초록 ▼

1. 연구 배경 및 목적
수자원의 부존정도와 수질은 기후변화 영향에 대한 인류사회와 환경에 미치는 매우 중요한 요소로서 이들 문제에 대한 이해도를 높이는 것은 지속가능한 발전을 위하여 반드시 필요하나, 아직까지 기후변화에 따른 지표수의 수질영향에 관한 연구는 미미하여 향후 수질관리를 포함한 통합물관리 전략수립을 위한 기초자료로 활용하는데 한계를 지니고 있다. 이에 본 연구는 2년 연차 연구과제의 1차년도 연구로서, 기후변화에 따른 잠재적 수질영향을 살펴보기 위해 하천과 호소의 수온변화와 병원성 미생물과 미량유해물질의 발생 분포

1. 연구 배경 및 목적
수자원의 부존정도와 수질은 기후변화 영향에 대한 인류사회와 환경에 미치는 매우 중요한 요소로서 이들 문제에 대한 이해도를 높이는 것은 지속가능한 발전을 위하여 반드시 필요하나, 아직까지 기후변화에 따른 지표수의 수질영향에 관한 연구는 미미하여 향후 수질관리를 포함한 통합물관리 전략수립을 위한 기초자료로 활용하는데 한계를 지니고 있다. 이에 본 연구는 2년 연차 연구과제의 1차년도 연구로서, 기후변화에 따른 잠재적 수질영향을 살펴보기 위해 하천과 호소의 수온변화와 병원성 미생물과 미량유해물질의 발생 분포 및 관리 실태에 대해 기후변화 대응 측면에서 살펴보고, 유역모델과 3차원 수리/수질 모델의 연계시스템을 구축하여 2차년도의 다양한 기후변화 관련 시나리오 분석을 위해 기본 틀을 마련하고자 하였다. 이를 바탕으로 2차년도 연구에서는 극한가뭄, 홍수, 장기 기온변화 등 다양한 기후변화 시나리오에 따른 수질변화 해석을 실시하고, 1, 2차년도의 연구결과를 종합 분석하여 기후변화 대응한 수질관리 방안 및 전략을 제시하고자 한다.

Abstract ▼

Human activities associated with the burning of fossil fuels have propelled global climate change, increasing air temperature as well as changing evaporation, precipitation, and runoff. Climate change has the potential to significantly alter not only available water resources but also water quality,

Human activities associated with the burning of fossil fuels have propelled global climate change, increasing air temperature as well as changing evaporation, precipitation, and runoff. Climate change has the potential to significantly alter not only available water resources but also water quality, with consequent impacts on biogeochemical cycling and ecosystems of natural bodies of water. Although there are still many uncertainties in forecasting the extent and impact of climate change, it is necessary to assess scientific understanding of the impact and vulnerabilities of climate change on water quality when considering policy implications and directions.
To this end, this study investigated all historical data of surface water temperature to quantify potential climate change impacts on water temperature, and assessed possible impacts on water quality of rivers and reservoirs. Long-term water temperature data from 649 stations over the 20-year period from 1989 to 2008(n=144,765) reveal that 14 mesoscale watersheds of a total of 97 show a significant trend towards higher water temperatures. In the Nakdong watershed, for example, 48 stations out of 176 show a significant trend towards higher water temperatures. And 43.4% of variance of water temperatures in said watershed is directly correlated with air temperatures. The top-two Eigen vectors identified by the EOF analysis correspond closely to the air temperature and other metrological data (precipitation, humidity, cloud cover, hours of sunshine, etc.). Moreover, the spatial pattern of EOF reveals that water temperature is more sensitive to air temperature in river systems than in reservoir systems, but it is not possible to separate the effects of variations in water temperature from those of human interventions in the catchment such as land use change. For evincive purposes, 3 case studies were chosen to demonstrate that rising water temperatures are likely to yield lower dissolved oxygen and higher amount of chlorophyll, but at the same time are not associated with bacteria concentrations.

목차 Contents

• 표 지 ... 1
• 서 언 ... 3
• 국문요약 ... 5
• 차 례 ... 9
• 표 차 례 ... 13
• 그 림 차 례 ... 17
• 제1장 서 론 ... 21
• 1. 연구의 배경 및 목적 ... 22
• 2. 연구 구성 및 내용 ... 23
• 제2장 기후변화에 따른 하천 및 호소의 잠재적 수질 영향 ... 25
• 1. 배경 ... 26
• 2. 수온의 시⋅공간적 장기변화 및 기후변화 영향 ... 27
• 가. 수온변화와 수질영향 ... 27
• 나. 낙동강 수계의 시공간적 수온변화 분석 ... 29
• 다. 결과요약 ... 44
• 3. 기후변화에 따른 병원성 미생물의 잠재적 영향 ... 45
• 가. 개요 ... 45
• 나. 국내 병원성 미생물 관리현황 ... 47
• 다. 국내 병원성 미생물에 의한 발병현황 ... 52
• 라. 해외 병원성 미생물 관리현황 ... 60
• 마. 병원성 미생물 관리방향 ... 65
• 4. 기후변화에 따른 미량오염물질의 잠재적 영향 ... 71
• 가. 개요 ... 71
• 나. 국내 미량오염물질 관리현황 ... 72
• 다. 국내 미량오염물질 검출현황 ... 78
• 라. 선진국의 미량오염물질 관리사례 ... 83
• 마. 미량오염물질 관리방향 ... 89
• 제3장 기후변화에 따른 낙동강 수질영향예측 ... 97
• 1. 수질 오염원 조사 및 부하량 평가 ... 98
• 가. 오염원 조사 ... 98
• 나. 발생 및 배출 오염부하량 ... 106
• 다. 2012년 오염원 및 부하량 전망 ... 114
• 라. 결과요약 ... 119
• 2. 유역모델과 3차원 수리/수질 모델의 연계시스템 구축 ... 122
• 가. 배 경 ... 122
• 나. SWAT 모델의 적용 ... 122
• 다. EFDC 모델의 적용 ... 155
• 라. 결과요약 ... 169
• 3. 지표유출량 변화에 따른 수질오염 부하량 영향 ... 170
• 가. 한반도 기후변화 시나리오 검토 및 선정 ... 170
• 나. 통계학적 규모내림(Downscaling) ... 174
• 다. 기후변화 시나리오에 따른 영향 분석 ... 176
• 라. 결과요약 ... 181
• 제4장 낙동강 주요지점의 수질예측과 전망 ... 183
• 1. 서 론 ... 184
• 2. 낙동강 현황 ... 185
• 가. 주요지점 수질현황 ... 185
• 나. 지류하천 부하량 평가 ... 186
• 다. 하수처리장 및 취수장 현황 ... 188
• 3. 낙동강 3차원 수리·수질모델링 구축 ... 189
• 가. 모델의 선정 ... 189
• 나. 모델 격자 구성 ... 194
• 다. 입력 자료 구성 ... 197
• 라. 모델 보정 ... 202
• 마. 사업 후 보 신설 및 준설 영향 적용결과 ... 205
• 4. 결과요약 ... 210
• 제5장 결 론 ... 211
• 1. 기후변화에 따른 하천 및 호소의 잠재적 수질영향 ... 212
• 2. 기후변화에 따른 낙동강유역 지표유출량 및 오염부하량 변화 ... 214
• 3. 4대강 살리기 사업에 따른 낙동강 수질예측과 전망 ... 214
• 4. 시사점 ... 215
• 참고 문헌 ... 217
• 부록 ... 225
• [부록 1] 미량유해물질 관리 및 검출 관련 자료 ... 226
• [부록 2] SWAT모델의 유량 검‧보정 결과 ... 250
• [부록 3] SWAT모델의 오염부하량 보정 결과 ... 264
• [부록 4] 기후변화에 따른 장래 계절별 기상,유출량,부하량 예측 결과 ... 276
• [부록 5] EFDC-WASP모델의 수온, 수위, 수질 검‧보정 결과 ... 280
• [부록 6] 낙동강 살리기 사업 전·후의 EFDC-WASP모델의 수리예측결과 비교 ... 290
• [부록 7] 낙동강 살리기 사업 전·후의 EFDC-WASP모델의 수질예측결과 비교 ... 301
• Abstract ... 315