초록 ▼

본 연구의 목적은 청계천 복원공사에 따른, 수문, 기상, 수질 및 생태, 지하수 등의 변화 양상을 모니터링하고 과거의 관측 자료를 분석하며 복원공사후의 실시간 모니터링 계획을 수립하는 것이다. 이러한 모니터링 결과를 활용하여 청계천 유역의 물순환을 해석하고 왜곡된 물순환 체계를 바로 잡을 수 있는 대안 등을 제시하고자 한다. 수문 모니터링 및 물순환 해석 분야에서는 청계천 유역의 물순환 해석을 위하여, 현재 구축되어 있는 수문모니터링 시스템을 검토하고, 계측된 자료를 이용하여 수문분석을 하였으며, 갈수기의 상류유역 유입량을 파악하기

본 연구의 목적은 청계천 복원공사에 따른, 수문, 기상, 수질 및 생태, 지하수 등의 변화 양상을 모니터링하고 과거의 관측 자료를 분석하며 복원공사후의 실시간 모니터링 계획을 수립하는 것이다. 이러한 모니터링 결과를 활용하여 청계천 유역의 물순환을 해석하고 왜곡된 물순환 체계를 바로 잡을 수 있는 대안 등을 제시하고자 한다. 수문 모니터링 및 물순환 해석 분야에서는 청계천 유역의 물순환 해석을 위하여, 현재 구축되어 있는 수문모니터링 시스템을 검토하고, 계측된 자료를 이용하여 수문분석을 하였으며, 갈수기의 상류유역 유입량을 파악하기 위하여 주기적으로 유량측정을 수행하였다. 유량측정 결과, 청계천 상류의 지천은 갈수기에도 적지만 지속적인 흐름이 유지되었으나(평균 0.0024cms), 상류에서 흐르는 대부분의 갈수량은 하천으로 이어지지 못하고 있었으며, 이것이 건천화의 한 요인이 되는 것으로 분석되었다. 또한 강우량, 유출량, 상하수도량, 지하수위 변화 등의 관측자료를 이용하여 청계천 유역의 연간 물수지를 파악하였으며, 보다 정밀한 분석을 위하여 물리적 개념의 분포형 수문모형인 SWAT 모형과 WEP 모형을 적용하였다. 모형적용 결과, 강우시 표면유출량이 크고, 강우에 대한 유출의 반응이 빠른 청계천 유역의 특성을 관측치에 가깝게 모의하였으며, 특히 WEP 모형이 청계천의 불투수율 변화 등 에 대한 수문요소의 시간적 공간적 변화를 모의하기에 적절한 모형임을 알 수 있었다. 청계천 유역 기상 모니터링 및 열순환 해석 분야에서는 청계천 복원 전후의 지속적인 기상 모니터링으로 청계천복원에 따른 도시 기후의 열환경 개선효과를 실측에 의해 검증하고 하천과 녹지에 의한 효과를 정량 적으로 해석 할 수 있는 기반을 마련하였다. 열수지 모델을 적용한 결과, 도심지에서 콘크리트의 녹화로 인한 토양특성 변화만을 고려하였을 때, 지표면 온도가 최대 6.3℃까지 낮아짐을 확인할 수 있었다. 지하수 모니터링 및 유동해석 분야에서는 유역의 지하수시스템을 분석하기 위해 지리정보시스템을 이용하여 수리지질학적 자료를 구축하였으며, 유역 역을 포함한 공사 전 구간의 지하수위를 관측하였고, 강우와 지하수위 변동에 대한 상관관계, 수질모니터링을 통한 현 상태의 지하수질 관측 등을 통해 지하수 시스템의 유동을 해석하였다. 그 결과, 지하수 수질분포, 대수층의 수리상수, 지하철 역사의 자연누수되는 양의 양수로 인한 지하수 시스템의 변화 등을 살필 수 있었으며, 특히 지하철의 선로의 방향 및 깊이에 따라 지하수위가 형성되는 특징을 알 수 있었다. 수질 및 생태 모니터링 분야에서는 청계천 복원의 효과성 검증을 위한 수질 및 생태모니터링을 복원 전, 중, 후로 구분하였는데, 금년도에는 복원전의 현황을 평가하는데 주안점을 두었다. 조사지점은 하천의 종적 특성에 따라서 하천의 상 중 하류와 유입지천의 영향성을 판별하기 위한 합류지점을 포함하여 4개소를 선택하였고, 청계천의 생태적 질적 평가를 위한 척도로 청계천 상류의 비교적 오염되지 않은 백운동천을 추가로 조사지로 결정하였다. 조사결과, 복원공사 구간의 수질은 매우 불량하였으며, 동${\cdot}$식물은 거의 존재하지 않은 것으로 나타났다.

Abstract ▼

This study consists of four different subjects.
1. Hydrological monitoring & analysis of water cycle
A master plan for hydrological monitoring and real time monitoring system is suggested and hydrological analysis using measured data is carried. The data for analyzing hydrologic cycle in urban

This study consists of four different subjects.
1. Hydrological monitoring & analysis of water cycle
A master plan for hydrological monitoring and real time monitoring system is suggested and hydrological analysis using measured data is carried. The data for analyzing hydrologic cycle in urban watershed are colleted and a proper model is selected and applied. Finally, countermesures for improvement of sound hydrological cycle for urban watersheds are compared and suggested.
2. Monitoring of microscopic meteorological data & analysis of heat transfer
The change of microscopic meteorology is monitored and analyzed before/during/after the restoration project. Existing monitoring networks are used and additional optimal measuring stations are installed. Meteorological environment changes will be analyzed and the evaporation with the surface conditions is measured.
3. Water quality & Ecosystem monitoring
For the comparison of the restoration effect, water quality and the ecosystems are investigated before/during/after the project. Water quality is investigated every month, and the ecosystems are monitored seasonally at major selected sites. The monitoring and evaluation techniques for stream ecosystems are also suggested.
4. Groundwater monitoring & flow analysis
The measuring devices are established at major stations selected considering the watershed characteristics. The groundwater level and water quality data are collected and the characteristics of groundwater flow and water quality are analyzed before/after the restoration project. The impacts of groundwater level due to the installation of underground sheet files is also evaluated and analyzed.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 초록...4
• 요약문...6
• SUMMARY...10
• CONTENTS...14
• List of Tables...15
• List of Figures...22
• 목차...34
• 표 목차...39
• 그림 목차...46
• 제1장 연구개발과제의 개요...57
• 제1절 연구의 필요성...57
• 1. 연구개발의 과학기술, 사회경제적 중요성...58
• 가. 기술적 측면...58
• 나. 경제 산업적 측면...62
• 제2절 연구의 목표...63
• 제3절 단위과제별 목표 및 내용...64
• 1. 수문 모니터링 및 물순환 해석...64
• 가. 연구개발 목표...64
• 나. 연구 내용...65
• 2. 기상 모니터링 및 열순환 해석...66
• 가. 연구개발 목표...67
• 나. 연구 내용...68
• 3. 수질 및 생태 모니터링...69
• 가. 연구개발 목표...70
• 나. 연구 내용...70
• 4. 지하수 모니터링 및 유동해석...76
• 가. 연구개발 목표...76
• 나. 연구 내용...77
• 제4절 연구 추진 체계...77
• 1. 연구 추진전략 및 방법...77
• 가. 총괄 연구추진 체계...80
• 나. 수문 모니터링 및 물순환 해석 연구추진체계...81
• 다. 기상 모니터링 및 열순환 해석...82
• 라. 수질 및 생태모니터링...83
• 마. 지하수 모니터링 및 유동해석...84
• 2. 국제 공동연구개발 추진계획...85
• 제2장 국내ㆍ외 기술개발 현...87
• 제1절 수문 모니터링 및 물순환 해석...87
• 제2절 기상 모니터링 및 열순환 해석...89
• 1. 국외의 경우...89
• 2. 국내의 경우...91
• 3. 국내ㆍ외 기술수준 비교...91
• 제3절 수질 및 생태 모니터링...93
• 1. 연구사례의 조사...93
• 가. 외국의 경우...93
• 나. 국내의 경우...115
• 다. 조사연구개발사례에 대한 평가...122
• 2. 세부 기술사항의 검토 분석...122
• 가. 국내외 모니터링기술 수준비교...122
• 나. 공정단위별로 주요 기술사항 및 기술수준의 분석평가...123
• 다. 기존 공정방법, 기술의 사례를 조사하여 다음 사항에 걸쳐 평가 분석함...124
• 제4절 지하수 모니터링 및 유동해석...125
• 1. 연구사례의 조사...125
• 가. 국외의 경우...125
• 나. 국내의 경우...125
• 2. 세부 기술사항의 검토 분석...126
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...129
• 제1절 수문 모니터링 및 물순환 해석...129
• 1. 서론...129
• 2. 청계천 유역 특성...130
• 가. 유역의 개황...130
• 나. 청계천 유역 특성...132
• 3. 수문 모니터링...138
• 가. 서론...138
• 나. 강우분석...140
• 다. 수위분석...143
• 라. 갈수량 측정...149
• 마. 유출분석...153
• 4. 청계천 유역의 물순환 해석...157
• 가. 관측자료를 이용한 물수지 분석...157
• 나. 물순환 해석 모형의 비교...170
• 다. SWAT 모형을 이용한 물수지 분석...180
• 라. WEP 모형을 이용한 물수지 분석...194
• 마. 모형적용결과 종합분석...237
• 5. 청계천 물순화 정상화 대책...239
• 가. 개요...239
• 나. 우수유출 저감시설의 종류...239
• 다. 일본의 해노천유역(치바현)의 사례...243
• 라. 청계천 유역 물순환 개선대안 연구 사례...244
• 마. 청계천 유역 물순환 정상화 대책 및 효과...247
• 6. 실시간 모니터링 시스템 구축계획...250
• 가. 개요...250
• 나. 실시간 모니터링 시스템 구축 사례...250
• 다. 물환경정보시스템...252
• 라. 실시간 모니터링 시스템(안)...253
• 7. 국제 심포지엄 개최...256
• 가. 개요...256
• 나. 심포지엄 일정 및 홍보물...256
• 다. 발표자 이력...260
• 라. 발표원고 요약...261
• 마. 심포지엄 참석자 분석...265
• 바. 언론홍보 내역...265
• 8. 요약 및 결론...267
• 제2절 기상 모니터링 및 열순환 해석...269
• 1. 청계천 지역의 기상 모니터링 시스템 구축...269
• 가. 관측지점 선정...271
• 나. 관측 측기의 원리 및 개요...274
• 2. 청계천 지역의 기상 모니터링...281
• 가. 정점 관측...281
• 나. 집중 관측 기상 모니터링...297
• 3. 청계천 지역의 기상 모니터링 해석...322
• 4. 도심지의 열환경 평가를 위한 열수지 모델의 검증...326
• 가. 열 수지 모델...326
• 나. 관측 자료...327
• 다. 결과...329
• 라. 요약...338
• 제3절 수질 및 생태모니터링...339
• 1. 수질...339
• 가. 조사 항목별 변 화...339
• 나. 지점별 수질 측정치의 종합...382
• 2. 식물 및 식생...392
• 가. 식물상...392
• 나. 현존수목 현황도...406
• 다. 식생...448
• 라. 결론...464
• 3. 담수어류...465
• 가. 출현 어종과 우점종...465
• 나. 군집 분석...472
• 다. 결론...473
• 4. 저서성 대형 무척추동물...475
• 가. 저서성 대형 무척추동물상과 군집 구조...475
• 나. 조사지별 현황...478
• 다. UPGMA를 이용한 조사지점간 유사도 분석...484
• 라. UPGMA를 이용한 출현종간의 유사도 분석...484
• 마. 저서성 대형 무척추동물종 리스트...486
• 5. 육상곤충...490
• 가. 육상곤충상...490
• 나. 조사지점별 다양성 비교...491
• 다. 조사지점별 다양성...493
• 라. 모니터링 지역의 중요종...500
• 마. 복원공사 후 이입 예상종...501
• 6. 부착조류...511
• 가. 부착조류상과 조사지점별 우점종...511
• 나. 군집 구조...520
• 다. UPGMA를 이용한 조사지점간 유사도 분석...524
• 라. UPGMA를 이용한 종간의 유사도 분석...524
• 마. 결론...525
• 바. 부착조류종 리스트...527
• 사. 청계천 조사지역에서 출현한 부착조류 목록...545
• 아. 하천수질 판정에 이용되는 부착조류 종 목록 및 하천의 성질...548
• 7. 야생조류...566
• 가. 야생 조류상 및 우점도...566
• 나. 야생조류의 이동성 및 채이길드, 활동 서식지 특성 분석...571
• 8. 양서 파충류...577
• 가. 출현종...577
• 나. 세부지점별 조사결과 및 출현 종...577
• 다. 출현종의 국내 서식 실태...579
• 라. 결론...581
• 9. 환경 인자와 생물과의 상관성...583
• 가. 식물과 환경 인자와의 상관성...583
• 나. 저서대형무척추동물과 환경인자와의 상관성...584
• 다. 부착조류와 환경 인자와의 상관성...586
• 10. 결론...589
• 제4절 지하수 모니터링 및 유동해석...591
• 1. 연구지역 개요 및 현황...591
• 가. 연구지역 개요...591
• 나. 연구의 필요성...597
• 2. 주요연구결과...599
• 가. 청계천 유역의 지하수위 모니터링...599
• 나. 청계천 주변 지역의 수위 모니터링...604
• 다. 순간수위 변화시험...608
• 3. 지하수 수질...611
• 가. 연구지역 시료채취 및 분석 방법...611
• 나. 분석 결과...612
• 다. 다변량 분석 결과...619
• 4. 지하수 유동 해석...624
• 가. 지하수 유동 이론...625
• 나. 가상 예제 적용...626
• 5. 청계천 지하수 유동 모델링...633
• 가. 개요...633
• 나. 모의 결과...634
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...657
• 제1절 수문모니터링 및 물순환 해석...657
• 제2절 기상모니터링 및 열순환 해석...657
• 제3절 수질 및 생태모니터링...659
• 제4절 지하수모니터링 및 유동해석...660
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...663
• 제1절 수문모니터링 및 물순환 해석...663
• 제2절 기상모니터링 및 열순환 해석...663
• 제3절 수질 및 생태모니터링...664
• 제4절 지하수모니터링 및 유동해석...664
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...667
• 제1절 수문모니터링 및 물순환 해석...667
• 제2절 기상모니터링 및 열순환 해석...669
• 제7장 참고문헌...671
• 특정연구개발사업 연구결과 활용계획서...676
• 기술 요약서...685