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남강댐 유역에서의 기후변화에 대한 유출 영향
Impact of Climate Change on Runoff in Namgang Dam Watershed 원문보기

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, v.45 no.6, 2012년, pp.517 - 529  

이종문 (한국수자원공사 K-water연구원, 인제대학교 환경공학부) ,  김영도 (인제대학교 환경공학부(낙동강유역환경연구센터)) ,  강부식 (단국대학교 토목환경공학과) ,  이혜숙 (한국수자원공사 K-water연구원)

초록
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기후변화는 유역의 수문과정에 영향을 줄 수 있으며, 최적의 수자원 관리를 위해서는 이와 같은 기후변화로 인한 수환경 영향을 예측 및 분석하기 위한 통합적인 모의체계의 구축이 필요하다. 본 연구에서는 낙동강 수계의 남강댐 유역을 대상지역으로 선정하여, 기후변화 취약성을 평가하기 위하여 SWAT 모형을 이용하여 유출량 변화를 예측하였다. 기후시나리오 생산을 위하여 지역기후모형(RCM)의 분석 및 인공신경망을 통한 상세화기법을 적용하여 예측인자들에 대한 모의결과로부터 미래 기상자료를 구축하였다. 또한 강우의 경우 총량에 대한 보정을 위해 분위사상법을 적용하였다. 이와같은 시나리오를 검보정이 완료된 SWAT 모형에 적용하여 기후변화에 따른 유출량 변화를 예측하였다. 본 연구의 결과를 이용하여 기후변화에 대한 효율적인 대책을 제시하여 최적의 수자원관리방안을 도출할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Climate change can impact hydrologic processes of a watershed system. The integrated modeling systems need to be built to predict and analyze the possible impacts of climate change on water environment for the optimal water resource operation and management. In this study, Namgang Dam watershed in t...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 남강댐 유역과 같이 대규모 유역의 경우, 유역 최말단 출구점의 실측자료를 바탕으로 유역전체를 대표할 수 있는 매개변수를 선정하기엔 무리가 있기 때문에 본 연구에서는 소유역별, HRU별 매개변수 조정에 따른 다지점 보정을 실시하였다. 모의기간은 모형의 안정화 기간을 고려하여 1997~2010년까지 모의하였다.
  • 본 연구에서는 유역모형을 이용하여 댐 상류유역의 수문학적 영향평가와 더불어 미래 기후변화가 하천 유출에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 남강댐 유역을 대상으로 기후시나리오 생산을 위하여 지역기후모형(RCM)의 분석 및 인공신경망 기법을 적용한 상세화를 통하여 예측인자(강우, 상대습도, 최고기온, 최저기온)에 대한 모의결과로부터 미래 기상자료를 구축하고 유역모형을 선정하여 미래 기후변화에 따른 유역의 수문학적 거동 변화를 전망하고, 각 수문요소 변화에 따른 유출에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.
  • 미래 기후변화에 따른 수문환경의 변화는 유역의 유출특성 뿐만 아니라 비점오염물질의 유출특성에 큰 영향을 줄 것으로 예상된다. 본 연구에서는 앞서 모의한 유역의 수문학적 거동 분석 결과를 토대로 기후변화가 하천 유출에 미치는 영향을 분석하였다. Figs.
  • 본 연구에서는 유역 모델링을 통해 미래 기후변화가 남강댐 유역의 유출량에 미치는 영향을 평가하고자 RCM 모형의 결과로부터 인공신경망(ANN) 상세화기법에 의한 미래 기상자료를 생산하고 SWAT 모형을 이용하여 미래 수문학적 유출거동 특성을 모의하였다. 본 연구를 통해 도출한 주요 결론은 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 유역모형을 이용하여 댐 상류유역의 수문학적 영향평가와 더불어 미래 기후변화가 하천 유출에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. 남강댐 유역을 대상으로 기후시나리오 생산을 위하여 지역기후모형(RCM)의 분석 및 인공신경망 기법을 적용한 상세화를 통하여 예측인자(강우, 상대습도, 최고기온, 최저기온)에 대한 모의결과로부터 미래 기상자료를 구축하고 유역모형을 선정하여 미래 기후변화에 따른 유역의 수문학적 거동 변화를 전망하고, 각 수문요소 변화에 따른 유출에 미치는 영향을 분석하고자 하였다.
  • SWAT 모형과 같은 물리적 기반의 준분포형 모형의 장점은 집중형 모형과는 달리 각각의 소유역별, 반응단위별 매개변수의 정의 및 조정이 가능함에 따라 다지점 검보정이 가능하다는 것이다(박종윤 등, 2009). 이에 본 연구에서는 모형의 적용성 평가를 위해 관측지점(Fig. 1 참조)을 고려하여 댐유입수의 유량과 수질결과의 신뢰성을 확보하기 위한 소유역 분할 및 관측자료를 수집하였다. 먼저, 유출량 자료는 남강댐 지점 및 남강 상류의 산청관측소 지점에 대하여 국가수자원관리종합정보시스템(Water Management Information System, WAMIS)에서 제공하는 일별 유출량 자료를 사용하였으며, 댐유입량 자료는 한국수자원공사에서 제공하는 일별 댐수문자료를 이용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기후변화로 인한 수자원의 영향을 분석하는 방법에는 어떤 것들이 있는가? 기후변화로 인한 수자원의 영향을 분석하는 방법으로는 크게 과거 관측 자료를 이용해 변화 경향을 분석하는 방법, 기후모형을 이용하는 방법, 그리고 기후모형과 결정론적 수문모형을 이용하는 방법으로 나눌 수 있는데, 대부분의 연구에서는 기후모형에서 생산되는 기후자료를 수문모형에 입력하여 수자원의 영향을 평가하는 방법을 사용하고 있다(배덕효와 정일원, 2005). 하지만 일반적으로 기후수치모형인 전지구기후모형(GCMs: General Circulation Models)은 모형의 종류가 매우 다양할 뿐만 아니라 모형의 특성과 해상도, 사용된 입력자료에 따라 모의 결과가 상이하게 나올 수 있다.
기후수치모형인 전지구기후모형은 입력자료에 따라 모의 결과가 상이하게 나올 수 있는데, 이를 해결하기 위한 방법은 무엇인가? 하지만 일반적으로 기후수치모형인 전지구기후모형(GCMs: General Circulation Models)은 모형의 종류가 매우 다양할 뿐만 아니라 모형의 특성과 해상도, 사용된 입력자료에 따라 모의 결과가 상이하게 나올 수 있다. 따라서 GCMs 모의결과를 지역규모에 적용하기 위해서는 유역스케일의 고해상도 자료 생성을 위한 상세화기법(downscaling)이 필수적으로 수행되어야 한다(Zhang et al., 2007).
기후수치모형인 전지구기후모형(GCMs: General Circulation Models)의 단점은 무엇인가? 기후변화로 인한 수자원의 영향을 분석하는 방법으로는 크게 과거 관측 자료를 이용해 변화 경향을 분석하는 방법, 기후모형을 이용하는 방법, 그리고 기후모형과 결정론적 수문모형을 이용하는 방법으로 나눌 수 있는데, 대부분의 연구에서는 기후모형에서 생산되는 기후자료를 수문모형에 입력하여 수자원의 영향을 평가하는 방법을 사용하고 있다(배덕효와 정일원, 2005). 하지만 일반적으로 기후수치모형인 전지구기후모형(GCMs: General Circulation Models)은 모형의 종류가 매우 다양할 뿐만 아니라 모형의 특성과 해상도, 사용된 입력자료에 따라 모의 결과가 상이하게 나올 수 있다. 따라서 GCMs 모의결과를 지역규모에 적용하기 위해서는 유역스케일의 고해상도 자료 생성을 위한 상세화기법(downscaling)이 필수적으로 수행되어야 한다(Zhang et al.
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참고문헌 (26)

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  25. Wischmeier, W.H., and Smith, D.D. (1978). Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning. Agriculture Handbook 282, USDA-ARS. 

  26. Zhang, X., Srinivassan, R., and Hao, F. (2007). "Predicting Hydrologic response to climate change in the Luohe river basin using the SWAT model." American Society of Agricultural and Biological Engineers, ASABE, Vol. 50, No. 3, pp. 901-910. 

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