기후변화 시나리오를 적용한 낙동강수계 다목적댐의 적정 예비율 산정
Estimation of Optimal Reserves for Multi-purpose Reservoirs in Nakdong River Basin Considering Climate Change Scenario
초록/요약
기후변화에 관한 정부 간 협의체(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)의 5차 평가보고서에 따르면 기후변화로 인해 전 세계적으로 이상기후 현상의 발생빈도가 증가하고 있는 것을 확인할 수 있다. 이상기후 현상의 발생빈도가 증가함에 따라 홍수, 가뭄 등 수자원과 관련된 재해의 발생빈도 또한 증가하고 있다. 이 중 가뭄은 용수공급에 가장 직접적인 영향을 미치는 재해이다. 최근 우리나라의 가뭄피해 사례를 살펴보면 1990년대 이후 5∼7년 주기의 극한가뭄이 발생하고 있다. 특히 2014∼2015년에는 극심한 가뭄이 발생하여 보령댐, 횡성댐, 용담댐에서 역대 최저 저수율을 기록하였다. 이에 안정적인 용수공급을 위한 수자원 확보 기술의 필요성이 대두되고 있다. 수자원장기종합계획에서는 안정적인 용수공급을 위해 수자원에도 전력, 석유 등 주요자원에서 사용되고 있는 예비율 개념의 대책 도입이 필요하다고 언급하였다. 여기서 예비율이란 자원을 사용할 양만큼 이용하고도 남아 있는 여분의 자원을 의미한다. 현재 국내 대부분의 다목적댐들은 용수공급에 이용되는 이수용량 외에 비상시 활용 가능한 비상용량을 확보하고 있다. 하지만 비상용량에 대한 활용방안이 없어 이를 활용하지 못하고 있는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 기후변화에 의해 수자원 변동성이 증가하는 상황에서 안정적인 용수공급을 위해 비상용량을 예비량으로 활용하였으며, 낙동강수계의 다목적댐들을 대상으로 적정 예비율을 산정하여 예비율 활용에 따른 용수공급능력 향상 정도를 분석하고자 하였다. 기후변화의 영향을 고려하기 위해 RCP 4.5 CMCC-CMS 수문시나리오를 저수지 모의운영 모형의 유입량 자료로 이용하였으며 낙동강수계의 안동-임하댐, 합천댐, 밀양댐, 군위댐, 김천부항댐을 대상으로 일반운영, 비상용량 활용 Ⅰ, 비상용량 활용 Ⅱ 등 3가지 저수지 운영 기준에 따라 저수지 모의 운영을 실시하였다. 저수지 모의운영의 결과를 이용하여 낙동강수계 다목적댐들의 적정 예비율을 산정하였다. 분석결과 안동-임하댐, 밀양댐, 김천부항댐의 경우 분석기간 동안 비상용량을 활용하지 않는 것으로 분석되어 추가적인 비상용량 확보는 필요 없을 것으로 판단되었다. 합천댐의 경우 현재 합천댐의 비상용량의 70 %(91 백만㎥)를 활용하게 되면 분석기간 내 용수부족이 발생하지 않는 것으로 분석되었다. 확보된 예비량을 통해 일 생·공용수공급량 기준으로 64일의 추가 용수공급이 가능한 것으로 분석되었다. 마지막으로 군위댐의 경우 2.931 백만㎥의 비상용량을 활용해야 분석기간 동안 용수부족이 발생하지 않는 것으로 분석되었다. 이는 현재 군위댐 비상용량 1.3백만 ㎥의 약 230 %(3 백만㎥) 수준으로 군위댐의 경우 추가 비상용량 확보가 반드시 필요할 것으로 판단된다. 확보된 예비량을 통해 일 생·공용수공급량 기준으로 34일의 추가 용수공급이 가능한 것으로 분석되었다. 본 연구에서는 기후변화에 의해 수자원 변동성이 증가하는 상황에서 안정적인 용수공급을 위해 다목적댐의 비상용량을 예비량으로 활용하였으며, 낙동강수계의 다목적댐들을 대상으로 적정 예비율을 산정하였다. 낙동강수계의 안동-임하댐, 합천댐, 밀양댐, 군위댐, 김천부항댐에 대해 적정 예비율을 산정하였고 예비율을 활용함에 따라 용수공급능력이 향상되는 것을 확인하였다.
more목차
제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구동향 3
1.2.1 댐 예비율 확보 관련 연구 3
1.2.2 기후변화를 고려한 수자원 영향평가 관련 연구 4
1.3 연구내용 및 범위 6
제 2 장 이론적 배경 7
2.1 댐 예비율 7
2.1.1 다목적댐의 비상용량 7
2.1.2 댐 예비율 추정 방법론 9
2.2 댐 용수부족 대비 용수공급 조정기준 11
2.3 기후변화 시나리오 13
2.3.1 RCP 시나리오 13
2.3.2 대기대순환모형 14
2.3.3 상세화기법 15
2.4 용수공급능력 평가지표 16
2.4.1 신뢰도 16
2.4.2 회복도 17
2.4.3 취약도 17
제 3 장 적정 예비율 산정을 위한 저수지 모의운영 모형 구축 19
3.1 대상 유역 및 댐 선정 19
3.2 대상 다목적댐 현황 21
3.2.1 안동댐 21
3.2.2 임하댐 22
3.2.3 합천댐 24
3.2.4 밀양댐 25
3.2.5 군위댐 27
3.2.6 김천부항댐 28
3.3 저수지 모의운영 모형 구축 30
3.4 대표 기후변화 시나리오 선정 35
제 4 장 낙동강수계 다목적댐의 적정 예비율 산정 39
4.1 저수지 모의운영 및 적정 예비율 산정 결과 40
4.1.1 안동-임하댐 40
4.1.2 합천댐 47
4.1.3 밀양댐 59
4.1.4 군위댐 66
4.1.5 김천부항댐 77
제 5 장 결 론 84
