2차원 어류 서식처 모의를 이용한 돌설치형 자연형 이동로의 어류 유인 효과 연구

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 기존의 콘크리트 재료를 사용하여 만든 인공구조물 방식의 어도가 아닌 돌과 같은 자연재료를 사용한 돌설치형 자연형 어도의 기본 개념과 설계지침을 바탕으로 하여 완경사식 격벽형 자연형 어도를 설계하였다. 돌 배치 이론으로는 기존의 자연형 어도의 평균유속 공식인 수로 하상의 조도를 고려한 Darcy-Weisbach공식과 河村공식을 이용하여 자연석을 배치하였다.
상기 내용들을 기반으로 팔당댐에 적용할 돌설치형 자연형 어도를 고안하여 모델링하였고, 설계한 모델을 토대로 2차원 어류 서식처 모의 프로그램인 River2D를 통해 수리학적으로 검토하였다. 수치 모의 결과를 통해 설계한 자연형 어도가 실제 팔당댐에 적용 시 어류의 이동에 적합한 유속이 나오는지 확인하였다.
수리 모의 결과. 어도 내부에서 어류의 이동에 적합한 유속이 도출 되었으며, 어도 내부의 다양한 위치에서 여러 가지 유속이 분포하는 것을 확인하였다. 또한, 콘크리트 재료의 인공구조물 어도와 어류이동성에 대한 측면을 서로 비교할 때 유속과 수심이 모두 목표하는 어종의 특성에 맞는 수치들을 나타냄으로 돌설치형 자연형 이동로가 인공구조물 어도를 대체할 수 있다고 판단하였다. 이러한 자연형 어도를 통해 수생태계 연속성까지 고려한 하천환경복원을 이룰 수 있을 것이라 생각한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, the mild slope pool-weir type nature-like fish way of a rock ramp type using natural materials such as stone is designed, rather than with the existing artificial structure type made with concrete materials. In the theory of stone placement, natural stones is placed using ‘Darcy-Weisbach’ formula and ‘Koumura(河村)’ formula, which take into account the roughness of the river bed, which is the average flow velocity formula of conventional natural-like fish way.
Based on the above, a rock-ramp type nature-like fish way for the Paldang Dam was designed and modeled, and conducts a hydraulic simulation by a model designed for the two-dimensional fish habitat simulation program, River2D.
The results of the numerical simulation confirm that the flow rate suitable for the movement of fish is found when the natural type of fish is applied to the actual Paldang Dam.
By the result of hydraulic simulation, the flow velocity suitable for the migration of fish is derived from in the fishway, and it is confirmed that different flow rates are distributed from various locations in the fishway. In addition, comparing the artificial structure of concrete materials with the aspects of fish migration, it is decided that a rock-ramp nature like fishway could replace the artificial structure, through indicating figures that match the characteristics of fish species that both flow rate and depth target.
Through this kind of nature-like fishway, the restoration of river environment can be achieved considering the continuity of the aquatic ecosystem.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 연구 내용 및 방법 2
• 제 2 장 자연형 어도의 기본 이론 4
• 2.1 기존 어도 모형의 문제점 4
• 2.2 자연형 돌설치형 어도 10
• 2.3 해외 사례 12
• 제 3 장 2차원 수리 모형 15
• 3.1 River2D 15
• 3.2 River2D 지배방정식 16
• 3.3 River2D 활용 17
• 제 4 장 River2D를 이용한 수리해석 18
• 4.1 돌 배치 이론 근거 18
• 4.2 돌설치형 이동로 모델링 26
• 4.3 River2D 모의 32
• 제 5 장 해석 결과 및 분석 33
• 5.1 유량에 따른 유속과 수심 33
• 5.2 콘크리트 구조 어도와 비교 39
• 제 6 장 결론 및 추후 과제 42
• 6.1 결론 42
• 6.2 추후 연구 과제 43
• 참고문헌 45
• 국문초록 47
• ABSTRACT 49