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    Analysis of Channel Changes in Mountain Streams Due to Typhoon Hinnamnor Flood - A Case Study on Shingwangcheon and Naengcheon Streams in Pohang -

    태풍 힌남노 홍수로 인한 산지 중소하천의 하도 변화 분석 - 포항 신광천 및 냉천을 사례로 -

    Chanjoo Lee, Seong Gi An, Eun-Kyung Jang

    이찬주, 안성기, 장은경

    This study analyzed morphological changes in the Singwangcheon and Naengcheon streams in Pohang caused by flooding due to Typhoon Hinnamnor. Analysis of …

    본 연구에서는 태풍 힌남노에 의해 발생한 홍수로 인해 초래된 포항 신광천 및 냉천 하도의 지형 변화를 분석하였다. 항공사진 및 드론 영상을 이용하여 …

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    This study analyzed morphological changes in the Singwangcheon and Naengcheon streams in Pohang caused by flooding due to Typhoon Hinnamnor. Analysis of the changes in river channel area from the past to recent times using aerial photos and drone-taken images showed that the river width had gradually decreased since the 1960s. However, after the flood, the river width increased again. Changes in the river cross-section before and after the flood show that a large amount of coarse sediment was deposited inside the river bend while the outer bank was eroded. The water levels calculated using HEC-RAS for the pre-flood cross-section based on the flood frequency discharges and estimated discharge from Oer Reservoir were significantly lower than the observed water level, which means that the cross-sectional change was not considered. The results of this study suggest that it is necessary to consider cross-sectional changes due to sediment transport when estimating the flood level of small and medium-sized mountain streams, and it is needed to investigate the geomorphic changes after floods.


    본 연구에서는 태풍 힌남노에 의해 발생한 홍수로 인해 초래된 포항 신광천 및 냉천 하도의 지형 변화를 분석하였다. 항공사진 및 드론 영상을 이용하여 과거로부터 최근까지 하도의 평면적 변화를 분석한 결과 1960년대 이래로 하폭이 점차 감소였으나 홍수 이후 하폭이 다시 증가한 것으로 나타났다. 드론 및 현장 조사를 통한 홍수 전후의 단면 변화를 보면 만곡부 내측에 다량의 토사가 퇴적되었고 외측에서는 하안 침식이 발생하였다. 오어저수지의 자료와 빈도홍수량을 이용하여 홍수 전 단면을 기초로 HEC-RAS를 이용하여 산정한 홍수위는 실제 관찰된 수위에 비해 크게 낮았는데, 이는 홍수로 인한 단면 변화가 반영되지 않은데 기인한 것으로 판단된다. 본 연구의 결과를 고려할 때 중소하천의 홍수위 산정 시 토사 운반으로 인한 단면 변화를 고려하는 것이 중요하며 홍수 직후의 지형학적 변화를 조사하는 것이 필요하다.

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    31 December 2023
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    Performance Characteristics of an Ensemble Machine Learning Model for Turbidity Prediction With Improved Data Imbalance

    데이터 불균형 개선에 따른 탁도 예측 앙상블 머신러닝 모형의 성능 특성

    HyunSeok Yang, Jungsu Park

    양현석, 박정수

    High turbidity in source water can have adverse effects on water treatment plant operations and aquatic ecosystems, necessitating turbidity management. Consequently, research …

    고 탁도의 원수는 정수장 운영 및 수 생태 환경에 부정적인 영향을 줄 수 있어 관리가 필요한 수질 인자이며, 하천의 탁도 예측을 통해 …

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    High turbidity in source water can have adverse effects on water treatment plant operations and aquatic ecosystems, necessitating turbidity management. Consequently, research aimed at predicting river turbidity continues. This study developed a multi-class classification model for prediction of turbidity using LightGBM (Light Gradient Boosting Machine), a representative ensemble machine learning algorithm. The model utilized data that was classified into four classes ranging from 1 to 4 based on turbidity, from low to high. The number of input data points used for analysis varied among classes, with 945, 763, 95, and 25 data points for classes 1 to 4, respectively. The developed model exhibited precisions of 0.85, 0.71, 0.26, and 0.30, as well as recalls of 0.82, 0.76, 0.19, and 0.60 for classes 1 to 4, respectively. The model tended to perform less effectively in the minority classes due to the limited data available for these classes. To address data imbalance, the SMOTE (Synthetic Minority Over-sampling Technique) algorithm was applied, resulting in improved model performance. For classes 1 to 4, the Precision and Recall of the improved model were 0.88, 0.71, 0.26, 0.25 and 0.79, 0.76, 0.38, 0.60, respectively. This demonstrated that alleviating data imbalance led to a significant enhancement in Recall of the model. Furthermore, to analyze the impact of differences in input data composition addressing the input data imbalance, input data was constructed with various ratios for each class, and the model performances were compared. The results indicate that an appropriate composition ratio for model input data improves the performance of the machine learning model.


    고 탁도의 원수는 정수장 운영 및 수 생태 환경에 부정적인 영향을 줄 수 있어 관리가 필요한 수질 인자이며, 하천의 탁도 예측을 통해 고 탁도의 원수의 효율적 관리를 수행하기 위해 관련분야에 대한 연구가 지속되고 있다. 본 연구에서는 대표적인 앙상블 머신러닝 알고리즘 중 하나인 LightGBM (light gradient boosting machine)을 이용하여 탁도를 예측하는 다중 분류 모형을 구축하였다. 모형의 구축을 위해 입력자료를 탁도값에 따라 탁도가 낮은 경우부터 높은 경우까지 4개의 class로 구분하였으며, class 1 - 4에 속하는 자료수는 각각 945개, 763개, 95개, 25개로 분류되었다. 구축한 모형의 class 1 - 4에 대한 정밀도 (Precision) 각각 0.85, 0.71, 0.26, 0.30 재현율 (Recall)은 각각 0.82, 0.76, 0.19, 0.60로 데이터 수가 적은 소수 class에서 상대적으로 모형이 성능이 낮은 경향을 보였다. 데이터 불균형을 해소하기 위해 over-sampling알고리즘 중 SMOTE를 적용한 결과 개선된 모형의 class 1 - 4에 대한 정밀도 및 재현율은 각각 0.88, 0.71, 0.26, 0.25 및 0.79, 0.76, 0.38, 0.60으로 데이터 불균형 해소를 통해 모형의 재현율이 크게 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 데이터 구성비율이 모형성능에 미치는 영향에 대한 확인을 위하여 입력자료의 구성비를 다양하게 하고 각각의 자료로 구축된 모형의 결과를 비교하여 입력자료 구성비에 따른 모형성능의 차이를 분석하였으며, 모형 입력자료의 구성비의 적정한 산정을 통해 모형의 성능을 향상시킬 수 있음을 확인하였다.

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    31 December 2023
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    Real-Time Flood Forecasting by Using a Measured Data Based Nomograph for Small Streams

    계측자료 기반 Nomograph를 이용한 실시간 소하천 홍수량 산정 연구

    Tae Sung Cheong, Changwon Choi, Sung Je Yei, Kang Min Koo

    정태성, 최창원, 예성제, 구강민

    As the flood damage on small streams increase due to the increase in frequency of extreme climate events, the need to measure …

    극한호우 발생빈도 증가로 소하천 홍수 피해가 증가하고 있어 소하천 리스크 관리를 위해 유량 계측 요구가 증가하고 있다. 이에 행정안전부 (MOIS) 소속 국립재난안전연구원 …

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    As the flood damage on small streams increase due to the increase in frequency of extreme climate events, the need to measure hydraulic data of them has increased for disaster risk management. National Disaster Management Institute, Ministry of Interior and Safety develops CADMT, a CCTV-based automatic discharge measurement technology, and operates pilot small streams to verify its performance and develop disaster risk management technology. The research selects two small streams such as the Neungmac and the Jungsunpil streams to develop the Nomograph by using the 4-Parameter Logistic method using only the observed rainfall data from the Automatic Weather System operated by the Korea Meteorological Agency closest to the small streams and discharge data collected by using the CADMT. To evaluate developed Nomograph, the research forecasts floods discharges in each small stream and compares the result with the observed discharges. As a result of the evaluations, the forecasted value is found to represent the observed value well, so if more accurate observed data are collected and the Nomograph based on it is developed in the future, the high-accuracy flood prediction and warning will be possible.


    극한호우 발생빈도 증가로 소하천 홍수 피해가 증가하고 있어 소하천 리스크 관리를 위해 유량 계측 요구가 증가하고 있다. 이에 행정안전부 (MOIS) 소속 국립재난안전연구원 (NDMI)은 CCTV 기반 자동유량계측기술 (CCTV based Automatic Discharge Measurement Technology, CADMT)을 개발하고 성능 검증과 재난 리스크 관리기술 개발을 위해 시범소하천을 운영하고 있다. 본 연구는 CADMT가 설치된 능막천과 중선필천 2개 소하천을 선정하고 소하천에 가장 가까운 기상청 Automatic Weather System 강우량 자료와 유량 계측자료를 이용해 4-Parameter Logistic 방법으로 Nomograph를 개발한다. 개발한 Nomograph를 검증하기 위하여 본 연구는 각 소하천에서 홍수량을 예측하고 그 결과를 계측 유량과 비교한다. 검증 결과 예측치는 계측치를 잘 재현하는 것으로 나타나 향후, 보다 정확도 높은 계측자료가 수집되고 이에 기반한 Nomograph가 개발된다면 정확도 높은 홍수 예・경보가 가능할 것으로 판단된다.

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    31 December 2023
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    Development of Turbidity Backward Tracking Scheme Using Py_STPS Model and Monitoring Data>Development of Turbidity Backward Tracking Scheme Using Py_STPS Model and Monitoring Data

    Py_STPS모형과 관측자료를 활용한 탁도역추적기법 개발

    Hong Koo Yeo, Namjoo Lee

    여홍구, 이남주

    In order to develop a backtracking technique for turbidity measurement data without discriminatory characteristics, three turbidity backtracking techniques for predicting inflow turbidity …

    차별적 특징을 갖지 않는 탁도 측정자료에 대한 역추적기법을 개발하고자 지천의 상류와 하류에 위치한 수질자동측정점에서 측정된 실시간 탁도자료와 Py_STPS모형을 사용하여 지천의 유입탁도를 예측하는 …

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    In order to develop a backtracking technique for turbidity measurement data without discriminatory characteristics, three turbidity backtracking techniques for predicting inflow turbidity of a stream were compared using real-time turbidity data measured at automatic water quality measurement points located upstream and downstream of the stream and the Py_STPS model. Three turbidity backtracking techniques were applied: 1) simple preservation method of turbidity load considering flow time, 2) a method of using the flow rate at the upstream boundary considering the flow time as the flow rate at the downstream boundary, 3) method of introducing internal reaction rate to reflect the behavior characteristics of turbidity-causing substances. As a result of applying the three backtracking models, it was confirmed that the backtracking technique that introduced the internal reaction rate had the best results.


    차별적 특징을 갖지 않는 탁도 측정자료에 대한 역추적기법을 개발하고자 지천의 상류와 하류에 위치한 수질자동측정점에서 측정된 실시간 탁도자료와 Py_STPS모형을 사용하여 지천의 유입탁도를 예측하는 세 가지 탁도역추적기법을 비교하였다. 유하시간을 고려한 탁도부하량 단순보존 방법, 유하시간을 고려한 상류경계의 유량을 하류경계의 유량으로 사용하는 방법, 탁도 유발물질의 거동특성을 반영하기 위해 내부반응률을 도입한 방법 세 가지 탁도 역추적기법을 적용하였다. 세 가지 역추적모형의 적용 결과, 내부반응률을 도입한 역추적기법의 결과가 가장 우수함을 확인할 수 있었다.

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    31 December 2023
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    Development of a Method for Tracking Sandbar Formation by Weir-Gate Opening Using Multispectral Satellite Imagery in the Geumgang River, South Korea

    금강에서 다분광 위성영상을 이용한 보 운영에 따른 모래톱 형성 추적 방법의 개발

    Cheolho Lee, Kang-Hyun Cho

    이철호, 조강현

    A various technology of remote sensing and image analysis are applied to study landscape changes and their influencing factors in stream corridors. …

    하천 생태계에서 경관의 변화와 그 영향요인을 연구하기 위해 다양한 원격 탐지 및 영상 분석이 활용된다. 본 연구에서는 다양한 시점에서 위성에서 촬영된 다분광 …

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    A various technology of remote sensing and image analysis are applied to study landscape changes and their influencing factors in stream corridors. We developed a method to detect landscape changes over time by calculating the optical index using multispectral images taken from satellites at various time points, calculating the threshold to delineate the boundaries of water bodies, and creating binarized maps into land and water areas. This method was applied to the upstream reach of the weirs in the Geumgang River to track changes in the sandbar formed by the opening of the weir gate. First, we collected multispectral images with a resolution of 10 m × 10 m taken from the Sentinel-2 satellite at various times before and after the opening of the dam in the Geumgang River. The normalized difference water index (NDWI) was calculated using the green light and near-infrared bands from the collected images. The Otsu’s threshold of NDWI calculated to delineate the boundary of the water body ranged from -0.0573 to 0.1367. The boundary of the water area determined by remote sensing matched the boundary in the actual image. A map binarized into water and land areas was created using NDWI and the Otsu’s threshold. According to these results of the developed method, it was estimated that a total of 379.7 ha of new sandbar was formed by opening the three weir floodgates from 2017 to 2021 in the longitudinal range from Baekje Weir to Daecheong Dam on the Geumgang River. The landscape detection method developed in this study is evaluated as a useful method that can obtain objective results with few resources over a wide spatial and temporal range.


    하천 생태계에서 경관의 변화와 그 영향요인을 연구하기 위해 다양한 원격 탐지 및 영상 분석이 활용된다. 본 연구에서는 다양한 시점에서 위성에서 촬영된 다분광 영상으로 광학 지수를 계산하고, 수역의 경계를 획정하는 임계치를 계산하여 육역과 수역으로 이진화한 지도를 작성하여 시간에 따른 경관 변화를 탐지하는 방법을 개발하였다. 그리고 이 방법을 금강에 적용하여 보 수문 개방에 의하여 형성된 모래톱의 변화를 추적하였다. 먼저 금강에서 보 개방 전후의 다양한 시점에서 Sentinel-2 위성에서 촬영된 10 m × 10 m 해상도의 다분광 영상을 수집하였다. 수집된 영상에서 녹색광과 근적외선 대역으로 정규수분지수 (normalized difference water index, NDWI)를 계산하였다. 수역의 경계를 결정하기 위하여 산출한 NDWI의 Otsu 임계값은 -0.0573부터 0.1367의 범위이었다. 원격탐사에 의하여 결정된 수역의 경계는 실제 영상에서의 경계와 일치하였다. 이 NDWI에 의하여 수역과 육역으로 이진화된 지도를 작성하였다. 이 결과에 따르면 금강의 백제보부터 대청댐까지 종적 범위에서 2017년부터 2021년까지 수행된 3개의 보 수문 개방에 의해 총 379.7 ha의 새로운 모래톱의 서식처가 형성된 것으로 추정되었다. 본 연구에서 제안하는 경관 탐지 방법은 넓은 시공간 범위에서 적은 자원으로도 객관적인 결과를 얻을 수 있는 방법으로 평가된다.

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    31 December 2023
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    Assessment of Physical Habitats Characteristics in Naeseongcheon Basin Streams, Korea

    내성천 유역 하천의 물리 서식지 특성 평가

    Ki Heung Kim, Heareyn Jung, Il Hong, Hong Koo Yeo

    김기흥, 정혜련, 홍일, 여홍구

    This study applied the stream physical habitat assessment system to obtain basic information for river restoration and watershed management in high-gradient and …

    본 연구는 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천에 하천복원 및 유역관리를 위한 기본 정보를 얻기 위해 하천의 물리 서식지 평가체계를 적용했다. 평가결과 …

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    This study applied the stream physical habitat assessment system to obtain basic information for river restoration and watershed management in high-gradient and mid-gradient streams in the Naeseongcheon basin. The total length of high-gradient and mid-gradient streams in the Naeseongcheon basin is about 273 km, and as a result of the assessment, it was analyzed that suboptimal reach was about 8.2 km, normal reach was 180.3 km, and marginal reach was 84.7 km. In addition, the physical habitat quality of high-gradient streams was analyzed to be normal condition with an average of 106 points (53%), and in particular, the score of channel/hydraulic category, which is the most important for the habitat of aquatic animals, was analyzed to be normal, close to the limit, with an average of 54 points (45%). The physical habitat quality of mid-gradient streams was found to be in normal condition with an average of 90 points (45%), and the score of channel/hydraulic category was in marginal condition with an average of 39 points (32%). Overall, among 165 reaches of high-gradient and mid-gradient streams in the Naeseongcheon basin, 4 reaches (3%) were evaluated as suboptimal, 119 reaches (72%) were normal, and 42 reaches (25%) were considered marginal. These results showed that the physical habitat of Naeseongcheon was significantly disturbed. Disturbance of stream physical habitat in the Naeseongcheon basin occured due to farmland around stream, urbanization, reservoir construction, and river maintenance.


    본 연구는 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천에 하천복원 및 유역관리를 위한 기본 정보를 얻기 위해 하천의 물리 서식지 평가체계를 적용했다. 평가결과 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천 총연장은 약 273 km이며, 이 중에서 우수 약 8.2 km, 보통 180.3 km, 한계 84.7 km인 것으로 분석되었다. 또한 급경사 하천 전체의 물리 서식지 질은 평균 106점 (53%)으로 보통 등급이며, 특히 수서 동물의 서식처에 가장 중요한 하도/수리 영역은 평균 54점 (45%)으로 한계상태에 가까운 보통 등급인 것으로 분석되었다. 중경사 하천 물리 서식지 질은 평균 90점 (45%) 보통 등급이며, 하도/수리 영역 평균 39점 (32%) 한계상태로 나타났다. 전반적으로 내성천 유역의 급경사 및 중경사 하천 165개 구간 중 우수 4개 (3%), 보통 119개 (72%) 및 한계 42개 (25%) 구간으로 평가되었다. 이러한 결과는 내성천의 물리 서식지가 상당히 교란되었음을 보여준다. 내성천 유역의 하천 물리 서식지 교란은 하천주변의 경작지, 도시화, 저수지 건설 및 하천정비 등으로 발생하였다.

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    31 December 2023
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    Prediction of Carbon Accumulation within Semi-Mangrove Ecosystems Using Remote Sensing and Artificial Intelligence Modeling in Jeju Island, South Korea

    원격탐사와 인공지능 모델링을 활용한 제주도 지역의 준맹그로브 탄소 축적량 예측

    Cheolho Lee, Jongsung Lee, Chaebin Kim, Yeounsu Chu, Bora Lee

    이철호, 이종성, 김채빈, 추연수, 이보라

    We attempted to estimate the carbon accumulation of Hibiscus hamabo and Paliurus ramosissimus, semi- mangroves native to Jeju Island, by remote sensing …

    본 연구에서는 제주도에서 자생하는 준맹그로브인 황근 (Hibiscus hamabo)과 갯대추나무 (Paliurus ramosissimus)의 탄소 저장량을 원격탐사로 추정하고 기후요인에 의하여 공간변이를 …

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    We attempted to estimate the carbon accumulation of Hibiscus hamabo and Paliurus ramosissimus, semi- mangroves native to Jeju Island, by remote sensing and to build an artificial intelligence model that predicts its spatial variation with climatic factors. The aboveground carbon accumulation of semi-mangroves was estimated from the aboveground biomass density (AGBD) provided by the Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) lidar upscaled using the normalized difference vegetation index (NDVI) extracted from Sentinel-2 images. In Jeju Island, carbon accumulation per unit area was 16.6 t C/ha for H. hamabo and 21.1 t C/ha for P. ramosissimus. Total carbon accumulation of semi-mangroves was estimated at 11.5 t C on the entire coast of Jeju Island. Random forest analysis was applied to predict carbon accumulation in semi-mangroves according to environmental factors. The deviation of aboveground biomass compared to the distribution area of ​​semi-mangrove forests in Jeju Island was calculated to analyze spatial variation of biomass. The main environmental factors affecting this deviation were the precipitation of the wettest month, the maximum temperature of the warmest month, isothermality, and the mean temperature of the wettest quarter. The carbon accumulation of semi-mangroves predicted by random forest analysis in Jeju Island showed spatial variation in the range of 12.0 t C/ha – 27.6 t C/ha. The remote sensing estimation method and the artificial intelligence prediction method of carbon accumulation in this study can be used as basic data and techniques needed for the conservation and creation of mangroves as carbon sink on the Korean Peninsula.


    본 연구에서는 제주도에서 자생하는 준맹그로브인 황근 (Hibiscus hamabo)과 갯대추나무 (Paliurus ramosissimus)의 탄소 저장량을 원격탐사로 추정하고 기후요인에 의하여 공간변이를 예측하는 인공지능 모델을 구축하고자 하였다. 준맹그로브의 지상부 탄소 축적량은 Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) 라이다에 의하여 제공되는 지상부 생물량 밀도 (aboveground biomass density, AGBD)를 Sentinel-2 영상으로부터 추출한 normalized difference vegetation index (NDVI)으로 해상도를 상향하여 추정하였다. 제주도에서 단위면적당 탄소 축적량은 황근이 16.6 t C/ha, 갯대추나무가 21.1 t C/ha이었다. 제주도 전 해안에서 준맹그로브의 탄소 축적량은 11.5 t C로 추정되었다. 환경요인에 따른 준맹그로브의 탄소 축적량을 예측하기 위하여 랜덤 포레스트 기술을 적용하였다. 제주도 준맹그로브림의 분포면적 대비 지상부 생물량의 잔차를 계산하였다. 이 잔차에 영향을 미치는 주요 환경요인으로는 가장 습한 달의 강수량, 가장 더운 달의 최고온도, 등온성 및 가장 습한 달의 평균 온도가 선정되었다. 제주도에서 랜덤 포레스트 분석으로 예측된 준맹그로브의 탄소 축적량은 12.0 t C/ha – 27.6 t C/ha 범위의 공간적 변이를 나타내었다. 본 연구에서 개발된 탄소 축적량의 원격탐사 추정법과 환경요인에 따른 인공지능 예측법은 한반도에서 탄소흡수원으로서 맹그로브의 보전과 조성에 필요한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

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    31 December 2023
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    Ecological Characteristics and Their Implications for the Conservation in the Taehwagang River Estuarine Wetland, Ulsan, South Korea

    울산 태화강하구습지의 생태적 특성 및 보전을 위한 제안

    Pyoungbeom Kim, Yeonhui Jang, Yeounsu Chu

    김평범, 장연희, 추연수

    Estuarine wetlands, which form a distinctive brackish water zone, serve as important habitats for organisms that have adapted to and thrive in …

    하구습지는 독특한 기수역이 형성되며 이러한 환경에 적응하여 살아가는 생물에게 중요한 서식처로 기능을 수행한다. 그러나 과도한 개발과 이용에 따른 인위적 간섭으로 하구습지 고유의 …

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    Estuarine wetlands, which form a distinctive brackish water zone, serve as important habitats for organisms that have adapted to and thrive in this environment. Nonetheless, excessive development and utilization result in artificial disruptions that alter the distinctive functions and attributes of estuarine wetlands. To collect the basic data for the conservation of estuarine wetlands with excellent ecosystems, we investigated the vegetation distribution characteristics and biota status of the Taehwagang River Estuarine Wetland. Data from vegetation surveys have shown that 25 plant communities of six physiognomic vegetation types, including willow vegetation, lotic and lentic herbaceous vegetation, floating/submerged vegetation. In the upper reaches, where topographical diversity was high, various types of wetland vegetation were distributed. In terms of biodiversity, a total of 696 species, including 7 endangered wildlife species, were identified. Due to good ecological connectivity, tidal rivers are formed, brackish water species including various functional groups are distributed around this section. The inhabitation of various water birds, such as diving and dabbler ducks, were confirmed according to the aquatic environment of each river section. The collection of ecological information of the Taehwagang River Estuarine Wetland can be used as a framework for establishing the basis for conservation and management of the estuarine ecosystem and support policy establishment.


    하구습지는 독특한 기수역이 형성되며 이러한 환경에 적응하여 살아가는 생물에게 중요한 서식처로 기능을 수행한다. 그러나 과도한 개발과 이용에 따른 인위적 간섭으로 하구습지 고유의 기능 및 특성을 변화시킨다. 본 연구는 생태계가 우수한 하구습지 보전을 위한 기초자료를 수집하기 위해서, 태화강하구습지를 대상으로 식생 분포 특성 및 생물상 현황을 조사하였다. 연목림 식생, 정수 및 유수역 다년생 초본식생, 부유·침수식생 등 6개 상관식생형의 25개 식물군락이 확인되었다. 지형다양성이 높은 상류부에서 다양한 유형의 습지식생이 분포하고 있었다. 생물종 다양성은 멸종위기 야생생물 7종 포함 총 696종이 확인되었다. 생태적 연결성이 양호하여 감조하천이 형성되는 구간을 중심으로 다양한 기능군을 가지는 기수성 생물종이 분포하며, 하천 구간별 수환경에 따라서 잠수 및 수면성오리류 등 다양한 수조류의 서식을 확인하였다. 태화강하구습지의 생태정보의 수집은 하구 생태계의 보전·관리 기반을 마련하고 정책 수립을 지원하는 데 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

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    31 December 2023
  • Original Article

    Study of Fish Monitoring for of Exotic Fishes Management of Ecological Park at Nakdong River 1 (Nakdong River Site)

    낙동강 생태공원 지역 외래어종 관리를 위한 어종 모니터링 연구 1 (낙동강)

    Joon Gu Kang, Sung Jung Kim, Hong Koo Yeo

    강준구, 김성중, 여홍구

    Influx of exotic fishes is the reason of destruction of the ecosystem and Eco-Diversity Recently, River project was conducted to consider environmental …

    최근 외래어종의 유입은 어류 서식처의 생물 다양성 위협 및 생태계 파괴를 가져오기도 한다. 최근 이루어지는 하천사업은 환경적인 기능을 고려하고 있다. 비닐하우스 등 …

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    Influx of exotic fishes is the reason of destruction of the ecosystem and Eco-Diversity Recently, River project was conducted to consider environmental function. Therefore, farmlands structure along the river was removed such as vinyl greenhouse. In order to supply water eco-diversity, ecological park was built. In spite of nature river improvement, the ecological system in river will be break down by exotic fishes. This study was conducted to investigate analyze the fish faun and prevailing species occupancy in Nakdong river. This data will be used to make the management plan of exotic fishes in ecological park around Nakdong river.


    최근 외래어종의 유입은 어류 서식처의 생물 다양성 위협 및 생태계 파괴를 가져오기도 한다. 최근 이루어지는 하천사업은 환경적인 기능을 고려하고 있다. 비닐하우스 등 관리하기 어려운 하천변 시설을 철거하고, 생태공원 등을 조성하여 수중생태계의 다양성을 제공하기 위한 하천공간으로의 환경적 요소를 고려한 정비도 수행하였다. 하지만 이러한 자연친화적인 하천사업에도 불구하고, 외래어종은 환경공간을 파괴하고 하천 생태계에 악영향을 미칠 수 가능성을 가지고 있다. 본 연구는 낙동강 본류에서 어류상 조사 및 우세종/외래어종 점유율 분석을 수행한 것이다. 이 자료는 생태공원의 외래어종 관리방안을 마련하기 위한 목적으로 활용될 것이다.

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    31 December 2023
  • Original Article

    Study of Fish Monitoring for of Exotic Fishes Management of Ecological Park at Nakdong River 2 (Daejeo Ecological Park)

    낙동강 생태공원 지역 외래어종 관리를 위한 어종 모니터링 연구 2 (대저생태공원)

    Joon Gu Kang, Sung Jung Kim, Hong Koo Yeo

    강준구, 김성중, 여홍구

    Influx of exotic fishes is the problem of fish management. The reason why interest on river environment was increased. Recently, River project …

    최근 외래어종의 유입은 하천 내 어류 관리에 문제가 되고 있다. 최근 하천환경에 대한 인식이 높아지면서 하천변을 환경적이 기능을 갖도록 정비하는 사례가 많아지고 …

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    Influx of exotic fishes is the problem of fish management. The reason why interest on river environment was increased. Recently, River project was conducted to consider environmental function on the ecosystem and Eco-Diversity. Therefore, farmlands structure along the river was removed such as vinyl greenhouse. Daejeo ecological park was built in 4 River project. Daejeo ecological park have significance habitat for migratory birds and eco-diversity. In spite of nature river improvement, ecological system in river will be break down by exotic fishes. This study was conducted to investigate analyze the fish faun and prevailing species occupancy in Daejeo ecological park. This data will be used to make the management plan of exotic fishes in ecological park around Daejeo ecological park.


    최근 외래어종의 유입은 하천 내 어류 관리에 문제가 되고 있다. 최근 하천환경에 대한 인식이 높아지면서 하천변을 환경적이 기능을 갖도록 정비하는 사례가 많아지고 있다. 대저 생태공원은 4대강 사업에서 비닐하우스 등 관리하기 어려운 하천변 시설을 철거하고 조성된 지역이다. 조성된 대저생태공원은 철새도래지로의 의미와 수중생태계의 다양성을 제공하기 위한 하천공간으로의 환경적 요소를 고려한 정비로 설명할 수 있다. 이러한 자연친화적인 하천사업에도 불구하고, 외래어종은 환경공간을 파괴하고 하천 생태계에 악영향을 미칠 수 가능성을 가지고 있다. 본 연구는 낙동간 본류와 더블어 생태공원에서도 어류상 조사 및 우세종/외래어종 점유율 분석을 수행한 것이다. 대저생태공원은 정체지역으로 낙동강 본류와 수리적 특성이 다르므로 획득된 자료를 통해 생태공원의 외래어종 관리방안을 마련하는 것이 필요하다.

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    31 December 2023
  • Original Article

    Monitoring of the Mobility of Fish on Turbidity Changes

    탁도 변화에 따른 어류의 이동 특성 모니터링

    Joon Gu Kang, Nam Ju Lee, Dong Ho Nam

    강준구, 이남주, 남동호

    Suspended solid in river is resource serious contamination. Suspended solid have a pernicious influence to fish and aquatic ecosystem. Flood and sediment …

    하천내의 부유물질은 장기간 지속할 경우 심각한 오염원으로 어류 등 수중생태계에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 하천내 부유물징 발생원인은 홍수, 퇴적물, 하천변 이용도가 …

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    Suspended solid in river is resource serious contamination. Suspended solid have a pernicious influence to fish and aquatic ecosystem. Flood and sediment and land use in river are largely[mainly] responsible of suspended solid. Especially, resuspension phenomenon of sediment will be dangerous effect to aquatic ecosystem. Study of fish and aquatic ecosystem on suspended solidus slight in fresh water. This study was basic research to manage fish and aquatic ecosystem on turbidity. It was conducted to analyze and monitor fish response on turbidity. Result in this study was confirmed the insensitive and die of fish on reduction of oxygen supply.


    하천내의 부유물질은 장기간 지속할 경우 심각한 오염원으로 어류 등 수중생태계에 치명적인 영향을 줄 수 있다. 하천내 부유물징 발생원인은 홍수, 퇴적물, 하천변 이용도가 주원인으로 판단된다. 특히 퇴적물의 재부유는 심각한 수생태계 위험 영향이 될 수 있다. 부유로 인한 탁도에 대한 어류 연구는 담수의 경우 매우 미미한 수준이다. 본 연구는 탁도에 대한 하천내의 수생태계 관리 방안 제시를 위한 기초연구이다. 연구는 탁도에 대한 어류반응을 실험을 통해 모니터링하고 이에 대한 경향을 분석하였다. 실험결과 고탁도 구간에서의 수조에서 높은 농도의 부유물질로 인해 산소 공급이 방해되어 어류에 영향을 주는 것을 파악하였다.

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    31 December 2023
  • Original Article

    Development of a Practical Surface Image Velocimeter using Spatio-Temporal Images

    시공간영상을 이용한 실용적인 표면영상유속계 개발

    Yunho Lee, Kwonkyu Yu

    이윤호, 류권규

    The purpose of this study is to present the most appropriate hardware and software configurations to produce a practical SIV (surface image …

    본 연구의 목표는 실용적인 표면영상유속계를 만들기 위해 가장 적절한 하드웨어와 소프트웨어의 구성을 제시하는 것이다. 실용적인 표면영상유속계 구성을 위해 하드웨어로 CCTV를 선택하고, 2분 …

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    The purpose of this study is to present the most appropriate hardware and software configurations to produce a practical SIV (surface image velocimeter). To make a practical SIV, we constructed the system with a CCTV, a water stage gauge, and an analysis software installed on an Android board. The camera captures continuously images for 30 seconds with 2 minute intervals. And the 11-parameter projection method was used in the software that analyzes the captured images to reconstruct the exact measurement points according to the changing water stage. In addition, a spatio-temporal image construction method was developed so that the directions of the images could be arranged in the main flow direction at each measurement point. The surface image velocimeter composed of the proposed method was produced and installed at the Insu Stream, Seoul for a test site. And a result of measurement during a heavy rainfall event showed that the proposed system can measure flow discharge in proper, rapid and continuous manner.


    본 연구의 목표는 실용적인 표면영상유속계를 만들기 위해 가장 적절한 하드웨어와 소프트웨어의 구성을 제시하는 것이다. 실용적인 표면영상유속계 구성을 위해 하드웨어로 CCTV를 선택하고, 2분 간격으로 30초간의 영상을 지속적으로 촬영하는 장비를 구성하였다. 촬영된 동영상을 분석하는 소프트웨어에는 11-변수 투영법을 적용하여 변화하는 수위에 따라 정확한 측정점을 재구성하도록 하였다. 아울러 각 측정점에서 주흐름방향으로 정확한 시공간영상을 작성할 수 있도록 시공간영상 작성법을 제안하였다. 제안된 방법으로 구성된 표면영상유속계를 제작하여 인수천에 시험적용하여 호우 사상에 대해 검토한 결과 정확하고 신속하며 연속적인 유량측정이 가능하였다.

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    31 December 2023
  • Original Article

    Sensitivity Analysis on Flood Level Changes by Offline Storage Creation Based on Unsteady Flow Modeling

    부정류 모의 기반 오프라인 저류지 조성에 따른 홍수위 변화 민감도 분석

    Eun-kyung Jang, Eun-kyung Jang, Sanghyeok Kim, Jiwon Ryu

    장은경, JiUn, 김상혁, 류지원

    This study analyzed the effect of flood level reduction in the case of creating and operating offline storage for the Jangdong district, …

    본 연구에서는 금강 장동지구를 대상으로 홍수완충공간을 오프라인 저류지로 조성하여 운영하는 경우에 대해 홍수위 저감 효과를 1차원 부정류 수치모의를 통해 분석하였다. 특히 오프라인 …

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    This study analyzed the effect of flood level reduction in the case of creating and operating offline storage for the Jangdong district, which can be used as a flood buffer space for the Geumgang River, through one-dimensional unsteady flow numerical simulation. In particular, the sensitivity analysis of changes in the height and width (length) of transverse weirs on flood level changes was performed to provide quantitative information necessary for flood control facility (embankment) design. As a result of analyzing the flood control effect of the offline storage based on the peak flood discharge and level, spatially, the flood control effect at the planned flood buffer space site and the downstream end was confirmed, and it was confirmed that the flood reduction effect at the downstream occurred the most. By design conditions of the transverse overflow weir, the greatest flood reduction effect was found under the condition that the overflow weir height based on the 50-year frequency flood level and the transverse overflow weir width (length) of 125 m were considered. The effect of delaying the time to reach the maximum flood due to the operation of the offline storage site was also presented based on unsteady flow modeling.


    본 연구에서는 금강 장동지구를 대상으로 홍수완충공간을 오프라인 저류지로 조성하여 운영하는 경우에 대해 홍수위 저감 효과를 1차원 부정류 수치모의를 통해 분석하였다. 특히 오프라인 저류지의 횡월류 위어 높이와 폭 (길이)의 변화에 따른 수위변화의 민감도를 분석하여 홍수관리시설 (제방) 설계에 필요한 정보를 정량적으로 제공하였다. 첨두 홍수량 및 홍수위를 기준으로 오프라인 저류지의 홍수조절효과를 분석한 결과, 공간적으로는 홍수완충공간 조성 예정지와 하류구간에서 홍수조절효과가 확인되었으며, 특히 하류에서 가장 큰 홍수저감 효과가 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 횡월류 위어의 설계 조건별로는 50년 빈도 홍수위 기준의 월류고와 125 m의 횡월류 위어 폭 (길이)을 고려한 조건에서 가장 큰 홍수저감 효과가 나타났다. 오프라인 저류지 조성으로 최대홍수량 도달 시간이 지연되는 효과 또한 부정류 모의를 통해 제시하였다.

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    31 December 2023
  • Original Article

    Analysis of Phenological Changes by Phenocams on Some Major Species Distributed in Wetland and Forest Ecosystems in Korea

    Phenocam을 활용한 국내 습지 및 산림생태계 대표 수종의 계절적 변화 분석

    Minki Hong, Hyohyemi Lee, Jeong-Soo Park

    홍민기, 이효혜미, 박정수

    As climate change intensifies, the importance of studying plant phenology has increased, leading to a surge in research employing automated video recording …

    기후변화가 심화됨에 따라 식물계절연구의 중요도가 증가하고 있으며 자동영상촬영장치 (피노캠, Phenocam)을 활용한 연구방법이 급부상하고 있다. 본 연구에서는 국립생태원에서 운영하는 피노캠을 활용하여 국내 주요 …

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    As climate change intensifies, the importance of studying plant phenology has increased, leading to a surge in research employing automated video recording devices like Phenocams. In this study, using the Phenocams operated by the National Institute of Ecology, we examined the trends in plant phenological changes across diverse ecosystem types in South Korea and analyzed their correlations with climate factors. The patterns of plant phenological changes varied by region and tree species. Pinus thunbergii and Pinus densiflora typically show an overall increase in their growth period, positively correlating with temperatures and precipitation during winter. However, uniquely, for Abies koreana on Hallasan Mt., a higher amount of precipitation in August leads to an earlier end of season (eos), and the correlation analysis with the recent phenomenon of dying A. Koreana seems necessary. beyond the analysis, solutions for handling missing data issues during the data collection process were proposed. Furthermore, to expand future research scope and encompass diverse ecosystem types, a suggestion to combine Phenocam research with satellite observations was presented.


    기후변화가 심화됨에 따라 식물계절연구의 중요도가 증가하고 있으며 자동영상촬영장치 (피노캠, Phenocam)을 활용한 연구방법이 급부상하고 있다. 본 연구에서는 국립생태원에서 운영하는 피노캠을 활용하여 국내 주요 생태계 유형에 대한 식물계절 변화의 경향을 확인하고 기후요인과의 상관관계를 분석했다. 식물계절의 변화 양상은 지역 및 수종별로 다르게 나타났다. 곰솔 및 소나무림은 전체 생장 기간이 증가하는 경향을 보이며 주로 겨울철 기온과 강수량과 양의 상관관계를 보였으나, 한라산 구상나무는 8월 강수량이 많을수록 생장종료일이 빨라졌으며 최근 발생하는 구상나무 고사 현상과의 연관성 분석이 추후 필요할 것으로 보인다. 분석 결과에서 더 나아가 데이터 수집 과정에서 발생할 수 있는 결측치 문제 등에 대한 해결책을 제시하였으며, 향후 연구 범위를 확장하고 다양한 생태계 유형을 반영하기 위해 피노캠 연구와 위성 관측을 결합하는 방안을 제안하였다.

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    31 December 2023
  • Original Article

    Development of Forest Garden Model Based on Structural Characteristics of Forest Community in Korea

    우리나라 산림군집의 경관구조 특성기반 숲정원 모델의 개발

    Seung-Hoon Chun, Yoon-Jung Cha, Sang-Gil Park, Jun-Gyu Bae, Kyung-Mee Lee

    전승훈, 차윤정, 박상길, 배준규, 이경미

    This study was carried to establish a new landscape-oriented gardening model based on climate, vegetation, and forest landscape characteristics. In addition, innovative …

    본 연구는 우리나라 고유의 기후와 식생, 그리고 숲의 경관생태적 특성을 기반으로 새로운 식재경관 중심의 정원화 모형을 정립하기 위해 수행되었다. 또한 산림군집의 경관 …

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    This study was carried to establish a new landscape-oriented gardening model based on climate, vegetation, and forest landscape characteristics. In addition, innovative forest garden models were suggested through an integrated approach to the ecological characteristics of forest vegetation communities and existing garden planting types. For the study, the key landscape elements that make up the main forest vegetation community were identified. And the vertical layers and horizontal distribution patterns of the community structure were typified by diagnostic species and their growth forms & habits such as dominant species, character species, and differential species, and degree of dominance-sociability. Based on this, a standardized vegetation structure and formation was developed by stratifying the landscape into main features, minor features, and detailed features according to visual dominant elements. Also, the applicability of the forest garden model was examined by applying the concept of borrowing landscape to representative deciduous broadleaf forests in the temperate northern region of Korea. Additionally, an integrated forest garden models based on the conceptual definition and typology of forest gardens, and a strategic approach to forest vegetation were proposed.


    본 연구는 우리나라 고유의 기후와 식생, 그리고 숲의 경관생태적 특성을 기반으로 새로운 식재경관 중심의 정원화 모형을 정립하기 위해 수행되었다. 또한 산림군집의 경관 특성을 기존의 정원 식재유형과의 통합적 접근을 통해 보다 혁신적인 숲정원 모델을 개발하고자 하였다. 일차적으로 우리나라 주요 산림 식생군집을 구성하는 핵심 경관요소를 도출하고, 군집구조의 수직적인 층위와 수평적인 분포양상에 대해 우점종과 표징종 및 식별종 등 진단종과 이들의 성상 및 우점도-군집도를 분석∙평가하였다. 이를 기준으로 시각적 우세요소에 따라 주 경관, 부 경관, 세부 경관으로 계층화하여 표준화된 식생경관의 구조와 형식을 개발하였다. 또한 이를 우리나라 온대중북부지역의 대표 식생군락인 낙엽활엽수림을 대상으로 미술사적인 차용의 개념과 범위를 적용하여 숲정원 모델로의 적용성을 검토하였다. 아울러 숲정원의 개념정의 및 유형화, 그리고 숲 식생의 전략적인 접근을 토대로 한 통합적인 숲정원 모델을 제안하였다.

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    31 December 2023
  • Original Article

    Analysis of Habitat Conditions by Tree Density and Discharge in the Geum River

    수목밀도와 유량에 따른 금강의 물리서식처 변화 분석

    Mikyoung Choi, Taeun Kang, Changlae Jang

    최미경, 강태운, 장창래

    Tree in river have environmental functions such as ecosystem preservation and flood control functions that protect the riverbank. On the other hand, …

    하천에서의 수목은 생물다양성 증진의 환경적 기능과 하안을 보호하는 치수적 기능을 가지는 반면, 과도한 수목 발달로 인하여 사주가 고정화되고, 통수단면적이 부족해지는 부정적인 영향을 …

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    Tree in river have environmental functions such as ecosystem preservation and flood control functions that protect the riverbank. On the other hand, excessive tree development can have the negative effect of fixing the sand bar and reducing the cross-sectional area. Nays2D simulation results performing two flow conditions (average dam operation discharge and two-year frequency discharge) and four tree density conditions (current, zero, low, high tree density) used as input data for PHABSIM to calculate WUA (Weighted Usable Area). The results show that riverbed changes occur more significantly in the zero tree density than presence of trees, which could have a positive impact on the biological habitat environment of Zacco platypus.


    하천에서의 수목은 생물다양성 증진의 환경적 기능과 하안을 보호하는 치수적 기능을 가지는 반면, 과도한 수목 발달로 인하여 사주가 고정화되고, 통수단면적이 부족해지는 부정적인 영향을 미치기도 한다. 본 연구에서는 실제 하천 현장조사를 통하여 수목밀도를 산정하고, 수목밀도를 반영한 2차원 수치모의 (Nays2D) 결과를 활용하여 유량과 수목밀도에 따른 하상변동이 생물 서식처 변화에 미치는 영향을 PHABSIM모의를 통하여 추정한다. 2가지 유량 조건 (평균 댐운영 방류량과 2년빈도 방류량)과 4가지 수목 밀도 조건 (2021년 수목 밀도, 밀도를 0으로 조정한 전체 벌채, 밀도를 0.5배 감소한 경우, 밀도를 2배 증가하는 경우)을 이용한 8개의 시나리오를 Nays2D모의를 수행하여 도출한 하상변동 결과를 PHABSIM의 입력자료로 활용하여 피라미를 대상으로 시나리오 별 가중가용면적 (WUA)을 산정하였다. 그 결과 수목이 없는 경우에 하상 변동이 더 현저하게 발생하게 되고, 그에 따라 피라미 서식 환경에 긍정적인 영향을 미칠 수 있음을 추정할 수 있었다.

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    31 December 2023
  • Original Article

    Determination of Critical Swimming Velocity for Crucian Carp for Fishway Design

    어도 설계를 위한 붕어의 한계유영유속 결정 연구

    Se Won Lee

    이세원

    Fishways installed in Korea usually generate high-velocity flows and low water depth that impede fish movement, despite the fact that most fish …

    대부분의 어류가 생존을 위해 회유 또는 이동하는 특성이 있음에도 불구하고 국내에 설치된 어도는 평상시에 고유속과 저수심의 흐름이 발생할 수 있어 어류의 이동에 …

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    Fishways installed in Korea usually generate high-velocity flows and low water depth that impede fish movement, despite the fact that most fish are migratory or move to survive. Moreover, domestic design standards for fishways fail to consider the swimming ability of various fish species that live in rivers. Therefore, it is necessary to establish design standards for fishways to function properly, which requires research on the swimming performance of domestic migratory fish and the hydraulic characteristics of fishways. Accordingly, in this research, the swimming performance of fish was objectively analyzed by applying the incremental velocity and fixed velocity methods to carp, respectively, and the critical swimming velocity was presented. As the result, it was appropriate to set the critical swimming velocity to 0.7 m/s - 0.8 m/s for incremental velocity and 0.8 m/s for fixed velocity. Comprehensively analyzing the two experimental methods, the critical swimming velocity for designing the fishway for carp can be determined to be about 0.8 m/s. In the future, it will be necessary to analyze the swimming performance of various migratory fish and prepare fishway design standards for each species.


    대부분의 어류가 생존을 위해 회유 또는 이동하는 특성이 있음에도 불구하고 국내에 설치된 어도는 평상시에 고유속과 저수심의 흐름이 발생할 수 있어 어류의 이동에 장애가 되고 있는 실정이다. 또한 어도에 관한 국내 설계기준상 국내 하천에 서식하는 다양한 어종별 유영특성을 고려하지 못하는 한계가 있다. 따라서 어도의 기능을 확보하기 위한 설계기준의 마련이 필요하며, 이를 위해 국내 회유성 어종의 유영특성과 어도의 수리특성에 대한 연구가 필요하다. 이에 본 연구에서는 붕어를 대상으로 증진유속방법과 고정유속방법을 수행하여 가능한 객관적인 어류의 유영특성을 분석하고 한계유영유속을 제시하였다. 증진유속방법 실험을 수행한 결과 붕어는 0.7 m/s ∼ 0.8 m/s로 하는 것이 바람직한 것으로 확인되었다. 고정유속방법 실험을 수행한 결과 붕어의 경우는 0.8 m/s 정도로 확인되었다. 따라서 두 실험 방법을 종합적으로 분석한 결과 어도설계를 위한 한계유영유속을 결정하면 붕어의 경우는 약 0.8 m/s로 판단된다. 향후 다양한 회유성 어종에 대해 유영특성의 실험적 연구를 수행하여 어도설계를 위한 대상어종별 유영특성을 고려한 어도설계기준 마련이 필요하다.

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    31 December 2023