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.