하천복원 소재 응용 및 하천환경 평가·모니터링 체계 기술개발
1. 서 론
기후변화와 홍수에 안전하며, 생물서식공간의 재생과 하천생태계의 연속성 확보, 그리고 수질의 관리와 친수활동이 가능한
새로운 하천복원기술의 개 발이 시급하게 요구되고 있 다. 우리나라의 경우 유럽과 호주, 일본, 미국 등 하천환 경관리의 선진국에 비해 하 천환경의 특성이 매우 복잡 하고 독특함에도 불구하고, 관련 학제적 지식과 기술의 수준은 크게 미흡한 실정이 며, 더욱이 무비판적으로 검 증없이 외국의 기술을 답습 하고 있는 상태이다.
따라서「자연과 인간이 공존하는 생태하천 조성기
술개발(Green River)」연구단(2012~2017)의 제 2 세부과제에 해당하는 본 연구과제에서는 콘크리 트를 배제한 무저독성 소재를 활용한 생태하천복 원기술의 개발, 하천복원사업의 성공여부를 판단 할 수 있는 한국형 하천환경평가 및 진단체계의 개 발, 대규모 하천사업의 적응관리를 위한 사용자 편 의 모니터링평가 시스템의 구축과 제내외지의 격 리·차단된 서식처 연계, 그리고 하천의 종적 및 횡적 수리/생태 연결 기술 등 4개의 세세부과제로 나누어 단계별 연구계획을 수립하여 추진하고 있 으며 최종 목표는 Fig. 1과 같다.
전 승 훈▶▶▶
가천대학교 교수 chunsh@gachon.ac.kr
Fig. 1. GreenRiver 연구단 제2세부과제의 연구목표
위 4개 세세부과제의 연구개발 추진체계는 Fig.
3과 같으며, 주요 연구내용 및 핵심 기대성과는
Table 1과 같다.
2. 연구내용 및 연차별 추진계획
제 2 세부과제인“하천복원 소재 응용 및 하천
환경 평가·모니터링 체계 기술개발”연구에서 다 루고 있는 4가지 세세부 연구과제의 연구범위는 Fig. 2와 같다.
Fig. 2. 개발기술의 정의 및 범위
Fig. 3. 연구수행체계
Fig. 3. 연구수행체계(계속) Table 1. 연차별 주요 연구내용 및 핵심성과
세세부 년차 주 요 연 구 핵 심 성 과
과제
<2-1> 1 무·저독성 소재활용 생태하천 복원기술 개발 무·저독성 소재활용 국내외 하천복원기술 분석 콘크리트를 2 무·저독성 소재활용 생태하천 복원기술 개발 무·저독성 소재를 활용한 고수호안 생태복원
배제한 기법개발
무독성 3 무·저독성 소재활용 생태하천 복원기술 개발 무·저독성 소재를 활용한 인공호안 대체기술 개발 소재활용 4 무·저독성 소재활용 생태하천 복원기술 개발 무·저독성 소재를 활용한 하도내 수질정화기법
생태하천 개발
복원기술 5 복원기술의 수리적 안정성 검토기술 개발기술의 수리적 안정성 평가 모델 개발 개발
1 하천환경평가 및 진단체계의 구축 방향 정립 국내외 하천환경평가체계 분석 및 하천환경특성 분류 및 평가 등 하천환경평가체계의 구축방향의 정립
<2-2> 2 하천환경 유형별 평가 및 진단모델의 개발 하천환경 평가유형 및 단위에 따른 평가지표 및
하천환경 기준의 개발
평가 및 3 하천환경평가체계의 대권역 시범하천의 대권역 하천환경평가체계의 시범적용 및 분석평가 진단체계 적용 및 검증
구축 4 하천환경평가체계의 중소권역 시범하천의 중소권역 하천환경평가체계의 시범적용 및 분석평가 기술개발 적용 및 검증
5 한국형 하천환경평가 및 진단체계의 우리나라 하천환경의 유형과 특성에 적합한 한국형
구축기술 개발 하천환경평가체계의 개발
<2-3> 1 격리/차단된 서식처의 생태적 연결을 위한 제내지 하천환경의 생태조사기법 개발 하천환경의 연계 평가 기법의 현황 파악
정량적 2 격리/차단된 서식처의 생태적 연결을 위한 격리/차단된 제내지의 공간적 연계 평가 기준
모니터링 연계의 평가 기준 개발 분석 및 선별
결과의 3 격리/차단된 서식처의 생태적 연결을 위한 격리/차단된 제내지 유형별 기능 모니터링 체계
평가 및 연계의 평가 기법 구축 개발
격리/차단된 4 격리/차단된 서식처의 연계 평가 시스템 개발 격리/차단된 제내지의 연계 평가 및 진단 기법 서식지의 확립 및 편의성 증대
연계평가 5 격리/차단된 서식처의 연계 평가 시스템의 평가시스템의 홍보, 보급 및 실용화 시스템 현장적용 및 검증
개발
<2-4> 2 하천 종횡적 연결기술 개발 자연하도형 생태이동통로, 본류/지류 생태연결 기술 하천 3 종횡적 연결기술의 수리적 안정성 평가기술 2차원수치모델로 치수 안정성 분석 및 홍수 분담능 종횡적 개발, 기술의 현장적용 평가, 구리시 내동천, 왕숙천을 대상으로 현장 적용 연결 및 4 적용기술의 모니터링 및 평가 생물 이동성 및 수리적 안정성 모니터링, 하천환경/
복원기술 수리인자를 바탕으로 평가기준선정 및 지침마련
개발 5 적용기술의 검증 및 실용화 기술검증을 바탕으로 실용화, 기술지침서, 매뉴얼 제작, 특허등록, 지적재산권 추진
3. 세세부과제별 연구방향
3.1 무·저독성 소재활용 생태하천복원기술 개발
콘크리트를 배제한 무·저독성 소재를 활용하여 하도 및 저수호안 등에서 자연친화적으로 하천의 생태적 기능을 복원할 수 있는 생태하천복원 기술 을 개발하고, 실규모 하천실험 및 고속수로 실험을 통한 개발기술의 수리적 안정성 검토로 국내 여건 에 맞는 치수적 안정성을 과학적으로 확보하며, 시 범사업을 통하여 개발기술을 현장에 적용하여 실 용성 검증을 통한 현장적용이 가능한 실용화 기술 을 제시한다. Fig. 4에서 나타낸 바와 같이 다공질 입자를 활용한 Bioriver 블럭을 다양한 형태와 구 조 및 조합방식으로 적용하는 기술로서 하상과 고 수 및 저수호안을 복원하는 기술이라 할 수 있다.
3.2 하천환경평가 및 진단체계 구축기술 개발 하천복원사업의 실행과정에서 기본방향의 설정
기준 및 사업의 성공여부를 평가할 수 있는 통합적 하천환경평가 체계의 개발, 우리나라 하천환경의 규모와 특성에 적합하면서도 과학적이고 정량적으 로 표준화된 한국형 하천환경평가 및 진단 체계의 구축기술을 제시한다. 구체적으로 살펴보면, 하천 환경의 평가분야는 물리, 생태, 수질, 어메니티 분 야이며, 각 분야별 평가항목, 지표와 기준을 정립 하고, 이를 실현시키기 위한 기반환경으로서 Fig.
5에서 제시한 바와같이 Web-GIS DB시스템을 구 축하고자 한다. 또한 우리나라 모든 하천환경평가 에 적용하기 위하여 유역-하도-구간-세구간으로 이어지는 하천공간의 계층적 체계를 고려한 하천유 형화 및 평가단위의 분류방식을 적용하고자 한다.
3.3 격리/차단된 제내지 하천환경의 연계 평가 및 진단 기술개발
대규모 하천 사업 전·후 물리/화학/생태적 변 화 모니터링 결과의 정량적 평가 매뉴얼 개발, 사 용자 편의 모니터링, 평가 및 진단 시스템 구축과 Fig. 4. 2-1세세부 연구개발 모식도
Fig. 5. 2-2 세세부과제 연구개발 모식도
격리/차단된 제내지 하천환경 서식처 연계를 위한 수리수문, 생태의 종합적 평가 및 예측 시스템을 구축한다.
3.4 하천 종횡적 연결 및 복원기술개발
횡구조물인 암거나 낙차공의 생태이동 단절을 방지하기 위하여 자연하도형 생물이동통로 기술 및 본류/지류 생태적 연결기술을 개발하고 콘크리 트 위주의 인공호안을 식생활착이 가능한 토양피 복형의 자연하안으로 변화를 유도하는 추이대, 저 수호안의 자연하안화 기술을 개발하며, 저수로/고 수부지 횡적 연결기술을 개발함으로써 종횡적 연 결기술의 수리적 안정성 기술확보를 통한 하천의 종횡적 연결 및 복원기술을 구축한다.
4. 기대효과 및 활용방안
본 연구에서 수행되는 하천복원 소재 응용 및 하 천환경 평가·모니터링 체계 기술개발은 기후변화 로 예상되는 하천환경 변화에 대처할 수 있는 기술 의 안정성 확보 및 국내 하천환경의 특성에 적합 한 하천환경평가와 격리/차단된 서식지의 연계평 가 시스템 구축, 정량적 모니터링 결과의 평가 그 리고 종횡적 연결 및 복원기술을 개발을 함으로써 Fig. 8과 같은 기술적 기대효과 및 활용방안을 제 시한다. 본 연구에서 개발된 기술은 자연과 문화가 공존할 수 있는 지속적 하천환경조성을 위한 복원 기술 및 평가체계로 활용될 것이다.
감사의 글
본 연구는 국토교통부 물관리연구사업의 연구비 지원(12기술혁신C06)에 의해 수행되었습니다.
Fig. 6. 2-3 세세부과제 연구개발 모식도
Fig. 7. 2-4 세세부과제 연구개발 모식도 본류/지류 생태적 연결기술 개발
자연하도형 생물이동통로 기술 개발
추이대, 저수호안의 자연하안화 기술 개발
Fig. 8. 기대효과 및 활용방안
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