본 연구에서는 국내 인공호 4대 수계 39곳을 선정하여 2003년 1월부터 2007년 12월까지 5년간의 수질 측정 자료를 바탕으로 우리나라에 적합한 다변수 수질평가 모델을 개발하고, 그 모델을 이용하여 2008년 1년간의 자료를 통해 팔당호와 대청호의 수질평가를 실시하였다. 개발된 다변수 수질평가 모델은 4개의 수질변수를 각각 부영양, 중영양, 빈영양의 3단계로 나누어 점수를 부여하고, 수질변수별 획득점수를 총합하여 총점으로 계량화하였으며, 총점을 구간별로 5등급으로 나누어 최종 수질등급을 부여하였다. 새롭게 제안된 수질평가 모델의 적용 결과, 팔당호는 전반적으로 보통(Fair) 및 악화(Poor) 상태로 나타났으며, 대청호는 최적(Excellent) 및 좋음(Good) 상태로 나타났다. 일반적으로 수자원의 가치를 결정하는 수질항목 중 가장 보편적인 중요성을 가지는 것은 유기물의 함량이며 이런 유기물은 수체 내 여러 요인에 의해 영향을 받을 수 있다. 그렇기 때문에 새로운 수질평가 모델을 개발함에 있어 수체의 수리 수문학적 특성을 비롯해 물리적 특성, 화학적 특성, 생물학적 특성 등의 각종 이화학적인 특성이 고려되었으며, 이러한 항목을 각각 평가 모델의 4가지 메트릭으로 선정하여 호소의 평가에 있어 복수의 측정지표가 활용될 수 있도록 하였다. 이러한 복수 지표를 활용해 개발된 다변수 수질평가 모델은 호소의 영양 단계를 평가함에 있어 보다 정확한 판단을 가능하게 할 것이며, 효과적인 호소의 관리에 도움을 줄 수 있을 것이라 사료된다.

물에 대한 기능 중 레크리에이션 기능은 빼놓을 수 없는 중요한 기능 중의 하나이다. 그러나 레크리에이션 편익에 대한 정량적 연구는 매우 미흡한 실정이다. 이에 본 연구는 실험선택법을 적용하여 레크리에이션 편익을 추정하고자 한다. 레크리에이션과 관련된 몇 개의 속성과 가격속성으로 이루어진 여러 개의 대안 중에서 선호하는 한 가지를 응답자로 하여금 선택하게 함으로서 개별 속성에 대한 한계지불의사액(MWTP) 정보를 도출한다. 분석결과 레크리에이션 용수 10,000톤의 추가적인 확보에 대해 각 가구는 연간 3원의 MWTP를 갖는 것으로 추정되었다. 또한 레크리에이션 용수의 수질을 1등급 개선시게 되면 각 가구는 연간 645.5원의 MWTP를 갖는 것으로 분석되었다. 아울러 레크리에이션 시설의 추가적인 확보에 대해 각 가구는 연간 1,518.6원의 MWTP를 가졌다. 이와 같은 정량적 정보는 다기능 저류지 조성 여부와 관련된 의사결정에서 유용한 정보로 활용될 수 있을 것이다.

본 연구는 상관 다기능 저류지의 조성을 가상적으로 설정하여 환경개선용수 공급편익을 추정하고자 한다. 이를 위해 국민들의 지불의사액(WTP, willingness to pay)을 유도할 수 있는 설문조사 기법인 조건부 가치측정법을 적용한다. 조사결과 많은 응답자들은 영의 WTP를 밝혔다. 이러한 영의 WTP를 다루기 위해 본 연구에서는 스파이크 모형을 적용한다. 분석결과 환경개선용수 공급편익은 사업지에 대해 가구당 연간 1,393.7원, 비사업지에 대해 가구당 연간 2,237.7원으로 추정되었다. 이 값을 전국으로 확장하면 연간 383.6억원에 달한다. 이러한 분석결과는 환경개선용수의 공급편익과 관련된 투자의 적정수준 결정 및 관리정책 결정에 있어서 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

일반적으로 수계의 용수공급능력을 평가하기 위해서는 수요량을 단계적으로 증가시키며 용수부족 여부를 검토하고 그 결과에 따라 수요량을 조정하는 시행착오법을 사용한다. 이것은 시뮬레이션 모형 뿐 아니라 최적화 모형의 경우에서도 마찬가지다. 그러나 이 같은 시행착오법은 수차례의 최적화를 반복하는 번거로움을 수반한다. 이에 본 연구에서는 물 부족이 발생하지 않은 최대 용수공급능력을 보다 쉽게 찾을 수 있도록 2단계의 목표계획기반 최적화 모형을 제시하였다. 즉, 제 1단계에서는 제시된 모형을 유입량 정보가 정확하다는 가정아래 최대 용수공급능력을 산정한다. 그리고 제 2단계에서는 실제 용수공급 상황에서는 미래 유입량에 대한 정보가 없는 점을 고려하여 최대 갈수기간에 한해 실시간 모의운영을 통하여 용수공급능력을 산정한다. 이 방법을 다기능 보가 신설되어 기존 수문환경과 차이점을 보이는 금강 수계에 적용하고, 완전한 정보가 있는 경우와 그렇지 않은 경우의 결과를 비교함으로써 유입량 정보가 용수공급능력에 미치는 영향을 이해하고 평가할 수 있었다.

댐이 위치하고 있는 유역에서도 신규 수자원 확보에 대한 필요성은 계속 제기되어왔고, 이에 따라 기존 댐에 대한 용수공급능력의 재평가의 필요성도 제기되어져 왔다. 본 연구에서는 댐의 하류 용수수요 증가에 따른 추가용수공급 가능 여부를 판단하기 위하여 다목적댐의 용수공급능력을 재평가하였고, 이에 따른 추가용수공급 가능량을 산정하였다. 대상댐은 낙동강의 안동댐 및 임하댐을 선정하였다. 저수지운영모형으로는 표준운영률을 사용한 모형과 HEC-ResSim을 사용하였으며 1979년부터 2008년까지 30년 동안 저수지 단독운영을 실시하였다. 본 연구에서 용수공급능력의 평가기준인 이수안전도는 신뢰도 96.7%, 95.0%의 연단위 및 월단위 평가를 기준으로 설정하였다. 신뢰도 95.0%의 연단위 평가 시 안동댐의 경우 용수공급 가능량이 연간 893백만m3로 산정되었고, 임하댐의 경우 연간 382백만m3로 산정되어 안동댐 및 임하댐 모두 기본계획공급량에 비하여 용수공급능력이 부족한 것으로 나타났다.

홍수기에 집중되는 유출량을 갈수기에 적절히 활용하기 위한 대표적인 구조물이 댐이다. 제한된 용수공급량을 적절히 분배해 용수수요량을 만족시키면서 미래 갈수기시 용수공급을 대비하여 댐 저류량을 조절하는 것이 댐 운영의 중요한 목적 중 하나이다. 본 연구에서는 갈수 시 댐 저류량에 따라 댐 계획방류량을 일정비율 줄여주는 Hedging Rule을 5단계로 적용하여 댐의 상시만수위 저류량에 대한 실제 저류량의 편차, 수요에 대한 용수공급 부족량, 그리고 하천유지

더 많은 수자원을 확보하기 위한 하나의 대안으로서 다목적 저수지의 홍수조절공간과 이수공간 사이에서 용량 재할당 방안을 제안하였다. 저수용량 재할당이란 기존의 저수지에 물리적 변화 없이 좀 더 많은 편익을 얻을 수 있도록 상시만수위를 조정하는 관리 기법이다. 본 연구의 목적은 홍수조절에 미치는 악영향을 최소화하면서 용수공급에 필요한 용량을 증대시킬 수 있는 저수지 용량 재할당 방법론을 개발하는 것이다. 이 방법은 다양한 빈도별 유입홍수량에 대한 홍수기 저

이수목적 수량관리를 위한 보장수량과 수력발전 등을 고려한 최적화 기법은 이상가뭄 또는 특이 수문년을 포함하는 경우에는 적용에 한계가 있다. 이러한 관점에서 Hashimoto 등(1982)에 의해 제안된 물부족에 관련된 3가지 평가기준을 혼합정수계획법을 통해 최적화모형에 반영하기 위한 Moy 등(1986)과 Srinivasan 등(1999)에 의해 제시된 바 있다. 그러나 이들 연구는 용수공급용 단일 저수지에 대해 한정되어 발전을 포함하는 다목적댐에 적용

불확실한 저수지 유입량과 수요량 때문에 최적의 저수지 조작기준은 정량화하기 쉽지 않다. 그렇지만 저수지 조작에 일정 수요를 충족시키면서 모의 발생시킨 유입량 시계열을 반영함으로써 음해 추계적 최적화 접근법을 이용하면 조작기준은 작성 가능하다. 이에 본 연구에서는 한강수계 7개 저수지 계통에 적절하도록 수력발전 최대화를 선형추적으로 모형화하고 최적제어를 이용하여 최적조작을 수행하였다. 이 때 2001년 수도권 용수수요를 만족시키도록 한 최적 조작 모형에는