초록 ▼

$\circ$ 안양천 유역 물순환 건전화를 위한 계획수립 위해 공학적 절차 제안 및 의사결정지원 시스템 개발, 모니터링 시스템 개발, 수문모형을 이용한 대안의 효과분석, 계획의 실행을 위한 협의체 구성 및 지원으로 나누어 접근
$\circ$ 유역에 대해 치수, 이수, 수질관리를 측면을 모두 고려하는 유역통합관리 계획을 수립하기 위한 절차를 국내의 기술개발 현황에 맞추어 7단계로 제안
$\circ$ 유역통합관리 절차를 다른 유역에 쉽게 적용할 수 있도록 소프트웨어(

$\circ$ 안양천 유역 물순환 건전화를 위한 계획수립 위해 공학적 절차 제안 및 의사결정지원 시스템 개발, 모니터링 시스템 개발, 수문모형을 이용한 대안의 효과분석, 계획의 실행을 위한 협의체 구성 및 지원으로 나누어 접근
$\circ$ 유역에 대해 치수, 이수, 수질관리를 측면을 모두 고려하는 유역통합관리 계획을 수립하기 위한 절차를 국내의 기술개발 현황에 맞추어 7단계로 제안
$\circ$ 유역통합관리 절차를 다른 유역에 쉽게 적용할 수 있도록 소프트웨어(Decision support system for Integrated Watershed Management, DIWM) 개발
$\circ$ 유역통합관리 계획이 Blueprint 수립에 사용, 물순환 건전화를 위한 타당성 계획을 수립
$\circ$ 안양천 유역관리자와 시민단체 등에 정확한 유역 관련 자료를 알리기 위한 유역현황 보고서를 작성 및 배포
$\circ$ 투수성 포장과 침투 트렌치, 지하수 양수가 고려되도록 SWMM의 코드를 수정, 물 순환 모의기능을 강화
$\circ$ 학의천 시범유역 대상 수정된 SWMM-GE(Groundwater Enhanced)를 이용, 물 순환 건전화 대안기술의 효과 분석
$\circ$ 투수성 포장 및 침투 트렌치 실험을 통해 SWMM-GE 모형 검증
$\circ$ 기 구축된 실시간 수문모니터링 시스템의 안정화, 고도화
$\circ$ 산재되어 있는 기존의 안양천 수문자료들을 통합, 연계 관리할 수 있는 수문자료관리시스템(웹 및 C/S기반 소프트웨어) 구축, 안양천 수문자료의 안정화를 꾀함
$\circ$ 주관기관과 협력하여 유역통합관리시스템 개발
$\circ$ Blueprint 수립 위해 안양천 건전화 사업의 타당성 조사 및 홍보책자 배포
$\circ$ 충북대의 안양천유역 통합관리를 위한 협의체의 구성의 기초가 되는 안양천 Blueprint를 작성 및 제안, 협의체의 법적인 성격 및 예산 등에 대한 국내 외 해외사례 및 연구를 통해 실질적으로 운영될 수 있는 하천관리체계를 제안
$\circ$ 조건부가치추정법을 적용하여 안양천이 현재상태보다 개선되었을 때의 편익과 안양천의 속성별 수준별 가치를 추정하여 제안사업에 대한 편익을 추정
$\circ$ 안양천 유역거주민과 초 중 고생을 위한 교육자료 및 홍보자료를 구축

Abstract ▼

To rehabilitate the distorted hydrologic cycle, there should be the institutional framework to include expert group, central and local government organization, non-governmental organization, and watershed residents. In this study, the decision support system of expert group would be developed, which

To rehabilitate the distorted hydrologic cycle, there should be the institutional framework to include expert group, central and local government organization, non-governmental organization, and watershed residents. In this study, the decision support system of expert group would be developed, which consists of data-based system, model-based system, dialogue system and central system.
(1) Developing the procedure of integrated watershed management plan
Extremely urbanized watershed consisting of broad impervious area suffers from flood damage increase, streamflow depletion, and poor water quality. Therefore, for an integrated watershed management of the Anyangcheon(stream), it is important to develop a master plan which takes into consideration all types of water-related problems including drought, flood, water quality, land use, etc. An integrated watershed management procedure was proposed as follows and performed qualitatively in the previous research(1st stage).
Step 1: Understanding watershed components and processes
Step 2: Identifying and ranking problems
Step 3: Setting clear and specific goals
Step 4: Developing a list of management options
Step 5: Eliminating infeasible options
Step 6: Testing the effectiveness of remaining feasible options
Step 7: Developing the final options
In this stage, the method and procedure of integrated watershed management were developed considering the domestic urban watershed and recent developed technologies and were conducted with various hydrologic simulation models and many field measurements.
Thus, we initiated this research with the aim of rehabilitating the hydrologic cycle in Anyangcheon watershed. In that regard, this study was restricted to studying about the restoration of the hydrologic cycle which will provide a basis for developing an integrated watershed management plan to maintain streamflow. Although this research does not cover issues such as flood control and water quality management, we analyzed effects on flood control and water quality in the event of the application of the technique for the restoration of the hydrologic cycle.
(2) Effect analysis of alternatives to rehabilitate hydrologic cycle
In the first year of this research, a SWMM(Storm Water Management Model) code was modified to have a permeable pavement option and the modified SWMM was applied to continuous simulations of urban runoff from Hakuicheon watershed. Also, the experimental model will be conducted in accordance with the permeable pavement. In the second year of research, we conducted continuous simulation of urban runoff from Hakuicheon watershed result and SWMM was used to analyze the effect of the Baegun reservoir. Additionally, a SWMM code was modified to have a infiltration trench option and the experimental model will be conducted according to the infiltration trench. We performed experiment of permeable pavement and verified SWMM that have option of permeable pavement and it was used to analyze the effect of a permeable pavement installation. Finally, in the third year of research, a SWMM code was modified to have groundwater pumping option and SWMM was used to analyze the effect of the subway outlet discharge from Hakuicheon. We performed an experiment of the infiltration trench and verified SWMM that have option of infiltration trench. This was used to analyze the effect of the infiltration trench installation.
(3) Stabilization of real-time hydrologic monitoring system and hydrologic DB on Anyangcheon
There are a number of hydrologic monitoring stations that are being controlled by different organizations in Anyangcheon watershed. However, these monitoring stations are not integrated and operated together, so hydrologists, researchers and officers could not use the monitoring data for hydrologic cycle analysis effectively. Especially, they faced difficulty in gathering hydrologic data stored and collected by different organizations and in different formats.
Therefore, we have tried to integrate various hydrologic database and collect hydrologic data from different organizations. We chose the hydrologic monitoring system of Anyang city and then we integrated that system with a monitoring system developed in the 1st stage of this project. In addition, we added the sewer monitoring system to operate experimental integration system.
To stabilize hydrologic monitoring database and system, we designed the integration database for the monitoring system and examined the integration monitoring system, and also we suggested the guideline of integration DB and monitoring system construction.
Additionally, we developed web-based and C/S-based hydrologic data acquisition and management system(HDAMS) to provide monitored data and analyzed module to users on Anyangcheon watershed. Then, we carried out a survey on Anyangcheon on a frequent basis to analyze the hydrologic cycle and to check the monitoring system. Furthermore, we held several public forums of "Rehabilitation of the Hydrologic Cycle in the Anyangcheon Watershed" project for public relations.
(4) Institutional framework of the Anyangcheon watershed management
The primary objective of second stage project was to establish a foundation to make a consensus on institutional framework for watershed management of the Anyangcheon from local governments.
The research was carried out as follows. First, we made Anyangcheon blueprint of long term plan of the research project and created guideline to be used as a guide for developing and building a watershed plan. Second, we estimated the value of Anyangcheon by applying contingent valuation method. The characteristic value and benefit for applicable projects were estimated by applying choice experiments on various properties. Third, we conducted public relations and information media activities for primary and secondary school students and general public in order to make use of education material and PR brochure.
In the future, a Anyangcheon watershed committee will be organized with 13 regional council`s agreement as outlined in the Anyangcheon watershed management, and practical watershed counseling body is planned to be created to include central government, public organization and general public.
(5) Developing the decision support system for integrated watershed management
Based on the proposed integrated watershed management procedure, decision support system for integrated watershed management(DIWM) would be developed.
(6) Developing feasible master plan for rehabilitation of the distorted hydrologic cycle
From the application results of proposed integrated watershed management, the feasible master plan for rehabilitation of the distorted hydrologic cycle would be developed.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...65
• 제 1 절 연구의 필요성...65
• 1. 물순환 건전화를 위한 기술적용 및 사업추진...66
• 2. 물순환 건전화 대안 기술의 효과분석...68
• 3. 안양천 실시간 수문 모니터링 시스템 및 수문 DB의 안정화 구축...68
• 4. 유역협의체 구성 및 지원...69
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 내용...71
• 1. 2단계 연구개발의 목표 및 내용...71
• 가. 안양천 물순환 건전화 기술적용 및 사업추진...71
• 나. 물순환 건전화 대안기술의 효과분석...73
• 다. 안양천 실시간 수문 모니터링 시스템 및 수문 DB의 안정화 구축...74
• 라. 유역협의체 구성 및 지원...74
• 2. 연차별 연구개발 목표 및 내용...76
• 가. 안양천 물순환 건전화 기술적용 및 사업추진...76
• 나. 물순환 건전화를 위한 대안기술의 효과분석...77
• 다. 안양천 실시간 수문 모니터링 시스템 및 수문 DB의 안정화 구축...78
• 라. 유역협의체 구성 및 지원...79
• 3. 기관별 연구체계...80
• 가. 안양천 물순환 건전화 기술적용 및 사업추진...80
• 나. 물순환 건전화를 위한 대안기술의 효과분석...81
• 다. 안양천 실시간 수문 모니터링 시스템 및 수문 DB의 안정화 구축...82
• 라. 유역협의체 구성 및 지원...83
• 제 3 절 연구의 추진체계...84
• 제 2 장 국내.외 기술개발 현황...87
• 제 1 절 유역통합관리...87
• 1. 개요...87
• 가. 정의...87
• 나. 연구동향...88
• 다. 유역통합관리를 위한 기본원칙...89
• 라. 유역통합관리를 위한 접근법의 시대적 경향...90
• 마. 유역통합관리의 구성요소...92
• 바. 성공적인 유역통합관리를 위한 계획절차...94
• 2. 유역현황 파악...103
• 가. 문헌조사...103
• 나. 현장조사...103
• 다. 치수...112
• 라. 수문모형 이용...113
• 3. 문제점 도출...132
• 가. 지속가능성 평가 지수...132
• 나. 복합계획법...133
• 4. 목표 설정...135
• 가. 목표유지유량...135
• 나. 목표수질...141
• 다. 목표홍수분담량...147
• 5. 대안 검토...152
• 가. 지표수...152
• 나. 지하수...155
• 다. 대체수자원...159
• 6. 예비타당성 계획 수립방안...172
• 7. 대안기술 효과분석을 위한 모형...177
• 가. HSPF...177
• 나. SWMM...178
• 다. SWAT...179
• 라. WEP...180
• 8. 타당성 계획 수립을 위한 기술현황...180
• 제 2 절 물순환 건전화 대안기술의 효과분석...182
• 1. 도시유출 연속모의 모형...182
• 가. 연속유출모의 모형들의 적용성 검토...182
• 나. SWMM의 개발현황...185
• 2. 물 순환 건전화 대안기술의 효과분석...185
• 제 3 절 안양천 실시간 수문모니터링 시스템 및 수문 DB 안정화 구축...190
• 1. 국내 수문모니터링 시스템 구축 및 운영현황...190
• 가. 홍수통제소 홍수종합 운영시스템...190
• 나. 실시간 물관리 자료 구축 시스템...190
• 다. 실시간 물관리 시스템...192
• 라. 수자원관리 종합정보시스템...193
• 2. 국외 수문 모니터링 시스템 구축 및 운영현황...195
• 가. NWIS(National Water Information System)...195
• 나. Virginia Coastal Plain GIS Project: Ground-Water Withdrawals by County for the Virginia Coastal Plain...196
• 다. 미국 NWS 하천예보센터(National Weather Service River Forecast Center)...198
• 라. 미국의 국가 기후자료 관리센터(National Climate Data Center, NCDC)...201
• 마. 미국 내무성 개척국 정보시스템...203
• 바. 유럽연합(EU) WFD(Water Framework Directive)의 모니터링 시스템...204
• 제 4 절 유역협의체 구성 및 지원...206
• 1. 유역통합관리...206
• 가. 해외 현황...206
• 나. 국내 현황...215
• 2. 사회적 편익 추정...220
• 가. 국내 현황...220
• 나. 해외 현황...224
• 제 5 절 의사결정지원 시스템...227
• 1. 개요...227
• 2. 적용사례...229
• 가. 유역/하천시스템 관리 프로그램(WARSMP)...229
• 나. Waterware: 유역통합계획을 위한 의사결정지원 시스템...229
• 다. IQQM...230
• 라. MIKE BASIN...230
• 마. BASINS...231
• 바. 실시간 물관리 운영시스템 구축 기술개발...232
• 사. K-WEAP...233
• 아. California Water Plan Update 2005...234
• 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과...235
• 제 1 절 유역통합관리...235
• 1. 개요...235
• 2. 유역현황파악...239
• 가. 문헌조사...239
• 나. 현장조사...245
• 다. 수문모형 이용...298
• 3. 문제점 파악...433
• 가. 홍수피해잠재능...434
• 나. 건천잠재능...434
• 다. 수질오염잠재능...437
• 라. 유역평가지수...437
• 마. 관리우선 순위 결정...441
• 4. 목표설정...443
• 가. 목표유지유량...443
• 나. 목표수질...485
• 다. 목표 홍수분담량...489
• 5. 대안 제시...497
• 가. 지표수...497
• 나. 지하수...503
• 다. 대체수자원...510
• 6. 예비타당성 계획...514
• 가. 대안의 선정...514
• 나. 사업비 선정...514
• 다. 하천별 제시...523
• 라. 지자체별 사업제시 및 기대효과...524
• 7. 대안기술 효과 분석을 위한 모형...529
• 가. HSPF...529
• 나. SWMM...557
• 다. SWAT...567
• 라. WEP...585
• 마. QUAL2E...598
• 8. 대안의 우선순위 설정...615
• 가. 적용 방안...615
• 나. 적용예...616
• 제 2 절 물순환 건전화 대안기술의 효과분석...627
• 1. 시범유역에 대한 물 순환 상세모의...627
• 가. 유역 현황...627
• 나. 연속유출모의를 위한 입력자료 구축...627
• 다. 모형의 보정 및 검증...641
• 라. 연속유출모의 및 물 순환 분석...641
• 2. 물 순환 모형의 수정 및 대안기술의 효과분석...645
• 가. 연구 내용 및 물 순환 모형 구조분석...645
• 나. 투수성 포장을 고려한 물 순환 모형 수정...651
• 다. 침투 트렌치를 고려한 물 순환 모형 수정...668
• 라. 지하수 양수를 고려한 물 순환 모형 수정...693
• 3. 모형실험의 수행 및 결과 분석...718
• 가. 투수실 포장 모형실험의 수행 및 결과분석...718
• 나. 침투 트렌치 모형실험의 수행 및 결과분석...759
• 제 3 절 안양천 실시간 수문모니터링 시스템 및 수문 DB 안정화 구축...780
• 1. 안양천 수문모니터링 시스템 구축...780
• 가. 기 구축된 안양천 수문모니터링 시스템 개요...781
• 나. 안양천 실시간 수문모니터링 시스템 구축 현황...783
• 2. 안양천 유역내 수문관측 및 생태 데이터베이스 통합...790
• 가. 안양천 수문관측 DB 통합 안...790
• 나. 안양천 생태 DB 통합...802
• 다. 안양천 유역내 수문관측 및 생태 통합 DB 명세서...813
• 3. 안양천 통합 수문모니터링 시스템 구축...827
• 가. 안양천 수문모니터링 시스템 현황...827
• 나. 하수관거 모니터링 시스템 통합 구축...834
• 다. 안양천 통합 수문모니터링 웹 시스템...835
• 4. 안양천 수문모니터링 자료 분석...845
• 가. 안양시청 운영 수문모니터링 자료 분석...845
• 나. 프론티어 사업구축 안양천 실시간 수문모니터링 자료 분석...854
• 다. 수문특성 분류에 따른 수문자료 분석...858
• 라. 강우관측소의 상호상관 분석 기법...864
• 마. 수문자료 검.보정을 위한 이론...869
• 5. 안양천 수문자료관리시스템 구축...874
• 가. 수문자료 품질관리모듈 설계안 제시...874
• 나. C/S 기반의 수문자료관리시스템 구축...874
• 다. 웹 기반 수문자료관리시스템 구축...886
• 6. 물순환 해석 및 유역내의 물흐름 체계 분석을 위한 현장조사...893
• 가. 안양천 수계 특성...893
• 나. 수문모니터링 시스템 설치 지점 조사...893
• 다. 유량측정 가능 지점 선정을 위한 현장조사...902
• 7. 유역 물순환 모의모형과 연동 방안 제시 및 구축...908
• 가. 유역 물순환 모의 모형의 선택...908
• 나. SWAT 모형...908
• 다. SWMM 모형...912
• 라. 물순환 모의모형과의 연계 방안 제시...916
• 8. 유역 통합관리를 위한 의사결정지원 모듈 구축...921
• 가. 의사결정지원 모듈 구축...921
• 나. 의사결정지원 웹 시스템...922
• 제 4 절 유역협의체 구성 및 지원...927
• 1. 유역협의체 구성 및 지원...927
• 가. 유역통합관리...927
• 나. 우리나라의 유역관리...939
• 다. 안양천유역 관리 현황...960
• 라. 안양천 유역의 문제점...962
• 마. 안양천 유역통합관리의 기회요인...968
• 바. 외국의 유역통합관리...969
• 사. 안양천 유역협의체 구성방안...987
• 아. 안양천 Blueprint...999
• 2. 안양천 유역 관련 담당자 및 지역민의 의식조사...1037
• 가. 안양천에 대한 거주민의 인식...1037
• 나. 안양천 유역 지자체 담당자 설문조사 I...1052
• 다. 안양천 유역 지자체 담당자 설문조사 II...1058
• 3. 안양천의 가치 추정...1063
• 가. 조건부가치추정법(CVM: Contingent Valuation Methods)...1063
• 나. 실험선택법(CE: Choice Experiments)...1077
• 4. 홍보 및 교육자료 구축...1109
• 가. 홍보 및 교육자료 구축의 목적...1109
• 나. 홍보 및 교육자료 구축과정...1109
• 다. 홍보 및 교육자료의 내용...1109
• 라. 향후 활용계획...1110
• 제 5 절 유역통합관리를 위한 의사결정지원 시스템 개발...1111
• 1. 개요...1111
• 2. 구성...1112
• 3. 내용...1113
• 가. 메인화면 작성...1113
• 나. 모식도 작성(Step 2)...1113
• 다. 유역현황 입력...1114
• 라. 문제점 파악...1120
• 마. 목표설정...1120
• 바. 대안종류...1122
• 사. 대안의 선택...1122
• 아. 대안의 평가...1122
• 자. 계획수립...1122
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...1123
• 제 1 절 물순환 건전화를 위한 기술적용 및 사업추진...1123
• 1. 목표달성도...1123
• 가. 1차년도...1123
• 나. 2차년도...1124
• 다. 3차년도...1125
• 2. 관련분야 기여도...1126
• 제 2 절 물순환 건전화 대안기술의 효과분석...1127
• 1. 목표달성도...1127
• 가. 1차년도...1127
• 나. 2차년도...1128
• 다. 3차년도...1129
• 2. 관련분야 기여도...1130
• 제 3 절 안양천 실시간 수문모니터링 시스뎀 및 수문 DB 안정화 구축...1131
• 1. 목표달성도...1131
• 가. 1차년도...1131
• 나. 2차년도...1132
• 다. 3차년도...1133
• 2. 관련분야 기여도...1134
• 제 4 절 유역협의체 구성 및 지원...1135
• 1. 목표달성도...1135
• 가. 1차년도...1135
• 나. 2차년도...1136
• 다. 3차년도...1137
• 2. 관련분야 기여도...1138
• 가. 1차년도...1138
• 나. 2차년도...1138
• 다. 3차년도...1138
• 제 5 장 연구개발 결과의 활용계획...1139
• 제 1 절 물순환 건전화를 위한 기술적용 및 사업추진...1139
• 제 2 절 물순환 건전화 대안기술의 효과분석...1140
• 제 3 절 안양천 실시간 수문모니터링 시스템 및 수문 DB 안정화 구축...1141
• 제 4 절 유역협의체 구성 및 지원...1142
• 제 6 장 연구개발 과정에서 수집한 해외과학기술정보...1143
• 제 1 절 물순환 건전화를 위한 기술적용 및 사업추진...1143
• 1. 하천유지유량 개선...1143
• 2. BMP 관련 설명서...1143
• 3. 수문모형 관련 자료...1143
• 4. 다기준 의사결정 기법 관련자료...1143
• 제 2 절 물순환 건전화 대안기술의 효과분석...1144
• 1. 도시하천관리, 침투증진시설, 지하수에 관한 기술서적 조사...1144
• 2. 인터넷을 통한 기술보고서 및 적용사례 등의 자료수집...1144
• 3. 침투증진시설 관련 논문의 수집...1144
• 제 3 절 안양천 실시간 수문모니터링 시스템 및 수문 DB 안정화 구축...1145
• 제 4 절 유역협의체 구성 및 지원...1146
• 1. 기본이론...1146
• 2. 사회적 편익분석...1146
• 3. 유역협의체 구성을 위한 Blueprint...1146
• 제 7 장 참고문헌...1147