하천사업에 대한 일반인 및 공무원 인식차이 조사에 관한 연구

강형식,김민선,조성철,Kang, Hyeongsik,Kim, Minseon,Cho, Sungchul 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.4

This study aims to analyze civil society consciousness to river projects, examine the current state of resident participation, and suggest development directions for river policy. For this, this study conducted a survey of 1,200 local residents and 100 public officials living and working in the river project areas. The result demonstrates the necessity of formulating river policy in a way that recognizes voices of various policy stakeholders, strengthens partnership among resident groups, and promotes a trend shift in river restoration to reflect residents' consciousness. 본 연구에서는 하천사업에 대한 인식과 하천사업에서의 주민참여 현황을 파악하고 하천사업의 발전방향을 제시하고자 한다. 이를 위해 고향의 강 사업과 생태하천 복원사업 대상지 중 12개 하천을 선정하여 일반인과 공무원 집단을 대상으로 면접설문을 실시하였다. 설문결과 하천정책의 지향점, 하천관리 주체, 주민참여 활성화 방안에 대한 두 집단 간의 인식차이를 확인 할 수 있었고 이와 관련하여 다양한 주체의 의견을 반영하는 하천정책이 필요한 것으로 도출되었다. 지금까지의 하천사업이 하천의 생태적 측면과 친수환경 조성을 중요시 했다면 앞으로는 하천의 역사, 문화, 공동체성에 대한 요구를 수용하고 다양한 주민참여의 기회를 마련하여 민 관 거버넌스 형태의 하천사업이 이루어 질 수 있는 하천정책의 패러다임이 구축되어야 할 것이다.

기후변화에 따른 낙동강 수계 어류 서식처 영향 분석

강형식,박민영,장재호,Kang, Hyeongsik,Park, Min-Young,Jang, Jae-Ho 한국수자원학회 2013 한국수자원학회논문집 Vol.46 No.1

본 연구에서는 기후변화에 따른 수온상승이 낙동강 유역 어류 서식지에 미치는 영향을 분석하였다. 이를 위해 낙동강유역에 서식하는 어종 중 22개 어종에 대한 최대내성한계온도를 산출하였으며, 이를 토대로 수온 상승에 따른 어류 서식지 및 서식지 지점별 어종 영향 정도를 분석하였다. 산정된 최대내성한계온도의 범위는 $27.7\sim33.1^{\circ}C$의 범위를 나타났다. 또한 기존에 예측된 기온 상승 데이터를 이용하여, 낙동강 78개 지점에서의 2100년도까지의 수온 상승을 예측하였으며, 수온 상승 예측을 위하여 낙동강 유역 78개 각 지점에서의 기온-수온의 회귀식을 산정하였다. 그 결과 S1 기간(2011~2040년)에 평균 $0.69^{\circ}C$, S2기간(2041~2070년)에는 평균 $1.76^{\circ}C$, S3기간(2071~2100년)에는 평균 $2.32^{\circ}C$의 수온이 상승되는 것으로 나타났다. 이상의 수온상승에 따라 낙동강 22개 어종에 대해 S1-S3 각 기간별로 평균 21.9%, 36.3%, 51.4%의 서식처가 영향을 받는 것으로 나타났다. In this study, the potential effects of increased water temperature on fish habitat were analysed in the streams of Nakdong River watershed. The changes in suitable habitats for each fish species and in species number at a habitat site were predicted, based on the maximum thermal tolerances of 22 fish species. The estimated maximum thermal tolerance ranged between $27.7^{\circ}C$ and $33.1^{\circ}C$. Then, the increase of water temperature in 78-sites of Nakdong River watershed by 2100 was predicted by using the estimated air temperature data by 2100 in the literature and the regression analysis between air-temperature and water-temperature at each sites. The water temperature was estimated to have increased by $0.69^{\circ}C$, $1.76^{\circ}C$, and $2.32^{\circ}C$ in 2011~2040 (period S1), 2041~2070 (S2), and 2071~2100 (S3), respectively. With such increases in water temperature, the averaged suitable habitats for all 22 fish species would be influenced by 21.9%, 36.3%, and 51.4% in periods S1, S2, and S3, respectively.

기후변화를 고려한 생태하천 복원 및 관리방향에 관한 연구

강형식,Kang, Hyeongsik 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.1

In this study, using a complex of physical, chemical, and biological evaluation factors, the ecological vulnerability to climate change were evaluated at each river in the Nakdong river basin. First, runoff, sediment rate, and low flow discharge changes according to AIB climate change scenario using the SWAT model were simulated. Also, for the assessment of chemical and biological factors, 48 points that water quality monitoring sites and ecological health measurement points are matched with each other was selected. The water quality data of BOD and T-P and the biological data of IBI and KSI in each point were reflected in the assessment. Also, the future rise in water temperature of the rivers in Nakdong river basin was predicted, and the impact of water temperature rise on the fish habitat was evaluated. The top 10 most vulnerable points was presented through a summary of each evaluation factor. This study has a contribution to river restoration or management plan according to the characteristics of each river. 본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 물리, 화학, 생물학적의 복합적인 평가요소를 이용하여 수생태 관련 기후변화 취약구간을 선정하였다. 먼저 SWAT 모형을 이용하여 A1B 기후변화 시나리오에 따라 각 소유역별로 유출량, 유사량, 갈수량 변화를 모의하였다. 또한 환경부의 수질 측정망과 수생태 건강성 측정 지점이 서로 일치하는 48개 지점을 대상으로, BOD 및 TP 등의 수질 데이터와 IBI, KSI의 수생물 데이터를 평가에 반영하였다. 한편, 미래 기온 상승에 따른 낙동강 유역 하천에서의 수온 상승 폭을 예측하였고, 이로 인한 수생물 서식처 영향을 분석하여 평가에 반영하였다. 각 평가요소를 종합하여 가장 취약한 상위 10개 지점을 제시하였다. 본 연구는 하천 생태복원을 위한 취약구간 평가 및 종합적인 평가 결과를 토대로 각 하천 특성에 맞는 하천 관리 계획을 수립하는데 있어 효과적일 것으로 사료된다.

교행식생 영역을 갖는 개수로 흐름에서의 3차원 수치모의

강형식,김규호,임동균,Kang, Hyeongsik,Kim, Kyu-Ho,Im, Dongkyun 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 B Vol.29 No.3B

본 연구에서는 흐름방향으로 식생 영역이 교차적으로 식재된 교행식생 수로에서의 3차원 수치모의를 수행하였다. 지배방정식에서의 난류 폐합을 위해 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모형을 적용하였으며, 수치모형은 Olsen(2004)이 개발한 3차원 모형을 이용하였다. 먼저, 3차원 수치모형을 이용하여 하상의 일부가 식재된 부분 식생 수로를 수치모의 하고, 계산된 적분유속 및 레이놀즈응력을 기존의 실험 결과와 비교하였다. 그 결과 본 모형이 식생 수로에서의 평균 유속 분포를 매우 잘 예측하는 것으로 나타났다. 그러나 ${\kappa}-{\varepsilon}$ 모형이 등방성 모형이므로 식생과 비식생 영역의 경계면 부근에서 발생되는 운동량 교환 효과를 정확히 예측할 수 없는 것으로 나타났다. 한편, 주흐름방향으로 식생 영역이 교차적으로 존재하는 교행식생 수로를 수치모의 하고, 계산된 유속 분포를 기존의 실험 결과와 비교한 결과, 계산 유속과 실험 결과가 매우 잘 일치하는 것으로 나타났다. 또한 다양한 밀도에 따른 유속 벡터도를 계산한 결과, 식생밀도가 증가함에 따라 식생이 흐름 방향을 변화 시켜 점차 만곡수로와 유사한 형태의 유속 벡터도를 갖는 것으로 나타났으며, 식생 밀도 ${\alpha}$가 9.97%인 경우에는 식생 반대 측벽 영역에서 재순환 흐름이 형성되는 것으로 나타났다. 한편, 식생 밀도에 따른 단면 유속 분포도 및 편수위 변화를 살펴보았다. In the present paper, turbulent open-channel flows with alternate vegetated zones are numerically simulated using threedimensional model. The Reynolds-averaged Navier-Stokes Equations are solved with the ${\kappa}-{\varepsilon}$ model. The CFD code developed by Olsen(2004) is used for the present study. For model validation, the partly vegetated channel flows are simulated, and the computed depth-averaged mean velocity and Reynolds stress are compared with measured data in the literature. Comparisons reveal that the present model successfully predicts the mean flow and turbulent structures in vegetated open-channel. However, it is found that the ${\kappa}-{\varepsilon}$ model cannot accurately predict the momentum transfer at the interface between the vegetated zone and the non-vegetated zone. It is because the ${\kappa}-{\varepsilon}$ model is the isotropic turbulence model. Next, the open channel flows with alternate vegetated zones are simulated. The computed mean velocities are compared well with the previously reported measured data. Good agreement between the simulated results and the experimental data was found. Also, the turbulent flows are computed for different densities of vegetation. It is found that the vegetation curves the flow and the meandering flow pattern becomes more obvious with increasing vegetation density. When the vegetation density is 9.97%, the recirculation flows occur at the locations opposite to the vegetation zones. The impacts of vegetation on the flow velocity and the water surface elevation are also investigated.

수변벨트 조성에 따른 하천 단절성 개선 효과 분석

강형식(Kang, Hyeongsik),박민영(Park, Min Young) 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 B Vol.32 No.6B

본 연구에서는 홍천강 11 ㎞를 대상으로 수변생태벨트를 조성할 경우 벨트 폭에 따른 하천 단절성 개선 효과를 분석하였다. 홍천강 대상구간은 기존의 연구에서 하천 단절성이 심화되었다고 보고된 구간으로, 대상지의 생태적 연결성을 증진시키기 위해 필요한 수변생태벨트의 적정 폭을 선정하고자 하였다. 이를 위해 하천을 1 ㎞의 구간으로 구분하여 A-K의 총 11개 구간에 대한 도상조사 및 현장조사를 수행하였다. 또한 단절지수를 적용하여 도로, 제방 및 주변 토지이용 등에 의한 연결성 단절과 생태적 기능성 단절 항목을 평가하였다. 그 결과, Ⅰ 구간에서 연결성과 생태 기능성 단절이 가장 큰 것으로 분석되었으며, 수변벨트를 조성하지 않은 현 상태에서는 구간별 평균값이 단절 2등급을 보이는 것으로 나타났다. 또한, 폭 10-50m의 수변벨트를 조성하였을 경우, 연결성 단절에 대한 개선 효과는 미비하였으나 생태적 기능성 단절에 대해서는 12.4-25.1%의 개선효과가 있는 것으로 예측되었다. 한편, 10 m와 30 m를 조성하였을 경우 단절성 저감효과가 크게 나타났으며, 특히 30 m 조성시 단절등급이 2등급에서 3등급으로 완화되는 효과를 보이는 것으로 나타났다. In this study, an ecological fragmentation improvement effect from different riverine ecobelt width was analyzed. The target river for this study is the Hongcheon river in Kangwondo. This section of 11 ㎞ among the Hongchenon river was reported to be seriously fragmented in the previous literatures. The Hongcheon river of 11 ㎞ was divided longitudinally into subsections of 1 ㎞. The analysis through map and aerial photograph as well as field surveys were performed in 11 subsections(A-K). Using the fragmentation index, the connectivity fragmentation such as river bank, road, and land use and the ecological functional fragmentation were evaluated. The results showed that l-section has the highest fragmentation rate. The Hongcheon river in the present status without ecobelt was analyzed to has the fragmentation of 2nd rate from the mean fragmentation value of 11-subsections, Also, when the riverine ecobelt of 10 m-50 m was restored, the improvement effect of connectivity fragmentation was relatively small, while for the ecological fragmentation, the improvement effect of 12.4-25.1% was predicted. Also, the ecobelts of 10 m and 30 m were evaluated to have a relatively great improvement effect. Especially, for the ecobelt of 30 m width, the fragmentation rate was mitigated form 2nd rate to 3rd rate.

수자원 개발사업과 생물다양성 손실 방지 노력

강형식(Hyeongsik Kang) 대한토목학회 2016 대한토목학회지 Vol.64 No.9

금강수계 하천에서의 어류 서식처적합도지수 산정

강형식(Kang Hyeongsik),임동균(Im Dongkyun),허준욱(Hur Jun Wook),김규호(Kim Kyu-Ho) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 B Vol.31 No.2B

최근 하천 환경 및 생태학적 관심도가 증가함에 따라 다양한 하천 복원 및 서식 환경 조성 사업이 수행되고 있다. 서식처 복원 사업에 있어 중요한 것은 서식처에 필요한 유량을 산정하는 것이고, 이를 위해 미국 및 유럽의 많은 국가에서 유지유량증분법을 이용하여 서식처 필요유량을 산정하고 있다. 유지유량증분법은 하천 흐름과 관련되어 있는 생물의 서식처 평가와 적정 유량을 설정할 수 있는 개념으로서, 대상하천에서 유지유량증분법을 적용하기 위해서는 생물에 대한 서식처적합도지수가 반드시 필요하다. 그러나 국내의 경우 과거 현장 모니터링을 통해 피라미와 참갈겨니에 대한 적합도지수만이 존재하기 때문에 다양한 어종에 대한 서식처 유량을 산정하기 어려운 실정이다. 본 연구에서는 금강수계의 현장 모니터링을 통해 수심 및 유속과 같은 물리자료, 산성도 및 용존산소량과 같은 화학자료, 그리고 어종 및 개체수와 같은 생물자료를 구축하였다. 확보된 2,736개의 자료를 바탕으로 피라미, 침갈겨니, 돌마자, 쉬리, 돌고기, 모래무지 등 6가지 어종에 대한 서식처적합도지수를 산정하였으며, 기존에 제시된 서식처적합도지수와의 비교를 통해 새로운 서식처적합도지수를 제안하였다. 또한 각 어종별 프루드수, 산성도, 용존산소의 범위를 제시하였다. 본 연구에서 제안한 서식처적합도지수는 하천사업의 평가를 수행하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. With the recent growth of environmental and ecological interests, various river restoration and habitat environment creation projects are being carried out. For this, the estimation of the habitat flow discharge is important. In U.S. and Europe nations, The instream flow incremental methodology (IFIM) has been used to estimate the habitat discharge. IFIM is the method that can be applied to evaluate the flow discharge for the suitable habitat. To use the IFIM in river, a habitat suitability index(HSI) for the target organism is needed. However, HSIs for only two species of Zacco platypus and Zacco temminckii were proposed from the field monitoring. Thus, for the estimation of the ecological flow rate for a group of fish, the development of the HSIs for various fish are necessary. In this study, physical data such as water level and flow rate, chemical data such as acidity and dissolved oxygen, and life data such as fish types and population are collected in Keum river watershed. Based on the 2,736 field data, HSIs for the following 6 fish are developed: Zacco platypus, Zacco temminckii, Microphysogobio yaluensis, Coreoleuciscus splendidus, Pungtungia herzi, Pseudogobio esocinus. Through the comparison with HSIs in the literature, the developed HSIs are modified. Also, the limits of Froude number, pH, and DO for 6 fish are proposed. The HSIs developed in this study can be utilized as a essential data for performing river project evaluations.

BASINS/HSPF 모델을 이용한 화성호 수질조전을 위한 상류 유역 수질개선방안 연구

강형식 ( Hyeongsik Kang ),장재호 ( Jae Ho Jang ) 한국물환경학회 2013 한국물환경학회지 Vol.29 No.1

HSPF model based on BASINS was applied to analyze effects of watershed management measures for water quality conservation in the Hwaseong Reservoir watershed. The model was calibratcd against the field measurements of meteorological data streamflow and water qualities (BOD_5 T-N T-P) at each observatory for 4years (2007-2010). The water quality characteristics of inflow streams were evaluated. The 4 scenarios for the water quality improvement were applied to inflow streams and critical area from water pollution based on previous researches. The reduction efficiency of point and non-point sources in inflow streams was evaluated with each scenario. The results demonstrate that the expansion of advanced treatment system within wastewater treatment plants and construction of pond-wetlands would be great effective management measures. In order to satisfactory the target water quality of reservoir the measures which can control both point source and non-point source pollutants should be implemented in the watershed.

개수로 흐름에서 레이놀즈응력 모형의 비교

강형식(Kang Hyeongsik),최성욱(Choi Sung-Uk) 대한토목학회 2002 대한토목학회논문집 B Vol.22 No.1B

한강 및 금강수계 하천에서 어류의 물리서식처 적합도지수 비교

강형식(Kang Hyeongsik) 대한토목학회 2012 대한토목학회논문집 B Vol.32 No.1B

The habitat suitability is an important factor to estimate the distribution and size of the physical habitat in river. This suitability is also a key factor to decide the ecological flow discharge for the fish. For the ecological analysis in river, accurate values of habitat suitability index for various fishes are necessary. In general, fish habitat is affected by the physical factor of the flow depth and velocity as well as the chemical and biological factors of nutrient and attached algae. Thus, the condition of the fish habitat is expected to be changed with each watershed and tributary. In this study, the habitat suitability indices for fishes were proposed by using the field monitoring data in the rivers of the Han and Geum river watersheds. The proposed indices for three fishes are compared: Zacco platypus, Zacco temminckii, and Coreoleuciscus splendidus. The results show that Zacco platypus has a similar distribution of habitat suitability index in two watersheds. Zacco temminckii and Coreoleuciscus splendidus, however, have different distributions with watersheds. Also, for Zacco platypus, the developed indices at three tributaries of the Han river are compared: Cheng-mi stream, Dal stream, and Hong-cheon stream. The com parisi on shows that the index in the Cheng-mi stream is different with those in the other rivers. This is expected to be because of a high nutrient concentration at the Cheong-mi stream. 서식처적합도는 어류의 서식처 분포 및 그 크기를 결정하는데 있어 매우 중요한 인자이다. 또한 어류 서식에 필요한 생태유량 산정에서도 핵심 인자로 작용된다. 따라서 서식처 해석을 위해서는 정확한 서식처적합도지수를 반영할 필요가 있다. 일반적으로 어류 서식처는 수심과 유속과 같은 물리적 조건 뿐만 아니라 영양염 및 부착조류 등의 생화학적 조건에 의해 영향을 받는다. 따라서 각 수계 및 지천별로 이러한 서식처 조건이 변화할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 한강과 금강수계에서 지난 2007-2010년 간의 현장 모니터링 데이터를 이용하여 서식처적합도지수를 산정하고, 피라미, 참갈겨니, 쉬리에 대한 지수를 비교하였다. 그 결과, 피라미는 두 수계에서 서로 유사한 분포를 갖지만, 참결겨니와 쉬리의 경우 두 수계에서 매우 다른 분포 형태를 갖는 것으로 나타났다. 또한 피라미에 대하여 한강 지천인 청미천, 달천, 홍천강에서의 적합도지수를 비교하였다. 그 결과 청미천에서의 적합도지수가 다른 두 지천과 매우 다른 분포를 갖는 것으로 확인되었으며, 이는 청미천이 다른 지천에 비해 영양염의 유입이 더 크기 때문인 것으로 예상된다.