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SWAT을 이용한 AR5 기후변화 시나리오에 의한 섬진강 요천유역의 유량 및 오염부하량 변화 예측
Estimations of flow rate and pollutant loading changes of the Yo-Cheon basin under AR5 climate change scenarios using SWA 원문보기

上下水道學會誌 = Journal of Korean Society of Water and Wastewater, v.32 no.3, 2018년, pp.221 - 233  

장유진 (충남대학교 환경공학과) ,  박종태 (충남대학교 환경공학과) ,  서동일 (충남대학교 환경공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Two climate change scenarios, the RCP (Representative Concentration Pathways) 4.5 and the RCP 8.5 in the fifth Assessment Report (AR5) by Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), were applied in the Yocheon basin area using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) model to estimate changes...

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문제 정의

  • 그러나 방대하고 복잡한 섬진강 유역에 대하여 유량, 수질 및 오염원 자료 등의 시공간적 실측자료가 충분히 존재하지 않음에 따라 정확한 보정이 현실적으로 어려운 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 섬진강의 상류지역에 위치하여 여타 유역의 영향을 받지 않고 실측자료의 확보가 용이한 소유역을 우선적으로 보정하는 것이 바람직하다고 판단하였다. 전북연구원(2016)에 따르면 섬진강 상류에 위치한 요천 유역은 섬진강 전체 비점오염 배출부하 중 가장 높은 비중을 차지하는 소유역을 포함하고 있다.
  • 본 연구는 우리나라 5대강 유역 중의 하나인 섬진강 유역을 대상으로 기후변화에 의한 유량 및 수질변화를 분석하고 향후 물관리에 대비해야 하는 중요한 사항을 파악하고자 실시되었다. 그러나 방대하고 복잡한 섬진강 유역에 대하여 유량, 수질 및 오염원 자료 등의 시공간적 실측자료가 충분히 존재하지 않음에 따라 정확한 보정이 현실적으로 어려운 것으로 분석되었다.
  • 본 연구에서 SWAT 모델을 구축하기 위한 입력자료는 국가에서 관리하는 공식적인 자료를 사용하는 것을 원칙으로 하였다. 대한민국 전역의 전자고도지도(Digital Elevation Model, DEM)와 토양도는 국가수자원관리 종합정보시스템(2016)에서 확보하였다.
  • 본 연구에서는 한반도 남부지역 중 중서부에 위치한 소유역 요천을 대상으로 IPCC의 기후변화 시나리오를 적용하여 미래 기후변화 시나리오에 따른 해당 유역의 오염부하량을 예측하였다. 또한 수질관리 대안의 기초자료를 제공하기 위하여 강우에 따른 유역의 표면 유출과 수질예측을 위해서 전 세계적으로 널리 사용되는 유역모델인 SWAT (Soil and Water Assessment Tool 2012) 모델을 이용하였다 (Seo et al.

가설 설정

  • SWAT 모델을 이용하여 모의한 총기간은 2010년부터 2015년까지 총 6년간이다. 2010년부터 2012년까지 3년간은 모델 안정화 기간으로 가정하였으며 본격적인 모델의 보정은 2013년부터 2015년까지 3년의 기간에 대하여 수행하였다. 보정 지점은 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미래 기후변화 영향평가를 위한 기상청의 남한상세 기후 변화 시나리오는 무엇인가? 본 연구에서는 미래 기후변화 영향평가를 위해 기상청에서 제공하는 1 km 격자형 남한상세 기후변화 시나리오를 적용 하였다. 이는 영국 Hadley 사에서 제공하는 HadGEM3 모델의 지역기후모델 RCM (Regional Climate Model) 버전인 HadGEM3-RA를 이용하여 한반도 기후변화 시나리오를 산출한 후(Walters et al., 2011) PRIDE (PRISM based Downscaling Estimation Model)을 적용하여 지역기후모델의 편차를 더하여 모델 계통오차가 제거된 시나리오이다 (KMA, 2018). Table 1은 IPCC가 제시한 4가지의 기후변화 시나리오를 요약하여 나타낸 것이다.
SWAT은 무엇인가? SWAT은 미국 농무성(United States Department of Agriculture, USDA)의 농업연구소(Agricultural Research Service, ARS)에서 개발한 준 분포형 유역 모델로서 강우에 따른 유출 및 오염부하 이동을 예측하는 데사용된다. 위 모델은 수문, 토양유실, 영양물질, 하도 추적의 4가지로 구성되어 있으며 대규모의 복잡한 유역에서 장기간에 걸친 다양한 종류의 토양과 토지이용 및 토지관리 상태에 따른 유출과 유사 및 농업화학물질의 거동에 대한 토지관리 방법의 영향을 예측할 수 있다 (Gassman et al.
RCP 시나리오의 내용은 무엇인가? 제 4차 보고서(AR4)까지 사용되었던 SRES(Special Report on Emission Scenario) (IPCC 2007)의 경우 인위적인 요인 중에서 CO2와 CH4 등을 포함하는 온실가스와 대기 중의 부유물질의 집합인 에어로졸(aerosol)의 영향에 대해서만 언급하였지만, AR5 보고서에서는 표준 온실가스 시나리오를 RCP (RepresentativeConcentration Pathways)를 기준으로 하여 새롭게 선정하여 제안하였다. RCP 시나리오는 대기 오염물질 및 토지 이용변화 등과 같은 요인들을 추가적으로 포함하여 향후 인위적 온실가스 배출량과 대기 중 농도에 대하여 태양의 복사강제력(W/m2)를 기준으로 4가지(RCP 2.6, 4.5, 6.0, 8.5)로 구성되어 있으며 2100년까지의 상황을 평가하고 보고하고 있다 (IPCC, 2014). 한반도에서는 과거 30년간(1981~2010년) 연평균 기온은 1.
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