본 연구는 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 유역수문수질모형을 활용하여 기후변화가 낙동강 유역의 물환경에 미치는 영향을 평가하였다. Python 기반 자동화 절차를 적용하여 입력 자료 정리, 모형 실행, 시각화를 수행하였고, K-means 군집화 기법을 적용하여 195개 소유역을 대표 군집으로 보정함으로써 대규모 유역 모의의 효율성을 높였다. 또한, 유량 및 수질 항목 (TN, TP, SS)에 대한 검정, 보정을 통해 모형의 신뢰성을 확보하였다. SS와 TN는 NSE 0.55∼0.72, PBIAS는 ±25% 이내로 양호한 성능을 보였으나, TP는 홍수기의 고농도 구간에서 과대 모의되는 경향을 보였다. 보정된 모형으로 IPCC AR6 기반 SSP (Shared Socioeconomic Pathways) 기후변화 시나리오 CCLM SSP2-4.5, GRIMs SSP5-8.5를 적용하여 근미래(2021–2040년), 중미래(2041–2060년), 원미래 (2081–2100년)의 수질 변화를 분석하였다. SSP2-4.5에서는 변화율이 크지 않았으나 SSP5-8.5에서는 SS과 TN가 원미래에 각각 평균 약 23%, 40% 증가하였으며, TP는 두 시나리오에서 –20%∼–60% 수준의 감소가 나타났다. 이러한 결과는 기후변화가 장기적으로 낙동강 유역의 수질 악화를 초래할 가능성이 있음을 시사한다. 따라서 향후 비점오염원 저감, 저수지 운영, 통합 유역 관리 등과 같은 적응형 수질 관리 대책 수립이 필요하며, 본 연구는 이러한 대규모 유역의 기후변화 대응 수질 관리 전략 마련을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

This study evaluated the impact of climate change on the water environment of the Nakdong River Basin using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool) watershed hydrology and water quality model. A Python-based automated procedure was applied to perform input data processing, model execution, and visualization. The K-means clustering technique was employed to calibrate 195 subbasins by representative clusters, thereby improving the efficiency of large-scale watershed simulations. In addition, model reliability was ensured through calibration and validation of flow and water quality variables (TN, TP, SS). The model showed satisfactory performance for SS and TN, with NSE values ranging from 0.55 to 0.72 and PBIAS within ±25%, while TP tended to be overestimated in high-concentration periods during flood events. The calibrated model was applied to analyze future water quality changes under the IPCC AR6-based SSP climate change scenarios, CCLM SSP2-4.5 and GRIMs SSP5-8.5, for the near future (2021–2040), mid-future (2041–2060), and far future (2081–2100) periods. Under SSP2-4.5, the rate of change was relatively small, whereas under SSP5-8.5, SS and TN increased by approximately 23% and 40% on average in the far-future period, while TP showed a decrease of about –20% to –60% under both scenarios. These results suggest that climate change may lead to long-term deterioration of water quality in the Nakdong River Basin. Therefore, adaptive water quality management measures such as non-point source reduction, reservoir operation, and integrated watershed management are required. This study is expected to serve as a fundamental reference for developing climate change adaptation strategies for large-scale watershed water quality management.

요약문
ABSTRACT
1. 서 론
2. 연구방법
    2.1 SWAT
    2.2 연구 대상 유역
    2.3 입력자료
    2.4 자동화 시스템 및 군집화 기반 대표 지점 선정
    2.5 SWAT 모형 보정
    2.6 기후변화 시나리오
3. 결과 및 고찰
    3.1 유량보정 및 검정
    3.2 수질보정 및 검정
    3.3 기후변화 시나리오 분석
4. 결 론
사 사
References

• 이지형(충남대학교 환경IT융합공학과) | Jeehyung Lee (Department of Environmental and IT Convergence, Chungnam National University)
• 서동일(충남대학교 환경IT융합공학과) | Dongil Seo (Department of Environmental and IT Convergence, Chungnam National University) Corresponding author