[논문]국가 수자원 계획의 수립을 위한 K-WEAP의 적용

문장원; 박희성; 최시중; 이동률; 윤석영

국가 수자원 계획의 수립을 위한 K-WEAP의 적용
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문장원 (한국건설기술연구원 수자원연구부) , 박희성 (한국건설기술연구원 수자원연구부) , 최시중 (한국건설기술연구원 수자원연구부) , 이동률 (한국건설기술연구원 수자원연구부) , 윤석영 (한국건설기술연구원 수자원연구부)

지금까지 우리나라에서는 60년대 이후 5차례의 수자원계획이 수립되었으나, 그동안 시민단체 등을 중심으로 장래 물 수요 추정과 물 부족량 등에 대해 꾸준한 문제제기가 있어왔다. 이러한 문제제기는 물 수요량 및 물 부족량 산출과정에 대한 불신으로부터 나타난 결과라고 볼 수 있다. 따라서 이러한 문제들은 수자원 계획 수립과정에서 대중과 이해관계자들의 참여를 보장함으로써 해결될 수 있으며, 이를 위해서는 이러한 과정을 지원할 수 있는 적절한 계획 수립 도구가 선택되어야 한다. K-WEAP은 장기적인 수자원 계획에 적합한 모형으로 수자원 수급 네트워크를 기반으로 선형계획법(Linear Programming)을 이용하여 하도 물 수지를 수행하며, 통합적이고 종합적인 계획 수립 구조와 뛰어난 시나리오 분석 기능을 제공한다. 또한 용수수요와 공급관련 정보들을 관리할 수 있는 데이터베이스로서의 역할을 수행할 수 있어 계획 수립 과정에서 이용된 자료에 대한 공유가 가능하다는 장점이 있는 모형이다. 본 연구에서는 이와 같은 특성을 갖는 수자원 계획 수립도구인 K-WEAP 모형이 국가 수자원 계획을 수립하는 과정에서 어떻게 적용되고 있는 지를 알아보고, 우리나라 4대강 권역에 대한 물 수지 네트워크를 K-WEAP을 이용하여 구축하였으며, 과거 수자원 계획 수립에서 이용된 방법들과의 비교 검토를 수행하였다.

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문제 정의

본 연구에서는 이와 같은 특성을 갖는 수자원 계획 수립 도구인 K-WEAP 모형이 국가 수자원 계획을 수립하는 과정에서 어떻게 적용되고 있는 지를 알아보고, 과거 수자원 계획 수립에서 이용된 방법들과의 비교 검토를 수행하여 차이점 등을 파악해보고자 하였다.

제안 방법

K-WEAPe 이러한 WEAP을 기반으로 현재 한국건설기술연구원이 주도하여 개발하고 있는 한국형 통합수자원평가계획모형으로서 국내에서 사용이 적합하도록 WEAP의 모의형태 개선과 평가방법 개선, 한글화 등을 이룩하였으며, 기존의 WEAP에 없는 하천수질 모의 기능을 개발하여 추가하였다. 앞으로 지표수-지하수의 연계운영 체계의 개선과 경제성분석 모듈 등의 추가 개발을 계획하고 있다.
우리나라 수자원 계획의 수립이 수자원단위지도의 중권역 단위로 이루어지고 있기 때문에 하도 기준 물 수지 분석 네트워크가 아닌 유역단위의 네트워크를 구성하여야 하며, K-WEAP을 통해서도 이러한 네트워크의 구축이 가능하다. 본 연구에서는 물 수지 분석 대상 지역인 전국 4대 권역(한강, 낙동강, 금강, 섬진.영산강 권역)에 대해 K-WEAP을 이용하여 물 수지 네트워크를 구축하였으며, 그림 2는 이 중 한강과 섬진.영산강 권역에 대한 구축화면을 나타내고 있다.
연구개발 계획 등 총 4개 분야로 나누어져 있다. 이 중 이수종합계획은 수자원장기종합계획의 가장 중추적인 분야로 볼 수 있으며, 장래의 수요에 대한 예측과 함께 우리나라의 가용수자원의 양을 판단하여 이 두 가지 항목 간 물 수지 분석을 통해 장래 물 수급 상황에 대한 결과를 제시하게 된다. 그림 1은 이수종합계획 분야에 대한 계획 수립 절차를 정리한 것으로 본 연구에서 언급하고자 하는 K-WEAP의 적용은 물 수지 모의단계에서 이루어진다.
지금까지 우리나라 수자원 계획의 수립현황과 함께 한국형 통합수자원평가계획 모형인 K-WEAP 모형의 개요 및 현재 진행되고 있는 수자원장기종합계획 보완에서의 물 수지 분석 방법론에 대해 살펴보고 과거 계획에서의 방법과 비교 검토를 통해 차이점을 파악해 보았다. K-WEAPe 한국형 통합수자원평가계획 모형으로 수자원 계획과 평가의 모든 과정을 하나의 프로그램 내에서 수행할 수 있는 장점이 있다.

성능/효과

댐 연계운영 방식 등이다. 취수가능량에서 100%를 적용한다는 의미는 하천에 흐르는 물의 양 전체를 이용할 수 있다는 것이며, 자연유량 산정 방법에서 실제 댐 상류의 관측유입량을 이용함으로써 과거 하천에서의 실제 상황을 보다 잘 반영할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 댐 연계운영 방식에서 저수량이 아닌 저수율을 기준으로 적용하게 됨으로써 보다 효율적인 연계운영이 가능할 것으로 판단된다.

후속연구

모형을 이용하고 있다. 과거 수자원 계획 수립 시 물 수지 분석은 관련 연구결과로부터 제시된 물 수지 분석 알고리즘을 이용하여 직접 프로그램을 작성한 후 적용하였으며, 따라서 K-WEAP을 적용하는 이번 보완 계획에서의 물 수지 분석 방법론과의 비교 검토가 선행될 필요가 있다. 다음 표 3은 2001년 수립된 수자원 장기종합계획에서의 물 수지 방법론과 이번 보완 계획에서 적용되고 있는 K-WEAP을 이용한 물 수지 분석 방법론을 비교하여 정리한 내용이다.
취수가능량에서 100%를 적용한다는 의미는 하천에 흐르는 물의 양 전체를 이용할 수 있다는 것이며, 자연유량 산정 방법에서 실제 댐 상류의 관측유입량을 이용함으로써 과거 하천에서의 실제 상황을 보다 잘 반영할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 댐 연계운영 방식에서 저수량이 아닌 저수율을 기준으로 적용하게 됨으로써 보다 효율적인 연계운영이 가능할 것으로 판단된다.
이룩하였으며, 기존의 WEAP에 없는 하천수질 모의 기능을 개발하여 추가하였다. 앞으로 지표수-지하수의 연계운영 체계의 개선과 경제성분석 모듈 등의 추가 개발을 계획하고 있다. 이러한 K-WEAP의 가장 큰 특징은 수자원계획과 평가의 모든 과정을 종합적으로 수행할 수 있는 구조를 갖고 있다는 점으로써 표 2와 같은 사용자 인터페이스와 모의모형으로 구축되어 있다.
특히 K-WEAP 을 이용하여 물 수지 분석 네트워크를 구축하게 되면 비전문가 입장에서도 쉽게 해당 지역의 물 수급 구조를 이해할 수 있으며, 전문가 입장에서는 구축된 네트워크에 대한 검토, 수정 및 보완을 보다 손쉽게 수행할 수 있다. 이러한 특성을 갖는 K-WEAP을 이용하여 현재 진행되고 있는 수자원장기종합계획 보완 등 각종 수자원 관련 계획을 수립하게 됨으로써 최근 들어 중요시 되고 있는 계획 수립의 투명성 확보 및 공감대 형성에 상당부분 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

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