본 연구에서는 방사성탄소연대와 부트스트랩 리샘플링을 활용하여 북한강 유역 청동기 시대의 취 락 규모 및 분포의 변화, 그리고 인구 재조직의 가능성을 살펴보았다. 그 결과 3200-2800bp에는 취 락들이 산발적으로 분포해 있다가 2800-2600bp 시기에는 특정 취락들의 규모가 커짐과 동시에 일 부 중소형 취락들의 규모가 감소하는 현상을 파악하였다. 2600-2400bp 시기에는 춘천 중도 유적이 다른 유적의 규모를 압도하는 현상이 관찰된다. 이처럼 소수의 취락들이 거대해짐에 따라 중소형의 취락들의 규모가 축소되거나 소멸하는 현상은 북한강 유역의 대형 취락들의 존재가 단순히 자연적인 인구 증가의 결과물이 아니라 당시 지역 범위 내에서 오랜 시간 누적된 인구의 이합집산의 결과물이 라는 점을 방증한다. 그중에서도 춘천 중도 유적은 2600bp이후 북한강 유역에서 가장 거대한 인구 집결지로서 기능했던 것으로 추정된다. 이에 춘천 중도 유적의 공간 점유 양상뿐만 아니라, 유구 및 유물 역시 시간의 흐름에 따라 변화했을 가능성을 염두에 두고 분석을 시행하였다. 각 구역별 점유 기간을 살펴본 결과 취락 규모의 변화와 인구 유입에 조응하여 공간적인 점유 양상이 달라지는 것을 확인하였다. 춘천 중도 유적의 경우 인구 규모가 증가함에 따라 주거 구역의 밀집도가 높아지는 한 편, 새로운 중심지가 형성되면서 취락이 공간적으로 팽창한 것으로 추정된다. 다만 유물상에서 가구 간 분화가 선명하게 확인되지 않은 점을 고려하면 그간 전제해 온 청동기 시대 사회복합화 양상에 대한 재고가 필요한 것으로 생각된다.

본고에서는 춘천분지를 중심으로 북한강과 소양강 일원의 미사리유형 취락의 단계별 변천양상과 이들의 입지 변화 원인을 검토하였다. 북한강유역에서 돌대문토기는 3단계의 변화를 보이고 있다. 약 3,100 BP를 기점으로 등장과 발전, 쇠퇴의 시간적 변화를 보이고 있는데, 이러한 변화의 모습은 입 지에서도 확인된다. 북한강 유역 미사리유형 취락의 1단계에는 천전리 일원과 중도동 남서쪽에 미사리유형 주거가 처 음으로 조성되는데, 중(대)형의 장방형 주거지와 소형 방형 주거지 등이 분산되어 분포하는 등 소규모 취락의 형태로 나타난다. 2단계에는 1단계에 축조된 세대공동체의 공동주거형인 중(대)형의 장방형 주거지와 소형 방형 주거지의 축조 숫자가 증가한다. 중도유적에서는 B1구역과 D1구역에 먼저 주거 군이 형성되고, 점차적으로 동쪽(E1) 구역과 북쪽(D2ㆍ3구역)으로 확장되며, 기타 취락 등지에서도 주거군의 밀집도가 넓게 분포하는 등, 여러 지역으로의 대규모 취락 형태로 조성된다. 3단계에 들어 서면 취락의 규모가 축소되면서 중도지역에서는 남서쪽 일부지역으로 주거가 축조되고, 인접한 금산 리ㆍ현암리나 근화동 지역으로 취락의 축조가 옮겨가는 현상이 확인된다. 이러한 돌대문토기 단계의 변화는 입지와 같이 하는데, 이의 구체적 원인은 기후 변화와 궤를 같이 하고 있다. 즉 청동기시대 들어서 지역적 기후 변화가 진행되면서 춘천분지의 지형경관도 바뀌게 되었 고, 이는 취락의 입지 변화와 같이 나타나게 되었다. 춘천분지라는 평탄한 대지에 축조된 미사리유형 취락은 처음 등장한 1단계에는 하천의 접근에 용이한 지역, 특히 북한강과 소양강의 평형천 부근에 인 접하여 주로 입지한다. 이후 기온 상승에 따른 하천유량의 증가로 인해 하천의 접근에 용이한 다양한 지형으로 입지의 변화를 보이고, 3단계에 들어서면서 하강하는 기온으로 인해 미사리유형 취락은 북한 강과 소양강의 평형천 근처 지형으로 다시 이동하게 되지만, 북한강 중상류지역의 좀 더 안정된 지형 에 집중한다. 3단계 미사리유형 취락의 입지는 1단계의 지형입지로 경관과 유사해지면서 취락 또한 원 장소를 점유하려 하지만, 이 시기에는 북한강 유역으로 역삼동유형 취락이 등장하게 되면서 우두동과 천전리 일원의 단구지형과 중도동의 하중도 지형은 더이상 접근이 어려워지게 되었다. 이후 춘천 분지 지역은 청동기시대 전기와 중기의 취락지로 새롭게 입지적 개편이 진행되는 것으로 볼 수 있다.

이 논문은 북한강유역에 분포하는 공방에서의 석기 생산방식을 살펴보기 위해 작성한 글이다. 공방의 물질적 지표로는 공방 내에 남겨진 내부시설과 생산흔적을 비롯해 돌감과 부산물, 제작도구, 각종 (미)완 성 석기류, 실패품, 토기류 등의 출토유물들이 있다. 지표분석을 통해 공방은 석기 생산을 주목적으로 한 별도의 생산 전용공간이며, 내부에서는 타격과 고타, 마연기술을 이용해「정형(1단계)-세부표현(2단계)-마무리(3단계)」의 보편적인 생산과정이 이루어졌음을 확인할 수 있었다. 한편, 분석과정에서 드러난 생산방식상의 특징과 공방의 성격은 다음과 같다. 첫째, 분기별로 공방에서 생산된 석기의 종류와 점유율 변화는 기본적으로 해당 시기의 수요 충족에 있다고 판단된다. 하지만 미완성 석기에 비해 완성석기의 점유율 격차가 큰 석부류는 생산과정에서 초래될 수 있는 실패율에 의한 것으로 추정되며, 현재까지 특정 기종만을 생산하거나 생산과정 중 일부 기법(술) 이나 과정만을 담당한 특수한 공방의 존재는 확인되지 않았다. 둘째, 공방에서 생산된 석기류 중에는 재사용 또는 재활용된 석기류가 많고, 완성 석기의 점유율이 상대적으로 높은 편에 속하는 석부류는 생산에 실패한 개체들이 많다. 공방 내에서 생산된 석기의 교환(역)의 가능성을 배제할 수는 없지만 교환(역)이 일정한 수준 이상의 생산기술과 생산량 확보를 전제한다는 점에서 자체수요를 주목적으로 석기를 생산했을 가능성이 높다고 판단된다. 셋째, 공방은 파손된 도구를 보수해 재사용(reuse)하고 생산과정에서 발생하는 실패품과 폐기된 토기류 등을 재가공해 다른 용도의 도구로 재활용(recycling)하는 장소로 활용되었다. 이와 같은 방식은 자원의 희소성을 극복하면서도 생산에 투입된 노동력과 시간을 절감하기 위한 효율적인 생산방식이다. 종합하면 북한강유역에 분포하는 공방은 공방이 속한 주거군집과 취락단위의 수요를 주목적으로 운영되었으며 새로운 석기의 생산과 더불어 보수와 재활용 등 다양한 방면으로 활용된 공간이다.

본고는 남한강유역의 청동기시대 주거지에서 출토된 유물을 통해 토기문화를 정리한 것이다. 그간남한강유역에 대한 연구는 강원영서 또는 충청권에 편중된 연구로 인해 남한강유역 전체에 대한 연구가 미진했다. 그리하여 본 연구에서는 남한강유역 전반을 대상범위로 설정하여 주거지에서 출토된 토기 문양의 각 속성을 기준으로 발생순서배열법을 통해 단계를 설정해 본다. 이후 토기기종과 AMS연대를 보완하여, 종합적인 편년을 설정함과 더불어 전개과정을 살펴보고자 한다. 남한강유역의 청동기시대 토기문화는 총 4시기로 구분할 수 있다. 조기후반은 돌대문계요소와 이중구연계요소가 이른 시기부터 등장한다. 전기전반이 되면 이중구연계요소와 공렬문계요소가 단독 또는 복합되어 나타난다. 전기후반에는 흔암리식토기를 중심으로단독문의 공렬문계요소가 확인된다. 후기는 공렬문계요소만 확인된다. 남한강유역 청동기시대 문화 전개양상은 조기후반에는 미사리식 토기문화가 남한강 상류에 분포한다. 전기전반에는 가락동식, 역삼동식 토기문화가 남한강유역 전 지역에 분포하고 있다. 전기 후반에는 가락동식 토기는 쇠퇴한다. 그리고 흔암리식 토기문화가 지속되는 가운데, 역삼동식 토기문화는 남한강유역 전체에 확산된다. 후기에는 남한강 하류와 상류 일부에 유적이 확인되며, 유적의 수가급감한다. 유적이 급감하는 이유로는 첫째, 발굴조사 자료의 부족. 둘째, 주민의 이동. 셋째, 문화의장기존속으로 나누어 살펴 볼 수 있다. 시·공간적으로 살펴보았을 때, 동북계와 서북계가 상류와 하류에 달리 나타나며, 이들 문화는 접점에서 공존하고 있다. 또한 후기에는 북한강유역과 공존하고 있는데, 이를 미루어 보아 남한강유역의토기 문화는 재지문화를 중심으로 주변의 문화와 접하였고, 주변문화를 재지화 하였다고 판단된다.

본고는 북한강유역 청동기시대 취락의 전개와 석기제작시스템에 관한 연구이다. 주거지의 구조와 출토유물을 통해 볼 때, 돌대문토기문화, 가락동유형문화, 역삼동유형문화, 각형토기문화 등 다양한 문화요소를 받아들인 전기의 문화는 역삼동유형의 문화를 기반으로 하는 지역성이 강한 중기의 문화 로 전개되며 후기에 이르러 주거지의 규모가 축소되면서 점토대토기문화와도 접촉한다. 전기 중·후 엽 역삼동유형의 주거지의 내부구조가 노지중심의 구조에서 작업공간이 분리되면서 이색점토구역이 설치되고 취락내에서는 공방지가 성행하게 된다. 즉, 중기에는 이색점토구역이 설치된 주거지와 함께 공방지의 수적 증가가 관찰되고 후기에는 규모가 대폭 축소된 방형주거지가 출현하며 공방지 또한 지 속된다. 이러한 전개과정 속에서 주거지의 내부구조변화와 공방지의 출현이 석기의 제작과 밀접한 관 련이 있음을 확인하였다. 인접한 석재 산지로부터 조달된 석재의 보관·선별·분할·분배는 공방지에 서 공동작업을 통해, 분배된 석재를 선택적으로 이용하는 석기의 세부제작공정은 개별주거지에서 행 해지는 병행적인 석기제작시스템의 확립과정을 제시하였다. 이와 같은 석기제작시스템의 확립과정은 건축기술의 차원에서의 주거구조의 변화와 취락내 독립적인 공방지 출현과 관련이 깊으며, 전문생산 체계로의 발전과정에서 과도기로서 농경 위주보다는 다양한 생계활동을 기반으로 삼아 계급사회로 이 행되는 과정으로 파악된다.

본 연구는 한강 유역의 팔당댐 부근(1조사지역), 밤섬 일대(2조사지역), 난지도 일대(3조사지역) 등 3개의 지역에서 서식환경의 차이에 따른 조류군집의 특성을 파악하고자 2001년 5월부터 2002년 1월까지의 기간동안 실시되었다. 서식환경 중 3개 지역 모두 수역의 비율이 가장 높았으며, 1조사지역은 산림의 비율이 높았고, 2조사지역은 다양한 유형의 서식환경이 존재하였다. 조류군집 조사 결과 총 52종의 조류가 관찰되었으며, 겨울을 중심으로 오리류의 비율이 가장 높았다 지역별로 2조사지역과 1조사지역의 서식밀도가 높았으나, 3조사 지역은 낮은 서식밀도를 나타내었다. 겨울조사에서 2조사지역은 수면성 오리류. 1조사지역은 잠수성 오리류의 비율이 높았다. 잠수성 오리류는 2조사지역에서는 비오리, 1조사지역에서는 흰죽지(Aythya ferina)가 대부분이었다. 이외에 1조사지역에서 물닭(Fulica atra)도 높은 비율을 차지하였다. 수면성 오리류의 경우 2조사 지역에 채식지로 이용 가능한 다양한 서식환경이 존재하는 것과 관련이 있는 것으로 판단된다. 1조사지역에서 흰죽지와 물닭의 서식밀도가 높은 것은 수심이 일정하고 수생식물이 풍부한 것과 관련이 있는 것으로 판단된다. 따라서 가장 낮은 서식밀도를 보인 3조사지역의 경우 하안과 고수부지를 자연성이 높은 환경으로 조성해 준다면 조류의 종다양성이 증가할 수 있을 것으로 보인다 이를 한강 유역의 다른 지역에 적용한다면, 조류의 서식처로서 한강 유역의 잠재성을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 한강유역 산지소하천 미세소유역별 돌발홍수 재현기간을 산정하고, 돌발홍수 실사례를 활용하여 적합성을 평가하였다. 이를 위해 1시간 지속기간의 한계유출량과 SURR 모형으로 모의한 토양포화미흡량으로부터 돌발홍수능을 산정하였다. 이후 돌발홍수능을 초과한 과거 집중호우 사상(2002∼2010년)의 강우량과 재현기간별 유역평균확률강우량을 비교하여 미세소유역별 돌발홍수 재현기간을 산정하였다. 또한, 돌발홍수 실사례(2011∼2016년) 강수량으로부터 추정된 재현기간을 활용하여 적합성을 평가하였다. 돌발홍수 재현기간 산정결과 평균은 1.6년, 표준편차는 1.1로 산정되었으며, 1.1∼19.9년 범위로 나타났다. 적합성 평가결과 돌발홍수 사례별 추정된 재현기간의 83%가 돌발홍수 재현기간 범위 이내로 나타났다. 본 연구에서 산정한 돌발홍수 재현기간의 적합성은 높은 것으로 판단된다.

본 연구에서는 표준강수지수를 이용하여 가뭄사상을 정의하고, 가뭄심도와 부족 강수량을 대상으로 이변량 가뭄빈도해석을 수행하였다. 부족강 수량은 표준강수지수의 가뭄기준인 -1에 해당하는 강수량을 기준으로 산정하였다. 지금까지 연구에서 가뭄지수의 심도와 지속기간 이용한 빈도해석을 통한 가뭄의 평가가 주를 이루었다. 하지만 이 두 변량은 선형적인 관계가 매우 높아 각 변량에 대한 단변량 빈도해석과 비교하여 정보의 확장성은 크지 않다. 2015년 가뭄의 경우, 서울, 양평, 충주지점의 ‘가뭄심도-부족 강수량’량의 재현기간은 모두 300년 이상의 극심한 가뭄을 나타내고 있지만, ‘가뭄심도-지속기간’에서는 재현기간을 약 10년, 50년, 50년으로 평가하여 큰 차이를 나타냈다. 우기를 포함한 가뭄은 강수량 부족이 심각할지라도 가뭄심도는 가뭄을 상대적으로 낮게 평가할 수 있어 실제 가뭄의 심각성을 나타내는데 한계가 있었다. ‘가뭄심도-부족 강수량’ 빈도해석 결과는 강수량의 절대적인 부족량 정보를 함께 포함하고 있어, 가뭄에 대응하기 위한 지표로 활용성이 높을 것으로 판단된다.

본 연구에서는 SWAT 모형과 random forest를 이용하여 미래 기후변화에 따른 한강유역(34,148 km2)의 수생태계 건강성을 평가하였다. 국립 환경과학원에서 8년간(2008~2015년) 봄철(4~6월)에 모니터링한 부착돌말류 지수(TDI), 저서형 대형무척추동물지수(BMI), 어류평가지수(FAI)는 0~100점, A~E등급으로 평가되며, 이를 본 연구에서 사용하였다. 수생태 건강성에 영향을 미치는 변수로는 수질(T-N, NH4, NO3, T-P, PO4)과 수온을 선정하였으며, 수질 오염도가 낮은 경우에는 수생태계 건강성 점수가 광범위하게 분포되지만 수질 오염도가 높은 경우 수생태계 건강성 점수가 낮아지는 역상관관계를 확인하였다. 기계학습의 분류 분석 기법 중 하나인 random forest 모델을 이용한 세 개의 수생태 건강성 지수 등급 분류 결과 정밀도, 재현율, f1-score 모두 0.81 이상의 예측 정확도를 나타내었다. 기상청의 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5 시나리오를 적용한 미래 SWAT 수문, 수질 결과 기저유출의 증가로 인해 질소 계열 수질 농도는 기준년도 대비 최대 43.2% 증가하였고, 지표유출 감소로 인해 인 계열 수질 오염도는 최대 18.9% 감소하는 것으로 분석되었다. 미래 FAI, BMI의 등급은 개선되는 경향을 보이지만 TDI는 등급이 악화되는 것으로 나타 났다. 이를 통해 TDI는 질소 계열 수질에 민감하고 FAI, BMI는 인 계열 수질에 더 민감하다고 판단하였다.

증발산량과 강수량을 변수로 하는 SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)는 보편적으로 기상학적 가뭄심도를 정량화 하는데 이용되고 있다. 또한 RDI (Reconnaissance Drought Index)는 가뭄의 피해를 받고 있는 지역에 활용도가 높은 가뭄지수이지만 이를 이용 한 국내 적용사례는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 Thornthwatie, Hargreaves, Blaney-Criddle 증발산량 산정 방법을 이용하여 증발산 량과 강수량을 변수로 하는 SPEI와 RDI를 비교하였다. 1992년부터 2015년까지 한강 유역에 대한 가뭄 정량화 및 특징 비교를 위해 기상청 관할 16개 지점의 기상자료를 이용하였다. 연구결과, 한강유역의 경우 최근 들어 급격히 극한 가뭄이 발생하고 있는 지점들이 증가하였다. 두 가뭄지수 사이에 상관정도는 비교적 높았으나 가뭄의 심도 및 극한가뭄의 발생 연도 사이에는 일부 차이를 보였다. 따라서 가뭄 심도와 발생 시기의 정량화 를 위해 RDI 또한 활용이 필요함을 확인하였다.

본 연구에서는 한강유역을 대상으로 관측홍수량 자료의 불확실성이 홍수빈도분석 결과에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 이를 위해 한강유역 내의 17개 수위관측지점의 홍수량 자료를 이용하여, 지역홍수빈도분석을 수행한 결과인 지수홍수와 분위수를 중심으로 정량적인 평가를 수행하였다. 연구결과는 관측자료의 특성에 따라 3가지 경우로 분류하여 분석하였다. 첫 번째로 수위자료의 영향을 파악하기 위해 평창강 유역의 수위관측지점을 대상으로 지역홍수빈도분석 결과를 분석하면, 평균홍수량에 대한 오차는 0.240으로 평가되었다. 두 번째로 레이팅 적용에 따른 관측자료의 불확실성이 지역홍수빈도분석 결과에 미치는 영향을 분석하였다. 해당연도에 개발된 레이팅을 각각 적용한 결과와 가장 최근 개발된 레이팅을 적용한 결과를 분석해보면, 평균홍수량에 대한 오차는 평균 0.246으로 평가되었다. 마지막으로 인위적으로 유량이 조절된 댐하류의 통제된 흐름영역에서의 지역홍수빈도분석 결과를 유추하였다. 댐하류에서의 홍수량 거동은 댐운영에 의해 조절된 것으로 댐상류의 자연유역에서의 비유량 지역화 결과를 연장할 경우, 댐하류의 조절유역에서의 비유량 거동과 큰 차이를 나타내었다.

지금까지 많은 연구를 통하여 제안된 다양한 가뭄지수들은 사전에 정의된 등급을 통하여 가뭄을 평가하기 때문에 가뭄현상에 내재된 불확실성을 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 월 유출량 자료에 내재되어 있는 불확실성을 고려하기 위해 은닉 마코프 모형(HMM) 기반의 가뭄지수(HMDI)를 제안하고, 이를 이용하여 수문학적 가뭄에 대한 확률론적 평가를 수행하였다. WAMIS에서 제공하는 한강유역의 평창강과 남한강상류의 월평균 유출량 자료(1966∼2009)를 이용하여 3, 6, 12개월씩 누적시킨 후, HMM에 적용하여 은닉상태의 사후확률을 계산하였다. 연구방법의 검증을 위해 HMM을 이용하여 추정된 각 은닉상태 별 사후확률(HMDI)과 기준값에 의해 가뭄을 평가하는 방법 중 하나인 표준유출지수(SSI)와 비교를 하였다. 분석결과, 기존 가뭄지수(SSI)를 사용하였을 때는 하나의 지수로 특정 시점에서의 가뭄 상태를 판단하였지만, HMDI는 자료에 내재된 불확실성을 이용하여 가뭄의 상태를 분류하였고, 이는 특정 시점에서 가뭄 상태들이 나타날 확률로 표현되었다. 또한, 실제 가뭄사례와의 비교를 통해서 HMDI가 SSI에 비하여 가뭄에 대한 재현능력이 우수한 것으로 나타났다.

본 연구에서는 전형적인 엘니뇨와 새로운 형태의 엘니뇨 Modoki에 따른 한강유역의 여름철(6～9월) 강우량의 특성 변화를 분석하였다. 전형적인 엘니뇨 시기에는 대체로 여름철 강우량이 감소하였으며, 강우의 변동성도 비교적 크게 나타났다(CV=0.40). 반면에 엘니뇨 Modoki 시기에는 한강 대부분 유역에서 평년보다 강우가 증가하는 경향을 보였으며, 여름철 강우의 변동성은 작은 것으로 분석되었다(CV=0.23). 엘니뇨 Modoki 시기에는 한강 남부의 11개 중권역에서 통계적으로 유의한 강우의 증가를 보였고, 30 mm/day와 50 mm/day를 초과하는 중호우의 강우발생일은 각각 9.9일과 5.4일로 나타났으며, 전형적인 엘니뇨 시기보다 백분위 편차가 각각 17.74%, 50.94% 큰 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 새로운 형태의 엘니뇨 Modoki가 전형적인 패턴의 엘니뇨 보다 한강유역의 여름철 수자원 변동에 민감하게 영향을 주고 있음을 확인하였으며, 향후 수자원의 계절적 변동과 불확실성이 큰 지역에서 안정적인 수자원 확보를 위한 기초자료로 활용이 가능하리라 사료된다.

본 연구에서는 서로 다른 ENSO (El Niño Southern Oscillation) 형태에 따른 한강유역의 연최대홍수량과 저유량의 정량적 변화 및 발생시점의 변화를 분석하였다. 경향성 분석결과, 연최대유출의 경우 한강 전체 유역면적의 48.3%가 통계적으로 유의한 증가패턴을 보였으며, 연최대 유출의 발생시기는 한강 서부유역에서 늦어지고, 동부유역에서는 빨라지는 경향이 있음을 확인하였다. 또한 7일 저유량의 경우, 24개 중권역중 6개 유역(전체 면적의 26.0%)에서 통계적으로 유의한 감소경향을 보였으며, 저유량의 발생시기는 한강중상류 유역에서 빨라지는 경향이 있음을 확인하였다. CT(Cold tongue)/WP(Warm-pool) El Niño 시기에 연최대유출의 발생시점의 차이는 크지 않으나, CT El Niño 시기에는 전체유역의 89.0%에서 연최대유출량이 평년보다 작게 나타났다. 또한, 7일 저유량의 발생시점은 WP El Niño 시기에 평균적으로 약 17일 정도 빠르며, CT El Niño (WP El Niño)시기에는 전체 유역의 72.7% (20.0%)에서 통계적으로 유의한 증가(감소)패턴을 보이는 것으로 분석되었다. 본 연구는 서로 다른 형태의 CT/WP El Niño가 한강 유역 수자원의 양과 발생시점의 변화에 민감하게 영향을 미치고 있음을 확인하였으며, 향후 다양한 형태의 ENSO에 따른 수문변량의 변화에 대한 진단연구를 통하여 장기적인 수자원관리 및 예측을 위한 기초 자료로 활용이 가능하리라 사료된다.