최근 국내에서는 산업의 발달에 따른 농경지의 도시화, 택지개발 및 농업용수 사용량 감소의 영향으로 매년 50∼150개 정도의 보가 폐기되고 있는 실정이며, 미국의 경우 기능을 상실한 보 또는 소규모 댐을 철거하여 어류의 생태 통로를 복원하고 수질을 개선하고 있는 추세이다(한국건설기술연구원, 2008). 또한, 보 하류부에 입경이 작은 토사가 퇴적되고, 굵은 입경은 보 상류에 퇴적되어 하천의 유사연속성이 유지되고 있지 못하고 있다. 이러한 보 하류부의 퇴적부는 점차로 그 용적이 증가하고, 육지화되는 특성을 나타낸다. 이러한 현상은 하도육역화 현상으로 정의하고 관련 관리 기술을 개발하고 있다(현대건설, 2011). 이와 관련하여 본 연구에서는 기능을 상실한 보를 개선하거나 대체하고 유사연속성을 유지하면서 생태적으로 하천의 종적연결이 가능하도록 퇴적방지용 하상구조(현대건설, 2011)를 제안하였다(그림 1). 본 연구에서는 퇴적방지하상구조의 홍수안정성과 유사연속성에 대한 효과를 분석하고 3차원 수치모형(FLOW-3D)을 이용하여 수리특성을 모의하였다. 수치모의에 사용된 수로 연장은 9.25 m이고 폭은 0.82 m이며 경계조건으로는 상류수심을 0.04, 0.08, 0.10, 0.15, 0.20 m로 적용하였으며, 하류경계조건은 Out flow로 설정하였다. 또한 상류수심이 0.15 m인 경우에 대해 퇴적방지용 하상구조의 폭을 0.74 m, 0.64 m, 0.54 m 로 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과 퇴적방지용 하상구조의 폭이 수로 폭과 같은 경우 상류 수심이 증가할수록 운동에너지 및 총 에너지가 감소하는 것으로 나타났다. 퇴적방지용 하상구조 수리특성은 속도수두의 감소율과 흐름방향 와(vorticity)를 주요인자로 채택하여 분석하였다. 속도수두 감소율의 수치모의를 비교분석한 결과, 속도수두의 감소율 범위는 그림 2에 나타난 바와 같이 38.9%에서 73.1%로 나타났으며 상류측 수위가 증가할수록 감소율은 작아지는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 퇴적방지 하상구조에 의해 속도수두가 저감되어 하천의 홍수 안전성에 유리할 것으로 판단되었다. 흐름방향 와(vorticity)의 수치모의를 비교분석한 결과, 그림 3에 나타난 바와 같이 (-)방향(반시계방향) 와(vorticity)는 도수 현상에 의해 증가하는 것으로 나타나 상류에서 유입되는 부유사가 퇴적방지용 하상구조 형상에 의해 발생하는 와(vorticity)에 의해 교란되어 부유하게 되어 유사배제의 가능성이 높을 것으로 분석되었다. 이러한 결과, 퇴적방지용 하상구조가 홍수 안전성 확보와 유사배제에 효과가 있는 기술로 적용되는데 가능성이 있는 것으로 판단되었다. 향후, 수리모형실험이나 실제적용에 의한 모니터링 연구가 수행된다면 수리특성에 관한 기초자료가 도출되어 퇴적방지용 하상구조의 상용화가 가능할 것이다.

This study was performed to investigate the riverbed structure and the pollution type in Nakdong River, Western Nakdong River, and Suyoung Stream. Sediment and water samples were collected at 15 in Nakdong River, 7 in Western Nakdong River, and 8 sites in Suyoung Stream from February 20, 1997 to June 15, 1997. The depth distributions of sampling sites in the three streams were measured and heavy metals(Cd, Pb, Cr, Cu) and pesticides in sediments and COD, BOD, and total nitrogen(T-N) in water samples were analyzed. The deepest and the shallowest sites were site 11(11.58m) and 9(3.35m) in Nakdong River, site 7(6.25m) and 4(2.06m) in Western Nakdong River, and site 8(2.89m) and 1(0.61m) in Suyoung Stream, respectively. The mean concentration of Cd(45.79ppm) was higher in the sediment of Western Nakdong River than in other two streams and those of Pb(76.25ppm), Cr(48.13ppm), and Cu(77.50ppm) were higher in the sediment of Suyoung Stream than in other two streams. Pesticides(1 kind of organophosphonis and 3 kinds of organochlorine pesticide) were detected only in the sediment of Western Nakdong River. The mean concentrations of COD(20.26ppm), BOD(25.36ppm), and T-N(18.05ppm) were higher in the water sample of Suyoung Stream than in other two streams.

This study was performed to investigate the relationship between concentrations of heavy metals in sediment and the depths of 27 sampling sites along the West Nakdong river in downstream of Nakdong River. The deepest site was Kangdong bridge nearby 20ft. From here, the depth was shallowed to Chidong gradually. In each site the smaller mesh was, the higer concentration of heavy metal becomed. Concentration of Zn, Cd, Cr and Cu at inflow point of Shinoe stream was 576.016 ppm, 262.307 ppm, 68.674 ppm and 61.634 ppm, respectively, the concentration was the higest at this point. From here, it was lowered gradually. The concentration of heavy metal at inflow point of Joman river was 155.328 ppm, 56.485 ppm, 25.200 ppm and 31.172 ppm, respectively, those concentrations were higer than other points with the exception of Shinoe stream. Therefore, Joman river and Shinoe stream were the major source of pollution in West Nakdong river. Among two sources Shinoe stream was more important source of pollution. West Nakdong river has become lake by Noksan floodgate because it`s pollution has had influence on Bonglim.