신천의 어류 군집 특성과 하천의 건강성을 밝히기 위해 2019년 4월부터 10월까지 조사를 시행하였다. 조사기간 동안 23개 지점에서 채집된 어류는 12과 30종 3,677개체였다. 우점종은 피라미(Zacco platypus, 28.4%), 아우점종은 대륙송사리(Oryzias sinensis, 13.6%), 그 다음으로 참갈겨니(Zacco koreanus, 11.8%), 버들치(Rhynchocypris oxycephalus, 11.7%), 붕어(Carassius auratus, 9.6%), 참붕어(Pseudorasbora parva, 7.9%) 등의 순으로 우세하게 출현하였다. 출현 종 중 한국고유종은 10종(33.3%)이었고, 외래종은 이스라엘잉어(Cyprinus carpio (Islaeli type), 떡붕어(Carassius cuvieri), 배스(Micropterus salmoides), 구피(Poecilia reticulata), 플래티(Xiphophorus maculatus) 5종(16.7%)이었으며, 육봉형 어류는 둑중개(Cottus koreanus)와 밀어(Rhinogobius brunneus) 2종(6.7%), 기후 변화 민감종은 둑중개 1종(3.3%)이 출현하였다. 어류 군집분석 결과, 신천본류와 수동천, 청담천은 우점도는 낮고 다양도는 높았으며, 동두천과 상패천은 우점도는 높고 다양도는 낮았다. 하천건강성은 최상류와 지류인 수동천이 매우 좋음, 좋음이었으나 상류부는 보통, 중·하류부는 나쁨, 매우 나쁨으로 나타났다. 수질도 중류부터 하류까지 대부분 나쁨 또는 매우 나쁨이었고 지류 수동천만 매우 좋음이었다. 따라서 수질이 어류서식에 큰 영향을 미치면서 결국 하천건강성에 큰 영향을 주는 것으로 판단되었다. 연도별 신천의 수질은 점점 좋아지는 경향을 보였으며 외래종의 도입은 매우 부정적인 요인이었다. 신천의 하천건강성을 향상시키기 위해서는 수질개선과 더불어 외래어종의 관리가 요구된다.

2008년부터 2012년까지 임진강 하구역에서 어류 군집과 실뱀장어 소상을 조사한 결과 다음과 같다. 채집된 어류는 총 18과 42종이었으며 이 중 한국고유종은(Microphysogobio jeoni) 1종으로 고유화빈도가 0.04%이었다. 국외에서 도입된 외래어종은 떡붕어(Carassius cuvieri)와 초어(Ctenophayngodon idellus) 2종이 출현하였고 개체수 비교풍부도는 0.06%로 매우 낮았다. 출현한 어종 중 순수담수어에 속하는 종은 17종(40.5%), 회유성 6종 (14.2%), 기수성 8종 (19.1%), 해산어 11종(26.1%) 등 이었다. 개체수 구성비가 높은 종은 뱀장어(Anguilla japonica (glass eels, 49.8%)), 웅어 (Coilia ectens, 23.3%), 두우쟁이 (Saurogobio dabryi, 8.1%), 강주걱양태(Repomucenus olidus, 3.3%), 점농어(Lateolabrax maculata, 2.9%), 가숭어(Chelon haematocheilus, 2.8%)등 이었으며 생체량에 있어서는 C. ectens (33.6%), C. haematocheilus (14.2%), 잉어(Cyprinus carpio, 10.5%), 숭어(Mugil cephalus, 9.1%), S. dabryi (7.6%) 등이 풍부하였다. 우점종은 개체수에 있어 A. japonica (glass eels)이었고 C. ectens가 아우점종이었다. 파주시에서 연간 어획된 양은 83.6~240.3 t이었으며 2011년과 2012년에 급격히 감소하였다. 어획된 어류 중 생체량에 있어 M. cephalus (48.0~80.0%), C. carpio (6.7%), 붕어(Carassius auratus, 4.9%), 메기 (Silurus asotus, 3.9%), 황복(Takifugu obscurus, 2.5%), A. japonica (adult, 2.2%), 동자개(Pseudobagrus fulvidraco, 2.1%) 등의 순으로 풍부하였다. 연간 포획된 A. japonica (glass eels)는 양은 0.03~1.13 t이었고 연평균 212.0 kg이었으며 개체당 평균 체중이 0.16 g으로 약 1,325,000개체이었다.

2008년 4월부터 10월까지 임진강과 섬진강에서 쏘가리의 산란 생태를 조사하였다. 산란에 참여하는 쏘가리 개체군의 체장과 생식소성숙도지수(GSI)의 상관관계를 조사한 결과 암컷은 체장 200mm 이상의 개체에서 성적으로 성숙하였고, 수컷은 체장 180mm 이상이 성숙되었다. 섬진강산 암컷의 GSI는 4월에 가장 높은 값인 7.43%를 나타냈지만, 이후 점차 감소하여 5월에 5.55%, 6월에 3.58%로 점진적으로 감소하다가 8월에 급격히 감소하고, 9월에 연중 최저치인 0.44%로 낮아졌다. 임진강산 암컷은 섬진강산 암컷과 비슷한 경향을 보였다. 임진강산 수컷의 GSI 값은 암컷보다 높아서 4월 5.96%, 5월에는 8.03%까지 높아졌고, 6월 초부터 낮아졌으며, 6월말에 2.12%이었고, 9월에 0.2% 이하로 가장 낮게 나타난 후 점차 상승하여 10월에 0.54%이었다. 암컷의 생식소를 조직학적 관찰한 결과 섬진강과 임진강 집단에서 모두 GSI의 변화는 비슷하게 발달하였다. 쏘가리 위 내용물 중 어류가 차지하는 비율은 섬진강과 임진강에서 각각 92.0%, 90.0%로 나타나 쏘가리의 가장 중요한 먹이생물이었다. 쏘가리 위 내용물 중 소화가 많이 진행되어 종의 동정이 불가능한 어류의 비율이 각각 50.0%, 72.2%로 높게 나타났다. 쏘가리의 조사기간 중에 섭식율은 섬진강이 36개체로 38.3%, 임진강이 53개체로 21.8%로 매우 낮았다.

본 연구에서는 조석의 영향을 주기적으로 받는 임진강 하류부의 계획홍수위를 보다 합리적으로 산정하는 방안을 검토해 보았다. 우선 감조하천의 특성을 감안할 수 있는 부정류모의를 수행하여 홍수위의 변동을 살펴보았고, 수위 계산에 민감한 매개변수인 조도계수를 해당지역의 특성에 맞게 현실화하여 홍수위 변화를 분석하였다. 그 결과를 2011년 임진강하천기본계획보고서에서 고시한 임진강 하구 계획홍수위와 비교하고, 감조구간에서 홍수위 산정시 유의해야 할 점들을 정리하였다. 참고로 2011년에 고시된 계획홍수위는 대규모 하상 준설 단면을 입력자료로 하여 부등류모의를 통해 산정된 바 있다. 본 연구의 결과, 임진강 하구의 경우 홍수위 산정에 있어서 조도계수를 한강하구와 동일한 값으로 할당하고, 하구 조위를 감안할 수 있는 부정류 모의를 수행하면 하상 준설을 하지 않더라도 홍수위가 제방 여유고를 만족함을 알 수 있었다.

본 연구에서는 임진강 상류유역과 같이 수리수문학적 분석에 필요한 측정데이터가 존재하지 않거나 혹은 데이터의 확보가 어려운 유역에 대하여 위성 데이터와 데이터 기반 모형을 활용하여 유출량을 산정하였다. SDF 시그널(Satellite-derived Flow Signal)은 하도내의 유량변화에 따른 하천 폭의 변화를 반영할 수 있다고 알려져 있으며, 그 상관관계는 하도단면의 형태와 밀접한 관계가 있다. SDF 시그널 데이터와 유출량 간의 비선형 상 관관계를 반영할 수 있는 인공신경망 모형을 활용하여, 모형의 입력변수인 SDF 시그널 데이터로부터 임진강의 임진교 지점에서의 유출량을 추정 하였다. 15개의 위성 이미지 픽셀의 SDF 시그널 값이 0~10일의 lag가 되어 활용되었으며, lag된 데이터를 포함하여 총 150개의 변수 중 유출량 과 가장 큰 관계가 있는 변수 선정을 위해 PMI(Partial Mutual Information) 기법이 활용되었다. 인공신경망 모형을 통해 산정된 유출량은 임진교 에서 측정된 지점 유출량과 비교·분석되었으며, 학습(training)과 검증(validation)을 통한 상관계수는 각각 0.86, 0.72로 좋은 결과를 보여주었 다. 추가적으로 SDF 시그널 데이터 외에 임진교의 1일 전 측정유량이 인공신경망 입력변수로 추가되었을 때 상관계수가 0.90, 0.83으로 증가함을 보였다. 결과로부터 계측수문자료가 부족하거나 접근 불가능한 유역에 대하여 하천 유량 변화에 대한 추정치인 SDF 시그널 데이터와 지상 데이터 가 결합되었을 때 신뢰성 높은 유역의 유출량을 산정할 수 있으며, 큰 유량이 발생하는 홍수사상에 대해서도 첨두 유량과 첨두 발생시간을 잘 모의 할 수 있음을 알 수 있었다. 향후 위성 데이터와 지점 데이터를 활용하여 미계측 유역의 홍수발생에 대하여 높은 정확도로 예측 가능할 것으로 기대 한다.

This April 5th dam and Hwanggang dam, which are located in Imjin river, North Korea, become the main causes of water shortages and damages in Imjin river downstream. April 5th dam is assumed a small or medium-sized dam, its total storage volume reaches about 88 million ㎥. And Hwanggang dam, multi-purposed dam of total storage volume approximately 0.3 billion ㎥ to 0.4 billion ㎥ is used as source of residental or industrial water in Gaeseong Industrial Complex. North Korea, which has April 5th dam and Hwanggang dam in Imjin river, manages water of approximately 0.39 billion ㎥ to 0.49 billion ㎥ directly. As water is storaged or discharged through dam, it causes a severe damage to areas in Yeoncheon-gun and Paju city, South Korea. Therefore, this study intends to analyze and estimate runoff through dam construction by using hydrological observation data and artificial data such as service water supply and agricultural water in Imjin river, water shortage and damage correctly.

임진강유역은 유역의 2/3가 북한에 위치하고 있어 신뢰성 있는 강우 및 수문정보를 획득할 수 없었다는 점이 지금까지 홍수 피해를 가중시킨 요인 중의 하나로 지적되어 왔다. 본 연구에서는 상습적으로 홍수피해를 겪고 있는 임진강유역의 홍수피해를 경감하기 위한 노력의 일환으로서 임진강유역에 설치된 수문레이더를 활용하여 임진강 수계 전체에 대한 홍수유출을 모의하고자 하였다. 강우 및 최근 토양자료 등의 수문자료 확보가 곤란한 유역에 대하여 자체 개발한 분포형모

한강 및 임진강에서 서해안의 조위가 평상시 및 홍수시의 흐름에 미치는 영향을 수리학적 모형을 이용하여 분석하였다. 이를 통하여 한강 및 임진강의 유량과 월곶조위와의 상관관계에 따른 한강과 임진강의 조위영향분석도를 작성하였다. 분석결과 한강 본류부의 잠수교와 한강대교지점에서는 팔당댐의 홍수량이 5,000cms 이하인 경우 서해안의 조위변화에 따라 최대 2.0m 정도의 수위상승이 발생할 수 있으며, 15,000cms 이상이 되면 조위의 영향이 미미한 것으로