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천변저류지 조성에 따른 효과분석 : (1) 홍수조절 및 생태적인 효과
Effectiveness Analysis of Constructed Washland : (1) Flood Control and Ecological Effect 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, B. 수공학, 해안 및 항만공학, 환경 및 생태공학, v.30 no.1B, 2010년, pp.13 - 21  

곽재원 (인하대학교 사회기반시스템공학부 토목공학과) ,  김재근 (서울대학교 사범대학 생물교육과) ,  김형수 (인하대학교 사회기반시스템공학부 토목공학과) ,  유병국 (시립인천전문대학 e-비즈니스과)

초록
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최근에 들어서 홍수조절과 생태적 기능을 모두 만족시키는 방안으로서 천변저류지에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 경상남도 창녕군의 토평천 유역을 대상으로 하여 우포늪의 상류 및 중하류에 분포하는 천변저류지를 조성하였을 경우 천변저류지로 인한 홍수조절 효과와 생태적인 효과를 검토하였다. 연구 결과 천변저류지로 인하여 홍수 조절 및 생물다양성 증진 효과가 있는 것으로 나타났으나, 여러 천변저류지의 형식이나 조합에 따라서 효과는 상이하게 나타났다. 따라서, 천변저류지를 설치할 경우 단순 홍수조절 효과만을 고려하여 평가하기 보다는 다양한 효과 분석을 통해 천변저류지를 조성하여야 할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In recent, we have a growing interest in the washland construction as a measure of flood control and as a wetland with ecological function in the river. This study performed the flood control analysis and investigated the ecological effect for washland construction plan in Topyoung-cheon basin in Ch...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 우포늪 주변에 천변저류지를 조성할 경우 홍수기에는 홍수조절목적으로 이용하고 비홍수기때는 생태적 측면에서 우포늪과 연계하여 습지로서의 역할을 예상해보고자 한다. 다음 절에서는 천변저류지 조성을 가정하고 이들을 습지의 목적으로 이용할 경우 천변저류지가 생태적인 측면에서 어떠한 효과를 가져다 줄 것인지를 분석하고자 한다.
  • 대상 지역인 토평천 유역에 대해서 홍수위 저감효과를 분석하기 위하여 홍수량을 산정하였다. 이를 위해서 창녕 관측소의 강우자료를 이용하여 확률강우량(Gumbel 분포)을 산정하였으며, 유효우량은 표준강우-유출관계곡선법의 가장 대표 적인 방법인 미국 자연자원보호국(Natural Resources Conservation Service, NRCS)의 유출곡선지수(Curve Number, CN)에의한 유효우량 산정법이 비교적 객관적이라 판단하여 사용하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 우포늪 주변에 천변저류지를 조성할 경우 홍수기에는 홍수조절목적으로 이용하고 비홍수기때는 생태적 측면에서 우포늪과 연계하여 습지로서의 역할을 예상해보고자 한다. 다음 절에서는 천변저류지 조성을 가정하고 이들을 습지의 목적으로 이용할 경우 천변저류지가 생태적인 측면에서 어떠한 효과를 가져다 줄 것인지를 분석하고자 한다.
  • 지금까지 천변저류지에 대한 연구는 홍수위 저감 등의 효과만을 다루고 있으며 천변저류지 설치에 따른 여러 가지 효과를 다루는 연구는 아직 미흡한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 천변저류지의 조성에 따른 홍수 조절효과와 생태적 효과 등을 동시에 분석해 천변저류지를 설치함으로서 발생하는 효과를 다각적으로 살펴보고자 한다. 천변저류지에 의한 홍수조절효과분석은 HEC-RAS를 이용하여 홍수위 및 홍수량 조절 효과를 분석하였으며, 홍수 범람 분석을 통하여 침수저감 효과를 검토하였다.
  • 천변저류지 조성에 따른 홍수 조절 효과를 분석하기 위하여, 홍수위 저감효과와 더불어 홍수량 분담 효과를 분석하였다. 여기에 홍수위 저감과 홍수량 분담이 토평천 유역에 어떠한 영향을 주는지 파악하고, 천변저류지를 조성하였을 때 어느 정도의 침수피해를 방지하는지 검토하기 위하여 홍수 침수 저감효과를 분석하였다. 분석을 위하여, 해당 지역의 수치지형도를 이용하여 DEM을 생성한 후 모의한 각 지점별 홍수위와 GIS 소프트웨어인 Arcview 3.

가설 설정

  • 토평천 유역에서도 각각의 공간적인 특성을 살려 여러 개의 천변저류지 지구로 나누어 조성하는 것이 타당한 방법으로 판단된다. 또한, 천변저류지의 조성 규모에 따른 효과를 살펴보기 위하여 각각의 천변저류지 조성 조건을 Table 1과 같이 Case 별로 가정하였으며 위치는 Fig. 2와같이 나타내었다. 이와 같은 조성 시나리오는 김덕길 등(2008)의 연구를 토대로 하였는데 이는 여러 차례의 현장답사와 전문가 및 현지 활동가들의 의견을 토대로 작성된 시나리오이다.
  • Storage Area를 구축하는데 필요한 고도별(높이별) 누가체적은 홍수시의 저류효과를 명확하게 반영하기 위하여 토평천 유역의 DEM을 이용하여 홍수저류시의 체적에 대하여 산정하였으며, 그 결과를 Table 2에 나타내었다. 조성된 천변저류지와 토평천을 연결하는 방식은 HEC-RAS 모형 내에서는 비가동식 수문으로 가정하였다. 수문의 폭과 높이는 천변저류지의 효율을 결정하는 핵심적인 요소이므로 삽교천 유역 종합치수계획(건설교통부, 2005a)에서 제시한 90 m를 기준으로 시행착오법을 이용하여 100 m의 폭이 가장 적합한 것으로 산정하였으며, 수문의 높이 역시 동일한 방법을 이용하여 천변저류지별로 16.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토평천의 우포늪 주변 유역을 대상으로, 천변저류지의 조성에 따른 홍수 조절 효과를 검토한 결과는? 1. 천변저류지를 조성할 경우 천변저류지에 의한 홍수 조절 효과가 나타나는 것으로 분석되었다. 그러나, 홍수위 저감 효과, 홍수량 배분효과, 침수 저감효과 모두 동일한 양상을 보이지 않았다. 연구결과에 따르면, 우포늪과 같이 수심에 비하여 수표면적이 넓은 경우에는 홍수위 저감효과와 홍수량 배분효과에 차이가 발생할 수 있다. 따라서, 천변저류지는 수심에 비하여 수표면적이 넓은 경우가 많으므로 단순 홍수위 저감을 이용하여 홍수 조절효과를 평가 하기보다 다각적인 홍수조절 효과를 통하여 평가하는 것이 더 합리적으로 판단된다.
홍수 유출량을 무조건적으로 하천으로 유출시키는 대안은, 어떤 문제를 야기하는가? 지금까지 하천 재해관련 치수대책에서는 제방의 증축, 홍수터 정비 등의 1차원적인 정비를 통하여 하도의 통수능을 확보해 유역에서 발생한 홍수량을 최대한 빨리 하천의 하류로 유출시키는 방법을 사용하였다. 그러나 홍수 유출량을 무조건적으로 하천으로 유출시키는 대안은 하도에 큰 부담으로 작용하며, 하천 주변의 토지이용 변화, 도시화와 인구집중 등의 요인으로 인하여 홍수 피해의 잠재위험성을 증가시 키고 있다. 따라서 유역종합치수계획에서는 홍수량을 유역 내에서 분담시키는 대안들을 통해 홍수량을 저감시켜 하도의 부담을 덜어주는 계획을 수립하고 있다.
홍수와 관련하여 우포늪의 지형적 특징은? 6 km 상류 지점 효정중보 직하)까지 역류한다. 우포늪은 낙동 강변의 배후습지로서 홍수 시에는 토평천에서 유입되는 강우 유출수와 낙동강에서 역류되는 홍수로 인하여 여름철 우기에는 수위가 약 2~3 m 상승하는 지형적 조건을 가지고 있다. 우포의 수위가 높아질 때에는 제방에 의해 늪 주변의 침수가 방지되고 있다.
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참고문헌 (18)

  1. 건설교통부(2005a) 천변저류지 기본계획 수립에 관한 연구, pp.54-194. 

  2. 건설교통부(2005b) 삽교천 유역종합치수계획, pp. 80-234. 

  3. 건설교통부(2005c) 하천설계기준, pp. 30-89. 

  4. 건설교통부(2005d) 토평천 하천정비 기본계획, pp. 34-178. 

  5. 건설교통부(2007) 우포늪의 생태치수기능 개선방안연구, pp. 23-89. 

  6. 김덕길, 경민수, 김형수, 김상단, 김재근(2007a) 생태형 천변저류지 조성을 위한 수문분석, 2007년 한국습지학회 학술발표회논문집, 한국습지학회, pp. 177-182. 

  7. 김덕길, 경민수, 김상단, 김형수(2007b) 천변저류지 조성에 따른 홍수위저감효과 분석, 2007년 대한토목학회 학술발표회 논문집, 대한토목학회, pp. 2660-2663. 

  8. 김덕길, 경민수, 김상단, 김형수(2008) 천변저류지 조성에 따른 수리.수문분석, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제41권, 제5호, pp. 483-489. 

  9. 김형수, 경민수, 김상단, 박창근, 김보경, 이건행, 안경수(2005) 천변저류지 개념과 분석방안, 2005년 한국습지학회 학술발표회 논문집, 한국습지학회, pp. 83-88. 

  10. 김형수, 경민수, 김상단, 이건행(2006) 천변저류지 조성 및 활용방안, 2006 한국수자원학회 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 331-335. 

  11. 박창근, 박재현, 이종진(2007) 천변저류지를 활용한 화포천 유역에서의 홍수조절 능력에 관한 연구, 2007 한국수자원학회학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 331-335. 

  12. 안태진, 강인웅, 백천우(2007) 천변저류지의 최적 규모 및 위치 선정을 위한 의사결정모형의 기본 알고리즘 제안, 대한토목학회 2007년도 정기학술대회 논문집, pp. 대한토목학회, pp.3371-3375. 

  13. 안태진, 강인웅, 백천우(2008) 수문학적 홍수저감효과 기반의 천변저류지 최적 위치 선정을 위한 의사결정 모형의 개발, 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, 제41권, 제7호, pp.725-735 

  14. 전경수, 김 원, 윤병만(2006) 천변저류지 홍수조절 효과의 불확실성 분석, 2006년 대한토목학회 학술발표회 논문집, 대한토목학회, pp. 267-270. 

  15. Faulkner, D. and Wass, P. (2005) FLOOD ESTIMATION BY CONTINUOUS SIMULATION IN THE DON CATCHMENT, SOUTH YORKSHIRE, UK, Water and Environment Journal, ASCE, Vol. 19, No. 2, pp. 78-84. 

  16. Said, Ahmed. Ross, Mark. Trout, Ken. Zhand, Jing (2007) SIMULATION OF SURFACE WATER FOR UN-GAUGED AREAS WITH STORAGE-ATTENUATION WETLANDS. Journal of the American Water Resources Association, ASCE, Vol. 43, No. 2, pp. 546-556. 

  17. Meyerhoff, Jurgen, Dehnhardt, Alexandra (2009) The European water framework directive and economic valuation of wetlands: the restoration of floodplains along the river elbe. European Environment, ERP Environment, Vol. 17, No. 1, pp. 18- 36 

  18. Ma, Zhijun. Li, Bo. Li, Wenjun. Han, Nianyong. Chen, Jiakuan. Watkinson, R. Andrew (2009) Conicts between biodiversity conservation and development in a biosphere reserve. Journal of Applied Ecology, British Ecological Society, Vol. 46, No. 3, pp. 527-535. 

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