기후변화 대응을 위한 수자원 네트워크 구축방안 I

DC Field Value Language
dc.contributor.author 이진희 -
dc.date.accessioned 2017-07-05T01:35:37Z -
dc.date.available 2017-07-05T01:35:37Z -
dc.date.issued 20101231 -
dc.identifier A 환1185 녹색2010-17 -
dc.identifier.uri http://repository.kei.re.kr/handle/2017.oak/19514 -
dc.identifier.uri http://library.kei.re.kr/dmme/img/001/003/001/녹색2010-17_이진희[1].pdf -
dc.description.abstract Water Resources System Network building for Climate Change I As the impacts of climate change wield significant influence on human life as well as the ecosystem, the issue of global climate change among all the threatening environment problems of the 21st century has begun to attract the greatest attraction. In recent years, there has been evidence that global climate change precipitated by temporal and seasonal variations of rainfall will have significant effects on water resources, and the potential damage from climate change has been expected to increase exponentially. Projecting regional impacts of climate change and variability relies on General Circulation Models (GCMs), and previous research has focused mostly on the regional hydrological impacts, with only a limited number studies conducted on water resources systems. To counter this problem, the objective of this study is to build a dynamic network of water resources systems reflecting the current water rights system in order to project regional climate change impacts on the water supply system and to devise adaptation strategies for reducing vulnerability to future water shortage problems. In this vein, the impacts of climate change on the water supply system in the Nakdong River basin have been investigated, with the time frame for assessing the impacts of climate change designated as from 2010 to 2100. An increase in water demand and environmental changes in the Nakdong River basin due to the Four-River Restoration Project will also have significant impacts on the water resource management system in the basin. To build a dynamic network of the water resources system, water usage was first examined based on annual statistical almanacs, and the withdrawal point as well as return point were identified. Understanding the effects of climate change on prospective water supply and demand requires climate scenarios; therefore, CSIRO-MK3.0 with A1b (emission scenarios) were selected to simulate the future climate and baseline climate data. As rainfall and temperature are the two climatic variables driving the water supply system, both variables were simulated by statistical down-scale approach. As expected, the magnitude and direction of changes in rainfall varied from region to region. Next, by using the rainfall-runoff model to estimate natural stream flow from climate scenarios, the study attempted to evaluate how climate change impacts may affect, and be affected by, the water supply system in the Nakdong River basin. The results showed that climate variation yields water shortage to a greater severity than climate change introduced by emission scenarios. Following, the effects of raising irrigation reservoir banks as part of the Four River Restoration Project were evaluated. The study was carried out in the two sub-basins in the Nakdong River basin. The results showed that the additional water supply for instream flow in conjunction with preserving the water volume by raising reservoir banks will contribute to the overall water quantity as well as the quality of downstream. However, maintaining better water quality in irrigation reservoirs is important because the water quality of irrigation reservoirs will have impact on the water quality of not only the downstream of reservoirs, but also the main stream of the Nakdong River basin. Based on the aforementioned findings, the current study forwarded several policy recommendations. First, the central as well as local governments should evaluate the impacts of climate change by building a dynamic water resources system model and encouraging the formation of flexible institutions for water allocation by water resources networking. Second, the current water rights system for climate change should be reevaluated as conflicts by water shortage are highly likely to arise in light of climate change. Third, the government should improve not only hydrologic monitoring, but also the water usage monitoring system. The agency in charge of hydraulic structures should explore their vulnerability and exercise measures to mitigate the impacts of climate change. -
dc.description.tableofcontents 제1장 서 론 <br> <br> <br> <br>1. 연구의 배경 <br> <br>2. 연구 내용 및 추진체계 <br> <br> <br> <br>제2장 대상 유역의 물관리 현황 조사 <br> <br> <br> <br>1. 대상 유역의 개요 <br> 가. 유역의 개황 <br> 나. 유역의 특성 <br> <br>2. 수리시설물 현황 <br> 가. 댐 현황 <br> 나. 농업용 시설물 현황 <br> <br>3. 대상 유역 물이용 특성 <br> 가. 생활 및 공업용수 <br> 나. 농업용수 <br> 다. 하천유지유량 <br> <br>4. 수리권 현황 <br> 가. 우리나라의 수리권 제도 <br> 나. 수리권 허가 현황 <br> <br> <br> <br>제3장 유출 모형 및 유역 물관리 모형 구축 <br> <br> <br> <br>1. 유출 모형의 구축 <br> 나. 모형의 구축 <br> 다. 모형의 검·보정 <br> 라. 자연유량의 산정 <br> <br>2. 유역 물관리 모형의 구축 <br> 가. 유역 물관리 모형의 선정 <br> 나. 유역 물관리 네트워크 구축 <br> <br> <br> <br>제4장 기후변화 시나리오에 의한 수자원 시스템 취약성 평가 <br> <br> <br> <br>1. 기후변화 시나리오 <br> 가. 기후변화 시나리오의 작성 <br> 나. 기후변화 시나리오에 의한 유출량 모의 <br> <br>2. 수요량 시나리오 <br> 가. 미래 용수 수요량 및 수요 패턴 변화 시나리오의 작성 <br> 나. 환경유량의 영향 검토 <br> <br>3. 기후변화에 의한 수자원 시스템 취약성 평가 <br> 가. 다목적 댐의 영향 평가 <br> 나. 농업용수의 영향 평가 <br> 다. 하천유지용수의 영향 평가 <br> 라. 생·공용수 영향 평가 <br> <br> <br> <br>제5장 4대강 살리기 사업과 지류하천 환경 개선 <br> <br> <br> <br>1. 4대강 살리기 사업의 개요 <br> 가. 신규 댐 건설 및 다기능 보의 설치 <br> 나. 농업용 저수지의 둑높임 사업 <br> <br>2. 농업용 저수지 둑높임 사업과 지류하천의 영향 <br> 가. 지류하천의 농업용 시설물 운영 현황 <br> 나. 농업용 저수지 둑높임 사업의 영향 평가 <br> <br> <br> <br>제6장 결 론 <br> <br> <br> <br>1. 요약 및 결론 <br> <br>2. 2차년도 연구계획 <br> <br> -
dc.description.tableofcontents <br> 제1장 서 론 <br> 1. 연구의 배경 <br> 2. 연구 내용 및 추진체계 <br> 제2장 대상 유역의 물관리 현황 조사 <br> 1. 대상 유역의 개요 <br> 가. 유역의 개황 <br> 나. 유역의 특성 <br> 2. 수리시설물 현황 <br> 가. 댐 현황 <br> 나. 농업용 시설물 현황 <br> 3. 대상 유역 물이용 특성 <br> 가. 생활 및 공업용수 <br> 나. 농업용수 <br> 다. 하천유지유량 <br> 4. 수리권 현황 <br> 가. 우리나라의 수리권 제도 <br> 나. 수리권 허가 현황 <br> 제3장 유출 모형 및 유역 물관리 모형 구축 <br> 1. 유출 모형의 구축 <br> 나. 모형의 구축 <br> 다. 모형의 검·보정 <br> 라. 자연유량의 산정 <br> 2. 유역 물관리 모형의 구축 <br> 가. 유역 물관리 모형의 선정 <br> 나. 유역 물관리 네트워크 구축 <br> 제4장 기후변화 시나리오에 의한 수자원 시스템 취약성 평가 <br> 1. 기후변화 시나리오 <br> 가. 기후변화 시나리오의 작성 <br> 나. 기후변화 시나리오에 의한 유출량 모의 <br> 2. 수요량 시나리오 <br> 가. 미래 용수 수요량 및 수요 패턴 변화 시나리오의 작성 <br> 나. 환경유량의 영향 검토 <br> 3. 기후변화에 의한 수자원 시스템 취약성 평가 <br> 가. 다목적 댐의 영향 평가 <br> 나. 농업용수의 영향 평가 <br> 다. 하천유지용수의 영향 평가 <br> 라. 생·공용수 영향 평가 <br> 제5장 4대강 살리기 사업과 지류하천 환경 개선 <br> 1. 4대강 살리기 사업의 개요 <br> 가. 신규 댐 건설 및 다기능 보의 설치 <br> 나. 농업용 저수지의 둑높임 사업 <br> 2. 농업용 저수지 둑높임 사업과 지류하천의 영향 <br> 가. 지류하천의 농업용 시설물 운영 현황 <br> 나. 농업용 저수지 둑높임 사업의 영향 평가 <br> 제6장 결 론 <br> 1. 요약 및 결론 <br> 2. 2차년도 연구계획 <br> 참고 문헌 <br> 낙동강 유역 수리시설물 현황 관련 자료 <br> 낙동강 유역 생활·공업용수 수요량 <br> 낙동강 유역 점용허가 현황 <br> Abstract -
dc.format.extent 248 p. -
dc.language 한국어 -
dc.publisher 한국환경정책·평가연구원 -
dc.title 기후변화 대응을 위한 수자원 네트워크 구축방안 I -
dc.type 녹색성장연구 -
dc.title.original Water resources system network building for climate change I -
dc.title.partname 녹색성장연구보고서 -
dc.title.partnumber 2010-17 -
dc.description.keyword 물환경 -
dc.description.bibliographicalintroduction 기후변화는 자연계의 변화뿐만 아니라 인간 활동에 직·간접적으로 영향을 미치고, 세계 인류를 포함한 지구상의 모든 생물들의 생존 여부가 위협 될 것으로 예측되면서 21세기 최대 과제로 대두되고 있는 실정이다. 특히 기후변화로 인한 시공간적 강우의 특성변화는 물부족, 홍수, 가뭄, 수질 악화, 생태계 교란 등의 수자원의 질적·양적 측면에서 종합적으로 문제를 야기하고 있으며, 그 피해규모는 예측 할 수 없을 정도로 증가될 것으로 전망되고 있다. 그럼에도 불구하고 최근까지의 기후변화에 대한 수자원분야의 연구는 IPCC의 GCMs에 의한 미래 강우자료를 이용하여 유출량 산정, 계절별·유역별 수문변화 예측 및 평가 등을 하는 개별적인 연구가 주로 수행되었다. 그러나 기후변화로 인해 우려되는 미래 물관리 및 물부족에 체계적으로 대응하기 위해서는 기후변화 영향에 대한 평가를 통한 취약 지역 파악뿐만 아니라 수자원 네트워크 구축과 같은 종합적이고 시스템적인 문제접근을 통한 수자원 배분 및 관리에 대한 다각적인 검토와 방안 제시가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 기후변화에 대응한 수자원의 종합적인 관리 차원에서 기후변화에 따른 유역의 용수공급 시스템의 영향과 취약성을 평가하고자 하였다. 이를 위해 4대강 살리기 사업 대상 중에 하나인 낙동강을 대상으로 다목적댐과 같은 수리시설물과 물공급 시스템을 반영한 물이용 네트워크 모형을 구축하였으며, 기후변화에 따른 낙동강 유역의 물수급 현황 및 취약성 등을 평가하였다. 구체적인 연구의 내용은 다음과 같다. 1) 유역 물관리 현황 및 특성 조사 (제2장) 물이용 현황을 분석하고, 유역 물관리 모형의 입력자료를 구축하기 위해 낙동강 유역의 물이동 특성을 분석하였다. 생활용수와 공업용수의 이용 현황은 상·하수도 통계연보 자료를 바탕으로 조사하고 분석하였다. 농업용수의 경우는 다른 용수보다 기후변화에 가장 많이 노출되고 취약한 것으로 판단하여 2007년도 토지이용도 자료를 바탕으로 논과 밭의 필요수량을 산정하였다. 또한 수리시설물에 따른 물수급의 영향을 평가하기 위해 낙동강 유역내 수리시설물의 현황을 조사하였으며, 문헌자료 등의 분석을 통해 오염총량관리단위유역의 유역간 물이동 현황을 조사·분석하였다. 기존의 하천유지유량의 만족비율을 분석한 결과, 낙동강 본류에서는 평균 14%와 최대 20%의 불만족비율을 보였으며 지류에서는 평균 44%와 최대 80%의 불만족비율을 보였다. 부족량에 대해서는 낙동강 본류에서는 평균 12.1㎥/s와 최대 18.6㎥/s%의 불만족비율을 보였으며 지류에서는 평균 2.6㎥/s와 최대 6.6㎥/s의 불만족비율을 보였다. 유역 물관리 모형 구축 시 현황을 반영하기 위해서 낙동강유역의 댐용수권, 하천수 점용허가 등의 수리권 현황 등을 조사하였다. 2) 유역모형 구축 (제3장) 유역의 자연유량을 산정하기 위해 SWAT 모형을 선정하였으며, 낙동강 유역에 최적화하기 위해 모형의 검·보정 지점을 오염총량관리단위유역을 기준으로 하여 정확도를 향상시키고자 하였다. 또한 단위유역 내 다목적댐이 존재하는 경우는 댐을 기준으로 세분화하여 댐의 평상시 및 가뭄시 운영 현황을 적용하고자 하였다. 또한 앞서 조사된 수리시설물, 생·공용수 및 농업용수, 댐용수 및 하천수 점용허가 등의 수리권 자료를 바탕으로 현 낙동강 유역의 물수급 현황을 평가하고 기후변화에 따른 물관리의 취약성을 평가하기 위한 네트워크 기반의 유역 물관리 평가모형(KModSim)을 구축하였다. 3) 기후변화 시나리오의 선정 및 평가 (제4장) IPCC에서 제공하고 있는 기후변화 시나리오들을 기온과 강수량의 편차, 계절성, 변동성 등에 대해 평가하여 우리나라에 맞는 GCMs 선정하였다. 온실가스 배출 시나리오의 경우는 A1B 시나리오를 활용하였으며, 미래 자연유량을 산정하는 SWAT 모형에 입력자료로 사용되었다. 4) 용수 이용 목적별 취약성 평가 (제4장) 기후변화에 의한 물수급 전망 분석을 위하여 KModSim을 이용하였으며 하천수의 배분관계와 저수지 운영 등을 고려한 물수지 방법론을 적용하였다. 기후변화에 따른 수자원 시스템의 취약성을 평가하기 위하여 현재와 미래를 각각 30년씩 구분하였으며 생활·공업·농업용수의 수요량 변화, 하천유지용수의 공급 변화, 다목적 댐 모의 운영 결과를 검토하였다. 다목적댐의 운영에 대해 대부분의 댐에서 2040년대 초반저수량의 변화가 심하게 나타나고 있어 이 시기에 물 공급에 어려움을 겪을 것으로 판단된다. 농업용수에 대한 기후변화의 영향평가 결과 또한 2041년부터 2070년의 기간에 부족이 발생하는 것으로 모의되었다. 하천유지유량의 경우 지류가 본류에 비해 하천유지유량의 확보가 어려운 것으로 나타났지만 양적으로는 본류가 부족량이 더 많은 것으로 모의되었다. 5) 수리시설물 관리 현황 및 평가 (제5장) 낙동강 유역 내 일부 유역의 저수지와 보를 대상으로 운영 현황을 기능과 상태에 따라 Ⅰ~Ⅳ등급으로 평가하였다. 저수지 평가결과, 지자체에서 관리하고 있는 농업용 저수지의 평가등급은 Ⅳ등급, 한국농어촌공사에서 관리하고 있는 농업용 저수지는 Ⅱ등급으로 평가되었으며, 시설물 관리에 가장 영향이 많은 요소는 접근성 인 것으로 나타났다. COD를 기준으로 저수지(옥성과 창림저수지) 내 수질을 평가하였을 때, Ⅲ~Ⅵ등급의 수질을 보여 편차가 심하며 농업용수(수질기준: Ⅳ등급)로 사용가능하나 수질은 좋지 않은 한 것으로 나타났다. 보의 관리는 비교적 잘 이루어지고 있는 Ⅱ등급으로 평가되었으나, 보 자체가 상당부분 노후화된 것으로 조사되었다. 6) 농업용 저수지 둑높임 사업의 하천환경 개선 효과 (제5장) 낙동강 유역 감천 유역(감천A)과 회천 유역(회천A)을 선정하여 농업용 저수지 둑높이 사업에 대한 지류하천의 환경영향을 평가하고자 하였다. 농업용 저수지 증고에 따른 하류 방류량을 증가시킬 경우 저수지 직하류 및 유역 말단에서의 하천유량이 증가함을 알 수 있었고, 특히 풍수기보다는 갈수기에 유량증가효과를 뚜렷이 나타내어 방류에 따른 계절적 변동과 영향이 있음을 확인하였다. 또한 방류량 증가에 따른 저수지 직하류 및 유역 말단에서의 수질이 TN과 TP를 기준으로 1년에 약 2~10%의 수질개선효과가 나타났다. 본 연구는 1차년도에서 낙동강유역에 대한 기후변화에 의한 수자원 공급 시스템의 영향평가와 취약성에 중점을 두었으며 이를 바탕으로 2차년도 연구에서는 4대강 살리기 사업의 주요 내용을 포함하고 지하수 함양량을 고려한 물관리 취약성에 대한 평가를 수행 할 예정이다. 물관리 취약성 평가에 의해 과다한 취수 등의 영향으로 인해 수질이 악화되거나 건천화 등의 문제가 발생하는 지역에 대해서는 왜곡된 물순환 체계 개선을 위한 대책과 기존의 수리시설물과 4대강 살리기 사업으로 건설되는 신규댐과 다기능보 등의 효율적인 관리 방안을 마련 할 예정이다. 또한 기후변화와 함께 가속화될 것으로 판단되는 물분쟁에 대한 대책으로 유역 내 댐용수권, 하천수 점용허가 등의 수리권의 재정비를 통한 효율적인 유역 물배분 방안을 마련할 예정이다. -
dc.contributor.authoralternativename Lee -
dc.contributor.authoralternativename Jin Hee -
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Reports(보고서) Green Growth(녹색성장연구)
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