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댐 하류 하천에서 발전방류로 인한 어류 물리서식처 변화 수치모의
Numerical Investigations of Physical Habitat Changes for Fish induced by the Hydropeaking in the Downstream River of Dam 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.2B, 2010년, pp.211 - 217  

강형식 (한국환경경정책.평가연구원 환경전략연구본부 물순환연구실) ,  임동균 (한국건설기술연구원 수자원.환경연구본부 하천.해안.항만연구실) ,  김규호 (한국건설기술연구원 수자원.환경연구본부 하천.해안.항만연구실)

초록
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본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 댐 발전방류로 인한 어류 물리 서식처의 변화를 분석하였다. 이를 위해 River2D 모형을 이용하였으며, 대상 어종은 피라미를 선정하였다. 먼저 구축된 모형의 검증을 위하여 계산된 수위를 기존의 현장 측정 데이터와 비교하였으며 잘 일치함을 보였다. 한편, 피라미의 성장 단계별 가중가용면적 및 유량 별 복합서식처적합도 분포도를 계산하여 비교하였다. 그 결과, 댐 하류 만곡부 부근에서 피라미 서식처가 가장 좋은 것으로 나타났으며, 약 9 $m^3/s$의 유량일 때 성어기 피라미의 가중가용면적이 최대의 값을 이루는 것으로 예측되었다. 또한 일주일 간의 발전 방류량 및 갈수량 조건에 대한 계산 결과, 일주일 평균 발전 방류량이 갈수량에 비해 약 39% 더 큰 것으로 나타났지만 계산된 가중가용면적은 약 60-100% 작은 것으로 예측되었다. 즉, 발전 방류로 인해 하류단 서식처의 면적이 크게 감소되는 것을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents numerical investigations of the physical habitat changes induced by the hydropeaking in the downstream river of dam. For the two-dimensional ecohydraulic simulations, River2D model is used. Pirami (Zacco platypus) is selected as the target fish for investigating the impact of the...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 수치모의를 이용하여 댐 발전방류에 의한 어류의 물리적 서식처 변화를 분석하였다. 이를 위하여 River2D 모형을 이용하였고, 피라미를 대상어종으로 선정하여 기존에 제시된 피라미의 서식처 적합도 지수를 적용하였다.
  • 본 연구의 목적은 댐 발전방류가 하류 하천에서의 어류 서식처에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 이를 위하여 2차원 수치모형인 River2D 모형을 이용하여 일주일 간의 발전방류량을 경계조건으로 하여 수치모의 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수치모의를 이용하여 댐 발전방류에 의한 어류의 물리적 서식처 변화를 분석하기 위해 River2D 모형을 이용해 피라미를 대상어종으로 선정하여 기존에 제시된 피라미의 서식처 적합도 지수를 적용한 결과는? 1. 구축된 2차원 모형을 이용하여 유량 별 수위를 계산하고 기존의 현장 측정 데이터와 비교한 결과 본 모형이 대상 구간의 흐름을 잘 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 그러나 이는 37 m3/s 이상의 유량과 비교한 것이므로, 향후 좀 더 작은 유량과의 비교가 필요할 것으로 보인다. 2. 유량별 가중가용면적을 계산한 결과, 성어기 피라미에게 가장 적합한 유량은 약 9 m3/s이고, 성장기 및 산란기 피라미는 각각 4 m3/s와 2 m3/s인 것으로 나타났다. 또한 댐하류 만곡부 구간에서 서식처 적합도 지수가 가장 높은 것으로 확인되었다. 3. 시간별 자연유량 및 발전방류량에 의한 가중가용면적을 계산한 결과, 발전방류 시 가중가용면적이 급격히 증가되었다가 다시 감소하여 일정해 지는 것으로 나타났다. 또한 일주일 평균 발전방류량이 갈수량 보다 더 크지만, 계산된 가중가용면적은 약 60-100% 정도 더 작은 것으로 나타났다. 따라서 댐 발전방류가 피라미 서식처 면적을 크게 감소시키고 있음을 확인할 수 있다. 따라서 이러한 댐 발전 방류로 인해 발생되는 생태 환경의 문제는 댐 발전방류량의 조작을 통해 댐 하류 하천의 어류 서식처 환경을 향상시키거나 댐 하류에 조정지댐을 건설하여 최적의 유량을 지속적으로 방류 및 조절하는 것이 대안이 될 수 있을 것으로 보인다. 4. 본 연구는 향후 다양한 발전방류 조건에 대한 수치모의를 통하여 댐 하류 하천의 생물 서식 환경을 향상 시킬 수 있는 방류 조건을 제시할 수 있을 것으로 보인다. 이를 위해서는 보다 정확한 예측을 수행할 필요가 있으며, 이에 가장 큰 영향을 미치는 것이 서식처 적합도 지수이다. 따라서 향후 보다 정확한 서식처 분석을 수행하기 위해서는 지속적인 모니터링을 통하여 각 어종 별 서식처 적합도 지수를 보완하는 연구가 필요할 것으로 보인다.
하천은 인간 및 동식물에게 무엇을 공급해 주는가? 하천은 인간 및 동식물에게 필요한 용수 및 에너지원을 공급해주고, 이동을 위한 통로의 수단으로 활용된다. 특히 하천은 살아있는 유기체와 같아 하천에 가해진 인위적인 물리적 활동에 의해 변화된 하천 형태는 다시 하천 모습을 변화 시키는 원인이 된다.
하천 흐름 변화를 주는 것은? 특히 하천은 살아있는 유기체와 같아 하천에 가해진 인위적인 물리적 활동에 의해 변화된 하천 형태는 다시 하천 모습을 변화 시키는 원인이 된다. 예를 들어 하천 준설 및 보나 댐과 같은 수공 구조물의 설치는 하천 흐름 변화를 가져오고, 이는 또 다른 하천 단면 및 하상변화를 초래하게 된다. 특히, 보 나 댐과 같은 구조물의 설치는 하천 상, 하류간의 유량을 변화 시키고 생태학적 단절을 초래할 수 있어 생물 서식처에 악영향을 미칠 가능성이 크며, 이로 인해 새로운 생태계가 형성되고, 기존 우점종의 개체수가 감소되어, 변화된 환경에 적합한 새로운 어종이 우점종이 될 수 있다.
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참고문헌 (19)

  1. 건설교통부(1995) 달천 하천정비기본계획보고서(준용하천), 건설교통부. 

  2. 건설교통부(1996) 달천 하천정비기본계획보고서(보완), 건설교통부. 

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  4. 과학기술부(2007) 21세기 프론티어연구개발사업-수자원의 지속적 확보기술개발 사업, 지표수 조사 시스템 적용. 

  5. 김규호(1999) 하천 어류 서식 환경의 평가와 최적유량 산정. 박사학위논문, 연세대학교. 

  6. 김지성, 이찬주, 김 원(2007) 실측 수위에 의한 자갈하천의 조도계수 산정, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제40권 제10호, pp. 755-768. 

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  9. Bovee, K.D. (1982) A guide to stream habitat analysis using the instream flow incremental methodology. Instream Flow Information Paper No. 12, U.S. Fish and Wildlife Service, Office of Biological Services, FWS/OBS-82/26, Fort Collins, Colorado. 

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  19. Looy, K.V., Jochems, H., Vanacker, S., and Lommelen, E. (2007) Hydropeaking impact on a riparian ground beetle community. River Research and Applications, Vol. 23, pp. 223-233. 

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