2007년 10월부터 2008년 10월까지 하천차수에 따른 금강수계에서 피라미, Zacco platypus를 대상으로 서식지 평가를 실시하였다. 하천차수에 따라 28개 지점을 설정하여 모니터링을 실시하여 총 2,362마리를 채집하였다. 3차하천 이상에서 수심 및 유속은 0.8m와 0.8 m s-1에서 대부분 서식하는 것으로 나타났다. 전장 8~10 cm, 유속 0.3 m s-1, 수심 0.4 m, 모래 (0.1~1.0 mm)~굵

The purpose of this study was to propose an efficient management plan for purchased land considering the hydrological, watershed characteristics and ecological functions of the target land and surrounding area based on the result of monitoring the water quality improvement effect obtained by purchasing the land in the watershed area in the Geum river system. For this purpose, this study investigated through literature review, and examined ways to apply them to this research by deriving implications from a comprehensive analysis of previous research cases. After that, the components of assessment were derived to evaluate the ecological function of the purchase land, and the ecological function evaluation model for each land and area was proposed. In order to select purchase and restoration priorities of the land, this study analyzed the ecological status of the purchased land in main watersheds and tributaries using Arc GIS ver 10.1. Through this, a process to select restoration priorities was developed. And this study constructed the integrated management process with proposing a mid - to long - term plan by integrating the purchased land valuation and restoration priority selection process. Based on this process, this study suggested an effective management plan for purchased land through the integrated ecological management system of lands purchased. It can be used systematically in appraisal valuation, land purchase system, restoration project, and follow-up management of land purchase.

본 연구의 목적은 금강유역(9,645.5 km2)을 대상으로 극한 기후변화 사상에 따른 수문 및 유황의 변동을 평가하는 것이다. 본 연구에서는 객관적인 극한 기후변화 사상을 평가하기 위해 강우관련 극한지수(STARDEX)를 적용하고, GCM 10개의 RCP 8.5 기후변화 시나리오에 대해 4개의 평 가기간별(Historical: 1975~2005, 2020s: 2011~2040, 2050s: 2041~2070, 2080s: 2071~2100)로 분석하였다. 분석 결과 5개의 습윤 (CESM1-BGC, HadGEM2-ES), 중간(MPI-ESM-MR) 건조(INM-CM4, FGOALS-s2) 극한 기후변화 사상 시나리오를 선정하여 SWAT 모형에 적용하였다. 2080s 기간에서 중간시나리오 대비 2080s의 증발산은 -3.2~+3.1 mm로 변화하였고, 2080s의 총 유출량은 +5.5~+128.4 m3/s 변화하였다. 건조한 시나리오의 경우 2020s 중간시나리오대비 큰 변화를 보였다. 건조한 시나리오에서의 2020s의 증발산량은 -16.8~-13.3 mm 의 변화를 보였고, 총 유출량은 -264.0~132.3 m3/s의 변화를 보였다. 유황 변동의 경우, 2080s 기간의 습윤한 시나리오에서 CFR은 +4.2~+10.5, 2020s 기간의 건조한 시나리오에서는 +1.7~2.6으로 변화 하였다. 극한 기후변화 시나리오를 적용한 금강유역의 수문인자의 변화에 따라 유황분 석을 실시한 결과, INM-CM4는 극한 건조상태를 나타내기에 적절한 시나리오로 나타났고 FGOALS-s2는 유황변동이 큰 가뭄 상태 분석에 적절한 시나리오로 나타났다. HadGEM2-ES는 유황변동이 작게 나타났기 때문에 최대유량 분석 시 활용 가능한 시나리오로 평가되었고, CESM1-BGC 의 경우 유황변동이 큰 것으로 나타나 극한 홍수 분석 시 적용할 수 있는 시나리오로 평가되었다.

본 연구에서는 금강유역(9,645.5 km²)을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool)을 이용하여 HadGEM3-RA RCP 4.5와 8.5 기후변화 시나리오에 따른 미래 기간(2020s: 2010~2039, 2050s: 2040~2069 ,2080s: 2070~2099 )의 지하수위 변화를 평가하였다. 이를 위해 SWAT 모형의 검․ 보정은 11년(2005~2015)동안의 유역내 2개 댐지점(대청댐, 용담댐)의 일별 유입량 및 저수량, 5개 관정지점(JSJS, OCCS, BEMR, CASS, BYBY)의 일단위 지하수위 관측자료, 3년 5개월(2012년 8월~2015년 12월) 동안의 3개 보지점(세종보, 공주보, 백제보)의 일별 유입량 및 저수량 자료를 이용하였다. 2개 댐의 유입량 및 저수량 검보정 결과, Nash-Sutcliffe 모델효율(NSE)은 각각 0.57~0.67, 0.87~0.94, 결정계수(R2)는 각각 0.69~0.73, 0.63~0.73의 범위를 보였으며, 3개 보의 유입량 및 저수량의 NSE는 각각 0.68~0.70, 0.94~0.99, R2는 각각 0.83~0.86, 0.48~0.61로 검보정 되었다. 5개 지점의 지하수위에 대한 R2는 0.53~0.61이었다. 유역 전체의 미래 기온은 기준년도(1976~2005)대비 2080s RCP 8.5 시나리오에서 최고 4.3°C 상승하고 강수량은 6.9% 증가하였으며, 미래 지하수위는 5개 지하수위 관측지점 중 금강 상류 3개 지점(JSJS, OCCS, BEMR)에서 각각 –13.0 cm, -5.0 cm, -9.0 cm 감소하였고, 금강 하류 2개 지점(CASS, BYBY)에서는 각각 +3.0 cm, +1.0 증가하였다. 미래 지하수위는 유역 내 강수량의 계절별 공간적 편차에 따른 지하수 충전량의 차이에 기인한 것으로 판단된다.

Recently severe drought caused the water shortage around the western parts of Chungcheongnamdo province, South Korea. A Diversion tunnel from the Geum river to the Boryong dam, which is the water supply dam for these areas has been proposed to solve this problem. This study examined hydraulic impacts on the Geum river associated with the diversion plan assuming the severe drought condition of 2015 would persist for the simulation period of 2016. The hydraulic simulation model was verified using hydrologic and hydraulic data including hourly discharges of the Geum river and its 8 tributaries, fluctuation of tidal level at the mouth of the river, withdrawals and return flows and operation records of the Geum river barrage since Feb. 1, 2015 through May 31, 2015. For the upstream boundary condition of the Geum river predicted inflow series using the nonlinear regression equation for 2015 discharge data was used. In order to estimate the effects of uncertainty in inflow prediction to the results total four inflow series consisting of upper limit flow, expected flow, lower limit flow and instream flow were used to examine hydraulic impacts of the diversion plan. The simulation showed that in cases of upper limit and expected flows there would be no problem in taking water from the Geum river mouth with a minimum water surface level of EL(+) 1.44 m. Meanwhile, the simulation also showed that in cases of lower limit flow and instream flow there would be some problems not only in taking water for water supply from the mouth of the Geum river but also operating the diversion facility itself with minimum water surface levels of EL(+) 0.94, 0.72, 0.43, and 0.14 m for the lower limit flow without/with diversion and the instream flow without/with diversion, respectively.

Recently IPCC (International Panel on Climate Change, 2007) pointed out that global warming is a certain ongoing process on the earth, due to which water resources management is becoming one of the most difficult tasks with the frequent occurrences of extreme floods and droughts. In this study we made runoff predictions for several control points in the Geum River by using the watershed runoff model, SSARR (Streamflow Synthesis and Reservoir Regulation Model), with daily RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios for 100 year from 1st Jan 2006 to 31st Dec 2100 at the resolution of 1 km given by Climate Change Information Center. As a result of, the Geum River Basin is predicted to be a constant flow increases, and it showed a variation in the water circulation system. Thus, it was found that the different seasonality occurred.

본 연구에서는 금강유역에 대한 지역홍수빈도분석을 실시하고 재현기간에 따른 홍수량을 추정하는 관계식을 제안하였다. 유역 내 유량자료의 수문학적 독립성과 동질성에 대한 검증을 위하여 Lag-1 자기상관성 분석, 동질성 검정, 이상치 검정, 불일치척도 검정을 수행하였다. 검정 결과, 금 강유역의 대상 관측소들은 시간에 대하여 독립적이고 동질적 모집단에 속하며 이상치는 없었다. 일반 극치 분포(GEV), 3변수 대수정규 분포(LN- Ⅲ), 피어슨-III 분포(P-Ⅲ), 일반 로지스틱 분포(GLO), 일반 파레토 분포(GPA) 등 5개의 3변수 확률분포함수에 대한 L-모멘트비도와 평균가중거 리(AWD), 그리고 ZDIST 적합도 산정 결과, GLO 분포함수가 금강유역의 최적 확률분포형으로 선정되었다. GLO 분포를 바탕으로 지역홍수빈도를 추정하는 회귀모형을 제안하였고, 강경 관측소의 관측 유량을 이용하여 회귀모형의 적용성을 검증하였다.

국내 4대강에 설치된 다기능보는 하천을 횡단하는 수공구조물로써 고정보와 가동보로 구분되어 설치되었으며, 각 다기능 보의 수문운영 방식에 따라 유량이 변화하여 하상변동 및 유사이동 형태의 변화 가능성이 있다. 본 연구에서는 다기능보의 수문운영에 따른 장기 하상변동을 금강유역을 중심으로 연구하였다. 연구결과, 금강에서는 다기능보의 설치 및 수문운영 시나리오에 따라서 최심하상고의 변화가 연평균하상고의 변화에 비해서 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 최심하상고의 하상저하는 최대 2.79 m, 하상상승은 최대 1.90 m까지 발생하는 것으로 나타났으며, 연평균하상고의 하상저하는 최대 2.16 m, 하상상승은 최대 1.24 m까지 발생하는 것으로 나타났다. 또한 하상변동에 따른 홍수위 분석 결과, 다기능보 설치 후에 홍수위가 대부분 상승하는 것으로 나타났으며, 최대 2.23 m까지 상승하는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 인해서 제방의 여유고를 상회하는 홍수위가 발생할 가능성이 있기 때문에, 하천의 유사관리 및 하천계획수립을 함에 있어서 다기능보의 수문운영을 고려해야 한다고 판단된다. 또한 본 연구결과는 향후 하천계획을 수립함에 있어서 종단적 하도관리 및 안정하상 채택 등을 위해서 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 본다.

2013년 3월에 발사된 Landsat 8 인공위성의 이미지데이터를 이용하여 금강유역을 대상으로 수질인자에 대한 평가를 수행하였다. 본 연구의 목적은 다양한 수질인자 중 녹조에 직접적인 영향을 미치는 총질소와 총인의 농도를 추정함으로써 궁극적으로 수생태계에 악영향을 미치는 녹조의 발생을 모니터링 하는 것이다. 현장실측데이터와 인공위성 데이터간의 상관관계를 규명하기 위하여 Pearson' 상관계수를 이용하여 그 관계를 파악하였다. Landsat 8이 촬영되는 시기를 포함하는 총 20개의 현장실측 데이터가 수집되었으며 Landsat 8의 11개의 밴드 중, 밴드2, 3, 4의 반사도 값이 총인과 총질소를 탐지하는데 있어서 가장 상관성 높은 것으로 나타났다. 총질소는 유의수준 0.05에서 밴드2(0.48), 3(0.62), 4(0.57)과 높은 양의 상관관계를 보였으며, 총인의 경우, 유의수준 0.01에서 밴드2(0.59), 3(0.59), 4(0.58)로 높은 양의 상관관계를 나타냈다. 5번 밴드는 유의수준을 벗어남으로써 두 수질인자를 탐지하는데 상관성이 떨어지는 것으로 나타났다. 상관성이 높았던 밴드간의 조합을 통해서 총질소와 총인에 대한 각각의 최적 회귀식이 다중 회귀식을 근거로 구축되었다. 유도된 회귀식으 로 계산된 총질소와 총인의 농도값은 통계기법인 Bias와 RMSE를 이용하여 현장실측데이터들과 비교·검증되었다. 최종적으로, 2014년 4월 21과 2013년 11월 12일에 대한 맵핑을 수행함으로써 총질소와 총인의 공간적인 분포를 시각적으로 확인할 수 있었다.

최근 급증하는 기후변화 등으로 인하여 태풍, 홍수 및 가뭄과 같은 자연재해의 위험이 증대되고 있다. 유역의 유출 특성에 대한 이해는 이러한 재해에 대비한 연구의 기초자료로서 중요하다. 본 연구는 금강 20개 유역의 2001-2013년 기간의 장기 유출 자료를 부분최소(Local Minimum)방법으로 유역의 기저흐름지수(Base Flow Index)를 산정하고, 이를 년도별로 산정된 BFI 와 비교하여 유역 특성인자로서의 가능성을 평가한다. 금강 20개 유역의 장기 BFI는 0.10-0.75의 큰 편차의 분포를 나타내고 있으며, 각 유역의 년도별 BFI는 0.19-0.63의 분포를 나타낸다. 연구유역의 단기 BFI는 0.19-0.63의 분포를 나타내고 있으며, 댐유출의 영향을 받는 용담댐 유역의 기저흐름이 높게 산정되어 유역 특성을 잘 반영하고 있음을 확인할 수 있었다. 금강 20개 유역에서 2개 유역을 제외한 18개의 유역에서 장단기 BFI 값이 유사하게 산정되어 유역의 특성을 잘 반영하고 있다고 판단된다. 이러한 기저흐름지수를 바탕으로 기저유량을 산정한 결과 0.194~0.562(㎥/sec/㎢)의 값이 나타난다. 기저흐름지수를 바탕으로 기저흐름의 산정은 장기 유역유출특성으로 수자원관리 분야에서 활용할 수 있을 것이라 기대한다.

하천에 설치된 보와 같은 구조물은 하천의 수리적 특성을 변화시켜 보의 상류부에는 퇴적과 하류부에는 침식이 진행되어 단·장기적인 하상의 변화를 가져온다. 특히 우리나라의 경우 4대강 사업으로 국가하천의 과도한 준설로 인한 하천의 평형상태가 파괴되고 다시 평형상태를 복원하기 위한 하천의 침식과 퇴적작용으로 하상변동 발생이 예상되므로 단·장기적인 하상변동의 양상을 예측하고 분석하는 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 금강 중·하류부에 건설된 세종보 상류 약 600m 구간에 대해 하상변동 변화를 실측하였으며 실측결과와 2차원 수치모형인 SED-2D를 이용하여 흐름특성 및 하상변동을 모의한 결과를 비교하여 모형의 적용성을 평가하고 세종보 건설 시점을 기준으로 건설 1년, 5년, 10년 후의 단·장기적인 하상변동 양상을 분석하였다. 그 결과 세종보 건설 1년 후 상류 600m 구간에 169,263㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 5년 후에는 108,808.0㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 10년 후에는 63,713.5㎥의 토사가 퇴적되었다. 가동보 수문 개도 시 빠른 유속의 영향으로 보 직상류의 퇴적양은 적은 것으로 모의되었다. 세종보 상류의 하상변동 양상은 세종보 상류부 전체적으로 퇴적되는 경향을 보였으며 특히 우안에 집중적으로 퇴적 현상이 발생하였다. 이는 우안의 오목한 지형적 특성으로 인한 정체구역으로 유속이 낮게 모의되어 퇴적현상이 집중되는 것으로 분석되었다.

보가 건설된 하천은 취수가 용이하고 주운 등을 위한 수위조절이 가능한 이점이 있으나 유속감소로 인한 유사이송능력 저하로 보 상류구간에 퇴적되어 하상의 불안정화를 초래한다. 행정중심복합도시를 통과하는 국가하천 금강에 설치된 세종보 우안 소수력발전소에 인접한 가동보 상류구간에 토사가 퇴적되어 수문운영에 지장을 초래한 바 있다. 세종보 상류의 토사퇴적 문제점 분석과 하상안정화 방안수립을 위해 하상변동의 정량적 분석과 예측이 필요하다. 본 연구에서는 금강 중·하류부에 건설된 세종보 상류 약 600m 구간에 대해 홍수기 전·후의 하상단면을 측정하여 하상변동을 분석하였고 실측 결과와 수치모형 결과를 비교하여 대상구간에 수치모형의 적용성을 평가하였으며 대상구간의 단·장기하상변동을 예측하고 시나리오별 수문운영에 따른 하상변동 양상을 파악하여 하상변동으로 인한 문제점 해결을 위한 적정 수문운영방안을 제시하였다. 그 결과 SED-2D 모형으로 모의한 하상변동의 정량적인 결과와 하상변동 양상이 하상단면 측정에 의한 실측한 하상변동 결과와 유사한 경향을 보여 연구 대상구간의 SED-2D 모형의 적용성이 높은 것으로 평가되었다. 세종보 건설 1년 후 연구대상구간에 169,263㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 5년 후에는 164,652.0㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 10년 후에는 63,713.5㎥의 토사가 퇴적되었다. 가동보 수문운영에 따른 하상변동량은 우안문비 방류 시 하상변동량은 154,740.0㎥, 중앙문비 방류 시 하상변동량은 149,023.0㎥, 좌안문비 방류 시 하상변동량은 163,841.0㎥, 전문비 방류 시 하상변동량은 63,713.5㎥로 분석되어 하상변동량이 가장 적은 전수문 개방이 보 상류의 퇴적현상을 최소화할 수 있는 수문운영방안으로 분석되었다.

안전한 하천구조물을 설계하기 위해서는 신뢰도 있는 홍수량 산정이 필요하다. 신뢰도 있는 홍수량 산정은 유역의 정확한 지역적 특성의 반영이 중요하지만, 실제적으로는 유역에 대한 지역적 특성의 정밀한 측정이 어렵다. 본 연구에서는 홍수량 산정 시 발생 할 수 있는 오차들을 최대한으로 줄이기 위하여 여러 개념적 강우 유출 모형을 적용 및 평가 하고자 한다. 이를 위하여 3개의 토양저류함수모형(Soil Moisture Accounting, SMA) 및 3개의 유역유출개념모형(Routing Modules)을 조합하여 총 9개의 모형을 금강의 22개소 유역에 적용한다. 적용결과 3개의 토양 저류 함수 모형 중 확률분포모형(Probability Distribution Model, PDM)이 Nash Surcliffe Efficiency (NSE*) 결과에서 타 토양 저류 함수 모형보다 우수하게 나타난다. 또한 유역유출모형에 대해서 우수한 NSE*값을 나타낸 모형은 2PMP(Micro-pre Approach parallel structure)모형으로 확인되었다. 따라서 금강 22개소 유역에서 두 모형의 조합인 PDM-2PMP모형이 적용 가능하다고 평가 할 수 있다. 이는 향후 금강유역의 지역화 연구 및 우리나라 전 유역에 적용 가능한 강우 유출모형 개발을 위한 기초연구로서 높은 활용가치를 가질 것으로 판단된다.

유역의 수문학적 모형의 연구는 다양한 관점에 따라 연구되어져 있다. 개념적 강우 유출 모형은 실무적인 모형으로 폭넓게 사용되고 있으며 본 연구에서는 금강 18개의 계측 유역을 대상으로 빠른 지표반응을 고려한 확률분포형모형(Probability Distribution Model, PDM)을 적용하였다. 또한 물리적인 유역특성인자와의 성능 상관성을 검토하여 금강 유역의 수문학적 특성을 반영한 모형 개발에 기초가 되며 국내 유역의 적용성 평가 가능성을 검토한다. 본 연구에서는 2006·2012년 기간을 모형의 검정기간으로, 2001·2005 기간을 검증 기간으로 적용한다. 모형의 Nash Surcliffe Efficiency (NSE*) 적용 결과, 적합한 검정(12개 유역:0.3 이하) 및 검증(10개 유역:0.5이하) 결과를 나타내고 있으며 모의 수문곡선도 유역의 특성을 잘 반영하고 있다. 금강 유역의 모형의 성능과 유역특성인자(경사도, 강우량, CN)는 뚜렷한 상관관계가 없다. 그러나 중규모(250-1000㎢)유역에서는 일관되게 우수한 모의 성능을 나타냈다. 연구 결과 금강 유역의 PDM적용 가능함을 확인하였다.

본 연구에서는 기후변화에 따른 금강유역의 미래 유출량을 산정해 댐별 용수공급 변화량을 산정하였다. GCM은 최근 국립기상연구소가 도입한 영국 기후변화 예측모델인 HadGEM2-AO를 사용하였고 새로운 온실가스 시나리오인 RCP시나리오를 금강유역내 기상관측소로 추출하였다. ArcSWAT모형을 이용해 1988년부터 2011년까지의 과거 유출모의를 수행하였으며 금강권역 내 대표 지점인 용담댐 및 대청댐 지점의 유입량과 최종 방류부의 유출량 분석값을 비교한 결과 모의치와 실측치가 각각 92.25%, 95.40%로 일치하는 것으로 나타나 모형의 적용성을 확인하였다. 또한 새로운 온실가스 시나리오 하에서의 미래 유출량을 분석한 결과 RCP4.5 시나리오 하에서 평균 47.76%, RCP8.5 시나리오 하에서 평균 36.52%가량 유출증가가 일어날 것으로 예측되었으며 특히 가을철과 겨울철에 증가율이 높았다. 유출변화에 따른 용수공급 변화를 전망하기 위하여 KModSim으로 물수지 모형을 구축하여 추가 취수량 변화를 분석하였다. 이수안전도 95% 유지조건 하에서 취수가능량을 분석한 결과, RCP4.5 시나리오 하에서 용담댐과 대청댐 각각 9.41m3/s, 24.82m3/s가 더 취수가능하며 RCP8.5 시나리오 하에서는 6.48m3/s, 21.08m3/s가 더 취수 가능한 것으로 전망되었다.

본 연구에서는 제한된 수자원 부존량을 효율적으로 사용하고 각 댐의 저류량, 수요에 대한 용수공급량 및 하천유지용수를 최대화하기 위해 댐 상 하류간의 연계운영 모형을 이용하여 연계운영 효과를 분석하고 댐과 보의 최적 연계운영을 통한 하류단의 수문학적 거동 특성 변화를 검토하여 댐운영 개선방안 도출 등 다양한 하천관리 개선 방안에 대해 연구하였다. 대상유역은 신뢰성 높은 수문자료를 획득 가능한 금강 수계 유역으로 하였으며 수문자료는 순물소모량을 감안한 '6

본 연구에서는 금강유역의 물이용과 댐의 영향에 의한 하천유황의 변화를 평가하였다. 유황변화의 압력지표로서 하천수 이용률과 담수지수를 분석하였다. 유황의 정량적인 변화 분석을 위하여 유황곡선, 유황계수, 홍수 및 갈수 빈도분석과 유량변동분석법을 적용하였다. 8개 분석 대상지점의 결과는 댐 건설전의 유황과 비교할 때 댐과 물이용의 영향으로 고유량 범위에서는 감소하고, 저유량 범위에서는 증가하고 있음을 구체적인 수치로 확인하였다. 금강유역은 연평균유출량의 2

농업가뭄에 대한 대책 마련을 위해서는 가뭄기간 동안의 농업용 수리시설에 의한 용수공급 가능량의 파악이 매우 중요하다. 본 연구에서는 네트워크 물수지 모형인 MODSIM을 이용하여 농업용 수리시설을 고려한 물수지 네트워크를 구성하고 36개년(1967-2002) 동안의 물수지 분석을 수행하여 농업용수 공급측면의 가뭄을 평가하였다. 분석 결과, 과거 가뭄발생 기간에 농업용수 부족량이 다른 기간에 비해 많이 발생함을 확인할 수 있었으며, 대표적인 가뭄 년인 1