연구범위는 경남의 지방하천 671개소(총연장 3,741 km)이며, 연구내용을 간략히 요약하면 다음과 같다. 하천횡단구조물의 총수는 7,730개소로 조사되었으며, 하천연장 1 km 당 구조물이 평균 2.1개소씩 설치되어 있는 것으로 나타났다. 농업용수보가 4,006 (51.82%)개소였으며, 하상 유지시설(낙차공)은 3,670 (47.48%)개소였고 및 나머지(하상도로 등)는 54 (0.70%)개소로 조사되었다. 상하류에 큰 영향을 미치는 높이 1.0 m 이상은 3,897 (51%)개소, 영향이 비교적 미미한 높이 0.5 m 이하는 1,109 (14%)개소로 분석되었다. 어도는 153 (23%)개 하천에 640 (8%) 개소에 설치되어 있는 것으로 파악되었다. 하천횡단구조물이 치수적 측면에서 홍수시 수위상승을 초래하고 생태환경적 측면에서는 생태통로를 단절시키는 등 여러 문제점을 초래하고 있었다. 따라서, 도출된 문제점을 기초로 하천횡단구조물에 대한 공학적인 몇 가지 대책을 제시하였다.
연구범위는 경남의 지방하천 671개소(총연장 3,741 km)이며, 연구내용을 간략히 요약하면 다음과 같다. 하천횡단구조물의 총수는 7,730개소로 조사되었으며, 하천연장 1 km 당 구조물이 평균 2.1개소씩 설치되어 있는 것으로 나타났다. 농업용수보가 4,006 (51.82%)개소였으며, 하상 유지시설(낙차공)은 3,670 (47.48%)개소였고 및 나머지(하상도로 등)는 54 (0.70%)개소로 조사되었다. 상하류에 큰 영향을 미치는 높이 1.0 m 이상은 3,897 (51%)개소, 영향이 비교적 미미한 높이 0.5 m 이하는 1,109 (14%)개소로 분석되었다. 어도는 153 (23%)개 하천에 640 (8%) 개소에 설치되어 있는 것으로 파악되었다. 하천횡단구조물이 치수적 측면에서 홍수시 수위상승을 초래하고 생태환경적 측면에서는 생태통로를 단절시키는 등 여러 문제점을 초래하고 있었다. 따라서, 도출된 문제점을 기초로 하천횡단구조물에 대한 공학적인 몇 가지 대책을 제시하였다.
The study area is local river of 671 (total length 3,741 km) in Gyeongnam prefecture, the results are as follows. Total number of river-crossing structures was investigated as 7,730, and it was found that structures were installed in 2.1 sites per 1 km (river length) on average. Diversion weirs for ...
The study area is local river of 671 (total length 3,741 km) in Gyeongnam prefecture, the results are as follows. Total number of river-crossing structures was investigated as 7,730, and it was found that structures were installed in 2.1 sites per 1 km (river length) on average. Diversion weirs for agriculture were 4006 (51.82%) and drop structures for channel bed maintenance were 3670 (47.48%), but the rest (riverbed road etc.) were 54 (0.70%). The number of high structures (height > 1.0 m) that affect many impact in upstream and downstream was investigated as 3,897 (51%), and the number of low structures (height < 0.5 m) that affect negligibly was 1109 (14%). Fish ladders have been installed on 640 (8%) structures in 153 (23%) rivers. In flood control and environment conservation, river-crossing structures brought about various impact that flood water level is raises and the eco-corridor is intercept. In order to improve these problems, we proposed a few engineering measures that can be realize with respect to river-crossing structures.
The study area is local river of 671 (total length 3,741 km) in Gyeongnam prefecture, the results are as follows. Total number of river-crossing structures was investigated as 7,730, and it was found that structures were installed in 2.1 sites per 1 km (river length) on average. Diversion weirs for agriculture were 4006 (51.82%) and drop structures for channel bed maintenance were 3670 (47.48%), but the rest (riverbed road etc.) were 54 (0.70%). The number of high structures (height > 1.0 m) that affect many impact in upstream and downstream was investigated as 3,897 (51%), and the number of low structures (height < 0.5 m) that affect negligibly was 1109 (14%). Fish ladders have been installed on 640 (8%) structures in 153 (23%) rivers. In flood control and environment conservation, river-crossing structures brought about various impact that flood water level is raises and the eco-corridor is intercept. In order to improve these problems, we proposed a few engineering measures that can be realize with respect to river-crossing structures.
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문제 정의
본 연구에서는 경남의 지방하천에 설치된 하천횡단구조물로 인한 문제점을 파악하기 위하여 경남의 20개 시ㆍ군 671 개소의 지방하천에 설치된 7,730개의 하천횡단구조물에 대한 전수조사를 실시하고, 구조형식, 높이, 재료, 어도 설치 여부, 세굴현황 등을 분석하였다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 하폭, 하상고, 하상경사, 굴입정도, 유사량 등의 하도특성 및 용수이용 여건 등을 고려하여 유공관을 이용한 집수매거, 석재 아치의 원리를 이용한 분산형 저낙차 보/낙차공, 부분 램프 설치 및 소(pool) 형식의 바닥보호공 설치 등의 개선 방안을 제안하였다.
1%)개소, 연직 낙차 1,057 (14%)개소, 계단식 낙차 59 (1%)개소 및 돌붙임 (붓기) 435 (6%)개소로 나타났으며, 최근에는 어류의 소상과 강하가 가능하도록 완경사형 돌붙임(붓기) 단면이 증가하는 추세이다(Table 6). 하천횡단구조물은 구조물의 높이로 인하여 수서동물의 종적 연속성을 차단하는 문제점이 있으므로 이를 해결하기 위한 대책으로서 어도를 설치한다. 경남의 671개 지방하천 중 153 (23%)개 하천에 640 (8%)개소에 어도가 설치되어 있는 것으로 파악되었으며, 분석결과는 어도의 형식 및 기능 여부에 대한 평가 없이 조사된 자료이다(Table 7).
현재 경남의 지방하천에 대한 하천기본계획 수립율이 80%, 하천정비율이 39%인 점을 감안하여 향후 시행될 하천 정비사업에서 하천횡단구조물을 개선하기 위한 방안을 제시하는데 본 연구의 목표를 두고 있다. 따라서, 하천횡단구조물에 의한 구조적, 환경적 문제점을 해결하기 위한 공학적 개선 방안은 하폭, 하상경사, 굴입정도 및 유사특성 등의 하도특성 및 용수이용 여건 등을 고려하여 제시되어야 한다.
본 연구는 경남의 지방하천에 설치된 대표적인 하천횡단 구조물인 보 및 낙차공에 대한 현황을 조사하여 구조물의 제원, 형식, 사용재료 등을 분석한 결과를 기초로 문제점을 도출하고, 그에 따른 개선방안을 제시하였다.
제안 방법
본 연구에서는 경남의 지방하천에 설치된 하천횡단구조물로 인한 문제점을 파악하기 위하여 경남의 20개 시ㆍ군 671 개소의 지방하천에 설치된 7,730개의 하천횡단구조물에 대한 전수조사를 실시하고, 구조형식, 높이, 재료, 어도 설치 여부, 세굴현황 등을 분석하였다. 따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 하폭, 하상고, 하상경사, 굴입정도, 유사량 등의 하도특성 및 용수이용 여건 등을 고려하여 유공관을 이용한 집수매거, 석재 아치의 원리를 이용한 분산형 저낙차 보/낙차공, 부분 램프 설치 및 소(pool) 형식의 바닥보호공 설치 등의 개선 방안을 제안하였다.
본 연구에서는 지방하천에 설치되어 있는 하천횡단구조물로 인하여 상하류의 현저한 지형변화를 초래하고 생태통로를 차단하는 보와 낙차공을 조사대상으로 하였다. 조사는 두 차례에 걸쳐 시행되었으며 1차 조사는 2002년~2012년 사이의 10년간에 걸쳐서 수행되었고, 2차 조사는 그간의 변동 사항을 보완하기 위해 2015년에 수행되었다.
조사는 경상남도 내의 지방하천에 설치된 하천횡단구조물의 위치, 제원, 유지관리 실태 및 어도 설치 여부 등을 파악하였으며, 현장조사를 통하여 구조, 형식, 제원, 하류세굴 상황, 어도설치 여부 등을 조사, 분석하였다. 조사는 간접조사와 현장조사로 구분하여 진행되었으며, 간접조사는 항공사진 및 지형도를 이용하여 위치를 확인하였고, 현장조사는 Table 1과 같이 하천명, 구조물명, 위치, 제원(폭, 연장, 높이)와 어도 설치여부를 조사하였다.
조사는 경상남도 내의 지방하천에 설치된 하천횡단구조물의 위치, 제원, 유지관리 실태 및 어도 설치 여부 등을 파악하였으며, 현장조사를 통하여 구조, 형식, 제원, 하류세굴 상황, 어도설치 여부 등을 조사, 분석하였다. 조사는 간접조사와 현장조사로 구분하여 진행되었으며, 간접조사는 항공사진 및 지형도를 이용하여 위치를 확인하였고, 현장조사는 Table 1과 같이 하천명, 구조물명, 위치, 제원(폭, 연장, 높이)와 어도 설치여부를 조사하였다.
대상 데이터
연구 대상지역은 행정구역상 경상남도 내의 20개 시·군(창원시 통합 이전)에 위치하고 있는 671개소의 지방하천 3,741 km를 대상으로 하였다(Fig. 1).
본 연구에서는 지방하천에 설치되어 있는 하천횡단구조물로 인하여 상하류의 현저한 지형변화를 초래하고 생태통로를 차단하는 보와 낙차공을 조사대상으로 하였다. 조사는 두 차례에 걸쳐 시행되었으며 1차 조사는 2002년~2012년 사이의 10년간에 걸쳐서 수행되었고, 2차 조사는 그간의 변동 사항을 보완하기 위해 2015년에 수행되었다.
하천횡단구조물은 구조물의 높이로 인하여 수서동물의 종적 연속성을 차단하는 문제점이 있으므로 이를 해결하기 위한 대책으로서 어도를 설치한다. 경남의 671개 지방하천 중 153 (23%)개 하천에 640 (8%)개소에 어도가 설치되어 있는 것으로 파악되었으며, 분석결과는 어도의 형식 및 기능 여부에 대한 평가 없이 조사된 자료이다(Table 7).
성능/효과
산지유역인 거창군, 밀양시, 산청군, 의령군, 하동군, 함양군 및 합천군의 7개 시·군에 327개(49%) 하천, 총연장 약 1,978 km (53%) 및 하천횡단구조물 4,381개소(57%)가 분포함으로써 하천연장 1 km 당 구조물이 평균 2.2개소씩 설치되어 있는 것으로 나타났다.
반면에 충적지 하천 이 분포하는 창녕군, 김해시, 함안군, 진주시, 사천시 및 양산시 6개 시·군에 201개(30%) 하천, 총연장 약 1,129 km (30%) 및 하천횡단구조물 1,670개소(22%)가 분포함으로써 하천연 장 1 km 당 구조물이 평균 1.5개소씩 설치되어 있는 것으로 나타났다.
또한, 하천주변의 개발 즉, 도시개발 및 농경지의 경지정리에 따른 하천의 직강화사업이 많이 시행된 창녕군, 창원시, 김해시, 진해시, 마산시, 밀양시, 통영시 및 양산시 등 8개 시·군에서는 총구조물수 2,161개소 중 용수 취수용보 502 (23%)개소 보다는 하상유지시설이 1,659 (77%)개소로서 더 많은 것으로 나타났다.
본 연구에서 구조물의 단면형상을 조사한 결과에 의하면 광정위어 6,158 (80%)개소, Ogee 위어 10 (0.1%)개소, 연직 낙차 1,057 (14%)개소, 계단식 낙차 59 (1%)개소 및 돌붙임 (붓기) 435 (6%)개소로 나타났으며, 최근에는 어류의 소상과 강하가 가능하도록 완경사형 돌붙임(붓기) 단면이 증가하는 추세이다(Table 6). 하천횡단구조물은 구조물의 높이로 인하여 수서동물의 종적 연속성을 차단하는 문제점이 있으므로 이를 해결하기 위한 대책으로서 어도를 설치한다.
하천의 상류와 하류의 하도 지형특성 및 흐름특성에 비교적 큰 영향을 미치는 높이 1.0m 이상의 하천횡단구조물은 3,897 (51%)개소로서 평균적으로 하천 1 km당 1개소씩 설치되어 있는 것으로 분석되었다.
8개소 이하로 나타났다. 대체적으로 충적하천에서는 n-1차 하천의 합류점으로부터 5~25 km 구간에 677개소(77%)가 분포하는 것으로 분석되었다. 하천 횡단구조물에 의하여 형성되는 정체수역의 길이가 0.
하천횡단구조물의 평면형상 중 220 (3%)개소로 조사된 경사형은 하류에 편류(偏流)를 발생시켜 국소세굴로 인한 호안기초의 파괴를 초래하는 경우도 나타났으며, 수리적 안정성 측면에서 콘크리트 구조를 원칙으로 제시하고 있기 때문에 콘크리트 구조물이 6,987 (90%)개소로서 높이에 관계없이 대부분을 차지하는 것으로 나타났다. 콘크리트의 과다사용은 하천을 더욱 인공화시켜 경관적, 생태적 측면에서 부조화를 초래하고 있다.
결론적으로 하천횡단구조물은 자연하천에서 나타나는 사행에 의한 여울-소의 경관특성을 근본적으로 훼손하고 상류에는 퇴적, 하류에는 세굴을 초래함으로써 하천경관을 악화시키고, 시각적으로 단절감을 주는 구조물로써 하천경관을 훼손하며, 주거지지역에서는 낙차에 의하여 발생하는 소음도 문제가 되고 있다(Fig. 7(c)).
첫번째, 경남의 지방하천 중 구조물 연장이 20 m 이하는 65%, 30 m 이하는 81%를 차지하고, 높이가 1.0 m 이하는 48%, 1.5 m 이하는 83%를 차지하므로, 길이가 짧고 높이가 낮은 구조물은 아치의 원리를 이용한 분산형 저낙차 구조물로 개량하는 것이다(Fig. 8(a)).
두번째, 우리나라는 각종 용수 취수를 위한 보는 상류에서 하류까지 연속적으로 설치되어 있으므로 기능을 상실한 보는 지속적으로 철거사업을 추진하고, Table 8에 제시한 바와 같이 보의 설치 간격이 좁은 보들은 통합하여 양안(兩岸)에서 취수할 수 있도록 하며, 특히, 농업용수 취수보의 경우 몽리면 적(蒙利面積)이 작을 경우에는 유공관으로 집수매거를 설치 하는 방안도 고려할 수 있을 것이다(Fig. 8(b)).
네번째, 하천횡단구조물의 바닥보호공 부분은 소가 되도록 하여 소상 어류의 도움닫기에 도움이 될 수 있게 하고, 갈수기 건천시에는 수서동물의 피난처를 제공하도록 배려해야 할 것이다(Fig. 8(e)).
경남의 지방하천에는 보 및 낙차공으로 대표되는 하천횡단구조물이 1 km내에 평균 2.1개 정도로 설치되어 있어 치수적 측면에서 홍수시 수위상승을 초래하고 생태환경적 측면에서는 생태통로를 단절시키는 등 여러 문제점을 초래하고 있어 이를 개선하기 위한 대책이 절실함을 확인하였다.
또한, 하천횡단구조물의 하류단에 바닥보호공이 설치되어있지 않거나 파손되어 큰 낙차를 형성함으로써 생태통로를 이중적으로 차단하는 문제점을 초래하고 있으므로 구조물의 안정성 확보측면에서 보수가 필요함을 확인하였다. 어류가 구조물을 소상하기 위해서는 도움닫기에 필요한 소(pool)가 필요하므로 이를 고려한 개선대책이 필요하며, 특히 하천설계기준의 하상유지공 표준단면도에는 물받이공과 바닥보호공이 수평을 이루도록 제시되어 있어 수정이 필요하다.
하천 전체구간에서 어류 이동의 종적 연속성을 확보할 수 있도록 어도가 설치된 하천은 소수에 불과한 실정이며, 어도가 설치되어 있어도 경사, 구조형식, 입구와 출구, 상․하류 물골(주수로)의 연결성 등을 감안하면 실제로 기능하고 있는 어도는 소수임을 확인하였다.
5 km 이상인 구조물 수를 나타내었으며, 하천횡단구조물이 거의 없는 남강댐과 합천댐 하류의 국가하천구 간, 밀양강의 경상북도 구간 및 임천의 전라북도 구간은 제외 하였다. 분석결과에 의하면 하천연장 1 km 당 평균 1.26개소 의 하천횡단구조물이 설치되어 있어 전체 평균 2.1개소 보다는 적었고, 충적평야 또는 곡저평야가 발달하지 않은 임천, 덕천강 및 가야천 등에서는 0.8개소 이하로 나타났다. 대체적으로 충적하천에서는 n-1차 하천의 합류점으로부터 5~25 km 구간에 677개소(77%)가 분포하는 것으로 분석되었다.
후속연구
이상의 결과로부터 하천의 수리, 하도, 생태 및 환경에 가장 큰 문제점을 야기하고 있는 하천횡단구조물을 개선함으로써 하천복원을 앞당길 수 있으며 향후 추가적인 연구를 통하여 새로운 개선방안을 모색할 필요가 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
보란 무엇인가?
하천횡단구조물은 용수공급을 위한 보 및 하상의 유지를 위한 낙차공 또는 대공으로 분류할 수 있으나 하천의 기능과 관련되는 구조물은 보와 하상유지공이라 할 수 있다. 보는 ｢각종 용수의 취수, 주운 등을 위하여 수위를 높이고 조수의 역류 를 방지하기 위하여 하천의 횡단방향으로 설치하여 제방의 기능을 갖지 않는 시설｣, 낙차공은 ｢하상경사를 완화하기 위 하여 보통 50 cm 이상의 낙차를 둔 하상유지시설｣, 대공은 ｢하상의 저하가 심한 경우에 하상이 계획하상고 이하가 되지 않도록 하기 위해 설치하며, 낙차가 없거나 매우 작은(보통 50 cm 이하) 하상유지시설｣로 정의하고 있다(MLTM, 2009). 현재 하천의 수위를 유지하거나 취수를 목적으로 설치된 보는 전국에 33,848개소(2016년 1월 기준)에 설치되어 있는 것으로 보고되어 있으나(국가어도정보시스템, www.
낙차공이란 무엇인가?
하천횡단구조물은 용수공급을 위한 보 및 하상의 유지를 위한 낙차공 또는 대공으로 분류할 수 있으나 하천의 기능과 관련되는 구조물은 보와 하상유지공이라 할 수 있다. 보는 ｢각종 용수의 취수, 주운 등을 위하여 수위를 높이고 조수의 역류 를 방지하기 위하여 하천의 횡단방향으로 설치하여 제방의 기능을 갖지 않는 시설｣, 낙차공은 ｢하상경사를 완화하기 위 하여 보통 50 cm 이상의 낙차를 둔 하상유지시설｣, 대공은 ｢하상의 저하가 심한 경우에 하상이 계획하상고 이하가 되지 않도록 하기 위해 설치하며, 낙차가 없거나 매우 작은(보통 50 cm 이하) 하상유지시설｣로 정의하고 있다(MLTM, 2009). 현재 하천의 수위를 유지하거나 취수를 목적으로 설치된 보는 전국에 33,848개소(2016년 1월 기준)에 설치되어 있는 것으로 보고되어 있으나(국가어도정보시스템, www.
하상유지를 위한 낙차공과 대공을 포함하면 이보다 훨씬 많은 하천횡단구조물이 설치되어 있는데 그 예시는?
kr), 하상유지를 위한 낙차공과 대공을 포함하면 이보다 훨씬 많은 하천횡단구조물이 설치되어 있다. 예를 들면 경남지방의 경우 국가어도정보시스템에는 5,448개소의 보가 설치되어 있다고 제시하고 있으나 본 연구결과에 의하면 7,730개소의 하천횡단구조물이 설치되어 있는 것으로 조사되었다.
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