하천의 취수로와 유입수로 등과 같은 하천 구조물에서의 유사제어와 관련된 문제는 하천구조물 운용과 유지 관리에 있어 매우 중요한 문제라 할 수 있으나, 지금까지 취수부의 수리특성에 대한 연구는 단일 하천의 수리특성과 관련된 연구와 비교하여 상당히 미진한 실정이다. 단일 하천의 경우 해석이 비교적 단순하여 그것에 대한 특성 파악이 용이하나, 취수부의 경우 본류와 분류되는 구간의 지형 조건과 복잡한 흐름에 의한 수리학적 조건 등에 따라 정확한 해석을 하기가 어렵기 때문이다. 이러한 이유로 취수부 등과 같은 복잡한 흐름 해석을 위해 수치모형과 더불어 수리모형실험에 대한 연구가 필요하게 된다. 모형실험을 통한 연구의 특징은 복잡한 경계조건에서 수리적 특성을 재현이 비교적 용이하고, 육안으로 수리현상 및 유사거동 현상을 확인할 수 있는 장점이 있으며, 다양한 경우에 대해 검토가 가능하여 공법 및 기법 선택을 용이하게 한다. 본 연구에서는 하천 수로에서 직접 취수 시 효과적인 유사 제어와 동시에 흐름의 안정성을 확보할 수 있도록 하는 수중 수제 설계 기법을 제한하고 수리모형실험을 통하여 수중 수제의 설계 변수를 제시하고자 한다. 본류 수로 길이 5.0 m, 폭 0.6 m, 취수부는 길이 1.5 m, 폭 0.2 m로 투명 아크릴을 이용하여 실험 수로를 제작하였으며, 수제 모형은 길이 6 cm, 폭 1 cm, 높이 3 cm의 직사각형 형태로 설치하였다. 유사 모형은 Shields 변수들을 설정하여 2 mm 크기의 비중 1.07을 갖는 입자를 적용하였다. 실험을 위한 경계조건은 수제의 설치각도(10°, 20°, 30°, 40°), 수제간 종간격(수제 높이의 3, 4, 5, 6 배) 및 횡간격(수제 너비와 같은 거리), 수제군의 총 길이(취수부 너비의 2배) 등의 4 가지 조건을 조합하여 총 25 개의 조건을 설정하여 실험을 수행하였다. 실험 결과 수제가 없는 경우에 비해 각각의 경우에서 약 2～7 배의 유사 제어 효과가 발생하는 것을 알 수 있으며, 수제의 높이가 설계 수심의 30～40 %일 때와 본류 흐름에 대해 20°의 각도로 수제가 설치되었을 경우, 수제의 종 간격이 작아질 수록 유사 제어 효과가 좋은 결과를 보였다. 정형화된 경우에 대해 연구된 결과이므로 보다 다양한 수제 및 유사 조건들의 연구를 수행하여 합리적이고 실무에 적용 가능한 수중 수제의 설계 변수가 제시될 수 있을 것으로 판단된다.

자연 상태로 존재하는 하천의 대부분은 단일 하천이 아닌 여러 개의 지류가 본류와 만나는 복잡한 연결망으로 구성되어 있다. 단일 하천에서와는 달리 합류부를 중심으로 매우 복잡한 흐름 특성 및 지형 특성을 나타내게 된다. 유입 유사로 인해 형성된 사주에는 식생의 고착화로 통수 단면적이 축소되고, 수위 상승에 따른 배수 효과도 발생되어 치수 안전도에 심각한 영향을 초래하게 된다. 이렇듯 합류부에서의 정확한 흐름 특성 및 하상 변동의 특성 분석은 본래 하천의 기능을 유지하기 위해 중요하게 고려되어야 하나 아직까지 이에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 현재 실무에서 많이 사용되는 2차원 수치모형을 활용하여 합류부의 하상변동 특성을 분석하였으며, 여러 입력변수 중 하상 변동에 큰 영향을 미칠 것으로 예측 가능한 유사 입경에 대한 연구를 수행하였다. 낙동강과 금호강의 합류부를 대상 구간으로 선정하였으며, 먼저 기본적인 유속 및 수위 등의 하도 특성량을 산정하여 합류부의 흐름 특성을 분석하고, 분석된 흐름장에 유사 입자를 입력하여 하상 변동 분석을 수행하였다. 입도분석을 통해 산정된 대상 하천의 평균입경(Case 2)과 최대 크기의 입자(Case 3：통과율 90～100%)가 하도로 유입되는 경우와 최소 크기의 입자(Case 1：통과율 0～10%)가 유입되는 경우에 대하여 하상의 변동 양상을 분석하여 실제 측량 자료와 비교하였다. 합류부에 형성된 지류사주, 정체구간 및 배수위 영향으로 합류부에 접근할수록 유속은 감소하고, 수위는 증가하는 것으로 분석되었다. 하상 변동은 Case 1이 －0.36～1.38m, Case 2는 －0.18～1.88m, Case 3에서 －0.04～1.43m 변동하는 것으로 나타났으며, 감소된 유속에 영향으로 3개의 경우에서 모두 퇴적이 우세한 특성이 나타났다. 하상에 특성 중에서 중요하게 고려되어야 할 최심 하상고의 비교에서도 같은 결과가 산정되었다. 실제 측량자료와의 비교에서는 Case 2의 평균 입경으로 모의한 결과가 가장 근접한 것으로 나타났으나, 퇴적이 우세한 특성에 비추어 다소 과대 산정되는 것을 알 수 있었다. 계속되는 연구를 통해 다양한 구간과 입경별 모의조건의 민감도에 대해서 수치모형을 검증할 필요가 있으며, 모니터링이 함께 이루어져야 할 것으로 판단된다.