Hemeroby를 이용한 자연환경평가 및 환경계획 -LG빌리지의 사례를 중심으로-

김혜주 ( Hyea Ju Kim ),조수경 ( Su Kyoung Cho ) 한국환경생태학회 1999 한국환경생태학회지 Vol.12 No.3

하천의 물리적 생태적 특성 연구 -경기지방 모래하천의 사례-

김혜주 ( Hyea Ju Kim ) 한국환경생태학회 2005 한국환경생태학회지 Vol.19 No.3

하천의 자연환경과 식물출현과의 상관성1a - 한강 및 낙동강 지류하천의 사례 -

김혜주 ( Hyea Ju Kim ),신범균 ( Beom Kyun Shin ),김창완 ( Chang Wan Kim ) 한국환경생태학회 2008 한국환경생태학회지 Vol.22 No.1

하천식물의 자연환경조건을 규명하기 위하여 국내 중·소규모의 10개 하천(한강수계의 문산천, 곡릉천, 낙동강 수계의 미천, 쌍계천, 남천, 북한강 수계의 가평천, 조종천, 남한강 수계의 청미천, 양화천, 복하천)을 선별한 다음에 각 하천의 전 유로연장에서 가장 자연성이 높은 구간 1㎞를 중점조사구로 결정하였다. 그리고 그 구간에 대하여 2004~2007년 여름에 식물조사를 belt transect 방법으로 실시하였다. 그 결과 총 296종이 출현하였는데, 그 중에서 출현빈도가 높은 121종과 대상지의 환경인자(저수로 물로 부터의 거리, 하상재료의 크기, 사주의 개수, 대상지의 고도, 하상경사, 저수로 의 폭, 하천수질측정값)간의 RDA (Redundancy analysis) 및 피어슨의 상관성 분석을 실시하였다. 그 결과 대입된 식물종들은 대상지의 고도, 하상경사, 사주의 개수의 인자와는 유의성이 없었으나, 하상재료의 크기, 저수로의 폭,전기전도도와 인산염인(PO4-P)의 농도와는 상관성이 “매우 높은~보통”으로 분석되었다. 그리고 이 식물들은 현재의 그들의 수환경 조건을 그대로 반영하고 있기 때문에 분석방법의 신뢰성에 큰 무리가 없으나, 사례의 다양성 부족으로 다른 사례하천으로의 확대해석은 어려울 것이다. 그러나 본 자료는 앞으로 하천특성에 따른 식물연구나 하천식물 선정을 위한 기초 자료로는 이용할 수 있을 것이다. For this study, which was conducted in the summer from 2004~2007, 10 small and medium sized streams in Korea were selected(Munsan and Gokreung Stream in the Han River watershed, Mi, Ssanggye and Nam Stream in the Nakdong River watershed, Gapeong and Jojong Stream in the Bukhan River watershed, Cheongmi, Yanghwa and Bokha Stream in the Namhan River watershed), and plant surveys were performed using the belt transect method on the most natural 1km sections of each stream in order to clarify the natural environment condition of the plants in each stream. In the results of the plant survey, the total number of plant species recorded was 296. After selecting 121 species of those surveyed plant in order of frequency, an RDA(Redundancy Analysis) and a Pearson Correlation Analysis were performed to determine the correlation between the selected plant species and environmental factors(such as distance from channel, size of bed material, number of bars, altitude, bed slope, width of channel, and measured data of water quality) of the study sites. There was no significant correlation between the 121 plant species and altitude, bed slope, and number of bars at the research sites, but the correlation of plant species with size of bed material, width of channel, electrical conductivity, and phosphate(PO4-P) concentration was from very high to moderate. Also, the spectrum of these plant species reflects the actual environmental conditions so the method used in the study seems to be correct, but owing to the range of diversity, the results of the study seem to be difficult to extend to other streams. Nevertheless, it is expected that this data can be used as a basic material for researching plants by stream characteristics or in selecting plant species for streams.

제3분과 : 하천 및 도시녹지 ; 청계천의 생태성 개선 방안에 대한 연구

김혜주 ( Hyea Ju Kim ),신범균 ( Beom Kyun Shin ) 한국환경생태학회 2014 한국환경생태학회 학술대회지 Vol.2014 No.1

청계천은 2005년 10월 복원사업 준공 이후 양재천과 더불어 국내 하천 복원사업을 대표하는 아이콘으로서 전국각 지자체로의 하천복원 파급효과를 가져왔다. 그러나 40cm의 수심 유지를 위한 29개의 횡단구조물에 의한 물의 정체, 그에 따른 여름철 녹조류의 발생과 하상청소, 강우시오수 유입에 의한 물고기 폐사, 인위적 유량 공급 시설에 따른 높은 유지관리비와 차수막 및 차수벽으로 인한 하천의 수직적 연속성 단절 등의 문제점을 가지고 있다. 이에 본연구는 경제적이며, 지속가능한 생태적 하천으로 발전시킬수 있는 방안을 모색하고자 하였다. 본 연구의 진행은 기존 문헌 및 현장조사를 바탕으로 청계천의 이상적인 하천상을 수립하여 정량적인 하천평가를 실시한 후에, 기 청계천의 결손항목을 도출하였다. 그리고 청계천의 이상형과 청계천 발전의 현실적인 제한사항을 고려하여 실현 가능한 항목을 중심으로 단기, 중·장기의 도달목표를 선정하고, 그 개선 및 관리방안을 마련하는 순으로 실시되었다. 청계천의 문헌 및 하천조사결과 청계천의 이상형(현재잠 재자연하천)은 평지의 모래하천이다. 그리고 이상형을 기준으로 한 하천의 생태성 평가 결과, 청계천의 수질은 복원후, 외부에서 공급되는 한강원수 및 지하철역사의 지하수로복원 전에 비하여 BOD 기준 수질이 평균 Ia 등급인 “좋음”이나, 대장균군수는 복원공사 전이나 8년이 지난 2013년기준으로도 등급외로 판정되었다. 그리고 양호한 수질 및 풍부한 유량과 밀접한 관계가 있는 어류는 모래하천종이 우점이나 아우점하지 않지만, 복원 전에 비하여 어류의 생태성은 양호한 상태로 평가되었다. 기타 저서생물과 부착조류, 양서파충류를 제외하고 식물, 야생조류, 육상곤충류는복원 전에 비하여 출현종수 및 개체수가 크게 증가하였으나, 생물들이 지시하는 청계천의 생태성 및 하천의 물리적 구조등급의 생태성은 불량한 상태로 평가되어 하천의 생태적 개선이 시급한 것으로 평가되었다. 평가결과에 따른 청계천의 단기 발전목표는 소규모의 예산으로 개선의 효과가 빠른 항목을 위주로 선정하였다. 즉자연에 가까운 모래하천에 적절한 수심의 조절, 여름철 수온상승 억제, 하천의 횡단구조물 및 물리적 구조 개선, 공공시설물의 경관성 향상, 하천의 생태적 관리, 생물서식처 조성 및 보호, 하천의 수직적 연속성 회복이다. 그리고 중·장기 발전 목표는 큰 규모의 예산이 필요하거나, 사회적 합의및 지속적인 개선이 필요한 항목으로 설정하였는데, 중기발전목표는 단기목표의 지속사업으로 하천의 수직적 연속성 회복을 비롯하여, 자연에 가까운 횡단면 조성, 물순환/우천시 하천 수질개선, 하천의 종적 연속성 회복이며, 장기발전목표는 유역내 복개구간 및 지천복원으로 설정하였다. 청계천의 생태적 개선을 위한 전략은 첫째, 청계천 고유의 특성인 모래하천의 특성을 회복시키는 것이다. 둘째, 하천 스스로의 발전을 도모할 수 있는 21세기식 하천복원방식의 적용이며, 셋째로는 경제적인 생태적 방사효과를 이용한 종적, 횡적, 수직적 연속성 회복이다. 마지막으로 넷째는 사회적 합의를 바탕으로 한 도시하천의 기능성과 물길 회복을 추진하는 것이다. 기 청계천의 생태적 개선을 위하여 하천의 물리적 구조의 생태성 평가에 근거하여 개선·보완·발전구간으로 구역을 설정하였다. 먼저 직강화된 4~8. 12㎞(황학교부근~시점부) 구간은 물리적 구조 등급이 6~7등급으로 생태성이 불량하여 개선구간으로 설정하고, 하류 1~4㎞(용답역육교부근~황학교부근)구간은 하도의 사행성이 있으며, 물리적 구조등급 5~6 등급으로 생태성이 결여~불량한 것으로 평가되어 보완구간으로 결정하였다. 그리고 하류 0~1㎞(중랑천유입부~용답역육교부근) 구간은 물리적 구조등급 4등급으로 생태성이 보통으로서 전 구간에서 가장 양호하여 발전구간으 로 정하였다. 또한 방사효과에 따른 생태성 향상을 위하여 별도로 방사구간을 선정하였는데, 청계천 0~1㎞(중랑천합 류구간~용답역육교부근) 구간은 다른 구간에 비하여 상대적으로 생태성이 양호하여 부분적인 개선만으로도 생태적 향상이 가능하여 하류의 중랑천과 청계천의 상류로 양호한 생태성을 퍼지게 할 수 있다고 판단되었고, 상류의 7~8㎞ (마전교~관수교부근) 구간은 위치적으로 방사구간의 역할에 적합하였으며, 중하류의 2. 8~4㎞(정릉천유입부~황학교 부근) 구간은 성북천과 정릉천이 유입되는 구간으로 횡적인 방사효과를 유도하기에 최적이므로 방사구간으로 선정하여 다른 구간보다 적극적인 개선을 실시하고자 하였다. 청계천의 개선구간(4~8. 12㎞)에서는 모래하천의 물리적 특성 회복을 유도하기 위하여 저수로의 사행성 유도, 종적연속성 및 파랑의 다양성 유도를 위한 징검여울, 여울보 및 징검돌다리의 개선, 그리고 하천의 수직적 연속성을 회복시 키고자 차수막 및 차수벽의 점진적 제거를 계획하였다. 또한 경관 및 생물서식처 개선을 위하여 친수구간의 저수로에 부분적 식생 도입, 반복개 구조물 및 2단고수부지의 옹벽녹화, 교량난간의 부분적 녹화와 여름철 수온상승 억제를 위한 대체하안수림대 조성방안을 도입하였다. 보완구간(4~8. 12㎞)의 경우, 성북천과 정릉천의 생태적개선을 통한 청계천으로의 방사효과를 꾀하면서, 물의 정체를 유발하는 통나무 여울보를 개선하고, 모래하천의 특성을보완하고자 버드나무섶단 또는 죽은 나뭇가지를 이용한 저수로의 사행유도를 계획하였다. 또한 생물서식처 조성 및 연계를 위하여 하천부지내를 관통하는 내분순환고가의 교각 및 난간 녹화, 홍수터의 하천수목 식재를 계획하였다. 그 밖에 생태교실과 연계한 생태체험 공간의 신설 및 보행자 보호를 위하여 자전거도로와 산책로의 분리를 계획하였다. 발전구간(0~1㎞)에서는 높이 1~2m인 두 개의 낙차공(중랑 제2낙차공, 청계낙차공)을 제거하여 수질개선은 물론 하천의 종적연속성을 회복시키며, 버드나무를 이용하여 직강화된 저수로의 사행을 유도하고, 홍수터 수목식재 및 내부순환고가의 교각 및 난간녹화를 통하여 경관 및 생물서식처향상을 계획하였다. 아울러 보행자 보호 및 생물서식처 조성을 위한 자전거도로와 산책로의 개선안을 제시하였다. 한편 청계천의 생태적 하천관리를 위하여 기존의 관리집약적 방식 대신에 하천구역과 생태적, 물리적 변화에 따른차별적 관리 방안을 도입하고, 특히 지역의 애향심 고취와 교육적 효과를 기대할 수 있는 시민참여형 하천관리방안을 계획하였다. 아울러 기존 40cm 수심은 청계천 이상형에 근거하여 약 20cm 내외로 축소하는 것으로 계획하였다. 본 고에서는 지면관계상 단기계획만을 제시하였는데, 청계천 및 유역의 근본적 문제인 건천화, 토지이용성 및 도시하천의 친수성 등등의 제한사항으로 인하여 본 연구에서 제시한 개선방안을 모두 적용한다고 하여도, 청계천의 물리적 구조의 생태성은 현재의 불량에서 보통 수준으로만 향상이 가능하다. 하지만 중·장기적으로 지천복원과 물순환계획을 점차적으로 실현할 수 있다면 청계천의 생태성은 한단계 더 향상되어질 것으로 기대된다.

청계천 복원공사 전,중,후의 수질과 식물 및 식생의 변화

김혜주 ( Hyea Ju Kim ),김성환 ( Sung Hwan Kim ),김송이 ( Song Yee Kim ) 한국환경생태학회 2006 한국환경생태학회지 Vol.20 No.2

홍수터복원을 위한 국내 현재잠재자연하천 식생에 대한 연구

김혜주 ( Hyea Ju Kim ),신범균 ( Beom Kyun Shin ),유영한 ( Young Han You ),김창환 ( Chang Hwan Kim ) 한국환경생태학회 2008 한국환경생태학회지 Vol.22 No.5

현재잠재자연하천의 식생을 연구하기 위하여 인간의 영향을 받은 흔적이 없는 또는 거의 없는 국내의 자연하천구역 25개소를 다양한 환경요소를 고려하여 선정하고, 2006년과 2007년 여름에 식생조사를 실시하였다. 조사는 Braun-Blanquet(1964)에 의거 1개 조사구(하천연장 약 1km)에 5개의 방형구와 Belt-transect에 따른 횡단면(길이 20m) 의 좌·우안의 4개의 belt/ 1개 조사구에서의 출현식물을 조사하였다. 그 결과 위도 37°~37.9°의 중북부지방 조사구 하천에서의 공통적 식물군락은 신갈나무군락과 신갈나무와 갈참나무를 동반한 물푸레나무군락이었고, 위도 35°~35.9°의 남부지방 조사구하천에서는 졸참나무, 때죽나무, 굴참나무군락, 위도 36°~36.9°의 중부지방은 중북부와 남부의 중간적 특성을 보인 졸참나무, 물푸레나무, 갈참나무군락으로 조사되었다. 그리고 조사구하천의 환경요인과 출현식생과의 상관성을 분석한 결과 Eco region이 가장 높은 상관성을 보였으나, 앞으로 다양한 환경인자를 고려한 사례조사구의 증가를 통하여 하천유형별 잠재자연하천의 식생을 규명하는 것이 홍수터복원계획에 절실할 것으로 사료된다. For this study, which was conducted in summer from 2006~2007, 25 places of stream area in Korea, which were not affected by human, were selected by considering variable environmental factors. Plant surveys were performed in five qaudrats per each place of stream area(stream length=about 1㎞) on the basis of Braun-Blanquet(1964) and in four belt(length=20m) per each place of stream area by using belt-transect method in order to study the vegetation of the present-day potential natural state of water. In the results of the plant survey, the common plant communities in the mid-northern district(latitude 37°~37.9°N) were Quercus mongolica community and Fraxinus rhynchophylla community(with Quercus mongolica and Quercus aliena), and the common plant communities in the southern district(latitude 35°~35.9°N) were Quercus serrata community, Styrax japonica community and Quercus variabilis community. The common plant communities in the central district(latitude 36°~36.9°N) were Quercus serrata community, Fraxinus rhynchophylla community and Quercus aliena community, which have the middle characteristic between mid-northern and southern district. Also, in the results of correlation analysis between environmental factors and appearance of plant species in the survey places of stream area, Eco region showed the most significant correlation, but for the plan to restore flood plain, it is necessary to clarify the vegetation of potential natural stream by increasing the number of study cases considering variable environmental factors, in the future.

국내 홍수터의 하안수림대 조성을 위한 연구

김혜주 ( Hyea Ju Kim ),신범균 ( Beom Kyun Shin ),유영한 ( Young Han You ) 한국환경생태학회 2011 한국환경생태학회지 Vol.25 No.2

기존 국내 하천복원의 효과성을 향상시키기 위한 일환으로 홍수터에 하안림을 조성하고자, 국내에서 훼손되지 않은 자연하천 90개소를 선정하고 하천식생을 조사하였다. 그리고 그 중에서 귀화율이 5% 이상인 하천과 계곡의 횡단면유형 (valley 유형)이 홍수터가 발달하지 않는 하천 조사구의 결과는 제외시키고, 최종 49개 조사구 하천의 조사결과를 이용하여 하천유형에 따라서 공통적으로 높은 빈도로 출현한 식물군락 및 동반종을 도출하였다. 그 결과 중북부(위도N 37~37.9°)에서는 신갈나무군락·시무나무군락 · 버드나무군락, 중부(위도N 36~36.9°)에는 버드나무군락, 남부(위도 34~35.9°)의 경우 졸참나무군락이 대표적인 식물군락으로 조사되었다. 그리고 고도에 따른 하천유형에서는 고도 200m 미만인 하천에서는 버드나무군락이, 고도 200~500m 에서는 졸참나무군락과 달뿌리풀군락이 대표군락이었으며, 고도 500m 이상에서는 자연적으로 홍수터가 발달하는 하천이 없었다. 아울러 하천규모를 지시하는 저수로의 수면폭에 따라서 대표군락을 도출하였는데, 저수로 수면폭이 20m 미만인 경우 졸참나무군락, 20~100m 에서는 버드나무군락, 100m 이상의 하천에서는 버드나무군락·산뽕나무군락·선버들군락이었다. 그리고 이 결과를 근거로 홍수터의 하안림 조성을 위한 하천유형별 수종을 선발하고, 수리검토결과를 참고하여 실무에서 실용 가능한 식재패턴을 제시하였다. As a part of improving the effect of stream restoration, the study selected 90 domestic natural streams that are not damaged and researched their riparian vegetations. Among them, the results of streams, whose naturalized ratio were more than 5 % and valley type flood plains were not developed, were excluded. By using the results of final 49 streams, plant communities and companion species that commonly appeared in high frequency, depending on stream type, were drawn. The result revealed that Quercus mongolica community, Hemiptelea davidii community and Salix koreensis community were representative in the mid-northern district (latitude: N 37~37.9°) with Salix koreensis community in the central district (latitude: N 36~36.9°) and Quercus serrata community in the southern district (latitude: 34~35.9°). For the stream type depending on altitude, Quercus serrata community and Phragmites japonica community were representative in the altitude of 200~500 m and there was no stream, in which flood plain is developed naturally, in the altitude of more than 500 m. In addition, the study drew representative communities depending on width of stretches of water at mean water level indicating the size of stream. Quercus serrata community was major vegetation at sites which are less than 20 m wide and Salix koreensis community was common at sites which are more than 20 m and less than 100 m wide of stretches of water at mean water level. Meanwhile the major vegetations at sites which are more than 100 m wide were Salix koreensis community, Morus bombycis community and Salix nipponica community. The study selected the kind of tree for planning riparian forest in flood plain by stream type on the basis of the result and suggested tree planting pattern that can be used in actual work by referring to the result of hydraulic review.

국내 자연하천의 유형별 물리적 구조 및 식생 특성 연구

김혜주 ( Hyea Ju Kim ),신범균 ( Beom Kyun Shin ),김원 ( Won Kim ) 한국환경생태학회 2014 한국환경생태학회지 Vol.28 No.2

본 연구의 목적은 하천복원 및 하천평가의 근거를 마련하기 위하여 국내 자연하천의 유형 및 특성을 연구하는 것이다. 이를 위하여 국내 섬 지방을 제외한 전국의 다양한 자연하천 조사구 95개소를 선정하여, 각 조사구의 자연환경적, 물리적 및 식물·식생특성을 조사 및 분석하였다. 그 결과, 95개 조사구는 하천의 규모(4개 유형), 고도(3개 유형), 하상재료(5개 유형)에 의거 모두 24개 유형으로 분류할 수 있었다. 그리고 각 하천유형과 식물·식생출현성과 가장 상관성이 강한 환경인자인 고도에 따라서 24개 하천유형을 다시 평지(고도 200m미만), 산지(고도 200m이상 500m미만), 고산지(고도 500m이상)의 3개 유형으로 크게 구분하여 하천의 물리적 구조, 식물·식생적 특성을 비교하였다. 먼저 평지하천의 대표적인 특징은 고산지나 산지하천과 비교하여 하천규모는 크지만 하상재료는 작은 편이고, 홍수터가 잘 발달하는 계곡횡단면 형태가 많았으며, 하천규모가 클수록 횡단폭의 변화와 사주발달이 양호하고 사행성이 두드러지는 편이며, 대표적 식생은 버드나무군락이었다. 반면에 산지와 고산지하천은 평지하천에 비하여 하천규모가 작고, 하상재료는 굵고 거칠며, 계곡횡단면 형태는 홍수터가 발달하지 못하는 좁은 형태이었다. 또한 사행도나 사주발달도 평지하천에 비하여 미약하였다. 산지하천의 두드러진 대표식생은 졸참나무-, 굴참나무-, 때죽나무군락이었으며, 고산지하천에서는 소나무-, 신갈나무-, 물푸레나무군락이었다. The purpose of this study is to identify the type and characteristics of the domestic natural streams in order to establish a basis for stream restoration and evaluation. To this end, 95 domestic natural stream areas, which have various natural environments, were selected except for the province of island and then the characteristics of natural environment, hydromorpholoy, plant and vegetation were investigated and analyzed in each stream area. As a result, 95 stream areas were classified into total 24 types according to 3 criteria such as stream size (4 types), altitude (3 types), bed material (5 types). Depending on altitude class that is the environmental factor showing the highest correlation with each stream types, the emergence of vegetation and plant, 24 stream types were reclassified into 3 types such as lowland (altitude less than 200m), mountain (altitude from 200m to 500m), highland (altitude more than 500m), and hydromorpholoy, plant and vegetation characteristics of each stream type were compared. First, when compared to the mountain and highland streams, the typical features of lowland streams were as follows: Stream size was large but bed material size was small and there were many valley forms where flood plane were developed well. In addition, the more large stream size was, the more cross-section width variability, bars and sinuosity were in good conditions. In lowland stream, representative vegetation community was Salix koreensis community. On the other hand, when compared to the lowland streams, the typical features of mountain and highland streams were as follows: Stream size was small but bed material was coarse-grained and its size was large. Mountain and highland streams valley form where flood plane was not developed well was narrow, and sinuosity and bars development were weak. Representative vegetation communities of mountain streams were Quercus serrata -, Quercus variabilis -, Styrax japonica community and representative vegetation communities of highland streams were Pinus densiflora -, Quercus mongolica -, Fraxinus rhynchophylla community

식물정화조를 이용한 공업용 폐수의 정화 및 재활용 사례

김혜주 ( Hyea Ju Kim ),이옥하 ( Ok Ha Lee ) 한국환경생태학회 2003 한국환경생태학회지 Vol.16 No.2

남산지역의 식생복원을 위한 자연환경평가

김혜주 ( Hyea Ju Kim ),이옥하 ( Ok Ha Lee ) 한국환경생태학회 2000 한국환경생태학회지 Vol.13 No.3