낙동강 유역의 강수분할에 대한 기후 및 유역특성의 상대적 영향력 분석

박윤경,이옥정,김상단 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

유역의 물 환경을 분석하기 위해서는 수문관측 자료의 확보가 매우 중요하다. 그러나 유역의 수문 자료의 관측은 비용과 시간적인 문제도 존재하며, 정확한 관측이 어렵다는 문제 또한 존재한다. 따라서 유역의 물 환경을 분석하는데 필요한 수문 관측 자료가 부족한 상태에서는 수문반응을 간접적으로 표현할 수 있는 기후자료와 유역특성자료를 이용해야 된다. 이에 본 연구에서는 유역의 물 환경을 강수분할이라는 현상으로 대변하여 낙동강 유역의 강수분할에 기후 및 유역 특성이 미치는 영향을 분석하였다. 이 때, 강수분할은 Horton 지수로 정량화하여 연구에 적용하였다. 낙동강 유역의 Horton 지수는 기후요소 중 강수량에 의해 그 대부분이 결정되고 있음을 파악하였다. 또한 강수량 뿐 만 아니라 유역특성까지 함께 고려하여 Horton 지수를 예측한 결과, 강수량만을 이용하여 Horton 지수를 예측한 경우보다 Horton 지수의 예측력이 개선되었다. 특히 강수량과 유역의 평균경사를 함께 고려한 Horton 지수를 예측하였을 때 가장 높은 예측력을 가졌다. 이를 통하여 낙동강 유역의 강수분할에 있어서 기후특성 뿐만 아니라 유역특성 또한 일정한 영향력을 가지고 있음을 확인하였다.

수문학적 유역특성자료 자동화 추출 및 분석시스템 적용 (2) -PRMS 모형을 이용한 용담댐 유역을 대상으로-

권형중 ( Hyung Joong Kwon ),황의호 ( Eui Ho Hwang ),이근상 ( Geun Sang Lee ),유병혁 ( Byeong Hyeok Yu ),고덕구 ( Deuk Koo Koh ) 한국지리정보학회 2008 한국지리정보학회지 Vol.11 No.3

본 연구의 목적은 용담댐 유역을 대상으로 유역특성자료 분석시스템 (KGIS-Hydrology)을 이용하여 PRMS 모형의 입력매개변수를 추출하고 유출모의를 수행함으로서 개발된 유역특성자료 분석시스템 및 추출된 매개변수를 이용한 PRMS 모형의 국내 유역에 대한 적용성을 검토하는데 있다. 용담댐 유역을 대상으로 DEM, 토양도, 임상도 등을 구축하여 유역특성자료 분석시스템에 적용하여 PRMS 모형의 입력 매개변수를 추출하였다. 강수자료 및 기상자료는 기상청의 장수기상관측소의 시계열 자료를 사용하였으며 모의 결과를 검증할 수 있는 하천유출량 자료로서 용담댐 지점(용담댐 유역)과 동향수위관측소(구량천 유역)의 자료를 사용하였다. 장기유출모의 목적에 맞는 PRMS 모형을 구성하고 유역특성자료 분석시스템을 이용하여 추출된 매개변수로서 1966년부터 2001년까지 용담댐 유역에 적용하여 매개변수를 최적화하였다. 최적화된 매개변수를 이용하여 용담댐 유역(2002-2006)에 대하여 검토한 결과 0.49~0.83, 구량천 유역(2001-2004)은 0.57~0.75의 모형효율을 나타내어 모의결과가 실측치에 대하여 높은 모형효율을 나타내었다. The objective of this study is to evaluate the applicability of extracted PRMS input parameters by KGIS-Hydrology over Yongdam-Dam watershed. KGIS-Hydrology is a system for automatic extraction and analysis of watershed characteristic data. Input parameters of PRMS were generated from GIS data (DEM, soil, forest type, etc.) using KGIS-Hydrology. Multi-temporal meteorological data from Jangsu station of KMA (Korea Meteorological Administration) were used for all simulation periods. Input parameters of PRMS were optimized using observed runoff data of Yongdam-Dam station (1966-2001) and validated using observed runoff data of Yongdam-Dam station (2002-2006, Yongdam-Dam watershed). The results showed that the simulated flows were much closed to the observed flows of Yongdam-Dam (2002-2006) and Donghyang (2001-2004) station by 0.49~0.83 and 0.57~0.75 model efficiencies, respectively.

갑천 유역의 불투수면 변화 분석

최진영 ( Jinyoung Choi ),강문성 ( Moonseong Kang ),배승종 ( Seungjong Bae ),정세웅 ( Sewoong Chung ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

유역의 도시화와 각종 개발행위로 인해 불투수면이 지속적으로 증가하고 있다. 이에 따라 다양한 형태의 수질악화, 홍수 증가, 건천화 등 유역의 물 환경 문제가 발생하고 있다. 유역의 토지이용 변화는 유역의 수문과 하천 수질, 수생태계에 직접적인 영향을 준다. 따라서 유역의 물순환 건전화와 수환경 보전을 위하서 유역 불투수면 변화에 따른 하천환경과 유역 물 순환의 명확한 상호관계 정립이 필요하다. 본 연구의 목적은 갑천 유역을 대상으로 과거의 토지이용 및 불투수면 비율 변화 및 상호 관계를 분석하고, 그 기여도를 조사함으로써 주요 관심 토지유형을 중심으로 유역관리를 보다 효과적으로 수행할 수 있는 불투수면 변화 특성을 분석하는 데 있다. 본 연구에서는 환경부에서 제공하는 토지피복도와 Landsat 위성영상 자료를 이용하여 1975년에서 2005년까지 매 5년의 주기별 토지피복변화 분석을 수행하였다. 주기별 분석 결과는 불투수면이 점점 증가하는 경향을 보였으며, 투수면은 점점 감소하는 경향을 나타내었다. 최근의 경향을 알아보기 위하여 2008년 5월 6일의 Landsat 영상을 이용하여, 무감독분류를 실시하고 토지피복도를 작성하였다. 토지이용에 따른 불투수면 변화를 조사하기 위하여, 지적도를 이용하여 갑천유역의 토지이용을 작성하고 분석하였다. 또한 환경부 중분류도 토지피복도, Landsat (2008년) 위성영상, 그리고 지적도를 이용하여 토지이용도를 작성하여 상호 비교하였으며, 위성영상 및 지적도를 이용한 불투수면 면적을 추출하고 각각의 방법에 따른 불투수면 변화를 고찰하였다. 이상의 분석 결과를 바탕으로 유역의 불투수율 GIS 자료구축 및 토지유형별 기여도를 조사하였으며, 관심토지유형에 대하여 총불투수면과 유효불투수면의 관계를 수립하였다. 본 연구의 결과는 향후 유역관리계획의 기초 자료로 활용이 가능하며, 최적화된 유역관리 시스템 구축을 위한 기법을 도출하는 데 기초 자료로서 활용이 가능할 것으로 기대된다.

새만금유역의 농업 비점오염원 관리를 위한 거버넌스 구축 연구

장정렬 ( Jeongryeol Jang ),엄한용 ( Hanyong Um ),박형민 ( Hyeongmin Park ),김재현 ( Jaehyeon Kim ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

새만금 유역은 넓은 농경지를 포함하고 있어 점오염원 처리기술 뿐 만 아니라 체계적인 농업비점오염 저감기술의 개발이 요구된다. 개발된 저감기술의 실행은 최종적으로 농업인의 참여가 필연적이다. 하지만, 농업비점오염 관리를 위해 농업인의 참여나 이를 지원하는 행정기관이나 관계기관, 전문가의 참여를 위한 제도적 방안이 새만금유역에는 마련되지 못한 실정이다. 거버넌스(governance)는 사회문제를 해결하기 위해 정부, 시민사회단체, 기업 등이 참여하는 협력적 매커니즘이다. 이해당사자들이 참여와 파트너십을 통해 사회문제를 해결하는 거버넌스는 다양한 공공부문에서 활용되고 있다. 정부(government)는 공식적인 권위에 근거한 활동을 지칭하는 반면, 거버넌스는 공유된 목적에 의해 일어나는 활동을 의미한다. 거버넌스는 초기에는 통치로서 정의되어 졌지만, 현대에 들어와 그 의미가 ‘협치’란 개념으로 받아들여지면서‘통치’와 ‘자치’의 종합적 관계 속에 놓여있다고 볼 수 있다. 정부부문이 통치기능을 전유한 상태에 가까운 것을 ‘공적 거버넌스(public governance)’라 할 수 있고, 시민사회와 협조적인 통치관계를 형성한 상태를‘사회적 거버넌스(social governance)’라 할 수 있다. 새만금유역에서는 현시점에서 공적거버넌스의 강화가 필요하여 공공에 중심을 둔 거버넌스에 시민사회가 결합한 방식이 현실적일 수 있다. 본 연구의 목적은 새만금유역에서 농업 비점오염원 관리를 위해 다양한 이해관계자가 참여하여 논의 할 수 있는 방안으로서 새만금유역 특성에 적합한 거버넌스 체계를 구축하는 것이다. 새만금 유역은 행정구역 단위로 단절되어진 것이 아닌 유역 단위에서의 협력적인 거버넌스가 구축될 필요가 있다. 또한 수평적와 수직적 체계를 결한 다층적 거버넌스 체계의 필요성에 따라서, 수평적 참여마을단위의 소유역 거버넌스로 이루어지는 시·군단위의 중유역 거버넌스와 이를 아우러는 도 단위에서의 대유역 거버넌스의 수직적 거버넌스와 이를 지원하는 중간지원조직의 다층적 거버넌스 체계로 구축하였다. 대유역단위 거버넌스에서는 다양한 주체의 참여로 이루어지며 전체 거버넌스의 운영 및 기획을 위한 포럼 형태의 “새만금농업비점포럼”으로 하였다. 소유역 참여단위와 지방자치단체의 협력적인 파트너십 구축을 위해 지자체단위의 “협의회”를 구성하여 중유역단위에서의 거버넌스를 구축하도록 하였다. 소유역의 참여단위 거버넌스에서는 행정리 단위에서의 참여를 유도하고 농업비점오염의 저감 및 관리의 필요성 인식과 기술 보급을 중심으로 이루어지며 스스로 농업비점오염 저감을 위한 활동을 추진할 수 있도록 역량강화 프로그램을 적용한다. 이러한 새만금유역 농업비점오염관리를 거버넌스를 통합적인 명칭으로서 “새만금농수로네트워크”를 제시하였다.

유역단위 하수도 재정전략 수립기법 연구

류재나,김호정 한국환경정책평가연구원 2019 기본연구보고서 Vol.2019 No.-

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적 □ 최근 환경부는 유역의 물관리 여건을 고려한 유역 중심의 예산 편성체계를 정립하고 상하류 간 효율적인 예산 편성 및 집행을 위해 유역/지방청의 역할을 강화, 유역 거버넌스 활성화를 꾀하고 있음 ㅇ 하수도사업은 상하류 수계 간 영향을 미치는 사업으로 광역적인 검토가 필요 ㅇ 전국을 유역으로 구분하여 관리할 필요가 있으며, 예산 또한 지차제 중심이 아닌 유역 중심의 편성체계로 개편하여 예산을 편성할 필요가 있음 ㅇ 현재 진행되고 있는 물관리일원화의 방향 또한 행정 중심의 관리체계에서 유역, 수계중심의 관리체계로 변화를 꾀하고 있음 ㅇ 이에 환경부는, 기존 『유역하수도정비계획』의 위상을 강화, 유역 중심의 하수도 관리체계를 현실화하고자 함 □ 기존 『유역하수도정비계획』의 예산 투자는 지자체에서 수립하는 『하수도정비기본계획』을 기반으로 작성되고 있어, 유역 통합관리 전략의 실행과 부합하지 않아 보완이 필요 ㅇ 『유역하수도정비계획』은 20년 단위, 5개년의 시행 단계로 구분되는 계획이나 시설 노후와 대응, 재정전략과 같은 장기적인 전략이 부재한 실정 ㅇ 유역 내 개별 지자체의 현행 하수도 인프라 현황 및 재정운용 상황을 파악하고, 신규시설 설치와 기존시설 유지관리 등의 소요비용 및 재정운용의 변화 등 미래 시나리오를 반영하는 유역단위 장기 전략 계획으로 전환이 필요 Ⅱ. 유역단위 하수도 관리 방향 1. 유역하수도 제도 개선방안 □ 현재의 유역하수도 제도는 ① 『유역하수도정비계획』 위상 정립, ② 유역 차원의 하수도계획 기능 강화, ③ 시군 간 하수도 통합운영관리의 실효적 추진, ④ 『유역하수도정비계획』의 이행력 확보 측면의 개선이 필요 2. 유역하수도 재정전략 수립 개선방향 □ 현재의 『유역하수도정비계획』의 재정계획은 ① 유역단위 관리 목표 수립, ② 유역주요사업의 사업 우선순위 배분 및 국고 지원방안 마련, ③ 개별 지자체의 하수도 재정건전성확보를 위한 지속가능성 도모 측면의 개선이 필요 ㅇ 유역단위 관리 목표 수립 - 유역별 관리 목표를 수립하고 이에 대한 달성방안을 마련 - 하수처리장의 신증설, 하수관로의 신설 및 개량 등과 같은 그간 『하수도정비기본계획』에서 다루어지던 일반적인 지자체의 하수도사업과 관련한 계획뿐 아니라 『유역하수도정비계획』에서는 유역의 물순환 구조 개선, 강우 시 미처리하수 발생 개선, 하수차집관로 문제점 개선, 침수발생 개선 등 유역에서 주요하게 다루어야 할 문제들에 대한 정비계획을 수립 ㅇ 유역주요사업의 사업 우선순위 배분 및 국고 지원방안 마련 - 『유역하수도정비계획』에서 제시한 광역적인 하수도사업에 대해서는 다른 사업에 비해 더 높은 국고보조율을 적용, 사업비를 우선으로 지원 - 사업의 중요도를 고려하여 유역중점사업의 사업비 지원을 신설 - 사업의 중요도를 고려하여 타 사업에 비해 높은 국고보조율을 적용하는 방안 마련 ㅇ 개별 지자체의 하수도 재정건전성 확보를 위한 지속가능성 도모 - 하수도 비용부담체계의 불합리함을 해소하고 하수도 재정건전성을 확보하기 위해서는 하수도 재정계획 내 하수도요금현실화를 통한 사업재정 확보전략이 수반되어야 함 Ⅲ. 유역단위 하수도 재정전략 수립방안 1. 유역하수도 관리의 재정 관련 인자 □ 재원구조 ㅇ 하수도의 총세입은 중앙정부지원액, 지방비, 하수도사용료, 원인자부담금, 이월액, 기타잡수입으로 구성 □ 지출구조 ㅇ 하수도의 총지출은 처리시설, 하수관로, 유수지 및 배수펌프장, 기타 및 유역단위사업의 지출로 구성 □ 유역 중점 목표 달성 인자 ㅇ 유역단위 사업 추진을 위한 유역 목표 달성의 추가 소요비용 산출 □ 조절인자 ㅇ 국고보조율 - 국고보조율의 변화에 따른 중앙정부지원액과 지방비의 변화가 하수도 재정에 미치는 영향 ㅇ 하수도요금 - 요금 조정을 통한 하수도사용료의 변화를 반영한 하수도 재정전략 수립 2. 유역하수도 재정전략 수립방안 □ 유역단위 하수도 재정계획 수립 절차 ㅇ 유역 내 지자체별 하수도정비 사업비 산정 및 유역단위 사업비 산정 - 수질개선목표달성을 위한 기존의 하수처리시설 신증설 및 하수관로 신설·개량계획 등은 기본적으로 진행되어야 하는 사업 - 제시된 수질개선 목표 달성 계획을 바탕으로 한 유역 내 지자체별 하수도 정비를 위한 사업비를 산정 - 여기에는 공공하수처리시설계획, 광역처리시설의 설치 우선검토를 포함한 하수찌꺼기(슬러지) 처리 계획을 포함하며, 관련한 사업비를 총합하여 유역 내 수질개선을 위한 시설계획 사업비를 산정 ㅇ 유역중점관리 목표 달성 계획 및 사업비 산정 - 유역 특성을 반영한 중점관리 목표의 달성 계획과 관련된 사업비를 산정 - 유역의 중점관리 목표 달성을 위한 사업의 대부분은 하수도시설의 여러 세부사업 항목들이 병합해서 수행되어야 하는 경우가 대부분임 - 달성 가능 시나리오의 구성 및 다양한 사업의 계획과 재정계획이 필요 ㅇ 총지출 소요 내역 작성 - 수질개선을 포함한 시설계획 및 유역 특성을 반영한 목표 달성 계획과 관련하여 시설 건설 및 운영에 소요되는 총지출의 소요 내역을 작성 - 하수처리시설 및 하수관로, 하수찌꺼기(슬러지) 처리 및 하수시설 통합 운영·관리전략, 유역 중점관리 목표 달성을 위한 시설사업비 및 운영비를 종합하여 산정 ㅇ 재원조달계획 수립 - 국고보조의 지원기준에 따라 시설별(처리시설, 관로 등) 국조보조금, 지방비, 원인자 부담금의 비율을 역산하여 제시 - 하수도 효율화를 위해서는 하수도 재정계획 내 하수도요금현실화를 통한 사업재정의 확보전략이 수반되어야 함 - 우선 건설비는 기존과 같이 국고 및 지방비로 지원하고, 유지관리비는 하수도요금으로 충당하는 재정계획을 수립 - 지자체별로 하수도사업관련 세입, 세출 현황 및 요금 현황을 파악하고, 지자체별 요금현실화 목표를 설정하여 재정건전성 확보를 계획 3. 재정전략 수립의 핵심 인자 □ 하수도 국고보조 ㅇ 유역중점사업의 보조금 편성 방안 - 유역주요사업의 국고보조는 항목의 계정이 있는 경우 2020 하수도 분야 보조금 편성 및 집행관리 실무요령에 의거하여 보조율을 적용 - 사업항목이 없는 경우 사업의 중요도를 고려하여, 총인 처리시설 및 간이공공하수처리시설의 기준인 광역시 50%, 읍 이상 일반 시군은 50%, 면 이하 일반 시군은 70%를 지원 □ 하수도 요금 ㅇ 하수도요금현실화 방안 - 유역하수도의 재정계획에는 개별 지자체의 유지관리 소요비용에 대하여 하수도 요금 충당방안을 마련해야 함 - 하수도 비용부담체계의 불합리함을 해소하고 하수도 재정건전성을 확보하기 위해서는 하수도 재정계획 내 하수도요금현실화를 통한 사업재정의 확보전략 마련 필요 - 이를 위해서는 지자체별로 하수도사업 관련 세입, 세출 현황 및 요금 현황을 파악하고, 상하수도 요금 적정화 목표제에서 제안된 현실화율 등을 고려하여 요금현실화 목표를 설정 - 현실화 목표를 달성하기 위한 시나리오들을 구성하여 결과를 비교하고 재정전략을 수립해야 함 Ⅳ. 시범유역 모의 □ 시범유역 모의 개요 ㅇ 안성천 유역을 대상으로 시군별 사업비 및 유지관리비를 산정 ㅇ 유역 현안의 검토를 통한 하수도의 개선방향 및 개선 사업을 도출 ㅇ 제시된 유역주요사업들에 대하여 시설사업비 및 유지관리비를 산정 ㅇ 시군별 사업비 및 유지관리비와 유역주요사업의 사업비 및 유지관리비를 대상으로 총지출의 재원조달계획을 마련 - 안성천 단위유역의 지자체별 하수도사업비 구조를 파악 - 개별 시군별 하수도 재정 영향을 분석 □ 국고보조의 변화 모의 ㅇ 재정전략 수립의 핵심 인자 중 하수도 국고보조와 관련하여 유역 특성을 반영한 7개 사업에 대하여 국고보조를 지자체별로 적용하는 데는 모든 지자체에 등률 배분하는 경우와 지자체의 인구수에 비례하게 배분하는 두 가지 경우를 시험 □ 하수도요금의 변화 모의 ㅇ 지자체별 하수도 유지관리비를 검토하였으며, 요금 변화 추이를 고려하여 개별 지자체별 유지관리비 충당을 검토 □ 시범유역 모의 결과 ㅇ 재정 상황이 열악한 지자체는 요금현실화 전략을 마련할 필요가 있으며, 현실화율의 단계적 적정화 방안 등의 재원조달계획 또한 장기적으로 제시될 필요가 있음 ㅇ 획득 가능한 자료의 한계 등으로 말미암아 사사업비를 산출할 때 여러 가지 가정을 고려할 수밖에 없었으나, 시범사업의 모의는 본 연구에서 제안된 전환이 필요한 계획에 재정전략을 수립하는 방법론이 적정함을 시험하였음 Ⅴ. 결론 및 정책 제언 □ 『유역하수도정비계획』 관련 정책의 개선 ㅇ 유역 내 시군 『하수도정비기본계획』에 의존하여 계획을 수립하면서 시군 기본계획과 차별성이 없는 『유역하수도정비계획』이 수립되는 문제를 개선하기 위해, 앞으로는 광역적이거나 유역에서 중요한 사안을 중심으로 『유역하수도정비계획』을 수립해야 함 ㅇ 유역마다 비슷한 『유역하수도정비계획』이 수립되지 않도록 하기 위해서는 『유역하수도정비계획』에서 유역의 특성을 반영한 목표를 설정하고, 유역의 최적 하수도계획을 제시해야 함 □ 유역하수도 재정전략 수립의 개선 ㅇ 현행 지침에서는 통합운영센터의 운영비 및 방류수질 강화시설의 유지관리비는 산출하지만 이에 대한 재원조달계획은 수립하지 않으며, 20년간 소요될 하수관로와 하수처리시설에 대한 유지관리비와 재원조달계획은 계획에 포함되어 있지 않음 ㅇ 반면 지속가능한 서비스의 제공, 유지관리비의 재원조달방안 마련 등 재정건전성 회복을 위한 재정전략 수립이 필요 □ 유역하수도 재정계획 수립방안 ㅇ 시군별 시설계획 및 총괄 사업비, 유지관리비 산정 → 유역 현안 검토 및 하수도의 개선목표 작성 → 유역주요사업 도출 → 지자체하수도계획 수정 및 보완 → 총괄 사업비 및 유지관리비 산정 → 국고, 지방비의 배분 등 재원조달계획 수립 → 개별지자체 하수도 재정 영향 분석을 통한 재정전략 마련 ㅇ 『유역하수도정비계획』에서 제시한 광역적인 하수도사업에 대해서는 다른 사업에 비해 더 높은 국고보조율을 적용하고, 사업비를 우선으로 지원 필요 ㅇ 사업의 중요도를 고려하여, 타 사업에 비해 높은 국고보조율을 적용하는 방안 마련이 필요 ㅇ 하수도사업은 유역단위로 예산이 편성되어 사업비의 충당 방안을 수립하지만, 유지관리비 소요비용의 충당방안 또한 작성되어야 함 ㅇ 하수도 비용부담체계의 불합리함을 해소하고 하수도 재정건전성의 확보를 위해서는 하수도 재정계획 내 하수도요금현실화를 통한 사업재정의 확보전략이 수반되어야 함 Ⅰ. Background and Aims of Research □ Recently, the Korean Ministry of Environment planned to strengthen the roles of the four river basin environment offices/local governments and to invigorate local governance for establishing a river basin-driven budget organization system which is based on regional water management conditions. ㅇ Sewerage works require wide-area reviews as these affect both the upstream and downstream areas. ㅇ Water management and budget compilation should be catchment-based. ㅇ The recent integrated water resources management concept also supports switching from an administrative to a river basin/catchment management system. ㅇ The Ministry of Environment plans to actualize a river basin-driven management system by strengthening the stature of ‘basin sewerage planning.’ □ The current budget investment strategy of the ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’, conventionally based on the ‘Local Government Sewerage Rehabilitation Plan’, requires improvement as it is not enough to carry out integrated basin management. ㅇ While the actual planning period of the ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’ is 20 years, a long-term strategy for the sewerage management is not included in the strategy. ㅇ Transition to the catchment-based long-term strategy is required, which analyzes each municipal condition of sewerage infrastructure and financial operations first and reflects future scenarios, such as changes in the expenses of infrastructure installation, existing sewerage management and financial operations. Ⅱ. Management Directions for the ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’ 1. Required system improvements □ The current ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’ requires improvements in terms of ① strengthening the stature of the plan, ② strengthening the function of the basin sewerage rehabilitation plan, ③ securing effectiveness of integrated sewerage operation and management between local governments, and ④ securing implementation of the basin sewerage rehabilitation plan. 2. Directions on the financial operations □ The current budget investment strategy of the ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’ requires improvements in terms of ① establishing the whole basin management goal, ② establishing priorities of major management plans and supporting plans of government subsidies, and ③ promoting sustainability to ensure fiscal health of each local government. Ⅲ. Directions for Establishing a Budget Investment Strategy of the ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’ 1. Factors relating to budget investment of basin sewerage rehabilitation □ Budget revenues structure ㅇ The total tax revenue of sewerage consists of government subsidies, local government subsidies, sewerage fees, impact fee, carry-over and other revenue. □ Budget expenditure structure ㅇ The total tax revenue of sewerage consists of expenditures for wastewater treatment plants, sewers, detention basin and pumping stations, others and the basin management plan. □ Factors for basin major management plans ㅇ Estimating extra expenditure for promoting basin major management plans □ Control factors ㅇ Government subsidies ㅇ Sewerage fees 2. Directions for establishing a budget investment strategy for the ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’ □ Procedure for establishing a budget investment strategy ㅇ Estimate costs of each local government and basin sewerage rehabilitation ㅇ Estimate major basin plans and related costs ㅇ Estimate the total expenditure ㅇ Estimate a financing plan 3. Main factors relating to budget investment of basin sewerage rehabilitation □ Government subsidies ㅇ The government subsidy rates follow the related regulation. □ Sewerage fees ㅇ Rate realization of sewerage fees Ⅳ. Case study □ Introduction ㅇ Cost estimation for Ansung river basin ㅇ Consideration of basin pending issues ㅇ Estimate major basin plans and related costs ㅇ Estimate a financing plan □ Changes in government subsidies ㅇ (Scenario 1) Distribute subsidies equally to each local government ㅇ (Scenario 2) Distribute subsidies to each local government according to population numbers □ Changes in sewerage fees ㅇ Estimate the impacts of changes in sewerage fees for maintenance costs □ Results ㅇ Local governments with poor financial conditions require sewerage fee realization. ㅇ Despite assumptions about the case study, the methodology suggested in this study seems appropriate in establishing a budget investment strategy. Ⅴ. Conclusion and Suggestions (Achievements) □ Required system improvements ㅇ The current ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’ requires improvements in terms of ① strengthening the stature of the plan, ② strengthening the function of the basin sewerage rehabilitation plan, ③ securing effectiveness of integrated sewerage operation and management between local governments, and ④ securing implementation of basin sewerage rehabilitation plan. □ Directions for financial operations ㅇ The current budget investment strategy of the ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’ requires improvements in terms of ① establishing the whole basin management goal, ② establishing priorities of major management plans and supporting plans of government subsidies, ③ promoting sustainability to ensure fiscal health of each local government. □ Directions for establishing a budget investment strategy of the ‘Basin Sewerage Rehabilitation Plan’ ㅇ Estimate costs for each local government and basin sewerage rehabilitation → Estimate major basin plans and related costs → Estimate the total expenditure → Estimate a financing plan

금강 유역을 대상으로 한 GIS 기반의 유역의 유사성 평가

이효상(Lee, Hyo Sang),박기순(Park, Ki Soon),정성혁(Jung, Sung Heuk),최석근(Choi, Seuk Keun) 대한공간정보학회 2013 대한공간정보학회지 Vol.21 No.3

유역의 수문학적 유사성 평가는 계측지역의 홍수량 정보를 미계측 유역에서 활용하는 지역화 연구의 기초로서 다양하게 연구되고 있다. GIS 기반의 유역 특성인자를 기반으로 대표적인 수문학적 거리산정법을 활용하여 금강유역의 25개 소유역을 대상으로 유역 그룹화를 수행하고, 이를 유황곡선의 관련 계수(저류계수, 갈수계수, 홍수계수, 풍수계수, 유황계수, 하상계수)를 바탕으로 한 결과와 비교하여 유역 유사성 평가의 효용성을 확인하였다. 수문학적 거리산정을 위하여 영국의 FEH(Flood Estimation Handbook)에서 제안하는 유클라디안 거리법을 적용하였으며, 유황관련계수의 군집화를 위하여 SPSS프로그램을 사용하여 계층적 군집분석의 Ward법을 적용하였다. 유역 그룹화를 수행한 결과 유역특성인자를 반영한 수문학적 거리(유사성 척도)에 의한 그룹은 총 3개(H1, H2, H3)이며, 유황관련계수에 의한 그룹은 총 4개(F1, F2, F3, F4)로 분류되었다. 두 그룹들을 대응하여 비교분석한 결과 H1그룹의 7개 유역 중 6개 유역과 H3의 모든 유역이 F1그룹과 대응하였고 H2그룹의 5개 유역 중 4개 유역이 F2그룹과 대응하였으므로 본 연구의 유사성 척도에 의한 유역 그룹화가 효용성이 있음을 확인하였다. Similarity measure of catchments is essential for regionalization studies, which provide in depth analysis in hydrological response and flood estimations at ungauged catchments. However, this similarity measure is often biased to the selected catchments and is not clearly explained in hydrological sense. This study applied a type of hydrological similarity distance measure-Flood Estimation Handbook to 25 Geum River catchments, Korea. Three Catchment Characteristics, Area(A)-Annual precipitation(SAAR)-SCS Curve Number(CN), are used in Euclidian distance measures. Furthermore, six index of Flow Duration Curve are applied to clustering analysis of SPSS. The catchments’ grouping of hydrological similarity measures suggests three groups (H1, H2 and H3) and the four catchments are not grouped in this study. The clustering analysis of FDC provides four Groups; F1, F2, F3 and F4. The six catchments (out of seven) of H1 are grouped in F1, while Sangyeogyo is grouped in F2. The four catchments (out of six) of H2 are also grouped in F2, while Cheongju and Guryong are grouped in F1. The catchments of H3 are categorized in F1. The authors examine the results (H1, H2 and H3) of similarity measure based on catchment physical descriptors with results (F1 and F2) of clustering based on catchment hydrological response. The results of hydrological similarity measures are supported by clustering analysis of FDC. This study shows a potential of hydrological catchment similarity measures in Korea.

다변량 통계분석기법을 이용한 전국 표준유역 대상 수문학적 군집화 연구

안소라 ( So Ra Ahn ),김상호 ( Sang Ho Kim ),김성준 ( Seong Joon Kim ) 한국지리정보학회 2014 한국지리정보학회지 Vol.17 No.1

본 연구는 다변량 통계분석기법을 이용하여 한국 수자원단위지도의 전국 795개 표준유역에 대하여 수문학적 군집화를 수행하였다. 국내 유역의 종합적인 특성인자 산정을 위해 지형, 하천, 기상, 토양, 토지이용 및 수문학 관련 유역특성인자 30개를 선정하였다. 다변량 통계기법인 요인분석을 통해 유역특성인자들 간의 상관관계를 분석하여 16개의 대표 유역특성인자들을 추출하였으며, 유역의 특징을 결정짓는 인자는 토양특성, 유역위치, 유역크기, 기상 및 수문특성에 관련된 인자들로 나타났다. 군집분석을 위해 전국의 기상, 강우, 수위관측소의 자료를 수집하고 양질의 자료보유현황을 검토하여 73개의 계측 유역을 구분하였다. 이 73개의 계측유역을 기준으로 하여, 나머지 미계측 유역 간에 16개의 대표 유역특성인자들과의 유클리드 거리를 계산함으로써 수문학적 군집화를 수행하였다. 그 결과 각 권역별로 동일권역 내 표준유역 사이의 유사성은 한강이 87%, 낙동강이 69%, 금강이 41%, 섬진강이 52%, 영산강이 27%로 분석되었다. This study tries to cluster the 795 standard watersheds of Korea Water Resources Unit Map using multivariate statistical analysis technique. The 30 factors of watershed characteristics related to topography, stream, meteorology, soil, land cover and hydrology were selected for comprehensive analysis. From the factor analysis, 16 representative factors were selected. The significant factors in order were the pedological feature, scale and geological location and meteorological and hydrological features of the watershed. As a next step, the 73 gauged watersheds were selected for cluster analysis. They are scattered properly to the whole country and the discharge data were within a confidential level. Based on the 73 watersheds, the other ungaged watersheds were clustered by applying the 16 factors and calculating Euclidian distances. The clustering results showed that the similarity between standard watersheds within the same river basin were 87%, 69%, 41%, 52%, and 27% for Han, Nakdong, Geum, Seomjin, and Yeongsan river basins respectively.

유역특성을 고려한 비유량법을 통해 미계측 유역의 유량산정방법 개발에 대한 연구

Jun Oh Oh,Jong Jin Lee,Sang Mi Jun 위기관리 이론과 실천 2021 Crisisonomy Vol.17 No.4

본 연구에서는 미계측 유역의 유량을 산정하는데 있어 수치해석 모델을 이용하지 않고 유역특성에대한 가중치를 적용하여 유량을 산정하고자 하였다. 유역특성을 고려한 미계측 유역의 유량을 산정하기 위하여 기존의 비유량법에 유역 특성 가중치를 적용하였다. 유역개발정도와 유역 내 수리구조물에 대한 유역특성을 가중치로 적용하였다. 연구대상유역은 금강수계의 미호천 유역이며 시나리오A결과 6개 관측소 중 2개소에서 과소, 2개소에서 과대산정 되는 것으로 분석되었다. 시나리오B, C, D의 결과 시나리오A 보다 관측유량에 대한 계산유량의 비가 비교적 1.0에 가깝게 분석되었지만여전히 오차가 큰 것으로 분석되었다. 향후 유역특성을 고려한 미계측 유역에서의 유량을 보다 정확하게 산정하기 위해서 유역개발정도와 수리시설물에 대한 정량적인 평가방법 개발이 필요할 것으로판단된다. In estimating the discharge of the ungauged watershed, we tried to estimate the discharge by applying the weight of the watershed characteristics without using a numerical model. To calculate the discharge of the ungauged watershed considering the watershed characteristics, applied the weight of the watershed characteristics to the existing drainage area ratio method. The watershed development degree and hydraulic structures in the watershed for watershed characteristics were applied as weights. As a result of scenario A, it was analyzed that 2 out of 6 observation stations were underestimated, two were overestimated. As a result of scenarios B, C, and D, the ratio of the calculated discharge to the observed discharge was analyzed to be relatively closer to 1.0 than that of scenario A but still analyzed that the error was significant. In the future, to more accurately calculate the discharge in the ungauged watershed considering the characteristics of the watershed, it will be necessary to develop a quantitative evaluation method.

중소유역 거버넌스 활성화를 위한 통합물관리 사업 모델 연구

이기영,한송희 경기연구원 2019 정책연구 Vol.- No.-

2018년 6월 물관리기본법 제정 이후 환경부는 관련 법과 계획을 정비하고 사업의 상충과 중복을 방지하고 효율성 제고를 위해 노력하는 등 하향식 통합을 위해 노력하고 있으나 현장에서 시작되는 상향식 관점에서의 통합물관리 사업추진에도 관심을 가질 필요성이 있다. 지역 현안 해결을 위해서는 분야를 넘어 통합물관리 관점에서 사업을 추진해야 하는데 중앙정부의 경직된 행정체계로는 해결이 어렵다. 이 연구의 목적은 한강 유역 현장 물 문제의 유형을 조사하여 분류한 이후 유형별로 문제 해결에 필요한 통합물관리 사업 모델을 개발하여 중소유역 거버넌스 활동을 지원하고자 하는 것이다. 이 연구에서는 중소유역 거버넌스가 다룰 물 관련 현안을 공간적으로 하천, 댐·저수지, 하구⋅연안 등 3개로 분류한 이후 각각에 대해 하천 유형은 수질·수생태, 치수, 수자원 확보, 친수공간 등 4개로 세분류하였으며 , 댐·저수지 유형과 하구·연안 유형은 수질·수생태, 수자원 확보, 친수공간 등 3개 유형으로 재분류 하였다. 중소유역 차원에서 물 관련 현안이 발생했을 때 문제 해결을 위한 유형별 가이드라인을 제시하기 위해 현안 발생 및 유형 분류, 유형별 관련 사업 파악, 사전 조사 및 필요사업 도출, 사업계획서 작성 등의 4단계로 구분하여 단계별로 접근하는 통합물관리 모델을 제시하였다. 하천 관련 4개 유형, 댐·저수지 관련 3개 유형, 하구·연안 관련 3개 유형 등 총 10개의 유형에 대해 중소유역 거버넌스가 문제의 발생부터 사업계획서 작성 까지의 과정을 단계별로 자세히 명시하였다. 우선 유형별로 구체적인 현안의 사례를 들어 유형을 쉽게 구분할 수 있도록 했으며, 유형별로 문제 해결을 위한 관련 사업을 조사하여 정리하였다. 또한 중소유역 거버넌스가 사전 조사로 수행해야 할 내용과 관련 자료 분석 및 현장조사 이후 어떠한 사업이 필요한지 개략적으로 도출하는 방안을 제시했다. 마지막으로 사업계획서에 포함되어야 할 주요 내용과 연구용역비를 확보할 수 있는 방법을 제안했다. 이 연구에서 제안한 유형별 통합물관리 모형을 공릉천 유역의 물고기 폐사 사건에 시범적으로 적용하여 보았다. 공릉천 유역 사례는 하천 유형에 해당되며 가장 보편적으로 발생할 수 있는 현안 중 하나이다. 변화될 통합물관리 체계에서도 중앙정부가 사업과 예산의 대부분을 결정할 것으로 예상하지만 중소유역 거버넌스의 활성화를 위해 전체 물 관련 예산의 10% 내외를 중소유역 거버넌스가 추진하는 사업에 할당해 주었으면 한다. 중소유역 거버넌스 활성화의 중요성에 대해 다양한 경로를 통해 정책제안을 하면서 1단계로 2020년 이후 수립할 ‘한강유역 물관리종합계획’에 중소유역 거버넌스에서 다룰 수 있는 현안들을 별도의 장(章)을 만들어 포함시킬 것을 요구할 필요성이 있다. 계획 수립과정에서 현안들을 해결하기 위해 별도의 예산 항목을 만들 필요성이 있는지 논의하여야 한다. 유역물관리위원회에서 중소유역 거버넌스에서 제안한 사업을 추진하기 위한 예산지원이 필요하다고 결정하면 2단계로 물관리기본법을 개정하여 예산지원 근거와 사무국도 만들 필요성이 있다. 이 연구에서 제안했던 지역 물 관련 현안의 유형분류와 가이드라인을 중소유역 거버넌스가 참고하여 활용했으면 한다. 다만 유역의 특성에 따라 거버넌스가 중심이 되어 자유롭게 현안 해결을 위한 사업계획서를 작성했으면 한다. 또한 중소유역 거버넌스로 다루어야 할 현안을 수질·수생태 유형에서 치수, 수자원 확보, 친수공간 등으로 폭을 넓힐 필요성이 있다. 거버넌스 구성 요구도 시민사회단체가 아닌 전문가나 공무원이 되어도 무방하다. Korean ministry of environment is going to build integrated water management system, establishing water management basic law. Integrated water management system should be activated in the small watersheds to accomplish the government’s goal. However Korean watershed governance is not prepared to make integrated water project models. Thus this study is to develop several types of integrated water project models. Spatially water issues can be distinguished as river type, dam·reservoir type, and estuary·offshore type. Then three spatial types of water issues are classified as water quality type, flood control type, water resources type and water friendly type. Guidelines are made for all kinds of integrated water project models, on the basis of 4 steps-issue making and type decision, relevant water projects, investigation and necessary projects, and making water projects. water management basic law should be amended to support water projects financially that are produced by watershed governance.

환경평가 지원을 위한 지역 환경현황 분석 시스템 구축 및 운영 낙동강권역 유역건전성 평가체계 마련

박종윤,전동준 한국환경정책평가연구원 2020 사업보고서 Vol.2020 No.-

Ⅰ. 연구의 배경 및 목적 1. 연구 배경 ❏ 대규모 토지개발계획 수립에 있어 환경영향평가 수환경 분야에서 필요한 평가요소는 안정적인 물공급, 하천 수질 및 생태계 보전 등을 중심으로 구성됨. 평가 시에는 선형적 개념으로 접근해 하천의 현황과 영향예측 결과에 따라 저감대책을 마련하는 전략을 사용하고 있음 ㅇ 이러한 수환경 평가체계는 개발로 인한 누적된 영향과 유역관리 측면에서 수환경 보전방안을 고려하지 못하는 한계가 있으며, 수계가 발달하지 않은 지역에서는 그 중요도가 낮게 평가되고 있음. 또한 수량 및 수질은 수문학적으로 연결된 문제임에도 불구하고 별개로 평가되고 있음 ㅇ 개발로 인한 환경변화(토지이용, 지형, 시설물 등)는 궁극적으로 유역의 물순환체계를 변화시켜 유역생태계를 통해 연결되는 자연자원과 수자원 간의 상호작용에 영향을 미치는 만큼, 수환경 영향을 물의 이동을 고려한 복합적이고 광역적인 문제로 인식할 필요가 있음 ❏ 따라서 수환경 영향은 유역 단위 평가가 이뤄져야 하며 유역의 토지이용, 생태계, 수량, 수질과의 관계를 고려하여 유역생태계를 평가할 수 있는 통합평가체계 구축이 필요함 2. 연구 목적 ❏ 본 연구는 유역환경, 수문/수질, 서식지/수생태 등 다양한 평가지표를 이용하여 4대강수계(금강, 한강, 낙동강, 영산강)를 대상으로 통합 유역건전성 평가지수를 산정하고 이를 도식화하여 표준 유역 단위의 수환경 특성을 파악하는 데 일차적인 목적이 있음. 이러한 유역 단위 수환경 수용능력 분석해 유역관리뿐만 아니라 대규모 도시 개발 등 면 단위 개발사업의 환경평가 시 객관적인 입지 적정성 검토 및 친환경 개발 유도에 활용할 수 있는 표준화된 수환경 정보를 제공하고자 함 ㅇ 연구의 공간적 범위는 한강, 금강, 낙동강, 영산강을 포함하는 4대강 수계를 대상으로 하며, 2018년 금강 대권역, 2019년 한강 대권역에 이어 당해 연도 연구에서는 낙동강 대권역을 대상으로 유역건전성 평가체계 구축을 목표로 함 ㅇ 한강 대권역의 경우 방대한 자료의 수집과 모형 구축 및 검증 등 유역건전성 평가를 위한 공간적 범위가 큰 점을 고려하여 두 단계로 나누어 진행하였는데, 본 보고서는 2단계 결과물을 포함하고 있음 - 1단계(2019년)에서는 유역건전성 평가 툴로 이용하고 있는 유역모형(SWAT: Soil and Water Assessment Tool)을 한강 권역 내 237개 표준 유역 단위로 구축하고, 시계열 수문, 수질 관측자료를 이용하여 모형의 적용성을 평가하였음 - 2단계(2020년)에서는 유역환경(토지피복/식생), 수생태 항목의 평가요소에 대한 자료를 수집하고 1단계 수문·수질 모의결과를 토대로 한강 대권역의 유역건전성 평가를 수행함 Ⅱ. 연구 방법 및 자료 1. 유역건전성 평가기술 ❏ 미국 환경보호청(EPA: Environmental Protection Agency)은 유역건전성 체계를“수문, 수질, 토지이용, 수생태, 생물학적 조건 등의 주요 특성에 대하여 동적으로 발생하는 상호작용의 평가를 통해 이해될 수 있는 통합시스템”으로 정의하고 있음¹³⁾ ❏ 유역건전성은 유역이 본래 가지고 있는 자연적인 건전성 평가를 통해 해석할 수 있음. 이러한 유역의 현재 상태 및 유역이 가진 능력을 선행적으로 평가해야 토지이용 변화, 기후변화, 물이용 변화, 인구 증가 등 인위적인 요소에 따른 취약성과 같은 미래 변화에 대한 예측을 수행하는 데 유용한 도구가 될 수 있을 것임 ㅇ EPA(2012, p.2-4)에서는 유역건전성 평가에 이용되는 필수 기본요소들을 landscape condition, geomorphology, hydrology, water quality, habitat, biological condition의 6가지로 제시하고 있음 ㅇ 본 연구에서는 유역건전성 평가를 위해 유역환경(토지피복 상태, 하천), 수문(유출량, 토양수분, 침투량, 지하수 충진량), 수질(SS, T-N, T-P), 서식지/수생태(습지면적, 저수역 분포, 부착돌말류평가지수, 저서성 대형무척추동물평가지수, 어류평가지수) 각각의 요소를 선정하였음. 여기서 수문·수질 평가인자는 SWAT 모의결과를 이용하였으며 서식지, 수생태와 관련된 평가요소는 환경부의 모니터링 자료를 활용함 ㅇ 여기서 사용된 SWAT 모형은 미국 농무부 농업연구소(Agricultural Research Service)에서 개발한 물리적 기반의 장기 강우-유출 모형으로, 대규모의 복잡한 유역에서 장기간에 걸친 다양한 종류의 토양과 토지이용 및 토지관리 상태에 따른 시공간적 유출, 수질 영향에 대한 모의가 가능함 2. 연구자료 ❏ 당해 연도 연구인 낙동강 권역에 대한 유역건전성 평가체계 구축의 일차적인 목적은 유역 수문·수질 평가 도구인 SWAT 모형의 구동을 위한 입력자료 구축과 매개변수 보정을 통한 모형의 적용성 검증임. 모형의 구동에 필요한 입력자료는 기상 및 지형자료이며 모의결과의 검증을 위하여 수문·수질 관측자료를 구축함 ㅇ 모형의 지형입력자료 중 수치표고모델(DEM: Digital Elevation Model)은 국가수자 원종합정보시스템(WAMIS)에서 제공하고 있는 30m 자료를 사용함. 농촌진흥청에서 제공하는 1:25,000 해상도의 정밀토양도 자료와 함께 환경부에서 제공하는 중분류 토지이용도를 구축하였음 ㅇ 기상자료는 기상청 기상관측소 28개소의 과거 34년(1984~2017년)에 대한 강수량(mm), 최저·최고 온도(°C), 풍속(m/sec), 상대습도(%), 일사량(MJ/m²) 자료를 구축하였음 ㅇ 유역 내 5개 다목적댐(안동댐, 임하댐, 합천댐, 밀양댐, 남강댐)과 6개 다기능보(상주보, 구미보, 칠곡보, 강정고령보, 합천보, 함안보) 운영을 고려하기 위해 각 시설물의 제원정보 및 일 단위 방류량 자료를 구축하고 이를 모형의 저수지 모의(reservoir operation)에 적용하였음 ㅇ 수질항목에 대한 모형의 보정 및 검증은 유역 내 6개 지점에 대해 환경부 물환경정보시스템에서 제공하는 SS, T-N, T-P 실측자료를 이용하여 수행되었음 Ⅲ. 모형의 적용성 평가 1. 수문모의 결과 ❏ 유역 내 총 10개 지점의 댐 유입량 및 저수량에 대하여 모형의 검·보정을 수행함. 유출모의 관련 16개 매개변수를 선정하여 조정하였음. 보정결과에 따른 모형의 적합성과 상관성을 판단하기 위한 목적함수로는 coefficient of determination(R²), Nash and Sutcliffe model efficiency(NSE),¹⁶⁾ root-mean-square error(RMSE), percent bias(PBIAS)17)를 사용하였음 ㅇ 낙동강 상류에 위치한 안동댐의 경우 검·보정 기간(2005~2017년) 동안 R²는 0.73, NSE는 0.59, PBIAS는 6%로 나타남. 나머지 9개 지점에 대한 R²는 0.76~0.90, NSE는 0.62~0.78, PBIAS는 -7.5~15.2%의 분포를 나타냄 ㅇ 전체적으로 모의결과는 실측치에 비해 다소 과대 추정하는 경향을 보였으나 유출률과 토양수분 변동, 통계분석 결과로부터 SWAT 모형은 낙동강 유역의 유출 특성을 비교적 잘 재현한 것으로 판단됨 2. 수질모의 결과 ❏ 유역 내 6개 수질관측자료에 대하여 모형의 검·보정을 수행함. 3개 수질항목(SS, T-N, T-P)과 관련된 11개 매개변수를 선정하여 조정하였으며, 보정결과에 따른 모형의 적합성과 상관성을 판단하기 위한 목적함수로는 R²를 사용하였음 ㅇ 보정기간(2005~2011년) 동안의 6개 지점에 대한 R2는 SS가 0.66~0.91, T-N은 0.40~0.64, T-P는 0.44~0.69의 상관성을 보이는 것으로 나타남 ㅇ 반면, 검증기간(2012~2017년) 동안의 R²는 SS가 0.56~0.70, T-N은 0.43~0.69, T-P는 0.47~0.68의 상관성을 보이면서 보정기간에 비해 상관성이 다소 높게 나타남 Ⅳ. 유역건전성 평가 ❏ 유역건전성 지수 산정을 위해 토지피복/식생, 하천, 수문, 수질, 서식지, 수생태 6개의 평가요소에 대해 각각의 sub-index를 산정하였으며, 이를 정규화하여 유역에 대한 건전성을 평가하였음 ㅇ 낙동강 대권역 내 195개의 표준유역에 대하여 통합유역건전성 지수를 산정한 결과, 하류 권역에서 상대적으로 건전성이 낮게 평가되었으며, 최상류 유역 중에서는 안동댐 표준 유역의 건전성이 가장 낮게 나타남 ㅇ 이를 중권역 단위로 살펴보면, 표준 유역 단위와 마찬가지로 상류 유역의 건전성은 높고, 하류로 갈수록 건전성이 낮게 평가되는 경향을 확인할 수 있었음. 이중 안동댐 중권역의 경우 가장 건전성이 높게 평가되었는데, 하천평가점수와 하천연결성이 낮게 평가되었음에도 불구하고 수량, 수질, 수생태 항목에서 높은 점수를 받은 것에 기인한 결과인 것으로 분석됨 ㅇ 한편, 한강 대권역 내 237개의 표준유역에 대하여 통합유역건전성 지수를 산정한 결과 하류에 위치한 표준 유역의 건전성이 상대적으로 낮게 평가되었으며, 북한강 유역보다는 남한강 유역의 건전성이 상대적으로 낮은 것으로 분석됨 Ⅴ. 결론 및 향후 연구계획 ❏ 본 연구는 낙동강 대권역을 대상으로 유역건전성 평가체계를 구축하는 것이 목적임. 이를 위해, 유역건전성 지수 산정에 요구되는 평가요소 중 수문(유출량), 수질(오염부 하량) 자료를 생산하기 위한 SWAT 모형을 구축하였으며, 유역환경, 수생태 요소에 대한 자료를 수집하여 낙동강 대권역 195개 표준유역별 유역건전성 지수를 산정하였음. 또한 한강 대권역에 대한 1단계 결과물을 토대로 237개 표준유역별 유역건전성지수를 산정하였음. ❏ 향후 연구에서는 영산강 대권역을 대상으로 표준유역 단위 유역건전성 평가체계를 구축하여 우리나라 주요 4대강 수계에 대한 평가체계를 완성하고, 유역관리를 위한 취약성 평가와 더불어 환경평가 지원을 위한 수환경 정보의 활용방안을 마련할 계획임 Ⅰ. Introduction 1. Background ❏ The evaluation elements in terms of the water environment for a large-scale land development plan in environmental impact assessment (EIA) are composed of stable water supply, water quality, and ecosystem conservation. When conducting EIA, a strategy to prepare reduction measures according to the current status of the river and the results of the impact prediction, which is an approach of the linear concept centering on rivers, is used. ㅇ The evaluation system for the water environment has limitations in considering the cumulative impact of development and water environment conservation measures in terms of watershed management. Especially, its importance is evaluated as low in areas where the water system is not developed. Water quantity and quality are also evaluated separately despite their being a hydrologically linked problem. ㅇ Due to widespread land developments, many healthy watersheds are degrading with the corresponding reduction in vegetation along with the changes in physical and hydrological soil properties that are attributable to soil erosion and water pollution in rivers and water storage facilities ❏ Consequently, water environment impact should be evaluated at a watershed scale. This means that an integrated assessment framework that takes into account the watershed attributes such as land-use, ecosystem, and water quantity and quality need to be established. 2. Purpose of this study ❏ The overall goal of this study is to assess watershed health by examining the natural environment, hydrology, water quality, and aquatic ecology of the four river basins (Geum, Han, Nakdong and Yeongsan) in South Korea. The results could be utilized for watershed management to protect healthy watersheds and site evaluation in the EA process. ㅇ The spatial scope of this study includes on the four river basins which are Han, Geum, Nakdong and Yeongsan River basins. The studies of the Geum and Han River basins were conducted in 2018 and 2019, respectively and the Nakdong River basin (NDRB) was selected in this year’s study area. ㅇ The study focused on the Han River Basin (HRB) was divided into two phases: watershed model implementation and the watershed health assessment phases. - Phase I in 2019: the Soil and Water Assessment Tool (SWAT), which is a physics-based hydrologic and water quality model, was implemented for the purpose of quantitatively evaluating the hydrology and water quality based on 237 subwatersheds of the HRB. - Phase II in 2020: the watershed health assessment was conducted with six components including the watershed landscape, stream geomorphology, hydrology, water quality, aquatic habitat conditions, and biological conditions. Ⅱ. Materials and Method 1. Watershed health assessment ❏ The foundation of a healthy watershed assessment is a compilation of ecological information that is measurable, comparable and consistent across the area of assessment, and relevant to summarizing the primary attributes of a watershed’s condition. ❏ A healthy watershed is one which natural land cover supports and has the structure and function in place to support healthy aquatic ecosystems. This could be a useful tool for conveying watershed health information with expected future changes, including land cover, water use, and climate change, and should take into account vulnerability to population growth. ㅇ According to the U.S. Environmental Protection Agency (EPA), six indicators are fundamental to the assessment of watershed health: 1) landscape conditions, 2) geomorphology, 3) hydrology, 4) water quality, 5) habitats, and 6) biological conditions. ㅇ In this study, the following six components were selected to evaluate watershed health in the HRB: 1) landscape conditions, 2) stream geomorphology, 3) hydrology (streamflow, soil moisture, infiltration and groundwater), 4) water quality (SS, T-N and T-P), 5) aquatic habitats (wetlands and reservoirs), and 6) biological conditions (TDI, BMI and FAI). ㅇ SWAT is a continuous-time, physically based, semi-distributed watershed model that predicts the effects of various land management practices on hydrologic, sediment and nutrient processes under varying climatic, soil, land use, and management conditions. 2. Data collection ❏ The primary purpose of this study is to verify the applicability of the SWAT model through the establishment of input data and parameter calibration for the simulation of the SWAT model. The SWAT model requires the climate and spatial data as its input variables. Measured water quantity and quality data were collected in order to calibrate and validate the SWAT model. ㅇ A 30 m spatial resolution DEM was obtained from the Water Management Information System (WAMIS), and used in this study. A soil map at a scale of 1:25,000 and the soil layer attribute data were obtained from the Korea Rural Development Administration. A land use map was obtained from the Korean Ministry of Environment. ㅇ Daily weather data including precipitation and minimum/maximum air temperature, wind speed, relative humidity, and solar radiation recorded at 34 weather stations over a period of 34 years (1984-2017) were collected. ㅇ Daily dam inflow, outflow, and storage volume data for the five multipurpose dams (Andong, Imha, Hapcheon, Miryang, and Namkang) and six weirs (Sangju, Gumi, Chilgok, Gangjeong-Goryeong, Hapcheon, and Haman) located in the NDRB were collected and used in the reservoir operation of SWAT. ㅇ Measured water quality data (SS, T-N, and T-P) at the six stations were obtained from the Water Environment Information System. Ⅲ. Model Evaluation 1. Model calibration and validation for streamflow ❏ The SWAT model was calibrated and validated for prediction of streamflow using the measured daily dam inflow and storage data collected at the ten gauging stations. Sixteen hydrologic parameters were adjusted until the simulated streamflow matched the measured data well. Statistical measures for evaluating the model calibration and validation results of the model were as follows: the coefficient of determination (R²), the Nash-Sutcliffe model efficiency (NSE)⁴⁹⁾, the root mean square error (RMSE), and the percentage bias (PBIAS). ㅇ The SWAT model showed a good performance in streamflow prediction at all locations during the calibration and validation periods as indicated by good R² and NSE values that ranged from 0.72 to 0.90 and 0.59 to 0.78, respectively. ㅇ Overall, the model effectively captured the variation characteristics of the runoff and soil moisture but it overpredicted streamflow when compared to observed data. 2. Model calibration and validation for water quality ❏ After streamflow calibration, a multi-variable approach was adopted for calibration and validation for sediment (SS) and nutrient (T-N and T-P) predictions at the six monitoring stations. Eleven parameters related to sediment, T-N, and T-P were adjusted. R² was only used to evaluate the goodness of model calibration and validation results. ㅇ The observed and simulated sediment, T-N and T-P loads matched quite poorly during the model calibration period (2005-2011) by R² values that ranged from 0.66 to 0.91, 0.40 to 0.64, and 0.44 to 0.69, respectively. ㅇ However, the model showed a better performance for the simulated sediment, T-N, and T-P loads, with R² values that ranged from 0.56 to 0.70, 0.43 to 0.69, and 0.47 to 0.68, respectively, during the model validation period (2012-2017). Ⅳ. Watershed Health Assessment ❏ The watershed health index was calculated for the six evaluation factors of landscape conditions, geomorphology, hydrology, water quality, habitat, and biological conditions and then normalized to evaluate the health of watershed. ㅇ According to the result of calculating the integrated watershed health assessment for 195 subwatersheds in the NDRB, the watershed health of the downstream areas was relatively low. Among the upstream areas, the watershed health of the Andong Dam watershed was evaluated as the lowest. ㅇ For integrated watershed health assessment for 237 subwatersheds in the HRB, the watershed health of the downstream areas was relatively low too. Especially, watershed health of the Namhan River basin was relatively lower when compared to the Bukhan River basin. Ⅴ. Conclusions and Future Work ❏ This study was performed to evaluate the health of the watersheds in the NDRB. Among the evaluation factors required for the calculation of the watershed health index, the SWAT model was used to generate hydrology (runoff) and water quality (pollution load) data. The watershed health index for each of 195 subwatersheds in the NDRB was calculated by using the SWAT outputs and collecting data on the watershed environment and aquatic ecological factors. In addition, the watershed health index for each of 237 subwatersheds in the HRB was calculated based on the results of the first phase. ❏ The evaluation framework of the watershed health for the four major river basins in South Korea will be completed by adding the Yeongsan River Basin. In order to support EIA, a utilization plan based on water environment information along with the vulnerability evaluation for watershed management will be considered.