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기후변화를 고려한 안성천 유역의 미래 물 부족량 평가
Evaluation of Future Water Deficit for Anseong River Basin Under Climate Change 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.19 no.3, 2017년, pp.345 - 352  

이대웅 (유량조사사업단 영산강조사실) ,  정재원 (인하대학교 토목공학과) ,  홍승진 (건설기술연구원 수자원.하천연구소) ,  한대건 (인하대학교 토목공학과) ,  주홍준 (인하대학교 토목공학과) ,  김형수 (인하대학교 토목공학과)

초록
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지구온난화에 의해 지구의 평균 기온은 1880년 이후로 약 $0.85^{\circ}C$ 상승하였다. 이는 수문현상에 영향을 미치며 이로 인해 전 세계는 홍수 및 가뭄과 같은 자연재해에 어려움을 겪고 있다. 따라서 미래의 안정적인 물 공급을 위한 수자원 계획 수립을 위해 특히 물 부족 측면에서 기후의 불확실성을 고려한 물 수요의 정확한 예측이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 한국의 안성천 유역을 대상으로 기후변화를 고려하여 미래 물수지 및 물 부족량을 평가하였다. RCP 8.5 기후변화 시나리오를 이용하여 미래 강수량을 모의하였고, 준분포 강우-유출 모형인 SLURP 모형을 통해 유출량을 추정하였다. K-WEAP 모형을 통해 안성천 유역 소유역의 물수지 분석을 위한 시나리오 및 네트워크를 구축하였다. 또한 1965-2011년간 과거 자료로부터 계산된 용수이용량(생활, 공업, 농업용수)을 활용한 선형예측함수식을 통해 장래 물 수요 추정량을 산정하였다. 물 수지 분석 결과, 인구 증가, 급격한 도시화 및 지구온난화에 의한 기후변화로 인해 생활 및 공업용수 이용량은 증가하고, 반면 농업용수 이용량은 점차적으로 감소할 것으로 확인되었다. 전체적으로 안성천유역에서 미래 물 부족 문제가 심각해질 것으로 나타났다. 이에 유역 내 물 부족 문제를 해결하기 위한 사례연구로서 광역상수도 확충 및 제한급수의 두 가지 대안을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The average global temperature on Earth has increased by about $0.85^{\circ}C$ since 1880 due to the global warming. The temperature increase affects hydrologic phenomenon and so the world has been suffered from natural disasters such as floods and droughts. Therefore, especially, in the ...

주제어

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문제 정의

  • 이러한 기존의 연구에서는 기후변화를 고려한 물 부족 사태의 심각성을 제시해주고 있지만, 물 부족을 해결할 수 있는 대안을 제시하고 평가하는 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 미래 기후변화를 고려한 안성천 유역의 물 부족량을 평가하고 이를 해결하기 위해 광역상수도 공급량을 확충하고 제한급수를 시행하는 2가지 대안을 제시하고 평가하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 생활·공업 부분에서 많은 양의 물 부족이 발생되고 있는 안성천 유역을 충남 서부지역과 같은 제한 급수 대안을 적용하고 물 부족 해소 여부에 대해 확인하고자 한다.
  • 물의 과소비, 기후변화로 인한 집중호우와 지역 간 강우편차가 커짐으로써 미래 수자원의 시공간적인 문제가 커질 것으로 예상되며, 지난 2015년과 같은 극한가뭄의 상황을 대비한 안전한 용수공급체계를 확립하여야 한다. 따라서 본 연구에서는 우리나라의 수도와 인접하고 있으며, 다양한 산업 및 공업 개발이 이루어지고 있는 안성천 유역을 대상으로 미래 기후변화를 고려한 물 부족량을 평가하고자 하였으며 관측기간(1981-2011), Target Period I (2011-2040), Target Period II (2041-2070), Target Period III (2071- 2099)로 구분하여 연구를 수행하였다.
  • 본 연구에서는 IPCC 제 5차 평가보고서인 기후변화 대응정책과 연계하여 선정된 RCP (Representative Concentration Pathways) 시나리오를 적용한 물 부족 평가를 진행하였다.
  • 이는 앞으로 수자원의 공급패턴의 변화를 가져올 수 있을 것으로 판단되며, 안성천 유역의 유출특성 및 하천유량에 따른 수자원 계획 수립이 필요할 것으로 판단되었다. 이에 본 연구에서는 안성천 유역의 본류에 대하여 총량 비교법을 통한 물 부족 평가를 위해 안성천 최상류 지점 유입량을 고려하여 연구를 수행하였다.
  • 5배까지 증가할 것으로 분석하였다. 이에 본 연구에서는 팔당댐 유출량의 연도별 증가율을 반영하여 하천유입량을 가정하였고, 하천유입량 증가에 따라 광역상수도 공급량을 동일하게 증가시키는 시나리오를 대안으로 구성하였다. 물론 안성천 유역은 금강, 충주댐으로도 광역상수도를 공급받고 있지만, 금강의 보령댐은 극심한 가뭄 상태이며, 충주댐은 공급량이 미미하기 때문에 본 연구 분석에서 제외하였다.
  • 이렇게 증가하고 있는 물 부족을 해결하기 위해 전 세계에서는 일반적으로 신규 댐, 농업용 저수지 건설, 물 재이용사업(해수담수화, 빗물 재이용)등 다양한 대안을 통해 해결해 나아가고 있는 것으로 조사되었다. 하지만 본 연구에서는 경제적으로 민감한 부분인 비용을 투자한 해결방법이 아닌, 균형있는 물 공급을 통해 해결할 수 있는 대안을 제시하고자 하였다.

가설 설정

  • 5 시나리오를 이용하여 목표기간에 따라 유출 분석을 실시하였다. 안성천 유역의 자체적인 상황을 고려한 시나리오를 구성하기 위해 수요처 선호도(용수 이용의 우선순위를 뜻함)는 유역 내 수요처 선호도를 가장 큰 값인 (1)로 적용하였고, 유역 외 수요처인 광역상수도를 (2)로 가정하여 모의하였다. 또한 K- WEAP 모형을 통해 안성천 유역의 물 수급 네트워크를 구성한 후, 각 요소별로 하천(3), 도수(9), 저수지(댐2), 수요처(7), 회귀수(2), 필요수량(1)을 생성하였다(Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기후의 불확실성을 고려한 물 수요의 정확한 예측이 필요한 이유는 무엇인가? 85^{\circ}C$ 상승하였다. 이는 수문현상에 영향을 미치며 이로 인해 전 세계는 홍수 및 가뭄과 같은 자연재해에 어려움을 겪고 있다. 따라서 미래의 안정적인 물 공급을 위한 수자원 계획 수립을 위해 특히 물 부족 측면에서 기후의 불확실성을 고려한 물 수요의 정확한 예측이 필요하다.
지구온난화로 인한 지구 평균 기온 상승은? 지구온난화에 의해 지구의 평균 기온은 1880년 이후로 약 $0.85^{\circ}C$ 상승하였다. 이는 수문현상에 영향을 미치며 이로 인해 전 세계는 홍수 및 가뭄과 같은 자연재해에 어려움을 겪고 있다.
기후변화를 고려한 가뭄 분석을 통해 물 부족을 평가한 연구에는 어떤 것들이 있는가? 이에 국내·외에서는 기후변화를 고려하여 가뭄, 물 수지 등의 분석을 통한 수자원의 특성을 파악하고 물 부족 평가를 수행하는 연구가 진행되고 있다. 기후변화를 고려한 가뭄 분석을 통해 물 부족을 평가한 연구로 Seo et al. (2009)은 농업 및 생활용수 부문에 대한 가뭄 피해액을 산정하였으며, Kyung et al. (2009)은 기후변화가 서울지역의 기온 및 가뭄에 미치는 영향을 평가하였다. Moon et al.
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참고문헌 (22)

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