$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

그린워터 및 블루워터를 이용한 물부족 평가
Water Scarcity Assessment Using Green and Blue Water Concepts 원문보기

환경영향평가 = Journal of environmental impact assessment, v.27 no.3, 2018년, pp.267 - 278  

김성은 (서울대학교 대학원) ,  이동근 (서울대학교 조경지역시스템공학부) ,  양병선 (서울대학교 협동과정 조경학) ,  김예화 (연변대학교 농학원)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

기후변화인구 증가 등으로 인하여 물 공급량이 수요량을 충족하지 못하는 물부족 현상 발생이 증가하고 있다. 이와 같은 물부족 현상으로 인한 피해를 최소화하고 이에 대한 대비를 위해 수자원 및 물부족 평가 연구가 꾸준히 이루어져 왔다. 하지만 기존 연구는 대부분 지상수와 지하수만을 공급량으로 보았으며 실제 식물의 생장 및 유지에 이용되는 토양수 등에 대한 고려는 이루어지지 않았다. 이에 본 연구에서는 지상수 및 지하수를 의미하는 블루워터와 식물생장 및 유지에 이용되는 그린워터 개념을 도입한 물부족 평가 방법을 제안하고 이를 이용하여 보령 지역을 대상으로 물부족 평가를 실시하였다. SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형을 이용하여 대상유역의 월별 유출량, 지하수량, 토양수량, 증발산량을 도출하였으며 이를 이용하여 월별 그린워터와 블루워터 부족량을 각각 도출하였다. 그린워터와 블루워터의 물부족 평가 결과 이 둘의 양상이 매우 다르게 나타났으며 이에 수자원 관리에서 용수 공급에 특히 주의해야 하는 시기를 알 수 있었다. 본 연구에서 제안하는 물부족 평가 방법은 식물 및 작물 생장, 유지에 사용되는 그린워터를 평가에 고려함으로써 기존 평가 방법들에 비해 더욱 상세한 결과를 얻을 수 있으며 이에 수자원 관리에 도움이 될 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

With climate change and population growth, there are significant increases in water scarcity. There have been water security assessments to abate the gap between water demand and availability to support water resource management. However, most of the assessments are focusing on the water that flows ...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 블루워터와 그린워터의 개념을 도입하고, 유량, 지하수 뿐 아니라 토양수도 고려한 물부족 평가를 하였다. 워터풋프린트(Water Footprint)에서 나온 개념인 블루워터와 그린워터는 각각 기존의 물부족 평가에서 고려하던 용수량(유량, 지하수량)과 토양수라고 할 수 있으며 이들은 물의 이동이나 수자원 평가 연구에 이용된다(Rodrigues et al.
  • GWavailability는 초기 토양수량으로 SWAT 분석 결과 중 SW를 이용하여 산출하였으며 토양수량은 식물생장이 가능한 토양의 수분함량을 의미한다. 따라서 본 연구에서는 식물에 직접적으로 이용되는 물을 고려하기 위하여 SWAT 모의 결과 도출된 토양수량을 그린워터 공급량으로 보았다.
  • 본 연구에서는 그린워터와 블루워터의 부족량을 각각 도출함으로써 물부족을 평가하였다. 그린워터와 블루워터 부족이 높게 나타나는 시기는 각각 여름과 겨울철로 매우 다른 양상을 보였으며 이러한 결과는 그린워터와 블루워터의 다른 특성에 기인한다.
  • 본 연구에서는 금강수계에 위치한 소유역을 대상으로 그린워터와 블루워터를 고려한 물부족 평가를 하였다. 기존의 수자원안정성 연구와는 달리 그린워터 및 블루워터 개념을 도입함으로써 식물생장 및 유지에 직접적으로 이용되는 토양수를 고려할 수 있으며 더욱 상세한 수자원 평가가 가능하다는 장점을 갖는다.
  • 블루워터는 지상 및 지하에 흐르는 물이며 본 연구에서는 유출량(WYLD) 과 지하수저장량의 합(GWRCHG-GWQ)으로 도출하였다. 본 연구에서는 블루워터 공급량을 하천의 생태계에 영향을 미치지 않는 선에서 이용할 수 있는 유출량으로 보았으며 산출 과정에서 하천의 생태계 보존을 위한 하천 유지량(Environmental Flow Requirements; EFR)을 고려하였다. EFR의 고려는 생태계를 고려한 수자원 관리에 중요하며 따라서 본 연구에서는 유출량 전체가 아닌 유출량에서 EFR을 제외한 양 만을 공급량으로 산정하였다(Acreman & Dunbar 2003).
  • 본 연구에서는 수자원을 블루워터와 그린워터로 나누어 물부족을 평가하는 방법을 제시하고 금강 유역에 위치한 소유역을 대상으로 블루워터와 그린워터를 고려하여 물부족 평가를 하였다. 물부족 평가를 위하여 대상유역의 유출량을 모의하였으며, 모의 결과를 이용하여 블루워터 및 그린워터의 부족량을 각각 평가하였다(Figure 1).
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
물 수요가 증가하고 있는 이유는 무엇인가? 기후변화로 인하여 강우 패턴이 변화하고 이상기후 현상과 가뭄 발생이 증가함으로써 물 공급에 차질이 생기고 있으며 인구 증가 등으로 인하여 물 수요는 증가하고 있다(Mishra & Singh 2010; Palmer & Raisanen 2002). 이에 전 세계적으로 물 부족 발생 가능성이 높아지고 있다.
그린워터는 무엇인가? 블루워터는 지하에 저장되거나 하천에 흐르는 물이며 이를 산출하기 위하여 유출량(Water Yield-WYLD)과 지하수(Groundwater storage- (GWRCHG-GWQ))의 합을 이용하였다. 그린워터는 토양에 흡수되어 증발되거나 식물의 증발산에 의하여 소실되는 물로, 증발산량(Evapotranspiration”- ET)을 수요량으로, 토양수(Soil Storage-SW)는 공급량으로 이용하여 산출하였다. 공급량과 수요량을 비교하여 물 부족 정도를 평가하였으며 그 결과 대상 유역의 물부족 발생 가능성이 가장 높은 시기를 도출하였다.
본 연구에서 그린워터와 블루워터의 부족량을 각각 도출함으로써 물부족을 평가할 시 나타난 한계점은 무엇인가? 그린워터와 블루워터 부족이 높게 나타나는 시기는 각각 여름과 겨울철로 매우 다른 양상을 보였으며 이러한 결과는 그린워터와 블루워터의 다른 특성에 기인한다. 토양 수인 그린워터에 비해 지하수 및 하천 유출수인 블루 워터의 수요량 및 공급량의 규모가 크게 나타나 이 둘을 통합하여 평가하지 못하였다는 한계가 존재한다. 하지만 블루워터만을 고려하는 기존의 평가 방법들과는 달리 그린워터를 고려함으로써 식물생장에 필요한 물의 부족을 평가하였다는 의의가 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (33)

  1. Acreman M, Dunbar MJ. 2004. Defining environmental river flow requirements - a review. Hydrology and Earth System Sceiences. 8(5): 861-876. 

  2. Ahn SR, Park GA, Kim SJ. 2013. Assessment of Agricultural Water Supply Capacity Using MODSIM-DSS Coupled with SWAT. Journal of the Korean Society of Civil Engineers. 33(2): 507-519. [Korean Literature] 

  3. Alcamo J, Henrich T, Rosch T. 2000. World Water in 2025 - Global modeling and scenario analysis for the World Commission on Water for the 21st Century. Kassel World Water Series. 2: 3-47. 

  4. Arnold JG, Srinivasan R, Muttiah RS, Williams JR. 1998. Large area hydrologic modeling and assessment park 1: Model development 1. Journal of the American Water Resources Association. 34(1): 73-89. 

  5. Calder IR. 2007. Forests and water-Ensuring forest benefits outweigh water costs. Forest Ecology and Management. 251(1-2): 110-120. 

  6. Falkenmark M, Lundqvist J, Widstrand C. 1989. Macro-scale water scarcity requires micro-scale approaches. Natural Resources Forum. 13: 258-267. 

  7. Falkenmark M. 1997. Society's interaction with the water cycle: a conceptual framework for a more holistic approach. Hydrological Sciences. 42: 451-466. 

  8. Falkenmark M, Rockstrom J. 2006. The new blue and green water paradigm: breaking new ground for water resources planning and management. Journal of Water Resources Planning and Management. 132(3): 129-132. 

  9. Falkenmark M, Rockstrom J. 2010. Building water resilience in the face of global change: from a blue-only to a green-blue water approach to land-water management. Journal of Water Resources Planning and Management. 136(6):606-610. 

  10. Hoekstra AY, Chapagain AK, Aldaya MM, Mekonnen MM. 2011. The Water Footprint Assessment Manual: Setting the Global Standard. Earthscan. 

  11. Hwang TH, Kim BS, Kim HS, Seoh BH. 2006. The Estimation of Soil Moisture Index by SWAT Model and Drought Monitoring. Journal of the Korean Society of Civil Engineers. 26(4B): 345-354. [Korean Literature] 

  12. Jung CM, Shin MJ, Kim YO. 2015. A Comparison Study of Runoff Projections for Yongdam Dam Watershed Using SWAT. Journal of Korea Water Resource Association. 48(6): 439-449. [Korean Literature] 

  13. Kim CR, Kim YO, Seo SB, Choi SW. 2013. Water Balance Projection Using Climate Change Scenarios in the Korean Peninsula. Journal of Korea Water Resource Association. 46(8): 807-819. [Korean Literature] 

  14. Kim KS, Jung JS. 2001. Evaluation of Water Supply Capacity for Boseong River Basin by Water Budget Analysis. Journal of Korean Society of Environmental Technology. 2(1): 107-113. [Korean Literature] 

  15. Lee DW, Jung J, Hong SJ, Han D, Joo HJ, Kim HS. 2017. Evaluation of Future Water Deficit for Anseong River Basin under Climate Change. Journal of Wetlands Research. 19(3): 345-352. [Korean Literature] 

  16. Liu J, Yang H, Gosling SN, Kummu M, Florke M, Pfister S, Hanasaki N, Wada Y, Zang X, Zheng C, Alcamo J, Oki T. 2017. Water scarcity assessment in the past, present, and future. Earth's Futre. 5(6): 545-559. 

  17. Ministry of Construction and Transportation, Korea Water Resources Corporation. 2010. Water Vision 2020. 

  18. Mishra AK, Singh VP. 2010. A review of drought concepts. Journal of Hydrology. 391: 202-216. 

  19. Nash JE, Sutcliffe JV. 1970. River flow forecasting through conceptual model: Part 1. A discussion of principles. Journal of Hydrology. 10(3): 282-290. 

  20. Palmer TN, Raisanen J. 2002. Quantifying the risk of extreme seasonal precipitation events in a changing climate. Nature. 415(6871): 512-514. 

  21. Park JY, Lee MS, Lee YJ, Kim SJ. 2008. The analysis of future land use change impact on hydrology and water quality using SWAT model. Journal of the Korean Society of Civil Engineers. 28(2B): 187-197. [Korean Literature] 

  22. Ramanarayanan TS, Williams JR, Dugas WA, Hauck LM, Mc Farland AMS. 1997. Using APEX to identify alternative practices for animal waste management. ASAE International Meeting, Minneapolis, MN, August 10-14. 

  23. Richter BD, Davis MM, Apse C, Konrad C. 2012. A presumptive standard for environmental flow protection. River Research and Applications. 28: 1312-1321. 

  24. Rodrigues DBB, Gupta HV, Mendiondo EM. 2014. A blue/green water-based accounting framework for assessment of water security. American Geophysical Union Publication. 7187-7205. 

  25. Rockstrom J, Falkenmark M, Karlberg L, Hoff H, Rost S, Gerten D. 2009. Future water availability for global food production: The potential of green water for increasing resilience to global change. Water Resources Research. 45(7). 

  26. Schuol J, Abbaspour KC, Srinivasan R, Yang, H. 2008. Estimation of freshwater availability in the West African sub-continent using the SWAT hydrologic model. Journal of Hydrology. 352: 30-49. 

  27. Sullivan CA. 2002. Calculating a Water Poverty Index. World Development. 30(7): 1195-1210. 

  28. Sullivan CA, Meigh JR, Giacomello AM. 2003. The water poverty index: Development and application at the community scale. National Resources Forum. 27: 189-199. 

  29. Van Griensve A, Ndomba P, Yalew S, Kilonza F. 2012. Critical review of SWAT applications in the upper Nile basin countries. Hydrology and Earth System Science. 16(9): 3371-3381. 

  30. Van Loon AF, Van Lanen HAJ. 2013. Making the distinction between water scarcity and drought using an observation-modeling 700 framework. Water Resources. 49: 1483-1502. 

  31. Veettil AV, Mishra AK. 2016. Water security assessment using blue and green water footprint concepts. Journal of Hydrology: 542: 589-602. 

  32. Won KJ, Sung JH, Chung ES. 2015. Parametric Assessment of Water Use Vulnerability of South Korea using SWAT model and TOPSIS. Journal of Korea Water Resource Association. 48(8): 647-657. [Korean Literature] 

  33. Zeng Z, Liu J, Koeneman PH, Zarate E, Hoekstra AY. 2012. Assessing water footprint at river basin level: a case study for the Heihe River Basin in northwest China. Hydrology and Earth System Sciences. 16: 2771-2781. 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로