문제 정의

• 본 연구에서는 선행 연구(Jung et al., 2019)에서 모의한 결과를 기반으로 전국을 5대강 유역으로 구분하고, 각 5대강 유역의 댐·보 지점에 대하여 1980년대 대비 2010년대에 감소한 유입량과 감소 원인을 하천건천화 영향요소별 기여비율 분석을 통해 정량적으로 제시하고자 한다.

제안 방법

• DrySAT-WFT 모형의 유출 모의결과를 바탕으로 건천화 영향요소 DB를 적용하여 전국 5 대강 유역의 주요 댐·보 유역별 유황의 변화를 분석하고 그에 대한 건천화 영향요소의 기여율을 산정하여 평가하였다.
• 토심의 변화는 수정범용토양유실방정식(Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE)에서 제시한 Sediment delivery 공식을 이용한 토양 침식모델링을 통해 산정하였다. RUSLE의 가장 중요한 인자에 해당하는 강우침식량은 총 강우량에 따른 강우침식량을 산정하기 위해 전국 62개 지점 1분 강우자료를 수집하여 연도별 강우침식인자를 산정하였고, 총 강우량의 상관분 석을 실시하여 총 강우량에 따른 강우침식인자 최신 경험식을 산정하여 적용하였다(Jung et al., 2016). 전국 강우침식량의 산정결과로부터 1976년부터 2015년까지의 토양침식량을 산정하였고, 이에 따른 전국 토심변화를 산정하여 적용하였다(그림 4e).
• kr/)에서 기간별, 지역별 자료를 구축하였다. 구축한 자료를 역거리가중법(Inversed Distance Weighted method, IDW)을 활용해 모형의 입력자료에 맞게 1km의 공간해상도로 보간하여 사용하였다. 본 연구에서 활용한 하천건천화 영향요소는 표 1에 정리하였으며, 구축 과정에 대한 자세한 내용은 Yoo et al.
• 금강 유역은 삽교천 유역과 만경·동진강 유역을 포함하여 구분하였으며, 2개의 다목적댐(대청댐(DC), 용담댐(YD))과 3개의 다기능보(백제보(BJ), 공주보(GJ), 세종보(SJ)), 그리고 4개의 유역출구 지점(삽교천(SG), 백제보하류(BJD), 만경강 (MK), 동진강(DJ))에 대해 분석을 실시하였다 (그림 2b).
• 금강 유역은 삽교천 유역과 만경·동진강 유역을 포함하여 구분하였으며, 2개의 다목적댐(대청댐(DC), 용담댐(YD))과 3개의 다기능보(백제보(BJ), 공주보(GJ), 세종보(SJ)), 그리고 4개의 유역출구 지점(삽교천(SG), 백제보하류(BJD), 만경강 (MK), 동진강(DJ))에 대해 분석을 실시하였다 (그림 2b). 낙동강 유역은 태화강 유역과 형산강 유역을 포함하였으며, 3개의 다목적댐(안동 댐(AD), 임하댐(IH), 합천댐(HC)), 8개의 다기능보(칠곡보(CG), 창녕보(CN), 달성보(DS), 강정보(GJ), 구미보(GM), 함안보(HM), 낙단보 (ND), 상주보(SJ)), 3개의 유역출구 지점(형산 강(HS), 태화강(TH), 함안보하류(HMD))에 대해 건천화 영향평가를 수행하였다(그림 2c). 영산강과 섬진강 유역은 탐진강 유역을 포함하여 6개의 댐(섬진강댐(SJ), 주암댐(JA), 나주댐 (NJ), 장성댐(JS1), 광주댐(GJ), 담양댐(DY)) 과 2개의 다기능보(승촌보(SC), 죽산보(JS2)), 3개의 유역출구 지점(섬진강댐하류(SJD), 죽산 보하류(JS2D), 탐진강(TJ))에 대해 분석을 실시하였다(그림 2d).
• 둘째, DrySAT-WFT 모의 결과를 바탕으로 전국 5대강 유역의 주요 댐·보 유역별 유황의 변화를 분석하고 그에 대한 건천화 영향요소의 기여율을 산정하였다.
• kr/)에서 제공되는 지하수 연보를 통해 시군구 단위의 지역별, 용도별, 월별 지하수 이용량 자료를 구축하였다. 또한 지자체 지하수 관리 기본계획보고서를 통해 연평균 증감률을 확인하고, 월별 지하수 이용량 비율 변화와 같이 정리 하여 1976년부터 2015년까지의 시계열 지하수 이용량 자료를 구축하였다(그림 4b).
• kr/)에서 2005년부터 2015년까지 전국 도로망도 자료를 수집하였다. 또한 한국도로공사와 지방국토관리청에서 제공하는 고속도로, 국도 현황정보 및 연혁 정보와 도로 건설관리 계획 및 보고서 자료 수집을 통해 1976년부터 2015년까 지의 시계열 도로망도를 구축하였다(그림 4c). 도시면적의 변화를 추적하기 위한 토지이용 변화는 환경부에서 운영하는 환경공간정보서비스 ( 이 결과를 바탕으로 본 연구에서는 2010 년대(2006~2015)의 기상, 토양, 산림, 도로, 지하수, 토지이용, 하천유출량 조건을 기준으로 연대별(1980년대: 1976~1985, 1990년대: 1986 ~1995, 2000년대: 1996~2005, 2010년대: 2006~2015)로 전국 5대강 댐·보 유역의 하천유입량 변화를 계산하였고, 이를 풍수량 (Q95), 평수량(Q185), 갈수량(Q355)으로 구분하여 나타내었다. 또한, 건천화 영향요소별 하천유입량 감소 기여비율을 산정하였는데(식 1), 기여비율은 전체 영향요소를 적용하였을 때의 감소하는 유량의 총량을 기준으로 각 영향요소를 적용한 뒤 감소하는 유량을 비율로 산정하였다(그림 1).
• 본 연구에서는 개발된 DrySAT -WFT 모형으로 유출 검보정을 실시한 뒤 전국 5대강 유역의 댐·보 유역을 대상으로 하천 건천화 영향평가를 실시하였으며 각 건천화 영향요소의 건천화 기여비율을 분석하여 제시하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
• 본 연구에서는 전국을 5대강유역으로 구분하여 각 유역의 댐‧보 지점에 대해 하천건천화 영향평가를 실시하였다(그림 2). 한강유역은 안성천 유역을 포함한 영역으로, 유역 내 4개의 다목적댐(춘천댐(CC), 충주댐(CJ), 소양강댐 (SY), 팔당댐(PD))과 3개의 다기능보(강천보 (GC), 이포보(IP), 여주보(YJ)), 그리고 유역출구 지점(팔당댐하류(PDD), 안성천(AS))에 대해 영향평가를 실시하였다(그림 2a).
• kr/ forest/#/)에서 자료를 수집하였으며, 임분수확 표와 산림자원 관리지침은 국립산림과학원에서 자료를 수집하였다. 수집한 임상도 속성 내 임상 구분에 대한 산림 나이와 나이에 대한 지위 지수 정보를 활용해 산림 높이를 산정하였으며, 구축 기간에 따른 1~5차 임상도를 통해 1976년부터 2015년까지 시계열 산림 밀도 및 높이 자료를 구축하였다(그림 4a).
• 낙동강 유역은 태화강 유역과 형산강 유역을 포함하였으며, 3개의 다목적댐(안동 댐(AD), 임하댐(IH), 합천댐(HC)), 8개의 다기능보(칠곡보(CG), 창녕보(CN), 달성보(DS), 강정보(GJ), 구미보(GM), 함안보(HM), 낙단보 (ND), 상주보(SJ)), 3개의 유역출구 지점(형산 강(HS), 태화강(TH), 함안보하류(HMD))에 대해 건천화 영향평가를 수행하였다(그림 2c). 영산강과 섬진강 유역은 탐진강 유역을 포함하여 6개의 댐(섬진강댐(SJ), 주암댐(JA), 나주댐 (NJ), 장성댐(JS1), 광주댐(GJ), 담양댐(DY)) 과 2개의 다기능보(승촌보(SC), 죽산보(JS2)), 3개의 유역출구 지점(섬진강댐하류(SJD), 죽산 보하류(JS2D), 탐진강(TJ))에 대해 분석을 실시하였다(그림 2d).
• 이 결과를 바탕으로 본 연구에서는 2010 년대(2006~2015)의 기상, 토양, 산림, 도로, 지하수, 토지이용, 하천유출량 조건을 기준으로 연대별(1980년대: 1976~1985, 1990년대: 1986 ~1995, 2000년대: 1996~2005, 2010년대: 2006~2015)로 전국 5대강 댐·보 유역의 하천유입량 변화를 계산하였고, 이를 풍수량 (Q95), 평수량(Q185), 갈수량(Q355)으로 구분하여 나타내었다.
• (2019)에서는 하천건천화 영향평가를 위해 물수지 기반의 분포형 수문모형(Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking, DrySATFT)을 개발하고, 건천화 영향요소 5개를 선정하여 요소별로 건천화에 미치는 영향을 평가한 바 있다. 이 연구에서는 전국 표준유역에 대해 1976년부터 2015년까지 연대별로 하천건천화 지수(stream drying index, SDI)를 산정하여 건천화의 진행 정도를 등급화하여 평가하였으나, 실제 유량의 감소량을 정량적으로 제시하지는 않았다. 하천건천화지수를 통한 전국 표준유역의 평가는 하천건천화 현황을 파악하기에는 용이하나, 각 유역별 특성을 고려한 건천화 원인 추적에는 한계가 있다.
• , 2016). 전국 강우침식량의 산정결과로부터 1976년부터 2015년까지의 토양침식량을 산정하였고, 이에 따른 전국 토심변화를 산정하여 적용하였다(그림 4e).
• 지하수 유출은 Soil and Water Assessment Tool(SWAT) 모형에서 활용하는 지하수 알고리 즘을 응용하여 적용하였으며, 다음과 같다(식 4).
• DrySAT-WFT 모형은 PGA-CC(Projection of Hydrology via the Grid-based Assessment for Climate Change)를 기반으로 하천건천화 원인 규명 및 영향평가를 위해 개발된 분포형 수문모형이다. 하천건천화 원인 추적을 위해 시간에 따른 지형의 공간적 변화를 고려할 수 있는 하천건천화 영향요소(산림높이, 지하수이용량, 도로망, 토지이용, 토심 변화)를 입력자료로 활용하도록 하였으며, 입력자료 및 출력자료의 전후처리 기능을 강화하였다.
• 본 연구에서는 전국을 5대강유역으로 구분하여 각 유역의 댐‧보 지점에 대해 하천건천화 영향평가를 실시하였다(그림 2). 한강유역은 안성천 유역을 포함한 영역으로, 유역 내 4개의 다목적댐(춘천댐(CC), 충주댐(CJ), 소양강댐 (SY), 팔당댐(PD))과 3개의 다기능보(강천보 (GC), 이포보(IP), 여주보(YJ)), 그리고 유역출구 지점(팔당댐하류(PDD), 안성천(AS))에 대해 영향평가를 실시하였다(그림 2a). 금강 유역은 삽교천 유역과 만경·동진강 유역을 포함하여 구분하였으며, 2개의 다목적댐(대청댐(DC), 용담댐(YD))과 3개의 다기능보(백제보(BJ), 공주보(GJ), 세종보(SJ)), 그리고 4개의 유역출구 지점(삽교천(SG), 백제보하류(BJD), 만경강 (MK), 동진강(DJ))에 대해 분석을 실시하였다 (그림 2b).

• DrySAT-WFT 기준 시나리오에 대한 유출 모의 결과는 선행논문(Jung et al., 2019)에서 8개의 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하 댐, 합천댐, 섬진강댐, 주암댐, 용담댐) 및 4개의 유량 관측지점(오수천, 미호천, 마륵, 초강) 을 대상으로 2005~2010년과 2011~2015년에 대해 검·보정한 결과를 활용하였다.
• 급격한 도시화로 인한 불투수층(도시 및 도로 망)의 증가는 회귀수량을 감소시키고, 해당 지역에서의 모든 유출량은 직접 유출로 빠져나가 거나 증발되어 지표하유출량을 감소시켜 건천화를 야기시킨다. 도로망도는 한국교통연구원에서 운영하는 국가교통DB(https://www.ktdb.go. kr/)에서 2005년부터 2015년까지 전국 도로망도 자료를 수집하였다. 또한 한국도로공사와 지방국토관리청에서 제공하는 고속도로, 국도 현황정보 및 연혁 정보와 도로 건설관리 계획 및 보고서 자료 수집을 통해 1976년부터 2015년까 지의 시계열 도로망도를 구축하였다(그림 4c).
• 또한 한국도로공사와 지방국토관리청에서 제공하는 고속도로, 국도 현황정보 및 연혁 정보와 도로 건설관리 계획 및 보고서 자료 수집을 통해 1976년부터 2015년까 지의 시계열 도로망도를 구축하였다(그림 4c). 도시면적의 변화를 추적하기 위한 토지이용 변화는 환경부에서 운영하는 환경공간정보서비스 (https://egis.me.go.kr/)에서 중분류 토지피복 도를 2000년부터 2015년까지 구축하였으며, 1980년부터 2000년까지는 중분류 토지피복도가 존재하지 않았으므로 국가수자원관리종합정보시스템(http://www.wamis.go.kr/)에서 제공되는 대분류 토지피복도를 구축하였다(그림 4d).
• 모형 구동을 위한 기상 자료는 강수량, 상대 습도, 일사량, 최고기온, 평균기온, 최저기온, 풍속 자료가 필요하며 기상청에서 운영하는 기상 자료개방포털(https://data.kma.go.kr/)에서 기간별, 지역별 자료를 구축하였다. 구축한 자료를 역거리가중법(Inversed Distance Weighted method, IDW)을 활용해 모형의 입력자료에 맞게 1km의 공간해상도로 보간하여 사용하였다.
• 산림은 증발산량, 산림 지하수 자원 등에 밀접한 관계가 있는 건천화 주요 영향 요소 중 하나로, 산림분포변화는 한국전쟁 이후 파괴되었던 산림의 회복으로 인해 증발산 및 토양 수분량에 변화를 초래할 수 있고 나아가 하천으로 유입되는 유량을 변동시킨다. 전국 산림의 상태를 파악하기 위해 산림청에서 운영하는 산림공 간정보서비스(http://map. fores t. go. kr/ forest/#/)에서 자료를 수집하였으며, 임분수확 표와 산림자원 관리지침은 국립산림과학원에서 자료를 수집하였다. 수집한 임상도 속성 내 임상 구분에 대한 산림 나이와 나이에 대한 지위 지수 정보를 활용해 산림 높이를 산정하였으며, 구축 기간에 따른 1~5차 임상도를 통해 1976년부터 2015년까지 시계열 산림 밀도 및 높이 자료를 구축하였다(그림 4a).

이론/모형

• 보정결과에 따른 모형의 적합성과 상관성을 판단하기 위한 목적함수로는 결정계수(Coefficient of determination, R ² ), Nash and Sutcliffe (1970)가 제안한 모형효율성계수(Nash-Sutcliffe Efficiency, NSE)를 사용하였다. R ² 는 0에서 1 사이의 값으로 표현되며, 1에 가까울수록 높은 상관성을 의미한다.
• , 2019)에서 8개의 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하 댐, 합천댐, 섬진강댐, 주암댐, 용담댐) 및 4개의 유량 관측지점(오수천, 미호천, 마륵, 초강) 을 대상으로 2005~2010년과 2011~2015년에 대해 검·보정한 결과를 활용하였다. 보정방법은 DrySAT-WFT 모형의 유출 관련 매개변수를 이용하여 각 유역의 특성에 맞게 조정하였다. DrySAT-WFT 모형의 검보정은 지표 유출과 관련 있는 매개변수가 모형의 첨두 유출과 전체 유출량에 매우 민감하게 영향을 주는 것으로 나타났고, 침루량에 영향을 주는 매개변수가 기저유출에 민감하게 영향을 주는 경향을 보였다.
• 증발산량 산정은 Food and Agriculture Organization(FAO)의 Penman-Monteith 식을 적용하였으며, 하천건천화 영향요소 중 산림 높이의 변화를 다음의 공기역학적 저항 (Aerodynamic resistance, Γa) 계산식을 활용 하였다(식 3).
• 토심의 감소는 토양수분량을 감소시키고 첨두유량을 증가시킬 뿐만 아니라 가뭄 및 홍수에 큰 영향을 줄 수 있는 건천화 영향요소이다. 토심의 변화는 수정범용토양유실방정식(Revised Universal Soil Loss Equation, RUSLE)에서 제시한 Sediment delivery 공식을 이용한 토양 침식모델링을 통해 산정하였다. RUSLE의 가장 중요한 인자에 해당하는 강우침식량은 총 강우량에 따른 강우침식량을 산정하기 위해 전국 62개 지점 1분 강우자료를 수집하여 연도별 강우침식인자를 산정하였고, 총 강우량의 상관분 석을 실시하여 총 강우량에 따른 강우침식인자 최신 경험식을 산정하여 적용하였다(Jung et al.

성능/효과

• 5 이상, NSE는 적어도 0 이상의 값을 나타낼 때 허용가능한 것으로 판단한다. 12개 유역에 대한 검보정 결과(표 2), 평균 R ² 는 0.76으로 0.66에서 0.84까지의 값을 보였고, 평균 NSE는 0.62 로 0.52에서 0.72까지의 값을 나타내었다. 그림 5는 R ² 가 가장 높은 소양강댐과 가장 낮은 주암댐의 유출량에 대한 수문곡선을 DrySATWFT 모형의 모의 결과와 비교하여 나타낸 것이며, 주암댐과 같이 일부 유역에서 첨두유량 값에 차이가 나타나는 모습을 보였으나 전반적으로 관측 자료의 유량 변동 경향을 유사하게 재현하는 모습을 보였다.
• 보정방법은 DrySAT-WFT 모형의 유출 관련 매개변수를 이용하여 각 유역의 특성에 맞게 조정하였다. DrySAT-WFT 모형의 검보정은 지표 유출과 관련 있는 매개변수가 모형의 첨두 유출과 전체 유출량에 매우 민감하게 영향을 주는 것으로 나타났고, 침루량에 영향을 주는 매개변수가 기저유출에 민감하게 영향을 주는 경향을 보였다.
• 건천화 기여율의 경우 안동댐, 구미보는 산림 높이가 각각 33.0%, 32.4%로 가장 높았고 다른 댐·보 유역은 지하수 이용량이 가장 큰 영향을 준 것으로 나타났다.
• 금강 유역은 시간에 따른 풍수량, 갈수량의 변화는 한강 유역과 유사하게 나타났으나, 건천화 기여율은 모든 댐·보 유역에서 지하수 이용 량이 가장 큰 기여를 하는 것으로 나타났다(표 4).
• 낙동강 유역은 유역의 크기가 큰 만큼 다른 유역에 비해 댐·보 유역이 많았으나, 풍수량과 갈수량을 비롯한 전체적인 유량은 한강 유역에 비해 낮은 모습을 보였다.
• 넷째, 낙동강 유역은 풍수량과 갈수량을 비롯한 전체적인 유량이 한강 유역에 비해 낮은 모습을 보였으며, 전반적으로 토지이용 변화가 건천화에 영향력이 가장 작은 것으로 나타났다. 영산강 및 섬진강 유역은 5대강 유역 중 풍수량, 평수량, 갈수량이 가장 낮았으며, 낙동강 유역과 비교해도 절반 정도인 것으로 나타났으며, 토지이용변화가 가장 낮은 기여 비율을 보였다.
• 39㎥/s로 나타났고, 갈수량은 1㎥/s보다도 작은 모습을 보였다. 다른 유역과 달리 건천화 기여율은 지하수 이용량과 산림높이가 대등한 모습을 보였으며, 토지이용변화가 가장 낮은 기여 비율을 보였다. 영산강, 섬진강 유역이 다른 유역에 비해 지하수 이용량의 기여비율이 낮은 이유는 낮은 인구 밀도로 인한 것으로 판단된다.
• 한강 유역은 1980년대에 비해 2010년대의 풍수량, 평수량, 갈수량이 약 3%에서 15%로 감소하는 모습을 보였으며, 그 중 갈수량의 감소가 가장 큰 것으로 나타났다. 대부분의 유역에서 지하수 이용량의 증가가 건천 화를 가속시키는데 가장 큰 기여를 한 것으로 나타났으며, 유역 내 산림의 분포가 많은 소양강댐, 충주댐, 춘천댐 유역은 산림높이의 증가가 건천화에 가장 큰 영향을 준 것으로 분석되었다.
• 7%의 감소율을 보였다. 대부분의 유역에서 지하수 이용량의 증가가 건천화를 가속시키는데 가장 큰 기여를 한 것으로 나타났다. 특히 팔당댐 하류의 경우 69.
• 7%(세종보)의 감소율로 풍수량에 비해 더 큰 감소폭을 보였다. 세종보와 용담댐 유역을 제외하면, 전체 유역에서 지하수 이용량이 건천화에 가장 큰 영향을 주었고, 산림높이, 도로망, 토심, 토지이용변화의 순으로 영향을 주는 것으로 나타났다. 세종보와 용담댐 유역의 경우 도로망 변화보다 토심의 변화가 건천화에 더 큰영향을 준 것으로 분석되었으며, 이는 유역 내도로망의 분포가 다른 댐·보 유역에 비해 적기 때문인 것으로 판단된다.
• 세종보와 용담댐 유역의 경우 도로망 변화보다 토심의 변화가 건천화에 더 큰영향을 준 것으로 분석되었으며, 이는 유역 내도로망의 분포가 다른 댐·보 유역에 비해 적기 때문인 것으로 판단된다.
• 셋째, 금강 유역은 한강 유역과 유사한 풍수량, 갈수량 변화를 보였으나, 건천화 기여율은 모든 댐·보 유역에서 지하수 이용량이 가장 큰 기여율을 보였고, 산림높이, 도로망, 토심, 토지 이용 변화의 순으로 영향을 주는 것으로 나타났다.
• 넷째, 낙동강 유역은 풍수량과 갈수량을 비롯한 전체적인 유량이 한강 유역에 비해 낮은 모습을 보였으며, 전반적으로 토지이용 변화가 건천화에 영향력이 가장 작은 것으로 나타났다. 영산강 및 섬진강 유역은 5대강 유역 중 풍수량, 평수량, 갈수량이 가장 낮았으며, 낙동강 유역과 비교해도 절반 정도인 것으로 나타났으며, 토지이용변화가 가장 낮은 기여 비율을 보였다.
• 영산강 및 섬진강 유역은 5대강 유역 중 풍수량, 평수량, 갈수량이 가장 낮은 모습을 보였 다. 풍수량 평균값은 27.
• 1%의 높은 기여율을 나타냈는데, 도시가 이미 발달되어 있는 도시 유역의 특성상 산림 높이, 도로망 증가와 같은 다른 요소가 유량 감소에 미치는 영향이 미미하기 때문으로 보인다. 유역 내 산림의 분포가 많은 소양강댐과 충주 댐, 춘천댐 유역은 산림높이의 증가로 인한 증발산량의 증가 및 강우 차단량의 증가가 유역의 유량 감소율에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다.
• 72까지의 값을 나타내었다. 유출 모의결과를 각 지점의 수문곡선과 비교한 결과, 일부 유역에서 첨두유량 값에 차이가 있으나 전반적으로 관측 자료의 유량 변동 경향을 유사하게 재현하는 모습을 보였다.
• 첫째, 선행논문(Jung et al., 2019)에서 8개의 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하댐, 합천댐, 섬진강댐, 주암댐, 용담댐) 및 4개의 유량 관측지점(오수천, 미호천, 마륵, 초강)에 대한 DrySAT-WFT 모형의 검보정 결과 평균 R ² 는 0.76으로 0.66에서 0.84까지의 값을 보였고, 평균 NSE는 0.62로 0.52에서 0.72까지의 값을 나타내었다. 유출 모의결과를 각 지점의 수문곡선과 비교한 결과, 일부 유역에서 첨두유량 값에 차이가 있으나 전반적으로 관측 자료의 유량 변동 경향을 유사하게 재현하는 모습을 보였다.
• 4%로 가장 높았고 다른 댐·보 유역은 지하수 이용량이 가장 큰 영향을 준 것으로 나타났다. 칠곡보와 낙단보는 지하수 이용량이 51.3%, 49.5%로 절반에 가까운 영향을 끼치는 것으로 분석되었으며, 전반적으로 토지이용변화의 영향이 가장 작은 것으로 나타났다. 다른 유역과 마찬가지로 DrySAT-WFT 모형에 있어 도로망과 토지이용 변화는 불투수면적의 증가에 영향을 주는 인자로써 직접적인 수문 요소의 계산에 관여하는 다른 인자(지하수 이용량, 토심, 산림 높이)와 달리 그 영향이 적기 때문인 것으로 판단된다.
• 5%가 감소해 가장 높은 감소율을 보였다. 팔당댐 및 팔당댐 하류의 경우 수원이 풍부한 유역의 특성상 풍수량의 감소폭이 작은 것으로 판단되며, 갈수량의 감소폭도 다른 유역에 비해 작은 모습을 보였다. 이포보의 경우 흐르는 유량의 절대량이 적기 때문에 상대적으로 작은 감소량에도 불구하고 감소율이 높게 산정된 것으로 보인다.
• 영산강 및 섬진강 유역은 5대강 유역 중 풍수량, 평수량, 갈수량이 가장 낮은 모습을 보였 다. 풍수량 평균값은 27.6㎥/s으로 금강 유역의 절반 수준으로 나타났고, 평수량과 갈수량의 평균값은 11.0, 6.2㎥/s으로 낙동강 유역(각각 23.4, 11.7㎥/s)과 비교해 절반 정도인 것으로 나타났다. 특히 유역면적이 작은 나주댐, 담양 댐, 광주댐의 경우 풍수량이 각각 2.
• 이포보의 경우 흐르는 유량의 절대량이 적기 때문에 상대적으로 작은 감소량에도 불구하고 감소율이 높게 산정된 것으로 보인다. 풍수량과 마찬가지로 갈수량도 유량이 적은 이포보와 여주보에서 각각 15.1%, 11.0%의 높은 감소율을 보였으며, 이를 제외하면 5.1%에서 9.7%의 감소율을 보였다. 대부분의 유역에서 지하수 이용량의 증가가 건천화를 가속시키는데 가장 큰 기여를 한 것으로 나타났다.
• 금강 유역은 시간에 따른 풍수량, 갈수량의 변화는 한강 유역과 유사하게 나타났으나, 건천화 기여율은 모든 댐·보 유역에서 지하수 이용 량이 가장 큰 기여를 하는 것으로 나타났다(표 4). 풍수량은 3.8%(삽교천)에서 8.0%(동진강) 의 감소율을 보였고, 갈수량은 6.1%(용담댐)에서 10.7%(세종보)의 감소율로 풍수량에 비해 더 큰 감소폭을 보였다. 세종보와 용담댐 유역을 제외하면, 전체 유역에서 지하수 이용량이 건천화에 가장 큰 영향을 주었고, 산림높이, 도로망, 토심, 토지이용변화의 순으로 영향을 주는 것으로 나타났다.
• 한강 유역에 대한 유황 변화분석 결과(표 3), 전반적으로 풍수량에 비해 갈수량의 감소율이 높은 것으로 나타났으며 지하수 이용량이 유량 감소에 가장 크게 기여하고 있는 것으로 나타났다. 풍수량의 경우 팔당댐 하류(PDD)에서 100.
• 둘째, DrySAT-WFT 모의 결과를 바탕으로 전국 5대강 유역의 주요 댐·보 유역별 유황의 변화를 분석하고 그에 대한 건천화 영향요소의 기여율을 산정하였다. 한강 유역은 1980년대에 비해 2010년대의 풍수량, 평수량, 갈수량이 약 3%에서 15%로 감소하는 모습을 보였으며, 그 중 갈수량의 감소가 가장 큰 것으로 나타났다. 대부분의 유역에서 지하수 이용량의 증가가 건천 화를 가속시키는데 가장 큰 기여를 한 것으로 나타났으며, 유역 내 산림의 분포가 많은 소양강댐, 충주댐, 춘천댐 유역은 산림높이의 증가가 건천화에 가장 큰 영향을 준 것으로 분석되었다.

후속연구

• 그동안 다양한 연구기관을 통해 건천조사에 대해 연구가 이뤄진 바 있으나, 어떠한 요인이 얼마나 건천화에 영향을 주고 있는지에 대한 정량적인 원인구명은 어려운 실정이었다. 본 연구에서는 5개 하천건천화 영향요소를 대상으로 과거로부터 수십년간의 시공간적 변화과정을 전국적으로 분석하고 제시하였으며, 이러한 연구결과가 다양한 수자원/환경분야 연구 및 수자원 정책방향 및 대응방향 수립에 일조할 수 있기를 기대한다.