수자원계획의 최적화 연구, IV: 기후변화에 따른 수자원계획의 영향평가

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, analysing hydrological time series to detect evidence of climate change, the relationships between climatic variability and rainfall frequency, and the characteristics of drought and flood occurrence are investigated to assess climatic change impacts. the hydrological time series at the 11 stations with about 100 year records show apparent increase trend but there is no statistical significance at 95% level. However, the increase of drought and flood occurrence frequency is identified and the frequency amount estimated at same recurrence interval after the time series in 1950 year is larger than in year. In addition, when double 2CO₂concentration is anticipated, the results show that the severity of drought and flood may become more extreme than present condition. The study is also to examine the sensitivity of water resources system to climate change in the Geum River basin. To do that, we utilize temperature, precipitation, and streamflow for four(Base, Low, Average, and High) climate change scenarios using GCM. A reservoir simulation model for the Dae-Chung and Young-Dam dam in the basin has been developed with an objected-simulation environment. For each climate change scenario, the performance of the reservoirs is assessed in terms of reliability, resiliency, and vulnerability. Although the simulation results are heavily dependent on the choice of the climate change scenarios, the following conclusions can be clearly concluded : (1) the future streamflow above each dam tends to decrease during the dry season, which seriously increase competitive water use issues and (2) flood control issues predominate under the 2CO₂High scenarios.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 기후변화 영향의 탐색과 기후변화에 따른 수자원 시스템의 민감도를 평가하는 것이다. 기후변화 영향 탐색을 위하여 수문시계열에 대한 변동과 경향 분석을 수행하였으며 기후변동과 확률홍수량의 변화, 과거와 기후변화에 따른 가뭄과 홍수의 변동특성을 파악하였다. 이상과 같은 분석결과 과거 강수량의 증가경향은 있으나 통계적 유의성은 없는 것으로 나타났다. 그러나 1950년대 이후 홍수와 가뭄이 증가하고 있는 것으로 나타났으며, 1950년대 이전보다 1950년대 이후가 같은 빈도에서 확률홍수량이 증가한 것으로 나타났다. 또한 2CO₂의 상황의 기후변화 시나리오에서 가뭄과 홍수가 더 심화될 수 있음을 파악하였다. 금강유역에서 2CO₂의 상황의 기후변화에 의한 수자원 시스템의 민감도를 평가하기 위하여 Base, 최소, 평균, 최대로 발생할 수 있는 4개의 GCM(General Circulation Model)시나리오를 이용하여 기온, 강수량, 하천유출량을 작성하였다. 금강유역의 대청댐과 용담댐의 저수지모의 운영을 통하여 신뢰도, 회복도 및 심각도에 의한 저수지 성능을 평가하였다. 각 하천유출량 시나리오에 대한 모의운영 결과는 기후변화 시나리오의 선정에 지배적이지만 대청댐과 용담댐의 갈수기 유출량은 감소하는 경향이 있어 이수차원의 물 관리에 어려움을 줄 수 있으며, 2CO₂에서 가장 큰 하천유출량 시나리오에서는 치수기능을 저하시키는 것으로 나타났다.

목차 (Table of Contents)

• 제I편 총설
• 1. 수자원계획의 최적화 연구 총괄
• 1.1 연구의 목적
• 1.2 연구의 필요성
• 1.3 중점연구내용
• 1.4 연구계획 시스템 구성도
• 2. 수자원계획의 최적화 연구(IV)
• 2.1 연구의 필요성
• 2.2 연구의 목적
• 2.3 연구의 내용
• 2.4 연구 흐름도
• 제II편 기후변화와 수자원 연구동향
• 1. 서론
• 2. 기후변화와 수문과정
• 2.1 온실효과
• 2.2 수문현상에 대한 영향
• 3. 국회 연구동향
• 3.1 기후변화에 따른 수자원영향 평가 방법
• 3.2 기후변화 시나리오
• 3.3 유출에 대한 영향
• 3.4 수자원관리에 대한 영향
• 4. 국내 연구동향
• 4.1 지구 온난화와 수문기상 인자의 변동
• 4.2 기후변화와 수자원
• 4.3 기타 관련연구
• 5. 기후변화 영향 관련 국외 주요 연구과제
• 5.1 아시아와 오스트레일리아
• 5.2 북아메리카
• 5.3 남아메리카
• 5.4 유럽
• 5.5 아프리카
• 6. 결과 및 고찰
• 제III편 수문변수에 대한 기후변화 영향 평가
• 1.서론
• 2. 수문변수의 변동 및 경향 분석
• 2.1 변동 및 경향 분석 기법
• 2.2 변동 및 경향 분석 대상자료
• 2.3 장기간 지정 강수량의 변동 및 경향 분석
• 2.4 유역평균강수량의 변동 및 경향 분석
• 2.5 하천유량의 변동 및 경향 분석
• 3. 기상학적 과거 가뭄 및 홍수의 발생 특성 분석
• 3.1 PDSI에 의한 가뭄과 홍수의 발성 특성 분석
• 3.2 과거 강수량 발생 특성에 의한 가뭄과 홍수의 변동 고찰
• 3.3 기후변화가 기상학적 가뭄과 홍수에 미치는 영향
• 4. 확률강수량의 변화 추이 분석
• 4.1 빈도분석
• 4.2 자료의 수집 및 구성
• 4.3 최대강수량계열의 변동과 경향성 평가
• 4.4 자료의 구분에 따른 기본 통계값 산출
• 4.5 매개면수의 추정 및 적합도 검정
• 4.6 확률강수량의 산정 결과
• 5. 지구온난화에 따른 일강수량의 분포 변화 분석
• 5.1 서론
• 5.2 일강수량 분포의 이론적 고찰
• 5.3 월/연강수량의 변화의 따른 일강수량 분포의 변화 추정
• 5.4 결과 및 고찰
• 6. 가뭄 및 홍수 발생 변동 특성의 원인 고찰
• 6.1 자연적인 가뭄과 홍수의 발생 특성
• 6.2 기후변화에 따른 가뭄과 홍수의 발생 특성
• 6.3 GCM결과에 따른 가뭄과 홍수의 발생 특성
• 제IV편 기후변화에 따른 수자원 민감도 평가
• 1. 서론
• 2. 기후변화에 따른 수문 시나리오 작성
• 2.1 GCM 시나리오
• 2.2 자료의 모의발생기법
• 2.3 월/연강수량의 변화에 따른 수문자료의 모의
• 3. 기후변화에 따른 하천 유출량 작성
• 3.1 강우-유출 모형
• 3.2 대상 유역의 선정 및 모형의 보정
• 3.3 GCM 시나리오에 따른 모의결과
• 3.4 결과 및 고찰
• 4. 금강수계 저수지 운영 모의
• 4.1 유입량 시나리오
• 4.2 저수지 운영율
• 4.3 수자원 민감도 평가지표
• 4.4 STELLA 모형을 이용한 저수지 운영모의
• 4.4.2 용담-대청 저수지시스템의 운영모형
• 4.5 결과 및 고찰
• 제V편 결론 및 향후 연구과제
• 1.결론
• 1.1 기후변화와 수자원 연구동향
• 1.2 수문변수에 의한 기후변화 영향 평가
• 1.3 기후변화에 따른 수자원 민감도 평가
• 2. 향후 연구과제
• 2.1 연구의 배경과 필요성
• 2.2 연구개발의 목표
• 2.3 향후 연구 추진내용
• 2.4 향후 연구목표 및 내용
• 참고문헌
• 부록