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 문순환 해석 분야에서는 청계천 유역의 물순환 해석을 위하여, 현재 구축되어 있는 수문모니터링 시스템을 검토하고, 계측된 자료를 이용하여 수문분석을 하였으며, 갈수기의 상류유역 유입량을 파

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 문순환 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 등에 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 청계천 복원에 따른 도시 기후의 열환경 개선효과를 실측에 의해 검증하고 하천과 녹지에 의한 효과를 정량적으로 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 전역을 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·식물은 거의 존재하지 않은 것으로 나타났다.

Abstract ▼

IV. Results of the Research
1. Hydrological monitoring & analysis of water cycle
For the hydrological cycle analysis of the Cheonggyechon watershed, the existing hydrological monitoring systems were investigated and compiled hydro-meteorological data were analyzed. Streamflow was measured per

IV. Results of the Research
1. Hydrological monitoring & analysis of water cycle
For the hydrological cycle analysis of the Cheonggyechon watershed, the existing hydrological monitoring systems were investigated and compiled hydro-meteorological data were analyzed. Streamflow was measured periodically to quantitatively investigate runoff volume from upstream headwater area during the dry period.
Water balance analysis in the Cheonggyecheon watershed was performed using rainfall, runoff, water supply and sewage, and ground water level data. For the detailed and accurate analysis, the physically based distributed models such as SWAT and WEP, were applied to the watershed.
As the application results of two models, the hydrological characteristics of the Cheonggyecheon watershed may significantly consistent with those of a typical urbanized watershed. The direct runoff from the watershed was larger and the evapotranspiration was lower, and the response of runoff to rainfall was occurred very fast, as compared to forest watersheds.
The results of this research is restricted as a preliminary study. Therefore, further investigation and analysis with comprehensive field observation and model application are necessary. Based on the findings from further studies, the counter measures for the improvement of water cycle of the Cheongghyecheon watershed can be suggested.
2. Monitoring of microscopic meteorological data & analysis of heat transfer
Most of the previous studies, which aimed to evaluate and predict the mitigation effect of urban heat island by the expansion of water surface and green spaces in a big city, used numerical simulation using urban climate model. However, the ongoing Cheonggyecheon restoration project in Seoul city will provide an opportunity to verify the mitigation effect of heat island by monitoring the various meteorological factors during the course of this big project from beginning to completion. The investigation might contribute to the urban climatology as well as to the urban planning studies for our meteorological comfortable city.
It is clearly expected that temperature decrease after the restoration from the large water surface and green spaces in the middle of the city that would be evaluated quantitatively based on the meteorological observations.
A heat budget model was applied to evaluate the thermal environment on urban area, consist of various land cover types to be lawn, park, forest, asphalt, built-up area, surface water. The surface energy fluxes were comparatively simulated by the heat budget model based on the observations at Haenam and Seoul sites, where land cover types are a grassy place and a built-up area, respectively.
The result of heat budget model for two land cover types, lawn and built-up area was well reflected the diurnal variation of surface energy flux from comparison of observation data. Particularly, we could confirm the seasonal variation of latent heat flux for lawn and high sensible heat flux for built-up area.
Our results obtained from this research will be the appropriate guidelines for the future urban planning which considers environmental amelioration in urban areas.
3. Water quality & Ecosystem monitoring
Now the effect of 'restoration tool of the stream' is regularly verified through estimating the ecological condition of the stream before and after the restoration by observing the inter-relationship between the environmental factors and the biological factors(plants, birds, insects, benthic macroinvertebrate, phytoplankton, amphibian, reptilian, fish fauna) of the Cheonggye Stream. Therefore examination of quality of the water, ecological research and evaluation have been processed from July 2003 to present. The result of the research and the examination shows that the ecological environment of the Cheonggye Stream is very deteriorated same way as other covered stream. Further more, the inter-relationship between the environmental factors and the biological factors are unreliable because of lack of the researching frequency.
4. Groundwater monitoring & flow analysis
We have so far collected groundwater quality data, hydrogeologic aquifer parameters, and the amount of leakages into subway stations and its influence on the groundwater system of the Cheonggyecheon. Results show that groundwater level was influenced by the direction and depth of a subway station. This study will continue to monitor groundwater quality, a water table level, and the correlation between rainfall and groundwater recharge for further investigation of the groundwater flow system in Cheonggyecheon. The hydrogeologic model will be constructed through GIS and analyzed through groundwater flow modeling.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 4
• 요약문 ... 6
• SUMMARY ... 10
• Contents ... 14
• List of Table ... 15
• List of Figures ... 22
• 목차 ... 34
• 표목차 ... 39
• 그림목차 ... 46
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 57
• 제1절 연구의 필요성 ... 57
• 1. 연구개발의 과학기술, 사회경제적 중요성 ... 58
• 제2절 연구 목표 ... 63
• 제3절 단위과제별 목표 및 내용 ... 64
• 1. 수문모니터링 및 물순환 해석 ... 64
• 2. 기상모니터링 및 열순환 해석 ... 66
• 3. 수질 및 생태모니터링 ... 69
• 4. 지하수모니터링 및 유동해석 ... 76
• 제4절 연구 추진 체계 ... 77
• 1. 연구 추진전략 및 방법 ... 77
• 2. 국제공동연구개발 추진계획 ... 85
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 87
• 제1절 수문모니터링 및 물순환 해석 ... 87
• 제2절 기상모니터링 및 열순환 해석 ... 89
• 1. 국외의 경우 ... 89
• 2. 국내의 경우 ... 91
• 3. 국내·외 기술수준 비교 ... 91
• 제3절 수질 및 생태 모니터링 ... 93
• 1. 연구사례의 조사 ... 93
• 2. 세부 기술사항의 검토 분석 ... 122
• 제4절 지하수모니터링 및 유동해석 ... 125
• 1. 연구사례의 조사 ... 125
• 2. 세부기술사항의 검토분석 ... 126
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 129
• 제1절 수문 모니터링 및 물순환 해석 ... 129
• 1. 서론 ... 129
• 2. 청계천 유역의 개황 및 특성 ... 130
• 3. 수문 모니터링 ... 138
• 4. 청계천 유역의 물순환 해석 ... 157
• 5. 청계천 물순환 정상화 대책 ... 239
• 6. 실시간 모니터링 시스템 구축계획 ... 250
• 7. 국제 심포지엄 개최 ... 256
• 8. 요약 및 결론 ... 267
• 제2절 기상모니터링 및 열순환 해석 ... 269
• 1. 청계천 지역의 기상 모니터링 시스템 구축 ... 269
• 2. 청계천 지역의 기상 모니터링 ... 281
• 3. 청계천 지역의 기상 모니터링 해석 ... 322
• 4. 도심지의 열환경 평가를 위한 열수지 모델의 검증 ... 326
• 제3절 수질 및 생태 모니터링 ... 339
• 1. 수질 ... 339
• 2. 식물 및 식생 ... 392
• 3. 담수어류 ... 465
• 4. 저서성 대형무척추동물 ... 475
• 5. 육상곤충 ... 490
• 6. 부착조류 ... 511
• 7. 야생조류 ... 566
• 8. 양서파충류 ... 577
• 9. 환경인자와 생물과의 상관성 ... 583
• 10. 결론 ... 589
• 제4절 지하수모니터링 및 유동해석 ... 591
• 1. 연구지역 개요 및 현황 ... 591
• 2. 주요연구결과 ... 599
• 3. 지하수 수질 ... 611
• 4. 지하수 유동 해석 ... 624
• 5. 청계천 지하수 유동 모델링 ... 633
• 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
• 끝페이지 ... 675