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이상기후변화가 낙동강 유역의 수문·수질요소에 미치는 영향
Hydrologic and Water Quality Responses to Precipitation Extremes in Nakdong River Basin 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.45 no.11, 2012년, pp.1081 - 1091  

장재호 (한국환경정책.평가연구원 정책연구본부 물환경연구실) ,  안종호 (한국환경정책.평가연구원 정책연구본부 물환경연구실)

초록
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가뭄, 홍수와 같은 이상기후에 따른 낙동강 유역의 수문과 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 강우 시나리오기반의 장기유출 유역모의를 통해 지표유출오염부하량 발생 특성을 살펴보았다. 전반적으로가뭄년도에서는지표유출량감소에 따라 오염부하량 감소현상을, 홍수년도에는 강우유출 증가에 따른 부하량 증가를 나타냈으나, 상류유역의 댐 직 하류와 같은 특정유역에서는 가뭄 시 댐 운영으로 인한 방류효과와 토양수분량의 변화 등의 물리적 요인들로 인해 SS부하량의 증가현상이 나타났다. 가뭄에 따른 SS의 농도변화는 유량변화에 따라 민감하게 반응하여 가뭄년도의 평수량 및 갈수량 시기에 높은 농도분포를 나타내었고 T-P는 상대적으로 본류구간보다는 유량이 비교적 적은 지류구간에서 높은 농도범위를 나타내었다. 반면, 홍수년도의 경우SS와T-P 모두 기준년도와 유사한농도범위에서 완만한형태의 변화를보였다. 또한, 유출량이 적은 건기 시에는 SS 부하량 유출도 감소하지만 유출량이 증가할수록 부하량이 급격히 증가하는 반면, T-P의 경우 건기 시에 부하량 유출이 크고 강우 시에는 오히려 감소하여 건기일수와 강우패턴에 지배적으로 각기 다른 영향을 받는 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

SWAT model is applied to simulate rainfall-runoff and pollutant loadings in the Nakdong River basin as the condition for extreme droughts and floods. The year 1994 and 2002 are chosen as the drought and flood year, respectively, through the analysis of past rainfall data for 30 years. The simulation...

주제어

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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 낙동강 유역에 대한 가뭄과 홍수를 대표하는 시나리오 구성을 위해, 불확실성이 많은 GCMs을 이용하기 보다는 비 시나리오 기반의 과거 기상자료를 활용하여 극한 기상조건에 따른 수문·수질영향을 분석하고자 하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 장기유출 모의에 널리 활용되고 있는 SWAT 모형을 구축하여 가뭄과 홍수 등의 극한기후변동이 낙동강 유역의 수문거동에 따른 수질에 미치는 영향을 평가하여 향후 낙동강 유역의 기후변화 적응 수질관리방안 마련을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다.
  • 본 연구에서는 가뭄, 홍수와 같은 극한기후가 낙동강유역의 수문과 수질에 미치는 영향을 평가하기 위해 과거 30년간 강우자료를 검토하여 연평균 강우량이 가장 적은 1994년도를 가뭄년도로, “태풍 루사”로 인한 침수 피해를 겪은 2002년도를 홍수년도로 선정하고 2007년을 기준 강우조건으로 하여 SWAT 모형을 구축하고 각각의 시나리오 모의를 통해 지표유출과 오염부하량 발생특성을 살펴보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기후변화위원회(IPCC)에서 제시한 기후변화에 관한 종합보고서에서 경고하고 있는 것은 무엇인가? 유엔(United Nations, UN)산하 정부 간 기후변화위원회(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)는 기후변화에 관한 종합보고서에서 지구온난화는 인간에 의해 초래된 것으로 지적하면서 금세기 안에 지구 표면온도가 1.8∼4.0℃ 상승할 것으로 전망하고 기후변화에 따라 앞으로 더 심한 폭우와 해빙, 가뭄, 폭염, 그리고 해수면 상승이 있을 것이라고 경고하였다(IPCC, 2007). 최근 국내에서도 극심한 홍수나 연이은 3월의 폭설과 같은 이상기후로 인해 기후변화에 대한 관심과 경각심이 고조되고 있으며 이에 대한 연구와 대응책 마련에 대한 목소리도 높아지고 있다.
장기적인 가뭄 현상은 어떤 문제를 야기시킬 것으로 전망되는가? 또한 이와 같은 기후변화 상태에서 우리나라는 기온 상승이 가장 높은 지역으로 분류되었으며 2100년에는 아열대 기후로 변화할 것으로 예측되었다. 특히 태풍과 집중강우, 홍수 등은 시민의 생명과 재산을 위협하고 도시 기능 마비를 유발시키는 원인이 되고 있고 장기적인 가뭄 현상은 물부족과 지역간 물분배 불균형 문제를 초래할 뿐만 아니라 유역의 유출특성 변화는 비점오염원에 의한 오염물질의 거동에 변화를 일으키며 이에 따른 하천과 호소의 수질악화, 수생태계 파괴 등을 초래할 것으로 전망된다.
SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형이 개발된 이유는? 2005)을 낙동강 유역을 대상으로 구축하였다. SWAT 모형은 물리적 기반의 준 분포형 장기 강우-유출 모형으로 대규모의 복잡한 유역에서 장기간에 걸친 다양한 종류의 토양과 토지이용 및 토지관리 상태에 따른 유출과 유사 및 농업화학물질의 거동에 대한 토지관리 방안의 영향을 모의하기 위해 개발되었고 수문, 토양유실, 영양물질, 하도추적의 4가지 부모형으로 구성되어 있다(Neitsch et al., 2005).
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참고문헌 (23)

  1. 기상청 (2009). 한반도 기후변화 추세분석. 

  2. 박종윤, 박민지, 안소라, 김성준 (2009). "기후변화가 충주댐 유역의 하천수질에 미치는 영향평가를 위한 유역 모델링." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제42권, 제10호, pp. 877-889. 

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  5. 이정호, 전성우, 이명진, 홍현정 (2010). 기후변화 연동 4대강 유역 지하수 함양량 예측 및 이용 가능량 산정 II. 경제.인문사회연구회 녹색성장종합연구총서 10-02-97(5), 한국환경정책.평가연구원, 2010-18. 

  6. 장재호, 안종호 (2012). "낙동강 유역의 수질관리를 위한 유역모델링 적용 연구." 한국물환경학회지, 한국물환경학회, 제28권, 제3호, pp. 409-417. 

  7. 정일원, 이병주, 전태현, 배덕효 (2008). "유출모형이 기후 변화 수자원 영향평가에 미치는 영향 분석." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제41권, 제9호, pp. 907-917. 

  8. 최대규, 김문성, 김남원, 김상단 (2009). "CGCM 미래기후 정보를 이용한 기후변화가 병성천 유역 수문 및 수질반응에 미치는 영향분석." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제42권, 제11호, pp. 921-931. 

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  10. 한수희, 유가영, 김상단 (2009). "식생 물 부족지수의 추계학적 거동과 기후변화가 그에 미치는 영향." 한국물환경학회지, 한국물환경학회, 제25권, 제4호, pp. 507-514. 

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  13. Bouraoui, F., Galibiati, L., and Bidoglio, G. (2002). "Climate change impacts on nutrients loads in the Yorkshire ouse catchment (UK)." Hydrology and Earth System Sciences, Vol. 6, No. 2, pp. 197-209. 

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  20. Neitsch, S.L., Arnold, J.G., Kiniry, J.R., and Williams, J.R. (2005). Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation. USDA Agricultural Research Service and Texas. 

  21. Toy, T.J., Foster, G.R., and Renard, K.G. (2002). Soil erosion: processes, prediction, measurement, and control. John Wiley & Sons. Inc. 

  22. Tung, C.P., Lee, T.Y., and Yang, Y.C. (2006). "Modelling climate-change impacts on stream temperature of Formosan landlocked salmon habitat." Hydrological Processes, Vol. 20, pp. 1629-1649. 

  23. Varanou, E., Gkouvatsou, E., Baltas, E., and Mimikou, M. (2002). "Quantity and Quality Integrated Catchment Modeling under Climate Change with use of Soil and Water Assessment Tool Model." Hydrologic Engineering, Vol. 7, No. 3, pp. 228-244. 

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