생태하천 복원을 위한 생태공학적 접근에 관한 연구 : 매노천 생태하천 및 배후습지 복원 사례를 중심으로 A Study on Ecological Engineering Approach for Ecological Stream Restoration : Focusing on the Cases of Ecological Stream and Backswamp Restoration in Maenocheon원문보기
생태하천의 복원은 종합적인 계획 및 복원시공으로 하천 스스로 생태적 다양성과 건강성을 확보할 수 있는 복원이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 무늬만 생태하천인 체 치수적 정비와 친수적 활용이 우선이었고, 하천의 생태적 구조와 관계없이 장치형식의 수질개선이 가미된 하천복원이 시행되었다. 그 결과 생물과 생태계에 대한 배려는 미흡하여 생물의 다양성이 감소하고, 지속적인 생태적 수질정화의 효율이 보장되지 못해 생태 건강성이 악화되는 사례도 나타났다. 본 연구는 생태계를 배려한 생태공학적 접근방식과 패러다임이 바뀌기 전 일반적 조성방식으로 시행된 생태하천 복원지구를 연구대상으로 하였다. 연구 목적은 생태공학적 접근방식의 적용으로 진정한 생태하천 복원이 시행될 수 있도록 하기 위함이다. 연구 방법은 ...
생태하천의 복원은 종합적인 계획 및 복원시공으로 하천 스스로 생태적 다양성과 건강성을 확보할 수 있는 복원이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 무늬만 생태하천인 체 치수적 정비와 친수적 활용이 우선이었고, 하천의 생태적 구조와 관계없이 장치형식의 수질개선이 가미된 하천복원이 시행되었다. 그 결과 생물과 생태계에 대한 배려는 미흡하여 생물의 다양성이 감소하고, 지속적인 생태적 수질정화의 효율이 보장되지 못해 생태 건강성이 악화되는 사례도 나타났다. 본 연구는 생태계를 배려한 생태공학적 접근방식과 패러다임이 바뀌기 전 일반적 조성방식으로 시행된 생태하천 복원지구를 연구대상으로 하였다. 연구 목적은 생태공학적 접근방식의 적용으로 진정한 생태하천 복원이 시행될 수 있도록 하기 위함이다. 연구 방법은 식생, 어류, 양서·파충류, 포유류, 조류 등의 생물상과 BOD, T-N, T-P 등 수질 항목을 각기 고찰하고 평가하였다. 또한 생태하천 복원 절차상 시공시 순응관리 기법의 도입과 계획ㆍ설계ㆍ시공ㆍ유지관리 과정 등을 복합적으로 검토하고 그 결과를 평가하였다. 생태공학적 접근방식에 의해 시행한 사례로써 매노천은 생태습지, zigzag형 어도, 산발식어도ㆍ여울(sustainable structured fish-way)을 대상하천 특성에 맞게 창출하고 설계하여 생태 서식처를 복원하였다. 습지와 어도가 연계되어 서식처를 형성하며 목표종인 돌마자(Microphysogobio yaluensis)를 비롯한 어류가 복원되었다. 먹이자원인 어류가 풍부해져 천연기념물 수달(Lutra lutra lutra)의 활동영역이 확장되는 복원의 효과를 확인하였다. 생태적 수질정화를 위한 배후습지를 통해 맑은 물 지표종이 서식할 수 있는 수질정화 효율이 달성되었다. 특히 배후습지는 면적 1,796 ㎡, 용량 1,500 ㎥ 규모의 현지 맞춤형 생태적수질정화비오톱(Sustainable Structured wetland Biotop : SSB)을 적용, 설계하고 조성하였다. 생태습지는 스스로 자연형성 과정을 통해 생태하천 목표를 달성하였다. 그 결과 신기술 및 특허의 정화 효율을 달성할 수 있었고, 자기설계 방식(self- design)을 적용하여 BOD 57.3%, T-N 42.8%, T-P 76.2%의 수질개선 효과를 나타내었다. 시설물은 홍수위 안정성을 확보하였고, 홍수기 3년이 경과된 후에도 안정성이 확인되었다. 친수적 활용은 주변 학교, 지역주민 등이 자연학습 및 생태교육장으로 활용하고 있다. 복원의 시행은 환경변화를 반영하여 능동적으로 대처하는 순응관리 기법이 구현될 수 있도록 특허(신기술) 개발자가 직접 계획ㆍ설계ㆍ시공ㆍ유지관리를 시행함으로써 복원의 성공률을 높였다. 일반적 조성방식이 적용된 화정천은 주로 친수시설을 조성하여 생태적 특성이 약화되었고, 어류평가지수(FAI)도 B에서 C로 악화되었다. 수질정화 시설은 지하에 설치된 인위적 구조물로 지속적으로 에너지를 투입하여야하는 시설이며, 처리시설의 정화효율은 BOD 75.1%, T-N 28.5%, T-P 67.6%로 나타났다. 그러나 하천구조에 맞게 설계ㆍ시공하는 생태공학적 방식으로 설치한 것이 아니라 별도로 설치한 것이기에 화정천의 하천수질은 복원이전에 비하여 크게 향상되지 않았다. 화정천은 저수로를 직강화하는 등 홍수시 수위 안정성을 확보하였다. 친수적 기능은 전체구간에 친수시설이 조성되어 설치직후는 우수한 것으로 나타났으나, 하천에서 지속적인 이용은 어려울 것으로 판단된다. 본 연구는 생태복원, 수질정화, 치수안정성, 친수ㆍ경관 등 복합적 기능을 지닐 수 있도록 생태공학적 접근방식 사례로써 새로운 생태하천 복원의 시행 방향을 제시하였다. 생태하천 복원은 장소와 지역특성을 고려하여 대상지별 환경특성을 따라 적용하여야 성공할 수 있음을 제시하였다. 자기설계에 의한 복원으로 효율적 유지관리에 도움을 줄 수 있는 설계 방식을 제시하였다. 복원의 시공은 현장에서의 다양한 환경ㆍ생태적 변화 요인들을 반영할 수 있는 순응관리 기법의 도입으로 성공적인 생태복원에 도달한 것을 확인하였다. 복원과정의 행정체계를 계획단계부터 설계ㆍ시공ㆍ유지관리ㆍ모니터링 등을 통합절차로 시행하여 복원에 성공하는 사례를 제시하였다.
주요어: 생태공학, 순응관리
생태하천의 복원은 종합적인 계획 및 복원시공으로 하천 스스로 생태적 다양성과 건강성을 확보할 수 있는 복원이 바람직하다. 그럼에도 불구하고, 무늬만 생태하천인 체 치수적 정비와 친수적 활용이 우선이었고, 하천의 생태적 구조와 관계없이 장치형식의 수질개선이 가미된 하천복원이 시행되었다. 그 결과 생물과 생태계에 대한 배려는 미흡하여 생물의 다양성이 감소하고, 지속적인 생태적 수질정화의 효율이 보장되지 못해 생태 건강성이 악화되는 사례도 나타났다. 본 연구는 생태계를 배려한 생태공학적 접근방식과 패러다임이 바뀌기 전 일반적 조성방식으로 시행된 생태하천 복원지구를 연구대상으로 하였다. 연구 목적은 생태공학적 접근방식의 적용으로 진정한 생태하천 복원이 시행될 수 있도록 하기 위함이다. 연구 방법은 식생, 어류, 양서·파충류, 포유류, 조류 등의 생물상과 BOD, T-N, T-P 등 수질 항목을 각기 고찰하고 평가하였다. 또한 생태하천 복원 절차상 시공시 순응관리 기법의 도입과 계획ㆍ설계ㆍ시공ㆍ유지관리 과정 등을 복합적으로 검토하고 그 결과를 평가하였다. 생태공학적 접근방식에 의해 시행한 사례로써 매노천은 생태습지, zigzag형 어도, 산발식어도ㆍ여울(sustainable structured fish-way)을 대상하천 특성에 맞게 창출하고 설계하여 생태 서식처를 복원하였다. 습지와 어도가 연계되어 서식처를 형성하며 목표종인 돌마자(Microphysogobio yaluensis)를 비롯한 어류가 복원되었다. 먹이자원인 어류가 풍부해져 천연기념물 수달(Lutra lutra lutra)의 활동영역이 확장되는 복원의 효과를 확인하였다. 생태적 수질정화를 위한 배후습지를 통해 맑은 물 지표종이 서식할 수 있는 수질정화 효율이 달성되었다. 특히 배후습지는 면적 1,796 ㎡, 용량 1,500 ㎥ 규모의 현지 맞춤형 생태적수질정화비오톱(Sustainable Structured wetland Biotop : SSB)을 적용, 설계하고 조성하였다. 생태습지는 스스로 자연형성 과정을 통해 생태하천 목표를 달성하였다. 그 결과 신기술 및 특허의 정화 효율을 달성할 수 있었고, 자기설계 방식(self- design)을 적용하여 BOD 57.3%, T-N 42.8%, T-P 76.2%의 수질개선 효과를 나타내었다. 시설물은 홍수위 안정성을 확보하였고, 홍수기 3년이 경과된 후에도 안정성이 확인되었다. 친수적 활용은 주변 학교, 지역주민 등이 자연학습 및 생태교육장으로 활용하고 있다. 복원의 시행은 환경변화를 반영하여 능동적으로 대처하는 순응관리 기법이 구현될 수 있도록 특허(신기술) 개발자가 직접 계획ㆍ설계ㆍ시공ㆍ유지관리를 시행함으로써 복원의 성공률을 높였다. 일반적 조성방식이 적용된 화정천은 주로 친수시설을 조성하여 생태적 특성이 약화되었고, 어류평가지수(FAI)도 B에서 C로 악화되었다. 수질정화 시설은 지하에 설치된 인위적 구조물로 지속적으로 에너지를 투입하여야하는 시설이며, 처리시설의 정화효율은 BOD 75.1%, T-N 28.5%, T-P 67.6%로 나타났다. 그러나 하천구조에 맞게 설계ㆍ시공하는 생태공학적 방식으로 설치한 것이 아니라 별도로 설치한 것이기에 화정천의 하천수질은 복원이전에 비하여 크게 향상되지 않았다. 화정천은 저수로를 직강화하는 등 홍수시 수위 안정성을 확보하였다. 친수적 기능은 전체구간에 친수시설이 조성되어 설치직후는 우수한 것으로 나타났으나, 하천에서 지속적인 이용은 어려울 것으로 판단된다. 본 연구는 생태복원, 수질정화, 치수안정성, 친수ㆍ경관 등 복합적 기능을 지닐 수 있도록 생태공학적 접근방식 사례로써 새로운 생태하천 복원의 시행 방향을 제시하였다. 생태하천 복원은 장소와 지역특성을 고려하여 대상지별 환경특성을 따라 적용하여야 성공할 수 있음을 제시하였다. 자기설계에 의한 복원으로 효율적 유지관리에 도움을 줄 수 있는 설계 방식을 제시하였다. 복원의 시공은 현장에서의 다양한 환경ㆍ생태적 변화 요인들을 반영할 수 있는 순응관리 기법의 도입으로 성공적인 생태복원에 도달한 것을 확인하였다. 복원과정의 행정체계를 계획단계부터 설계ㆍ시공ㆍ유지관리ㆍ모니터링 등을 통합절차로 시행하여 복원에 성공하는 사례를 제시하였다.
Restoration of stream is desirable to restore ecological diversity and health to the stream itself by comprehensive planning and restoration construction. Nevertheless, only the pattern was ecological stream, the dimensional maintenance and the hydrophilic utilization were the priority, and regardle...
Restoration of stream is desirable to restore ecological diversity and health to the stream itself by comprehensive planning and restoration construction. Nevertheless, only the pattern was ecological stream, the dimensional maintenance and the hydrophilic utilization were the priority, and regardless of the ecological structure of the stream, restoration of the stream with improved water quality of the device type was carried out. As a result, there are which the biodiversity is reduced due to insufficient consideration of organism and ecosystem, and there is a case that ecological health deteriorates because the efficiency of continuous ecological water purification is not guaranteed. In this study, the ecological stream restoration area which was implemented by the ecological engineering approach that considers the ecosystem and by the general composition method for the purpose of the hydrophile before the paradigm change was studied. The purpose of the study was to make a genuine ecosystem restoration possible by applying ecological engineering approach. The research methodology respectively was reviewed and evaluated mainly biota such as vegetation, fish, amphibians, reptiles, mammals, avian, and water quality items such as BOD, T-N, T-P. Also, the introduction of adaptive management techniques at the time of construction of ecological stream restoration procedure, and it reviewed complexly the planning, design, construction, maintenance processes and the results were evaluated. Maenocheon as an example of an ecological engineering approach, restored ecological habitat by creating and designing ecological wetlands, zigzag type fish-way, and sporadic fish-way riffle (sustainable structured fish-way) in accordance with stream characteristics. A wetland and an fish-way are connected to form a habitat, fish that including the target species Microphysogobio yaluensis was restored. Due to the abundance of fish that is a food resource, the natural monument, Lutra lutra lutra was confirming the effect of restoration which extended the activity area. Through the backswamp for the ecological water purification, water purification efficiencies that indicator species of clear water can inhabit have been achieved. In particular, the backswamp were applied, designed and constructed a local customized Sustainable Structured wetland Biotop(SSB) with an area of 1,796 ㎡ and a capacity of 1,500 ㎥. Ecological wetlands of Maenocheon have achieved ecological stream goals through the process of natural formation themselves. As a result, the purification efficiency of the new technology and patents can be achieved, and showed improvement effect of water quality of BOD 57.3%, T-N 42.8% and T-P 76.2% by applying a self-design method. The facilities secured the stability of the flood level, and stability was confirmed after three years of flood season. Hydrophilic utilization use nearby schools, and local residents it as a natural learning and ecological education center. The implementation of restoration has improved the success rate of restoration by implementing the plan, design, construction and maintenance directly by the patent(new technology) developer to implement the adaptive management technique actively coping with the environmental change. Hwajeongcheon with the general composition method mainly formed a hydrophilic facility and its ecological characteristics were weakened, and FAI also deteriorated from B to C.. The water purification facility is an artificial structure installed in the basement, and it is a facility that requires continuously energy input, and the purification efficiency of the treatment facilities was 75.1% for BOD, 28.5% for T-N, and 67.6% for T-P. However, the water quality of Hwajeongcheon was not improved much compared with that before the restoration because it was installed not in an ecological engineering way that was designed and constructed to match the stream structure. Hwajeongcheon has stabilized the water level in the flood by straightening the low channel. The hydrophilic function was found to be excellent immediately after installation because the hydrophilic facility was built in the whole section, but continuous use in streams seems to be difficult. This study suggested, the implementation direction of the new ecological stream restoration that a case of ecological engineering approach to have multiple functions such as ecological restoration, water purification, dimensional stability, hydrophilicㆍlandscape, etc. Ecological stream restoration can be accomplished by applying environmental characteristics according to site and local characteristics. The design method which can help efficient maintenance by restoration by self - design is proposed. The construction of restoration has confirmed successful ecological restoration by adopting adaptive management technique which can reflect various environmental and ecological change factors in the field. The case of restoration succeeded according to the integration procedure by planning stage to design, construction, maintenance, monitoring, etc.
Restoration of stream is desirable to restore ecological diversity and health to the stream itself by comprehensive planning and restoration construction. Nevertheless, only the pattern was ecological stream, the dimensional maintenance and the hydrophilic utilization were the priority, and regardless of the ecological structure of the stream, restoration of the stream with improved water quality of the device type was carried out. As a result, there are which the biodiversity is reduced due to insufficient consideration of organism and ecosystem, and there is a case that ecological health deteriorates because the efficiency of continuous ecological water purification is not guaranteed. In this study, the ecological stream restoration area which was implemented by the ecological engineering approach that considers the ecosystem and by the general composition method for the purpose of the hydrophile before the paradigm change was studied. The purpose of the study was to make a genuine ecosystem restoration possible by applying ecological engineering approach. The research methodology respectively was reviewed and evaluated mainly biota such as vegetation, fish, amphibians, reptiles, mammals, avian, and water quality items such as BOD, T-N, T-P. Also, the introduction of adaptive management techniques at the time of construction of ecological stream restoration procedure, and it reviewed complexly the planning, design, construction, maintenance processes and the results were evaluated. Maenocheon as an example of an ecological engineering approach, restored ecological habitat by creating and designing ecological wetlands, zigzag type fish-way, and sporadic fish-way riffle (sustainable structured fish-way) in accordance with stream characteristics. A wetland and an fish-way are connected to form a habitat, fish that including the target species Microphysogobio yaluensis was restored. Due to the abundance of fish that is a food resource, the natural monument, Lutra lutra lutra was confirming the effect of restoration which extended the activity area. Through the backswamp for the ecological water purification, water purification efficiencies that indicator species of clear water can inhabit have been achieved. In particular, the backswamp were applied, designed and constructed a local customized Sustainable Structured wetland Biotop(SSB) with an area of 1,796 ㎡ and a capacity of 1,500 ㎥. Ecological wetlands of Maenocheon have achieved ecological stream goals through the process of natural formation themselves. As a result, the purification efficiency of the new technology and patents can be achieved, and showed improvement effect of water quality of BOD 57.3%, T-N 42.8% and T-P 76.2% by applying a self-design method. The facilities secured the stability of the flood level, and stability was confirmed after three years of flood season. Hydrophilic utilization use nearby schools, and local residents it as a natural learning and ecological education center. The implementation of restoration has improved the success rate of restoration by implementing the plan, design, construction and maintenance directly by the patent(new technology) developer to implement the adaptive management technique actively coping with the environmental change. Hwajeongcheon with the general composition method mainly formed a hydrophilic facility and its ecological characteristics were weakened, and FAI also deteriorated from B to C.. The water purification facility is an artificial structure installed in the basement, and it is a facility that requires continuously energy input, and the purification efficiency of the treatment facilities was 75.1% for BOD, 28.5% for T-N, and 67.6% for T-P. However, the water quality of Hwajeongcheon was not improved much compared with that before the restoration because it was installed not in an ecological engineering way that was designed and constructed to match the stream structure. Hwajeongcheon has stabilized the water level in the flood by straightening the low channel. The hydrophilic function was found to be excellent immediately after installation because the hydrophilic facility was built in the whole section, but continuous use in streams seems to be difficult. This study suggested, the implementation direction of the new ecological stream restoration that a case of ecological engineering approach to have multiple functions such as ecological restoration, water purification, dimensional stability, hydrophilicㆍlandscape, etc. Ecological stream restoration can be accomplished by applying environmental characteristics according to site and local characteristics. The design method which can help efficient maintenance by restoration by self - design is proposed. The construction of restoration has confirmed successful ecological restoration by adopting adaptive management technique which can reflect various environmental and ecological change factors in the field. The case of restoration succeeded according to the integration procedure by planning stage to design, construction, maintenance, monitoring, etc.
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