최근 기후변화로 인해 국지성 집중호우가 지역을 불문하고 빈번히 발생하는 등 강수량 및 홍수량이 점차 증가하는 추세이다. 본 설계에서 광주호 유역의 강우사상을 검토해 본 결과 광주댐의 설계강우량 보다 38mm/hr 더 크게 분석되어 홍수량 증가로 인한 광주댐의 치수안정성 확보가 필한 것으로 검토되었고 질소, 인 등 영양염류로 인한 수질악화가 진행되고 있어 그에 따른 수질개선이 필요하여 광주댐 보완 설계를 하였다. 홍수량 재산정 결과 165m3/sec 증가하였으며 HEC-5를 이용하여 치수안전대책이 필요한 것으로 분석되었다. 기존 7m×7.5m×4개수의 여수로게이트를 7m×8m×7개수의 여수로게이트로 확장하였다. 또한, 영향염류로 인한 수질악화는 기존의 생태공원을 활용해 습생식물인 미나리, 갈대로 인공습지를 조성하여 수질개선을 하였다. 본 설계는 여수로게이트 확장설계를 통한 치수안정성을 확보와 인공습지 조성으로 인한 수질개선이 될 것으로 기대되며 습지농장조성으로 생태학습장과 습생식물 판매를 통한 수입창출으로 지역경제활성화에 도움이 될 것으로 예상된다.

집중호우에 의해 발생된 토석류는 매우 빠른 속도로 유역을 따라 흐르고, 하류로 가면서 유역바닥과 양 측면에 있는 토사를 연행하면서 규모와 세기가 점진적으로 커진다. 막대한 재산 및 인명 피해 등의 사회적, 경제적 피해를 발생시킬 수 있는 토석류 재해를 적극적으로 방어하기 위해 토석류 발생 예측 유역에 사방댐의 건설이 최근 급격히 증가하고 있다. 다양한 사방댐의 형태 중, 슬릿트형 사방댐은 기존의 폐쇄형 사방댐에 비해 환경훼손을 최소화하는 투과형 사방댐으로 유하되는 토석류의 속도를 줄이거나 토사를 가둠으로써 하류부에서 발생되는 피해를 최소화하는 기능을 한다. 국내외에 슬릿트형 사방댐이 많이 설치되고 있지만, 사방댐의 설치위치, 슬릿트 사이의 간격, 각도 등 배치형태가 토석류 흐름에 미치는 영향에 대한 충분한 이해가 부족한 상황이다. 본 연구에서는 GIS기반의 산사태 발생 예측 프로그램인 TRIGRS와 DAN3D를 이용하여 사방댐의 설치 위치에 의한 토석류 흐름에 대한 영향을 분석하였다. 또한, 실내 모형실험과 수치해석을 통해 슬릿트 배치형태에 따른 토석류 속도 감소율을 분석하여 슬리트형 사방댐의 최적배치를 도출하였다. 연구를 통해 도출된 결과는 현장적용을 위한 근본적인 자료로 사용될 것이다.

K-water는 다목적댐 및 용수전용댐 등 32개 댐을 운영·관리중이며, 국내 댐에서의 홍수조절의 95% 및 용수공급의 65%를 담당하고 있다. 그 중 용수전용댐은 주로 과거 60~70년대 산업단지 조성시 수원지로 건설되어 전체 14개소 가운데 준공 후 30년 이상 경과한 댐이 7개소로 50%를 차지하고 있어 각종 시설 및 설비의 노후화가 진행 중에 있다. 댐은 붕괴, 용수공급 중단 등 문제 발생시 국민생활, 안전 및 경제 등 사회·경제적으로 많은 비용이 소요되고 막대한 파급효과를 끼치는 국가 중요 사회 기반시설이다. 최근 기후변화, 지진 등 자연재해 발생 빈도가 증가하는 등 댐의 안전을 위협하는 외적 요인이 증가하는 추세로 시설물 관리의 중요성이 점점 커지고 있다. 그러나, 현재의 유지관리 체계는 사고 대응형에 치중하고 있어 앞으로는 댐에 대한 잠재적 취약성을 평가하고 개선하기 위한 예방중심의 체계적, 전략적 접근이 필요하다. 이를 위해 K-water에서는 다목적댐에 비해 노후된 용수전용댐을 대상으로 댐 및 부속시설의 기능성, 안정성, 경관성의 3가지 측면에서 노후댐 성능개선을 종합적으로 검토하였으며, 향후 다목적댐을 대상으로 확대 추진할 예정이다. 이러한 노후댐 및 부속시설에 대한 선제적 예방중심의 성능개선은 시설의 대수선 및 교체 수요 증가를 억제할 것으로 예상된다. 따라서 범정부 차원에서 종합적인 계획을 통한 노후댐 성능개선 사업 시행으로 댐의 안전성을 확보하여 국민이 안심하고 생활하도록 하며, 물복지를 실현해야 할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 댐 저수용량에 대한 이변량 빈도해석을 수행함으로써 재현기간 개념을 이용한 댐의 용수공급능력 평가방법을 제안하였다. 제안된 방법은 대청댐에 적용되어 검토되었다. 추가적으로 국내의 대표적인 가뭄사상에 대한 대청댐의 재현기간을 산정하고, 그결과를검토하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 먼저, 본 연구에서는 이변량 빈도해석을 수행하기 위해 한국의 기후 특성을 반영한 댐의 용수공급능력 평가인자를 고려하였으며 5월 저류량 및 6~10월의 저류량 차이를 대상 변량으로 결정하였다. 둘째, 재현기간의 개념을 이용하여 대청댐의 용수공급능력을 평가한 결과, 대청댐은 재현기간 20년 미만에 대한 용수공급능력을 확보하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 본 연구에서 제안된 방법은 한반도에 발생했던 대표적인 가뭄사상들을 분석하고, 해당 사상들에 대한 재현기간을 산정하는데 있어서도 유효함을 확인하였다.

댐붕괴에 의해 발생하는 홍수파는 초기수심의 깊이에 따라서 하류부로 전달되는 수리학적 특성이 다르게 나타나며, 수치모의 시 흐름저항응력은 충격파의 전파 속도, 도달 거리 및 접근 수심 등에 영향을 미친다. 본 연구에서는 천수방정식을 SU/PG 기법으로 이산화한 모형을 개발하고 해석해를 이용하여 모형을 검증한 후, 초기수심 및 흐름저항응력에 따른 댐붕괴류의 전파특성을 분석하였다. 바닥마찰력을 적용한 경우 수심은 상대적으로 컸으나 충격파의 도달거리는 짧게 나타났다. Coulomb 응력을 적용한 경우 댐붕괴 후면에서의 유속이 상대적으로 작게 나타났으나, 충격파가 도달하는 영역에서는 바닥마찰력을 적용한 값과 흐름저항응력을 고려하지 않은 값 사이의 유속을 보였다. 또한 초기수심에 관계없이 흐름 저항응력을 고려하지 않은 경우의 불연속면에서의 Fr 수가 1.0에 가장 근사하였다. 초기수심이 얕은 경우 Coulomb 응력에 의한 모의결과가 난류응력을 적용한 경우에 비해 우수한 모의결과를 도출하였으나, 초기수심이 깊어지는 경우 흐름저항항의 영향력이 소멸되므로 반대의 양상이 나타났다.

본 연구에서는 한강수계의 팔당댐 상류를 대상으로, 상류 댐들의 운영 및 하천수 사용이 하류구간의 유출에 미치는 영향을 정량적으로 분석하였다. SWAT-K 유역모형을 적용하여, 2001~2009년에 대해 상류댐 운영 및 하천 취수량 적용 유무에 따른 조건별 모의결과를 분석한 결과, 소양강댐과 충주댐 등 다목적댐 운영에 따른 방류량이 갈수기와 홍수기의 하류구간 유출에 가장 크게 영향을 주는 것으로 나타났다. 이로 인해 갈수량이 팔당댐 지점에서 100.57m3/s, 북한강 종점 33.01m3/s, 양평수위표 지점 49.66m3/s만큼 증가하는 것으로 나타났다. 반면, 하천수 사용에 따른 영향은 북한강 지역은 거의 나타나지 않았으며, 남한강 지역도 양평수위표 지점에서 0.98m3/s의 갈수량 감소가 나타나 팔당댐 유입량에는 큰 영향이 없었다. 따라서, 장기간의 유출 및 유황분석에서는 횡성댐과 같이 규모가 작은 댐 운영이나 하천수 취수 영향은 제외시켜도 무방할 것으로 생각된다. 그러나 물이용이 집중되는 특정기간의 정교한 수문해석이나 취수량이 많은 하천구간을 대상으로 하는 유출 분석에서는, 취수량은 물론 유역내 물이동량에 대한 정보가 필수적으로 고려되어야 할 것이다.

본 연구에서는 멀티프랙탈 이론을 기반으로 시·공간 격자강우장 생산 모형을 충주댐 상류유역에 발생한 9개의 홍수 사상에 대하여 검증하였다. 이를 위하여 기상청의 레이더 강우자료에 대한 시공간 멀티프랙탈 특성을 분석하였으며, 로그 포아송 분포와 3차원 웨이브렛 함수 기반의 시·공간 격자 강우생산 모형을 활용하여 관측강우의 멀티프랙탈 특성을 재현하는 시·공간 가상강우장을 생산하였다. 생성된 가상강우장을 S-RAT 분포형 수문모형에 입력값으로 적용하여 유역출구에서의 반응을 관측강우 및 시공간적으로 균등한 분포를 가진 강우장에 대하여 산출된 유역출구에서의 반응과 비교하였다. 관측 강우장과 가상강우장, 관측 강우장과 저해상도 강우장에 대하여 RMSE, RRMSE, MAE, SS, 그리고 NPE, PTE 등을 이용하여 오차분석을 수행한 결과, 평균적으로 첨두홍수량은 20.03% 증가하였고, 첨두시간은 0.81% 감소하였다.

본 연구에서는 기왕의 댐 붕괴 사례와 인명손실 결정인자들의 분석으로부터 유도된 상관관계를 이용하여 댐 붕괴 홍수파의 특성이 고려된 인명피해 예측을 위해 미국의 LIFESim 모형에 적용된 인명손실 모듈과 유럽연합에서 제시한 사망률 함수에 의한 인명손실 추정기법이 제시되었다. 극한홍수조건(PMF)하에서 댐 붕괴로 인한 대상지점의 수심, 유속 및 홍수도달시간 등과 같은 홍수특성치는 1차원 수리학적 모형인 FLDWAV에 의해 모의되었으며 범람수심을 이용하여 홍수취약 지역을 예측하였다. 이를 바탕으로 경보, 대피 및 피난처에 대한 가능성을 고려함으로써 홍수위험에 노출된 인구수를 추정하였다. 이러한 홍수위험 노출인구에 대한 사망률(치사율)을 추정하기 위해 홍수위험지역을 상이한 지대로 세분하여 지대별 치사율 또는 사망률 함수를 결정하였으며 이로부터 최종적인 사망자수를 예측하였다. 본 연구를 통해 제시된 댐 붕괴 홍수의 인명피해 예측기법은 향후 확률론적 홍수 시나리오에 적용하여 하류부의 홍수위험도를 정량적으로 평가하고 저감대책을 수립하는데 활용될 수 있다.

수문학적 댐 위험도 분석은 복잡한 수문분석과 연계되어 있으며, 기본적으로 수문분석 과정과 모형에 사용되는 입력 자료에 대한 불확실성을 평가하는 과정이 필요하다. 그러나 체계적인 불확실성 분석 과정을 통한 댐 위험도 분석 절차에 대한 연구는 상대적으로 적은편이다. 이러한 점에서 본 연구에서는 기존 연구에 대해서 2가지 주요 개선점을 도출하여 댐 위험도 분석에 활용하였다. 첫째, 강우 분석 시 매개변수의 불확실성 분석이 가능한 Bayesian 모형 기반의 지역빈도해석 절차를 수립하였다. 둘째, 강우-유출 모형 매개변수의 사후분포를 정량적으로 추정하기 위하여 Bayesian 모형과 연계한 HEC-1모형을 도입하였다. 도출된 유입 시나리오를 댐의 수위로 환산하기 위하여 기존 저수지 운영기준에 근거하여 저수지 추적을 수행하였으며, 최종적으로 실행함수를 통하여 수문학적 위험도를 추정하였다. 실제 댐에 대해서 모형의 적합성을 평가하였으며, 초기수위 가정에 따른 수문학적 위험도에 민감도를 평가하였다.

Recent earthquake events arising all over the world, cause serious damages to material/ human resources every year. South Korea, categorized to be relatively safe from earthquakes, recently became subject to frequent seismic events, which made it essential to prepare for damages caused by such events. Failure of hydraulic structures, such as dams, can cause serious damages to resources in the lower reaches of a river. In this study, Seismic stability evaluation was performed to determine the crest displacements of dam caused by the 40 earthquake waves recorded actually.

Fish movement was blocked by Dam construction in korea, but fish of the ecosystem can be destoryed without movement of fish in the small stream or river. In this study, the water ladder type of fishway with the fish's ecological specific character is proposed. That is created similar to the real natural environment in order to overcome differences in water pressure. It consists water hydrology, bypass, viewing chamber and viewing windows. It is used IT pumping system and bypass fishway for dry season especially. 3D analysis by SAP2000 Soft Ware is essential in concrete structures for the degradation of its durability using the multi-functional fishway's advantages. The size of water tank(4m×4m×5m) is more advantageous than that of other size.

According to recent meterological disasters, social awareness for safety of infrastructure is heightened by increasing natural disasters such as Fukushima accident, landslide of Umyeon mountain. Also scale of landslide is increased in Korea but safety review of dam is insufficient. In this study, we reviewed data(reservoir capacity, type of dam, danger map of korea forest service, satellite pictures, geologic map, etc.) and conducted site investigation whose the area is the most dangerous. Based on the results, we choose the most dangerous dam and analysis site close examination, slope stability analysis, scale of debris flow, etc. As a result, we will conduct measures establish on reinforcement and final evaluation of landslide's hazard.

In this year, dam risk analysis and assessment tool is developed D-SMART program, including analysis hydrological module, geotechnical module and consequence module. D-SMART is program of risk analysis and assessment utilize technique for dam safety evaluation. In the future, Dam risk assessment carried out step by step in K-water plans.

In this study, risk analysis and assessment was carried out by selecting pilot dams using D-SMART. D-SMART was risk-based evaluation tool of dam for dam safety and was developed in K-water. Dam risk assessment conducted for the first time using D-SMART and the future through additional research, system of risk assessment will be improve.

In this study, quartile control chart method is tried to apply to determine limit values of dam instrumentation data for dam safety, show asymmetric distributed data, and the example of application is presented. The determined limit values of concrete stress meter and concrete non-stress meter by Shewhart method and quartile method show that the determined limit values by Shewhart method indicate that the majority of instrumentation are on abnormal condition, although the measured values are normal behavior. But, in case of the result of quartile method has such an error. Like this, it is judged that the determination of the limit values of dam instrumentation, show asymmetric and abnormal distributed data, by the quartile method is appropriate. Therefor The quartile method is applied to the determination of limit values of dam instrumentation of K-water.

Since then the Special Act on the Safety Control of Public Structures has been enforced, the precision safety Inspection result was being collected. but it was not performed to comprehensive analysis and D/B. In this study, statistical analysis was performed by utilizing the Precise Inspection for Safety of Dam.

The key objective of this study was to evaluate trophic state and empirical water quality models along with analysis of fish trophic guilds in relation to water chemistry (N, P). Trophic state index (TSI), based on total phosphorus (TP) and chlorophyll-a (CHL), ranged between oligotrophic and hypereutrophic state, by the criteria of Nürnberg(1996), and was lower than the trophic state of total nitrogen (TN). Trophic relations of Secchi depth (SD), TN, TP, and CHL were compared using an empirical models of premonsoon (Pr), monsoon (Mo), and postmonsoon (Po). The model analysis indicated that the variation in water transparency of Secchi depth (SD) was largely accounted (p < 0.001, range of R2 : 0.76–0.80) by TP during the seasons of Mo and Po and that the variation of CHL was accounted (p < 0.001, R2 = 0.70) up to 70% by TP during the Po season. The eutrophication tendency, based on the TSITP vs. TSIN:P were predictable (R2 ranged 0.85–0.90, p < 0.001), slope and y intercept indicated low seasonal variability. In the mean time, TSIN:P vs. TSICHL had a monsoon seasonality in relation to values of TSIN:P during the monsoon season due to a dilution of reservoir waters by strong monsoon rainfall. Trophic compositions of reservoir fish reflected ambient contents of TN, TP, and CHL in the reservoir waters. Thus, the proportions of omnivore fish increased with greater trophic conditions of TP, TN and CHL and the proportions of insectivore fish decreased with greater trophic conditions.

댐의 이수안전도는 물 수요량, 저수량, 가뭄에 의한 유입량에 의해서 주로 영향을 받는다. 그러나 댐 운영방식에 따라 댐의 이수안전도는 차이가 발생할 수 있다. 우리나라의 수자원장기종합계획은 K-WEAP모형을 이용하여 댐 하류의 물부족이 발생하면 물 부족량만큼 공급하는 부족량공급(Deficit supply) 방식을 이용하고 있으나 일정방류(Prime flow) 방식을 적용하면 이수안전도가 달라질 수 있다. 본 연구의 목적은 댐 운영방식에 따른 댐의 이수안전도의 변화를 분석하는 것이다. 이들 결과는 하류의 유지유량공급, 수력 발전을 위하여 일정방류가 고려되는 환경에서 댐의 이수안전도를 재평가하는데 활용될 수 있을 것이다.

Benthic macroinvertebrates were seasonally sampled from upstream and downstream of the Gunwi Dam construction site from 2006 to 2012. Totally 148 and 165 species were collected at the upstream and downstream sampling sites, respectively. At the upstream area after dam construction, there was no significant change of the numbers of non-insect taxa, but at the downstream area, the non-insect taxon numbers were increased gradually. The individual ratio of Ephemeroptera and Diptera had higher value than the other taxa in both of up and downstream. The trichopteran individual ratios were increased in upstream sites, but decreased in downstream sites from 2010. Also, non-insects and coleopteran individual ratios were decreased in upstream, but increased in downstream after completion of dam construction. The annual range of fluctuation in community indices narrowed after construction. According to a functional feeding group analysis, the individual ratios of FC (Filtering Collector) were increased, and GC (Gathering Collector) and SC (Scraper) were decreased in upstream sites annually. In contrast, the annual individual ratios of FC were decreased, and GC and SC were increased in the downstream sites.

지구온난화와 기후변화에 의한 수문사상의 불확실성이 커지고 있는 점을 고려하여 수자원의 지속가능성은 매우 중요한 과제로 대두되고 있다. 본 연구는 우리나라 주요 다목적댐을 대상으로 지속가능성지수를 이용하여 용수공급 이행도를 평가하였다. 수자원시스템 용수공급 평가에 많이 활용되고 있는 지표들을 대상으로 적용성과 유연성을 고려하여 선정하고, 선정된 매개변수로 구성된 복합지수를 이용하여 통합적으로 평가하는 방식이다. 실질적으로 신뢰도, 회복도, 취약도 및 최대물부족도 등을 기초 매개변수로 댐의 용수공급 지속가능성지수를 구성하고 15개 다목적댐을 대상으로 개별 댐과 유역별로 평가하였다. 평과결과, 금강유역의 대청댐과 낙동강 유역의 임하, 합천 및 남강댐이 취약한 것으로 나타났으며, 유역은 낙동강 유역이 가장 취약하여 용수공급 안전도 향상을 위한 대응방안이 필요한 것으로 분석되었다.