1. 서 론

하천을 복원하기 위해서는 하도 및 수리 등의 서식처 물리환경, 식생 및 동물 등의 서식생물, 수질 및 주변의 경관 및 친수활동 특성 등에 대한 현재 상태의 진단평가가 필요하며, 복원사업의 효과에 대한 사후평가를 통하여 향후 하천의 유지 ․ 관리 계획을 수립할 필요가 있다. 하천 생태계의 기반이 되는 하도지형은 유량, 유사량 및 식생 등에 의해 지배되기 때문에 하천의 지형특성과 수리특성이 가장 중요한 변수이다.

하천지형은 수계의 분수령을 경계로 상류 산지구간에서는 계단상의 폭포(cascade), 계단상의 소(step-pool)와 평탄하상(plane bed)의 순서로 형성되고, 충적지(alluvial zone)의 중 ․ 하류 평야구간에서는 여울-소(riffle-pool) 및 사구-사련(dune-ripple)의 순서로 나타나는 것이 일반적인 특성이다(Montgomery and Buffington, 1997). 이러한 하도의 지형특성은 유량과 하상경사의 곱으로 표현되는 유수력(stream power)의 영향(impact)이 지배적이나 유사량과 식생 등의 영향에 의한 반응(response)으로서 하폭, 수심, 경사, 유속, 흐름 저항, 하상재료 입경 등이 다양하게 변화하는 것으로 규정하고 있다(Leopold et al., 1964). Rosgen (1994)은 굴입비, 하폭에 대한 수심비율, 만곡도, 하상재료, 하상경사 및 평면형상 등을 기준으로 하천분류 체계를 개발하였으며, 이 분류체계는 미국(EPA)의 서식처 평가를 위하여 급경사 및 완경사 하천으로 분류하는 기준이다. Yamamoto (1988)는 하도의 위치에 따른 지형특성, 하상재료의 대표입경, 하안구성물질, 하상경사, 사행도 및 하안침식도를 기준으로 Segment 분류체계를 제안하였다. 이러한 분류체계는 많은 현장조사 자료에 의한 통계적 동질성 또는 유사성에 바탕을 두고 있으며, 특히 Yamamoto (2004)는 각 하천 유형은 하도경사, 하상재료 및 하도지형의 특성과 같은 통계적으로 유사한 물리적 환경을 가지고 있기 때문에 생태계도 통계적으로 유사하다고 기술하고 있다.

하천의 물리환경을 진단하고 평가하고자 할 경우, 하천 상 ․ 중 ․ 하류의 위치에 따른 하도의 지형학적 특성과 유역의 규모에 따른 하천의 규모 및 유량의 크기 등에 따라 하천의 유형을 분류하고 그 유형별 특성에 따라 하천환경의 평가시스템을 개발할 필요가 있다. 국내하천의 물리환경 평가체계의 개발을 위한 하천 분류체계의 적용성을 검토한 결과에 의하면 하상경사를 기준으로 Rosgen (1994)의 분류체계는 7가지 하천유형으로서 산지하천 구간 하류에서 4가지의 하천유형이 중복되는 반면에 Yamamoto (1988)의 분류체계에서는 명확하게 4가지의 하천유형으로 구분된다. 또한, 하상재료를 기준으로 할 경우 Rosgen (1994)의 분류체계는 자갈이하의 하천에서는 모든 유형이 중복되고, Yamamoto (1988)의 분류체계에서는 저수로의 주 하상재료를 대상으로 할 경우는 비교적 명확하게 구분된다. 따라서 유역 및 하천의 지형특성을 계층적으로 분석하여 국내 하천의 특성을 반영할 수 있는 하천유형 분류기준으로서 Yamamoto (1988)의 분류체계를 기준으로 설정하였다(Kim and Jung, 2015).

하천의 물리환경 평가체계는 생물서식의 기반이 되는 하천의 하도지형, 수리 특성 및 하천교란을 반영할 수 있어야 한다. 1990년대 이후 독일(LAWA, 2004)과 미국(EPA, 2004)은 정량적인 하천 서식환경 평가시스템을 운영하고, 영국(SEPA, 2003)은 정성적 하천 서식환경 평가시스템을 운영하며, 호주[AusRivAS (Parsons et al., 2002)]는 영국과 미국의 평가시스템을 통합한 시스템을 운영하고 있다.

한편, 국내에서는 지금까지 하천의 자연도 평가 연구 등에서 선진국들의 하천환경평가시스템을 여과 없이 적용함으로써 국내의 하천특성을 제대로 반영하지 못하는 한계를 가지고 있다(Kim and Park, 1999; KICT, 2007; Park et al., 2005; Kim, 2008; Kim, 2009).

본 연구의 목적은 우리나라 하천유역의 고유한 지형학적 특성, 수문 ․ 기상학적 특성 및 하천공간의 이용 특성 등을 반영한 하천 물리환경 평가시스템을 개발하여 하천의 조사, 계획, 설계 및 유지관리 등 각 단계에서 하천의 물리환경 진단 및 평가에 활용할 수 있도록 하는 것이며, 구체적으로는 하천기본계획수립의 하천환경 진단 ․ 평가, 하천복원사업의 사전 진단 ․ 평가 및 사후의 효과분석을 위한 진단 ․ 평가에 활용하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 하천의 고유성을 반영할 수 있는 하천 물리환경 평가시스템을 개발하기 위한 선행연구(Kim and Jung, 2015; Kim et al., 2016)를 바탕으로 전국의 18개 하천을 조사하여 대표적인 하천 9개 하천을 3개의 하천유형으로 구분하고 자연하천에 가까운 참조하천(reference stream)과 교란하천인 시험하천(test stream)을 나누어 그 적용성을 검토하여 최종적인 하천 물리환경 평가시스템을 제안하였다.

2. 연구 범위와 방법

2.1 연구범위

본 연구의 범위는 선행연구를 기초로 하천유형별 참조하천(reference stream)과 교란하천(disturbed stream)에 대한 적용 성과를 분석하여 수정, 보완하고 최종적인 하천 물리환경 평가체계를 확정하는 것이므로 전국의 9개 하천 총연장 61.38 km, 9구간을 대상으로 하였다. 대상하천 중에는 산지하천과 충적지 하천, 농촌하천과 도시하천이 포함되어 있으며, Table 1은 연구대상하천의 하천유형, 하천주변 여건, 위치, 하천등급 및 조사구간 연장을 나타낸 것이다.

Table 1. Surveyed rivers in study area

Stream name	Classification	Condition	Location	Length of survey reach (km)
Beomwangcheon	High gradient	Mountain, Farmland	Hadong-gun, Gyeongsangnam-do	Local stream: 0.90 km
Uitancheon		Mountain, Farmland	Hamyang-gun, Gyeongsangnam-do	Local stream: 0.95 km
Gyobangcheon		Mountain, Urban	Masanhappo-gu, Changwon-si, Gyeongsangnam-do	Local stream: 0.50 km
Wangpicheon	Mid gradient	Mountain, Farmland	Uljin-gun, Gyeongsangbuk-do	Local stream: 4.00 km
Namgang		Mountain, Farmland	Sancheong-gun, Gyeongsangnam-do	Local stream: 10.52 km
Wicheon		Alluvion, Urban	Geochang-gun, Gyeongsangnam-do	Local river: 4.80 km
Naeseongcheon	Low gradient	Alluvion, Farmland	Yecheon-gun, Gyeongsangbuk-do	National river: 15.00 km
Namgang		Alluvion, Farmland	Sancheong-gun, Gyeongsangnam-do	National river: 11.17 km
Gapcheon		Alluvion, Urban	Daedeok-gu and Jung-gu, Daejeon- city	National river: 13.54 km

2.2 연구방법

2.2.1 연구방법

선행 연구(Kim and Jung, 2015)에서 하천 분류체계를 검토하여 하상경사와 하상재료 입경을 기준으로 하는 Segment 분류법(Yamamoto, 1988)을 기준으로 수정하였다. 급경사 하천(high-gradient stream)에서는 계단상(step-pool)의 연속성, 중경사 하천(mid-gradient stream)에서는 여울-소(riffle-pool)의 연속성에 중점을 두었으며, 완경사 하천(low-gradient stream)에서 사련-사구(ripple-dune)의 연속성과 소의 다양성에 중점을 두고 하천유형을 분류하였다. 하천유형 분류를 위한 자료, 기준 및 과정은 하천기본계획 수립을 위한 하천측량의 하상종단측량 성과로부터 평균경사를 산정하여 3개 유형으로 구분하였다.

Montgomery and Buffington (1993)은 자연하천에서 하도지형 특성에 대한 연구결과를 활용하고 하천개수 등에 의한 교란을 반영하여 평가 단위구간인 세구간(reach)의 규모를 결정하였다. 세구간의 연장은 급경사 하천의 경우 저수로 폭의 10배, 중경사 및 완경사 하천의 경우 25배로 설정하였다.

평가체계는 1차적으로 평가의 공간적 규모를 구분하기 위하여 하천유형을 하상경사를 기준으로 3개의 하천유형(segment)으로 분류하고, 저수로 폭과 step 또는 여울 간 거리의 비를 기준으로 세구간(reach)를 나눈 후, 2차적으로 각 하천유형에 대하여 3개 항목 10개 평가지표를 5개 등급으로 구분하여 평가하는 것으로 구성되어 있다. Fig. 1은 하천의 물리 환경 평가의 단계별 조사, 분석과정 및 절차를 나타낸 것이다.

Fig. 1.

Flowchart of study process (Kim and Jung, 2015 revised)

하천에서 생물의 잠재력은 생물군집을 나타내는 범위 내에서 물리적 서식처의 질에 의하여 제한된다(Southwood, 1977). 따라서 서식처 평가는 수생태 군집의 상태에 영향을 미치는 주변의 물리적 서식지 구조에 대한 평가로 정의된다(Barbour et al., 1999). 하천의 경우, 서식처 구조를 평가하기 위한 포괄적인 접근방식은 하상재료, 하도 지형, 흐름특성, 하안 구조 및 수변식생의 다양성과 질을 포함한다. 서식처 질의 평가와 관련되는 서식처 매개변수는 하천의 미시적 규모의 서식처(예; 하상매몰도)와 거시적 규모의 지형(예; 하도 지형), 그리고 다른 매개변수들에 가장 큰 영향을 미치는 수변과 하안 구조 등이다.

본 연구에서는 평가지표를 선정하기 위하여 독일(LAWA, 2000), 미국(Habitat Assessment: EPA, 2004), 영국(SEPA, 2003) 및 호주(AusRivAS, 2002)의 평가체계 중에서 정량적 평가체계인 독일(LAWA, 2000)의 6개 하천유형에 대한 6개 평가항목 27개 평가지표와 미국(Habitat Assessment: EPA, 2004)의 2개 하천유형 10개 평가지표 중 공통지표를 추출하고, 우리나라의 하천유형과 하천이용 실태를 반영하여 3개 하천유형 3개 평가항목 10개 평가지표로 구성하고 현장 적용을 통하여 수정 ․ 보완하였다.

평가항목은 수서동물의 서식환경인 하도 및 수리, 식생과 동물서식 환경인 하안, 서식환경의 교란을 나타내는 하천교란으로 구분하였으며, 평가지표의 내용은 3가지 하천유형의 특성을 반영한 지표와 하천유형에 관계없이 동일한 공통지표가 있다.

평가기준은 각 평가지표별로 최적(1등급)상태(20~18≥), 우수(2등급)상태(18>~14≥), 보통(3등급)상태(14>~8≥), 한계(4등급)상태(8>~4≥) 및 미흡(5등급)상태(4>)의 5등급으로 평가하였다. 세구간에 대한 종합평가는 생물서식처 기반에 따라 평가된 총점을 평가항목 수로 나눈 평균점수를 하천 자연도 지수(degree of naturalness)로 산정하여 최적(1등급)상태(5.0~4.5≥), 우수(2등급)상태(4.5>~3.5≥), 보통(3등급)상태(3.5>~2.0≥), 한계(4등급)상태(2.0>~1.0≥) 및 미흡(5등급)상태(1.0>)의 5등급으로 평가하였다.

(1) 급경사 하천

급경사 하천의 평가지표는 step 특성을 중심으로 유효 서식처, 하상매몰도, 유속 및 수심, 하상안정, 하도흐름 상태 및 step 의 출현빈도로 구성되어 있다.

유효서식처는 수서동물의 은신처, 먹이활동, 산란 및 생육 장소로서 실제적인 유효성을 평가하며, step-pool 영역은 급류하천에서 대형무척추 동물 등 곤충과 특정 어류의 생육에 필요한 다양성을 유지하기 위해서는 호박돌, 전석 및 거석 등으로 구성된 다양한 크기의 하상재료와 공극 구조가 중요하다.

하상 매몰도(embeddedness)는 호박돌, 전석 및 거석으로 이루어진 하상재료 주변의 공극에 모래 등 세립토가 퇴적된 정도를 평가한다. 호박돌, 전석 및 거석 등의 하상재료가 묻히면 대형무척추동물 및 어류가 생육에 이용할 수 있는 표면적이 감소하여 서식처 질이 저하하기 때문에 중요한 변수이며, 하상매몰도 평가는 step 중앙부에서 수행한다.

유속과 수심의 조합은 어류 서식지 적합지수 분석결과(Hur et al., 2009; Kang et al., 2011; Kang, 2012)를 검토하여 호박돌 하상의 step 상류부에서 유속(0.3 m/s 기준)과 수심(0.5 m 기준)을 기준으로 느림-깊음, 느림-얕음, 빠름-깊음, 빠름-얕음의 4가지로 구분하며, 서식처 다양성의 중요한 매개변수로서 4가지 조합은 안정된 수생태 환경을 제공하고 유지하는 하천의 능력과 관계가 있으며, 조합되는 경우의 수가 적어지면 서식처 다양성이 감소하게 된다.

하상안정은 소에 퇴적된 유사량과 하상변동 정도를 평가한다. 급경사 하천에서는 좌우의 제한을 받지 않는 사행이 없기 때문에 상류 유역에서 생산된 유사가 대부분 하류로 이송되어 변화가 작고, 부분적으로 거석의 배후 또는 흐름이 부분적으로 차단되는 영역에서 퇴적이 발생한다. 유사의 퇴적이 빈번하거나 많을 경우에는 수서동물에게 부적당한 환경으로서 불안정하고 지속적인 변화를 나타내는 징후가 된다.

하도 흐름상태는 기저유량 또는 연평균 유량기간 동안 하도가 물로 채워지는 수면의 범위를 나타내며, 수면이 하상을 채우지 못하여 step의 호박돌, 전석 및 거석으로 형성된 하상이 노출되면 수서동물의 생육을 위한 서식처 면적이 감소한다.

Step의 출현빈도는 step의 연속성과 그에 따라 하천에 발생하는 다양성을 나타내는 척도이며, 급경사의 자연하천에서 step의 출현빈도는 평균 저수로폭의 약 1~4배로 제시되고 있다(Montgomery and Buffington, 1993). step은 서식처 다양성을 필요로 하는 수서동물의 근원이고, 따라서 출현 빈도가 증가하면 하천 생태군집의 다양성을 크게 향상시킨다.

하천단면형상은 생태통로의 횡적 연속성을 평가하는 지표로서 급경사의 자연 하천은 전형적인 완전굴입 하도로서 V자형 또는 U자형의 협곡이 대부분이다. 하도주변의 토지이용 즉, 도로, 농경지 및 취락시설 등의 교란으로 인하여 단단면(single section)의 사각형 또는 사다리꼴 횡단면이 형성되고 비탈면 보호를 위한 호안이 설치되는 정도에 따라 동물의 생태통로 단절 등의 영향이 발생한다.

하안 안정은 하안의 침식(또는 잠재적인 침식가능성)을 평가한다. 급경사 하안은 완경사 하안보다 더 쉽게 무너져 침식 가능성이 높기 때문에 불안정으로 간주된다. 침식의 징후는 포락, 식생이 없는 하안, 노출된 나무뿌리, 노출된 토양 등을 포함한다.

하도개수는 하도의 형상에 대한 대규모 변화의 척도로서, 급경사 하천의 경우 직각에 가까운 호안, 인공적인 하상유지공, 도시하천의 직강화가 대표적이다. 하도개수의 규모가 커지면 자연하천에 비하여 어류, 대형무척추동물 및 식물에게 필요한 자연적 서식지가 대폭 감소한다.

하천횡단구조물은 생공농용수 취입 및 수경(waterfront scenes) 창출을 위한 보(weir)와 하천유지를 위한 낙차공 등의 하천횡단구조물에 대한 평가이며, 하도 지형의 종단적 연속성을 차단함으로써 야기되는 하도지형 및 수리특성의 변화를 반영한 것이다. 하천횡단구조물의 수가 증가하면 step-pool 연속의 출현빈도가 감소하고 하상경사가 완만해져 서식처 변화가 크게 발생한다.

(2) 중경사 하천

중경사 하천의 평가지표는 여울 특성을 중심으로 유효 서식처, 하상매몰도, 유속 및 수심, 하상안정, 하도흐름 상태 및 여울의 출현빈도로 구성되어 있다.

유효서식처는 수서동물의 은신처, 먹이활동, 산란 및 생육 장소로서 실제적인 유효성을 평가하며, 여울-소 영역은 대형무척추 동물 등 곤충과 어류의 생육에 필요한 다양성을 유지하기 위해서는 자갈 및 호박돌 등으로 구성된 다양한 크기의 하상재료와 공극 구조 비율이 중요하다.

하상 매몰도는 소에서 자갈 및 호박돌로 이루어진 하상재료 주변의 공극에 모래 등 세립토가 퇴적된 정도를 평가한다. 자갈 및 호박돌 등의 하상재료가 묻히면 대형무척추동물 및 어류가 생육에 이용할 수 있는 표면적이 감소하여 서식처 질이 저하하기 때문에 중요한 변수이며, 하상매몰도 평가는 여울의 중앙부에서 수행한다.

유속과 수심의 조합은 어류 서식지 적합지수 분석결과(Hur et al., 2009; Kang et al., 2011; Kang, 2012)를 검토하여 자갈 하상의 여울에서 유속(0.3 m/s 기준)과 수심(0.5 m 기준)을 기준으로 느림-깊음, 느림-얕음, 빠름-깊음, 빠름-얕음의 4가지로 구분하며, 서식처 다양성의 중요한 매개변수로서 4가지 조합은 안정된 수생태 환경을 제공하고 유지하는 하천의 능력과 관계가 있으며, 조합되는 경우의 수가 적어지면 서식처 다양성이 감소하게 된다.

하상안정은 소에 퇴적된 유사량과 하상변동 정도를 평가한다. 중경사 하천에서는 상류 유역에서 생산된 유사가 하류로 이송되는 과정에서 하도의 사행에 따라 고정사주 및 사주가 형성되기 때문에 퇴적이 발생한다. 유사의 퇴적이 빈번하거나 많을 경우에는 수서동물에게 부적당한 환경으로서 불안정하고 지속적인 변화를 나타내는 징후가 된다.

하도 흐름상태는 기저유량 또는 연평균 유량기간 동안 하도가 물로 채워지는 수면의 범위를 나타내며, 수면이 하상을 채우지 못하여 여울의 자갈, 호박돌로 형성된 하상이 노출되면 수서동물의 생육을 위한 서식처 면적이 감소한다.

여울의 출현빈도는 여울의 연속성과 그에 따라 하천에 발생하는 다양성을 나타내는 척도이며, 중경사의 자연하천에서 여울의 출현빈도는 평균 저수로폭의 약 5~7배로 제시되고 있다(Montgomery and Buffington, 1993). 여울은 서식처 다양성을 필요로 하는 수서동물 생육의 기반이고, 따라서 출현 빈도가 증가하면 하천 생태군집의 다양성을 크게 향상시킨다.

하천단면형상은 생태통로의 횡적 연속성을 평가하는 지표로서 중경사의 자연 하천은 굴입하도, 자연제방대 및 제방이 축제되는 경우가 대부분이다. 하도주변의 토지이용 즉, 농경지, 취락시설 및 도시화에 따른 고수부지 조성으로 등의 교란으로 인하여 사각형 또는 사다리꼴 횡단면(복단면 포함)이 형성되고 비탈면 보호를 위한 호안이 설치되는 정도에 따라 동물의 생태통로 단절 등의 영향이 발생한다.

하안 안정은 하안의 침식(또는 잠재적인 침식가능성)을 평가한다. 중경사 하천에서는 하폭이 넓어지면서 사행구간이 나타나기 때문에 만곡부에서 고정사주의 형성에 대응하여 침식이 발생하는 구간은 불안정으로 평가된다. 침식의 징후는 포락, 식생이 없는 하안, 노출된 나무뿌리, 노출된 토양 등을 포함한다.

하도개수는 하도 형상에 대한 대규모 변화의 척도로서, 중경사 하천의 경우 하천의 위치 및 규모에 따라 다양하고 제방축조, 호안, 인공적인 하상유지공, 도시하천의 친수공간 조성에 따른 직강화가 대표적이다. 하도개수의 규모가 커지면 자연하천에 비하여 어류, 대형무척추동물 및 식물에게 필요한 자연적 서식지가 대폭 감소한다.

하천횡단구조물은 생공농용수 취입 및 수경 창출을 위한 보와 하천유지를 위한 낙차공 등의 하천횡단구조물의 영향에 대한 평가이며, 하도 지형의 종단적 연속성을 차단함으로써 야기되는 하도지형 및 수리특성의 변화를 반영한 것이다. 하천횡단구조물의 높이와 수가 증가하면 여울-소 연속의 출현빈도가 감소하고 하상경사가 완만해져 서식처 변화가 크게 발생한다.

(3) 완경사 하천

완경사 하천의 경우 사행으로 형성된 소에서 폭(하천 단면의 1/2 기준)과 수심(1.0 m 기준)을 기준으로 구분하고, 평가지표는 소에서의 유효 서식처, 소의 하상재료, 소의 다양성, 하상안정, 하도흐름 상태 및 사행도로 구성되어 있다.

유효서식처는 수서동물의 은신처, 먹이활동, 산란 및 생육 장소로서 실제적인 유효성을 평가하며, 소 영역은 대형무척추 동물 등 곤충과 어류의 생육에 필요한 다양성을 유지하기 위해서는 두꺼운 식물 뿌리매트, 대형수처군집, 잠식하안 등으로 구성된 서식처가 중요하므로 안정된 유효 서식처의 비율을 평가한다.

소의 하상재료 특성은 소에서 하상재료 혼합물(자갈, 모래, 실트 및 점토), 수중식물 하안에서 노출된 식물 뿌리매트 등의 서식처 적합도를 평가한다. 진흙(실트. 점토)의 비율이 높고 수중식물의 없으면 대형무척추동물 및 어류가 생육에 이용할 수 있는 서식처가 감소하기 때문에 중요한 변수이며, 평가는 소의 중앙부에서 수행한다.

소의 다양성은 사행으로 형성된 소에서 폭(하천 단면의 1/2 기준)과 수심(1.0 m 기준)을 기준으로 큼-깊음, 큼-얕음, 작음-깊음 및 작음-얕음의 4가지로 구분하는 중요한 매개변수로서 4가지 조합은 안정된 수생태 환경을 제공하고 유지하는 하천의 능력과 관계가 있으며, 소의 규모가 작아지고 수심이 얕아지면 서식처 다양성이 감소하게 된다.

하상안정은 소에 퇴적된 유사량과 하상변동 정도를 평가한다. 완경사 하천은 상류 유역에서 이송된 유사가 퇴적되는 충적하천이 대부분이며, 유량, 유사량 및 식생 등에 의하여 하도 사행과 하상지형이 진행되므로 고정사주의 확대, 기존 사주의 확장, 새로운 사주의 형성과 더불어 소에 퇴적이 발생한다. 유사의 퇴적으로 인한 하상의 변화가 많을 경우에는 수서동물에게 부적당한 환경으로서 불안정하고 지속적인 변화를 나타내는 징후가 된다.

하도 흐름상태는 급경사 및 중경사 하천과 같이 기저유량 또는 연평균 유량기간 동안 하도가 물로 채워지는 수면의 범위를 나타낸다.

하천 사행도는 1개 세구간(reach)에서 두 지점 사이의 하도연장과 직선거리의 비를 나타낸 것이다. 홍수의 결과로 형성된 만곡(사행)은 에너지를 흡수하여 과도한 침식과 홍수로부터 하천을 보호하고 홍수기간 동안 저서성무척추동물과 어류에게 피난처를 제공하며, 하도의 사행은 다양한 서식처를 제공한다. 사행도 평가는 사행도 2 이상, 2~1.75, 1.75~1.5, 1.5~1.25 및 1.25~1.0의 5등급으로 구분하며, 직강화 된 하도는 사행도가 1에 가깝게 나타난다.

완경사 하천의 하천단면형상, 하안안정, 하도개수 및 하천횡단구조물은 중경사 하천과 거의 같다.

3. 결과 및 고찰

3.1 하천유형 분류 및 평가단위의 선정

하천유형을 결정하는 변수는 하상경사, 하상재료, 하안 구성재료, 하도 평면형상 및 유역의 지형 ․ 지질 등이 있으나 이들 변수 중에서 정량적인 변수로서 하상경사와 하상재료의 입경을 선정한 것은 동일유량에서 유수력을 결정하는 인자는 하상경사이며, 유수력에 대한 반응인 토사분급으로 하상재료의 입경이 결정되기 때문이다. 하상경사를 분석한 결과 Rosgen (1994)의 하천분류체계는 하도의 종단적인 연속성을 명확하게 구분할 수 없는 단점이 있으며, 동일 하상경사에 대해서도 여러 가지 하천유형이 중첩되어 분류가 곤란하였다. 또한, 상류의 급경사 하천 구간에 대해서는 유형을 세분화하고 있으나 중 ․ 하류 구간에 대해서는 하상경사의 적용 범위가 너무 크기 때문에 하천유형을 구분하기 어려운 문제점이 있었다. Yamamoto (1988)의 세그먼트 분류법은 산지하천이 많은 일본의 하천을 대상으로 제안된 방법이기 때문에 하도의 종단적인 연속성을 명확하게 구분할 수 있는 장점이 있으며, 수문 및 인문사회 환경이 유사한 우리나라 하천에 적용할 수 있을 것으로 판단된다. 따라서 하도의 물리적 특성을 지배하는 매개변수로서 하상경사와 하상재료의 대표입경을 기준으로 급경사 하천(high gradient: >1/60), 중경사 하천(mid gradient: 1/60~1/400) 및 완경사 하천(low gradient: 1/400~1/5,000)로 하천유형을 분류하였다(Kim and Jung, 2015).

평가 단위구간인 세구간(reach)의 선정은 자연하천에 가까운 하천을 대상으로 현장조사를 통하여 급경사 하천의 step- pool 구조특성을 분석한 결과 step은 저수로 폭의 0.6~4배 간격으로 형성된다는 선행연구(Montgomery and Buffington, 1997; Kim and Jung, 2018)를 고려하여 세구간의 길이는 저수로 폭의 10배로 기준을 설정하였다. 또한, 중경사 및 완경사 하천은 여울-소(riffle-pool) 구조특성을 분석한 결과 여울간 거리는 저수로 폭의 약 5~7배의 간격으로 형성된다는 선행연구(Montgomery and Buffington, 1993; Kim, 2010)를 반영하고 직강화 등 교란하천의 정도를 반영하여 세구간의 길이는 저수로 폭의 25배로 설정하였다.

3.2 평가체계의 적용

하천의 물리환경평가시스템의 적용성을 검토하기 위하여 3개의 하천유형별로 자연하천에 가까운 대조하천과 교란하천인 비교하천의 세구간을 지정하여 평가하였다. 급경사 하천은 범왕천(참조하천: 경남 하동군 화개면), 의탄천(참조하천: 경남 함양군 마천면) 및 교방천(비교하천: 경남 창원시 마산합포구), 중경사 하천은 남강(참조하천: 경남 산청군 신안면), 왕피천(참조하천: 경북 울진군 금강송면) 및 위천(비교하천: 경남 거창군 거창읍), 완경사 하천은 내성천(참조하천: 경북 예천군 용궁면), 남강(참조하천: 경남 산청군 산청읍) 및 갑천(비교하천: 대전시 대덕구)의 대표 세구간을 지정하고 조사 및 평가를 실시하였다. 대상하천의 하천유형, 구간길이, 하도경사, 평균저수로 폭, 하상재료입경 및 구간 수는 Tables 2~4 (채색: 평가구간)와 같고, 각 유형별 대상하천의 전경 및 하상재료 특성은 Figs. 2~4와 같다.

Table 2. Stream type, reach length, channel slope, mean channel width and grain size in each stream

Table 3. Stream type, reach length, channel slope, mean channel width and grain size in each stream

Table 4. Stream type, reach length, channel slope, mean channel width and grain size in each stream

3.2.1 평가하천의 개요

(1) 급경사 하천

급경사 하천은 Fig. 2와 같은 하도특성을 가지며, 평균하상경사가 1/30~1/19의 범위이고 평균 저수로 폭이 4~41 m 로서 step-pool이 연속적으로 형성되어 있는 전형적인 산지하천이다. 대상하천은 자연하천에 가까운 지리산 주변의 범왕천과 의탄천의 21개 구간과 도시화로 교란된 교방천 16개 구간을 조사했다. 하천의 물리 환경성을 평가하기 위한 세구간 연장은 저수로 폭의 약 10배로 하되 하천기본계획의 측점을 기준으로 나누었다. 하상재료 조사는 입경이 굵어 체분석법이나 면격자법을 적용하기 어렵기 때문에 Costa (1983)가 제시한 각 step에서 가장 큰 5개 암석의 중축 측정치가 대표적인 step 입경으로서 D₈₄ 또는 D₉₀ 의 평균 근사치라는 기준을 적용하였다. 본 연구의 현장조사에서 step을 형성하는 입경의 D₈₄를 범왕천과 의탄천에 적용한 결과 1,163~2,175 mm로 나타났으며, 도시하천인 교방천은 전구간이 암반 또는 전석으로 바닥깔기로 교란되어 step-pool이 없는 전형적인 인공하천으로서 하상재료 조사를 수행할 수 없었다.

Fig. 2.

Landscapes and bed materials in high gradient streams

(2) 중경사 하천

중경사 하천은 Fig. 3과 같은 하도특성을 가지며, 평균하상경사가 1/389~1/152의 범위이고 평균 저수로 폭은 16~173 m로서 여울-소(riffle-pool)가 연속적으로 형성되어 있는 충적하천이다. 대상하천은 자연하천에 가까운 왕피천과 남강의 6개 구간, 도시하천으로서 하천개수사업이 완료된 거창 위천 3개 구간을 조사했다. 하천의 물리 환경성을 평가하기 위한 세구간 연장은 저수로 폭의 약 25배로 하되 하천기본계획의 측점을 기준으로 나누었다. 하상재료 조사는 유속과 수심의 다양성을 결정하는 여울 부분에서 면격자법와 화상처리기법을 적용하여 대표입경인 D₆₀을 분석하였다.

Fig. 3.

Landscapes and bed materials in mid gradient streams

(3) 완경사 하천

완경사 하천은 Fig. 4와 같은 하도특성을 가지며, 평균하상경사가 1/520~1/800의 범위이고 평균 저수로 폭은 65~266 m로서 자갈하천에서는 여울-소(riffle-pool)의 특성 또는 모래하천에서는 사주와 사련의 특성을 나타내는 충적하천이다. 대상하천은 모래하천으로서 자연하천에 가까운 내성천 13개 구간, 자갈과 호박돌 하천으로서 남강 6개 구간, 자갈하천으로서 도시화로 교란된 갑천 8개 구간을 조사했다. 하천의 물리 환경성을 평가하기 위한 세구간 연장은 저수로 폭의 약 25배로 하되 하천기본계획의 측점을 기준으로 나누었다. 하상재료 조사는 자갈하천에서는 유속과 수심의 다양성을 결정하는 여울 부분의 면격자법와 화상처리기법을 적용하여 분석한 결과 대표입경인 D₆₀ 은 17~195 mm로 나타났고, 모래하천은 체분석으로 분석한 결과 대표입경인 D₆₀ 은 0.83~2.85 mm로 분석되었다.

Fig. 4.

Landscapes and bed materials in low gradient streams

3.2.2 평가결과

(1) 급경사 하천

급경사 하천은 전형적인 산지하천으로서 하상경사가 급하여 유수력이 크기 때문에 하상재료의 입경이 굵고, 하도 폭의 1~4배 간격으로 나타나는 step-pool 구조가 대표적인 특징이라 할 수 있다. step-pool 구조의 특징은 step 위의 사류 흐름과 소(pool)의 상류 흐름이 교대로 나타나며, 흐름과 하상의 변화는 수직적이다. 3개소의 급경사 하천의 평가결과는 Table 5 and Fig. 5에 나타낸 바와 같다.

Table 5. Assessment results of high gradient streams

Fig. 5.

Assessment results of high gradient streams

범왕천은 3개 구간 900 m에 대하여 조사 및 평가를 수행했다. 제3구간(reach No. 3: 300 m)은 도로공사시 하상의 전석을 채석하여 활용하였기 때문에 step-pool 구조가 다소 훼손되어 있고 농업용수 취수보가 1개소 설치되어 있으나 비교적 양호한 상태이다. 우안측이 도로와 접해 있기 때문에 도로를 보호하기 위하여 콘크리트 옹벽 위에 전석 찰쌓기 구조로 하도개수가 되어 있어 교란이 심한 상태이며, 좌안은 자연적인 산의 사면으로 연결되어 있어 횡적 연결성 및 하안의 상태가 양호하다. 제4구간(reach No. 4: 300 m) 및 제5구간(reach No. 5: 300 m)은 거의 자연상태의 step-pool 구조가 형성되어 있어 아주 양호한 상태이며, 좌 ․ 우의 양안이 자연적인 산의 사면으로 연결되어 있어 횡적 연결성 및 하안의 상태가 아주 양호하다.

의탄천은 3개 구간 950 m를 대상으로 하였다. 제3구간(reach No. 3: 350 m)은 하류부의 150 m 구간에는 보가 1개소 설치되어 있고 하천정비사업으로 하상이 교란되었기 때문에 step-pool 구조가 다소 훼손되었으나 나머지 상류부의 200 m는 자연상태를 유지하고 있다. 하류부의 150 m 구간 양안에 주택이 입지하고, 하천정비사업으로 전석쌓기의 강성호안으로 되어 있어 교란이 심한 상태이다. 제5구간(reach No. 5: 300 m)은 자연상태의 step-pool 구조가 형성되어 있어 아주 양호한 상태이며, 좌 ․ 우의 양안이 자연적인 산의 사면으로 연결되어 있어 횡적 연결성 및 하안의 상태가 아주 양호하다. 제7구간(reach No. 7: 300 m)은 자연상태의 step-pool 구조가 형성되어 있어 아주 양호한 상태이며, 좌안은 자연적인 산의 사면으로 연결되어 있으나 우안은 마을과 접한 일부 구간이 석축으로 되어 있어 횡적 연결성 및 하안의 상태가 보통이다.

도심하천인 교방천은 3개 구간 500 m에 대하여 조사 및 평가를 수행했다. 제4구간(reach No. 4: 200 m)은 복개된 하천을 복원한 구간으로서 좌우 양안은 도로와 접하고 북성로 사거리 교차로는 약 80 m의 복개구간이 남아 있다. 완전히 교란된 인공하천으로서 step-pool 구조가 전혀 존재하지 않으며, 풍부하지는 않지만 일정 유량이 흐르고 수면확보를 위하여 징검다리를 설치되어 있어 안정된 수면을 확보하고 있다. 따라서 하도 서식처 환경은 아주 나쁘지만 유사퇴적이 없고 일정유량의 존재에 따른 흐름상태가 안정되어 한계상태로 평가되었다. 하안 서식처 환경 및 하천교란 상태는 좌우안측이 도로와 접해 있기 때문에 옹벽 구조로 하도개수가 되어 있어 교란이 심한 상태이므로 횡적 연결성 및 하안의 상태가 아주 불량하나 하안 안정도와 횡단구조물이 없어 한계상태로 평가되었다. 제5구간(reach No. 5: 200 m) 및 제6구간(reach No. 6: 200 m)도 제4구간과 같은 상태이다.

(2) 중경사 하천

중경사 하천은 산지하천에서 충적하천으로 천이하는 구간으로서 하상경사가 다양하고 사행구간이 나타나므로 하도 폭의 5~7배 간격으로 나타나는 여울-소(riffle-pool) 구조가 대표적인 특징이며, 지배적인 하상재료는 자갈과 호박돌이다. 여울-소 구조의 특징은 하도가 사행하면서 여울의 사류 흐름과 소(pool)의 상류 흐름이 교대로 나타나며, 고정사주와 교호사주가 발달하면서 평면적인 흐름과 하상의 변화가 나타난다. 3개소의 중경사 하천의 평가결과는 Table 6 and Fig. 6에 나타낸 바와 같다.

Table 6. Assessment results of mid gradient streams

Fig. 6.

Assessment results of mid gradient streams

왕피천은 3개 구간 4.0 km에 대하여 조사 및 평가를 수행했다. 제15구간(reach No. 15: 1.4 km), 제17구간(reach No. 17: 1.4 km) 및 제19구간(reach No. 19: 1.2 km)은 일부 사면에 농장이 입지하고 있으나 여울-소 구조가 양호하게 보존되어 있고 좌우안이 자연적인 산의 사면으로 연결되어 있어 횡적 연결성 및 하안의 상태가 양호하다.

남강은 3개 구간 10.52 km(양천 합류부-어천교)에 대하여 조사 및 평가를 수행했다. 제1구간(reach No. 1: 3.4 km), 제2구간(reach No. 2: 4.16 km) 및 제3구간(reach No. 19: 2.96 km)으로서 대상구간 최하류인 제1구간은 전 구간이 약 90°의 만곡구간으로서 사행에 따라 3개소의 여울과 사주가 형성되어 있고 수면의 안정도가 높은 편이다. 제방과 호안이 좌 ․ 우안에 부분적으로 설치되어 있으며, 하천횡단구조물은 없다. 제2구간은 완전굴입하도 구간으로서 사행에 따라 여울-소가 발달되어 있고 수면의 안정도가 높은 편이다. 좌 ․ 우안에 부분적으로 고속도로와 국도가 있으나 자연사면에 가까우며, 하천횡단구조물은 없다. 제3구간은 평탄하상에 가까운 하도지형 특성을 보이고, 기반암 노출구간이 있으며, 수면의 안정도가 높은 편이다. 좌 ․ 우안 각 550 m 구간 정도가 펜션단지와 마을 앞 호안설치 구간이 있으나 나머지 구간은 산지 자연사면이며, 하천횡단구조물은 없다.

전형적인 도시하천 구간인 거창 위천은 황강의 제1지류로서 3개 구간 4.8 km에 대하여 조사 및 평가를 수행했다. 제1구간(reach No. 1: 1.90 km), 제2구간(reach No. 2: 1.70 km) 및 제3구간(reach No. 3: 1.20 km)으로 나누었다. 황강합류점으로부터 거열교까지 약 2.8 km 구간은 완전 도시화 구간으로서 친수활동을 위한 고수부지, 주차장, 산책로 및 자전거 도로가 설치되어 있고, 8개소의 보와 낙차공이 설치되어 있어서 정체수역이 형성되어 있으므로 완전히 교란된 상태를 보이고 있다. 고수호안과 저수호안이 설치되어 있고 굴입하도이지만 양안은 주거지역과 연결되어 있는 실정이다. 제2구간은 도시구간과 농경지 구간이 접속되어 있으며, 제3구간 거의 자연하천의 조건을 유지하고 있으나 2개소의 보가 설치되어 있는 상태이다.

(3) 완경사 하천

완경사 하천은 전형적인 충적하천 구간으로서 하상경사가 완만하고 자연하천에서는 사행 특성이 대표적이며, 자갈이 지배적인 하상재료인 상류구간은 여울-소(riffle-pool) 구조가 대표적이지만 잔자갈과 모래가 지배적인 하상재료인 하류구간에서는 사련 ․ 사구(ripple ․ dune)가 형성되는 것이 특징이다. 3개소의 완경사 하천의 평가결과는 Table 7 and Fig. 7에 나타낸 바와 같다.

Table 7. Assessment results of low gradient streams

Fig. 7.

Assessment results of low gradient streams

충적하천 중 망상하도의 특징을 나타내는 내성천의 3개 구간 15.00 km에 대하여 조사 및 평가를 수행했다. 제1구간(reach No. 1: 4.50 km), 제2구간(reach No. 2: 5.00 km) 및 제3구간(reach No. 3: 5.50 km)로서 내성천은 좌우안의 논과 밭 경작이 지배적이고 고정사주와 복열사주가 발달되어 있는 대표적인 모래하천이다. 산지부와 산지부 사이에 완경사 제방이 좌 ․ 우안에 부분적으로 설치되어 있으며, 우안 제방에는 상당구간 매트리스 개비온 호안이 설치되어 있으나 하천횡단구조물이 없으며, 일부 초지와 농경지와 초지가 홍수터에 남아 있다.

남강은 3개 구간 9.67 km에 대하여 조사 및 평가를 수행했다. 제6구간(reach No. 6: 3.27 km 금서면 사무소-오부농공단지), 제7구간(reach No. 7: 3.29 km, 오부농공단지-장재마을(피엔엘 산청연수원) 및 제8구간(reach No. 8: 3.11 km, (피엔엘 산청연수원)-산수로 541번길 상류) 전체 대상구간이 굴입하도로서 인위적인 제방축제구간은 없으나 제6구간은 산청읍 관류구간으로서 좌 ․ 우안의 약 1/3에 호안이 설치되어 있고 약 2/3는 산사면에 연결되어 있으며, 하천횡단구조물은 없는 상태이다. 제7구간과 제8구간은 일부 농경지가 우안측에 분포하고 있으나 산지와 연결되어 있으며, 호안 및 하천횡단구조물은 없는 상태이다.

갑천은 3개 구간 13.548 km에 대하여 조사 및 평가를 수행했다. 제2구간(reach No. 2: 5.97 km), 제3구간(reach No. 3: 4.12 km) 및 제4구간(reach No. 4: 3.458 km)로서 보통(3등급)상태 이하인 것으로 나타났다. 제2구간은 용신교 상류 징검다리~유등천 합류부 하류구간으로서 2개소의 만곡부가 있고, 3개소에 보가 설치되어 있어 대부분 정체수역이 형성되어 있으며, 자연적인 여울-소 구조는 없다. 도시하천으로서 양안은 도로가 위치하고 있으며, 전구간에 산책로가 설치되어 있고 만곡부위 고정사주의 고수부에는 축구장, 야구장, 드론레이싱 비행장, 인라인스케이트장, 골프장 등의 체육시설이 설치되어 있어 도시하천의 전형적인 친수시설이 입지함으로써 교란이 심한 편이다.

제3구간은 유등천 합류부~유성천 합류부 구간으로서 2개소의 만곡부가 있고, 징검다리 2개소 하상유지공 2개소가 설치되어 있어 대부분 정체수역이 형성되어 있으며, 2개소의 자연적인 여울-소 구조가 형성되어 있다. 양안은 도로가 위치하고 있으며, 전 구간에 산책로가 설치되어 있고 축구장이 1개소 설치되어 있어 도시하천의 전형적인 친수시설이 입지함으로써 교란이 심한 편이다.

제4구간은 유성천 합류부~도안대교 하류 구간으로서 유성천 합류부~진잠천 합류부 구간은 도시구간이며, 나머지 상류 500 m 구간의 좌안은 농경지 우안은 산지와 접하고 있다.징검다리 2개소가 설치되어 있으며, 특이하게 퇴적에 의한 사주가 발달되어 식생이 번무한 상태이다. 도시구간은 양안 고수부지에 산책로 및 자전거 도로가 설치되어 있고 산지와 접하는 구간은 전형적인 농촌 하천의 하도특성을 보이고 있다.

3.2.3 고 찰

본 연구는 국내외의 하천의 물리 환경 평가체계 중에서 정량적인 평가체계를 검토하고 우리나라의 하천특성을 반영한 하천의 물리 환경성 평가체계를 개발하는 것이 목표이다.

우선적으로 우리나라 하천의 유역 및 하도 특성을 반영하기 위하여 하천의 유형을 3개로 분류하였고, 평가구간의 규모를 하도의 구조특성에 따라 구분하도록 하였다. 평가지표 및 평가기준은 국내외의 정량적인 평가체계 중 공통지표인 자연하도의 하도 및 하안 특성을 기준으로 반영하였으며, 벼농사를 기반으로 하는 우리나라 하천의 치수 및 이수 특성을 반영한 하천교란을 고려하도록 구성하였다.

본 연구는 그 동안 하천의 물리 환경성 평가체계를 구축하고 각 유형별로 적용성 검토를 거치면서 여러 차례의 수정 및 보완을 거쳐 최종적으로 제시하는 것이다. 따라서 각 유형별로 참조하천과 비교하천을 선정하여 하천의 물리 환경성 평가체계를 적용한 결과를 정리하였다.

급경사 하천의 경우 자연 산지하천에 가까운 범왕천과 의탄천은 하천교란이 미미하여 우수등급 이상으로 나타났으나 일부 마을구간에서는 하도 서식처 평가영역의 하도흐름 상태, 하안서식처 평가영역의 횡단면 형상과 하안 안정, 교란 평가영역의 하도개수에서 다소 낮게 평가되었다. 도시하천인 교방천의 경우 인공수로에 가까울 정도로 교란되었기 때문에 횡단구조물과 유사퇴적을 제외한 아주 낮게 평가되어 한계상태 이하로 평가되었다.

중경사 하천의 경우 자연하천 구간인 왕피천과 남강의 구간은 전반적으로 하천구조물 설치와 하천개수 등의 교란이 거의 없는 구간에서는 3개 항목의 10개 서식처 변수에 대한 평가결과가 고르게 우수 상태로 나타났으나 주변이 농경지에 접해 있는 농촌하천 구간은 치수 ․ 이수와 관련된 하상안정, 횡단면 형상, 하안안정 및 하도개수의 평가지표가 다소 낮게 평가되었다. 도시하천인 위천의 2개 구간 3.6 km 중에서 약 3.0 km 구간은 도시를 관류하는 굴입하도 구간이며, 강성 저수호안으로 형성된 고수부지에는 하상주차장, 산책로 ․ 자전거 도로가 설치되어 있고, 수경창출을 위하여 5개소의 보와 4개소의 징검다리가 설치되어 여울이 없는 정체수역이 형성되어 보통상태로 낮게 평가되었다.

완경사 하천의 경우, 다른 하천유형에 비하여 하상재료의 크기가 다양하고 하천주변의 토지이용도 다양하게 나타난다. 내성천은 우리나라의 대표적인 모래하천으로서 주변에 농경지가 많으나 제2구간인 회룡포 구간은 굴입하도의 만곡구간으로서 산지와 접하거나 자연제방대로 형성되어 하천의 물리환경이 아주 양호한 상태이다. 나머지 2개 구간은 제방축조에 따른 호안 및 도로 등의 하천교란으로 상대적으로 낮게 나타났다. 농경지 하천이면서 호박돌 하천인 남강은 만곡구간으로서 여울과 고정사주가 발달한 구간으로서 좌 ․ 우안이 교대로 산지와 농경지 연결되기 때문에 하도개수와 관련된 하천교란이 있지만 하천횡단구조물이 없기 때문에 우수상태 이상으로 평가되었다. 도시하천이면서 자갈하천인 갑천은 친수활동을 위한 하천횡단구조물 설치, 고수부지 조성, 저수 및 고수 호안 설치 등의 하도개수 등으로 인하여 소의 하상재료(기질) 및 소의 다양성이 단순하여 한계상태로 평가되었다.

본 연구에서는 하천유형별로 자연하천(참조하천) 구간과 교란하천(비교하천: 농촌 하천과 도시하천) 구간에 대하여 조사하고 평가한 결과에 의하면 하천유형에 관계없이 농촌 하천 및 도시하천은 정도의 차이는 있지만 하천주변의 토지이용도에 치수, 이수 및 친수 등 하천공간 이용에 대한 수요가 크게 다르기 때문에 하천교란의 특성 및 정도가 다르게 나타났으나 특히 도시하천에서는 과도한 친수활동 시설물에 의한 하천교란이 심각한 것으로 나타났다.

본 연구에서 개발된 하천의 물리환경성 평가체계는 하천의 규모에 관계없이 적용할 수 있으나 대하천 하류는 경사가 아주 완만하여 유속 및 수심 등 흐름특성의 변화가 없는 소의 환경에 가깝고, 하상재료 입경이 잔모래 이하이며, 서식환경도 거의 동일하므로 평가결과가 거의 동일하게 나타날 수 있는 한계가 있다.

앞으로 하천환경에 대한 국민적 수요가 지속적으로 증대할 것이므로 하천의 물리환경에 대한 평가는 합리적이고 효율적인 하천의 조사, 계획 및 관리를 반드시 수행해야 하며, 수자원장기 종합계획, 하천유역수자원관리계획 및 하천기본계획수립에 반영하여야 하며, 본 연구결과가 앞으로 관련계획 수립에 활용될 수 있을 것이다.

4. 결 론

본 연구는 국내 하천의 고유성을 반영할 수 있는 하천의 물리환경 평가시스템을 구축하기 위하여 하천유형 분류, 평가단위 구간의 선정 및 평가영역 및 평가지표에 대한 그간의 선행 연구 및 수정, 보완을 위한 추가 연구 결과를 종합하여 정리하였다. 연구결과는 수자원장기 종합계획, 하천유역수자원관리계획 및 하천기본계획수립 등의 하천의 물리환경 평가에 활용될 수 있을 것이며, 요약하면 다음과 같다.

하천의 물리구조는 유량과 하상경사에 지배되는 유수력에 의하여 반응한 결과이므로 하상경사, 하상재료입경 및 하상지형특성에 따라 급경사, 중경사 및 완경사 하천의 3개 유형으로 분류하는 것이 타당한 것으로 나타났으며, 3개의 하천유형은 통계적으로 하도, 흐름 및 하안 특성 등 하도의 물리환경이 유사하므로 생태계도 통계적으로 유사한 것으로 나타났다.

하천의 물리환경은 하천 주변의 토지이용도에 따라 치수 ․ 이수 ․ 친수에 대한 수요의 증대에 따라 지속적인 교란이 발생하므로 하천유형별로 자연하천에 가까운 참조하천을 선정하고 관리할 필요가 있다. 참조하천은 인간의 간섭을 받지 않은 자연하천으로서 평가기준의 기준이 되는 교과서이므로 각 하천유형별로 반드시 선정과 보존이 필요하다고 판단된다.

평가지표를 하상안정, 하도 흐름상태, 횡단면 형상, 하안안정, 하도개수 및 횡단구조물과 같은 공통지표와 유효 서식처(전석, 자갈, 모래 ․ 수초), 하상매몰도(여울 하상재료 ․ 소 하상재료), 유속/수심(소의 다양성), step 출현빈도(여울 출현빈도, 사행도)과 같은 하천유형별 특성지표(step-pool)로 구분하고 하도 흐름 상태, 하안안정 및 횡단구조물 등 인위적인 교란에 관련된 지표는 가중치를 적용하여 보완할 필요가 있었다. 하도 흐름상태는 보 등에 의하여 안정되지만 여울출현 빈도(소의 규모) 등을 감소시키고, 호안은 하안을 안정시키지만 하도의 식생 정착 등 횡적 연결성을 훼손시키며, 횡단구조물은 높이에 따라 하도 흐름상태와 여울출현 빈도(소의 규모)를 훼손시키는 등 하천의 물리적 자연성을 왜곡시키기 때문이다.

동일 하천유형에서 자연하천(참조하천), 농촌하천 및 도시하천(비교하천)으로 교란 정도에 따라 구분하여 하천물리환경 평가시스템을 적용한 결과 하천유형별로 교란정도를 합리적으로 반영할 수 있음을 확인하였다.

앞으로 수자원장기 종합계획, 하천유역수자원관리계획 및 하천기본계획수립에 반영되어 우리나라 하천복원사업 및 하천관리에 활용될 수 있기를 기대하며, 후속연구가 수행될 수 있기를 바란다.