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[국내논문] 홍수에 의한 하도변형을 고려한 물리서식처 모의
Physical Habitat Simulation Considering Stream Morphology Change due to Flood 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.34 no.3, 2014년, pp.805 - 812  

이성진 (연세대학교 대학원 토목환경공학과) ,  김승기 (연세대학교 대학원 토목환경공학과) ,  최성욱 (연세대학교 공과대학 토목환경공학과)

초록
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본 연구에서는 하상변동의 고려가 물리서식처 모의에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 수리 및 이동상 계산은 CCHE2D 모형을 이용하였으며 서식처 적합도 곡선을 사용하여 서식처 평가를 실시하였다. 적용구간은 달천 유역 괴산댐 하류 수전교에서 대수보까지 약 2.5km 구간이며, 2006년 7월 홍수기 시 실측된 유량 및 수위자료를 이용하여 이동상 모의를 수행하였다. 수치모형의 검증은 실측된 수위와의 비교를 통해 수행되었으며 하상변동의 검증은 실시 하지 않았다. 물리서식처 분석은 우점종인 성어기 피라미를 대상으로 실시하였다. 고정상과 이동상 조건에서 각각 갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량의 유랑조건에 대한 복합서식처 적합도 지수 분포를 모의하고 가중가용면적을 산정하였다. 모의 결과, 이동상 조건에서 모의구간의 상류 및 만곡부에서 복합 서식처 적합도지수가 상승하는 결과를 확인하였다. 또한 가중가용면적은 이동상 고려 시 5.4~11.3%정도 증가하는 것을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study investigates the impact of morphological change on the physical habitat simulation. For this, CCHE2D model is used for the hydraulic analysis including the morphological change, and the physical habitat suitability is assessed with habitat suitability curves. The model is applied to a 2.5...

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문제 정의

  • 국내의 경우 기존 연구들은 물리서식처 모의 시 고정상 흐름분석에 대한 연구가 진행되어 왔으며 이동상을 고려한 물리서식처 분석에 대한 연구는 아직 미미한 상황이다. 본 연구의 목적은 홍수에 의한 하도변형이 어류 물리서식처에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 이를 위하여 괴산댐 하류 달천 구간에서의 홍수 후의 하상변동을 모의하고 어류 물리서식처 변화를 예측하였다.
  • MLTMA (2009)의 자료에 의하면 본 연구의 대상구간인 달천의 분포도는 피라미(Zacco platypus) 27%, 갈겨니(Zacco temminckii) 15%, 쉬리(Coreoleuciscus splendidus) 15%, 그리고 왜매치(Abbottina springeri) 11% 등으로 분포하고 있으며, 우점종은 피라미로 확인되었다. 따라서 본 연구에서는 대상 하천에 우점하고 있는 피라미를 대상으로 물리서식처 분석을 실시하였다.
  • 본 연구에서는 이동상을 고려한 수리계산이 하천의 물리서식처 분석에 미치는 영향을 검토하였다. 이를 위해 수리계산은 수심적분 2차원 지배방정식에 근거한 CCHE2D 모형을 이용하였고, 서식처 적합도 곡선을 이용하여 서식처 적합도 지수를 산정하였다.

가설 설정

  • 상류 괴산댐의 영향으로 유입유사량은 없다고 가정하였다. 하상 재료의 분포는 일반적인 자갈하천의 양상을 보인다.
  • 수위 실측은 5분 간격으로 연속 수위 측정이 가능한 기포식 수위계를 이용하여 측정되었다(Lee et al, 2008). 실측 수위는 단면에서 일정하다고 가정하여 만곡부에서 편수위 발생은 무시하였다. 37m3/s의 경우, 상류로부터 수위는 거의 일정하게 유지되고 만곡지점 이후에 급격히 감소되며, 다시 하류단 방향으로 서서히 감소되는 것으로 나타났다.
  • 2와 같이 KICT (2007)에서 제시한 2006년 7월 11일부터 7월 19일까지 총 8일 8시간의 홍수기에 실제 실측 수문사상을 적용하였다. 또한, 상류 괴산댐의 영향으로 상류단 경계를 통해서 유입하는 유사량은 없는 것으로 가정하였으며, 수치모의에서 적용된 유사이동 공식은 Wu et al. (2000)의 공식이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
물리서식처는 무엇인가? 하천에서의 물리서식처 모의는 흐름모의를 통해 수리학적 특성을 계산하고 서식처 적합도 지수와 결합하여 어류의 물리적 서식처의 적합도를 예측하는 것이다. 여기서 물리서식처는 유량에 따른 수심, 유속 및 하상재료 등의 수리학적 특성을 의미한다(Maddock, 1999). 따라서 물리서식처 모의를 통하여 유량의 변화에 따른 어류의 서식처 변화 및 어류가 서식하기에 가장 적합한 최적 생태유량을 제시할 수 있다.
PHABSIM는 어떤 개념에 기초하고 있는가? PHABSIM (Physical HABitat SIMulation system)은 미국 USGS에서 개발되었으며 하천의 수생생태계 평가 시 주로 사용되는 프로그램이다. PHABSIM은 유량점증방법론(IFIM: Instream Flow Incremental methodology)의 개념에 기초하고 있으며, 가중가용면적(WUA: Weighted Usable Area)을 산정하고 최적유량을 제시할 수 있다(Bovee, 1982; Milhous et al., 1989).
하상변동의 고려가 물리서식처 모의에 미치는 영향 연구에서 사용된 어종은? 수치모형의 검증은 실측된 수위와의 비교를 통해 수행되었으며 하상변동의 검증은 실시 하지 않았다. 물리서식처 분석은 우점종인 성어기 피라미를 대상으로 실시하였다. 고정상과 이동상 조건에서 각각 갈수량, 저수량, 평수량, 풍수량의 유랑조건에 대한 복합서식처 적합도 지수 분포를 모의하고 가중가용면적을 산정하였다.
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참고문헌 (25)

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  25. Wu, W., Wang, S. S. Y. and Jia, Y. (2000). "Nonuniform sediment transport in Alluvial rivers." Journal of Hydraulic Research, IAHR, Vol. 38, No. 6, pp. 427-434. 

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