이 연구에서는 우리나라의 자연환경 조건 및 사회적 요구를 반영한 산지하천의 합리적 관리방안을 제시하기 위한 연구의 일환으로 산지하천을 대상으로 한 국제･국내 연구논문을 수집 및 분석한 후, VOSviewer 프로그램을 이용한 텍스트마이닝과 동시출현단어 분석을 통하여 연구주제에 따른 연구영역을 구별하였으며, 이후 각 연구영역별로 시･공 간적인 연구동향을 비교하였다. 그 결과, 산지하천을 대상으로 한 국내 연구논문은 국제 연구논문에 비하여 초보적인 단계에 있음을 확인할 수 있었다. 즉, 국제 연구논문은 산지하천의 어류 및 무척추동물의 서식환경과 종구성에 관한 연구영역(제1연구영역), 산지하천에서의 수문현상 및 양분이동에 관한 연구영역(제2연구영역), 산지하천에서의 유수에 의한 하상물질 이동 및 지형 변화에 관한 연구영역(제3연구영역), 산지하천 주변의 식물종 구성에 관한 연구영역(제4연 구영역)으로 구분되었다. 이 중 제1연구영역과 관련된 국내 연구논문은 주로 대형무척추동물만을 연구소재로 하고 있었으며, 제3연구영역과 관련된 국내 연구논문은 유수에 의한 하상물질 이동 및 지형 변화를 생태계의 교란작용이 아닌 산지토사재해의 원인으로 간주하고 있다는 것을 알 수 있었다. 이렇게 구분된 각 연구영역이 전체 연구논문 중에서 점유하고 있는 비율을 시기별･국가별로 파악한 결과, 국제 연구논문의 경우 3･4연구영역에 해당하는 연구논문 이 증가하는 것으로 나타났으며, 여기에는 미국을 중심으로 브라질･캐나다･중국의 영향이 크게 작용하였다. 이와 달리 국내 연구논문의 경우 1･3연구영역에 해당하는 연구논문이 시간의 경과에 따라 다소 증가하였으나, 이 두 연구영역 간 상호 연관성은 다소 부족한 것으로 나타났다. 따라서 향후에는 이를 보완한 하이브리드 성격의 연구가 필요할 것으로 사료된다.

본 연구는 하천습지인 석촌습지와 산지습지인 외고개습지에 서식하는 곤충상을 비교하기 위해 2007년 5월 21일, 7월 27일. 8월 17일, 9월 29일, 10월 18일에 각 습지에서 쓸어잡기(sweeping)와 털어잡기(beating)의 방법을 이용하여 주간채집 하였다. 석천습지는 N35° 20' 14.2", E127° 13' 18", 면적 535,426㎡, 고도는 68m였으며 외고개습지는 N35° 22' 48.4", E127° 47' 1.9", 면적 39,100㎡, 고도 761m였다. 월별로 기록된 종수는 석촌습지에서는 9월에 두점박이좀잠자리(Sympetrum eroticum)를 비롯한 10목 34과 74종이 채집되어 가장 출현종수가 많았고, 우점종은 깃동잠자리(S. infuscatum)였다. 외고개습지에서는 7월에 꼭지메뚜기(Euchorthippus unicolor)를 비롯한 9목 34과 53종으로 가장 많았고 우점종은 고추좀잠자리(S. depressiusculum)였다. 두 지역에서 채집된 곤충을 목별로 비교 한 결과, 잠자리목에서 두 지역간 채집종수의 차이가 가장 많았는데 석촌습지에서는 8월에 202개체를 정점으로 조사기간 동안 계속 채집되었으나 외고개습지에서는 가장 많은 수가 채집된 7월에서도 22개체만 채집되었고, 5월과 10월에는 발견되지 않았다. 딱정벌레목의 경우, 석촌습지에서는 8월과 10월에 가장 많은 종수가 채집된 반면에 외고개습지에서는 7월에 가장 많은 종수가 채집되었다. 석촌습지와 외고개습지 두 곳 중 한 곳에서만 특이성을 나타내는 종이 200종이나 되었는데, 석촌습지에서만 나타난 종은 아시아실잠자리(Ischnura asiatica)와 실베짱이(Phaneroptera falcata)를 비롯한 47과 109종이었으며 외고개습지에서만 나타난 종은 줄베짱이(Ducetia japonica)와 광대소금쟁이(Metrocoris histrio)를 비롯한 49과 91종으로 하천습지와 산지습지 곤충상에 차이점을 나타내었다.

본 연구는 2002년 1월부터 2003년 5월까지 오염원이 비교적 단순한 산지하천에서의 무기 영양염 및 유기물 변동을 고찰하기 위해 낙동강 지류인 대천천의 상류에서 실시되었다. 조사지점은 인위적인 오염이 없는 DC1, 주위의 식당과 민가에서 생활하수가 유입되는 DC2, DC3, DC4그리고 부분적으로 수질이 자연 정화된 DC5이다. 전기전도도, 탁도, BOD는 하수의 유입으로 인하여 DC2에서 급격히 증가하였다가 DC5에서 다시 낮아졌다. 수층의 NH

주변 토지이용과 수질이 서로 다른 도시하천인 양재천(서울)과 산지하천인 사기막천(경기도)에서 부착조류 동태 파악을 위해 1996년 3월부터 1998년 10월까지 월별 및 격월별로 조사를 실시하였다. 양재천의 영양염류 농도는 총질소가 8.9 mg/l 총인이 0.42 mg/l로 사기막천 (총질소 농도: 1.9 mg/l, 총인농도: 0.13 mg/l)보다 3~4배 가량 높았다. 부착조류 생체량 역시 양재천에서 평균 62±67 mg/l로 평균 17±11 mg/l인 사기막천 보다 매우 높게 나타났다. 두 지점 모두 봄에 높은 생체량을 보였고 여름동안은 생체량이 낮은 것으로 조사되었으며 여름동안의 집중호우에 의한 탁류 유입 및 하상구조의 교란의 영향이 큰 것으로 나타났다. 양재천의 경우 전체 출현종 중 호오탁성종이 50.0%, 광적응성종이 48.8%를 차지하였고 호청수성종은 1.2%로 현저히 낮은 출현율을 나타내었다. 사기막천에서는 전체 출현종 중 호청수성종이 54.6%, 광적응성종이 44.6%, 호오탁성종은 0.8%의 출현율을 나타내어 양재천과는 대조적이었다. 조사기간 중 종조성 역시 양재천에서는 호오탁성종으로 분류되는 Navicula subminuscula과 Nitzschia palea가 사기막천에서는 호청수성종으로 분류되는 Achnanthes convergens와 광적응성종으로 분류되는 Cymbella minuta가 우점종으로 조사되어 큰 차이를 나타내었다.

본 연구에서는 한강유역 산지소하천 미세소유역별 돌발홍수 재현기간을 산정하고, 돌발홍수 실사례를 활용하여 적합성을 평가하였다. 이를 위해 1시간 지속기간의 한계유출량과 SURR 모형으로 모의한 토양포화미흡량으로부터 돌발홍수능을 산정하였다. 이후 돌발홍수능을 초과한 과거 집중호우 사상(2002∼2010년)의 강우량과 재현기간별 유역평균확률강우량을 비교하여 미세소유역별 돌발홍수 재현기간을 산정하였다. 또한, 돌발홍수 실사례(2011∼2016년) 강수량으로부터 추정된 재현기간을 활용하여 적합성을 평가하였다. 돌발홍수 재현기간 산정결과 평균은 1.6년, 표준편차는 1.1로 산정되었으며, 1.1∼19.9년 범위로 나타났다. 적합성 평가결과 돌발홍수 사례별 추정된 재현기간의 83%가 돌발홍수 재현기간 범위 이내로 나타났다. 본 연구에서 산정한 돌발홍수 재현기간의 적합성은 높은 것으로 판단된다.

Step의 높이는 하상재료 입경의 크기와 거의 같은 상관관계가 있으며, 하도경사에 따라 증가하고, 하도 폭과 step 파장은 거의 같은 크기로서 하도경사가 증가하면 step 파장은 감소하는 것으로 분석되었다. 하도 폭과 step 폭은 뚜렷한 상관관계가 있으며, 하도 폭의 증가에 따라 step 폭도 증가하는 것으로 분석되었다. 또한, step 파장은 하도 폭에 의하여 규모가 정해지고, step 높이는 step을 형성하는 암석의 크기에 의해 지배되기 때문에 step-pool의 종단면의 하상구조는 하도경사에 따라 변화하는 것으로 판단된다. Pool의 규모는 하도 폭, 입경 및 하도경사와 상관성이 큰 것을 확인하였다. 따라서 하천의 step-pool 구조 특성은 다양한 인자들의 영향을 받지만 대표적으로 입경, 하도 폭 및 하도경사로서 설명할 수 있는 것으로 분석되었다.

In the mountain streams in Jeju Island, strong turbulence and roughness usually made it nearly impossible to utilize most of intrusive instrumentation for streamflow discharge measurements. Instead, a non-intrusive fixed electro-magnetic wave surface velocimetry (fixed EWSV: Kalesto) became alternatively popular in many representative streams to measure stream discharge seamlessly. Currently, Kalesto has shown noteworthy performance with little loss in flood discharge measurements and also has successfully provided discharge for every minute. However, Kalesto has been operated to regard its measured one-point velocity as the representative mean velocity for the given cross-section. Therefore, it could be highly possible to potentially encompass discharge measurements errors. In this study, we analyzed the difference between such Kalesto discharge measurements and other alternative concurrent discharge measurements such as Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) and mobile EWSV which were able to measure velocity in multi-points in the cross-section. Consequently, Kalesto discharge deviated from ADCP discharge in amount of 48% for relatively low flow, and more than 20% difference for high flow compared with mobile EWSV discharge measurements. These results indicated that the one-point velocity measured by Kalesto should be used as a cross-sectional mean velocity, rather it should be accounted for as an index-velocity in conjunction with directly measured cross-sectional mean velocity by using more reliable instrumentations. After inducing Kalesto Discharge Correction Coefficient (KDCC) that actually means relationship between index velocity and cross-sectional mean velocity, the corrected discharge from Kalesto was significantly improved. Therefore, we found that index velocity method should be applied to obtain better accuracy of discharge measurement in case of Kalesto operation.

홍수 시 하천 만곡부에서 유수의 원심력에 의한 횡단 수면경사가 발생한다. 하천 경사와 유량이 증가하면 그 수면경사는 더욱 커진다. 경사가 급한 산지하천 만곡부는 제방의 여유고보다 수면상승이 큰 경우가 빈번하게 발생하기 때문에 홍수피해가 크다. 따라서 편수위에 따른 수면 상승효과는 산지하천 만곡부의 설계를 위해 고려되어야 한다. 본 연구에서는 산지하천 만곡부의 편수위를 산정할 수 있는 기법을 제안하고, 편수인자들의 곱으로 편수위계수를 정의하였다. 양양남대천 만곡부에서 측정한 편수위와 90˚ 만곡 자갈하상에 대한 수리실험에서 측정한 편수위 자료를 이용하여 편수인자별 영향인자 값을 제시하였다. 내린천 만곡부에서 측정한 편수위를 이용하여 편수위 산정기법의 적용성을 검증하였다.

Fixed Electromagnetic Wave Surface Velocimetry (Fixed EWSV) has been started to be used to measure flood discharge in the mountain stream, since it has various advantages such that it works well to continuously measure stream discharge even in the night time as well as very strong weather. On the contrary, the Fixed EWSV only measures single point surface velocity, thus it does not consider varying feature of the transverse velocity profile in the given stream cross-section. In addition, a conventional value of 0.85 was generally used as the ratio for converting the measured surface velocity into the depth-averaged velocity. These aspects could bring in error for accurately measuring the stream discharge. The capacity of the EWSV for capturing rapid flow velocity was also not properly validated. This study aims at conducting error analysis of using the EWSV by: 1) measuring transverse velocity at multiple points along the cross-section to assess an error driven by the single point measurement; 2) figuring out ratio between surface velocity and the depth-averaged velocity based on the concurrent ADCP measurements; 3) validating the capacity of the EWSV for capturing rapid flow velocity. As results, the velocity measured near the center by the fixed EWSV overestimated about 15% of the cross-sectional mean velocity. The converting ratio from the surface velocity to the depth-averaged velocity was 0.8 rather than 0.85 of a conventional ratio. Finally, the EWSV revealed unstable velocity output when the flow velocity was higher than 2 m/s.

강우가 지표면에 강하하여 일부는 지표를 따라 유출되고 나머지는 손실이 된다. 손실 중에는 일부는 증발이 되고 일부는 토양으로 침투가 된다. 이러한 수문사상의 변화를 분석하기 위해서는 유역의 토양 및 토지이용상태를 내포하고 있는 GIS정보를 입력하는 것 뿐 만아니라 토양의 함유수분에 따른 선행강우를 고려하여야 한다. 토양의 함유수분은 선행강우에 의해 유역의 토양이 포화됨으로써 강우-유출 분석에 영향을 미친다.

Jeju island, which is located along the moving path of typhoon, suffers from flooding and overflow by torrential rain. So abrupt runoff occurring, damages of downstream farm field and shore culturing farms are increasing. In this study, Oaedo stream, one of the mountainous streams on Jeju island, was selected as the basin of study subject and was classified into 3 sub-basins, and after the characteristics of subject basin, the soil erosion amount and the sediment delivery of the stream by land usage distribution were estimated with the use of SATEEC ArcView GIS, the sediment yield amount of 2000 and 2005 was analyzed comparatively. As a result of estimating the sediment yield amount of 2000, the three sub-basins were respectively 12,572.7, 14,080 and 157,761 tons/year. and sediment yield amounts were estimated as 35,172.9, 5,266 and 258,535 tons/year respectively in 2005. The soil erosion and sediment yield amount of 2005 using single storm rainfall were estimated high compared with 2000, but for sub-basin 2, the values rather decreased due to changes in land use, and the land coverage of 2005, since there are many classifications of land usage compared with 2000, enabling to reflect more accurate land usage condition, could deduce appropriate results. It is anticipated that such study results can be utilized as basic data to propose a direction to predict the amount of sediment yield that causes secondary flooding damage and deteriorates water quality within detention pond and grit chamber, and take action against damages in the downstream farm field and shore culturing farms.

홍수 발생 시 모래하천의 수위-유량 관계가 고리형을 이룬다는 것은 많은 현장 계측을 통해 보고되어 왔다. 또한, 홍수파 해석이나 사련에서 사구로 변동되는 하상해석을 통해 고리형 수위-유량 관계의 원인이 규명되어서 고리의 형태나 진행 방향 등에 대해서는 이론적으로도 상당부분 입증되어 있다. 그러나 경사가 급한 자갈 및 암반으로 구성된 산지하천의 경우, 현장유량계측의 어려움과 관측 정확도의 문제로 고리형 수위-유량 관계에 대한 연구가 매우 드물었다. 본 논문은 자갈 및 암반 지형의 산지하천인 제주도 한천에서 2011년 태풍 무이파 때 계측한 홍수 유량을 바탕으로 수위-유량 관계를 구축하고, 자갈하천에서 형성되는 고리형 수위-유량 곡선을 분석하고자 한다. 유량계측 방식으로는 홍수기에 적합한 비접촉식인 전자파 표면유속계를 사용하여, 홍수의 상승기와 하강기의 유량을 시간 단위로 계측하는 데 성공했다. 계측결과 수위-유량관계에서 뚜렷한 고리 형상을 확인할 수 있었다. 그리고 고리의 이력이 모래하천과 정반대로 동일수위에서 상승기의 유량이 하강기의 유량보다 작은, 고리 경로의 역전 현상을 발견하였다. 이러한 역전현상은 자갈하천의 조도의 변화가 모래하천의 경우와 반대로 발생하는 데 기인하는 것으로 추정한다.

Due to the difficulties for measuring flood discharge in the dangerous field conditions, conventional instruments with relatively low accuracy such as float still have been widely utilized for the field survey. It is also limited to use simple stage-discharge relationship for assessment of the flood discharge, since the stage-discharge relationship during the flood becomes complicated loop shape. In recent years, various non-intrusive velocity measurement techniques such as electromagnetic wave or surface images have been developed, which is quite adequate for the flood discharge measurements. However, these new non-intrusive techniques have little tested in the flood condition, though they promised efficiency and accuracy. Throughout the field observations, we evaluated the validity of these techniques by comparing discharge and velocity measurements acquired concurrently during the flood in a mountain stream. As a result, the flood discharge measurements between electromagnetic wave and surface image processing techniques showed high positive relationship, but velocities did not matched very well particularly for the high current speed more 3 m/s. Therefore, it should be noted here that special cares are required when the velocity measurements by those two different techniques are used, for instance, for the validation of the numerical models. In addition, authors assured that, for the more accurate flood discharge measurements, velocity observation as well as stage height is strongly necessary owing that the unsteady flow occurs during the flood.