| 초록 |
연구의 목적 및 내용 본 연구의 목적은 국내하천에서의 재해/재난 예방·관리시스템 구축을 위한 하천 하상변동과 수생생물 물리서식처에 대한 예측모형 개발이다. 이를 달성하기 위해 홍수기 부정류에 의한 유사이동, 하도변형, 그리고 하상토 구성변화 등을 산정하기 위한 준2차원 유사이동 수치모형을 개발하였고, 이동상 정보를 입력자료로 이용하는 물리서식처 모의 모형을 개발하였다. 국내 하천을 대상으로 통합모형을 적용하고 유량별 서식처 분석을 수행하여 하천의 수리 및 생태적 특성을 분석하였다. 연구결과 본 연구에서 개발된 준2차원 모형의 검증을 위해 2차원 상용프로그램인 CCHE2D를 이용하여 실제하천에서의 유동모의를 수행하였다. 유량횡분배법을 이용한 준2차원 모형의 결과가 2차원 모형과 비교하였을 때, 수심평균 유속 및 단위 폭당 유량의 횡방향 분포가 2차원 모의결과와 큰 차이를 보이지 않음을 확인 할 수 있었다. 국내의 적합한 유사이동모형을 제시하기 위해 다양한 경험공식을 적용하여 국내 하천에 적합한 유사량 산정공식을 선정하였으며, 부유사의 경우에도 다양한 연행함수를 적용하여 실측자료와의 비교를 통하여 적용성을 검증하였다. Hirano 방정식을 해석하여 하상토의 구성분포를 재산정하고, 이를 하상의 장갑화 및 하상토의 분급현상 모의에 적용하였다. 기존 물리서식처 분석은 지식 기반 기법을 전문가의 주관적인 의견 개입 및 수리학적 인자들 간의 상호연관성을 고려하지 못하는 단점이 있다. 이를 극복하고자 본 연구에서는 자료 기반 기법 하나인 인공지능 기반으로 하는 ANFIS (Adaptive Neuro Fuzzy Inference System) 모형과 GEP (Gene Expression Programming) 모형을 사용하였다. 모니터링 결과를 통하여 얻어진 물리서식처와 개체 수 분포 자료를 이용하여 대상 어종에 대한 서식처 적합도 곡선을 제시하며, 이를 이용하여 CSI 분포를 계산하고 유량에 따른 서식처의 변화를 분석하였다. 연구결과의 활용계획 본 연구를 통해 개발된 유사이동, 하상변동 및 생태서식처에 대한 통합모형은 하천 개발 및 복원 사업에 기초자료로 사용될 수 있다. 개발된 모형은 하도변형 및 하상토 구성 변화 예측과 실제하천의 물리서식처 분석을 모의함으로써 국내하천의 수리 및 생태기능을 동시에 관리할 수 있도록 한다. 이는 환경생태 기능을 극대화 시키는 안정하천 유지에 활용되어 질 수 있으며 하천개발 사업의 사전 평가에 활용되어 녹색성장의 기틀로 활용될 수 있다. 또한, 본 연구에서 제시된 모형은 실제하천에 적용하기 적합한 준2차원 모형을 기반으로 두고 있기 때문에 실무에서의 사용이 용이하며, 이동상 모의를 통하여 국내하천의 홍수 방어능력을 높일 수 있다. (출처 : 한글요약문 4p) |
