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.

최근 녹조현상이 심화되면서 이를 해결하기 위한 방안으로 댐의 추가방류에 대한 필요성이 제기되고 있다. 따라서 보다 합리적인 댐 추가방류와 관련된 정책 수립을 위해서 댐의 추가방류수에 대한 경제적 가치 측정의 필요성이 제기되고 있다. 이에 본 논문에서는 녹조 저감과 수질개선을 위한 댐의 추가방류에 대한 경제적 가치를 도출하기 위하여 일반가구의 지불의사액을 분석하고자 한다. 한편 연구방법론적인 측면에서 조건부 가치측 정법(CVM)을 적용하되, 최우추정법(Maximum Likelihood Estimation)을 이용하는 기존의 CVM 연구와 달리 베이지안(Bayesian) 추정법을 적 용하였다. 본 연구는 전국의 1,000가구를 대상으로 충주댐의 추가방류를 현재보다 200% 증가시켰을 경우를 가정하여 댐 추가방류의 사회적 편익 즉, 조류저감 효과를 산정하였다. 분석결과 가구당 연간 WTP는 1,909.3원으로 이를 연간 총편익으로 계산하면 357.1억 원, 10.56원/m3이다.

최근의 다목적댐 운영은 기존의 홍수조절, 용수공급, 수력발전과 같은 수량뿐만이 아니라 수질, 생태환경 등 다양한 이해관계를 고려하도록 요구받고 있다. 본 연구의 목적은 주암조절지댐의 저온 심층수 방류로 인해 사회적 갈등이 있는 지역을 대상으로 수온을 조사하고, 수온변화 특성을 분석하는 것이다. 본 연구에서는 주암조절지댐, 하류하천, 순천만 지역에 대해 장기간에 걸쳐 수온을 모니터링 하였으며, 3차원 수치모형(EFDC)을 활용하여 방류량과 같은 다양한 외부 인자들을 고려하여 하류하천 및 순천만에서의 수온변화를 비교 분석하였다. 모니터링 및 수치모의 결과 댐의 저온 방류수 영향은 대체적으로 4월～9월 기간에 나타나는 것을 알 수 있었으며, 또한 댐 저온수 방류 영향이 방류시기, 방류수온, 방류량, 기상, 조위 등 다양한 인자에 의해 복잡한 형태로 변화한 것을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 댐의 저온수 방류로 인한 하류하천 및 연안지역 악영향을 최소화하기 위한 댐 운영 개선방안 수립시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

댐 운영에 있어서 저수지 초기 담수 시 또는 집중호우 등에 의한 급격한 수위 상승 방지나 운영 중에 댐체 점검 및 수리 또는 자연재해로 인한 위급한 상황 발생 등 저수지를 비워야 할 상황이 발생할 수 있으며, 이에 대한 대책으로 비상 시 방류할 계획 및 설비가 필요하다. 그러나 현재 국내에는 이러한 비상방류에 대한 기준이 미비한 실정이다. 본 연구에서는 댐 안정성 제고를 위해 유사시 저수지 저류량을 안전하게 배제시킬 수 있는 비상방류 설비를 저수지 모의 모형인 HEC-ResSim 모형을 이용하여 규모 및 배제일수에 대하여 모의하고 산정하였다. 저수지 규모에 따라 세 개의 댐에 대해 검토하였다. 대상댐은 저류용량을 기준으로 10억 m3 이상인 소양강댐과 1∼10억 m3 댐으로 합천댐, 1억 m3 미만의 댐으로 대곡댐을 선정하여, 방류시설의 규모를 산정하고 배제일수를 모의하여 기준의 적정성과 적용 가능성에 대해 검토하였다.

비상방류시설은 안전한 댐 운영 및 유지관리를 위해서 절대적으로 필요한 시설임에도 불구하고 국내 댐의 경우 이를 고려한 설계가 이루어지지 않아 각 댐의 비상방류 대응 적정성을 판단하기 곤란한 상황이다. 특히 국내 댐의 경우 비상방류 시설규모를 산정하는 기준이 일정치 않을 뿐만 아니라 대부분의 용수댐은 별도의 방류시설 조차도 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존댐 방류시설 현황 분석, 국내외 비상방류시설 설계기준 등의 검토와 함께 국내 댐설계기준을 적용한 가상 댐체와 수어댐을 대상으로 수위에 따른 방류능 분석을 수행하였다. 또한 SEEP 프로그램 등을 활용, 수위저하 속도에 따른 제체의 사면 안정성을 검토함으로써 비상방류 시설의 적정규모 산정기준을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 수리학적 해석을 통해 저류수심에 따른 제체에 작용하는 힘을 분석하였으며 수위저하 속도 변화에 따른 제체의 안정성을 검토하여 허용수위저하 속도 범위를 제시하였다. 수위 25% 저감은 하중을 50%까지 감소시켜 초기수위 저감이 중요한 것을 알 수 있었다. 가상 댐체는 물론 수어댐에 수위저하 속도 1 m/일을 적용하더라도 제체의 안전성은 보장됨을 확인하였다. 다만, 방류능과 방류 소요일수는 수위별 저류용량 등 저류지 특성과 밀접한 관계가 있어 초기대응을 위해서는 7～10일 이내에 저류수심의 25%를 먼저 방류시키고 나머지 방류량은 1～2개월 이내에 방류할 것을 제안하였다.

본 연구는 한반도의 8개 다목적댐을 대상으로 일 유량자료의 특성을 분석하였다. 자료의 Noise의 제거를 위해 3-Day 평균 평활화(Smoothing)를 적용하였으며, 댐유입량 자료에 대하여 Mann Kendall test와 Poisson Regression을 분석을 통하여 경향성 분석을 실시하였다. 일유량 자료의 Peak Flow 및 7-day Low Flow에서 추출되는 극치유량 발생시점, 유출변화, 지속기간 및 발생빈도 등 4가지 IHA 지표의 경향성(Trend) 및 유형화(Typology) 분석을 수행하였다. Peak Flow 분석결과, 6개 다목적댐의 첨두유량 발생빈도의 변화가 통계적으로 유의한 증가패턴으로 나타났다. 특히 섬진강댐 유역은 4가지 지표 모두에서 증가 경향이 분석되어 다른 댐유역보다 하천의 생태학적 스트레스가 가장 큰 것으로 나타났다. 일 최소유량에 대한 경향성 분석결과, 댐유입량에 대해서 섬진강댐에서는 증가경향이 나타났으며 안동댐과 충주댐에서는 통계적으로 유의한 감소패턴이 분석되었다. 댐유량 자료에 대한 유형화 분석 결과, 상위분위 및 하위분위에 관한 유형화 분석 결과 상위분위만 증가하는 경우는 7월∼8월, 9월∼10월 사이에 소양댐, 충주댐 등에서 간헐적으로 발생하였고, 상위분위 또는 하위분위만 감소하는 경향이 교차적으로 11∼12월, 1∼3월, 3∼5월, 5∼7월 사이에 발생하였다. 이외에도 섬진강댐(5월∼ 12월, 1월), 대청댐(1∼3월, 5∼7월)에서 하위분위만 증가경향을 보이는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 노후화된 수력발전용 댐의 시설개선에 따른 하류하천 어류의 물리서식처 변화에 대한 수치해석을 수행하였다. 적용 하천은 괴산댐으로부터 하류에 위치한 송동보까지 3.073km 구간이며, 댐의 발전방류량 변화에 따른 가중가용면적(WUA: Weighted Usable Area) 변화를 모의하기 위하여 유량증분방법론(IFIM: Instream Flow Incremental Methodology)이 적용되었다. 발전방류량 변화에 따른 가중가용면적 산정을 위해 일차원 모형인 PHABSIM을 적용하였으며, 서식도적합도지수(HSI: Habitat Suitability Indices)는 강형식(2012)에 의해 산정된 달천 유역의 우점종인 피라미(Zacco platypus)에 대한 유속 및 수심에 대한 지수를 적용하였다. 서식도적합도지수 산정을 위해 Eco-river21 사업단에 의한 2007~2010년간 달천 유역의 어류 모니터링 데이터가 활용되었다. PHABSIM에 의한 수리계산 결과를 김원 등(2007)에 의해 실측된 수위 모니터링 데이터와 비교한 결과 수치모형에 의한 예측 결과가 실측치와 잘 일치하는 것을 알 수 있었다. 또한, 피라미에 대해 가중가용면적(WUA)이 최대가 되는 생태학적 최적유량은 10㎥/s인 것을 확인할 수 있었다. 괴산댐 노후 발전설비 교체에 따른 발전방류량 변화로 인한 하류하천의 주간단위 가중가용면적 모의 결과, 발전설비 교체 후가 교체 전에 비해 서식처가 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 노후 발전설비가 교체됨에 따라 발전방류의 주기가 증가함으로써 하류하천 피라미 서식처에 긍정적인 영향을 제공하는 것으로 판단된다. 그러나, 하류하천 서식처 개선을 위해서는 역조정지 설치 등에 따른 하류하천의 지속적인 방류량 공급이 필요한 것을 확인할 수 있었다.

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.

섬진강 댐 상류의 경우 큰 오염원의 유입이 없어 수질이 상대적으로 양호한 반면, 섬진강 댐 하류 지역의 경우 지자체들을 포함하고 있어 섬진강 본류의 수질악화 문제가 발생할 수 있다. 이에 댐 하류 지역의 수질을 예측하고 단위유역별 목표수질을 달성하기 위한 적정 방류량 산정은 댐 운영에 있어 중요한 관리방안이라 할 수 있다. 본 연구에서는 섬진강수계 중권역 물환경관리계획에서 제시된 오염부하량 자료를 기반으로 섬진강댐 하류 지역의 수질을 예측하고 공시된 목표수질을 달성하기 위한 섬진강댐의 적정 방류량을 산정하고자 한다. 적정 댐 방류량을 결정하기 위한 수리 특성 분석을 실시하고, 수질모델링을 통한 하천 수질 기준의 만족 여부를 검토하였다. 이를 통해 기존 수질 분석 및 예측을 실시하고 목표수질을 만족하지 못하는 경우에 섬진강 댐 하류 지역의 목표수질을 만족하기 위한 댐의 적정 방류량을 산정하였다. 수질모의를 실시한 결과 섬진강 본류에 대한 목표수질을 만족하기 위해서는 최종 배출부하량에 대하여 8.4∼213.6 cms의 최종 댐 방류량이 필요한 것으로 분석되었다.

댐 방류에 따른 방류수는 직하류 하천과 하구부 및 연안에서의 다양한 수환경 변화를 발생시킬 수 있다. 본 연구는 주암조절지댐에서 방류된 방류수가 하류 하천과 연안에서의 수온 및 염분농도 변화에 미치는 영향을 파악하기 위해 EFDC 모형을 사용하였다. 대상구간은 주암조절지댐 직하류에서 부터 순천만까지이고, 지류하천인 상사천과 동천을 포함하였다. 모형의 재현성을 평가하기 위하여 하천과 하구부 지점에서의 수온 및 염분농도 관측값과 모의값을 비교한 결과 양호한 수준으로 재현됨을 확인하였다. 구축된 모형을 이용하여 댐 방류수의 수온과 방류량을 변화시킬 경우 하류 수온 및 염분농도에 미치는 영향을 평가하였다. 방류수 수온은 심층수와 표층수 방류조건을 비교하였고, 방류량은 실방류량과 방류량을 50%로 저감한 조건을 비교하였다. 비교결과 댐 방류수온의 영향은 댐 직하류에서 강하게 나타나지만 하류로 진행할수록 영향이 약화되며 외해역에서는 매우 미미한 영향이 발생하였다. 염분농도는 상류 댐 방류량이 외해 조위에 따른 해수교환량에 비해 작기 때문에 담수에 의한 염분농도 변화가 미미한 수준으로 나타났다.본 연구에서 구축한 댐-하천-연안 통합 3차원 분석모형은 향후 추가적인 보정을 통해 정확도를 보다 향상시키고, 수질 및 하상변동 기능을 포함하여 보다 다양한 분석이 가능할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 대청댐 하류 구간에서 증가방류에 의한 유사의 이송 및 하상토의 변화 특성을 분석하였다. 증가방류에 의해 하상토의 평균입경은 증가하고, 표준편차는 작아지며, 입경분포는 균등하게 변하였다. 혼합사로 구성된 하상토의 표층은 굵은 자갈로 형성되었고, 저층은 모래로 구성되었으며, 유사의 수직분급이 발생하였다. 유사의 거동은 소류사 형태로 이동하였다. 혼합사의 거동을 파악하기 위해서 유사 채집상자에 포착된 유사의 통과중량 백분율에 대한 상대입경비(D

본 연구에서는 수리모형실험을 실시하여 방류관의 흐름특성을 분석 방류관 설계의 적정성을 검토하는데 있다. 수리모형실험 결과 기본계획의 방류관 통수능은 과소설계 되었고, 이를 토대로 설계 변경한 기본설계의 방류관 통수능 설계치는 실험치와 거의 일치하여 적절하게 설계되었음을 알 수 있었다. 또한 방류관 부압발생 여부 및 종단형상의 적정성을 검토한 결과 허용치 이내 값이 발생되어 적절한 것으로 판명되었다. 이러한 과정을 토대로 기본설계의 방류관 규모 및 위치가

본 연구에서는 저류함수법과 Loopnet(부정류해석모형) 모형으로 홍수예측 시스템을 구성하여 대청댐의 방루에 따른 하류지역의 홍수영향을 에측하여 보았다. 대청댐 하류부에 지역빈도 분석방법(L-모멘트)으로 강우량을 산정하고, 홍수예측시스템으로 금강 하류부의 홍수추적을 실시하여 빈도별 홍수량을 산정하였다. 또한 대청댐의 방류에 따른 금강 하루 주요지점의 홍수량, 홍수위 및 방류량 도달시간을 산정하여 홍수발생시 대청댐 운영의 지표포 활동할 수 있도록 하였다.