[논문]댐 홍수터와 수변구역을 연계한 통합형 수변생태벨트 적지 선정방안 연구 - 금강 수계 대청호 사례 연구 -

반권수; 조명현; 강전경; 김이형

doi:10.17663/jwr.2021.23.4.327

댐 홍수터와 수변구역을 연계한 통합형 수변생태벨트 적지 선정방안 연구 - 금강 수계 대청호 사례 연구 -
Study on the Selecting of Suitable Sites for Integrated Riparian Eco-belts Connecting Dam Floodplains and Riparian Zone - Case Study of Daecheong Reservoir in Geum-river Basin - 원문보기

한국습지학회지 = Journal of wetlands research, v.23 no.4, 2021년, pp.327 - 341

반권수 (K-water 물환경처) , 조명현 (넥서스환경디자인연구원) , 강전경 (넥서스환경디자인연구원) , 김이형 (공주대학교 건설환경공학부)

초록
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수변생태벨트는 유역의 비점오염원을 저감시키고 생태적인 연결성과 건강성을 증진할 수 있는 효율적인 기법이다. 국내에서도 수변생태벨트 조성 및 관리를 위한 법적인 제도를 운영 중이나 비점오염물질 제어, 생물서식처 등 완충 기능에 유리한 하천, 호소 내의 홍수터는 제외되어 개선이 필요하다. 이에 따라 본 연구에서는 금강 수계 대청댐 유역을 대상으로 댐 호소의 소단위별로 댐 홍수터와 수변구역의 수질, 생태계 특성을 종합적으로 평가하는 통합형 수변생태벨트 적지 선정방안을 제시하고 분석하였다. 먼저 GIS로 대청댐 유역을 138개 소단위로 구분하고 홍수터와 인접한 수변구역을 분석하였다. 통합형 수변생태벨트 적지 선정에 영향을 미치는 생태계, 수질 영향 관련 16개의 평가인자를 선정하고 AHP분석으로 인자별 중요도에 대한 가중치를 설정하였다. 소단위에 제내·외지별, 인자별 가중치를 적용한 통합 평가를 실시하여 적지 우선 순위를 도출하였다. GIS 적지 분석을 통해 도출된 대상지들이 실제 조성에 적합한 지역인지 타당성을 판단하기 위해 5개 대상지에 대한 토지이용, 오염원, 생태적인 연계성 등에 대한 현장 검증을 시행한 결과 모든 대상지가 적정함을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 제시된 수변생태벨트 적지 분석 기법은 향후 통합적인 수변관리 정책 설정시 유용한 도구로써 적용될 수 있을 것이다. 단, 대상 댐별 특성과 현안에 따라 다양한 평가인자와 항목별 가중치 적용이 필요할 수 있다. 그리고 통합형 수변생태벨트 지역에 대해 그린-블루네트워크(Green-Blue Network) 측면을 고려한 세부적인 보전·복원방안 마련과 생태계서비스 측면의 평가 및 관련 법, 제도 측면의 상호 연계, 개선방안 등에 대해서도 추가적인 연구가 이루어져야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

The riparian eco-belt is an efficient technique that can reduce non-point pollution sources in the basin and improve ecological connectivity and health. In Korea, a legal system for the construction and management of riparian eco-belts is in operation. However, it is currently excluded that rivers and floodplains in dam reservoir that are advantageous for buffer functions such as control of non-point pollutants and ecological habitats. Accordingly, this study presented and analyzed a plan to select a site for an integrated riparian ecol-belt that comprehensively evaluates the water quality and ecosystem characteristics of each dam floodplain and riparian zone for the Daecheong Dam basin in Geum River watershed. First, the Daecheong Dam basin was divided into 138 sub-basin with GIS, and the riparian zone adjacent to the dam floodplain was analyzed. Sixteen evaluation factors related to the ecosystem and water quality impact that affect the selection of integrated riparian eco-belt were decided, and weights for the importance of each factor were set through AHP analysis. The priority of site suitability was derived by conducting an integrated evaluation by applying weights to sub-basin by floodplains and riparian zone factors. In order to determine whether the sites derived through GIS site analysis are sutiable for actual implementation, five sites were inspected according to three factors: land use, pollution sources, and ecological connectivity. As a result, it was confirmed that all sites were appropriate to apply integrated riparian ecol-belt. It is judged that the riparian eco-belt site analysis technique proposed through this study can be applied as a useful tool when establishing an integrated riparian zone management policy in the future. However, it might be necessary to experiment various evaluation factors and weights for each item according to the characteristics and issues of each dam. Additional research need to be conducted on elaborated conservation and restoration strategies considering the Green-Blue Network aspect, evaluation of ecosystem services, and interconnection between related laws and policy and its improvements.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Map showing the study area
그림 Fig. 2. Research process
그림 Fig. 3. Concept of integrated riparian eco-belt that connects floodplain with riparian zone
그림 Fig. 4. Process of deriving priorities for integrating floodplain and riparian zone in a sub-basin
그림 Fig. 5. Division of Sub-basins for analysis
그림 Fig. 6. AHP model for deriving weights for integrated riparian eco-belt site analysis
표 Table 1. Relative weight by sub index
표 Table 2. Evaluation factors, criteria, and weights for integrated riparian eco-belt
그림 Fig. 7. Evaluation results for integrated riparian eco-belts
표 Table 3. Top 20 sub-basins in the evaluation for integrated riparian eco-belts
표 Table 4. On-site investigation results for major proposed sites(1)
표 Table 5. On-site investigation results for major proposed sites(2)
표 Table 6. On-site investigation results for major proposed sites(3)
표 Table 7. On-site investigation results for major proposed sites(4)
표 Table 8. On-site investigation results for major proposed sites(5)

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 댐 유역을 대상으로 댐 홍수터와 인접한 수변지역을 통합적으로 다루고 수질, 생태계를 균형있게 고려하는 그린-블루 네트워크(Green-Blue Network) 측면의 통합형 수변생태벨트 적지 선정방안을 제시하고자 하였다. 호소 경계로부터 획일적 거리인 수변구역 관리의 대안으로써 댐 홍수터와 인접 수변구역에 대해 실질적인 집수구역인 소단위 중심의 종합적인 평가를 통해 실효성이 높은 수변생태벨트 적지 범위를 도출하는 방안을 연구하였다.
본 연구에서는 금강 수계 대청댐 유역을 대상으로 댐 호소의 소단위별 제외지 댐 홍수터와 제내지 수변구역의 수질, 생태계 특성을 종합적으로 평가하는 통합형 수변생태벨트 적지 선정방안을 제시하고 분석하였다.

제안 방법

제내·외지 통합 평가 결과, 상위 순위 소단위에 속한 지역을 댐 홍수터와 수변구역을 연계한 통합형 수변생태벨트 적지 후보지로 도출하였다. GIS 분석으로 도출된 후보지들이 실제 조성이 가능한 지역인지와 적정성 여부를 검증하기 위해 현장조사를 추가적으로 실시하였다. 우선순위가 높은 일부 후보지를 대상으로 통합형 수변생태벨트 조성 여건인 홍수터와 주변 수변구역의 토지이용 실태, 오염원 현황, 수변구역 토지 매수·복원 현황과 접근성 등을 확인하였다.
관련문헌 연구와 포커스 그룹을 대상으로 한 설문을 통해 생태계, 수질 영향 관련 제내·외지별 8개씩 총 16개의 평가인자를 선정하고 AHP 분석으로 인자별 중요도에 대한 가중치를 설정하였다
우선순위가 높은 일부 후보지를 대상으로 통합형 수변생태벨트 조성 여건인 홍수터와 주변 수변구역의 토지이용 실태, 오염원 현황, 수변구역 토지 매수·복원 현황과 접근성 등을 확인하였다.
적지 분석을 통해 도출된 대상지들에 대해 실제 조성이 가능한 지역인지 타당성 판단을 위해 5개 대상지에 대한 현장 검증을 시행하였다. 모든 대상지의 홍수터 내에 비점오염원인 경작지가 넓게 분포하고 수변구역인 제내지에 기 매수토지 및 복원지역이 분포하였으며 물리, 생태적인 연계가능성 및 접근성 등도 양호하여 GIS분석으로 도출한 통합형 수변생태벨트 조성 적지 분석 기법이 적정함을 확인할 수 있었다.
제내·외지 공간적 범위 설정, 제내·외지 평가인자 검토 및 기준 설정, 소단위별 적지 평가 및 통합형 수변생태벨트 후보지 도출, 통합형 수변생태벨트 후보지 현장 검증 순으로 4단계로 진행하였다.
제내·외지 통합 우선순위는 앞서 도출한 제내·외지별 우선순위 중요성 가중치 반영 결과를 바탕으로 동일 소단위ID의 제내·외지 점수를 합산하여 산정하였으며 합산 점수가 가장 높은 점수부터 우선순위를 재산정하였다
제내·외지별 우선순위 결과를 바탕으로 가중치를 고려한 배점 기준을 산정하기 위해 수변생태벨트 관련 포커스그룹 20인을 대상으로 설문조사를 통해 제내·외지 각 평가인자별 중요도에 대한 AHP 분석을 시행하였다.
제내지는 셀단위로 표현되는데 반해 댐 저수구역 내 홍수터는 물가를 따라 불연속적인 선형으로 나타나고 있으므로 연속 수치지형도에서 중분류 토지피복도의 내륙수 경계와 연속 수지치형도의 계획홍수위 경계 비교를 통해 부정형의 SHP 파일형식으로 추출하여 활용하였다.
제내·외지별, 인자별 소단위에 대한 분석 후 가중치를 적용하여 통합 평가를 실시하였다. 통합형 수변생태벨트 적지로서 각 소단위별 평가결과 우선순위의 상대적인 분포를 확인하기 위해 5개 등급으로 분류하여 도면화하였으며 적지 상위 순위를 도출하였다.
따라서 본 연구에서는 댐 유역을 대상으로 댐 홍수터와 인접한 수변지역을 통합적으로 다루고 수질, 생태계를 균형있게 고려하는 그린-블루 네트워크(Green-Blue Network) 측면의 통합형 수변생태벨트 적지 선정방안을 제시하고자 하였다. 호소 경계로부터 획일적 거리인 수변구역 관리의 대안으로써 댐 홍수터와 인접 수변구역에 대해 실질적인 집수구역인 소단위 중심의 종합적인 평가를 통해 실효성이 높은 수변생태벨트 적지 범위를 도출하는 방안을 연구하였다.

대상 데이터

먼저 GIS 기반의 통합적 공간 범위로서 대청댐 유역을 138개 소단위로 구분하고 9,285,973㎡의 홍수터 범위를 대상으로 분석을 실시하였다. 관련문헌 연구와 포커스 그룹을 대상으로 한 설문을 통해 생태계, 수질 영향 관련 제내·외지별 8개씩 총 16개의 평가인자를 선정하고 AHP 분석으로 인자별 중요도에 대한 가중치를 설정하였다.
본 연구에서 제시하는 댐 통합형 수변생태벨트의 범위는 기존 ｢물환경보전법｣과 ｢4대강 수계법｣에서 각각 제시하고 있는 수변생태구역, 수변구역의 범위와 ｢댐건설 및 주변지역지원 등에 관한 법률｣에서 제시하고 있는 댐 저수구역 내 홍수터의 범위를 아우를 수 있는 공간적 범위로 볼 수 있다. 이는 대청호 일원의 실질적인 토지이용, 수질, 수생태계 영향과 배수구역 단위를 고려한 실질적인 수변완충기능 작용에 유리한 후보지역을 도출한 것이다.
적지 분석을 통해 도출된 대상지들에 대해 실제 조성이 가능한 지역인지 타당성 판단을 위해 현장검증을 시행하였다. 상위 20위 순위 내 대상지 중 현장 접근이 용이한 소단위 ID94, ID100, ID115, ID133, ID136 등 5개 지역을 대상으로 오염원 현황, 기 매수 현황, 기 복원 현황 등을 조사하였다.
제내·외지의 공간적 연계와 수변생태벨트 기능에 영향을 미치는 다양한 인자를 도출하기 위해 최근 5년간의 선행연구 및 관련 문헌 10여편 이상을 조사하였으며 언급된 빈도, 중요도 등을 감안하여 주요 인자들을 도출하였다.
제외지는 수역으로부터 거리, 경사, 침수지역, 합류부, 정체 수역, 녹조빈번 지역, 경작지 현황, 수질 현황 등 8개 인자를 선정하였다. 제내지는 보전가치평가, 매수토지 현황, 생물서식처, 연계 가능 녹지, 연계 가능 자원, 경작지 현황, 비점오염원 발생부하량, 오염 유입부하량 등 8개 인자를 선정하였다.
제외지의 생태계 관련 평가인자는 수역으로부터 거리, 경사, 침수지역, 합류부 4개 인자를 선정하였으며 수질 관련 평가인자는 정체수역, 녹조빈번지역, 경작지 현황, 수질 현황 등 4개 인자를 선정하였다. 제내지의 수생태계 관련 평가인자는 보전가치평가, 매수토지 현황, 생물서식처, 연계가능 녹지, 연계 가능 자원 등 5개 인자를 선정하였으며 수질 관련 평가인자는 경작지 현황, 비점오염원 발생부하량, 오염 유입부하량 등 3개 인자를 선정하였다.
관련문헌 연구와 포커스 그룹을 대상으로 한 설문을 통해 생태계, 수질 영향 관련 제내·외지별 8개씩 총 16개의 평가인자를 선정하고 AHP 분석으로 인자별 중요도에 대한 가중치를 설정하였다. 제외지는 수역으로부터 거리, 경사, 침수지역, 합류부, 정체 수역, 녹조빈번 지역, 경작지 현황, 수질 현황 등 8개 인자를 선정하였다. 제내지는 보전가치평가, 매수토지 현황, 생물서식처, 연계 가능 녹지, 연계 가능 자원, 경작지 현황, 비점오염원 발생부하량, 오염 유입부하량 등 8개 인자를 선정하였다.
제외지의 생태계 관련 평가인자는 수역으로부터 거리, 경사, 침수지역, 합류부 4개 인자를 선정하였으며 수질 관련 평가인자는 정체수역, 녹조빈번지역, 경작지 현황, 수질 현황 등 4개 인자를 선정하였다. 제내지의 수생태계 관련 평가인자는 보전가치평가, 매수토지 현황, 생물서식처, 연계가능 녹지, 연계 가능 자원 등 5개 인자를 선정하였으며 수질 관련 평가인자는 경작지 현황, 비점오염원 발생부하량, 오염 유입부하량 등 3개 인자를 선정하였다.

데이터처리

GIS를 활용하여 제내·외지별 평가인자 및 기준에 따라 소단위별 분석을 시행하였다
광범위한 면적의 댐 유역 특성상 전체적인 전수조사가 어려우므로 효율적인 적지 분석을 위해서 Figure 2와 같이 GIS기법을 활용한 단계별 분석을 시행하였다.
적지 분석을 통해 도출된 대상지들에 대해 실제 조성이 가능한 지역인지 타당성 판단을 위해 현장검증을 시행하였다. 상위 20위 순위 내 대상지 중 현장 접근이 용이한 소단위 ID94, ID100, ID115, ID133, ID136 등 5개 지역을 대상으로 오염원 현황, 기 매수 현황, 기 복원 현황 등을 조사하였다.
제내·외지별, 인자별 소단위에 대한 분석 후 가중치를 적용하여 통합 평가를 실시하였다

성능/효과

현장조사 결과, 모든 소단위 지역의 홍수터 내에 비점오염원인 경작지가 넓게 분포하고 있었으며 수변구역인 제내지에 기매수토지 및 복원지역이 분포하고 있었다. 그리고 대상지 내의 물리, 생태적인 연계 가능성과 접근성 등도 양호하여 GIS를 통한 통합형 수변생태벨트 적지 분석 결과의 적정함과 활용성을 확인할 수 있었다.
적지 분석을 통해 도출된 대상지들에 대해 실제 조성이 가능한 지역인지 타당성 판단을 위해 5개 대상지에 대한 현장 검증을 시행하였다. 모든 대상지의 홍수터 내에 비점오염원인 경작지가 넓게 분포하고 수변구역인 제내지에 기 매수토지 및 복원지역이 분포하였으며 물리, 생태적인 연계가능성 및 접근성 등도 양호하여 GIS분석으로 도출한 통합형 수변생태벨트 조성 적지 분석 기법이 적정함을 확인할 수 있었다.
제3계층은 기존 수계별 수변구역관리 기본계획과 최근 5년간 연구된 관련 문헌에서 제시된 주요 항목을 통해 제내·외지별 평가를 위한 총 16개 주요 평가인자를 도출하여 분류하였다. 본 연구의 목적이 수변생태벨트 생태계, 수질 보전기능의 균형있는 작동임을 감안하여 제외지와 제내지 내에서 생태계 분야와 수질 분야별 평가인자들을 분류하되 분야별 가중치는 균등하게 적용하였다.
일관성 지수(CR) 산정 결과, 제외지의 수생태계, 수질 관련 일관성 지수는 각각 0.09, 0.01, 제내지의 수생태계, 수질 관련 일관성 지수는 각각 0.04, 0.00으로 적정 기준 수치인 0.1보다 낮게 산정되어 중요성 가중치로서 일관성을 확보한 것으로 나타났다.
현장조사 결과, 모든 소단위 지역의 홍수터 내에 비점오염원인 경작지가 넓게 분포하고 있었으며 수변구역인 제내지에 기매수토지 및 복원지역이 분포하고 있었다. 그리고 대상지 내의 물리, 생태적인 연계 가능성과 접근성 등도 양호하여 GIS를 통한 통합형 수변생태벨트 적지 분석 결과의 적정함과 활용성을 확인할 수 있었다.

후속연구

그리고 본 연구를 통해 도출된 통합형 수변생태벨트 지역에 대해 그린-블루네트워크(Green-Blue Network) 측면을 고려한 세부적인 보전·복원방안 마련과 더불어 생태계서비스 측면의 평가 모니터링 및 기존 4대강 수계법, 하천법, 댐건설법 등 관련 법, 제도 측면의 상호 연계, 개선방안 등에 대해서도 추가적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
단, 각 대상지별 토지이용, 수계, 지형, 오염원의 종류, 생태 경관 및 사회문화적인 특성이 다양할 수 있으므로 실제로 통합형 수변생태벨트 조성을 추진 시에는 세부적인 현장 조사, 분석을 통해 대상지별 맥락에 맞는 계획, 설계가 이루어져야 할 것으로 판단되었다. 또한 대상지별 수변생태벨트의 지속가능한 복원 및 보전관리를 위해서는 계획-실행-운영 전 과정에 관계기관 지역주민들이 협력하는 상생 협력체계 구축으로 아이디어 공유와 소통이 필요할 것이다.
단, 본 연구결과를 보다 실효성있게 적용하기 위해서는 다양한 현장 여건에 대한 조사가 병행되어야 할 것이다. 대상 댐별 특성과 현안에 따라 다양한 평가인자와 항목별 가중치 적용이 필요할 수 있으며 GIS분석 결과에 대해 상세한 현장 평가를 통한 상호확인 과정도 필요하다.
단, 본 연구결과를 보다 실효성있게 적용하기 위해서는 다양한 현장 여건에 대한 조사가 병행되어야 할 것이다. 대상 댐별 특성과 현안에 따라 다양한 평가인자와 항목별 가중치 적용이 필요할 수 있으며 GIS분석 결과에 대해 상세한 현장 평가를 통한 상호확인 과정도 필요하다. 그리고 본 연구를 통해 도출된 통합형 수변생태벨트 지역에 대해 그린-블루네트워크(Green-Blue Network) 측면을 고려한 세부적인 보전·복원방안 마련과 더불어 생태계서비스 측면의 평가 모니터링 및 기존 4대강 수계법, 하천법, 댐건설법 등 관련 법, 제도 측면의 상호 연계, 개선방안 등에 대해서도 추가적인 연구가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
단, 각 대상지별 토지이용, 수계, 지형, 오염원의 종류, 생태 경관 및 사회문화적인 특성이 다양할 수 있으므로 실제로 통합형 수변생태벨트 조성을 추진 시에는 세부적인 현장 조사, 분석을 통해 대상지별 맥락에 맞는 계획, 설계가 이루어져야 할 것으로 판단되었다. 또한 대상지별 수변생태벨트의 지속가능한 복원 및 보전관리를 위해서는 계획-실행-운영 전 과정에 관계기관 지역주민들이 협력하는 상생 협력체계 구축으로 아이디어 공유와 소통이 필요할 것이다. 이를 통해 관계기관, 주민참여 관리, 생태·문화 자원 활성화로 마을 공동체, 홍수터 친환경 보전 및 일자리, 소득 창출이 가능할 것이다.
본 연구의 결과는 향후 물관리, 하천관리 관리 일원화 등 정책변화에 따른 통합적 수변관리 정책 설정시 유용한 기법으로 적용될 수 있을 것으로 판단된다.

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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