하천 제방에 의하여 차단된 홍수터에서 생태적 연결성 회복을 위한 수리분석 및 평가모형 개발

제갈선동,조길제,김창완,Chegal, Sun Dong,Cho, Gil Je,Kim, Chang Wan 응용생태공학회 2016 Ecology and resilient infrastructure Vol.3 No.4

최근 하천복원 사업은 과거 인공적인 부분을 개선하는 범위를 벗어나 격리차단된 구하도까지 복원하는 수준에 이르렀다. 구하도 복원은 하천 제방과 같은 종적 구조물에 의해 차단된 공간의 수리적 연결성 회복이 중요하다. 그러나 하천복원이 적절히 수행되었는지 관한 평가방법이 부족한 상황이기에 본 연구에서는 대상하천에서의 생태적 연결성 평가를 위한 수단을 제공하고자 한다. 이 연구에서 강우에 의한 유역유출 및 하도흐름 해석이 동시에 가능한 1차원 수치모형을 개발하여 청미천 유역에 적용한 바 있다. 특히 이 연구에서 1차원의 홍수추적 결과를 2차원의 공간분포로 변환시키고 시간에 따른 2차원의 수리특성으로부터 서식처적합도까지 산출하여 연결성 회복정도를 평가하는 수치모형을 개발하였으며, 이를 청미천 구하도 복원지역에 적용하였다. 복잡할 뿐만아니라 시간도 많이 소요되는 2차원의 분석을 수행하지 않고서도 1차원 수리특성 결과를 확장해서 2차원 수리특성을 쉽게 구할 수 있도록 한 것이 본 연구의 특징이다. 본 연구의 결과를 이용하면 구간별 대상종별 서식처적합도를 용이하게 산정할 수 있다. River restoration has recently been performed not only for the improvement of the artificial parts in the past but also for the restoration of abandoned river reaches which were blocked and isolated. For the restoration of abandoned river reaches, it is important to recover the hydraulic and ecological connectivity in the isolated space by longitudinal structures like levees. But because the assessment tools to determine whether the river restoration is performed properly are so rare at present, we aim to provide a tool for assessing ecological connectivity in a target river in this study. In the first step, one-dimensional numerical model for rainfall-runoff and channel routing was developed and then applied to the watershed of the Cheongmi Stream. In this step, a numerical model was developed to assess the restoration of connectivity. The model consists of two parts: one part is to convert the results of one-dimensional channel routing into two-dimensional spatial distribution. The other is to calculate the habitat suitability index according to time steps by using two-dimensional hydraulic features. The model was applied to a restoration area of the Cheongmi Stream. The advantage of this study is that two-dimensional hydraulic analysis can be easily obtained from one-dimensional hydraulic analysis without a complex and time-consuming two-dimensional analysis. HHS (Hydraulic Habitat Suitablility) by sections of target reaches and target species can be easily obtained using the results of this study.

사연댐 수위조절 시 반구대암각화의 수리학적 특성에 대한 실험 연구

제갈선동,조홍제,강호선,이승오,Chegal,Sun Dong,Cho,Hong-Je,Kang,Ho Seon,Lee,Seung Oh 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.2

본 연구는 청동기시대에 제작된 것으로 추정되는 반구대암각화의 보존방안으로서 반구대 전면 하도구간의 수위조절을 통한 침수방지안이 적용될 경우 수위변화가 암벽면에 미치는 수리적인 영향을 수리모형실험을 통해 평가하였다. 저수지와 하천의 흐름특성을 고려할 수 있는 수리모형을 1:50 축척으로 제작하고, 수리모형실험 및 수치모의와 함께 암벽면에서의 수리특성의 변화를 분석하기 위한 압력측정을 병행하였다. 연구결과, 사연댐의 수위조절 시 침수시간은 감소하지만 침수를 방지하지는 못하는 것으로 나타났다. 홍수 시 최대유속은 10년~80년 홍수에서 발생하여 홍수량에 비례하지는 않았으며, 반구대암각화 전면에서의 유속증가량은 200년 빈도 시 약 425%, 2년 빈도 시 약 666%로 수위조절 시 홍수기의 암벽면의 훼손이 증가할 가능성이 있으므로, 이에 대한 대안 수립이 필요하다고 판단된다. If water level control will be executed in order to prevent the inundation for preservation of Bangudae petroglyphs, the assessment of hydraulic characteristic on rock sides was carried out with hydraulic model experiments. Hydraulic model was constructed by 1:50 scale to be applicable to flow characteristic of both stream and reservoir. Furthermore, this study was conducted to numerical simulation and pressure measurement on the surface of petroglyphs model at the same time. As results from this study, inundation time was clearly reduced but inundation prevention was barely occurred. Maximum mean velocity at the front of Bangudae petroglyphs was measured from 10 years to 80 years frequency flood event and not proportional to the frequency. Increasement of mean velocity was about 425% for 200 year frequency flood and about 666% for 2 year frequency flood compared to current condition. If water level control would be adjusted, potential damages of Bangudae petroglyphs would be likely to increase in flooding seasons, which should be requested for alternative prevention plan.

Development of grid-based hydraulc model for ecohydraulic connectivity assessment

Kim Chang Wan,Chegal Sun Dong,Cho Gil Jea 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.5

지금까지 추진해 오던 제외지 중심의 하천복원에서 벗어나 최근에는 제내지까지 복원하고자 하는 노력이 시도되고 있다. 이의 일환으로 구하도의 복원이 추진되고 있으나 이로 인한 수리적 연결성 및 생태적 연결성 향상을 정량적으로 평가할 적합한 모형의 개발은 미진한 상태이다. 본 연구에서는 구하도 복원을 통한 생태적 연결성 회복을 평가할 수 있는 격자기반의 수리해석 모형을 개발하였다. 본 모형의 적용성을 검토하기 위하여 노탑리 일원의 청미천 하천복원 사업지를 대상으로 수리생태적 연결성을 평가하였다. 본 모형으로 수리 및 생태적 특성의 시 ․ 공간적 분포를 신속하고 간단하게 해석할 수 있었으며 향후 수리적 생태적 연결성을 평가하는 적절한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다. Beyond river restoration focused on the inside region of main streams up to now, the river restoration including the outside region of streams has been started recently. As a part of this attempt, the restoration of abandoned rivers has been tried, but the development of a suitable model to quantitatively assess the improvement of hydraulic and ecological connectivity is not still satisfying. In this study, a grid - based hydraulic analysis model to evaluate the recovery of ecological connectivity through the restoration of abandoned rivers has been developed. In order to examine the applicability of this model, the ecohydaulic connectivity of the Cheongmi River Project area in Notap region was evaluated. This model can promptly and simply analyze the temporal and spatial distribution of the hydraulic and ecological characteristics, and it can be used as a appropriate tool to assess the hydraulic and ecological connectivity in the future.

수리생태적 연결성 평가를 위한 격자기반 수리해석 모형 개발

김창완,제갈선동,조길제,Kim, Chang Wan,Chegal, Sun Dong,Cho, Gil Jea 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.5

Beyond river restoration focused on the inside region of main streams up to now, the river restoration including the outside region of streams has been started recently. As a part of this attempt, the restoration of abandoned rivers has been tried, but the development of a suitable model to quantitatively assess the improvement of hydraulic and ecological connectivity is not still satisfying. In this study, a grid - based hydraulic analysis model to evaluate the recovery of ecological connectivity through the restoration of abandoned rivers has been developed. In order to examine the applicability of this model, the ecohydaulic connectivity of the Cheongmi River Project area in Notap region was evaluated. This model can promptly and simply analyze the temporal and spatial distribution of the hydraulic and ecological characteristics, and it can be used as a appropriate tool to assess the hydraulic and ecological connectivity in the future. 지금까지 추진해 오던 제외지 중심의 하천복원에서 벗어나 최근에는 제내지까지 복원하고자 하는 노력이 시도되고 있다. 이의 일환으로 구하도의 복원이 추진되고 있으나 이로 인한 수리적 연결성 및 생태적 연결성 향상을 정량적으로 평가할 적합한 모형의 개발은 미진한 상태이다. 본 연구에서는 구하도 복원을 통한 생태적 연결성 회복을 평가할 수 있는 격자기반의 수리해석 모형을 개발하였다. 본 모형의 적용성을 검토하기 위하여 노탑리 일원의 청미천 하천복원 사업지를 대상으로 수리생태적 연결성을 평가하였다. 본 모형으로 수리 및 생태적 특성의 시 공간적 분포를 신속하고 간단하게 해석할 수 있었으며 향후 수리적 생태적 연결성을 평가하는 적절한 도구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

하천시설 정보관리 표준화 방안제시 및 활용에 관한 연구

김광기 ( Kim Kwang-ki ),제갈선동 ( Chegal Sun-dong ),권동식 ( Kwon Dong-sik ),김동현 ( Kim Dong-hyeon ),이승오 ( Lee Seung-o ) 한국구조물진단유지관리공학회 2021 한국구조물진단유지관리공학회 학술발표대회 논문집 Vol.25 No.2

국가 주요 기반시설을 생애주기 관점에서 관리하고 소요재원의 확보근거를 마련하고자「지속가능한 기반시설 관리 기본법」이 2020년 시행되고 있으며, 관련법에 의거하여 15종의 인프라 기반시설에 대한 인프라 총조사사업(국토안전관리원)이 수행중에 있다. 본 연구에서는 기반시설중 하천시설에 대한 특성, 데이터 구축의 한계를 조사후 정보관리 표준화 방법 및 구축된 데이터에 대한 활용방안을 제안하고자 한다.

하천의 차단된 공간에서 생태적 연결성 회복을 위한 수리수문학적 분석모형 개발

이진우,제갈선동,김창완,Lee, Jin Woo,Chegal, Sun dong,Kim, Chang Wan 응용생태공학회 2016 Ecology and resilient infrastructure Vol.3 No.1

최근 하천복원 사업은 하천의 이수 및 치수 기능과 함께 생태적 기능을 고려한 방향으로 진행되고 있다. 생태적 건강성과 다양성이 증대된 하천으로의 복원을 위해서는 하천 내 제방과 같은 종적구조물로 의해 차단된 공간에서의 수리수문 연결성 회복이 중요하다. 본 연구에서는 차단된 공간에서의 생태적 연결성 분석에 필요한 수리수문자료의 제공을 위한 첫번째 단계로써 강우에 의한 유역유출 및 하도흐름 해석이 동시에 가능한 1차원 수치모형을 개발하였고, 이를 청미천 유역에 적용하였다. 수치해석 결과는 실측 자료 및 타 모형의 수치해석 결과와 비교하였고, 그 결과 잘 일치함을 알 수 있었다. 본 연구의 결과는 생태적 변화를 예측할 수 있는 자료의 제공을 위해 장기적인 수리수문분석이 가능하도록 보완될 예정이다. River restoration has recently progressed in consideration of ecological functions along with flood controls and conservation. For river restorations that consider ecological health and diversity, it is important to contemplate the recovery of hydraulic and hydrologic connectivity in isolated spaces by longitudinal structures. In this study, as a first step for the provision of hydraulic and hydrologic data, which is necessary for the ecological connection analysis in isolated spaces, we developed a one-dimensional numerical model for rainfall runoff and channel routing and applied it to the Cheongmi watershed. The developed numerical model can simulate hydraulic and hydrologic analysis at the same time using the rainfall data. Numerical results were compared with observed data and other numerical results. As a result, a very reasonable agreement is observed. The results of this study will be improved so that the long-term hydrologic and hydraulic analysis is possible to predict ecological change.