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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 이주헌
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 중부대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수34
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전 세계적으로 자연하천에서 이수 및 치수를 위한 하천 개발이 이루어지며 하천생태계 파괴 및 오염이 발생하였고 하천 생태계와의 조화를 중시한 하천개발사업이 대두되고 있다. 특히, 우리나라의 경우 4대강 사업과 국가 및 지방하천 개발이 지속되어 하천변화가 뚜렷이 나타나고 있으며, 보다 적극적인 연구가 필요하다.
하천생태계의 변화는 하천의 유황(flow regime)의 변화가 가장 중요 원인으로 볼 수 있으며, 이는 기후변화와 하천구조물 건설이 중요 원인 중 하나이다. 자연적 기후변화와 댐 건설로 인한 인위적 수문환경의 변화로 인하여 하천의 유황 변화가 발생하며, 이러한 유황의 변화는 하천의 생태계뿐만 아니라 하천의 물리적 구조와 어류서식처 등에도 심각한 변화를 야기한다.
본 연구에서는 감천유역의 부항댐 건설로 인하여 나타난 수문특성변화와 동시에 하천의 생태건강성 및 수질, 하천단면 변화를 분석하였다. 또한, 강수량 변화로 인한 유황변화를 확인하기 위해 SPI 6를 활용하였다. SPI 6와 R-index 분석 결과 댐 건설 이전과 이후의 홍수와 가뭄의 발생정도는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
감천의 유황 변화를 정량적으로 파악하기 위해 수문변화지표(Indicators of Hydrologic Alteration, IHA)에 의한 분석 결과, HA(Hydrologic Alteration)가 대부분 ±1 이상으로 극치 갈수량(Extreme low flow)의 최저유량이 190% 증가, 소규모 홍수(Small flood)와 대규모 홍수(Large flood)가 사라지는 현상은 댐 건설 후 하천생태계에 다양한 변화가 발생한 것으로 판단된다.
생태건강성등급 및 수질은 각 요소마다 상이한 반응이 나타났으며, 부착돌말류와 어류의 생태건강성등급은 댐 건설 후 증가하였으며, T-P는 지속적인 하수처리시설 증가로 인해 감소하고 BOD는 댐 건설 후 최솟값과 최댓값의 차가 증가, COD와 T-N은 댐 건설로 인한 특정한 변화가 있다고 판단할 수 없다.
하천의 하상 및 단면의 경우에는, 댐 건설 후에 하상 단면의 저하가 뚜렷하게 나타났으며, 이는 댐 건설로 인한 유사차단으로 일어나는 현상으로 판단된다.
댐 건설로 인한 하천유황의 변화는 정량적으로 뚜렷한 변화를 추정할 수 있지만 유황변화가 하천의 생태계와 수질환경, 하천구조에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기는 쉽지 않다. 하지만 하천구조물 설계 시 생태계를 고려한 명확한 목표 설정과 자연하천 유량을 고려한 하천시설물 운영을 실시한다면 생태계 변화를 최소화할 수 있을 것으로 판단되며, 본 연구의 성과는 하천의 유황 변화에 의한 하천생태계의 변화를 평가하기 위한 효율적인 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
하천생태계의 변화는 하천의 유황(flow regime)의 변화가 가장 중요 원인으로 볼 수 있으며, 이는 기후변화와 하천구조물 건설이 중요 원인 중 하나이다. 자연적 기후변화와 댐 건설로 인한 인위적 수문환경의 변화로 인하여 하천의 유황 변화가 발생하며, 이러한 유황의 변화는 하천의 생태계뿐만 아니라 하천의 물리적 구조와 어류서식처 등에도 심각한 변화를 야기한다.
본 연구에서는 감천유역의 부항댐 건설로 인하여 나타난 수문특성변화와 동시에 하천의 생태건강성 및 수질, 하천단면 변화를 분석하였다. 또한, 강수량 변화로 인한 유황변화를 확인하기 위해 SPI 6를 활용하였다. SPI 6와 R-index 분석 결과 댐 건설 이전과 이후의 홍수와 가뭄의 발생정도는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.
감천의 유황 변화를 정량적으로 파악하기 위해 수문변화지표(Indicators of Hydrologic Alteration, IHA)에 의한 분석 결과, HA(Hydrologic Alteration)가 대부분 ±1 이상으로 극치 갈수량(Extreme low flow)의 최저유량이 190% 증가, 소규모 홍수(Small flood)와 대규모 홍수(Large flood)가 사라지는 현상은 댐 건설 후 하천생태계에 다양한 변화가 발생한 것으로 판단된다.
생태건강성등급 및 수질은 각 요소마다 상이한 반응이 나타났으며, 부착돌말류와 어류의 생태건강성등급은 댐 건설 후 증가하였으며, T-P는 지속적인 하수처리시설 증가로 인해 감소하고 BOD는 댐 건설 후 최솟값과 최댓값의 차가 증가, COD와 T-N은 댐 건설로 인한 특정한 변화가 있다고 판단할 수 없다.
하천의 하상 및 단면의 경우에는, 댐 건설 후에 하상 단면의 저하가 뚜렷하게 나타났으며, 이는 댐 건설로 인한 유사차단으로 일어나는 현상으로 판단된다.
댐 건설로 인한 하천유황의 변화는 정량적으로 뚜렷한 변화를 추정할 수 있지만 유황변화가 하천의 생태계와 수질환경, 하천구조에 미치는 영향을 정량적으로 분석하기는 쉽지 않다. 하지만 하천구조물 설계 시 생태계를 고려한 명확한 목표 설정과 자연하천 유량을 고려한 하천시설물 운영을 실시한다면 생태계 변화를 최소화할 수 있을 것으로 판단되며, 본 연구의 성과는 하천의 유황 변화에 의한 하천생태계의 변화를 평가하기 위한 효율적인 방법으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
목차
제 1 장 서론 11.1 연구배경 11.2 연구동향 21.3 연구내용 및 범위 3제 2 장 이론적 배경 62.1 하천의 변화 및 회복 62.1.1 하천의 변천과정 62.1.2 하천생태계 72.1.3 하천의 자연성 회복 122.2 연구대상유역 및 분석자료 182.2.1 대상유역 현황 182.2.2 분석 자료 192.3 대상유역 분석방법 242.3.1 유역의 기상변화 분석 242.3.2 IHA에 의한 수문-환경변화 분석 252.3.3 하천의 수생태 분석 34제 3 장 댐 건설로 인한 하천의 수문-환경 변화 분석 결과 383.1 자연적 기상 변화 383.2 인위적 수문-환경 변화 393.2.1 수문변화지표군 393.2.2 환경유량지표군 463.3 수생태 및 수질환경 변화 493.3.1 수생태 분석 493.3.2 수질 분석 513.4 하천 하상 변화 56제 4 장 결론 60참고문헌 62요지 67ABSTRACT 69
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