국내 하천특성은 기후변화에 의한 계절별 기후변동성과 급속한 경제성장으로 인한 급격한 토지피복의 변화에 의하여 영향을 받아왔다. 이와 관련하여, 하천관리는 수자원이용 등 인간의 활동 뿐 아니라 생태계측면에서도 그 중요성이 커지고 있다. 하천관리의 첫 번째 단계인 직접유출과 기저유출을 포함한 하천특성을 이해하는 것은 지속적인 하천환경을 조성하기 위하여 지대한 기여를 할 수 있다. 그러므로 본 연구의 목적은 효율적인 하천관리를 위해 직접유출과 기저유출을 정량화하여 하천에 미치는 기여도를 산정하는 것이다. 이를 위하여 한강수계에 위치한 71개의 유량관측소에 대하여 BFLOW와 WHAT 프로그램을 이용하여 기저유출 분리를 수행하였다. 그 결과 한강수계의 기저유출비는 0.42에서 0.78의 범위를 가지며, 기저유출비가 50%를 넘는 관측소는 전체 관측소의 76%를 차지하였다. 그러나 산출된 기저유출비는 댐, 저수지, 호수로부터의 방류량과 같은 인위적 영향 때문에 과다산정 되었을 가능성이 있다. 본 연구는 추후 국가적 차원에서 하천관리의 효율성과 안전성을 개선하기 위하여 전략적으로 하천 기능을 조절하는데 기여를 할 것으로 기대한다.

According to the available date sources, 1,814 bridges failures occurred over the past 210 years in the United States. The most frequent cause of bridges failures were attributed to external events such as: floods, collisions, scour, overloading and deterioration. Among these external events, Hydraulic factor caused the maximum number of bridges failures with 54% of the total failures. 20% of hydraulic factor was failed by scour. Thus, base on the result of reviewing design basis and safety assessment practices, criteria for determining safety assessment of bridge foundation scour is proposed. 25 bridges were reviewed for applicability to scour safety assessment of passing bridges in river channels.

대하천사업 이후 낙동강 유역의 수문환경이 변화함에 따라 낙동강 전 유역에 대한 도달시간 재산정도 필요한 상황이며 보와 보 사이 구간에 대한 홍수도달시간 산정도 필요한 현실이다. 이에 본 연구에서는 대하천사업 이후의 지형을 반영하여 창녕함안보에서 하구둑까지 홍수도달시간을 수리학적 모형을 이용하여 산정하였으며, 유량조건과 수위조건의 경우로 나누어 분석하였다. 본 연구에서는 방류유량, 방류형식, 하류단 경계조건, 지류의 유무에 따라 총 84개의 시나리오를 구성하여 유량과 수위에 대해 초기홍수도달시간과 첨두홍수도달시간을 각각 산정하였다. 본 연구에서 분석된 다양한 시나리오들은 홍수예경보시스템, 조류배제운영 등 현장에서 활용 가능할 것으로 사료된다.

본 연구에서는 황룡강 유역에 유역모델 HSPF (Hydrological Simulation Program - Fortran)를 적용하여 기후변화에 따른 오염부하 유출 변화량을 분석하였다. 황룡강 유역을 7개 소유역으로 분할하고 2011년에 관측된 유량, SS, BOD, TN, TP 농도자료를 이용하여 모델 보정 및 검정을 실시하였다. 기후변화에 따른 황룡강 유역의 환경변화를 예측하기 위해 RCP 4.5와 8.5 시나리오를 이용하였으며, 과거 기간 동안의 강우와 기온에 대한 모의치와 관측치간 월별 평균을 비교하여 미래 기상 자료에 대한 편의보정을 수행하였다. 기후변화 시나리오의 기상 자료 분석 결과, 21세기 전반기와 비교하여 중, 후반기에 상대적으로 많은 연강수량과 연평균기온을 보이는 것으로 분석되었다. 기후변화에 따른 황룡강 유역에서의 오염물질 유출량 분석 결과, RCP 4.5 시나리오에서는 2020년대 대비 2080년대에 평균 연간 강우, BOD, TN, TP 유출량이 각각 47%, 24%, 21%, 27% 증가율을 보여 21세기 후반기로 갈수록 연간 오염부하 유출량이 전반적으로 증가하는 것으로 분석되었다. RCP 8.5 시나리오에서는 2020년대 대비 2050년대에 평균 연간 강우, BOD, TN, TP 유출량이 각각 34%, 20%, 20%, 21% 증가율을 보이며 21세기 중반기에 연간 오염부하 유출량이 상대적으로 가장 많이 증가할 것으로 분석되었다. 이는 연강수량 변화와 동일한 패턴의 변화로서 기후변화에 따른 강우량 변화가 오염물질 유출량에 그대로 반영된 결과를 보여준다. 한편, 월별 오염물질 유출량은 RCP 4.5에서는 9월에, RCP 8.5에서는 2월에 상대적으로 크게 증가할 것으로 분석되었다.

하천 복원을 위한 기초 작업으로서 자연 상태에 가까운 하천의 지형학적 특성을 파악하기 위해 과거 및 현재 자료를 이용하여 하천지형학적 분석을 실시하였다. 대상 하천은 미호천과 내성천이다. 분석에 포함된 지형학적 변수는 하곡변수인 곡저폭, 하도 형상변수인 사행도, 강턱하폭, 하도경사, 구성재료 변수인 하상재료, 지배 변수인 강턱유량, 비유수력이며, 지배적인 프로세스가 함께 고려되었다. 분석 결과 두 하천은 비슷한 유역면적을 갖는 모래하천이지만, 곡저폭, 하도 형상변수, 종단적 위치에 따른 지배적인 프로세스 등에서 차이가 있는 것으로 나타났다. 또한 지형학적 변수들 사이의 상호 관계를 분석하였다. 그 결과 강턱하폭은 강턱유량에 비례하여 증가하였고, 그 경향성은 기존의 연구 결과와 대체로 일치하고 있다. 강턱유량과 하도경사를 분석한 결과 미호천은 사행하천과 망상하천의 특성을 나타내고 있는 반면, 내성천은 대부분의 구간에서 망상하천에 해당하는 것으로 나타났다. 하도경사와 하폭수심비 관계를 이용하여 지배적인 프로세스를 분석한 결과 미호천은 사구-연흔의 특성을 나타내고 있으나 내성천은 하류에서는 망상하천 특성이 지배적인 반면, 상류에서는 여울-소 내지는 평하상 특성이 지배적인 것으로 나타났다. 과거 자료를 이용한 분석 결과는 정비된 하천의 자료를 이용한 분석 결과에 비해 합리적인 것으로 나타났다.

2013년 3월에 발사된 Landsat 8 인공위성의 이미지데이터를 이용하여 금강유역을 대상으로 수질인자에 대한 평가를 수행하였다. 본 연구의 목적은 다양한 수질인자 중 녹조에 직접적인 영향을 미치는 총질소와 총인의 농도를 추정함으로써 궁극적으로 수생태계에 악영향을 미치는 녹조의 발생을 모니터링 하는 것이다. 현장실측데이터와 인공위성 데이터간의 상관관계를 규명하기 위하여 Pearson' 상관계수를 이용하여 그 관계를 파악하였다. Landsat 8이 촬영되는 시기를 포함하는 총 20개의 현장실측 데이터가 수집되었으며 Landsat 8의 11개의 밴드 중, 밴드2, 3, 4의 반사도 값이 총인과 총질소를 탐지하는데 있어서 가장 상관성 높은 것으로 나타났다. 총질소는 유의수준 0.05에서 밴드2(0.48), 3(0.62), 4(0.57)과 높은 양의 상관관계를 보였으며, 총인의 경우, 유의수준 0.01에서 밴드2(0.59), 3(0.59), 4(0.58)로 높은 양의 상관관계를 나타냈다. 5번 밴드는 유의수준을 벗어남으로써 두 수질인자를 탐지하는데 상관성이 떨어지는 것으로 나타났다. 상관성이 높았던 밴드간의 조합을 통해서 총질소와 총인에 대한 각각의 최적 회귀식이 다중 회귀식을 근거로 구축되었다. 유도된 회귀식으 로 계산된 총질소와 총인의 농도값은 통계기법인 Bias와 RMSE를 이용하여 현장실측데이터들과 비교·검증되었다. 최종적으로, 2014년 4월 21과 2013년 11월 12일에 대한 맵핑을 수행함으로써 총질소와 총인의 공간적인 분포를 시각적으로 확인할 수 있었다.

본 연구에서는 홍수위험도 작성을 위한 낙동강 유역에서의 도달시간을 산정하였다. 현재 국내에서 제작되고 있는 홍수위험지도는 홍수범람범위 및 홍수심을 표출하는 것을 목적으로 하는 Flood Hazard Map이다. 최근 발생하고 있는 홍수피해는 태풍이나 국지성 호우에 의한 피해가 대부분으로 이를 대비하기 위해서는 실시간 홍수예보가 중요하며, 나아가서는 실시간 홍수위험도 예측이 필요한 실정이다. 특히 실시간 홍수예경보가 이루어지고 있는 대하천의 경우 4대강 살리기 사업으로 인해 보 설치 및 하천 준설 등으로 인해 하천환경이 변화되어 하천의 흐름특성이 변화되었다. 따라서 변화된 하천 단면의 적용 및 보 등의 내부구조물을 고려한 수리학적 분석을 통한 실시간 홍수예경보 및 홍수위험도 작성이 필요하다. 본 연구에서는 현재 제작되고 있는 Flood Hazard Map들이 홍수범람범위와 침수심의 제한된 정보만을 포함하고 있는 한계를 벗어나 다양한 범람 시나리오에 대한 불확실성을 고려한 홍수위험도를 작성하기 위한 요소 중 홍수파 도달시간을 산정하였다. 도달시간 산정을 위해 본 연구에서는 FLDWAV 모형을 사용하였으며 태풍 산바 사상을 통한 검증 후 가상 홍수 시나리오에 대한 낙동강 유역에서의 도달시간을 산정하였다. 또한, 4대강 살리기 사업으로 설치된 보의 영향을 분석하기 위해 보 설치 전·후를 비교하였다. 홍수에 대한 여러 가지 불확실성이 있겠지만 홍수 발생시 중요하게 고려되는 홍수심, 유속 등을 추가로 고려하여 이를 바탕으로 나아가 불확실성을 고려한 홍수위험도를 작성하고자 한다.

최근 급증하는 기후변화 등으로 인하여 태풍, 홍수 및 가뭄과 같은 자연재해의 위험이 증대되고 있다. 유역의 유출 특성에 대한 이해는 이러한 재해에 대비한 연구의 기초자료로서 중요하다. 본 연구는 금강 20개 유역의 2001-2013년 기간의 장기 유출 자료를 부분최소(Local Minimum)방법으로 유역의 기저흐름지수(Base Flow Index)를 산정하고, 이를 년도별로 산정된 BFI 와 비교하여 유역 특성인자로서의 가능성을 평가한다. 금강 20개 유역의 장기 BFI는 0.10-0.75의 큰 편차의 분포를 나타내고 있으며, 각 유역의 년도별 BFI는 0.19-0.63의 분포를 나타낸다. 연구유역의 단기 BFI는 0.19-0.63의 분포를 나타내고 있으며, 댐유출의 영향을 받는 용담댐 유역의 기저흐름이 높게 산정되어 유역 특성을 잘 반영하고 있음을 확인할 수 있었다. 금강 20개 유역에서 2개 유역을 제외한 18개의 유역에서 장단기 BFI 값이 유사하게 산정되어 유역의 특성을 잘 반영하고 있다고 판단된다. 이러한 기저흐름지수를 바탕으로 기저유량을 산정한 결과 0.194~0.562(㎥/sec/㎢)의 값이 나타난다. 기저흐름지수를 바탕으로 기저흐름의 산정은 장기 유역유출특성으로 수자원관리 분야에서 활용할 수 있을 것이라 기대한다.

최근 지구온난화와 기후변화에 의한 가뭄과 홍수의 발생빈도가 증가하고 있는 추세이며 기후변화에 의한 재해는 국민 생활에 직접적인 영향을 미칠 수 있기 때문에 세계 여러 나라에서는 기후변화에 대한 연구를 활발하게 진행하고 있는 실정이다. 우리나라의 도시유역의 경우 인구와 재산이 밀집해 있기 때문에 기후변화에 의한 수자원의 영향평가나 극한홍수 등의 자연재해에 대비한 홍수방어 적응 대책에 대한 연구가 절실히 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 급격한 기후변화로 인한 현재 하천시설물의 취약성에 대한 분석이 미비한 실정을 고려하여 하천시설물의 기후변화 영향을 고려한 분석기술에 대하여 국내의 취약성 분석 기술인 유역평가지수(Watershed Evaluation Index, WEI), 홍수위험지수 (Flood Risk Index, FRI), 홍수취약성 지표(Flood Vulnerability Index, FVI) 등과 외국의 취약성 분석 기술들에 대해 비교하여 국내 실정에 맞는 취약성 분석 기술을 도출하여 취약성 분석을 통한 기후변화대응과 하천시설물 설계 및 수방전략 수립에 활용하고자 한다.

도시화 및 기후변화에 의한 물순환 특성의 변동 분석을 도시지역별로 평가하고 특성이 유사한 지역별로 대상 집단을 분류하여 낙동강 유역 내 도시 지역을 도시화 및 기후의 변화로 발생되는 유사 특성을 나타내는 지역별로 그룹화하였다. 본 연구는 도시화에 따른 불투수면적의 증가에 따른 물순환 변동의 특성을 분석하기 위하여 낙동강 유역을 대상으로 1975년, 1990년, 2009년의 토지이용도 자료를 수집하였다. 또한 기후변화의 영향을 고려하기 위하여 기상청에서 제공하는 AR5 시나리오 기반의 RCP 8.5 시나리오를 선정하였다. 낙동강 유역 내 지역별 물순환 변동 지수를 산정하기 위하여 SWAT 모형을 구축하여 토지이용시나리오 및 기후변화 시나리오를 적용함으로써 소유역별 발생되는 물순환 결과를 도출하였다. 낙동강 유역은 표준단위유역을 기준으로 145개 소유역으로 분할하였으며, 산정된 물순환 결과 및 토지피복별 변화 정도의 결과를 이용하여 군집분석의 입력자료로 활용하였다. 물순환 및 토지피복별 변화 정도를 면적대비 변화율로 정의하여 지수를 도출하고 지수 간의 Spearman's rank-order 상관분석을 통하여 상관분석을 실시하였다. 지수 간 상관 정도가 높은 지역별 지수를 군집분석 기법 중 k-means clustering analysis 기법에 적용하여 145개 소유역에 대하여 3 가지 cluster로 분류하였다. cluster1의 경우는 도시화의 증가율이 비교적 적은 지역으로 산림 및 농지가 대부분을 차지하였고, cluster2는 도시화 진행 정도가 5 % 미만인 지역이며, cluster3은 도시화가 5 % 이상으로 면적 대비 증가율이 비교적 크고 산림 및 농지의 면적의 비율이 작은 지역으로 분류되었다. 유역 내 도시 단위별 도시화 및 기후변화에 따른 물순환 특성의 변동이 유사한 지역으로 군집화 함으로써 수자원 개발 또는 도시 개발 계획 시 유사한 지역의 사례를 통한 기초 조사·분석에 활용이 가능하다.

최근 다양한 공간정보 활용에 대한 인식이 높아지면서 공간정보산업은 상당 수준 발전하고 있으며, 이에 따른 지리정보와 관련된 다양한 웹서비스가 제공되고 웹을 통한 정보 활용이 가능한 환경으로 발전하였다(2007, 장윤섭). 이러한 웹을 통한 정보 유통의 수요가 증가함에 따라 자료 제공측면에서 표준화의 중요성이 갈수록 강조되고 있다. 웹서비스 표준화 관련 분야는 ISO (International Organizatio n for Standard), OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards ), WS-I (Web Services Interoperability Organization) 등 국제 표준화 기구에서 연구가 진행되고 있으며, 특히 2014년 현재 총 505개의 기관이 참여하고 있는 OGC (Open Geospatial Consortium)에서는 Web GIS Service와 관련하여 표준화가 진행되고 있다(http://www.opengeospatial.org). 그러나 우리나라의 경우 공간정보 분야에서 그 필요성에 비하여 아직까지는 표준에 대한 관심과 개발 및 적용을 위한 노력이 다소 미흡한 실정이다(2010, 이기원). 하천공간정보의 표준화 및 웹서비스에 대한 효율적인 제공 체계 구축을 위해서는 공간정보 제공에 적합한 표준 선정과 적용이 필요하다. 국제 표준 중 OGC 표준 기반의 WMS (Web Map Service)는 분산환경에서 지리적으로 등록된 Map Image를 요청하는 표준 프로토콜이며, 별도의 프로그램 없이 웹으로 지리정보를 제공하기 때문에 하천공간정보 웹서비스 표준화에 대하여 WMS 준용을 고려할 필요가 있다. 따라서 OGC 표준 기반의 WMS를 활용하여 하천공간정보에 대하여 효율적인 데이터 처리 및 공간 분석 등을 적용하기 위한 추진 방안을 제시하였다. 이를 통해 표준화된 웹 기반 API(Application Programming interface)를 활용하여 효율적이고 체계적인 하천공간정보를 제공할 수 있는 기틀 마련이 가능할 것으로 사료된다.

최근 들어 기후변화로 인한 이상홍수와 같은 물 관련 재해 발생에 대한 문제가 제기되었고, 특히 도시 유역내 집중호우로 인명 및 재산피해가 빈번히 발생하고 있다. 본 연구에서는 대표 복합유역인 수영강 유역에 좌수영교 지점을 선정하여 수문자료를 10분단위로 부산대학교 실시간 모니터링 웹사이트를 통해 시스템 구축을 하였다. 이를 통한 DB를 활용하여 홍수 시 강우사상별 수문예측 모형의 입력자료로 활용하였다. 유역모형은 SWMM모형을 이용하여 좌수영교 지점의 한계 수심을 토대로 지속시간별 경보발령 기준우량을 HUFF 4분위를 이용하여 산정하였다. 확률 강우량은 지속시간-홍수량, 지속시간별-조위영향 등을 20분간의 누가 강우량을 기준으로 경보 발령 안을 산정하였다. 본 연구는 실시간 모니터링 데이터를 이용해 수문자료 분석 및 모형을 구축하여 복합유역인 수영강 유역에 좌수영교 지점 홍수예경보 시스템 구축에 있어서 도움이 될 것으로 판단된다.

최근 전 지구적인 온난화로 인한 이상기후에 따라 강수량이 증가하고, 특정지역에만 국한되어 집중적으로 비가 내리는 국지성 집중호우의 발생 빈도가 증가하여 이로 인한 극한 홍수나 강우로 인한 산사태 등의 재해가 반복적으로 발생하고 있다. 홍수는 재산 및 인명에 이르기까지 막대한 피해를 야기한다는 점에서 이를 대비하기 위한 방안이 필수적이다. 따라서, 국가적인 차원에서 홍수피해를 경감시키기 위한 여러 가지 구조적 또는 비구조적 대책들을 제시하고 있지만, 정확한 기상 변화의 예측이 어렵고 다양한 유발 원인들로부터 비롯된 홍수에 모두 대응할 수 있는 통합 대책 마련이 어려운 실정이다. 즉, 사전예방보다는 피해 복구에만 중점을 두고 있기 때문에 홍수 발생 유역의 지역적인 홍수피해 특성을 반영하지 못할 뿐만 아니라 어느 지역이 상대적으로 홍수피해의 위험성이 높은 지역인지도 파악하기 어렵다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 관련문헌들로부터 도시홍수피해 및 취약성과 저감성에 영향을 미치는 대표적인 인자들을 도출하고 Arc-GIS와 도시유출모형인 XPSWMM을 활용하여, 서울시 상습침수구역인 도림천 유역에서의 피해규모와 치수부족지역 등이 고려된 잠재적 도시홍수피해의 위험성 정도를 제시함으로써 치수대책의 우선순위를 결정하고자 하였다. 또한, 본 연구의 결과를 토대로 향후 도시홍수피해의 잠재적 위험성이 높을 것으로 판단되는 유역에 대해서 활용방안을 제시하여 유역의 특성 및 중요도에 따른 치수사업의 우선순위를 결정하고 도시홍수로 인한 인명 및 재산의 피해를 최소화 하는 것에 목적이 있다.

2009년 OECD (Organization for Economic Co-operation and Development])는 열린 정부의 실현을 위해 시민 참여를 통한 정책 평가 향상, 신기술과 참여형 웹의 적극적 활용을 통합 지침으로 제시하였다. 공공데이터와 민간데이터의 조합으로 경제 활성화에 기여할 다양한 정책들이 추진되고 있다. 특히 미국, 영국 등은 새로운 웹 기술을 적극적으로 활용하여 정부의 공공데이터를 공개하고 있다. 아울러, 하천 관련 정보의 종류와 양이 다양해지고 있으며, 하천 정보의 중요성 확대로 인해 수요가 증가하면서 한계점으로 지적되고 있는 정보 공유와 관리의 실효성을 향상시키기 위해서는 무엇보다 자료표준화가 선행되어야 하고, 하천 관련 정보 항목의 정의 및 자료 생성기준의 표준화와 더불어 정보공유 프로토콜 등 자료 공유의 표준화된 기법 도입이 필요하다. 본 연구에서는 오픈데이터 기반의 효율적인 하천공간정보의 관리 및 공유를 위한 관련기관 및 대민서비스 정보 제공, 공간분석을 위한 정보 분류 체계 구성, 메타데이터 구축, 네트워크상에서 쉽게 접근이 가능하고 원하는 데이터를 얻을 수 있는 서비스 시스템 등에 대한 국내외 표준현황을 조사하고 분석하여 표준을 준수한 하천공간정보 제공 시스템을 개발하였다.

하천에 설치된 보와 같은 구조물은 하천의 수리적 특성을 변화시켜 보의 상류부에는 퇴적과 하류부에는 침식이 진행되어 단·장기적인 하상의 변화를 가져온다. 특히 우리나라의 경우 4대강 사업으로 국가하천의 과도한 준설로 인한 하천의 평형상태가 파괴되고 다시 평형상태를 복원하기 위한 하천의 침식과 퇴적작용으로 하상변동 발생이 예상되므로 단·장기적인 하상변동의 양상을 예측하고 분석하는 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 금강 중·하류부에 건설된 세종보 상류 약 600m 구간에 대해 하상변동 변화를 실측하였으며 실측결과와 2차원 수치모형인 SED-2D를 이용하여 흐름특성 및 하상변동을 모의한 결과를 비교하여 모형의 적용성을 평가하고 세종보 건설 시점을 기준으로 건설 1년, 5년, 10년 후의 단·장기적인 하상변동 양상을 분석하였다. 그 결과 세종보 건설 1년 후 상류 600m 구간에 169,263㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 5년 후에는 108,808.0㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 10년 후에는 63,713.5㎥의 토사가 퇴적되었다. 가동보 수문 개도 시 빠른 유속의 영향으로 보 직상류의 퇴적양은 적은 것으로 모의되었다. 세종보 상류의 하상변동 양상은 세종보 상류부 전체적으로 퇴적되는 경향을 보였으며 특히 우안에 집중적으로 퇴적 현상이 발생하였다. 이는 우안의 오목한 지형적 특성으로 인한 정체구역으로 유속이 낮게 모의되어 퇴적현상이 집중되는 것으로 분석되었다.

최근 이상기후로 인해 급격하게 도시홍수피해가 빈번하게 발생하고 있고, 그로 인해 인명 및 재산피해가 급증하고 있다. 본 연구는 RCP 기후변화 시나리오에 따른 강우량을 가산1 빗물펌프장 유역에 적용하여 강우-유출 해석을 하였다. RCP 기후변화 시나리오 2.6, 4.5, 6.0, 8.5에 따라 2100년까지 예측된 강우량 자료의 일단위에서 시간단위로의 시간 상세화기법(Downscaling) 중 하나인 인공신경망이론을 적용하여 시간 단위 자료로 변환하였다. 이후에 매개변수 최적화된 SWMM을 사용하여 가산1 빗물펌프장 유역의 우수관망을 통해 강우-유출모의를 하고, 이에 대해 기후변화가 미치는 영향을 분석하였다. 본 연구의 결과는 향후에 정부나 지자체에서 향후 정책을 결정하는데 유용한 정보로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

전 세계적으로 기후변화로 인한 기상이변으로 홍수, 가뭄, 태풍 등의 기상재해가 급격히 증가하고 있다. 기후변화에 의한 온도상승은 증기압을 더 증가시켜 홍수를 유발할 수 있는 강우의 잠재력을 증가시키고 있다.(IPCC, 2001). 즉, 기후변화는 수문순환 과정을 빠르게 진행시키고 극한 수문사상의 빈도를 증가시키고 있기 때문에 홍수관리에 있어 기후변화를 고려하는 것은 매우 중요한 이슈이다. 따라서 기후변화가 홍수 재해 및 관리에 미치는 영향을 파악하기 위해서는 기후변화를 고려한 홍수범람모의를 통해 기후변화가 유역에 미치는 영향을 파악하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 IPCC 5차 평가보고서(AR5, 2013)에서 제시한 기후변화 시나리오인 RCP(Representative Concentration Pathways)를 이용하여 경안천 유역의 홍수범람을 모의하였다. 홍수범람 모의를 위해 RCP 시나리오 중 온실가스 저감 정책이 상당히 실행 되는 경우인 RCP 4.5와 현재 추세로 온실가스가 배출되는 경우인 RCP 8.5를 활용하였으며, 목표기간별로(Reference : 1971∼2005년, 목표기간Ⅰ : 2006∼2040년, 목표기간Ⅱ : 2041∼2070년, 목표기간Ⅲ : 2071∼2100년) 강우·유출분석 모형에 적용해 미래 기후변화가 경안천 유역의 홍수범람 모의에 미치는 영향을 분석하였다.

현재 세계적으로 지난 133년간(1880~2012년) 지구온난화로 인해 발생된 이상기후로 평균기온은 약 0.85℃ 상승하였으며, 기후변화로 인해 강우강도, 강우량이 증가하고 있다(한국환경공단, 2013). 이러한 기후변화는 수문 현상에 많은 영향을 미쳐 물 순환 과정의 정확한 파악을 더욱 어렵게 하고 있으며 안정적인 물 공급을 위한 수자원 계획 수립에 불확실성을 증대시키고 있어 기후변화를 고려한 물관리가 필요하게 된다. 본 연구에서는 장기유출 SLURP 모형을 이용하여 RCP시나리오를 바탕으로 하천유역의 수문 변화를 분석하고, 물 수지 분석을 통한 미래의 물 수급의 변동성을 파악하고자 한다. 이를 위해 현재 대상유역인 금호강유역의 30년(1983~2012)간의 기상자료(강수량, 일조시간, 상대습도, 평균기온, 평균풍속)와 지형자료(DEM, 토지피복도)를 이용하여 미래의 유출변동성을 산정하였다. 또한 유출량 자료를 바탕으로 RCP시나리오에 따른 계절별 유출 변동성을 분석하고, 미래의 유출량 자료를 바탕으로 물 수지 분석을 통해 금호강 유역의 이수변동성을 확인하였다. 본 논문의 결과를 바탕으로 향후 모든 이해관계자와 정책결정자가 이해할 수 있는 수문변동특성을 활용하여 향후 수자원계획수립과 유출변동 특성에 따른 적응대안을 고려할 수 있는 종합적인 수자원계획 및 평가에 기초자료로써 활용할 수 있을 것이다.

보가 건설된 하천은 취수가 용이하고 주운 등을 위한 수위조절이 가능한 이점이 있으나 유속감소로 인한 유사이송능력 저하로 보 상류구간에 퇴적되어 하상의 불안정화를 초래한다. 행정중심복합도시를 통과하는 국가하천 금강에 설치된 세종보 우안 소수력발전소에 인접한 가동보 상류구간에 토사가 퇴적되어 수문운영에 지장을 초래한 바 있다. 세종보 상류의 토사퇴적 문제점 분석과 하상안정화 방안수립을 위해 하상변동의 정량적 분석과 예측이 필요하다. 본 연구에서는 금강 중·하류부에 건설된 세종보 상류 약 600m 구간에 대해 홍수기 전·후의 하상단면을 측정하여 하상변동을 분석하였고 실측 결과와 수치모형 결과를 비교하여 대상구간에 수치모형의 적용성을 평가하였으며 대상구간의 단·장기하상변동을 예측하고 시나리오별 수문운영에 따른 하상변동 양상을 파악하여 하상변동으로 인한 문제점 해결을 위한 적정 수문운영방안을 제시하였다. 그 결과 SED-2D 모형으로 모의한 하상변동의 정량적인 결과와 하상변동 양상이 하상단면 측정에 의한 실측한 하상변동 결과와 유사한 경향을 보여 연구 대상구간의 SED-2D 모형의 적용성이 높은 것으로 평가되었다. 세종보 건설 1년 후 연구대상구간에 169,263㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 5년 후에는 164,652.0㎥의 토사가 퇴적되었으며 세종보 건설 10년 후에는 63,713.5㎥의 토사가 퇴적되었다. 가동보 수문운영에 따른 하상변동량은 우안문비 방류 시 하상변동량은 154,740.0㎥, 중앙문비 방류 시 하상변동량은 149,023.0㎥, 좌안문비 방류 시 하상변동량은 163,841.0㎥, 전문비 방류 시 하상변동량은 63,713.5㎥로 분석되어 하상변동량이 가장 적은 전수문 개방이 보 상류의 퇴적현상을 최소화할 수 있는 수문운영방안으로 분석되었다.

본 연구에서는 SLURP 준 분포형 수문모형을 이용하여 기후변화가 만경강유역의 수문순환 구조에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 만경강유역은 총 유역면적 1405.6km2으로 서울시의 약 2.3배 이고, 총 하천길이는 73.92km, 평균 경사는 25.08%, 평균 표고는 123.51m이다. 금강 동진강과 함께 호남평야의 중앙을 서류하여 악산 남쪽을 지나 황해로 흘러든다. 본 논문에서는 만경강유역의 대천관측소를 대상으로 2008년의 일별 유출량 자료를 바탕으로 모형을 보정을 하고, 지역기후모형을 이용하여 미래를 3개의 기간(future 1: 2011년∼2040년, future 2 : 2041년∼2070년, future 3 : 2071년∼2100년)으로 나누어 만경강유역에서 기후변화가 수문순환 구조에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 유황분석을 통해 미래의 하천의 유황의 변화를 전망, 시공간적 분포를 통해 공간적인 변화를 분석하였다. 월 유출량변화량을 분석한 결과 미래로 갈수록 월 유출량의 변동 폭이 커졌고, 평균 유출량이 증가하리라 전망되었다. 유황분석 결과 미래로 갈수록 풍수량과 갈수량이 증가하리라 전망되었고, Future2기간일 때 가장 많이 증가하리라 전망되었다.