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Summary
목차
제1장 4대강 사업 후 현황 및 하천관리 한계 18
1. 하천 홍수예보 시스템 한계 19
1.1. 홍수예보 및 경보 현황 및 문제점 19
1.2. 4대강 고수부지 활용증가에 따른 홍수예보 한계 23
2. 하천내 수목번성에 따른 하천관리 한계 28
2.1. 하천내 식생활착 현황 및 문제점 28
2.2. 4대강 보 주변 식생유입 사례 30
3. 4대강 사업 후 하천지형 변화 33
3.1. 4대강 준설구간의 침식 및 퇴적 현황 33
3.2. 하안침식 및 기존 호안 피해 34
제2장 4대강 유지관리 효율화를 위한 주요 대응 방안 36
1. 하천 홍수예보 시스템 개선 36
1.1. 국내 홍수예보 시스템 활용 현황 36
1.2. 국외 홍수예보 시스템 구축 방향 38
1.3. 홍수예보 시스템 개선 방안 49
2. 하상안정화 및 하안침식 보호 60
2.1. 국내 하상안정화를 위한 대책 사례 60
2.2. 국내외 하안침식 방지를 위한 대책 65
2.3. 4대강의 하천지형 변화에 대응하는 하도안정화 방안 76
3. 하도 육역화 영향 및 예측 80
3.1. 하도 육역화 영향에 대한 국내 사례 80
3.2. 육역화 제어를 위한 식생천이 예측 및 제어기술 81
제3장 4대강 유지관리 기술 86
1. 4대강 홍수예보 시스템 정확도 평가 86
1.1. 홍수예측정확도 평가 방안 86
1.2. 수계별 홍수예측정확도 평가 102
1.3. 조견표를 이용한 합류부 홍수예측정확도 향상 116
2. 하천 침식 및 퇴적 방지를 위한 대책 140
2.1. 하상변동 모니터링 자료 분석 및 장기하상변동 모의 140
2.2. Eco-hybrid 롤링 매트를 이용한 신개념 하안보호 공법 148
3. 하도 육역화 현장조사 및 식생제어 기술 152
3.1. 권역별 하도 육역화 현황 조사 152
3.2. 식생 생장의 물리적 적합도 결정 184
제4장 결론 및 성과 200
1. 하천 홍수예측 정확도 저하 원인 및 대안 200
1.1. 수문학적 홍수예측 모형에 의한 유출량 추정 오류 200
1.2. 수리학적 홍수예측 모형 구축 오류 201
1.3. 하천 홍수예측 정확도 향상 방안 201
2. 하상안정화 및 하안침식 방지를 위한 대책 202
2.1. 낙동강 장기하상변동 및 하도안정화 특성 202
2.2. Eco-hybrid 롤링 매트 구조 및 구성 202
3. 하도 육역화 원인 및 관리 방안 204
3.1. 하도 육역화 원인 204
3.2. 관리방안 205
제5장 향후 계획 206
1. 홍수예보 시스템 개선방안 수립 206
1.1. 홍수예보 기준수위 설정 기준 개발 206
1.2. 지류 합류부 예측정확도 향상 방안 206
2. 하천지형 변화 분석 및 Eco-hybrid 롤링 매트 실용화 207
2.1. 4대강 하천지형 변화 분석 및 하상안정화 방안 207
2.2. Eco-hybrid 롤링 매트 실험실증 및 실용화 207
3. 하도 육역화 원인 분석 208
3.1. 국내 하천 육역화 현황 파악 208
3.2. 식생 성장 제약인자에 대한 연구 208
참고문헌 210
서지자료 215
Bibliographic Data 216
판권기 217
표 1.1.1. 2013년 기준 5대강의 홍수예보 발령 지점 현황 22
표 1.1.2. 4대강 사업전후 고수부지 이용 변화 24
표 2.1.1. 그림 2.1.5의 상황에서 홍수경보 발령 예 41
표 2.1.2. 대상유역의 물리적 특성 45
표 2.1.3. 각 홍수예보 모형의 성능 평가 46
표 2.2.1. 낙동강하구둑 상류 퇴사저감 방법별 정량적 효과 분석 62
표 2.2.2. 하폭확대에 따른 최대 유속 및 최대 침식고(A-A') 64
표 3.1.1. 수계별 대상 홍수사상 선정 86
표 3.1.2. 수위관측소 현황 87
표 3.1.3. 홍수예보시스템 실측치 대치 가능 수위관측소 현황 87
표 3.1.4. 수위-유량관계 곡선 가용성 검토결과 및 반영내용 92
표 3.1.5. 섬진강 구례 실시간 예측 오차분석 101
표 3.1.6. 섬진강 송정 실시간 예측 오차분석 101
표 3.1.7. 섬진강 하동 실시간 예측 오차분석 102
표 3.1.8. 한강 홍수예측정확도 평가 지점 103
표 3.1.9. 한강 영월 지점 실시간 예측 오차분석 결과 105
표 3.1.10. 한강 여주 지점 실시간 예측 오차분석 결과 105
표 3.1.11. 한강 한강대교 지점 실시간 예측 오차분석 결과 106
표 3.1.12. 낙동강 낙동 지점 실시간 예측 오차분석 결과 109
표 3.1.13. 낙동강 왜관 지점 실시간 예측 오차분석 결과 110
표 3.1.14. 낙동강 현풍 지점 실시간 예측 오차분석 결과 110
표 3.1.15. 낙동강 진동 지점 실시간 예측 오차분석 결과 110
표 3.1.16. 낙동강 삼랑진 지점 실시간 예측 오차분석 결과 110
표 3.1.17. 낙동강 구포 지점 실시간 예측 오차분석 결과 110
표 3.1.18. 금강 공주 지점 실시간 예측 오차분석 결과 113
표 3.1.19. 금강 규암 지점 실시간 예측 오차분석 결과 113
표 3.1.20. 금강 강경 지점 실시간 예측 오차분석 결과 113
표 3.1.21. 영산강 마륵 지점 실시간 예측 오차분석 결과 115
표 3.1.22. 영산강 나주 지점 실시간 예측 오차분석 결과 115
표 3.1.23. 달천 배수위(EL.m) 조견표 128
표 3.1.24. 섬강 배수위(EL.m) 조견표 128
표 3.1.25. 청미천 배수위(EL.m) 조견표 128
표 3.1.26. 지류합류부에서의 산정식 129
표 3.1.27. 과거 홍수사상 130
표 3.1.28. 본류구간 및 지류에서의 감쇠량 산정식 132
표 3.1.29. 본류구간 및 지류에서의 유하시간 공식 134
표 3.1.30. 각 지류에 대한 FFM 값과 SR 값의 RMSE와 절대값 오차(조견표) 137
표 3.1.31. 각 지류에 대한 FFM 값과 SR 값의 RMSE와 절대값 오차(배수위 공식) 137
표 3.3.1. 국가하천 대상지점 155
표 3.3.2. 하천구역 공간 구분 160
표 3.3.3. 원격탐사용 수집자료 목록 160
표 3.3.4. 연속수치지도 레이어 종류 161
표 3.3.5. 하천구역 현황 집계표 161
표 3.3.6. 한강 권역 하천구역 공간 활용 현황 165
표 3.3.7. 낙동강 권역 하천구역 공간 활용 현황 166
표 3.3.8. 금강 권역 하천구역 공간 활용 현황 167
표 3.3.9. 섬진강 권역 하천구역 공간 활용 현황 168
표 3.3.10. 영산강 권역 하천구역 공간 활용 현황 168
표 3.3.11. 한강 권역 현장조사 결과 171
표 3.3.12. 낙동강 권역 현장조사 결과 174
표 3.3.13. 금강 권역 현장조사 결과 177
표 3.3.14. 섬진강 권역 현장조사 결과 180
표 3.3.15. 영산강 권역 현장조사 결과 182
표 3.3.16. 토양시료 채취지역의 강수량 및 강우일수 186
표 3.3.17. 수조 내 온도 및 탁도 변화 189
표 3.3.18. 갯버들의 단계별 측정 결과 189
표 3.3.19. 버드나무의 단계별 측정 결과 192
표 3.3.20. 왕버들의 단계별 측정 결과 195
그림 1.1.1. 하천변 고수부지 친수공간 조사 예 23
그림 1.1.2. 서울 한강공원의 침수예측 수치지도 25
그림 1.1.3. 올림픽대로 한강철교 하부 및 여의교~서울교 구간 침수 26
그림 1.1.4. 노량진 배수지 수몰사고 원인 개요 27
그림 1.2.1. 황강댐 상하류의 지형 특징 28
그림 1.2.2. 내성천의 사주와 식생의 공간변화 모습 29
그림 1.2.3. 버드나무류 유식물 및 저습지 형성 30
그림 1.2.4. 외래식물에 의한 고수부지 교란 사례 31
그림 1.2.5. 개방수면에 분포하는 부엽식물(마름) 32
그림 1.3.1. 4대강 사업 후 하상퇴적 33
그림 1.3.2. 합천·창녕보와 창녕·함안보 구간 재퇴적 모식도 34
그림 1.3.3. 하안침식 피해사례 자료 35
그림 1.3.4. 4대강 사업 후 하안침식 사례 35
그림 2.1.1. 2013년 7월 홍수사상의 수위기록(한강대교 지점) 36
그림 2.1.2. 2013년 7월 한강홍수예보 속보 관련 기사 37
그림 2.1.3. 2013년 7월 한강홍수예보 속보 발령 시점과 실측수위(한강대교 지점) 37
그림 2.1.4. 홍수경보를 위한 기준수위 및 선행시간 정의 39
그림 2.1.5. 임의지역에 설정된 관심지점의 임계치와 상류부 임계치 40
그림 2.1.6. 영국 남부에서 홍수예측 모형이 구축된 유역의 위치 44
그림 2.1.7. 2008년 3월 Beaulieu 강의 홍수전경 45
그림 2.1.8. West Meon 지점에서 Meon 강 모형의 보정 결과 47
그림 2.1.9. Hartford 교량 지점에서 Beaulieu 강 모형의 보정 결과 47
그림 2.1.10. Brockenhurst 지점에서 Lymington 강 모형의 검증 사상 48
그림 2.1.11. 홍수예측 오차 분석의 예 49
그림 2.1.12. 비상시 홍수 예측 도구(CFFTs)가 개발된 유역 51
그림 2.1.13. 이론적인 수문곡선에서 예측시작점의 예 52
그림 2.1.14. 상승률 외삽에 의한 첨두 값 예측의 예 53
그림 2.1.15. 상승률 외삽에 의한 오차분석 사례 53
그림 2.1.16. 강우 상관도(수문응답이 빠른 유역) 54
그림 2.1.17. 강우 상관도(수문응답이 느린 유역) 54
그림 2.1.18. 강우 상관도의 예 55
그림 2.1.19. Peak to Peak 상관도 56
그림 2.1.20. 유역의 지체시간 개념 57
그림 2.1.21. Meon 유역의 지체시간 58
그림 2.1.22. 상류측 기여지점의 첨두수위와 도달시간 사이의 상관도의 예 58
그림 2.1.23. Crowhurst 교량에서 홍수사상 희소성 분석의 예 59
그림 2.2.1. 낙동강 하류 및 하구둑 위치 61
그림 2.2.2. 퇴사저감 방법별 횡단면 및 최심하상고 비교 61
그림 2.2.3. 하천 횡단별 하상변동량 비교 62
그림 2.2.4. 모의 대상구간 및 하폭확대 지형 63
그림 2.2.5. 하안침식 고려여부에 따른 하상의 최대침식고 모의결과 비교 65
그림 2.2.6. 하도의 횡적이동(좌) 및 하천만곡부에서의 횡단면 변화(우) 66
그림 2.2.7. 하안붕괴의 형태 67
그림 2.2.8. 하상 밑으로 연장하여 포설하는 사석보호공 및 하안 끝단 처리 방법 71
그림 2.2.9. 제방 및 하안의 수변공간에 식재 가능한 식생 종류 72
그림 2.2.10. 사석과 식생을 혼합하여 적용한 예 73
그림 2.2.11. Windrow와 Trench 74
그림 2.2.12. Trench 사석 공법의 구성도 75
그림 2.2.13. 4대강 살리기 사업 후 하천지형 변화 문제 77
그림 2.3.1. 영상분석에 의한 낙동강의 식생 분포 변화 80
그림 2.3.2. 영상분석에 의한 낙동강의 식생분포도 81
그림 2.3.3. HVSM-ER21 모형의 기본 구성 82
그림 2.3.4. Casimir vegetation 모형의 구성 84
그림 3.1.1. 수위-유량관계 곡선 가용성 검토 88
그림 3.1.2. 측방유입 모형을 이용한 영산강 예측 결과 89
그림 3.1.3. 지류해석 모형을 이용한 영산강 예측 결과 90
그림 3.1.4. 섬진강 구례 지점 모의 수행 방법 비교 91
그림 3.1.5. 요천, 보성강 지류 유입량 분석 91
그림 3.1.6. 한강 주요 예보 지점별 모형의 정확도 비교 결과 93
그림 3.1.7. 낙동강 주요 예보 지점별 모형의 정확도 비교 결과 94
그림 3.1.8. 금강 주요 예보 지점별 모형의 정확도 비교 결과 95
그림 3.1.9. 영산강 주요 예보 지점별 모형의 정확도 비교 결과 95
그림 3.1.10. 섬진강 주요 예보 지점별 모형의 정확도 비교 결과 96
그림 3.1.11. 예측정확도 평가를 위한 유입유량 추정 안 97
그림 3.1.12. 섬진강 구례 지점 예측정확도 평가(1안) 98
그림 3.1.13. 섬진강 송정 지점 예측정확도 평가(1안) 98
그림 3.1.14. 섬진강 하동 지점 예측정확도 평가(1안) 98
그림 3.1.15. 섬진강 구례 지점 예측정확도 평가(2안) 99
그림 3.1.16. 섬진강 송정 지점 예측정확도 평가(2안) 99
그림 3.1.17. 섬진강 하동 지점 예측정확도 평가(2안) 99
그림 3.1.18. 섬진강 구례 지점 예측정확도 평가(3안) 100
그림 3.1.19. 섬진강 송정 지점 예측정확도 평가(3안) 100
그림 3.1.20. 섬진강 하동 지점 예측정확도 평가(3안) 100
그림 3.1.21. 섬진강 실시간 예측 오차분석 102
그림 3.1.22. 한강 영월 지점 홍수예측정확도 평가 결과 104
그림 3.1.23. 한강 여주 지점 홍수예측정확도 평가 결과 104
그림 3.1.24. 한강 한강대교 지점 홍수예측정확도 평가 결과 105
그림 3.1.25. 낙동강 낙동 지점 홍수예측정확도 평가 결과 106
그림 3.1.26. 낙동강 왜관 지점 홍수예측정확도 평가 결과 107
그림 3.1.27. 낙동강 현풍 지점 홍수예측정확도 평가 결과 107
그림 3.1.28. 낙동강 진동 지점 홍수예측정확도 평가 결과 108
그림 3.1.29. 낙동강 삼랑진 지점 홍수예측정확도 평가 결과 108
그림 3.1.30. 낙동강 구포 지점 홍수예측정확도 평가 결과 109
그림 3.1.31. 금강 공주 지점 홍수예측정확도 평가 결과 111
그림 3.1.32. 금강 규암 지점 홍수예측정확도 평가 결과 112
그림 3.1.33. 금강 강경 지점 홍수예측정확도 평가 결과 112
그림 3.1.34. 영산강 마륵 지점 홍수예측정확도 평가 결과 114
그림 3.1.35. 영산강 나주 지점 홍수예측정확도 평가 결과 114
그림 3.1.36. 남한강 지류 배수위 예측을 위한 모식도 116
그림 3.1.37. 충주댐 방류량에 따른 지류의 배수영향 117
그림 3.1.38. 충주댐 방류량에 따른 본류 최대수위 118
그림 3.1.39. 팔당댐 저수위에 따른 지류의 배수위 변화 119
그림 3.1.40. 팔당댐 저수위에 따른 본류 최대 수위 120
그림 3.1.41. 달천에서의 유량별 배수영향 121
그림 3.1.42. 달천합류부에서의 유량별 배수영향 분석 122
그림 3.1.43. 섬강에서의 유량별 배수영향 123
그림 3.1.44. 섬강합류부에서의 유량별 배수영향 분석 124
그림 3.1.45. 청미천에서의 유량별 배수영향 125
그림 3.1.46. 청미천합류부에서의 유량별 배수영향 분석 126
그림 3.1.47. 지류 합류부에서의 배수위도 127
그림 3.1.48. 본류 구간별 감쇠량 131
그림 3.1.49. 지류별 감쇠량 131
그림 3.1.50. 본류 유하시간 산정 133
그림 3.1.51. 지류 유하시간 산정 133
그림 3.1.52. 조견표를 이용한 FFM과 SR의 1:1 대응도 135
그림 3.1.53. 배수위 공식을 이용한 FFM과 SR의 1:1 대응도 136
그림 3.1.54. 대상구간별 유하시간 및 감쇠량을 고려한 지류의 배수위 산정 모식도 137
그림 3.1.55. 지류 배수위 산정 흐름도 138
그림 3.2.1. 낙동강 최심하상고 변화(1991년, 2005년, 2009년, 2012년 1월, 2012년 12월) 141
그림 3.2.2. 4대강 사업 후 낙동강 최심하상고 변화(2012년 1월, 2012년 12월) 141
그림 3.2.3. 창녕·함안보-합천·창녕보 구간 최심하상고 변화 142
그림 3.2.4. 4대강 사업 후 창녕·함안보-합천·창녕보 구간 최심하상고 변화 142
그림 3.2.5. 상류단 유량 조건(적포교) 143
그림 3.2.6. 하류단 수위 조건(창녕·함안보) 144
그림 3.2.7. 하상토 입력 자료(진동지점) 145
그림 3.2.8. 유사량 공식 비교(진동지점, 1995) 145
그림 3.2.9. 합천·창녕보-창녕·합안보 구간 하상변동 민감도 분석(1년 모의) 146
그림 3.2.10. 최심하상고 모니터링 결과(2012년 1월, 2012년 2월) 및 하상변동 모의 결과(1년) 비교 147
그림 3.2.11. 합천·창녕보-창녕·합안보 구간 하상변동 모의 결과 148
그림 3.2.12. Ideal Final Result 도출 과정 149
그림 3.2.13. Eco-hybrid 롤링 매트의 구조 150
그림 3.2.14. Eco-hybrid 롤링 매트 작동(하안침식 전과 후) 150
그림 3.3.1. 제방과 하안 153
그림 3.3.2. 하도관련 용어와 개념도 153
그림 3.3.3. 국가하천 현황도 154
그림 3.3.4. 본 과업의 대상식생 159
그림 3.3.5. 조사 방법 순서도 159
그림 3.3.6. 한강 권역 하천구역 공간점유 현황 162
그림 3.3.7. 낙동강 권역 하천구역 공간점유 현황 163
그림 3.3.8. 금강 권역 하천구역 공간점유 현황 163
그림 3.3.9. 섬진강 권역 하천구역 공간점유 현황 164
그림 3.3.10. 영산강 권역 하천구역 공간점유 현황 164
그림 3.3.11. 한강 권역 조사지역 전경 169
그림 3.3.12. 북한강 식생현황도 169
그림 3.3.13. 양구서천 식생현황도 170
그림 3.3.14. 소양강 식생현황도 170
그림 3.3.15. 낙동강 권역 조사지역 전경 171
그림 3.3.16. 낙동강 식생현황도 172
그림 3.3.17. 내성천 식생현황도 173
그림 3.3.18. 덕천강 식생현황도 173
그림 3.3.19. 금강 권역 조사지역 전경 174
그림 3.3.20. 금강 식생현황도 175
그림 3.3.21. 노성천 식생현황도 176
그림 3.3.22. 만경강 식생현황도 177
그림 3.3.23. 섬진강 권역 조사지역 전경 178
그림 3.3.24. 섬진강 식생현황도 178
그림 3.3.25. 보성강 식생현황도 179
그림 3.3.26. 영산강 권역 조사지역 전경 180
그림 3.3.27. 영산강 식생현황도 181
그림 3.3.28. 지석천 식생현황도 181
그림 3.3.29. 권역별 하도 육역화 184
그림 3.3.30. 토양시료 채취 지역 및 수계 185
그림 3.3.31. 최근 10년간 강우변화 그래프 186
그림 3.3.32. 실험을 위한 식물 187
그림 3.3.33. 실험 수조 187
그림 3.3.34. 시간 경과에 따른 탁도 변화 188
그림 3.3.35. 갯버들의 단계별 키 변화 190
그림 3.3.36. 갯버들의 단계별 엽수 변화 190
그림 3.3.37. 갯버들의 2단계 후 변화 191
그림 3.3.38. 갯버들의 3단계 후 변화 191
그림 3.3.39. 갯버들의 4단계 후 변화 191
그림 3.3.40. 버드나무의 단계별 키 변화 193
그림 3.3.41. 버드나무의 단계별 엽수 변화 193
그림 3.3.42. 버드나무의 2단계 후 변화 194
그림 3.3.43. 버드나무의 3단계 후 변화 194
그림 3.3.44. 버드나무의 4단계 후 변화 194
그림 3.3.45. 왕버들의 단계별 키 변화 196
그림 3.3.46. 왕버들의 단계별 엽수 변화 196
그림 3.3.47. 왕버들의 2단계 후 변화 197
그림 3.3.48. 왕버들의 3단계 후 변화 197
그림 3.3.49. 왕버들의 4단계 후 변화 197
그림 3.3.50. 버드나무속 식물의 단계별 키의 변화 198
그림 3.3.51. 버드나무속 식물의 단계별 엽수의 변화 199
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