연구분야
기후변화와 수자원영향평가
비선형수문해석
통계수문학
레이더수문학
강우-유출해석
위험도/신뢰성분석
재해관련 연구

 

 

 

 
기후변화에 따른 자연계에서 관측된 영향으로는 수권, 생물권, 해양 등에서 다양하게 나타났으며, 그 예로는 홍수의 위험을 가진 빙하호의 확장 및 증가, 산과 영구동토 지반의 불안정 증가 및 산악지역의 눈/산사태 증가, 북극·남극의 식물군과 동물군의 변화 그리고 고위도 해양에서 플랑크톤, 해조류, 어류의 극향 이동 등이다. 이중 수자원은 기후변화에 민감한 분야로서 인식되고 있으며, 기후변화 조건에서 수자원은 습윤 지역과 고위도 지역에서 10~40% 증가하지만 저·중위도와 반건조지역에서는 10~30% 감소할 것으로 기대되고 있다.
특히 아시아지역에서는 히말라야 산의 빙하 융해로 홍수와 산사태, 수자원 파괴를 증가시키며, 특히 대부분 지역은 수자원이 변동성이 크게 증가할 것으로 전망된다.
 
이러한 기후변화에 따른 수자원 영향 평가를 위해서는 크게 4가지 분야의 연구가 요구된다. 첫째, 기후변화 시나리오 작성 둘째, 기후변화에 따른 수문 변동성 평가 셋째, 기후변화에 따른 이수, 치수를 수문 순환 전체에 대한 평가, 마지막으로 기후변화에 따른 수자원 적응전략 수립 등으로 분류된다.
 
 
일반적으로 기후변화 시나리오는 전지구기후모형(General Circulation Model, GCM)을 통해 모의되며 UN 산하 IPCC(International Panel on Climate Change)에서 SRES 기준에 기후변화 시나리오를 정기적으로 분석 평가하여 제공되고 있다. 기후변화 시나리오 작성을 위해 20개 이상의 GCM 모형이 이용되며 각 GCM은 다수의 Ensemble로 구성되어 있다. 각 GCM 모형이 나타나는 결과는 상당한 차이를 보이고 있으며 과거 관측치를 대상으로 모형의 정도를 파악하는 과정이 필수적으로 요구된다. 이와 함께, 수자원에서 요구되는 시공간적 규모 및 수문모형에 요구되는 자료 규모의 상이성으로 GCM 모형으로 부터 추정된 기후변화 시나리오를 유역단위의 시나리오로 재구성하는 과정이 필요하며 이러한 과정을 Downscaling 이라고 한다. Downscaling 기법은 수자원분야 기후변화 시나리오 작성 과정을 위한 핵심 분야로서 Dynamic Downscaling과 Statistical Downscaling 으로 분류되며 수자원관점에서 Statistical Downscaling은 많은 장점을 가지고 있다. 우리 연구팀은 세계 수준의 Nonstationary Multi-variate Downscaling 기법을 개발하고 있으며 이는 국내 기후변화에 따른 유역단위 시나리오 작성을 위해 이용된다.

 
 
유역단위 기후변화 시나리오를 대상으로 미래 기후변화에 따른 수문 변동량을 평가하기 위해서는 다양한 모델링 기술들이 필요하다. 즉, 기후변화에 따른 수문 요소들의 변화양상을 정량적으로 모의가 필요하며, 이를 위해 토지피복 변화 모형, 강우-유출 모형, 극치 수문량 분석기술 등 수문해석 기술 개발이 필요하다. 각 모형 구성요소들에 대해서 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 기후변화에 따른 장기간의 Flow Regime 변화 등을 효과적으로 평가하기 위해서는 강수 및 온도 시나리오와 함께 토지피복 변화 양상을 반드시 고려해야 하며 시공간적 분석이 가능한 Spatial Markov Chain Type의 토지피복 변화 모형을 개발 하고 있다. 둘째, 유역단위의 Flow Regime 변화 모의를 위해 다양한 수문 요소들의 변화 양상을 입체적으로 고려할 수 있는 강우-유출 모형 개발이 필요하며, 이를 위해 SLURP 모형을 비롯한 다양한 모형 개발에 주력하고 있다. 셋째, 수공구조물 위험도 평가를 위한 기후변화를 외부인자로 고려하는 수문빈도해석을 포함하는 극치계열 수문자료 분석기법을 개발하고 있다.
 
 
물순환 구조에 대한 종합적인 검토를 위해서는 이수, 치수, 수질 등을 종합적으로 고려할 수 있는 평가기술 개발이 요구된다. 즉 홍수 방어능력, 미래 물수요량 예측, 수질 영향 분석 등을 종합적으로 고려한 물수지 분석이 필요하다. 이렇게 평가된 분석 결과는 국내 수자원에 대한 취약성 평가와 수자원 장기종합계획 등 상위 계획을 위한 기본 자료로서 이용될 수 있다.
 
기후변화에 따른 취약성이 평가되면 취약성을 개선할 수 있는 구조적 비구조적 대책이 요구된다. 우리나라는 기후변화 영향평가에 비해 상대적으로 기후변화 적응 전략 수립을 등한시 해오고 있으며, 이에 대한 연구 투자 또한 크지 않다. 가장 일반적으로 고려되는 수자원 분야에 적응 전략은 수자원 보전 대책, 가뭄 및 홍수를 위한 계획 및 대비책 마련, 개선된 수질 보호 대책, 진보된 모니터링 기술과 수자원 이용의 효율성을 높이기 위한 제반 기준 마련 등이다. 이와 함께 기후변화 자료에 대한 이용에 대한 불안요소를 제거하기 위해서 정량적이고 과학적인 평가를 위한 기술개발이 선결되어야 하겠다.