국내 수자원 이용 취약지역의 지역 특성을 고려한 지하수 기반 수자원 확보 방안 제시

김건,이재범,아거쑤아모스,양정석 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.3

This study is a follow-up study of vulnerable areas according to the vulnerability assessment of groundwater resource management in Korea. In this study, an optimal operation plan for groundwater resource management was proposed for areas vulnerable to groundwater resource management in Korea derived from previous studies. Prior to presenting the optimal operation plan for groundwater resource management, this study grasped the current status of changes in groundwater level and seawater penetration area for vulnerable areas using MODFLOW, a groundwater flow analysis program. As a result of the analysis using basic data for 10 years from 2009 to 2018, the groundwater level fell and the sea infiltration area increased. The final purpose of this study, the optimal operation plan for groundwater resource management, was selected as a total of four alternatives that can be expected to have positive effects to increase groundwater level and reduce seawater penetration. As a result of analyzing the amount of change in groundwater level and seawater penetration by applying the selected optimal operation plan, positive effects were found in all methods. It is expected that the optimal operation plan for groundwater resource management proposed in this study will be applied not only to vulnerable areas of groundwater resources in Korea but also to areas requiring development to establish efficient groundwater resource management measures. 본 연구는 국내 지하수자원 관리 취약성 평가에 따른 취약 지역 연구의 후속 연구이다. 이번 연구에서는 선행연구에서 도출해낸 국내 지하수자원 관리 취약 지역에 대하여 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 제시하였다. 본 연구는 지하수자원 관리 최적 운영 방안을 제시하기에 앞서 취약 지역을 대상으로 지하수위 변화 및 해수침투 면적 변화의 현황을 지하수 유동 해석 프로그램인 MODFLOW를 이용하여 파악하였다. 2009년부터 2018년 10년간의 기초 자료를 이용한 분석 결과 지하수위는 하강하고 해수침투 면적은 증가하였다. 본 연구의 최종 목적인 지하수자원 관리 최적 운영 방안은 지하수위 상승과 해수침투 저감을 위해 긍정적인 효과를 기대할 수 있는 대안들을 조합하여 총 4가지로 선정하였다. 선정된 최적 운영 방안을 적용하여 지하수위와 해수침투의 변화량을 분석한 결과 모든 방안에서 긍정적인 효과가 나타났다. 본 연구에서 제시하는 지하수자원 관리 최적 운영 방안은 국내 지하수자원 취약 지역뿐만 아니라 개발이 필요한 지역에도 적용하여 효율적인 지하수자원 관리 대책 수립에 근거가 될 것을 기대한다.

국내 수자원 분야 연구 동향 분석을 통한 지역 맞춤형 지하수자원 최적 운영 관리 방안 제시

이재범,김진수,양정석 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.S-1

In this study, research trends in the water resources in Korea were analyzed to present regional customization and optimal operation management of groundwater resources. Detailed classification fields were determined in the water and groundwater resources. Through the analysis of examples and trends of research related to water resources and underground water resources, three improvements were presented: securing sites for long-term observable research area, evaluating water resources based on spatial units, and not reflecting the characteristics of watersheds in acts and ordinances. The research results of this study are expected to be the basis for policy judgment in determining the groundwater management policy after the group of groundwater management policy makers at the research site can identify the requirements. 본 연구에서는 지역 맞춤형 지하수자원 최적 운영 관리 방안 제시를 위하여 국내 수자원 분야 연구 동향 분석을 실시하였다. 수자원 분야와 지하수자원 분야에서 세부 분류 분야를 결정하였다. 수자원 및 지하수자원 관련 연구의 사례 및 동향 분석을 통해 장기 관측 가능 실증 연구 부지의 확충, 공간 단위 위주의 수자원 평가, 법률 및 조례의 유역 특성 미반영 등 세 가지 개선 사항을 제시하였다. 본 연구의 연구 결과는 지하수자원 관리 정책 입안자 집단으로 하여금 연구 현장에서 요구 사항을 파악할 수 있고, 이후 지하수자원 관리 정책 결정 시 정책적 판단 근거가 될 것으로 기대된다.

An evaluation on power generation of water resources facilities in North Korea considering climate change

Eo, Gyu,Lee, Chan Hee,Sim, Ou Bae,Ahn, Jaehyun 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.4

기후변화 영향으로 미래의 유출량은 변화할 것이다. 미래 유출량의 변화는 수자원시설에 유입량을 변화시켜 발전량에 영향을 미친다. 본 연구는 기후변화로 인한 유출변화에 따른 북한 수자원시설 발전량을 평가하였다. 수자원시설에 대한 발전량은 물의 에너지에 의해 수차 발전기를 회전시켜 전력을 발생시킨다. 즉, 물의 위치에너지를 운동에너지로 바꾸고 운동에너지를 다시 전기에너지로 변화시키는 것이다. 본 연구의 평가 결과, 북한 수자원시설 발전량은 현재보다 2011년부터 2040년까지 감소하였고, 2041년부터 2100년까지는 증가하였다. 또한, 기존 북한 수자원시설의 발전량은 미래에 감소하거나 현재와 비슷하게 나타났다. 신규 북한 수자원시설의 발전량은 단기적으로는 감소하지만, 중장기 미래에는 증가하는 것으로 나타났다. 기존 북한 수자원시설은 기후변화 영향에 취약하고, 신규 북한 수자원시설은 기후변화 영향에 유리하게 입지하고 있는 것으로 판단된다. The runoff will be changed in the future due to climate change, and this phenomenon affects the flood inflow to Water Resources Facilities (WRF) and its production. This study has evaluated the electric power generation of WRF in North Korea as climate change. The WRF can produce the electric power by rotating the hydraulic turbine using the energy of water. In other words, it converts the potential energy to the kinetic energy, then the kinetic energy to the electric energy. As a result of this study, the amount of power generation of WRF in North Korea decreased from 2011 to 2040, and increased from 2041 to 2100, comparing with present. In other words, the productivity will decrease at first (2011~2040) but increase (2041~2100). It is because there will be new facilities for climate change, and the capacities of them will be getting far better than the existing facilities. The existing North Korean WRFs are vulnerable to the effects of climate change, and it is judged that the new North Korean WRFs are advantageously located in the influence of climate change.

국가 별 수자원 취약성 지수의 산정

원광재,정은성,김연주,홍일표 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.2

최근 수자원 취약성에 대한 논의 및 지속가능한 개발 개념에 적합한 지수 개발이 활발히 이루어지고 있다. 이러한 지수를 바탕으로 현재 또는 미래의 수자원 취약성을 판단하고 진단하고 있다. 본 연구는 자료의 확보가 가능한 World Bank, 취약성-탄력성지수(Vulnerability Resilience Indicator, VRI), 환경지속가능성지수(Environmental Sustainability Index, ESI)에서 사용된 수자원 평가 관련 지표들을 활용하여 우리나라를 포함한 전 세계 152개 국가의 수자원 취약성 순위를 도출했다. 이러한 지표를 바탕으로 수자원 취약성의 정량적 평가를 위해 TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) 기법을 적용하여 국가 별 수자원 취약성을 지수화하고 취약성 순위를 도출하였다. 연구결과 우리나라는 152개국 중 88위로 나타났고, 대륙 별 비교 시 오세아니아가 취약성이 낮았고, 아프리카는 취약성이 심각한 것으로 나타났다. 주요 국가 비교 시, 미국, 일본, 우리나라, 중국 순으로 취약성의 정도가 심각했다. 따라서 본 연구는 국가 별 수자원 취약성 순위를 통해 우리나라의 상황을 파악하고 국가의 수자원 계획 수립 및 대책을 제시할 수 있는 자료로 활용될 수 있을 것이다. Discussions for water resources vulnerability and index development with sustainable concept are actively being made in recent years. Based on such index, water resources vulnerability of present and future is determined and diagnosed. This study calculated the water resources vulnerability rankings by 152 nations, using indicator related to water resources assessment that can be obtained from World Bank, VRI(Vulnerability Resilience Indicator), ESI(Environmental Sustainability Index). In order to quanti-tatively assess of water resources vulnerability based on this indicator, TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) technique was applied to index water vulnerability and to determine the rankings by nations. As a results, South Korea was ranked as the 88th among the 152 nations including Korea. Among the continents, Oceania was the least vulnerable and Afirica was the most vulnerable in continents. WUnited State, Japan, Korea and China were vulnerable in order among the major countries. Therefore, water resources vulnerability rankings by nations in this study helps us to better understand the situation of South Korea and provide the data for water resources planning and measure.

기후변화 영향을 고려한 유출변화에 따른 북한 수자원시설 발전량 평가

어규,이찬희,심우배,안재현,Eo, Gyu,Lee, Chan Hee,Sim, Ou Bae,Ahn, Jaehyun 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.4

기후변화 영향으로 미래의 유출량은 변화할 것이다. 미래 유출량의 변화는 수자원시설에 유입량을 변화시켜 발전량에 영향을 미친다. 본 연구는 기후변화로 인한 유출변화에 따른 북한 수자원시설 발전량을 평가하였다. 수자원시설에 대한 발전량은 물의 에너지에 의해 수차 발전기를 회전시켜 전력을 발생시킨다. 즉, 물의 위치에너지를 운동에너지로 바꾸고 운동에너지를 다시 전기에너지로 변화시키는 것이다. 본 연구의 평가 결과, 북한 수자원시설 발전량은 현재보다 2011년부터 2040년까지 감소하였고, 2041년부터 2100년까지는 증가하였다. 또한, 기존 북한 수자원시설의 발전량은 미래에 감소하거나 현재와 비슷하게 나타났다. 신규 북한 수자원시설의 발전량은 단기적으로는 감소하지만, 중장기 미래에는 증가하는 것으로 나타났다. 기존 북한 수자원시설은 기후변화 영향에 취약하고, 신규 북한 수자원시설은 기후변화 영향에 유리하게 입지하고 있는 것으로 판단된다. The runoff will be changed in the future due to climate change, and this phenomenon affects the flood inflow to Water Resources Facilities (WRF) and its production. This study has evaluated the electric power generation of WRF in North Korea as climate change. The WRF can produce the electric power by rotating the hydraulic turbine using the energy of water. In other words, it converts the potential energy to the kinetic energy, then the kinetic energy to the electric energy. As a result of this study, the amount of power generation of WRF in North Korea decreased from 2011 to 2040, and increased from 2041 to 2100, comparing with present. In other words, the productivity will decrease at first (2011~2040) but increase (2041~2100). It is because there will be new facilities for climate change, and the capacities of them will be getting far better than the existing facilities. The existing North Korean WRFs are vulnerable to the effects of climate change, and it is judged that the new North Korean WRFs are advantageously located in the influence of climate change.

2011년도 정기학술발표회 행사보고

한국수자원학회 한국수자원학회 2011 한국수자원학회논문집 Vol.44 No.6

수자원시스템의 회복도 및 취약도 증감현상 해석

이광만,차기욱,이재응,Lee, Gwang-Man,Cha, Kee-Uk,Yi, Jaeeung 한국수자원학회 2013 한국수자원학회논문집 Vol.46 No.2

수자원시스템의 설계공급량을 결정하기 위한 평가지표의 선택은 수자원기술자가 직면한 중요한 문제이다. 대부분 신뢰도, 회복도 그리고 취약도를 대상으로 평가하게 된다. 그러나 각 지표 간에는 중복성이 있고 회복도와 취약도는 용수공급 여건이 나빠져도 개선되는 증감현상이 나타날 수 있다. 실제 적용에서는 이와 같은 문제점을 인지하지 못하고 한번 계산된 추정치로 판단하는 경우가 대부분이다. 이런 현상에 대한 원인은 수자원시스템의 다양한 특성에 의해 나타나고 있는데 수문 및 수요의 계절적 변동성이 대표적이다. 본 연구에서는 우리나라 댐 설계시 일반적으로 적용하고 있는 신뢰도 지표에 추가하여 다기준 적용을 위한 회복도 및 취약도의 적용성을 분석하였다. 분석방법은 계절적 변동성이 큰 농업용수의 구성비율을 기준으로 7개댐을 선정하여 각 지표 간 상관성과 증감현상을 분석하였다. 분석 결과, 연중 일정량을 공급하는 용담댐은 일반적 추세를 보였으나 농업용수를 공급하는 충주, 안동 및 남강댐 등은 회복도와 취약도에서 증감현상이 뚜렷이 나타났다. Selecting the evaluation index to determine water resources system design yield is an important problem for water resources engineers. Reliability, resilience and vulnerability are three widely used indices for yield analysis. However, there is an overlap region between indices as well as resilience and vulnerability can show improvement in non-monotonic phenomena although yield condition becomes worse. These problems are usually not recognized and the decisions are made according to calculated estimates in real situation. The reason for this is caused by a diverse characteristics of water resources system such as seasonal variability of hydrologic characteristics and water demands. In this study, the applicability of resilience and vulnerability for multi indices application in addition to reliability which is applied generally is examined. Based on highly seasonal irrigation water demand ratio, the correlation and non-monotonic phenomena of each index are analyzed for seven selected reservoirs. Yongdam reservoir which supplies constant water supply showed the general tendency, but Chungju, Andong, Namgang and other reservoirs which supplies irrigation water showed clear non-monotonic phenomena in resilience and vulnerability.

발전용댐 이수능력 평가 연구 (III): 한강수계 발전용댐 가뭄단계별 운영기준 개발 및 효과 분석

정기문,강두선,김태순 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.7

Integrated water resources management (IWRM) has focused on efficient response to various water related disasters by climate change. In particular, more flexible usage of conventional water resources infrastructures is expected to provide an eco-friendly water management. Multi-purpose dams and water supply dams are well known as water management facilities for securing and supplying water in drought season. Recently, based on the report ‘2021 multi-purpose use of hydropower dams in Han river’, contribution of hydropower dams on water resources management is becoming more significant beyond the traditional role of hydropower generation. In drought conditions, the dams control water supply depending on the pre-defined drought stages. In the case of multi-purpose dams, an operation standard during drought has been already prepared and applied; however, for the hydropower dams, specific standards are not fully prepared yet in South Korea. In this study, a method for calculation of standard water storage and discharge reduction of hydropower dams according to drought stage is newly proposed reflecting the characteristics of hydropower dams. The proposed method was applied to the hydropower dams in Han river, where six hydropower dams are located. A case study of the historical droughts occurred in 2014-2017 demonstrated that the proposed hydropower dam operation rule could improve the water supply stability under severe drought conditions compared to the conventional operations. In the future, the role of hydropower dams for water resources management is expected to become more important, and this study can be widely used for water supply planning such as drought response using hydropower dams. 최근 국내에서는 수량, 수질 등 기후변화로 인한 다양한 수자원 문제에 효율적으로 대응하기 위한 통합물관리 체계가 점차 고도화되고 있으며, 특히 친환경적인 관점에서 이미 개발된 수자원시설물의 탄력적인 활용 방안이 주목받고 있다. 이처럼 용수를 사전에 확보하고, 적시에 공급하기 위한 대표적인 수자원 관리 시설로 다목적댐, 용수전용댐 등이 가장 잘 알려져 있으나, 지난 2021년 ‘한강수계 발전용댐 다목적 활용 협약’을 기점으로 발전용댐 또한 기존의 수력발전 용도를 넘어 수자원 관리 기여도가 한층 높아지게 되었다. 댐에서는 가뭄 발생시 구체적인 가뭄단계 파악 및 용수공급량 조절을 통해 용수공급을 조절해야 한다. 이미 다목적댐 및 용수전용댐의 경우 가뭄대응을 위한 용수공급 운영기준이 마련되어 적용 중에 있으나, 최근에 다목적 활용이 추진된 발전용댐의 경우 구체적인 관련 기준이 마련되어 있지 않은 실정이다. 본 연구에서는 기존 다목적댐 및 용수전용댐 운영기준을 참고하여, 발전용댐의 가뭄단계별 기준저수량 산정 방안 및 용수공급 조정 방안 등을 제시하였다. 제시된 방법은 국내 대부분의 발전용댐이 위치한 한강수계 발전용댐을 대상으로 적용하였으며, 지난 2014~2017년 발생한 가뭄사례를 바탕으로 그 적용 효과를 분석한 결과, 대상 발전용댐의 용수공급 안정성이 개선되는 효과를 확인하였다. 수자원의 효율적인 이용을 위한 발전용댐의 역할은 점차 중요해질 것으로 예상되며, 본 연구 결과는 발전용댐을 활용한 용수공급 관련 연구에 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

금강유역의 유역통합수자원관리를 위한 저수지 운영률 개발 및 적용성 검토

정태성,강신욱,황만하,고익환 한국수자원학회 2008 한국수자원학회논문집 Vol.41 No.4

최근의 유역통합관리는 용수공급, 수력발전, 그리고 유지용수 등과 같은 기존의 운영방안과 더불어 수량, 수질, 생태계 보호를 함께 고려해야만 하는 등 운영목적이 복잡해지고 시스템 또한 대규모화 되고 있다. 더불어 용수이용 혹은 유역간 서로 상충되는 이해관계가 발생함에 따라 물이용의 효율성을 극대화할 수 있는 범 유역 단위의 수자원 계획 및 운영이 필요하게 되었다. 최적화 모형의 현실 활용 기회를 높이고, 수자원관리의 다양한 운영목적을 수자원 운영에 반영하 In recent, the integrated water resources management should consider not only existing management objects such as water supply, power generation, and instream flows but also new management objects such as water quantity, water quality, and water habitats

수자원의 지속가능성 평가 지수 개발과 구성 요소의 중요도 평가

강민구,이광만 한국수자원학회 2006 한국수자원학회논문집 Vol.39 No.1

지속가능한 수자원 이용과 관리를 위해서는 유역 내에서 진행되고 있는 수자원과 관련된 활동들이 지속가능한 개발의 개념에 부합하는지 여부를 판단해야 한다. 이를 위해서는 유역의 수자원 이용과 관리에 영향을 미치는 수문, 수질, 사회, 경제 및 환경 요인을 고려한 평가지수가 필요하다. 본 연구에서는 수자원의 지속가능성을 평가할 수 있는 지표들을 선정하고 이들을 통합한 수자원 지속가능성 지수(Water Resources Sustainability Index To assess the water resources sustainability, many indicators and methodologies have been suggested by international organizations and developed in other countries. However, in the previous studies, some of indicators were unsuitable for assessing the sus