본 연구는 기존 (불)투과형 사방댐의 부식 및 시공성 등의 문제를 보완하고자 GFRP와 CFRP를 사용하여 내부식성 투과형 사방댐을 설계한 선행연구의 후속 연구로써 FRP로 제작된 격자형 사방 구조물(Grid)을 설계하여 탈부착이 가능한 투과 형 사방댐을 개발하기 위한 기초 연구이다. 이를 위해 탄소산업진흥원(K-Carbon)의 상용 Grid 제원을 인용하였으며, Grid를 구성 하는 띠(Strip)는 41×21개로 총 4000×2000×1.5 mm의 크기로 설계하였다. Grid의 개발을 위한 기초 연구라는 특성상 Grid의 지지 부(Slot)와 충진재는 파괴되지 않는다고 가정하였으며, FRP의 파괴 이론인 Hashin Damage Criteria에 따라 Grid의 설계하중 작용 시의 안전성을 상용 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS로 평가하였다. 그 결과, 0.01~0.03sec 내에서 GFRP와 CFRP Grid가 파괴 되었으며, 이는 Grid의 성능이 충분하지 못함을 의미한다. 이에 따라 Grid의 성능 향상을 위해서 GFRP 및 CFRP(면재)와 Balsa Wood(심재)로 구성된 Sandwich Grid를 개발하였으며, 동일 조건에서 해석을 수행한 결과, Grid 대비 Sandwich Grid가 약 126~140 배 뛰어난 성능을 보였다. 결론적으로 Sandwich Grid를 이용한 탈착형 사방댐은 내구성 및 경제성 측면에서 이점이 분명하다 판 단되지만, 이는 일부 가정 사항과 수치 해석을 기반으로 하는 결과이므로 향후 추가 연구가 수행되어야 할 필요가 있다.

남강댐 하류역에 위치한 사천만, 진주만, 강진만에서 가화천 방류에 따른 담수 배제의 분배 특성을 평가하기 위하여 입자추적 수치실험을 실험하였다. 가화천을 통해 3개의 방류조건(무방류, 강우시 방류, 홍수시 방류)에서 입자 1000개를 투여하여 노량수도, 대방수 도, 창선해협으로 빠져나가는 입자의 수를 비교하였다. 가화천을 통한 방류량이 늘어날수록 노량수도로의 입자 분배율이 증가하고, 대방 수도로의 분배율이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 평소에는 가화천 하류에 위치한 물질의 약 95%가 대방수도를 통해 빠져나가다 가, 강우에 의해 남강댐의 방류량이 증가하면서 노량수도로의 분배율이 증가하며, 홍수시에는 노량수도로의 입자 분배율이 45.5% 까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

유역 내 산림은 생태계 유지에 있어 중요한 역할을 맡고 있으며 생태네트워크 체계를 구성하는 주요 기반 환경이다. 그러나 지난 수십여 년간 행해진 무분별한 개발사업으로 인해 산림 파편화 및 토지이용 변화가 가속화되었으며 본래의 기능을 상실하게 되었다. 산림 생태계를 파악하는 데 있어 산림의 구조적 패턴은 생태적 과정과 기능에 직접적인 영향을 미치기 때문에 변화패턴을 파악하고 분석하는 것은 중요한 인자라 할 수 있다. 이에 본 연구는 금강 상류 댐 유역을 대상으로 FRAGSTATS 모델을 통해 시계열적인 토지피복변화에 따른 산림 경관의 구조적 변화를 분석하였다. 토지피복 변화탐지를 통한 금강 상류 댐 유역 내 토지피복변화는 1980년대부터 2010년대까지 산림 33.12㎢(0.62%), 시가화건조지역 67.26㎢ (1.26%) 증가하였고 농업지역 148.25㎢(2.79%) 감소하였다. 유역 내 산림 경관분석결과 No sampling 분석에서는 경관백분 율(PLAND), 면적가중근접지수(CONTIG_AM), 평균 중심지 면적(CORE_MN), 인접지수(PLADJ)가 증가하였고 패치 수(NP), 경관형태지수(LSI), 응집지수(COHESION)가 감소하였다. Moving window 분석을 통해 구조적 변화패턴을 파악한 결과, 경상북도 상주시, 충청북도 보은군, 전라북도 진안군 내 산림 경관은 상대적으로 잘 보전되어 있었으나 충청북도 옥천군, 영동군 그리고 충청남도 금산군 사이의 경계부와 전라북도 무주군과 장수군 인접 지역의 산림 경관에서는 파편화가 진행되고 있었다. 결과를 토대로 추후 해당 지역의 산림 관리전략 수립 시 파편화 지역을 대상으로 조림사업을 수립할 필요가 있을 것으로 사료된다. 본 연구를 통해 산림 경관의 파편화가 예상되는 지역을 도출할 수 있었으며, 유역 산림의 건전성 평가 및 관리계획 수립을 위한 기초자료로써 활용될 가능성을 기대할 수 있다.

일반적인 불투과형 사방댐은 제체 대부분이 콘크리트로 구성되어 분리 및 해체가 어려워 조속한 보강이 난해하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위한 투과형 강재 스크린 사방댐이 제작되어 사용 중에 있지만, 강재가 부식되는 등 여러 문제를 보이는 실정이다. 이에 따라, 선행 연구에서는 강재 스크린 구조물을 내부식성이 뛰어난 GFRP로 대체하여 성능 및 안전 성을 검증하였지만, 동수압만 고려되는 등 다양한 조건이 고려되지 않은 것으로 확인되었다. 그렇기에 본 연구에서는 선행 연구 에서 수행된 GFRP 스크린 구조물뿐만 아니라, CFRP도 고려하였으며, 보다 다양한 표면 유속 별 하중 조건 및 유목, 토석류 등 과 같은 다양한 조건에서의 성능 비교 및 안전성 평가를 수행하였다. 해석 결과, GFRP와 CFRP는 강재 대비 제체에 작용하는 응력이 29.79∼91.73%가량 감소된 성능을 보이며, 이 외에도 충분한 안전성과 경제성을 겸비함을 확인하였다. 결론적으로 GFRP 및 CFPR 스크린 구조물은 강재 투과형 사방댐을 대체하여 사용하기에 충분하다고 판단되지만, 이는 수치 해석을 통한 결과이 므로 향후 실제 실험이 진행될 필요가 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 울산권 4개 용수댐에서 서식하고 있는 어류상과 생태계교란 생물로 지정된 블루길에 대한 개체군 특성을 파악하고 기초자료를 제공하는데 목적을 가지고 시행되었다. 울산권 4개 용수댐 및 주변지류에 서식하는 어류를 대상으로 2016년부 터 2017년까지 연구를 실시한 결과, 총 9과 28종 1937개체가 확인되었으며, 한국고유종은 6종(고유화율 21.4%), 외래종 4종, 생태계교란 생물 2종이 조사되었다. 본 연구에서 확인된 어류의 개체수를 기준으로 우점종 및 아우점종을 확인한 결과, 우점종은 블루길, 아우점종은 치리로 확인되었다. 블루길 개체군의 연령구조를 조사한 결과, 울산권 4개 용수댐은 만 1~2년생 의 개체군이 많이 확인되었으며, 개체군이 빠르게 성장하고 있는 단계로 판단된다. 또한, 블루길 개체군의 전장-체중 관계식 및 비만도를 분석한 결과, 울산권 4개 용수댐의 전장-체장 관계식은 회귀계수 b값이 3.0보다 크게 나타났으며, 블루길 개체군이 서식상태가 양호한 것으로 판단된다. 비만도는 기울기 값이 양의 값을 보이며, 성장상태가 비교적 양호한 것으로 나타났다. 본 연구결과는 울산권 4개 용수댐에 서식하는 블루길 개체군의 동향 예측을 파악하는데 유용한 자료로 활용될 것으로 본다.

본 연구는 강원도 원주시에 설치된 사방댐을 대상으로 장마 전·후의 자료를 비교·분석하여 사방댐에 의한 저서성 대형무척추 동물의 군집 변화를 파악하고자 하였다. 조사시기는 2019년 3월부터 9월까지 총 4회 조사를 실시하였으며, 조사지점은 불투과형 사방댐(전석), 투과형 사방댐(버트리스), 대조지역을 선정하여 사방댐을 기준으로 상류 2지점, 하류 2지점을 조사하 였다. 유속은 불투과형, 투과형, 대조지역의 지점에서 대부분 증가하였으며, 불투과형은 St. 3에서 장마 이후 감소하는 것으로 나타났다. 저서성 대형무척추동물의 종수 및 개체수는 장마 이후 대부분 감소하는 것으로 나타났으며, 투과형과 대조지역의 개체수 감소율은 전석에 비해 비교적 유사한 것으로 나타났다. EPT 그룹의 종수 및 개체수는 장마 이후 대부분 감소하는 것으로 나타났다. 유사도 분석 결과, 장마 이전에는 불투과형 및 투과형이 대조지역과 38.4%로 구분되었으나, 장마 이후에는 투과형과 대조지역이 불투과형과 51.3%로 구분되었다. PCA 분석 결과, Axis 1을 기준으로 불투과형은 장마 전․후로 양의 값을 나타내었으며, 투과형과 대조지역은 장마 전․후 음의 값을 나타내어 불투과형 보다는 투과형이 대조지역과 상관성이 높은 것으로 분석되었다. EPT 그룹은 불투과형에서 하루살이목, 투과형과 대조지역에서 날도래목이 분포하는 것으로 분석되었다. 본 연구결과, 사방댐 설치는 저서성 대형무척추동물 군집에 변화를 초래할 수 있으며, 불투과형 보다는 상대적으로 투과형이 대조지역과 장마 이후 군집 차이가 적은 것으로 분석되었다.

본 연구는 충주댐 (청풍호)의 부유식 수상태양광 발전 시스템 (FPV)이 수질에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 충주댐 (청풍호) FPV는 수표면적 (97 km2)의 0.04% 를 차지 한다. FPV 설치 전후 호수 전체의 수질을 비교·분석하였다. 전체 호수의 DO, BOD, TOC 및 Chl-a는 설치 기간 후 유의한 수준 (p<0.05)에서 증가한 반면, 전기전도도는 감소하였다. 이는 동일한 비교 기간 동안 40% 증가한 강수량 으로 인해 영양염류 유입이 증가한 때문으로 판단된다. 또한 2017년 5월과 11월 FPV 중앙 직하부 (FPVC) 및 영향권 지점에서 수질 인자를 측정·비교하였다. 그 결과, FPVC와 영향권 지점의 수질 인자가 통계적으로 다르지 않았으며 (p>0.05), FPV 시설이 수질 저하를 유발하지 않음을 보여주었다. 2018년 9월부터 11월까지 5차례에 걸쳐 수온, 광도 및 식물 플랑크톤 군집도 수심별로 측정·분석하였다. 수온은 지점별로 다르지 않았으며, 광도는 FPVC에서 27~50%로 감소한 것으로 조사되었다. 대조구와 비교해보면 감소된 광도에도 불구하고 FPVC에서 조류의 출현종과 현존량이 유의미하게 다르지 않았다 (p>0.05). 그러나, 11월 초의 시료의 경우, FPVC에서 Aulacoseira 속에 속하는 부착 규조류가 우점하였으며 대조구보다 현존량이 상당히 높았다. 이는 FPV 시스템에 의한 일시적이고 국부적인 정체 수역 형성과 관계있을 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 수상태양광 설치에 관한 정책수립에 필요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 수상태양광 시설에 대한 장기적인 수질 모니터링과 수상태양광 시설에 의한 수리동역학적 연구, 수상태양광의 설치 면적과 수질과의 상관관계 연구 등이 필요하며 이를 통해 수상태양광 활용성을 극대화 시킬 수 있을 것으로 보인다.

Seasonal succession of zooplankton community and species composition was studied from 2003 to 2014 in a deep reservoir, Lake Soyang, in monsoon climate region, Korea. Annual precipitation was concentrated more than 70% between June and September and it showed remarkably that seasonal variation in water quality. Seasonal variation of water quality in Lake Soyang appeared to be more significant than annual variations, and the inflow of turbid water during the summer rainfall was the most important environmental factor. Zooplankton sepecies composition in Lake Soyang showed obvious tendency through two periods (May to June and August to October) every year. Small zooplankton (rotifer; Keratella cochlearis, Polyarthra vulgaris) dominated in spring and mesozooplankton such as copepods and crustaceans were dominant in summer and fall. Zooplankton biomass showed the maximum in September after monsoon rainfall, and chlorophyll showed a similar seasonal variation and it showed a high correlation (r=0.45). The increase of zooplankton biomass is considered to be a bottom-up effect due to the increase of primary producers and inflow of nutrients and organic matter from rainfall. In this study, we found that the variation of zooplankton community was affected by rainfall in monsoon climate region and inflow of turbid water was an important environmental factor, which influenced the water quality, zooplankton seasonal succession in Lake Soyang. It was also considered to be influenced by hydrological characteristics of lake and environment of watershed. In conclusion, seasonal succession of zooplankton species composition was the same as the PEG model. But seasonal succession of zooplankton biomass differed not only in the temperate lake but also in the monsoon region.

본 연구는 대형 댐과 농업용 보가 공존하는 탐진강 유역을 대상으로 장흥다목적댐 건설 이후 탐진강의 서식처 지형변화를 정량적으로 분석하고, 이에 영향을 미치는 복합적인 환경요인 (대형 댐, 농업용 보, 조석, 하천정비)과의 인과관계를 유황변화, 하상재료, 항공사진 분석을 통해 파악하였다. 장흥댐 건설 후 유량변화를 분석한 결과, 유역에서 댐에 의한 유량 변화의 직접적인 영향 구간은 최대 지천이 합류되기 이전까지로 판단된다. 이 구간에서는 대규모 홍수는 발생하지 않았으며, 중소규모 홍수빈도 또한 절반 이하로 감소하는 등 하천의 유사이송 에너지가 감소하였다. 하상재료의 입도분포는 댐 직하류에서 모래가 급감하는 등 하상재료가 조립화되었지만, 금강천 합류 이후 하구까지는 다시 모래 비율이 높아지면서 하천의 자연성이 회복되고 있는 것으로 보여진다. 그렇지만, 지천 합류 이후의 이러한 유량 및 유사의 자연성 회복력은 본류 내 사주의 식생활착을 제어하기에는 부족해 보인다. 탐진강 하류에서 사주면적은 증가했지만 식생 피복율이 높은 원인은 지천에서 탐진강으로 공급된 유사가 장흥댐 건설에 따른 홍수 이송에너지의 감소와 더불어, 과밀화된 농업용 보에 의한 국지적인 지형변화, 그리고 감조역 구간에서 조석의 영향이 복합적으로 가져온 영향이라고 할 수 있다. 본 연구결과는 댐하류 서식처 지형의 자연성 회복을 위해서 유입지천의 중요성과 함께 본류의 환경 유량 복원과 유사 이송을 반영한 고도화된 수생태계 관리전략 수립의 필요성을 제시하고 있다.

본 연구는 산지계류에 시설되는 사방댐의 투과정도를 파악하고, 이를 바탕으로 재해예방과 생물종 다양성에 대한 적절한 보호 및 관리를 위하여 개방형에 따른 사방댐의 생태적 기능을 분석한 결과를 요약 하면 다음과 같다. 투과율이 15% 미만인 불투과형 중력식 댐은 투과형 댐으로 구조개량 하거나 전환할 경우 투과율이 0.72%에서 55.8%로 약 77배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 저사 및 저수 등 특별한 목적을 두고 시공하는 불투과형 중력식 사방댐을 제외하고는 하류지역으로 토사의 이동, 어류 및 양서류의 상 ·하류에의 생태통로 등 다양한 기능을 비교적 양호하게 할 수 있는 투과형으로 개선하여 시공 할 필요성이 있다. 사방댐 차단높이에 따른 개방은 유효고, 기초부의 높이 및 하부기초 부분의 매몰정도에 따라 다르므로 현장여건 및 시공목적에 따라 설계할 필요성이 있다. 횡단면의 개방형태에 따른 사방댐의 생태적 기능은 어류소통형, 홍수조절형, 저수형(산불방지취수형), 토석막이형(저사형), 토석막 이형(토석형) 및 입도분석형으로 제시하였다.

본 연구는 충청남도 보령시에 위치한 보령댐의 도수 전과 후의 저서성 대형무척추동물상을 비교･분석하여 인위적 교란에 대한 영향을 파악하고자 하였다. 조사시기는 2016년 4월부터 2017년 9월까지 총 8회에 걸쳐 조사하였으며, 조사지점은 방류되는 지점부터 총 4개의 지점을 선정하였다. 저서성 대형무척추동물은 총 4문 7강 19목 70과 125종 13,447개체가 출현하였다. 군집분석 결과 우점도 0.55(±0.07)에서 0.47(±0.08), 다양도 2.06(±0.26)에서 2.23(±0.28), 균등도 0.69(±0.05)에서 0.70(±0.04), 풍부도 3.43(±0.72)에서 4.03(±0.91)으로 나타났다. 도수 이후 우점도는 감소하고 다양도, 균등도, 풍부도는 증가하는 안정적인 군집구조로 나타났다. 기능군 분석 결과 도수 이후 섭식기능군은 긁어먹는 무리, 걸러먹는무리의 비율은 증가하고 썰어먹는무리, 주워먹는무리의 비율은 감소하였으며, 서식기능군은 기어오르는 무리와 붙는무리의 비율은 증가하고 굴파는무리와 기는무리의 비율은 감소하는 것으로 나타났다. 군집안정성 분석 결과 도수 이후 St. 1과 St. 2는 저항력과 회복력이 감소하여 Ⅲ특성군에 새로운 종이 출현하였으며, St. 3과 St. 4는 큰 차이를 나타내지 않았다. 다차원척도법 분석 결과 도수 이후 St. 1에서 유사도의 변화가 가장 높은 것으로 나타났으며, St. 4에서 유사도의 변화가 가장 낮은 것으로 나타났다.

In the present study, effective hydrodynamic pressure modeling methods for three-dimensional earthquake safety analysis of a dam intake tower structure are investigated. Time history analysis results using the Westergaard added mass and Chopra added mass methods are compared with the one by the CASI (Coupled Acoustic Structural Interaction) method, which is accepted as giving almost exact solutions, to evaluate the difference in displacement response, stress and dynamic eccentricity. The 3D time history analysis of a realistic intake tower, which has the standard geometry widely used in Korea, shows that the Chopra added mass method gives similar results in displacement and stress and less conservative results in dynamic eccentricity to CASI ones, while the Westergaard added mass yields much more conservative results in all measures. This study suggests to use the CASI method directly for three-dimensional earthquake safety analysis of a dam intake tower, if computationally possible.

The biogeochemical information of riverine organic matter gives a detailed and integrated recording of natural and anthropogenic activity within a watershed. To investigate the changes in quality and quantity of organic carbon transporting from mountain to ocean via river channels, we estimated the concentrations of dissolved (DOC) and particulate organic carbon (POC), and then traced the source origin of POC using stable carbon isotopes ratio before and after summer rainfalls in the Tamjin River and Ganjin Bay, Korea. Along the small watershed, a total of 13 sites including headwaters, dam reservoir, river and estuary were established for the study. We found some interesting findings in the aspect of distribution of DOC/POC concentration changing their origin sources dynamically flowing downstream. In particular, the river channel transport downstream mainly DOC to river mouth, although upper dam reservoir increased POC concentration by phytoplankton production in summer. Whereas, in the river mouth and estuary, POC was dominated not only by local supply from nearby reed saltmarsh, but also by marine phytoplankton production, respectively. The findings can contribute to increasing the understanding of riverine organic carbon transport in upper large dam and lower open estuary system.

우리나라는 세계에서 5번째로 많은 댐 보유국으로. 전국 대부분의 강과 하천이 40년이상 다목적댐, 용수댐,발전용댐등으로 조절되고 있지만, 댐과 연계한 하천생태계의 이해와 평가 연구는 아직까지 부족한 실정이다. 일반적으로 댐 하류생태계는 홍수빈도와 크기의 변화, 하상재료의 조립화, 상류에서 공급되는 호소성 에너지원의 유입과같이 서식처와 먹이원에 지속적으로 교란을 받고 있지만, 상위단계인 저서무척추동물과 어류군집에 이르기까지하천생태계 먹이망에 미치는 전반적인 영향을 실증적으로 평가하기에는 방법론적인 한계가 있었다. 본 연구에서는탄소와 질소 안정동위원소 분석을 통하여 국내외 댐하류 하천을 대상으로 유기물의 질적변화를 추적하고 이에따른 저서무척추동물과 어류의 먹이사슬을 분석하는 등 댐하류 생태계 먹이망의 구조와 에너지 흐름을 분석하였다.검색어 : 대형댐, 안정동위원소, 먹이그물, 저서무척추동물

관측된 지반진동은 지진원, 지각감쇠 및 지반의 증폭특성 등 3가지 주요 인자로 구성되어 있고 특히 지반증폭 특성은 지진원 및 감쇠특성을 평가할 때 필요하다. 또한 지진재해도를 분석하기 위해 지반의 증폭 특성에 정보가 내진 공학 뿐만 아니라 암반공학적 특성 분석에서 필수적이다. 지반의 증폭특성 분석을 위해 분석대상 관측소와 기준 관측소 지반진동의 수평/수직 비를 이용하는 방법을 적용하였다. 기존의 기준관측소의 수직성분 방법에 더하여 새로이 기준관 측소의 수평성분 방법을 새로이 시도하였다. 본 연구는 예당저수지 인근에 설치한 4개의 관측소에서 관측된 6개의 가 속도 지반진동을 이용하여 각 지반진동의 S파, Coda파 및 배경잡음 각각을 분석한 지반증폭 특성을 상호 비교하였다. 4개 관측소 공통적으로 S파와 Coda파를 이용한 결과는 상호 유사한 지반증폭 특성을 보였다. 다만 배경잡음은 다른 2 개 지진 에너지와 비교할 때 전혀 다른 지반증폭 특성을 보였고 이는 배경잡음의 발생 원인이 관측소 마다 서로 다르 기 때문으로 입증되었다. 4개 각각의 지진 관측소마다 저주파수 및 고주파수 증폭특성과 관측소 고유의 우월주파수가 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 또한 본 연구의 결과와 다른 방법의 결과와 비교하면 지반의 동 적특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 제시할 수 있다.

본 연구는 경남지역 야계사방사업지의 적지적소를 판정하기 위해 사방댐 총 526개소와 계류보전시설 총 230개소의 기시공지 및 시공예정지를 대상으로 입지 및 임상, 수문조건을 분석하였다. 사방댐 시공 지과 계류보전시설은 입지환경인자 중 퇴적암, 표고 201∼400m, 경사 21∼30°, 산사태위험등급 2등급 인 곳에 가장 많이 시공되었고, 임상환경인자인 임상, 경급, 영급, 밀도 중 소경급, Ⅲ영급 임분에서만 시공빈도가 유사하였다. 또한 사방댐의 크기 및 개소수를 결정하는 수문환경인자 중 유역면적의 경우 50ha 이하, 수계밀도 2.1∼4.0km/km2, 종장형 수계, 1시간당 최대강수량 61∼90mm, 1일 최대강수량 201∼300mm인 곳에서 가장 많이 시공되었다. 따라서 사방댐 시공지와 계류보전시설지 간의 입지 및 수문조건이 다소 유사한 것으로 추후 야계사방사업을 실시할 경우 산각붕괴 및 침식 발생위험이 높은 지역에 한해서는 사방댐과 계류보전시설의 병행이 가능한 것으로 판단된다.