지속가능한 물이용을 위한 지표 개발 및 적용 방안 연구 (I)

Abstract

물은 인간이 살아가는 데 가장 중요하고 필수적인 조건이다. 따라서 사람들은 원활한 물이용을 목적으로 수자원 가용성을 늘리기 위해, 다양한 형태로 수자원 인프라를 개발해 왔다. 하지만 이는 필연적으로 유역환경 및 생태계의 질적 저하를 초래하였고 유역환경의 파괴는 유역의 수자원재생능력을 저하시켰다. 게다가 최근에는 기후변화로 인해 예측이 어려운 기상환경과 맞닥뜨리면서, 지속적인 물이용 가능성이 위협받고 있다. 이처럼 최근 물이용 환경과 관련된 다양한 위기를 경험하면서, 지속가능한 물 관리를 향한 정책적 개선이 요구되고 있다. 지속가능한 물이용이란, 지금까지 물의 이용이나 물 환경에 대한 투자가 인간의 물이용을 위한 인프라 개발에 초점이 맞춰져 있었던 점에서, 인프라를 통한 수자원 가용량이나 수질 개선뿐 아니라 생태계를 포함한 유역환경의 자정작용을 극대화할 수 있는 자연적 관리, 효율적인 물환경 관리를 위한 사회적 형평성 달성 및 참여 증진 등을 수반하는 개념이다. 본 연구에서는 지속가능한 물이용 지표를 개발하여, 우리나라 물이용 현황을 진단·평가하고 이의 미래 전망을 제시하며 지표 개발 결과의 정책적 활용방안을 찾고자 한다. 총 2차년 연구로 올해 1차년도에는 지표의 개발에 초점을 맞추고자 하였다. 이에 지속가능한 물이용의 개념 및 지표 연구에 대한 집중적인 검토를 수행하는 한편, 지속가능한 물이용 목적을 달성하기 위한 평가로서 수자원의 양질뿐 아니라 유역환경 및 경제·사회적 역량 현황을 포함하는 30개의 지표를 이용하여 우리나라 117개 중권역을 대상으로 평가를 수행하였다. 지표는 각각 지속가능한 수자원을 위협하는 압력(Pressure) 요인과 지속적인 수자원을 보장할 수 있는 반응(Response) 요인으로 양분되어 구성되었으며, 각 지표를 효과적으로 나타낼 수 있는 자료 및 방법을 이용하여 정량화를 수행한 뒤 표준화(normalization)를 거쳐 일관된 범위를 통해 나타내었다. 이후 지표는 압력지수와 반응지수로 통합하는 관계식을 통해 최종 지속가능성 지수를 도출하였다. 이후 지표 및 지수 결과의 신뢰성을 검증하고자, 다양한 형태의 민감도 분석을 포함하는 시험검증을 실시하였으며, 이를 바탕으로 향후 본 검증을 수행하고자 한다. 이를 바탕으로 지표의 보완 및 수정을 통해 지표 견고성을 보완할 수 있을 것으로 기대할 수 있다. 최종적으로 중권역 및 대권역을 대상으로 지속가능한 물이용 지표 및 지수 결과에 대해 논의함으로써 각 유역 관리 측면의 정책적 제언을 위한 자료로서의 활용가능성을 제안하고자 하였다. 각 중권역별 압력지수는 우리나라 서해안에 위치한 중권역을 중심으로 높게 나타났고, 고지대 등지에서 낮게 나타났다. 반응지수는 강의 상류지역의 유역 및 대도시가 위치한 유역을 중심으로 높게 나타났다. 이를 통합한 지속가능한 물이용 지수는 수자원 압력과 원활한 물이용을 위한 대처 역량 사이의 상호관계를 고려한 평가로서, 서해안 하류 유역 및 도서지역에서 낮은 지수값을, 강원도 산간지역을 중심으로 높은 지수값을 나타내었다. 또한 본 연구에서 구축한 자료를 활용하여 세계은행(World Bank)과 공동으로 국제협동연구를 진행하였다. 전 지구 지속가능 물이용 지표 개발의 기초 결과물에 대해 우리나라를 대상으로 검증을 수행하였다. 이는 전 지구 기반 지표 자료 및 지수를 우리나라 범위에서 구축한 고해상도 자료와 비교하는 것에 초점을 맞추고 있다. 이를 통해 전 지구적 자료를 활용하는 지표 연구의 유용성 및 문제점을 확인함으로써 전 지구 지표 개발의 개선방안 및 향후 진행방향을 모색할 수 있을 것으로 기대된다.

With increased concerns of sustainable development, sustainable water resource management is considered as one of the most significant issues for human-beings to meet their needs to preserve their lives now and in the future. Though water is a circulative resource on earth that is constantly rechargeable, some regions are still suffering from lack of available water from time to time, due to the seasonal rainfall variances and inappropriate water resource management. In addition, it is projected that increasing human activities and climate change impact would reduce the availability of water resources in the future. To deal with impending water crisis, it is currently required to take a broad view of integrating additional water-related circumstances that affect human’s water use. In other words, it is getting more important to foster healthy ecological socio-economic environments as well as increasing the water availability by stabilizing the balance between water supply and demand. However, sustainable water use has not yet been thoroughly discussed in terms of the water management in Korea. Previous national water programs in Korea have been focusing on increasing the water availability and preventing flood disasters, and current water use policy is still focused on constructing and maintaining water infrastructures. Therefore, it is needed to assess the sustainability of water use in Korea to achieve safe and continual water use. To improve the sustainability of water use and ensure human water security, locating the most vulnerable areas is a primary condition. Several previously conducted water availability researches tend to adopt indicator-based approaches to figure out the current state of water uses, because it is easy for the public to understand and directly applicable to decision making for the policy makers. In this study, we aimed to develop sustainable water use indicators in South Korea. To accommodate a sustainability term as a whole, we included 5 categories representing various aspects that have effects on water uses, including terrestrial watershed environments and social-economic status as well as water supply and demand. According to the categories, we built up 30 indicators in terms of both pressure and response on water use. Considering the relative weights in indicators and the categories deducted from the analytic hierarchy process (AHP) from 45 water-related experts, we integrated sustainable water use index depicted upon 117 mid-basins in South Korea. Furthermore, we added a series of preliminary sensitivity tests on indicators and indices to assess the robustness of our results. They cover several correlation analyses between indicators, categories and final index as well as sensitivity tests on weight application in every indicator and index. According to the study, we could figure out some of the significant features with mid-basin scales. First, water use pressure was high in western low-land basins where large agricultural plain is located and several insular areas where available water is highly limited. Second, a response index was high in upstream basins where available water is plentiful and large cities where socio-economic capability is well-organized. In summary, sustainable water use index showed low sustainability in western low-land areas, the coastal and insular areas, and high sustainability on water use was exhibited in highland basins. Highly populated large cities showed fair index values due to the trade-off between pressure and response. According to the preliminary sensitivity test, we found that most indicators showed independency in correlation analysis. However, some cases of the relationships between land use and pollution loading showed high correlation which was shown in the V？r？smarty et al.(2010) correlation result as well, because anthropogenic land use are meant to be a source of water pollution. Four out of five categories showed directional concordance with a finalized sustainable water use index. Equitable water management category was the only exception that showed the opposite tendency in sustainable water use index. But we consider it meaningful as a result of including socio-economic factor that might represent trade-offing drivers that have not been considered before. The differences due to adopting weights were barely recognized in both indicators and indices. Aside from assessing the sustainability of water use in Korea, we additionally conducted a collaborative project with the World Bank and City College of New York (CCNY) on applying water security indicator in South Korea. By adjusting our results with recent and high-resolution data and comparing them to the previously developed water security indicator by CCNY, we intended to analyze the temporal differences between the results and verify the availability of down-scaled indicator application in a global scale. The results from comparative water security index showed that newly developed index by KEI indicates improved water security values in western lowland areas and degraded values in highland areas, resulting in general water security degradation in South Korea compared to the previously assessed result. It implies that applying recent and detailed data to reflect more specific status in Korea has led to deteriorated results in this study. In the next year, we expect to validate indicators and index extensively to back up the limited preliminary sensitivity test from this year. In addition, we can extract some cardinal indicators representing each category and apply several future scenarios to them to assume the water sustainability in the future.