기후변화를 고려한 생태하천 복원 및 관리방향에 관한 연구

강형식,Kang, Hyeongsik 대한토목학회 2014 대한토목학회논문집 Vol.34 No.1

In this study, using a complex of physical, chemical, and biological evaluation factors, the ecological vulnerability to climate change were evaluated at each river in the Nakdong river basin. First, runoff, sediment rate, and low flow discharge changes according to AIB climate change scenario using the SWAT model were simulated. Also, for the assessment of chemical and biological factors, 48 points that water quality monitoring sites and ecological health measurement points are matched with each other was selected. The water quality data of BOD and T-P and the biological data of IBI and KSI in each point were reflected in the assessment. Also, the future rise in water temperature of the rivers in Nakdong river basin was predicted, and the impact of water temperature rise on the fish habitat was evaluated. The top 10 most vulnerable points was presented through a summary of each evaluation factor. This study has a contribution to river restoration or management plan according to the characteristics of each river. 본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 물리, 화학, 생물학적의 복합적인 평가요소를 이용하여 수생태 관련 기후변화 취약구간을 선정하였다. 먼저 SWAT 모형을 이용하여 A1B 기후변화 시나리오에 따라 각 소유역별로 유출량, 유사량, 갈수량 변화를 모의하였다. 또한 환경부의 수질 측정망과 수생태 건강성 측정 지점이 서로 일치하는 48개 지점을 대상으로, BOD 및 TP 등의 수질 데이터와 IBI, KSI의 수생물 데이터를 평가에 반영하였다. 한편, 미래 기온 상승에 따른 낙동강 유역 하천에서의 수온 상승 폭을 예측하였고, 이로 인한 수생물 서식처 영향을 분석하여 평가에 반영하였다. 각 평가요소를 종합하여 가장 취약한 상위 10개 지점을 제시하였다. 본 연구는 하천 생태복원을 위한 취약구간 평가 및 종합적인 평가 결과를 토대로 각 하천 특성에 맞는 하천 관리 계획을 수립하는데 있어 효과적일 것으로 사료된다.

수생태 복원ㆍ관리를 위한 환경생태유량 정책 개선 방향

강형식 한국수자원공사 2017 저널 물 정책·경제 Vol.28 No.-

환경에 대한 정책은 과거 이용에서 보존으로 최근에는 법적 지위 강화로까지 이어지고 있다. 수생태에 대한 정책도 마찬가지로서 최근 물환경보전법 공포를 통해 수생태건강성의 근간이되는 환경생태유량에 대한 법적근거가 마련 되었다. 이에 본 원고에서는 환경생태유량에 대한 개념변화와 함께, 물환경보전법에서 명시하고 있는 환경생태유량에 대한 의미와 관련 정책의 잠재적 문제점을 짚어보고, 수생태 건강성 제고를 위한 자연유황회복 중심의 환경생태유량의 재정의, 수지원 인프라의 환경적 피해 최소화를 위한 운영 개선 방향, 환경생태유량 확보를 위한 물배분 등 관련 정책 방향에 대해 제언하였다.

The Effects of Cold Water Released from Dams on Zacco platypus Gonad Maturation in the Nakdong River, South Korea

강형식,허준욱,박대룡 대한토목학회 2017 KSCE JOURNAL OF CIVIL ENGINEERING Vol.21 No.4

Field monitoring was conducted to assess fish gonad maturation and health in relation to water temperature, downstream of the Andong and Imha Dams, South Korea. Throughout the eleven-year survey period (2004-2014), the water temperature immediately downstream of the dam was lower than that at the other survey sites because the temperature of the dam-released water was much lower than that of the natural stream water. Gonad maturation of the fish living downstream of the Andong Dam occurred later than that of fish in the natural streams (Gilan Stream and the control). For instance, Zacco platypus spawning behavior (involving the issuance of eggs and sperm) was not observed downstream of Andong Dam in May, although it was evident in Gilan Stream. In July, toward the end of the spawning season, some spawning individuals were observed in Gilan Stream but none was found downstream of Andong Dam. From the observations, we concluded that when water temperature is not within the suitable range, it negatively affects fish health. Although this has been previously reported in aquaculture, only a few studies have been conducted in natural environments. To ensure sustainability of the Nakdong River downstream of the Andong Dam, suitable river management plans and ecological requirements are proposed based on the results of the present study.

물환경 서비스의 지속가는성 평가

강형식 한국행정학회 2016 한국행정학회 학술발표논문집 Vol.2016 No.-

국가 물안보 체계 구축을 위한 중장기 정책방안 연구

강형식 한국환경정책평가연구원 2013 기후환경정책연구 Vol.2013 No.-

본 연구에서는 국가 물안보 체계의 확립을 위하여 국내.외 동향 조사와 전문가 인식 조사 등을 통하여 향후 우리나라의 효율적인 물관리를 위하여 추구해야 할 원칙들을 수립하고, 목표와 비전을 제시하였다. 또한 기존의 연구들에서 분석한 물관리 취약성 및 이에 대응하여 제시한 정책대안에 대하여 수집·분석하였으며, 이를 토대로 물안보 체계 구축을 위한 부문별 정책대안을 수립하고 우선순위를 선정하여 제시하였다. 그리고 권역별 물관리 취약성을 평가하고, 이에 따른 유역 특성별 관리 방안을 제시하였으며, 재해에 대한 지역 레질리언스를 확대하기 위한 방안에 대해 고찰하였다. 마지막으로 우리나라 부처별 물관리 예산을 검토하였으며, 물안보 확보를 위한 재정 확보 방안에 대해 조사하였다. 먼저, 최근 UN 등 국제사회에서는 미래에 물 부족 사태가 매우 심각해 질 것이라는 전망을 내놓고 있는 바, 현재 우리나라의 물안보 상황에 대해 고찰하였다. 그 결과 우리나라는 1960년대부터 지속적으로 수자원 확보를 위한 노력을 하여 현재 상당 부분 그 성과를 거두고 있는 것으로 판단된다. 특히, 수자원장기종합계획(국토해양부, 2011b)에 따르면, 미래 고수요 시나리오에 대하여 과거 최대 가뭄 당시를 기준으로 공급 가능량의 부족량이 약 1.8%에 불과한 것으로 이미 예측되어, 우리나라가 심각한 물안보 위기상황에 처해있다고 보기는 어려울 것으로 보인다. 따라서 기후변화를 대비한 물안보에 대한 인식의 전환이 요구되며, 향후 지금까지의 물관리에 있어서의 문제점을 파악하고 이를 해결하려는 노력이 필요할 것으로 보인다. 이를 위해 본 연구에서는, 선진국에서의 물관리 방향과 국제기구에서의 동향 조사 등을 토대로, ① 수자원-수질-수생태-보건 통합관리 ② 물-식량-에너지의 탄력적 건강성 확보 ③생태계 원리기반의 환경적 정의 확립 ④ 환경적 수혜에 대한 지역적 형평성 제고 ⑤ 협력문화 형성 등의 우리나라가 향후 물안보 확보를 위한 기본 원칙을 도출하였다. 또한 우리나라 미래 사회상과 전문가 설문을 통하여 ``인간과 자연의 지속가능한 공존성 회복에 기여할 수 있는 물안보 확보``라는 비전을 설정하고 이를 달성하기 위한 세 가지의 목표를 세웠다. 한편, 물안보 체계 구축을 위한 정책대안의 수립을 위하여 홍수, 가뭄, 수질 및 수생태, 물관리 인프라, 연안 등 각 부문별 취약성과 이에 대한 정책대안을 정리하였다. 또한 전문가 설문을 통해 시급성, 효율성, 실현가능성을 평가 지표로 하여 정책대안 대분류 및 소분류에 대한 각각의 우선순위를 도출하였다. 이는 지금까지 물관리에 있어 향후 필요한 대안들의 우선순위를 선정한 것으로서 향후 정책 결정에 있어 유용하게 사용될 것으로 보인다. 또한, 각 권역별 이수, 치수, 수질 및 수생태 분야의 취약성을 평가하고, 앞에서 정리된 대안을 토대로 권역별 관리방안을 도출하였다. 물안보 확보를 위한 예산 추정 및 재정확보 방안을 도출하기 위하여, 기후변화에 따른 치수 안전도 변화 및 이에 따른 홍수 피해 금액을 예측한 결과, 현재 대비 향후 2.0배(2011-2040년), 10배(2041-2070년), 2.6배(2071-2100년) 증가할 것으로 예측되었다. 그리고 증가되는 홍수량에 대한 피해와, 하천 및 도시 홍수 등에 대한 방어 비용, 연안 및 가뭄에 대한 구조적 비용을 산정한 결과 연 평균 11조 원이 추가적으로 더 필요할 것으로 추정되었다. 따라서 이를 확보하기 위한 방안을 살펴보기 위해 현재 실행되고 있거나 실행할 가능성이 높은 각종 기금 및 세금을 정리하고 추가 물관리 예산의 확보 가능성을 평가하였다. 추가 재원 마련을 위하여 탄소세, 배출권거래, 하천점용료, 빗물부담금, 취수부담금, 상·하수도요금 및 현행 물관리 체계 개선 등의 방안을 제시하였다. 한편, 우리나라 물관리 예산은 연평균 약 10조 원으로써 국가 총예산의 약 3%이고 2012년 기준으로 GDP의 약 0.8% 정도이다. 국가 물안보 확보를 위해서 부족한 재원은 추가 증세 보다는 국가 전체 예산에 대한 물관리 예산을 늘림으로서 확보하는 것이 바람직할 것으로 판단되며, 현재 국가 예산 대비 물관리 예산은 향후 GDP 대비 최소 2%까지 늘릴 필요가 있을 것으로 분석되었다. The purpose of this study is to establish principles for effective water management while proposing goals and a vision for a national water security system. Strong concerns raised in recent years in the world over water shortages have prompted this study to look into the current state of national water security. Following the analysis, we have proposed five basic principles for the nation`s water security: ① introducing integrated management of water resources, water quality, ecosystem and public health ② securing the resilient health of the water-food-energy nexus ③ establishing environmental justice based on the ecosystem principle ④ enhancing equitable distribution of environmental benefits across the region and ⑤ creating a culture that enables active collaboration among government departments, local authorities, and beyond the borders of the nation. In addition, the vision, ``National water security for sustainable coexistence with nature`` is presented and three goals are set up to achieve it. We also present a list of policy alternatives designed to cope with vulnerabilities associated with flood, drought, water quality, aquatic ecosystem, water infrastructure and coastal inundation, etc. in order to create a national water security system. The policy alternatives are then prioritized based on the data obtained from an expert survey which uses three evaluation indexes of urgency, efficiency and feasibility. The vulnerability in the areas of flood control, and the management of drought, water quality and aquatic ecosystem is evaluated and management measures are suggested in accordance with the conditions of each watershed area. The correlation between climate change and the level of flood safety and the cost of flood damages is analyzed in order to estimate the national water security budget. The result shows that the effect of climate change would increase the cost of flood damages by 2 times (2011-2040), 10 times (2041-2070) and 2.6 times (2071-2100). The budget is estimated based on the prediction of the rise in flood damages; the cost projection for disaster recovery from river and urban floods; and the structural cost of coastal flood and drought prevention. The estimation shows the need for additional 11 trillion won for the purpose of setting up a robust national water security system, compared to the current annual budget allocated for the purpose. To find ways to secure the additional budget required, we review available funds and taxes which can be diverted for the purpose. The annual national water management budget currently stands at about 10 trillion won which accounts for 3% of the total national budget and 0.8% of GDP in 2012. It is advisable to secure the additional budget for water security by increasing the relative share of the budget in the total national budget rather than through a tax increase.

인칭의 개념과 비인칭구문

강형식 한국불어불문학회 1989 佛語佛文學硏究 Vol.24 No.1

Nous avons passe´ en revue la notion de "personne" et de "pronom personnel" dans le syste`me d'incidence verbale du franc¿ais. En psychome´canique, on peut dire que la 3e personne (la non-personne de Benveniste) a sa place le´gitime, voire primordiale dans le syste`me de langue en franc¿ais. Apre`s en avoir donne´ la cause, on a de´fini les fonctions de la personne dans le syste`me d'incidence nominale et verbale. Et ensuite, pour pre´parer le chapitre suivant, il nous a fallu examiner brie`vement la notion de "pronom personnel". Le dernier chapitre est consacre´ aux proble`mes de "il" sujet. Notre objectif principal est d'observer la manie`re de traiter la construction unipersonnelle. En ce qui concerne G. Guillaume (Lec¿on, v.8), il la de´finit comme une construction dont le sujet n'a pas d'intitulation ordinale en discours. Mais, selon nous, on peut mieux comprendre l'esprit guillaumien, si l'on prend l'intitulation se´mantique ou restriction se´mantique pour "l'intitulation ordinale". Et ensuite, G. Moignet, lui, se sert du mot "personne d'univers" pour la de´finition de cette construction. Et a` titre d'essai, nous avons fait un sche´ma ou` sont distribue´es des valeurs d'emploi de "il". Celles-ci sont diffe´rencie´es par la saisie pre´coce ou tardive de la ligne vectrice qui relie la personne d'univers du verbe a` la personne de se´mante`se du sujet.

물환경 서비스와 물 인프라의 지속가능성 평가(2)

강형식,이병국,김호정,구윤모,김지은,이선,김윤정 한국환경정책평가연구원 2015 사업보고서 Vol.2015 No.-

상수도, 하수도, 농업수리시설, 하천과 같은 시설물로 구성된 물인프라는 국민이 삶을 영위하는데 필수적인 생활용수, 농업용수, 홍수방제 등의 다양한 물환경서비스를 제공한다. 국내 물인프라는 급격한 인구 증가, 경제 발전과 맞물려 1980년대에 비해 괄목할만한시설보급률을 꾀해 왔으며, 물환경서비스의 질적인 성장을 이룩한 바 있다. 그러나 1950년대부터 물인프라가 단계적으로 구축되면서 조직ㆍ법ㆍ제도의 분화가 심화되고, 시설노후화 및 품질의 지역 간 격차 등에 대한 논란이 가중되는 실정에서 국내 물환경서비스와 물인프라를 평가할 수 있는 체계의 구축이 요구된다. 그러므로 본 연구는 국가의 물환경서비스와 물인프라의 지속가능성을 경제, 사회, 환경 부문으로 평가할 수 있는 체계를 구축하고 지속가능성을 증진시킬 수 있는 국가정책과 예산집행 효율화를 꾀하는 보고서를 제공하고자 한다. 이를 위해 금호강 시범권역에서의 물환경서비스와 물인프라 지속가능성평가체계가 구축되었으며, 해당 권역을 대상으로 평가를 수행하였다. 더불어 향후 낙동강대권역 단위의 평가를 수행하기 위해 국내에서 활용 가능한 자료와 관련 기관의 관리실태를 분석하였다. 먼저 물환경서비스와 물인프라의 지속가능성 평가체계 설계를 위해 기존 지속가능성개념의 발전동향과 수자원 부문의 지속가능성 평가사례를 검토하였다. 지속가능성의 정의 및 평가체계는 각 경제, 사회, 환경 세 부문이 어떠한 세부구성요소로 이루어졌는지에 대한 논의가 이루어지며 발전되어왔다. 이 중 수자원 부문을 대상으로 한 평가사례는 자료의 한계 등의 문제로 일부 시설에만 국한하여 평가를 진행한 경우가 많았으며, 지속가능성에 영향을 미치는 각 요소들을 종합적으로 고려한 사례는 드물었다. 따라서 본 연구는 국내다양한 형태의 물인프라와 이로 인해 제공되는 물환경서비스를 각각 자원과 편익으로 규명하고 이용 및 관리주체의 경제, 사회, 환경적 영향을 고려하여 평가체계를 설계하였다. 평가체계는 지표기반으로 설계되었으며 지표의 특성에 따라 흐름 및 상태지표가 구축되었다. 더불어 지속가능성에 각 지표가 복합적으로 연계하여 미치는 영향을 고려하기 위해 지표 간,지표-정책 간 연결도를 구축하여 평가에 반영하였다. 결과적으로 평가체계 내 부문별지속가능성 달성목표는 다음과 같이 규명되었다. ○ 경제: 충분한 재원의 확보가 가능한가? ○ 사회: 사회적으로 공평한 수준의 서비스가 제공될 수 있는가? ○ 환경: 높은 품질의 서비스를 제공하면서 수생태건강성을 유지 및 증진할 수 있는가? 부문별 목표 달성수준을 판단할 수 있는 세부 평가지표가 평가체계 내에 제시되었으며, 평가지표는 상수도, 하수도, 농업수리시설, 하천 물인프라를 대상으로 선정되었다. 경제부문 지속가능성을 평가하기 위해 재원조달구조 및 재정건전성과 지속적인 편익 제공을 위한 자산관리 실태가 중점적으로 고려되었다. 사회부문은 환경형평성, 사회적 자본 이론에 근거하여 물인프라와 물환경서비스의 물리적, 질적 형평성과 사회구성원의 합의 및 참여 수준에 의해 평가될 수 있으며, 특히 사회부문 지속가능성은 정부, 공기업 등 관리주체와 지역주민 등 이용주체와 밀접하게 연관된다. 이에 본 연구는 사회부문 지속가능성의 평가지표로 사회적 공평성, 서비스 품질의 지역 간 형평성, 사회적 수용성을 제시하고 다양한 이해관계자를 고려한 세부지표를 제안하였다. 한편 환경부문은 인간을 위한 이수, 치수등 물환경서비스를 건전하게 제공하면서 높은 수생태건강성을 유지할 때 도모된다. 그러므로 자원이용실태를 점검하기 위해 환경부하관리, 환경생태를 위한 물배분을 평가하기 위한 세부지표를 제안하였다. 더불어 수생태연결성과 수생물다양성은 모든 물공급의 원천이되는 자연하천 및 지하수의 유지와 긴밀하게 연계되기 때문에 상기 내용을 평가할 수있는 지표를 제안하였다. 제안된 평가지표에 대해 평가지자체별로 경제-사회-환경 지표 간 연결도를 제안하였다. 연결도는 지표 간 인과관계에 의해 제시되었으며, 연결도에 지자체별 취약부문을 표기하여 개선이 필요한 부문의 가시화를 꾀하였다. 본 보고서에서 지속가능성 평가는 중권역 단위의 금호강 유역을 대상으로 시범평가가 실시되었다. 금호강 유역은 낙동강 중류부로 합류되는 낙동강 대권역의 1지류 하천으로 대구광역시, 경산시, 영천시, 칠곡군, 포항시의 행정구역으로 이루어진다. 본 연구는 타중권역과의 편입면적비율을 고려하여 대구광역시, 경산시, 영천시를 공간적 평가범위로 설정하였다. 금호강 중권역 내 대구광역시, 경산시, 영천시를 대상으로 지속가능성 평가를 수행한결과, 지자체 간 급수인구, 수익규모, 관리주체의 관리실태, 이용주체의 관심도 등에 따라 상이한 평가결과가 산출되었다. 물인프라 보급 규모가 상대적으로 큰 대구광역시는 안정적인 재원조달구조를 보여 경제부문 지속가능성에서 상대적 우위를 나타냈다. 그러나 재정건전성이 상대적으로 낮은 경산시 및 영천시는 자체 취수역량을 강화하여 외부 원정수구입비규모를 축소하고 생산원가의 절감을 도모할 필요가 있다고 여겨진다. 더불어 경영효율화에 따른 사업성 확보를 통해 자기자본비율 증진, 국고보조비율 및 부채비율 감소를 이룩하고 재정건전성을 증진할 필요가 있다. 한편 물이용요금의 적정분담은 경영효율화, 유지관리비재투자에 따른 생산원가 절감, 지역구성원의 합의하 평균단가 인상을 통해 촉진될 수 있다. 평가 행정구역 중 영천시는 적정수준의 서비스 비용분담률 확보를 위해 시설효율 증진과 경영효율화가 요구되었다. 물인프라의 지역 간 양적 분배의 공평성은 금호강 유역간 큰격차를 보이진 않았다. 그러나 상대적으로 보급률이 90%이상을 차지했던 상수도와 달리하수도, 농업수리시설은 지속적인 공급률 개선이 필요하다고 분석되었다. 더불어 모든 평가지자체에서 노후시설비율이 모두 높게 산정된 것을 고려하면 자산관리 체계를 마련함과 동시에 재투자를 위한 미래 소요재정계획 마련이 필요하다고 여겨진다. 한편 금호강유역의 유지유량은 기준치보다 최대 258일, 187일의 부족일수를 가져 생태유량 확보를 위한 국가 및 지자체 차원의 노력이 필요하다고 할 수 있다. 더불어 대구광역시는 타지자체에 비해 수생태건강성, 환경친화적인 토지이용계획 등이 상대적으로 저조하여 기후변화 대응, 생물다양성 증진, 수자원 보호를 위한 조처가 필요하다고 여겨진다. 본 연구는 향후 대권역 단위의 지속가능성 평가체계 수립을 위해 평가범위를 확장함에 따라 발생되는 지표별 평가가능성 및 평가체계의 한계점을 분석하고 낙동강 유역 내 물인프라, 물환경서비스 구축 현황과 유지관리 실태를 조사하였다. 현재 구축된 경제부문 평가지표 중 세부 유지관리비용, 재정적 추정 소요비용 세부지표는 관리기관별로 필요자료가 정립되지 않아 세부시설물의 관리재원 적절성 평가가 어려울 것으로 예측되었다. 또한, 사회부문 지속가능성 평가지표 중 서비스 품질의 형평성을 평가하고자 분석된 노후화시설비율 역시 각 관리기관별로 자료의 수준이 상이하고 일부 시설은 노후화 현황에 대한 자료가 전무하여 평가가 어려울 것으로 예측되었다. 결과적으로 물환경서비스와 물인프라의 관리재원 투입내역과 시설 노후화, 결함 등 시설현황에 대한 이력 관리가 필요한 것으로 사료된다. 또한, 물환경서비스 이용으로 인한 환경적 영향을 대권역 단위로 확장하여 평가하기 위해 유지유량, 보호종 및 외래종 출현현황 등과 같은 기초환경자료의 광대한 수집이 요구된다. 본 연구는 중권역 단위 평가체계를 기반으로 3차년도에 대권역 단위 평가를 수행하기위해 금호강 중권역을 대상으로 평가를 시행하여 중점 정책과제를 선별하고 대권역 단위의평가를 위한 필요사안을 분석하였다. 그러나 자료수급의 어려움으로 인한 문제를 보완하기위해 관련 부처와의 협의, 관계 공무원과의 인터뷰, 플랫폼 활용 등의 해결책 모색이 요구된다. 더불어 3차년도 이후에 전체 물인프라를 대상으로 전국 단위의 평가가 이루어질 것이므로 평가 틀의 적절성에 대한 논의를 지속적으로 전개하고 국가의 물환경서비스와 물인프라를 평가할 수 있는 평가체계의 구축이 요구된다. Sustainabiliy of water infrastructure and its services requires coordinated integration of economic, social and environmental support. Considering the importance of water in human life, assessment of such sustainability has become a critical issue to cope with. With the quantitative growth of water infrastructure in Korea, however, related maintenance and operating costs will continue to grow without adequate financial and social measures. Low water rate, excessive water intake rate, and inequal distribution of infrastructures have also emerged as major issues. Under the circumstances, although the concept of sustainability and its assessment indicators have been developed by several researchers, sustainability assessment framework for water has not been widely suggested. Therefore, in this study, we attempt to develop sustainability assessment framework to evaluate water infrastructure and its services by employing a triple bottom line approach. Specifically, this study aims to demonstrate sustainability system of water resources, and develop a set of assessment indicators in the nation’s mid-watershed. Moreover, available data and distribution of water infrastructure are presented to adopt a developed assessment framework in Nakdong-river. Final sustainability indicators of water infrastructure and its services are consisted of economic, social and environmental sectors. Economic variables mainly focus on the financial health and status of asset management. On the other hand, social variables evaluate the social equity to water services. In the environmental sector, degree of ecological health, which covers concepts such as biodiversity, ecological connectivity, and environmental load, were measured. By evaluating such variables, we conducted interviews with relevant experts, and also used assessment programs including ArcGIS 10.0 and Vensim software. The relationship between indices were described with a causal loop diagram by adopting the theory of system dynamics. The results of this study propose the importance of integral efforts between economic, social and environmental sectors. For Geumho mid-watershed, adequate allotment of water rate and enhancement of financial health were suggested as the main solution for improving the equity of water services. Moreover, improvements in instream management achieved by lowering the environmental load within appropriate flow were significant. In the meantime, low data availability in Nakdonggang River caused difficulties in conducting a detailed assessment. Additional database on maintenance cost should be organized in the future. Moreover, establishment of an asset management system is strongly recommended in order to manage water infrastructure as an asset. This study contributed to the development of water resource sustainability assessment in three ways. First, we defined the components of water sustainability system and risks related to various water infrastructures and their services. Second, the paper suggested comprehensive assessment indicators constituted of economic, social and environmental sectors by considering their inter-relationship. Lastly, we presented political strategies for enhancing water sustainability in the nation’s mid-watershed, and also proposed additional requirements for a more detailed assessment in the future. We believe the paper may offer useful assessment strategy and data for sustainable and qualitative water services.

12. 기본연구보고서 2015-12 : 지하수 의존도에 따른 수생태계 관리를 위한 기저유출지표 개발 및 활용방안 연구

강형식,현윤정,전상묵 한국환경정책평가연구원 2015 기본연구보고서 Vol.2015 No.-

최근 기후변화와 같은 자연현상으로 물 부족이 사회 문제로 대두되고 있으며 이와 같은 물 부족 문제는 앞으로 더욱 심화될 것으로 예상된다. 물 순환에 있어 대기 중에서 떨어지는 빗물 중 대부분은 지하로 침투되며 지표면에 떨어져 담수로 사용되는 수자원의 양은 상대적으로 적다. 따라서 급속한 인구증가, 도시화 그리고 산업화로 인한 물 수요의 증가는 보다 적극적인 지하수 활용의 필요성을 낳고 있다. 그러나 해외사례를 살펴보면 지하수의 과도한 이용은 기저유출의 저감으로 인하여 갈수기 시 하천이 건천화 되거나, 습지나 식물 군락지 등과 같은 다양한 지하수 의존형 수생태계가 나지로 변하는 등 생태계가 파괴되는 모습이 종종 목격된다. 또한 과도한 지하수 개발과 이용으로 인한 하천과 주변 생태계의 영향은 갈등과 분쟁으로 이어지게 된다. 이러한 문제들은 인간을 위한 물이용에서 비롯되었으며, 최근 미국과 호주, 유럽 일부 국가의 정책 결정자 사이에서는 지하수가 지표수를 이루는 근간이 되며 관련 생태계를 지탱해주는 중요한 수원이라는 올바른 인식이 확산되고 있다. 따라서 미국에서는 전국 단위의 기저유출지표를 개발하여 웹을 통해 서비스하고 있으며, 기저유출지표가 작은 지역과 높은 지역을 구분할 수 있어 지역별 지하수 이용 정책을 차별화 시킬수 있는 과학적 근거로 삼고 있다. 또한 미국의 캘리포니아와 텍사스 주를 비롯한 호주에서는 지하수 의존형 수생태계 지표(GDE index)를 개발하고 이를 지도화하여 전 국민에게 홍보하고 있으며, 아직 초기 단계이지만 지하수 분쟁 조정과 지하수 개발에 대한 사전 입지 선정 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 국내의 경우 전체 수자원 이용량 대비 지하수 이용량은 약 12%로서 해외 국가에 비해 상대적으로 지하수 이용비율은 적다. 또한 지하수가 눈에 보이지 않는 수자원이기 때문에 지표수에 비해 상대적으로 관심이 적었던 것이 사실이다. 국내 지하수 관련 법을 검토해 본 결과, 우리나라는 인간을 위한 지하수의 지속 가능한 이용에 초점을 두고 있기 때문에, 음용수를 위한 수질기준과 가뭄을 대비한 개발 가능한 지하수량에 대해서만 관심을 기울이고 있다. 그러나 ‘70년대 지하수 이용률은 전체 수자원의 약 3%에 불과한 수준이었지만, 최근에는 약 12%로 4배 이상 증가를 보이고 있다는 점과 개발가능량 대비 이용량을 초과하는 지역이 다수 존재하고 있다는 점, 최근 기후변화로 인해 가뭄이 점차 확대될 것이라는 전망 등은 그동안의 해외 사례에 비추어 보았을 때, 일부 지역에서는 기저유출 감소로 인한 하천 환경 영향과 지하수 의존형 수생태계 악화로 이어질 것으로 예상된다. 따라서 이에 대한 관리에 더 많은 노력을 기울여야 할 것이다. 본 연구를 통해 국내 하천에서 기저유출지표를 산정한 결과 기저유출이 전국하천 유량에 기여하는 비율은 연평균 약 40%인 것으로 나타났으며 지역별로 20% 미만~ 80% 이상인 것으로 예측되었다. 따라서 기저유출지표가 적은 지역에서는 주변 생태계 보전을 위해 지하수 이용과 개발을 제한하는 것이 타당할 것이다. 또한 갈수기 때에는 그 비율이 더 증가하게 되는데, 낙동강 유역을 기준으로 약 72%의 하천 유량이 지하수로부터 공급되며, 계절별로는 12월과 1월의 겨울철에 90%를 상회하는 것으로 분석되었다. 이렇듯 기저유출 은 하천 유량의 대부분 특히 갈수기 때의 유량을 지배하는 것으로 분석되었다. 따라서 갈수기의 하천 관리 핵심은 기저유출 관리라 해도 과언이 아닐것이다. 이와 같은 기저유출 은 수생태계와 밀접한 연관이 있으며 저서형 무척추동물 서식과의 상관성이 매우 높은 것으로 분석되었다. 또한 U.S.EPA에서 개발된 모형을 통해 분석한 결과 기저유출 변화에 따라 저서형 무척추동물과 어류의 생물량이 크게 변화하는 것으로 예측되었다. 즉 본 연구를 통해 기저유출이 수생태계에 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였으며, 이로 인해 기저유출의 중요성을 인식하고 관련 법·제도를 마련할 필요가 있을 것이다. 본 연구에서는 기저유출지표에 더하여 GDE index를 제시하였다. 이는 미국 캘리포니아 지역을 대상으로 개발된 방법과 유사한 방법으로 구축하였다. 그러나 이는 제한적인 자료를 이용하여 구축된 것으로서 향후 지하수 의존형 수생태계에 대한 데이터베이스 및 의존 도 측정 등 국내 생태계에 적합한 지표로 개발된다면, 해외 국가와 같이 지표수와 지하수 관련 정책 활용에 과학적 근거로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 특히 지하수보전구역 지정을 위한 과학적 근거 제공 지하수 개발에 따른 갈등과 분쟁을 조정하기 위한 정량적 지표 제공, 지표수-지하수의 통합관리 및 대규모 지하수 개발을 위한 입지 선정 등 다양한 분야에서 정책적 활용이 클 것으로 기대된다. 그러나 해외 국가에서도 오랜 기간 동안의 현장조사를 병행한 연구개발을 통해서 관련 지표를 마련하였고, 정책적 활용도를 높이기 위해 최근에 관련 법·제도를 정비하기 시작하였다. 따라서 우리나라 역시 신뢰성 높은 지표 개발을 위한 노력과 투자가 필요할 것이다. 이를 위해 관련 R&D 계획에 대한 로드맵을 제안하였으며, 관련 연구 이후 개선되어야 할 법·제도에 대해 정리하였다. 한편 큰 흐름에서의 지표수-지하수 관련 정책은 긴 정책적 호흡을 갖고 세밀하게 준비하는 것이 타당하겠지만, 유역 차원의 지하수 이용에 대한 영향 조사 및 조사 항목 강화 등의 일부 제도에 있어서는 단기간에 개선되어야 할 것으로 보인다. 즉 지하수 이용 및 개발을 위해서는 지하수 영향조사 보고서를 작성하고, 이를 국토관리청에 허가를 받아야 하지만, 개별 사업으로 평가가 이뤄지다 보니 하천 유량에 미치는 영향이 미비하여 대부분 의 사업이 허가되고 있다. 그러나 최근 연구와 같이 유역 차원의 영향 조사를 시행할 경우 하천 유량 및 생태에 큰 영향이 있을 것으로 분석되어 있으므로 유역 차원의 면밀한 조사를 우선 시행하고 관련 제도를 개선할 필요가 있다. 또한 온천 및 먹는 샘물 등의 대규모 지하수 개발 사업을 위한 영향 조사 항목 역시 개선이 시급하며, 기저유출과 지하수 의존형 수생태계에 미치는 영향 분석이 포함되어야 할 것이다. 그렇지 않을 경우 지하수 개발에 대한 갈등과 분쟁은 더욱 커지게 될 것으로 사료된다. 이 외에도 지하수보전구역 지정 등 현 제도의 개선안에 대해 정리하였다. 본 연구는 국내 하천에서 기저유출의 중요성에 대한 인식 제고와 지하수 의존형 수생태계 관리의 필요성을 환기시키고, 관련 지표 개발을 통해 인간과 자연을 위한 지하수의 지속가능한 이용과 관리를 위한 제도와 정책 수립에 있어 그 활용도가 매우 클 것으로 기대된다. Water shortages due to natural phenomena, such as recent climate change have emerged as a social issue while problems related to the lack of such water are expected to be aggravated further in the future. In water circulation cycle, the amount of water resources used as freshwater is relatively small as most of rain that fall from the air is infiltrated into the ground rather than falling on the ground surface. Thus, the increase in water demand due to rapid population growth, urbanization and industrialization has given rise to the need for a more aggressive use of groundwater. If we look into the cases of other countries, however, excessive use of groundwater lowers baseflow and causes dry stream during the dry season or results in destruction of ecosystem with various groundwater-dependent ecosystems such as wetlands and plant communities turning into bare ground. In addition, an excessive development and use of ground water will have influence on the source river and nearby ecosystems, leading to conflict and dispute. These problems have resulted from anthropocentric use of water and policy makers of the United States, Australia and a number of European nations have recently recognized that groundwater is the foundation of surface water and serves an importance role of supporting the ecosystem. Thus, in the United States, a nationwide baseflow index has been developed and is provided to the public over the Web. As the areas with high and low baseflow indices can be distinguished, the data can be used as scientific evidence in differentiating groundwater use policy by region. Also, Australia and US states including California and Texas are developing groundwater dependent ecosystems index(GDE index) and mapping the information to publicize it to the public, raising expectations that it can be utilized in mediating groundwater-related conflicts and during pre-siting for groundwater development. In case of South Korea, ground water usage compared to the total capacity of water resources is about 12%, which is relatively small compared to other countries. Furthermore, it is true that ground water was not given close attention when compared with surface water due to the invisible nature of ground water. A study on domestic laws on ground water found that in South Korea, focus is only on drinking water quality standards and the amount of groundwater that can be developed in preparation of drought because the primary concern is sustainable use of groundwater for human. However, considering that the groundwater use rate within the entire water resources which merely stood at 3% in the 1970s recently grew over four folds to 12% and that usage has exceeded the amount that can be developed in numerous regions along with the prospect that drought will gradually be expanded due to recent global warming, some regions may see their river environment influenced by lowered baseflow and deterioration of groundwater dependent ecosystems, as attested by the cases of other countries. Therefore, more efforts must be made for their management. In this study, baseflow index of the country`s rivers was calculated and it was found that the contribution of baseflow to the nation`s stream flow rate stood at an annual average of 40%, ranging from less than 20% to over 80% by region. Therefore, it would be reasonable to limit the use and development of groundwater for ecosystem conservation in regions with low baseflow index. In addition, as the proportion increases further during the dry season, around 72% of streamflow rate is supplied from groundwater in case of Nakdonggang River and the rate rises to over 90% in December and January of winter season. As such, it was found that baseflow dominates most of streamflow rate, in particular during the dry season. Therefore baseflow management is the key to river management in the dry season. Such baseflow is closely associated with aquatic ecosystems and highly correlated with benthic invertebrate habitat. In addition, a biomass analysis model developed by the EPA was used in an analysis which found that the biomass of benthic invertebrates and fish vary dramatically depending on changes in baseflow. That is, it was confirmed that baseflow has a great impact on aquatic ecosystems through the study, making it possible to recognize the importance of baseflow and the need to establish relevant laws and regulations. This study proposes the GDE index in addition to baseflow index. It was established by using a method similar to the one used in California, United States. However, it was established with limited resources and if developed in the future as an index appropriate for domestic ecosystem by building database on groundwater dependent ecosystem and measuring dependence, it could be used as a scientific basis of policies related to surface and ground water as in the cases of other nations. Such index is expected to be widely utilized in policy areas as they can provide scientific basis for the designation of groundwater conservation areas and quantitative index for adjusting disputes and conflicts involved in groundwater development; enable integrated management of surface and ground water; and be used during site selection for large-scale groundwater development. Even in foreign countries, however, such indices were developed through research and development in parallel with long-term site investigation in order to enhance utilization in policy related areas, and they recently began to realign related laws and regulations. Therefore, South Korea also needs to make investment and efforts to develop a highly reliable index. To that end, roadmap of R&D planning and laws and regulations that must be improved following related research have been presented in this study. On the other hand, although it is reasonable to closely prepare policies related to surface and ground water from a long-term policy perspective, some areas such as strengthening the impact survey and survey items related to the use of groundwater in the basin level need to be improved in the short term. In other words, although groundwater impact assessment should be performed to use or develop groundwater, assessment of individual project does not reflect the full impact on the streamflow and results in most of the projects being approved. However, close investigation in the watershed level must be conducted ahead of improving related regulations as significant impact on stream flow and ecology is identified when impact assessment is conducted in the watershed level as in the cases of recent studies. In addition, improvements in groundwater impact assessment for large-scale development projects such as hot spring and drinking water is urgent, and impact analysis on baseflow and groundwater-dependent ecosystems must also be included. Otherwise, conflicts and disputes over groundwater development will only worsen. Additionally we specified measures to improve the current system including the designation of groundwater conservation area. This study is expected to raise awareness on the importance of groundwater, call for the need to manage groundwater dependent ecosystems, and be widely utilized in developing systems and policies for a sustainable use of groundwater and management of groundwater for human and nature by developing related index.

여의도 샛강 방문자의 활동 및 인식 패턴 분석

강형식,조성철 대한토목학회 2019 대한토목학회논문집 Vol.39 No.3

Although various efforts to increase the usage of the Yeouido Saetgang river have been made after it was established as the first ecological park in 1997, its usage is significantly lower compared to neighboring Yeouido Han river park. In this study, an interview survey of 1,000 visitors to Yeouido Saetgang river park was conducted. The perception and activity patterns among the visitors were examined. The results showed that about 60 percent of all users were neighboring residents who can move by a walk. Most of the visitors spend their time in the river park taking exercises and observing the ecosystem. It is similar to the characteristics of other city parks in Seoul. The perceptions and activity patterns according to the visitor’s characteristics were analyzed statistically. Also, the effect level of activity patterns on the perceptions such as satisfaction, attachment, and willingness to participate was analyzed and discussed 여의도 샛강은 1997년 국내최초 생태공원으로 조성된 이후 이용 활성화를 위한 다양한 노력이 투입되었음에도 불구하고 현재의 이용 현황은 인근 한강 공원과 비교했을 때 현저히 저조한 상황이다. 본 연구에서는 샛강 방문자 1,000명을 대상으로 면접 설문조사를 진행하였으며, 이용자들의 샛강에 대한 인식과 활동 패턴 등에 대해 조사하였다. 그 결과 전체 이용자 중 약 60 %가 도보를 이용한 인근 주민이었고, 대부분 가벼운 운동이나 산책을 하며 시간을 보내는 등 일반 서울시내 도시공원과 유사한 특성을 갖는 것으로 나타났다. 또한 다양한 통계분석을 통해 응답자 특성에 따른 샛강에 대한 인식과 활동 패턴 차이를 분석하였으며, 샛강에서의 활동 패턴이 샛강에 대한 만족도, 애착심, 참여의식 등에 미치는 영향에 대해 분석하고 고찰하였다.

3D Numerical Simulation of Compound Open-channel Flow with Vegetated Floodplains by Reynolds Stress Model

강형식,최성욱 대한토목학회 2005 KSCE Journal of Civil Engineering Vol.9 No.1

This paper presents a Reynolds stress modeling of compound open-channel flows with vegetation on the floodplain. In the Reynolds stress model, we use the SSG model by Speziale et al., for the pressure-strain correlation term, Mellor and Herring's model for the turbulent diffusion term, and Hanjalic and Launder's model for the dissipation term. In order to take into account the anisotropy of turbulence due to the free surface, the combination of Shir's model and Gibson and Launder's model is included in the pressure-strain correlation model. Model validations are carried out for the compound open-channel flows without vegetation. Then, the model is applied to the compound open-channel flows with vegetated floodplains. The mean flow and turbulence structures are simulated and the impact of vegetation on the floodplains is investigated.