최근water front나 자연형 하천의 개발이 많아지는 가운데 해안에 인접한 하천설계에 있어 일반적으로 기점 홍수위가 만조 시 수위보다 높게 계산되면 조석의 영향을 고려하지 않고 기점 홍수위만으로 수리해석을 하는 경우가 대부분이다. 그러나 본 연구는 기점 홍수위가 만조 시 수위 보다 높더라도 밀려오는 조류의 영향으로 하천 기점 홍수위의 변화를 야기시킬 수 있을 것이라 판단하여 부산의 지방하천인 온천천이 조석현상에 의해 어떤 흐름의 변화가 발생하는지를 Delft-3D를 이용하여 분석하였다. 수치해석 결과 하류 경계조건에 조석영향을 고려하였을 경우 하천의 일정범위까지 수위가 조석의 주기성을 나타내었고 하천 상류방향으로 수위 변동범위가 확대되었다.

본 연구는 상류역에 댐이 존재하지 않는 충적하천에서 과거 이치수 위주의 하천정비사업이 하도지형의 장기적인 변화에 미치는 영향과 그원인을 유사계의 관점에서 파악하는 것을 목적으로 하였다. 영산강 유역의 지석천 중하류역을 대상으로 하도선형, 사주형태와 식생활착율 등의 하도의 평면형상 변화를 분석하고, 하상재료 및 하상변동 조사를 실시하였다. 자연적인 충적하천 당시(1966년)와 제방과 저수로, 취수보 건설 등의 하천정비사업으로 변모된 최근(2002년)의 항공사진의 비교분석 결과, 유로형태의 변화(단일사행에서 다지형화), 하도선형의 만곡도 감소(9.2%), 지천사주의 확장, 그리고 사주의 식생활착(97%) 현상이 발견되었다. 이와 같은 하도의 주수로 고정화와 사주내 식생이입은 댐하류 조절하천에서 나타나는 대표적인 평면 하도특성으로, 대상구간에서도 댐하류역과 유사한 유황의 변화 또는 유사량 감소가 영향을 미치고 있음을 추정할 수 있다. 유황변동 조사결과, 비록 댐하류 하천에서 나타나는 연간 수위변동의 균일성은 보이지 않았지만, 과거에 비해 홍수빈도와 규모가 감소하였다. 하상재료의 입경은 4～5배정도 조립화 되었고, 하상변동 조사결과 전체적으로 하상저하가 발생하였으나 지천합류부에서 국부적인 하상상승을 보였다. 이러한 결과들은 비록 댐으로 조절되지 않는 충적하천에서도, 하도내의 하천정비사업으로 인하여 유사 공급량의 감소, 지천과 본류간의 유사이동능력의 불균형, 그리고 하도내 지형형성 과정의 저하 등과 같은 유사계의 인위적인 교란이, 장기적으로 댐하류 조절하천과 유사한 하도의 평면하도 형상의 변화를 유발하고 있음을 의미한다.

본 연구는 충주시에 위치한 남한강의 관속식물을 조사하기 위해 수행되었으며, 조사기간은 2010년 6월부터 2011년 6월까지 조사하였다. 연구결과를 요약하면 다음과 같다. 남한강 주변의 능암, 목계, 장천일대에 분포하는 관속식물은 52과 164속 200종 23변종 2품종 등 총 225분류군으로 요약되었다. 산림청 지정 희귀식물은 쥐방울덩굴로 나타났으며, 특산식물은 키버들로 확인되었다. 식물구계학적 특정식물은 왕버들, 쥐방울덩굴, 뚜껑덩굴, 물쑥, 큰엉겅퀴, 질경이택사, 새방울사초 등 7분류군이었다. 귀화식물은 닭의덩굴, 흰명아주, 끈끈이대나물, 갓, 흰전동싸리, 붉은토끼풀, 큰달맞이꽃, 둥근잎미국나팔꽃, 미국가막사리, 꽃족제비쑥, 큰도꼬마리, 미국개기장 등 47분류군으로 조사되었다. 식물생활형은 교목(M) 13분류군, 관목(N) 13분류군, 지표식물(Ch) 14분류군, 반지중식물(H) 40분류군, 지중식물(G) 20분류군, 일년생식물(Th) 103분류군, 수생식물(HH) 22분류군으로 나타났다. 전체 지역의 귀화율, 도시화지수, 교란율은 20.9%, 14.6%, 18.2%였다.

남강댐 하류는 부산·경남의 수자원 장기 계획에 중요한 지역이므로 지속가능한 지표수 관리 및 오염원 제어를 위해 흐름 및 수질 해석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2차원 수질모형인 RAM4와 3차원 수질모형인 WASP을 각각 수리모형인 RAM2 및 EFDC모형과 연계하여 2·3차원 준연계 모형을 이용한 남강댐 하류에서의수리 및 수질을 해석하였다. 2차원 흐름해석 모형인 RAM2 적용 결과 만곡부 5개 횡단 측선에서의 유속의 증감경향이 ADCP 실측값과 잘 일치하였으며, 3차원 모형인 EFDC와 유속 분포 및 보 월류 유속이 유사하였다. 또한 정상상태 도달 후의 RAM2-RAM4 연계모의에 의한 BOD 농도와 EFDC-WASP 연계모의에 의한 BOD 농도장이 모의영역 전반에 걸쳐 유사하게 나타났다. 남강댐 하류부의 경우 수리 및 수질이 남강댐 방류량에 크게 좌우되며 남강댐의 수량은 하류부의 수질 및 연안 어업환경에 큰 영향을 미치므로 향후 이에 대한 정량적 분석 시 계산의 효율성 및 모형의 적용성 측면에서 2차원 준연계 모형을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

본 연구에서는 한강수계 팔당댐 상류의 자연유출량에 대해 기존의 연구 결과를 바탕으로 TANK 모형 결과와 SWAT 모형 결과를 비교함으로써, 기존 TANK 모형이 가지고 있는 한계 및 문제점을 현실적으로 제시하고, 향후 SWAT 모형의 적용성 및 활용에 대해 검토하였다. TANK 모형의 매개변수 최적화가 이루어진 보정유역들(충주댐 및 소양강댐)의 모의결과를 볼 때 두 모형 모두 모형효율 0.8 이상의 높은 정도의 모의가 가능한 것으로 나타났으며, 첨두유량이 발생하는 홍수기에는 TANK의 결과가 SWAT보다 관측치에 근접하는 것으로 나타났다. 그러나 TANK 모형의 경우 주로 평수기 이상의 유량을 대상으로 보정을 수행하여 갈수기에 관측유량과 많은 차이를 보였으며, 특히 일정 유량 이하로 모의되지 않는 한계를 나타내었다. 반면, SWAT 모형은 일부 홍수사상을 제외하고 대체로 관측치의 경향을 잘 따르고 있으며, 유역 최종 출구인 팔당댐(한강F)에서의 상류댐 방류량을 고려한 모의유입량이 실제 관측유입량과 잘 일치하는 것으로 나타나(모형효율 0.9 수준), 댐 방류량과 인위적인 용수 수요가 없는 상태의 자연유출량의 추정이나 댐개발 전후에 따른 유량 변동 평가 등에 있어 매우 높은 신뢰성을 보장하는 것으로 판단되었다. 아울러, TANK 모형의 최적화된 매개변수를 전이시켜 이용하는 대상유역들(평창A, 달천B, 섬강B, 인북A, 한강D, 홍천A)에 대한 결과를 SWAT 모형 결과와 비교할 때, 일부 홍수기를 제외하고는 평수기 이하에서 매우 불안정한 모의 결과를 나타내었으며, 보정유역들에 대한 결과와 마찬가지로 갈수기에 일정 유량 이하로 모의되지 않는 문제가 나타났다. 이는 수자원 계획 및 관리의 중요한 지표인 갈수량의 산정에 있어 TANK 모형의 적용에 많은 불확실성이 있음을 보여준다. 따라서 복잡 다양한 국내 유역의 특성을 보다 현실적으로 반영하고, 향후 유역내 도시화 등에 따른 토지이용 및 용수이용의 변화, 기후변화 등에 따른 수자원 계획 및 관리에 효율적으로 대처하기 위해서는 TANK와 같은 기존의 개념적 집중형 모형보다는 SWAT과 같은 물리적 기반의 유역모형 적용이 필요할 것으로 판단된다.

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.

최근 이상기후에 따른 홍수 및 가뭄 등 물 문제를 근원적으로 해결하고, 하천공간을 합리적으로 정비하여 하천 환경, 수질 개선 등을 위한 4대강 살리기 사업이 시행되었다. 4대강 살리기 사업은 제방축조 위주의 치수대책으로 인하여 치수 위험도가 증가하여 이에 따른 홍수방어능력 증대사업의 일환으로, 홍수피해를 방지하고 홍수위를 저감시키기 위하여 하도준설을 실시하였다. 따라서, 본 연구에서는 4대강 살리기 사업으로 인한 하도변화 등 물리적 환경변화와 그에 따른 하천 홍수위 저감 효과를 분석하기 위하여 영산강 수계를 중심으로 HEC-RAS 모형을 이용한 1차원 수리분석을 진행하였다. 본 연구에서는 영산강 유역의 대규모 자연하천유역 중 영산강 본류의 10개 지점, 황룡강 2개 지점, 지석천 5개 지점, 고막원천 7개 지점, 함평천 5개 지점 등 총 29개 지점으로 유역을 선정하여 수문분석을 실시하였다. 홍수량 산정을 위한 유역추적 방법으로는 Clark 유역추적법을 적용하였으며, 하도 홍수추적 방법은 영산강 하류부 구간은 수문학적 홍수추적방법인 Muskingum 방법을 사용하였고, 나머지 전 하도구간에서는 Muskingum-Cunge(M-C)법을 적용하였다. 수문분석을 통해 산정된 각 소유역의 계획홍수량은 수리분석을 위한 상류단 경계조건으로 사용하였다. 이 때 영산강으로 유입되는 소유역내의 첨두유출량은 동시에 발생한다고 가정하였으며, 유입되는 유량의 경우 영산강 하도의 상류단과 하류단 사이의 여러 중간 지점에 대해 각각 다른 유량을 적용하였으며, 각 지점의 유량은 그 지점에 영향을 미치는 집수유역의 면적을 고려하여 비유량법으로 구해 적용하였다. 또한 영산강 수계의 각 지점에 대한 홍수위를 계산하기 위해 영산호의 계획홍수위를 하류단의 경계조건하여 수리분석을 진행하였다. 홍수위 분석결과 대부분 구간의 수위변화는 크게 나타나지 않았으나, 영산강 살리기 사업으로 인한 하상준설이 이루어진 구간에서 0.01m ∼ 0.63m의 홍수위 저감효과가 나타났으며, 죽산보 상류 5km 지점부터 광주천 합류점 구간의 수위 저감효과가 비교적 크게 나타난 것으로 분석되었다.

최근 4대강 사업을 통해 국내 물관리에 많은 개선이 이루어졌다. 예를 들어 다기능 보 설치를 통해 향후 물부족에 대비할 수 있는 용수를 확보하였고, 하도준설을 통해 통수단면 확보로 홍수대응능력을 증대시키는 등 국내 이수와 치수 측면에서 많은 개선을 가져올 것이다. 하지만 갑작스러운 하천 환경 변화에 따라 하천 관리의 어려움도 많을 것으로 예상된다. 특히 대규모 하도준설로 인한 지류하천의 침식 및 퇴적 등의 하도 변화가 예상된다. 본류의 하도준설에 따른 지류하천의 침식 발생에 대비하기 위해서 대부분의 합류부에는 하상유지공이 설치되어 있으나 경험 부족과 불확실성 등의 이유로 많은 시행착오를 겪을 것으로 예상되기 때문에 이에 대한 모니터링 및 유지관리가 필요할 것이다. 이에 본 연구에서는 2012년 2월부터 2012년 11월까지 한강의 지류하천 중 17곳을 대상으로 합류부의 수리학적 모니터링을 수행하였다. 모니터링 시기는 홍수기 전·후를 기준으로 2회씩 실시하였으며 하상유지공이 설치된 지점에 대해서는 하상유지공에 대한 안정성 평가도 함께 실시하였다. 지류하천의 합류부 모니터링 결과 대상으로 한 지류하천에서는 침식 및 퇴적의 영향은 미미하였으며, 목재방틀로 하상유지공을 시공한 경우 국부적으로 사석이탈 현상이 발생한 것으로 나타났다. 향후 하도준설로 인한 영향을 최소화하고 하천이 안정화될 수 있도록 유지관리하기 위한 지속적인 모니터링이 반드시 필요할 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.

기후변화는 유역의 수자원시스템에 직접적으로 영향을 미치고 있다. 특히 홍수와 가뭄의 발생빈도와 강도가 증가하고 있으며 이는 수자원관리에 더욱 큰 어려움을 가중하고 있다. 또한 기후변화와 유역의 환경변화와 같이 다양한 불확실한 요소에 의하여 미래 수자원 계획의 수립에 많은 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 전지구적으로 변화하는 기후변화와 유역내 사회환경요소의 변화에 의한 물 수요량의 변화를 함께 결합하여 낙동강 유역을 대상으로 불확실성 기반의 미래 물 부족량을 추정하고자 하였다. 우선 유역의 기후변화 영향 검토를 위하여 IPCC에서 제시하고 있는 3개의 기후변화 시나리오(A2, A1B, B1)와 3개의 기후모형(CNRM, UKMO, IPSL)의 결과로 조합된 9개의 기후변화 시나리오를 구성하여 유역규모에서 기상자료를 생산하였다. 그리고 장기유출모형인 SWAT 모형을 구축하여 미래 유출량을 모의하였고 이의 자료를 물수지 모형인 K-WEAP 모형의 용수공급량에 대한 입력자료로 활용하였다. 그리고 수자원장기종합계획(2006)에서 제시하고 있는 고수요, 기준수요, 저수요에 대한 3개의 미래 물수요 시나리오를 통하여 유역의 수요 자료를 구성하였다. 따라서 총 27개의 기후변화-물수요 시나리오를 바탕으로 낙동강 유역에 대한 미래 물 부족량을 추정하였다. 2001-2050년 까지 약 50년 동안 모의기간에 대하여 현재(2001-2020년), 단기(2020-2030), 중기(2031-2040), 장기(2041-2050)로 구분하여 비교한 결과 낙동강 유역의 경우 미래 물 부족량이 지속적으로 증가할 것으로 예상되었다. 따라서 낙동강 유역의 경우 미래 가뭄에 대한 대응 또는 적응 계획을 마련해야 할 필요가 있다.

최근의 극심한 기상이변으로 인하여 발생되는 이상호우의 예측에 관한 사항은 치수⋅이수는 물론 방재의 측면에서도 역시 매우 중요한 관심사로 부각되고 있다. 강우를 예측하기 위해 많은 방법들이 사용되고 있으나 강우의 메커니즘은 매우 복잡하여 수문순환과정에서 가장 예측하기 힘든 요소이며, 추계학적 예측모형이나 확정론적 예측모형 모두에 있어 상당한 불확실성을 내포하고 있다. 기상예측모형 등을 이용하여 강우예측에 대한 정도를 높여가고는 있으나 많은 수문학적 모형에서 요구하는 시공간적으로 정도가 높은 강우를 예측하기에는 힘들다.

집중호우빈도의 증가에 따른 잦은 홍수범람인하여 제방이 침식하는 피해가 발생하고 있어 심각한 수준임을 알 수 있다. 본 연구에서는 수제의 적정 길이와 간격이 수리학적으로 어떠한 영향을 미치며 하상물질(재료)이 하상거동에 미치는 영향을 파악하고 이를 근거로 하여 홍수시 하천에 월류수제를 이용하여 제방을 보호하고 하상은 안정화하는 기법에 목적을 두고 있다.

우리나라에는 태풍, 호우, 폭풍 등 자연재난에 의한 피해가 자주 발생하는데, 대부분 물과 관련된 기상재난의 성격을 갖는다. 이 같은 자연재난은 인구 증가와 도시화 현상으로 도시외곽 저지대의 증가, 경사지 토지 이용도 증가, 홍수조절 구조물과 시설의 빈약성, 각종 개발사업의 영향 등으로 그 피해가 점점 증가하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 홍수 예·경보체계 및 기타 상황전파체계의 시사점을 검토하고 위험지역의 예·경보 발령 시 효율적인 대피체계를 수립하고자 한다. 재해정보지도 작성 시에는 현장 확인을 통하여 지도의 효율성과 품질을 높였고, 대피 장소는 대피대상지역에서 가능한 도보로 이동이 가능한 장소를 지정하는 것을 원칙으로 하였다. 재난 발생 시 현 대피 경로 구축을 위한 작성 지침을 조사하고, 실제 피난활용형 재해지도 작성을 위한 대피경로 구축과정을 통하여 개선방안을 도출하였다.

현재까지의 하천사업은 치수적 기능 강조로 인해 제외지 공간을 대상으로 생태 서식처 복원, 호안 정비, 친수시설 도입 등으로 제한될 수밖에 없는 실정이다. 이에 따라 하천환경사업은 일부 차이는 있으나 조경중심의 획일적인 사업에 국한되는 경향을 보이고 있다. 반면 최근의 하천환경사업은 직강화 된 제외지 공간을 벗어나 제내지 공간까지 포함된 구하도, 샛강, 수변공간, 홍수터 복원 등 지형학적 복원 측면이 새로이 강조되고 있다. 미국의 키시미강의 대규모 홍수터 및 사행 복원을 포함하여 국내에서 진행된 함평천, 청미천, 영산강의 구하도 복원이 이에 해당된다. 특히 제방위주의 하천관리가 이뤄지는 국내 실정상 제외지와 제내지 공간까지를 대상으로 하천 고유의 공간확보와 이에 대한 최적 활용 방안에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 GIS 기반의 티지털 환경을 통하여 과거와 현재 하천공간의 변화를 파악함으로써 하천공간의 최적활용을 위한 기초자료로써 활용하고자 하였다. 본 연구의 대상하천인 만경강은 감조하천이라는 제한으로 과거부터 지류하천 중심의 물이용이 활발하였고 홍수범람 피해가 빈번하여 1924년에서 1940년까지 직강화 공사를 통하여 대규모 농지 정리, 구하도 형성, 행정구역 변화 등 하천공간이 많은 변화가 발생하였다. 과거(1918년)와 현재(2003년) 하천공간의 GIS 분석결과 하도의 길이는 14.8 km, 만곡도는 0.47 감소하였고, 직강화로 인해 제내지에 총 8개소의 절단된 형태의 구하도가 형성된 것으로 나타났다. 특히 소양천 합류전과 전주천 합류 후 약 6 km 구간의 토지이용현황 분석결과 취락 및 시설이 두배 증가한 반면 초지와 산림은 일부 감소한 것으로 나타났다. 향후 역사적 변화를 고려한 하천공간의 전반적인 분석을 토대로 홍수범람분석, 생태평가 등을 보완한다면 하천공간을 확보하기 위한 기초자료로써 활용 가능할 것이다.

산지하천의 자갈하상재료 분포는 최근 특정규모 홍수의 수류력에 의한 유사 이송 및 퇴적 과정에 의해 형성되며, 장갑화된 하천에서 한계수류력을 평가하는 것은 안정하도설계를 위해 중요하다. 자갈하상 하천 종단지점과 만곡부 일정구간의 세부지점에 대한 하상재료의 입도 분포를 조사하고, 한계유속 및 한계수류력을 평가하였다. 자갈하상 재료에 대한 Yang의 한계단위수류력과 Bagnold의 한계수류력은 상류로 갈수록 급격히 증가했다. 계획홍수량에 근거한 무차원 전단응력은 Shields 도표에서 대부분 조사지점의 자갈하상재료가 소류사 형태로 이동하는 것으로 평가되었다. 만곡부에 대한 평균입경은 상류 유입수의 1차 수충지점에서 가장 컸으며, 반사흐름에 의한 2차 수충지점에서 두 번째로 큰 입경을 보였다. 수충 직하류 지점들에서 상대적으로 작은 평균입경을 보였다. 만곡부의 평균한계유속 범위는 0.77∼2.60m/s의 범위이며, 한계단위수류력은 경사가 급한 1차 수충부에서는 상당히 컸다. 한계수류력의 분포는 7∼171W/m2의 범위로 하천 횡단보다는 종단에 따른 변화가 뚜렷했고, 만곡 외측 1차 수충지점과 반사흐름 2차 수충지점에서 크게 작용하는 것으로 평가되었다.

하천은 다양한 환경조건에 따라 변화될 수 있는 공간으로 하천복원을 설계하기 위해서는 현재 하도의 안정성 여부를 파악할 수 있는 하도평가가 필요하다. 하도평가는 대상하천의 지형 및 수리·수문 등 다양한 정보가 요구되지만 국내여건상 과거자료 미비로 인해 시·공간적으로 변화된 하천의 지형학적 정보를 파악하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구는 만경강의 과거에서 현재까지의 하도지형 변화를 평가하기 위한 방안으로 영상분석기법을 이용하여 구하도 형성, 하도 종·횡단 변화, 하도 내 미지형 변화 등을 분석하였다. 만경강의 경우 1920, 30년대 직강화 공사로 하도길이가 약15 km가 줄었으며, 하도가 절단되는 과정에서 6개소의 구하도 구간이 형성되었다. 이후 만경강은 하도경사 조정과 물이용을 위해 지속적인 보의 설치가 증가되었다. 보의 설치는 저수로 폭, 최심선 길이, 식생사주, 모래사주, 전체 사주 및 수역면적 등 변화의 주요원인이 되었다. 만경강 하도는 현재 하류구간에서 안정하도를 유지하는 것으로 판단되나 중류와 상류 구간 하도는 안정하도에 도달하지 못한 것으로 판단된다.

해안과 만나는 하천의 하구부에서는 하천의 유황과 흐름에 따른 상류에서의 토사 유입량에 따라 하구부가 변화한다. 특히 하구부에서의 퇴적토사 증가는 하천의 수질변화와 어도단절 등 하천환경에 악영향을 끼칠 수 있는 하구폐쇄를 발생시킬 수 있어 이에 대한 모니터링이 필요하다. 본 연구에서는 동해안으로 유출되는 하천인 가곡천을 대상지역으로 선정하여 하구부의 지형변화를 모니터링 하였다. 지형변화는 지상 LiDAR를 이용하여 대상 지역을 다시기로 스캐닝하는 방법으로 관측하였다. 측정된 자료는 위상 보정과 다시기 스캔자료의 비교·분석작업을 거쳐 하구부의 지형변화를 조사하였다. 연구결과 하구부에서의 침식/퇴적 체적과 면적 및 위치에 대한 변화를 빠르고 정밀하게 확인할 수 있었다. 지상 LiDAR를 활용한 하구부에서의 지형변화 관측은 하천환경의 변화과정을 빠르고 정밀하게 관찰할 수 있어 하구부의 지형변화를 조사하고 이로 인한 하천환경 피해를 줄이기 위한 연구에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

최근 기상현상의 변화로 인하여 국가하천 및 지방하천보다 소하천에서의 피해가 빈번하게 발생하고 있다. 소하천은 대부분 수충부나 만곡부, 지방하천과의 합류부 등에서 피해가 발생한다. 일반적으로 소하천은 짧은 유로와 큰 유역경사의 특성이 있어 짧은 시간의 집중호우에도 홍수가 발생하기 때문에 대응시간 확보 등 예경보의 필요성이 크나 현재까지는 미비한 실정이다. 이에 대한 근본적인 이유는 각종 하천정보가 DB로 구축, 관리되고 있는 국가하천이나 지방하천과는 달리 소하천의 경우, 소하천망이나 소하천 속성정보 등 예경보에 필요한 자료들의 목록이 표준화되거나 DB로 구축되어 있지 않기 때문이다. 소하천에 발생하는 피해에 대한 정확한 분석이나 예경보를 수행하기 위해서는 소하천의 필요한 정보를 정리하여 DB 목록을 표준화하고 이에 따른 DB를 구축할 필요가 있다. 이에 따라 본 연구에서는 165개의 소하천 DB 표준안을 제시하였으며 소하천망과 소하천 DB를 구축하고 이를 지속적으로 관리할 수 있는 중소하천 표준 DB 관리시스템을 개발하였다. 이 시스템은 지속적인 소하천 DB 갱신과 관리의 용이성을 고려하고 소하천 정보를 일반인에게 제공하여 타연구에도 활용할 수 있도록 Web 기반으로 개발하여 접근성을 확보하였다.

본 연구에서는 통합홍수위험관리 측면에서 중소하천유역의 홍수위험도를 평가하기 위한 홍수위험지수(Flood Risk Index, FRI) 산정방안을 제시하고, 낙동강 유역의 수자원단위지도 표준유역별 홍수위험도를 평가하였다. 홍수위험도 평가지표 선정을 위하여 치수특성 평가문제를 인과관계로 분석할 수 있는 P-S-R(Pressure-State-Response) 구조에 따라 분류되는 3개의 주요 홍수지수인 압력지수(Pressure Index, PI), 현상지수(State Index, SI), 대책지수(Response Index, RI)를 대표하는 총 12개 세부평가지표들을 엄선하였다. 선정된 홍수위험도 세부평가항목들은 관련 정부기관 및 지자체에서 제공하는 각종 최신 통계자료를 바탕으로 GIS를 통하여 데이터베이스화하였다. 각기 다른 범위와 단위로 측정된 세부평가지표들은 상대적인 비교를 위해 Re-Scaling 표준화방법을 사용하여 동일한 범위의 무차원값으로 변환되었다. 또한 엔트로피(Entropy) 가중치 산정방법에 의한 세부평가지표별 가중치를 추정하여 가중치 적용에 따른 주관적인 판정을 최소화하였다. 압력지수(PI), 현상지수(SI), 대책지수(RI)의 3개 지수를 통합하여 지역의 전반적인 홍수위험 상태를 파악할 수 있는 홍수위험지수(FRI)를 산정하고, 가중치 적용 유·무에 따른 홍수위험지수 산정결과의 비교를 통해 제안된 홍수위험지수의 적용성을 검토하였다.

최근 기후변화에 따른 집중호우로 수재해의 빈도 및 피해 증가와 같은 양상이 나타나고 있다. 특히, 동일한 국지지역 내에서 반복적인 집중호우에 의한 돌발홍수로 중소하천유역에 많은 인명과 재산피해를 초래하고 있다. 이와 같이 기후변화로 인한 집중호우 크기나 횟수의 증가로 인한 중소하천유역의 홍수 피해는 비록 경제적으로는 대하천 홍수의 복합적 피해에 비해 작을 수 있으나, 중소하천 유역에서의 홍수 특성이 짧은 시간에 특히 많은 인명피해를 발생시킨다는 점에서 대하천 홍수예·경보와 연계 혹은 별도의 적절한 중소하천 홍수예측 모형과 예·경보시스템 구축이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 낙동강수계내 중소하천 홍수예·경보시스템 구축을 위해 시험유역을 선정하고 기법의 적용성과 타당성을 검토하고자 하였다. 낙동강수계 22개 단위유역에 대해 Hec-GeoHMS를 이용하여 임계면적 3.0km2을 기준으로 약 4,000여개의 소유역 및 하도를 구분하고 경보단계별 한계수심에 해당하는 위험유량을 산정후 Hec-HMS를 이용하여 지속시간별 강우량-첨두유량 관계 곡선을 작성하였다. 지속시간 20분에 대한 평균 한계유출량은 경계 3.20mm, 대피1 3.79mm, 대피2 4.47mm를 나타내고 있으면 평균 기준강우량은 경계 17.31mm, 대피1 19.12mm, 대피2 21.01mm를 가지는 것으로 나타났으며 본 연구에서 산정한 기준강우량은 낙동강수계의 수문학적 거동을 적절히 반영하는 것으로 검토되었다.