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기후변화를 고려한 농업용 저수지 여유고 평가에 관한 연구
A study on freeboard assessment of agricultural reservoirs considering climate change 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.51 no.4, 2018년, pp.371 - 381  

최지혁 (서울시립대학교 토목공학과) ,  문영일 (서울시립대학교 토목공학과)

초록
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국내 농업용 저수지 댐 시설물은 노후화 및 기후변화로 인한 여름철 강우량 증가로 인해 수자원관리에 대한 어려움뿐만 아니라 댐 월류에 따른 피해위험이 높을 것으로 전망된다. 따라서 본 연구에서는 기후변화를 고려한 농업용 저수지 수문학적 안전성을 평가하기 위해 농업용 저수지 1종 댐 시설물을 대상유역으로 선정하였으며, 유역별 확률강우량, 기존에 제시된 Present PMP, 기상청 기후변화시나리오에 따른 Future PMP를 산정하였다. 또한, 기후변화에 따라 증가하는 강우량을 정량적으로 분석하고, 홍수량산정 및 저수지홍수추적을 실시하여 강우시나리오에 따른 농업용 저수지의 여유고를 분석하였다. 기후변화를 고려한 Future PMP를 이용하여 농업용 저수지 댐 시설물의 수문학적 안전성을 평가한 결과, 고삼, 금광, 미호, 청천저수지는 설계홍수위 이상의 최고수위가 발생함에 따라 월류위험에 취약할 것으로 분석되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Domestic agricultural reservoir dam facilities are difficult to manage water resources because of the in summer rainfall increase due to aging and climate change, it is expected that the dam risk will be large due to the overflow. In this study, author selected study basin in order to evaluate hydro...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 농업용 저수지의 기후변화를 고려한 PMP(Probability Maximum Precipitation)를 산정하였다. 현재 기간 및 미래기간의 PMP에 대한 변화양상에 대해 분석하기 위해서는 기상청 RCP 시나리오별 이슬점 자료를 편의보정하고, Scale Invariance 기법을 이용하여 미래 일 단위 이슬점 자료를 시 단위로 추출하여 100년 빈도의 이슬점을 산정하였다(Lee et al.
  • 본 연구에서는 한반도 농업용 저수지 6개소를 대상으로 기후변화를 고려한 수문학적 안전성 평가를 위해서 강우분석을 실시하였으며, 홍수유출모형 및 저수지홍수추적모형을 구축하여 강우시나리오(Probable rainfall, Present PMP, Future PMP)에 따른 농업용 저수지 댐 최고수위를 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내 농업용 저수지는 얼마나 많은가? 우리나라는 안정적인 생 · 공용수 공급, 하천유지용수 공급, 수력발전, 홍수피해 경감을 목적으로 1960년대부터 댐 사업이 본격적으로 시작되었다(Choi, 2007; Hong, 2007). 국내 농업용 저수지는 1 · 2종 시설물 포함 약 18,000여개이며, 준공 후 30년을 경과한 저수지는 90% 이상을 차지한다. 농업용 저수지의 70%는 1945년 이전에 준공되어 70년 이상 경과된 극심한 노후시설로 분류됨에도 불구하고 시설물 보수 ․ 보강이 충분히 수행되지 않아 재해위험에 매우 취약한 상황이다(Kim, 2017; KISTEC, 2015; Park, 2010).
기후변화를 고려한 한반도 미래기간의 PMP는 앞으로 어떠할 것으로 보이는가? 5에서 약 15~30% 증가할 것으로 분석하여 미래 기후변화에 따른 PMP는 의미 있는 증가를 보이는 것으로 나타났다. 기후변화 고려 PMP에 대한 많은 연구 중에서 현재 대비 미래기간의 PMP 증가율이 0.5~6%부터 최대 20~30%까지 증가할 것으로 전망하고 있으며, 다양한 GCMs (Global Climate Models), RCMs (Regional Climate Models)에서 제공되는 기후변화시나리오에 따라 미래기간의 PMP는 다양하게 증가할 것으로 예측된다.
1979년 이후 댐 설계기준이 제정되고 어떤 변화가 일어났는가? 과거 인구밀도가 낮은 지역에 위치한 농업용 저수지는 산업화로 인해 도시지역에 다수 위치하였으며, 거대태풍 및 집중호우로 인해 급격히 증가하는 유입량은 대규모 인명피해와 재산피해를 발생시킬 수 있다(Lee, 2008; Park, 2015). 1979년 이후 댐 설계기준이 제정되면서 이전에 건설된 댐은 구조기준 및 내진설계가 댐 건설단계에서 반영되지 않았기 때문에 안전위험에 더욱 노출되어 있으며(Kim, 2009), 기후변화에 따른 집중호우의 강도 및 발생빈도 증가, 태풍의 대형화로 인해 댐 유입량 변동 폭이 커짐에 따라서 극심한 홍수, 가뭄이 빈번히 발생하고 있다(Jeong, 2013). 기존의 농업용 저수지 여수로는 PMP 또는 200년 빈도 확률강우량에 의해 설계되었으나 기후변화가 고려되지 않아 미래기간의 PMP 발생에 따른 수문학적인 안전성 검토가 필요한 실정이다.
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참고문헌 (18)

  1. Beauchamp, J., Leconte, R., Trudel, M., and Brissette, F. (2013). "Estimation of the summer-fall PMP and PMF of a northern watershed under a changed climate." Water Resources Research, Vol. 49, No. 6, pp. 3852-3862. 

  2. Choi, B. G. (2007). "Application of water resources through dam rehabilitation." Journal of Water Resources Association, Vol. 40, No. 5, pp. 88-95. 

  3. Hong, S. T. (2007). "The civil engineering and construction state and Dam construction." Journal of Social Science Research, Vol. 65, No. 1, pp. 223-246. 

  4. Jeong, H. G., Kim, S. J., and Ha, R. (2013). "Assessment of climate change impact on storage behavior of Chungju and the regulation dams using SWAT model." Journal of Korean Water Resources Association, Vol. 46, No. 12, pp. 1235-1247. 

  5. Kim, H. S., Bea, J. J., Kim, Y. G., and Lee, J. H. (2009). "An addedmass modification method using experimental and numerical frequency analysis for floodgate subjected to hydro-dynamic loading." Journal of Korean Society of Civil Engineers, Vol. 29, No. 6, pp. 607-616. 

  6. Kim, W. Y., Kim, N. R., and Lim, J. Y. (2017). "A study on the experiment for classification of construction material properties of reservoir." Journal of Korean Society of Hazard Mitigation, Vol. 17, No. 2, pp. 219-230. 

  7. KISTEC (Korea Infrastructure Safety Corporation) (2015). '14-'15 casebook of evaluation result after carrying out detailed and in-depth inspection. 

  8. KRC (Korea Rural Community Corporation) (2002). Agricultural infrastructure design standard. 

  9. KRC (Korea Rural Community Corporation) (2004). Report of hydrological survey support project in existing reservoir. 

  10. Kunkel, K. E., Karl, T. R., Easterling, D. R., Redmond, K., Young, J., Yin, X., and Hennon, P. (2013). "Probable maximum precipitation and climate change." Geophysical Research Letters, Vol. 40, No. 7, pp. 1402-1408. 

  11. Lee, K. Y., Kim. H. D., Jung, K. K., Yun, S. W., Baek, S. H., Park, J. C., Lee, J. H., and Yu, C. (2008). "A model test to develope the spillway tainter gate for the agricultural small dam." Journal of Agriculture & Life Science, Vol. 42, No. 1, pp. 61-69. 

  12. Lee, Y. J., Jang, J. Y., Park, M. J., Lee, Y. G., and Kim, S. D. (2017b). "Estimation of PMP in nuclear power plants area considering climate change." Journal of Korean Society Hazard Mitigation, Vol. 17, No. 6, pp. 549-557. 

  13. Lee, Y. J., Jo, D. J., and Kim, S. D. (2017a). "Future PMP estimation of Chungjudam watershed under KMA climate change scenarios." Journal of Korean Society Hazard Mitigation, Vol. 17, No. 1, pp. 365-373. 

  14. Lee, Y. J., Park, Y. K., Kim, E. S., and Kim, S. D. (2016). "Projection of Korean probable maximum precipitation under future climate change scenarios." Advances in Meteorology, Vol. 2016, Article ID 3818236, 16 pages. 

  15. MCT (Ministry of Construction and Transportation) (2004). Renewable report of PMP map in Korea. 

  16. Park, J. S., Rhee, K. H., Lee, J. J., Shim, C. S., Jin, W. G., and Hu, S. Y. (2015). "Development of hydrological safety evaluation model for agricultural reservoir." Journal of Wetlands Research, Vol. 17, No. 2, pp. 130-138. 

  17. Park, J. Y., Joh, H. K., Jung, I. K., Jung, K. S., Lee, J. H., Kang, B. S., Yoon, C. J., and Kim, S. J. (2010). "Modeling downstream flood damage prediction followed by dam-break of small agricultural reservoir." Journal of the Korean Society, Vol. 54, No. 6, pp. 63-73. 

  18. WMO (World Meteorological Organization) (2009). Manual for the estimation of Probable Maximum Precipitation (PMP). WMONo. 1045, Geneva, Switzerland. 

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