• Original Article

    Measurements of Void Fraction of Aerated Flows over Hydraulic Structures

    수공구조물에 의한 폭기 흐름의 기포분율 측정

    Yong-Uk Ryu, Nam-Joo Lee

    류용욱, 이남주

    This study carried out experimental investigation through measurements of void fraction of aerated flows generated near hydraulic structures. The imaging technique applying ...

    본 연구는 수공구조물 주변에서 발생하는 폭기 흐름의 기포분율을 측정하는 실험 연구를 수행하였다. 그림자기법을 이용한 영상측정기법을 적용하여 기포분율을 측정하고 이를 통해 폭기 정도를 ...

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    This study carried out experimental investigation through measurements of void fraction of aerated flows generated near hydraulic structures. The imaging technique applying the shadowgraphy method was employed to quantify aeration by measuring void fractions. Aerated flows in the vicinity of a sloped weir and a stepped weir were measured using the imaging technique. Spatially distributed void fraction that was possible from gray images gives aeration rate of the flows over hydraulic structures with eco-environmental function. Aeration over the stepped weir takes place more strongly and widely in its front slope and downstream compared to the sloped weir.


    본 연구는 수공구조물 주변에서 발생하는 폭기 흐름의 기포분율을 측정하는 실험 연구를 수행하였다. 그림자기법을 이용한 영상측정기법을 적용하여 기포분율을 측정하고 이를 통해 폭기 정도를 정량화하였다. 제안된 영상기법을 이용하여 경사보와 계단보 주변에서 발생하는 흐름을 측정하였다. 흑백 영상으로부터 얻어진 공간적으로 분포한 기포분율은 친환경 수공구조물 주변에서 폭기 정도를 제시할 수 있었다. 얻어진 결과로부터 계단보의 전면경사부와 하류부에서 상대적으로 강한 폭기 현상이 발생함을 알 수 있었다.

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    September 2019
  • Original Article

    A Study on the Improvement of Fish Habitat through Various River Restoration Techniques in the Wonju-cheon Stream, Korea

    다양한 하천복원 기술을 통한 원주천의 어류 서식처 향상에 대한 연구

    Jongjoo Kim, Jonggeun Choi, Heung Sik Choi

    김종주, 최종근, 최흥식

    The present study performed the impact of the change of low-flow channel on aquatic habitat in a reach of the Wonju-cheon Stream ...

    본 연구는 저수로 변화를 통한 하천 복원이 수생 서식처에 미치는 영향을 파악하기 위하여 원주천을 대상으로 물리서식처분석을 수행하였다. 대상 어종은 원주천에 서식하는 우점종인 ...

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    The present study performed the impact of the change of low-flow channel on aquatic habitat in a reach of the Wonju-cheon Stream, Korea. The target species was Zacco platypus, a dominant species in the middle- and upper-stream of Wonju Cheon. The River2D model was used for the computation of the flow and the habitat suitability index model was used to estimate the quantity and quality of fish habitat using habitat suitability curves. First, for the restoration to low-flow channel, the restoration was conducted in a form close-to-nature flow channel, and the width of the low-flow channel was expanded and reduced. The results indicated that the Weighted Usable Area (WUA) of the target species improved by about 72% when the width of the low-flow channel was expanded, and that the fish habitat decreased by about 25% when the width of the low-flow channel was reduced.


    본 연구는 저수로 변화를 통한 하천 복원이 수생 서식처에 미치는 영향을 파악하기 위하여 원주천을 대상으로 물리서식처분석을 수행하였다. 대상 어종은 원주천에 서식하는 우점종인 피라미를 대상으로 하였다. 흐름 분석은 2차원 모형인 River2D 모형을 사용하였으며, 서식처 분석은 서식처 적합도 곡선을 이용하여 서식처의 양과 질을 산정하는 서식처 적합도 모형을 사용하였다. 먼저 저수로 복원을 위하여 자연 하도에 가까운 형태로 복원을 하고 저수로 폭을 확대 및 축소하여 설계하였다. 그 결과 저수로 폭의 변화를 확대하였을 때 대상 어종의 가중가용면적은 각각 약 72% 향상되었으며, 저수로 폭을 축소하였을 때는 서식처가 약 25% 악화되는 것으로 나타났다.

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    September 2019
  • Original Article

    GIS-based Assessment of the Lateral Connectivity in the Cheongmi-cheon Stream, South Korea

    청미천에서 GIS 기반 횡적 연결성 평가

    Seung-Nam Jin, Hyunsuk Cho, Yunsoo Chu, Kang-Hyun Cho

    진승남, 조현석, 추연수, 조강현

    Lateral connectivity between the channel and the floodplains has been damaged by the levee construction and channelization in most streams of South ...

    대부분의 우리나라의 하천은 제방 축조에 의하여 수로와 홍수터 사이의 횡적연결성이 훼손되어 있다. 본 연구의 목적은 GIS를 이용하여 하천 횡적연결성을 간편하게 원격으로 평가하는 ...

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    Lateral connectivity between the channel and the floodplains has been damaged by the levee construction and channelization in most streams of South Korea. The purpose of this study was to develop a technique for easily and remotely assessing lateral connectivity using GIS in the streams and to evaluate the effectiveness of the assessment method by applying it to Cheongmi-cheon Stream, a representative stream in the central Korean Peninsula. The metrics of the lateral connectivity assessment are composed of (1) existence of remaining wetlands and (2) land use property as a habitat quality of the former floodplain outside the levee and (3) existence of levee barrier, (4) connectivity to the stream and (5) connectivity to the upland natural habitats as a connectivity from the channel through floodplain to the upland forest. According to the result of applying the assessment method to Cheongmi-cheon Stream, the lateral connectivity was severely damaged due to the levee construction and land use change in the former floodplain. The GIS-based assessment of the lateral connectivity developed in this study is expected to be used as a useful tool for identifying limitations of current connectivity in various attempts to restore lateral connectivity in riparian ecosystems.


    대부분의 우리나라의 하천은 제방 축조에 의하여 수로와 홍수터 사이의 횡적연결성이 훼손되어 있다. 본 연구의 목적은 GIS를 이용하여 하천 횡적연결성을 간편하게 원격으로 평가하는 기법을 개발하고 중부지방의 대표적인 하천인 청미천에 적용하여 평가법의 효용성을 평가하는데 있다. 원격평가법의 평가항목은 제내지 서식지 환경 항목으로서 (1) 습지 유지 여부와 (2) 토지이용 특성을 연결성 항목으로서 (3) 제방 차단 여부, (4) 하천과의 연결성 및 (5) 육상 자연서식지와의 연결성으로 구성하였다. 개발된 평가법을 청미천에 시범 적용한 결과에 따르면 청미천의 제내지 옛홍수터는 제방 축조와 토지이용 변화로 횡적연결성이 크게 저하되어 있었다. 또한 GIS 원격 평가법에 의하여 청미천 옛홍수터의 횡적 연결성이 다양한 수준인 것으로 평가되었다. 연구에서 개발된 횡적연결성 원격 평가법은 앞으로 하천의 횡적연결성을 복원하는 다양한 시도에서 현재 연결성의 제한 요인을 파악하는데 유용한 도구로서 이용될 것으로 생각된다.

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    September 2019
  • Original Article

    β -Glucan- and Xanthan gum-based Biopolymer Stimulated the Growth of Dominant Plant Species in the Korean Riverbanks

    베타글루칸과 잔탄검 계열 바이오폴리머 신소재의 국내 하천 식물종에 대한 생육 촉진 영향

    Hyungsoon Jeong, Ha-Young Jang, Sung-Ju Ahn, Eunsuk Kim

    정형순, 장하영, 안성주, 김은석

    The civil engineering materials used to stabilize the slopes of new riverbanks have a great impact on the types and growth of ...

    신설 제방의 사면 안정화를 위해 사용하는 토목 자재는 완공 이후 유입되는 식생의 종류 및 생장에 큰 영향을 미친다. 최근 미생물 유래 베타글루칸과 ...

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    The civil engineering materials used to stabilize the slopes of new riverbanks have a great impact on the types and growth of vegetation introduced after the completion of construction procedure. Recently, microbial-derived, β-glucan- and xanthan gum-based biopolymers are attracting attention as an ecofriendly strengthening material of riverbanks that can possibly stimulate plant growth. This study aimed to assess ecological effects of biopolymer application on native plants in Korean riverbanks. In particular, since dominant plant species could shape characteristics of an ecosystem, we examined the effects of biopolymer on the dominant plant species in riverbanks. Overall, biopolymer did not affect seed germination rates of testing plant species. In contrast, plants grew more vigorously in the soil mixed with biopolymer compared to those in the control soil. The biomass of Echinochloa crus-galli especially increased around two times more in the biopolymer treatment. Plants produced heavier root biomass and leaves with larger specific leaf area, which possibly contributes to the tolerance of environmental stress like drought. These results suggest that biopolymers treated on river banks are expected to stimulate plant growth and increase stress tolerance of domestic dominant plant species.


    신설 제방의 사면 안정화를 위해 사용하는 토목 자재는 완공 이후 유입되는 식생의 종류 및 생장에 큰 영향을 미친다. 최근 미생물 유래 베타글루칸과 잔탄검 계열 바이오폴리머가 식물의 생육을 촉진시킬 수 있는 새로운 친환경 제방 사면 안정화 물질로 주목 받고 있다. 본 연구는 바이오폴리머 신소재의 생태성 평가를 목적으로, 특히 생태계 내에서 다수를 차지하는 우점 식물종들이 생태계의 특성을 크게 좌우하는 점에 주목하여, 바이오폴리머 신소재가 국내 하천에서 흔히 발견되는 자생 초본 식물 8종과 녹화용 식물 2종의 발아 및 생육에 미치는 영향을 시험하였다. 시험 식물종들의 종자 발아율은 바이오폴리머가 혼합된 토양의 영향을 받지 않았다. 반면 식물 생육은 바이오폴리머가 혼합된 토양에서 증가하였는데, 특히 돌피의 경우 약 2배정도의 총 생물량이 증가하였다. 식물 뿌리의 생육이 증가하는 경향을 보였고, 잎의 건중량 대비 엽면적이 증가하였다. 뿌리의 생육 증진과 잎의 건중량 대비 엽면적 증가가 환경 스트레스에 적응된 식물종들의 대표적 기능 형질인 점을 감안하면, 제방 사면에 처리된 바이오폴리머 신소재는 국내 하천 우점종들의 생육 및 환경 스트레스 저항성을 높일 것으로 예측된다.

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    September 2019
  • Original Article

    Correlation Analysis on the Water Depth and Peak Data Value of Hyperspectral Imagery

    초분광 영상의 최대 강도값과 하천 수심의 상관성 분석

    Joongu Kang, Changhun Lee, Hongkoo Yeo, Jongtae Kim

    강준구, 이창훈, 여홍구, 김종태

    The hyperspectral images can be analyzed in more detail compared to the conventional multispectral images so they can be used for analyzing ...

    초분광 영상은 기존 다중분광 영상에 비해 보다 세밀한 분석이 가능하며 감지가 어려운 지표 성질의 분석에 유용하게 활용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 ...

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    The hyperspectral images can be analyzed in more detail compared to the conventional multispectral images so they can be used for analyzing surface properties which are difficult to detect. Therefore, the purpose of this study is to obtain information on river environment by using actual depth data and drone-based images. For this purpose, this study acquired the image values for 100 points of 1 survey line using drone-based hyperspectral sensors and analyzed the correlation in comparison with the actual depth information obtained through ADCP. The ADCP measurements showed that the depth tended to get deeper toward the center and that the average water depth was 0.81 m. As a result of analyzing the hyperspectral images, the value of maximum intensity was 645 and the value of minimum intensity was 278, and the correlation between the actual depth and the results of analyzing the hyperspectral images showed that the depth increased as the value of maximum intensity decreased.


    초분광 영상은 기존 다중분광 영상에 비해 보다 세밀한 분석이 가능하며 감지가 어려운 지표 성질의 분석에 유용하게 활용될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수심에 대한 실측데이터와 드론 기반의 영상을 이용하여 하천환경 정보를 획득하는 것이 목적으로써 이를 위해 드론 기반의 초분광 센서를 활용하여 1개 측선 100개 지점에 대한 영상값을 취득하였으며 ADCP를 통해 확보된 실제 수심정보와 비교하여 상관관계를 분석하였다. ADCP 측정결과 중앙으로 갈수록 수심이 깊어지는 경향을 보이고 있으며 수심은 평균 0.81 m로 나타났다. 초분광 영상 분석 결과 최대 강도가 가장 높은 지점은 645, 가장 낮은 지점은 278이며 실제 수심과 초분광 영상분석결과의 상관성을 분석한 결과 최대 강도값이 감소할수록 수심은 증가하는 것으로 나타났다.

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    September 2019