기후변화에 의한 우리나라 수자원과 수환경에의 영향 분석 및 평가 연구 = (The) climate change impacts assessment on water resources and environment in South Korea

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Climate change will affect water resources and environment all over the world and its impacts assessment and adaptation are pending issues that are significant in terms of science and policies. However, GCMs and selection of scenarios have never been standardized while the results from systemic researches based on the water cycle mechanism covering weather, hydrologic elements, water resources and environment have been insufficient in Korea. Hence, this study explored and applied appropriate techniques for assessment of climate change impacts on water resources and environment according to the country’s needs.
Precise statistic analysis of elasticity for hydrological elements and trends for detecting climate change were conducted to provide substantial results as to changes in temperature and rainfall in Korea coming from climate change both in terms of time and space and various statistical techniques were applied for this purpose, which is significant. Especially, impacts on water temperature and water environment(quality), so far rather neglected in Korea, were analyzed, which will provide an early-stage contribution to the future water environment research and policies.
Based on selection of the most appropriate GCMs in Korea, which is the most fundamental and basic stage for climate change analysis, and application of downscaling techniques for precise materialization of Korea’s meteorological patterns in terms of space and time, the current climate change scenarios and those forecasting the next 90 years were produced and applied. Various statistical verification involving bias, seasonality, variability, and comparison of test results produced reliable results.
For the first time in Korea, the SWAT model, an integrated hydrological model was constructed for the Nakdong River basin and verified. The climate change scenario, thus derived, was applied to the model to comprehensively analyze and assess climate change impacts around the Nakdong basin based on analysis of yearly and seasonal changes in outflow, daily changes in flow duration, and changes in water pollution loads. The scenario-based studies on climate change impacts including GCM, RCM, downscaling, and SWAT are expected to provide technological methodologies for climate change research and become a foundation for more quantitative, more reliable and analytic studies on the country's climate change based on application to other basins.
If water environment impact assessment and analysis of the future water balance including a forecast of water supply and demand take place based on the results of this study, the results will be sufficiently valuable both as researches on national measures to climate change and policy materials.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서 론 1
• 1.1 연구 배경 1
• 1.2 연구 필요성 및 목적 3
• 1.3 연구 내용 및 절차 5
• 제 2 장 연구 동향 분석 7
• 2.1 기후변화 경향성 분석 7
• 2.1.1 수문․기상 인자의 경향성 분석 7
• 2.1.2 수환경 인자의 경향성 분석 10
• 2.2 기후변화 탄성도 분석 12
• 2.3 기후변화에 따른 미래 수문기상인자 예측 14
• 2.3.1 전지구모형(GCM) 14
• 2.3.2 상세화기법 16
• 2.3.3 기후변화에 따른 미래 수문기상인자 예측 18
• 2.4 기후변화의 수환경 영향 평가 21
• 2.5 유역기반 통합수문모형 적용 23
• 2.6 환경유량 정의 및 평가 25
• 제 3 장 기후변화에 따른 영향 분석기법 30
• 3.1 비시나리오기반 영향 분석기법 30
• 3.1.1 개요 30
• 3.1.2 기후변화 경향성 분석기법 31
• 3.1.3 기후변화 탄성도 분석기법 37
• 3.1.4 기후변화에 따른 수환경 요소간 영향 메케니즘 분석기법 40
• 3.2 시나리오기반 영향 분석기법 43
• 3.2.1 개요 43
• 3.2.2 국내에 적합한 GCM 시나리오 선정 및 규모내림 45
• 3.2.3 낙동강 통합유역모형(Nakdong-SWAT) 구축 및 검보정 60
• 3.2.4 낙동강 수질 변동성 분석기법 91
• 제 4 장 비시나리오기반 수자원 및 수환경 영향 분석 95
• 4.1 기후변화 경향성 분석 95
• 4.1.1 분석자료 구축 95
• 4.1.2 전국 강우변동 경향성 분석 97
• 4.1.3 전국 기온변동 경향성 분석 106
• 4.1.4 분석 결과 요약 111
• 4.2 기후영향 탄성도 분석 112
• 4.2.1 분석자료 구축 112
• 4.2.2 전국 하도유역 면적강우량-장기유출량 탄성도 분석 115
• 4.2.3 전국 댐유역 면적강우량-댐 유입량 탄성도 분석 117
• 4.2.4 낙동강유역 기온-수온 탄성도 분석 119
• 4.2.5 낙동강유역 수온-수질(BOD) 탄성도 분석 122
• 4.2.6 낙동강 유출-수질(BOD) 탄성도 분석 124
• 4.2.7 분석 결과 요약 126
• 4.3 기후변화의 우리나라 수자원-수환경 영향 메케니즘 분석 결과 127
• 제 5 장 시나리오기반 수자원 및 수환경 영향분석 129
• 5.1 기후변화의 낙동강유역 수문요소 민감도 분석 129
• 5.1.1 개요 129
• 5.1.2 기후변화 시나리오별/수문요소별 민감도 분석 결과 130
• 5.2 기후변화의 낙동강 유출 및 유황 영향 분석 139
• 5.2.1 연유출, 계절유출 및 월유출 변동 특성분석 139
• 5.2.2 일유황 변동 특성분석 152
• 5.3 기후변화의 낙동강 수질오염부하량 영향 특성분석 158
• 5.3.1 유출에 따른 수질오염부하량 영향분석 158
• 5.3.2 유황에 따른 수질오염부하량 영향분석 176
• 5.4 기후변화의 환경유량 영향분석 179
• 제 6 장 기후변화의 우리나라 수자원 영향평가 및 대응 181
• 6.1 개요 181
• 6.2 기후변화의 기상수문 요소에의 영향평가 182
• 6.2.1 연, 계절 및 월 강우량 영향 182
• 6.2.2 유역면적평균강우량 영향 184
• 6.2.3 연, 계절 및 월 유출량 영향 189
• 6.2.4 일유량 및 유황 영향 194
• 6.2.5 하상계수 영향 196
• 6.2.6 강우기와 비강우기 변동 영향 197
• 6.3 기후변화의 수자원 영향 및 대응 199
• 6.3.1 낙동강 수자원부존량 영향 199
• 6.3.2 낙동강 홍수 영향 201
• 6.3.2 낙동강 가뭄 영향 203
• 6.3.3 낙동강 용수공급 영향 205
• 6.4 수환경 영향 및 대응 207
• 제 7 장 결 론 209
• 참고문헌 211
• Abstract 222
• 감사의 글 224