충적하천의 이중 만곡부지형에 위치한 낙동강 하회마을은 한국내 대표적인 이동상 모래사주 구간이다. 그러나 상류에 댐이 건설된 이후 첨두유량이 조절되고 유사량 공급이 감소하면서, 하회마을구간에서는 모래사주의 이동성 저하, 사주의 식생정착 및 식생역이 확장현상이 나타나면서 사주가 고정화되고 있다. 이러한 현상은 댐하류에 존재하는 하천의 대표적인 현상으로서 국내 외적으로 하도내 사주와 식생에 대한 체계적인 연구와 관리의 필요성이 증가하고 있다. 본 연구는 낙동강 하회지구에서 모래사주의 지형변화에 따른 원인과 식생역의 확장과정을 파악하기 위한 것으로, 수리, 지형, 토양의 이화학적 특성, 식생조사 등을 실시하였다. 연구결과에 따르면 홍수기 동안 만곡부 내측에 워시로드와 부유사의 퇴적작용으로 영양물질의 함량이 높은 매트릭스가 형성되면서 선구식물의 침입하게 되고, 일정기간의 무홍수 기간을 거치는 동안 천이과정을 거쳐 사주식생이 정착하게 되며, 이후 반복적인 홍수는 식생정착부의 유사퇴적을 촉진하게 되면서 결과적으로 토성의 변화를 가져오면서 식생역의 확장을 유발하게 된다는 메카니즘을확인할 수 있었다. 이는 모래사주에서 식생역의 확장과정이 반복적인 홍수기와 비홍수기의 출현과 유사이송, 그리고 토양의 영양물질 함량과 밀접한 관계를 가지고 있음을 나타낸다.

2차원 유속장(flow field)은 하천흐름의 특성을 이해하기 위한 중요한 수리학적 자료 중 하나로서, 수공구조물 위치선정 및 설계, 하천에서의 이송-확산 예측, 하천 의 수리학적 거동을 예측하기 위한 중요한 기본 자료로 사용된다. 지금까지 이러한 하천흐름 특성을 예측하기 위해 제한적인 현장조건과 적절한 계측방법, 계측기기 의 기술적 한계로 인해 현장실험 보다는 다양한 수치모형을 이용하여 왔다. 하지만 최근에는 계측기기의 발달로 과거보다 정확하고 정밀한 현장계측이 가능하여 졌 으며, 현장 계측자료의 질적이고 양적인 수요를 만족시키고 있다. 대표적으로 초음파도플러유속계(ADCPs; Acoustic Doppler Current Profilers)는 유량을 정확하 게 측정하는 것으로 유명하며, 2차원 뿐만 아니라 3차원 유속장 등 자세한 유속자료를 제공한다. 하지만 이러한 측정 능력에도 불구하고, ADCP를 활용한 유속 측정 은 주로 횡단면 측정을 기본으로 수행하기 때문에, 수치모형의 결과와 같이 높은 밀도의 유속장을 얻기 위해서 공간보간기법이 활용되고 있다. 하지만 만곡이 존재하 는 자연하천은 하도형상에 따라 유속이 지속적으로 변화하기 때문에 일반적인 공간보간기법을 적용하기 어렵다. 즉, 자연하천의 만곡에 따른 비등방성을 고려하지 않 는다면, 역거리가중법(IDW)과 크리깅(Kriging)과 같은 일반적인 공간보간기법으로는 잘못된 결과를 초래할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 만곡이 존재하는 사행하천을 대상으로 방향성을 고려하기 위한 곡선좌표계와 비등방성을 고려하기 위한 비등방적 참 조범위를 적용한 공간보간기법을 개발하였다. 본 연구에서 제시한 기법을 한국건설기술연구원 하천실험센터에 존재하는 3개의 사행수로가 포함된 실규모의 실험수 로를 대상으로 적용한 결과, 평균제곱근오차와 상관계수는 기존의 공간보간기법과 비교하여 각각 41.5% 감소, 40.0%가 증가하여 정확성과 상관성이 개선되었다.

본 연구에서는 사행하는 자연하천에 유입된 오염물질의 2차원 확산 특성을 모의하기 위하여 2차원 수심적분 모형인 RMA2와 RMA4를 사용하였다. 먼저 2차원 동수역학적인 모형인 RMA2를 사용하여 흐름장을 모의한 후 이 결과를 2차원 수질모형인 RMA4에 입력하여 농도장을 모의하였다. 수치모형을 S자형 사행수로에서 측정한 흐름 및 추적자 농도자료를 이용하여 검증한 결과, RMA4 모형은 최대유속선이 만곡의 내측에 치우쳐 나타나는 현상을 잘 모의하고 있었

사행이 있는 자연하천에서 횡혼합 특성을 분석하고 종ㆍ횡분산게수를 산정하기 위해 현장실험을 실시하였다. 이를 위해 남한강 지류인 섬강 및 청미천에서 사행구간을 선정하여 유속과 수심 측정 및 추적자실험을 수행하였다. 추적자로서는 미량으로도 관측이 용이한 방사성 동위원소를 사용하였으며 주입은 순간. 점주입 조건을 바랐다. 이를 통해 취득된 수리량 및 농도 자료를 이용하여 종ㆍ횡분산계수를 산정하였고, 이들을 기존의 추정식에 의한 결과와 비교, 분석하였다. 종분