일 / 반 / 기 / 사 Water for Future 하천수리학 무료 공개강좌 수강후기 소감을 정리하고자 한다. 박 성 용 도화엔지니어링 이사 seongyongp@gmail.com 2. 하천수리학 강좌 주요내용 2.1 첫째 날(2016년 1월 15일) 1. 서론 우리학회에서는 사회봉사와 강사의 재능기부 차 원에서 단기간에 하천수리학의 핵심개념과 응용사 례를 습득하기 원하는 회원들을 대상으로 무료 공개 강좌를 실시하였다. 수강대상자는 실무에서 많이 쓰이는 하천수리학 이론을 편하게 익히고자 하거나 과거에 배운 지식을 되새기고 싶은 하천기술 실무자(설계사, 시공사, 공 공기관, 연구원 등)와 대학원생으로, 실제 대상인원 이 선착순으로 조기에 마감되었다. 수강자들의 업무 분야는 토목공학을 전공한 대학원생 및 설계사 실무 자뿐만 아니라 산림이나 하천지형학을 전공한 수강 생도 포함되어 있을 만큼 다양하였다. 강좌는 2016년 1월 중순부터 2월 초까지 총 4회에 걸쳐 1회당 약 3시간씩 한국수자원학회 사무국 회의 실에서 진행되었으며, 재능기부 강사진은 우효섭 박 사(광주과기원 환경공학부 교수), 김원 박사(한국건 설기술연구원 선임연구위원), 지운 박사(한국건설기 술연구원 수석연구원)로 총 3인이었다. 본 수강후기에서는 하천수리학에 관심이 있는 학 회회원들에게 총 4회 걸친 수강내용에 대해 간단히 소개하고 개인적으로 하천기술 실무자로서 느꼈던 하천수리학 강좌의 첫째날은 강사 및 수강생 소개 로 시작되었다. 수업진행 방식은 수강생의 이해도를 높이기 위해 일방적인 강연보다는 강의 도중에 궁금 한 점이 있으면 질문하는 방식으로 진행되었다. 1교시는 우효섭 강사님의 수업으로 하천수리학 발 전사와 의의, 개수로 흐름의 기본 개념 등에 관한 내 용이었다. 수리학( 水 理 學 )이란 용어는 영어로 Hydraulics 로 물(hydro)과 파이프(alous)의 합성어인 희랍어에 서 유래되었다고 한다. 수리학은 액체(물)의 기계적 성질에 관한 학문으로서 질량보전의 법칙과 운동량 보전의 법칙을 원리로 한다. 또한, 경계조건에 따라 관수로 수리학, 개수로 수리학, 다공매질성 수리학 으로 구분된다. 관수로(pipe) 수리학은 통상 대기압 과 다른 상태의 폐쇄된 공간에서 압력에 의한 흐름 에 관학 학문으로 수도, 산업용 관수로 등 설계에 필 요하다. 개수로(open channel) 수리학은 자유수면 (대기압)을 가진 인공 수로, 하천 등의 흐름에 관한 학문으로 하천설계에 필요하며, 다공성매질(porous media) 수리학은 암반내 피압대수층과 같은 매질 속 흐름으로 지하수 흐름해석에 필요한 학문이다. 토목공학에서 배우는 수리학은 수리공학 (Engineering Hydraulics)으로 관수로보다 개수로 82 물과 미래
하천수리학 무료 공개강좌 수강후기 에 대한 중요도가 높아지고 있다. 그렇다면 하천수리학(river hydraulics)은 무엇인가? 하천( 河 川, rivers)이란 지구상 물의 순환작용과 침식/퇴적 작용에 의해 만들어진 자연의 물길로 하 천수리학이란 하천에서 물 흐름의 기계적 성질에 관 한 학문이라고 할 수 있다. 나아가 공학적으로 응용 하는 하천공학(river engineering)은 하천 개발, 관 리 및 복원을 위한 기술로 하천수리학 뿐만 아니라 토목공학의 다른 기술도 요구된다. 하천은 개수로 흐름으로 흐름상태에 따라 <그림 1>과 같이 구분된다. 그림 1. 개수로 흐름의 분류 하천수리학은 경계조건에 따라 고정상 하천수리 학과 이동상 하천수리학으로 구분된다. 고정상이란 물그릇이 움직이지 않는 흐름으로 콘크리트 수로, 암반 하천 흐름 등이 해당되며, 이동상이란 물그릇 이 쉽게 움직이는 충적토로 구성된 흐름으로 대부분 의 자연하천, 충적하천이 해당된다. 또한 하천에 흐 르는 물의 기능에 따라 수질에 중점을 둔 환경수리 학, 하천생태의 서식처기능에 중점을 둔 생태수리학 등으로 구분된다. 첫째 날 1교시는 하천수리학이란 무엇인가에 대해 이해할 수 있는 시간이었다. 그림 2. 하천수리학 수강모습 Vol. 49 No 5. 2016. 5 83
일 / 일 반 / / 반 기 / / 기 사/ 사 2교시는 김원 강사님의 수업으로 조도계수의 이 해와 실무적용에 대해 공부하였다. 김원 강사님의 첫 질문은 조도(roughness)란 무 엇인가? 였다. 하천수리학에서 우리가 알지 못하는 모든 것의 집합체일까? 수강생들에게 4가지의 하천단면을 제시하고 각각 의 조도계수는 얼마인지 질문하였다. <그림 3>은 자 연하천의 하상조건 사례사진으로 왼쪽부터 모래, 호 박돌, 식생활착, 산지부의 모습이다. 여러분은 각각 하상조건에 대해 조도계수가 얼마정도라고 생각하 십니까? 그림 3. 자연하천의 하상조건 사례 조도계수의 물리적 의미는 흐름저항이라 할 수 있으며, 실무에서는 매닝(manning)식 의 n값으로 표현된다. 국내 하천의 조도계수 산정현황을 살펴보면, 1985년 이후 수립된 국내 186개 국가 및 지방하천의 하천기본계획 보고서의 내용상 <그림 4>와 같이 도 표이용, 기존 계획 참고, 부등류 모형 적용 3가지 방 법으로 산정하였으며 대부분 0.020부터 0.040까지 조도계수 값으로 사용한 것으로 나타났다. 그림 4. 국내 하천기본계획(186개 하천)의 조도계수 산정방법 사례 해외 선진국의 경우, 국내와 다르게 조도계수 산 정시 기본적인 하상재료 외에도 하도불규칙성, 장애 물, 식생, 하도단면 변화 등 여러 가지 항목을 고려 하고 있다. 미국 지질조사국(USGS)에서는 상기 항목별로 조 도계수를 산정하여 합한 후 하도사행의 가중치를 곱 하여 산정하고 있다. 일본의 경우, 일본 하천의 세그 먼트 이론에 기초하여 하도 특성별로 하상재료와 소 규모 하상파의 형성을 고려하여 저수로의 조도계수 설정하고 있다. 영국의 경우, 마찰손실과 형상손실 을 분류하여 산정하고 있다. 뉴질랜드에서는 78개하천을 대상으로 하천의 조 도계수 자료집으로 발간한 바 있다. 국내에서도 하천의 조도계수를 <그림 5>와 같이 84 물과 미래
하천수리학 무료 공개강좌 수강후기 실측한 바 있으며, 기본적인 도표상 조도계수 수치 에 한정되지 않고 유량에 따라서 많이 변화됨을 알 수 있다. 실무에서 조도계수는 하천수위 변동에 많은 영향 을 주는 인자이므로, 도표에 의한 주관적 판단보다 는 하천특성별로 구간을 분리하거나 유량규모별로 적정한 조도계수를 적용하여야 한다. 하지만, 현실적으로 설계기간동안 조도계수를 구 간별로 실측하여 결정하기에는 시간 및 비용상 제약 사항이 많으므로 공인된 기관에서 하천별로 조도계 수 자료집을 발간하여 제공해 주는 것도 좋은 방법 이라 생각된다. 3교시도 2교시 내용에 이어지는 김원 강사님의 수 업으로 홍수위 계산의 신뢰성에 대해 공부하였다. 실무에서 홍수위 계산시 <그림 6>과 같이 구조물 지점의 사류발생의 가능성을 범위를 확인하고, 과거 홍수사상에 대한 보정 및 검증을 할 필요가 있음을 강조한 수업이었다. 그림 5. 국내 하천의 조도계수 실측 사례 그림 6. 보 흐름의 수리모형실험 및 홍수위 계산치 비교 사례 2.2 둘째 날(2016년 1월 22일) 하천수리학 강좌의 둘째날은 하천의 수위-유량 관계곡선의 물리적 현상과 충적하천의 이해, 침식과 퇴적에 대한 내용이었다. 1교시는 김원 강사님의 수업으로 수위-유량관계 곡선의 물리적 현상에 대한 내용으로 강사님의 수업 중 첫 번째 질문은 수위-유량관계는 왜 만들어졌 Vol. 49 No 5. 2016. 5 85
일 / 일 반 / / 반 기 / / 기 사/ 사 을까? 였다. 실제 하천에서 유량을 측정하기 위해서는 많은 시 간과 비용이 필요하며 측정방법도 평상시 및 홍수시 마다 다양하다. 또한 연속적인 측정도 한계가 있다. 이에 반해 수위는 하천의 교량지점에 수위계라는 기계를 설치하여 실시간으로 간단하게 측정할 수 있 다. 따라서, 수위별로 측정한 유량관측치가 충분히 있을 경우, 수위-유량관계곡선을 작성하면 연속적 인 수위값을 이용하여 연속적인 유량을 추정할 수 있다. 단, 하천단면이 많이 변화하게 되면 동일한 수 위에서 통수단면이 변동됨에 따라 유량도 달라지게 된다. <그림 7>과 같이 동일한 지점에서도 과거의 실측 유량치와 1개년의 수위-유량곡선식과 많은 편차가 있는 부분을 확인할 수 있으며, 이는 물리적으로 동 일한 수위에서도 상당한 유량 차이가 발생됨을 알 수 있다. 과거 측정자료와 1999년 수위-유량곡선간 편차 동일 수위의 유량 편차 그림 7. 수위-유량관계곡선의 물리적 한계 실제 하천에서는 등류흐름이 아닌 부정류 흐름으 로 홍수위 상승시와 하강시 동일한 수위에서도 유량 이 달라지게 되며, 시간별 수위-유량 측정치와 단일 수위-유량곡선식(Rating curve)을 비교하면 <그림 8>과 같다. 2007년 8월 한강대교 수위-유량관계 그림 8. 시간별 수위-유량 측정치와 단일 수위-유량곡선식 비교 86 물과 미래
하천수리학 무료 공개강좌 수강후기 우리가 실무에서 유출량 분석시 실측유량 참값으 로 많이 활용하는 수위-유량관계곡선이 물리적인 편차가 많이 있을 수 있음에 대해 상기하는 시간이 었다. 2교시는 우효섭 강사님의 수업으로 충적하천의 이해에 대한 내용이었다. 충적하천은 충적토 위를 흐르는 하천으로 하천의 구성재료(하상, 강턱, 홍수터 등)와 흐름에 의해 이 송되는 재료가 같은 이동상 하천을 말한다. 반면에 암이 바닥에 노출된 하천은 고정상 하천이라 할 수 있다. 자연하천의 형태는 <그림 9>와 같이 곡선형태가 대부분이며 변화되는 유량에 의해 유사량이 변동되 면서 형태가 결정된다. 자연하천 형태 및 구성요소 예 평면형태 분류 그림 9. 자연하천의 형태 하상재료에 따라 점착성과 비점착성 재료하천으 로 구분할 수 있다. 점착성 재료하천은 점초, 실트와 같은 미세립질 하상재료로 주로 퇴적구간이 많다. 비점착성 재료하천은 모래, 자갈과 같은 조립질 하 상재료로 주로 침식구간, 운송구간이 많다. 대부분 의 충적하천이 모래, 자갈이 주로 구성된 하천이며 강턱은 여전히 실트질인 경우 많다. 우리나라 자연하천의 형태와 하상재료에 따른 유 사침식, 이송 및 퇴적에 대해 전반적으로 이해할 수 있는 수업이었다. 3교시는 지운 강사님의 수업으로 침식과 퇴적에 대한 내용이었다. 2교시 수업에서 이해한 유사의 전반적인 내용을 토대로 하천유사에 대한 세부적인 분류로 자연스럽 게 이어지는 시간이었다. 하천유사는 점착성 유사와 비범착성 유사로 나누며, 유사의 분류는 이송형태, 수리량과 관계, 채취한계에 따라 <그림 10>과 같이 분류된다. 우리가 하천에서 측정하는 유사는 주로 채취유사 로 부유사가 대부분이라 할 수 있으며, 흐름단면에 서 개념도는 <그림 11>과 같다. 이어지는 수업내용은 사립자의 한계운동, 한계소 류력, 흐름저항, 유사량공식에 관한 설명으로 조금 어려웠지만, 실무에서 많이 사용하는 유량-총유사 량(Q-Qs) 관계곡선식에 대한 설명은 쉽게 이해되 었다. 실무에서 하상변동에 대해 예측할 때, <그림 12> 와 같이 유량-총유사량(Q-Qs) 관계곡선식이 있으 Vol. 49 No 5. 2016. 5 87
일 / 일 반 / / 반 기 / / 기 사/ 사 그림 10. 총 유사의 분류 그림 11. 총 유사의 분류 내성천 유량-총유사량 관계곡선식 사례 유사량공식별 산정결과 비교 그림 12. 유량-총유사량(Q-Qs) 관계곡선식 및 유사량공식별 비교 88 물과 미래
하천수리학 무료 공개강좌 수강후기 면 매우 유용하며 유사량공식은 하상재료의 특성에 따라 선별하여 사용하여야 한다. 2.3 셋째 날(2016년 1월 27일) 하천수리학 강좌의 셋째날은 하천유사 이론의 실 무응용에 대한 내용으로 진행되었다. 1교시는 지운 강사님의 수업으로 하천반응과 지 형변화의 해석에 대한 내용이었다. 하천의 수리기하 특성과 반응에서는 인위적 요인에 대한 하상변동 사 례와 해석적 방법의 경험식을 설명듣는 시간이었다. <그림 13>의 식은 Julien과 Wargadalam(1995) 이 835개의 현장자료와 45개의 실험실 자료를 활용 하여 해석적 방법을 통해 충적하천의 하류 수리기하 특성을 평균수심(h), 강턱하폭(W), 평균유속(V), 마 찰경사(S), 마찰전단력(τ) 등의 관계식으로 표시한 것이다. 인위적 요인에 의한 하상병동 그림 13. 인위적 하상변동사례 및 해석적 방법식 하상의 평형(Equilibrium)상태와 관련하여 우효 섭과 유권규 (1992)의 평형하상 개념과 공식의 하 천실무 적용성 재평가 에서 대부분의 자연 하천은 인위적인 변화를 주지 않거나 변화를 준 시간이 상 당히 지나 다시 평형 상태에 도달한 경우 일단은 평 형하천으로 간주된다고 하였다. 과거 실무에서 하상경사가 평형하상 공식에서 예 측하는 하상경사보다 작다고 하여 강바닥의 모래 및 자갈 등의 준설을 허용하는 잘못된 관행이 있었 고, 현재 평형에 다다른 자연하천을 평형하상 공식 을 이용하여 평형상태를 평가 분석한다는 것은 주 객이 전도되어 평형하상 개념이 잘못 적용된 것이 라는 지적이다. 다만, 인위적으로 크게 변화된 하천 에 있어서 그 변화에 대한 하천의 현재까지의 대응 및 예측에 크게 도움이 되며, 하천 실무에서는 인위 적이든 자연적이든 하상변동의 개연성이 충분히 있 는 하천에 한하여 평형하상 개념이 적용되어야 함 을 언급하였다. 한편, 실무에서 사용하는 하천 지형변화의 수치해 석 방법은 <그림 14>와 같다. Vol. 49 No 5. 2016. 5 89
일 / 일 반 / / 반 기 / / 기 사/ 사 그림 14. 하천 지형변화의 수치해석 모델별 특성 2교시는 지운 강사님의 수업으로 유역관리와 하 도설계를 위한 유사수리학의 활용방법 내용이었다. 실무에서 하상변동 해석시 필요한 유사유출량의 추정방법에 대한 내용으로 다음과 같이 5가지로 구 분하여 설명하였다. 첫째, 유량-유사량 곡선과 유량지속 곡선 방법(실 측자료 이용)이다. 전날 3교시 강의내용에 설명된 바와 같이, 하천에 서 유사량을 실측하여 유량-유사량 관계곡선을 만 들고 그 하천지점의 장기적인 유량지속 곡선(유황곡 선)을 이용하여 장기적인 유사 유출량을 추정하는 방법으로 그 예는 <그림 15>와 같다. 그림 15. 유사량 곡선과 유량지속 곡선을 이용한 유사유출량 추정 90 물과 미래
하천수리학 무료 공개강좌 수강후기 둘째, 저수지 퇴사량과 포착률 방법(실측자료 이 용)이다. 하류 저수지의 퇴사자료를 이용하여 역으로 상류 유입부에서 유사유출량을 추정하는 방법으로, 정확 한 저수지 퇴사자료와 포착률 자료가 있으면 양호 한 유사 유출량 자료를 얻을 수 있다. 저수지 포착 률(trap efficiency)은 저수지 상류에서 유입하는 유 사량에 대한 저수지 바닥에 가라앉는 유사량의 비율 (%)로 식 (1)은 다음과 같다. 셋째, 유역토양침식량과 유사전달비 방법이다. 토 양침식량(T)과 유사전달비(D)를 알면 그 지점에서 유사유출량(Y)이나 비유사량을 추정하는 방법으로 산지계곡 하류나 하천에 일반 댐, 사방댐, 침사지 등 유사조절 시설을 계획하는 경우 유용하다. 유사전달 비는 식 (2)와 같으며 유역면적과 관계는 <그림 16> 과 같다. (2) Y : 유입유사량(ton), D : 저수지 퇴적량(m3), W : 무게(ton/m3) E t : 포착율(%) (1) D : 유사전달비(%), Y : 유사량(ton), T : 토양침식량(ton/m3) 그림 16. 유역면적과 유사전달비 관계 그러나, 상류유역에서 토양 유실량은 박층침식과 세류침식뿐만 아니라 구곡침식이나 하도침식 등에 의한 것을 고려해야 하므로 일반적으로 정확한 토양 유실량 추정 자체가 어려운 실정이다. 넷째, 경험적 방법은 유역의 유사유출에 관련된 변수들에 대해 실측자료를 이용하여 회귀식을 만들 어 유사 유출량 추정한 것으로 유사유출은 관련된 변수가 많은 만큼 지역성이 강하기 때문에 다른 지 역에서 얻은 자료를 이용하여 단순히 회귀시킨 경험 공식들을 이용하는 것은 적용한계가 있다. 국내에서도 개발된 유사유출 특성을 고려한 경험 적 유사 유출량 추정 방법(건설부/건기연, 1992)이 식 (3)과 같이 수행된 바 있다. (3) Y r : 유사량(ton/km2/yr), D d : 하천밀도(km/km2), R : USLE 강우침식도(J/ha), D r : 하상토 대표입경 인자로 순수모래하천은 1, Vol. 49 No 5. 2016. 5 91
일 / 일 반 / / 반 기 / / 기 사/ 사 유역면적 200-2,000km2 정도의 중규모 유역을 대 상으로 유역면적, 하천밀도, 강우 침식도, 토양 침식 성 지형(기복), 하상재료 등 총 6개 인자들을 고려한 식 (3)의 3변수 비유사량 추정치와 실측치의 관계는 <그림 17>과 같다. 그림 17. 3변수 비유사량 추정모형과 실측치 국내에서 최초로 체계적인 자료수집을 통해 개발 된 중규모 유역의 비유사량 공식이라는 것에 의의가 있으며, 개발에 이용된 자료수가 13개로 매우 제한 적이고 유량-유사량 관계 곡선이나 저수지 퇴사량 과 포착률 자료 등에 신뢰도가 충분하지 않다는 것 이 한계이다. 다섯째, 확정론적 유사추적 모형이다. 유사추적 모형은 유역에서 흐름에 의해 침식, 이송, 퇴적되는 유사의 거동을 공간적, 시간적으 로 추적하는 것이다. 대표적인 분포형 모형은 비 교적 균질의 작은 구역(cell)에서 물, 유사, 비점 오염물 등을 적절한 방법으로 예측하여 하류로 추 적, 한 구역의 유출해석에는 SCS 방법 등 이용, 토 양유실은 USLE 등을 이용, ANSWERS(Beasley 등, 1980; Park 등, 1982), CREAMS(Knisel, 1980), AGNPS(Young 등, 1987), SHE(Systeme Hydrologuque Europeen) / SHESED(Bathrust 등, 1995), TREX(Two-dimensional, Runoff, Erosion, and Export) 등이 있다. 안정하도 또는 평형하도는 하천에 유사이송은 있 으나 퇴적과 침식이 균형을 이루는 안정하천의 하 도로서, 유사공급과 이송이 균형을 이루는 하도이 다. 안정하도를 형성하는 하도형성유량은 일정한 유 량이 지속적으로 흐르는 하도에서 현재 하도의 형 태를 만드는 지형학적 개념의 유량(Watson et. al., 2005)을 말한다. 해석적 안정하도 설계는 해석적으로 지배방정식 들을 동시에 만족시키는 하도 단면 형태를 계산하는 것이다. 독립변수인 유량, 유사량, 하상 재질과 종속 변수인 하폭, 수심, 경사이며 3개의 미지 변수를 계 산하기 위해 3개의 방정식이 필요하다. <그림 18>은 해석적 안정하도 설계시 신뢰구간에 대해 보여주는 그림으로 실무에서 평가시 자주 볼 수 있는 그래프 이다. 92 물과 미래
하천수리학 무료 공개강좌 수강후기 그림 18. 해석적 안정하도 설계(Sore 와 Thorne, 2001) 3교시는 우효섭 강사님의 수업으로 흐름저항, 유 사량 공식의 신뢰성에 대한 내용이었다. 흐름특성(예 : 유속, 수심)을 알려면 흐름저항 을 알아야 한다. 고정상 하천에서는 흐름은 유황 과 경계면 특성에 따라 정해지며, 이동상 하천에서 는 유사이송에 의한 하상형태 특성이 추가로 작용 한다. 충적하천의 하상은 끊임없이 변화하며, 모 래하천의 경우 평탄하상부터 사련, 사구 등 다양하 게 하상형태가 변화되며 흐름저항이 발생된다. <그 림 19>는 실험실에서의 사구하상의 형성, simons와 Richardson(1966)의 모래하천 하상변화 예이다. 그림 19. 모래하천의 하상형태 변화 모래하천의 하상형태에 따라 매닝의 조도계수 도 달라지는데, 0.45mm 모래일 경우, 정지파는 0.011 0.015부터 사구일 경우 0.019 0.033까지 변화될 수 있다. 한편, 모래가 쌓이는 사주(bars)의 경우 점사주, 교호사주, 중간사주(하중도), 지류사주로 구분되며 단면특성은 <그림 20>과 같다. Vol. 49 No 5. 2016. 5 93
일 / 일 반 / / 반 기 / / 기 사/ 사 그림 20. 사주의 구분과 단면특성 하상형태에 영향을 주는 인자는 수심, 하상경사, 하상토 크기, 분급, 침강속도, 수온 등이 있다. 수심 이 깊을수록 매닝의 조도계수 n치가 줄어들고, 수 온이 낮아질수록 부유사로 이송되는 양이 늘어나 소 류사량이 적어지고 사구가 줄어든다. 한편, 실무에서 유사량 공식을 사용할 경우, 하상 특성에 따라 적합한 공식을 적용하여야 한다. 모래 또는 자갈로 이루어진 충적하천이 아니라면 기존 공식의 적용이 불가하며, 가용한 유량-유사량 곡선 이 있는 경우에는 그 곡선을 이용하는 것이 좋다. 또 한 하상재료가 자갈로 구성되어 있으면 실험식 공식 인 MPM(Meier-Peter-Muller)공식, 모래하천인 경우에는 공식개발에 이용된 자료와 비교하여 선정 하고 입경분포별 계산이 필요한 경우에는 아인쉬타 인 공식, Yang 공식 등을 이용한다. 실무에서 유사량 공식을 쉽게 활용할 수 있는 국 내 프로그램으로 1990년대 개발된 MODEIN(우효 섭과 유권규, 1990) 있으며, 최근에는 HEC-RAS, SCAD 등 윈도우용 하상변동 모의프로그램을 실무 에서 간편하게 사용되고 있다. 2.4 넷째 날(2016년 2월 4일) 하천수리학 강좌의 넷째날은 우효섭 강사님의 수 업으로 환경수리학 및 하천생태계의 기초적 이해, 수리학 관점에서 식생수리, 환경유량, 하천복원에 대해 진행한 후 마지막으로 세분 강사님과 종합토론 의 시간을 가졌다. 환경수리학은 하천, 호소, 해안과 해양 등 수역 의 환경에 관련된 수리학으로 하천환경수리학은 하천에 관련된 환경수리학이다. 생태수리학(ecohydraulics)은 물의 생태적 기능(수생서식처)에 관 련된 수리학이며, 생태수문학(eco-hydrology)은 물순환과 생태적 기능(육상 및 수생)에 관련된 수문 학으로 거시적인 기후변화에 따른 육상 및 수상생태 계 영향 등을 다룬다. 하천설계 실무에서 환경수리학 응용(application) 은 주로 오염물질 농도의 확산과 분산, 밀도류 등을 다룬다. 생태수리학 응용(application)은 주로 하천 복원과 관련된 식생수리특성, 환경유량, 서식처 수 리특성, 생태통로 수리학, 수질모델링(부영양화) 등 94 물과 미래
하천수리학 무료 공개강좌 수강후기 이 있다. 하천복원은 크게 하천복원( 復 元,restoration), 하천회복( 回 復,rehabilitation), 하천개척( 開 拓,reclamation) 3가지로 구분되며, <표 1>과 같다. 표 1. 하천복원의 구분 구 분 하천복원 하천회복 내 용 교란 전 원래 하천의 생태적 구조와 기능을 되돌리는 것 새로운 하천생태적 기능과 구조를 만들어주는 것 하천개척 인간이익을 위해 하천을 변경시키는 것(개간, 공원화 등) Dufour와 Peigay(2009)는 하천복원이 반드시 비( 非 )교란된 원래 하천으로 돌아가야 한다거나 또 는 과거 특정시기의 하천이 참조되어야만 하는 것은 아니며, 인간활동으로 변형된 하천이 반자연적이지 만은 않다. 라고 언급하였다. 따라서, 하천복원의 새로운 시각은 하천회복 개념 에 충실하면서 기준에 기초한 복원사업보다는 목 표에 기초한 복원사업이 바람직하다. 국내 하천의 복원모델로 어메니티 모델(Amenity Restoration Model, ARM), 생태계 복원 모델 (Ecosystem Restoration Model, ERM), 준생태계 복원모델(semi-Ecosystem Restoration Model, ERM)로 구분할 수 있으며, <표 2>와 같다. 표 2. 국내 하천의 복원모델 구분 구분 ARM ERM semi-erm 복원목표 하천의 어메너티(심미, 위락, 정서 등) 및 역사문화성 하천의 생태서식처 복원 제한된 하천공간에서 생태서식처 복원 지향점 공원하천 생태하천 자연형하천 적합하천 주변이 개발된 도시하천 주변이 덜 개발된 비도시하천 주변이 개발된 도시하천에서 제한적으로 적용 구체적 복원목표 개별하천 여건에 맞추어 복원목표 설정 과거 자생하였던 동식물 서식처 복원(참조하천 개념 유효) 새로운 서식처 조성(참조하천 개념 유효) 공간관계 홍수조절공강>생태공간, 역사문화공간 생태공간>홍수조절공간, 역사문화공간 생태공간=홍수조절공간 지속가능성 시민의 안전, 시설물 보호 등 생태적 자기지속성 지속적 관리를 통해서만생태지속성 유지 가능 종합토론 시간에는 총 4회 걸친 수강내용에 대한 소감을 나누고, 한국수자원학회장님이 직접 수료증 을 수여하는 시간이었다. 마지막에는 짧았지만 명강 의를 해주신 3분 강사님과 수강생 모두 서로를 격려 하는 박수와 함께 기념촬영을 하였다. Vol. 49 No 5. 2016. 5 95
일 / 일 반 / / 반 기 / / 기 사/ 사 하천수리학 수강생 1기 수료증 수여식 수강생 1기 및 관계자 기념촬영 그림 21. 한국수자원학회 하천수리학 수강생 1기 및 관계자 일동 3. 소견 이번 우리 학회의 하천수리학 무료 공개강좌는 실 무에서 심도있게 다루지 못했던 부분이나 과거 하 천기본계획에서 적용한 방식으로 쉽게 따라가던 사 항들에 대해 하천전문가 강사님들과 함께 고민하고 토론하며 배울 수 있는 일종의 스피드멘토링(speed mentoring) 수업이었다. 이번 강좌에 참여하지 못한 학회 회원들에게 도움 이 되길 바라는 마음에서, 나름대로 수업내용을 정 리해 보았으나 부족하리라 생각된다. 개인적으로는 홍수량 산정시 유의할 사항, 홍수 위 산정시 조도계수의 적정치, 유사 및 생태수리학 의 이론을 실무에 응용하게 될 때 바람직한 접근방 법 등에 대해 다시 한번 생각하게 된 좋은 시간이 되 었다. 앞으로 이러한 재능기부 차원의 실용적인 강좌는 기술자로서 열정을 가지고 일하는 우리 학회 회원들 에게 부담없이 기술수준을 한 단계 끌어올리는 좋은 계기가 될 것이라 확신한다. 96 물과 미래