위치한 840개 표준유역을 대상으로 소수력발전 설비용량 및 연간발전량을 산정하기 위해 전국 358개 강우관측소(국토해양부 313개소, 기상청 45개소)를 기준으로 티센망을 구축하였으며, 구축된 티센망과 강우자료를 통해 각 표준유역별 연평균유량을 산정하였다. 연평균 유량 산정 시 유출계수는 수자원장기종합계획(2006)에서 제시한 유출계수를 각 표준유역에 적용하였다. 유량을 주요 매개변수로 하는 소수력 설비용량 및 연간발전량 공식에 시스템 효율과 가동률을 고려하여 낙차별 설비용량 및 연간발전량을 산정하였다. 그 결과 낙차가 높아짐에 따라 설비용량 및 연간발전량은 선형으로 증가하였으며, 단위 유효낙차 당 권역별 최대 설비용량 및 연간발전량은 한강권역의 경우 설비용량 4,140.97㎾, 연간발전량 16,686.46㎿h, 금강권역 2,468.40㎾, 9,946.65㎿h, 낙동강권역 2,728.83㎾, 10,996.11㎿h, 섬진강·영산강권역 160.14㎾, 642.93㎿h로 총 설비용량 9,498.34㎾, 연간발전량 38,272.15㎿h로 산정되었다.

최근 우리나라는 기후변화로 인한 국지성 집중호우에 의한 홍수피해가 증가하고 있다. 이와 같은 피해를 저감하기 위해서는 강우-유출과정에 대한 적절한 해석과 정확도 높은 예측이 필요하다. 강우-유출 모형을 이용하여 하천의 유량을 산정하는 방법으로는 집중형 수문모형과 분포형 수문모형이 있다. 집중형 수문모형은 강우-유출을 해석할 때 유역을 동질의 배수역으로 보아 공간적 변화가 없는 것으로 가정하여 홍수유출을 해석하는 방법으로 산정과정이 간단하여 국내에서 널리 이용되어 왔다. 그러나 보다 정확도 높은 결과를 도출하기 위해서 격자기반으로 유역의 공간적 특성을 반영할 수 있는 분포형 수문모형을 이용한 강우-유출 해석이 필요하다. 본 연구는 과거 태풍 사상인 1995년 제니스, 2004년 메기 발생시 홍수피해가 발생했던 청주 무심천 유역을 대상으로 격자를 기반으로한 분포형 수문모형을 이용하여 빈도별 홍수량 산정 및 침수범람 모의를 수행하였다. 입력자료 중 지형정보자료인 하도 폭, 조도계수, 불투수율, 포화투수계수 등의 매개변수는 ArcView를 통해 DEM(Digital Elevation Model), 토지피복도, 토양도로부터 50m의 격자체계로 구축하였다. 모형의 검증은 제니스, 메기 태풍사상에 대해 수행되어졌으며, 청주 강우관측소의 강우자료, 청주 유량관측소의 유량자료를 사용하였다. 검증결과 첨두홍수량에서의 오차가 3.07%∼7.43%로 나타나 모형의 정확성은 검증되었다. 또한 분포형 수문모형에 의하여 산정된 홍수량을 바탕으로 범람모의를 수행하였다. 그 결과, 최대·평균 침수면적은 11.92km2∼13.42km2, 평균 침수심은 0.82m∼0.96m, 최대 침수심은 3.62m∼4.27m로 나타났으며, 강우 발생 후 9시간∼10시간 후에 침수피해가 가장 큰 것으로 분석되었다.

우리나라의 연안은 갯벌, 사구, 해안습지 등 독특한 자연적 특성을 갖고 있는 지역으로 다양한 생물의 서식과 함께 인간의 생산 활동에 이용되는 중요한 공간이다. 그러나 최근 연안 지역의 산업화 및 관광화로 인하여 침식 저감을 위한 연안정비사업으로 각종 호안구조물이 건설되었고, 대부분의 구조물은 성장위주의 경제 정책으로 그 기능이 상실되어 연안의 해안침식을 저감시키지 못하고 있다. 연안 해안침식 저감을 위해서는 해수와 사석과의 마찰면적 및 공극률과 관계가 깊으나, 기존에 설치되어져 있는 호안구조물은 피복사석 설계 시 연안 침식 저감에 효과적인 사석의 형상 및 배열을 고려하지 않은 상태로 설치되고 있다. 본 연구에서는 사석 호안구조물 설계 시 연안침식 저감에 효과적인 사석의 형상 및 배열을 결정하고 천연자원의 고갈을 사전에 방지하기위해 건설폐기물을 규정에 맞추어 재활용한 순환골재를 사용하여 연안 침식방지를 위한 인공사석 호안구조물의 사석 설계 방안을 결정하였다. 사석의 형상은 반사파의 크기를 저감하기 위해 해수와의 마찰면적을 최대로 할 수 있으며 제작성과 안정성을 고려하여 정26면체의 형상으로 설계하였다. 또한 피복사석의 크기는 안정계수를 사용하는 경험공식인 허드슨공식을 사용하여 결정하였으며 피복사석i H 지름의 55%와 50%에 해당하는 크기의 사석을 내부사석으로 결정하고 사석의 배열을 달리하여 사석 호안구조물을 설계하였다. 사석의 부피 및 면적과 사석개수의 관계를 계산한 결과, 배열에 따라 해수와 사석과의 마찰면적 및 공극률이 다르게 나타났으며 마찰면적이 작을수록 단위부피당 공극률이 크게 나타났다. 해수와 사석과의 마찰면적이 클수록 반사파가 감소하여 연안침식 저감에 효과적일 것으로 예상되나 공극률이 작을수록 해수의 침투가 불리하므로 이에 대한 상관관계를 추후 수행할 수리모형실험을 통해 밝혀 연안침식 저감을 위한 호안구조물의 사석 형상 및 배열을 결정해야할 것으로 판단된다.