<33C2F7BCF6C1A433332EBAB8B7C9B4EF20B1DEBCF6B4C9B7C220C6F2B0A120B9D720B0A1B9B320B4EBC0C0B9E6BEC820BFACB1B828C1A4BFECC7F5BFDC292E687770>

Transcription

1 전략연구 보령댐급수능력평가및가뭄대응방안연구 정우혁 노선희 김영일

2

3 발간사 우리나라물관리정책은그동안지속적인시설투자와공급능력개선으로수자원확보및관리가어려운자연조건에서도급성장하는다양한산업의수요를꾸준히뒷받침해주었습니다. 1990년대이후에는물이부족해서산업시설의입지를포기하거나, 도시계획이무산되거나, 농업을포기하는사태가없이안정적인수자원관리가지속되었다고볼수있습니다. 그러나최근 2000년대의기후현상은과거전통적인기후의특성을벗어나는연속되는가뭄으로 1년단위의수자원활용계획에따라이루어진기존의물관리방식에많은한계점이노출되고말았습니다. 특히충남서부지역에 2014~2015년간이어진가뭄은광역적인물부족현상을초래하였으며, 유효저수량이약 1억톤 / 년의비교적작은규모의보령댐에 8개시 군과 3개의화력발전소가수원을의존하고있는현실은우리가그동안여름에온강수를잘보관하여다음해봄까지활용하겠다는기존의수자원관리패러다임을개선해야하는상황에이르게되었습니다. 이와같은가뭄에의한물부족사례에도불구하고수자원은단순히수요에따라무한하게공급능력을증대할수도없고, 수생태계와유역물순환의건전성을훼손하면서댐증설을유일한해결방안으로보기에는유역전체의상황을총체적으로보지못하는시선으로지적되기도합니다. 우리는이러한시점에서기존의수자원공급시설의공급능력을재검토해보고, 과연어느정도수준의물공급이적정한수준이며, 이를수용할수없는가뭄이발생했을때, 어떠한대응전략을갖고있어야하는지에대해서심도있는고민을해봐야한다고생각됩니다. 본연구는충남서부지역의보령댐이갖고있는평상시수자원공급능력을평가해보고어느정도수준의가뭄까지용수공급이가능할것이며, 가뭄수준에따른수자원관리목표를제시해주는연구사례가될것이며, 앞으로충청남도의수자원관리정책의발전에초석이되기를바랍니다. 2016년 12월 31일충남연구원장강현수

4

5 연구요약 1. 배경및목적 2015 년충청남도에는지역기상관측에최악의가뭄으로기록될만한가뭄이찾아왔다. 2014년부터시작된가뭄은 2015년까지지속되었다. 특히, 보령댐의저수율이 8월 5일 32.8% 시점에서 주의 단계를발령하고 8월 15일 30.8% 시점에서 경계 단계로오른후 8월 18일 30.1% 시점에서 심각I 단계로격상하였다. 당초보령댐의설계시 22개년에 1회물부족을허용하는연간단위기간신뢰에따른이수안전기준을적용하였으나, 댐이준공된지불과 16년만에가뭄의취약성이나타나고말았다. 우리나라는여름철에강우가편중되어발생하는기상학적여건과좁은반도의지형으로대수층이발달하지못한지형학적여건때문에가뭄에매우취약할뿐만아니라, 기후변화로인한장마와태풍패턴의변화로최근과같이여름홍수기에큰비가내리지않는마른장마는장기간의극한가뭄이발생할위험을크게증가시키고있다. 가뭄대응방안으로지속적인용수개발투자에도불구하고아직까지도가뭄에안전한용수공급기반은미흡한실정이며수리시설이없는논에서는자연강우에의존하는천수답으로영농기농업용수공급에많은어려움을겪고있고기존수리시설도노후화로가뭄 홍수등자연재해에취약한실정이다. 본연구에서는최근기후변화로인해큰가뭄피해가발생한보령댐광역상수도의영향을받는충남서북부지역을중심으로가뭄현황과댐의운영현황을분석하여가뭄에대응의취약점을평가하였다. 그리고정량적인심도분석을통해목표가뭄강우산정, 가뭄강우에따른댐유입량예측, 가뭄시유입량에따른수자원공급가능량을예측하고기존의수리시설인프라의효율적인활용등을반영한가뭄대응정책방안제시하고자한다. 2. 연구범위및방법 가뭄현상발생에따른보령댐유역의가뭄분석을통한가뭄대책및수자원공급가능량확보방안에대한정책방향제시를위해보령댐용수공급현황파악, 가뭄시

6 댐유입량예측, 수자원공급가능량에대한정량적분석및목표설정과정책적대안을제시하였다. 본연구의공간적범위는보령댐유역으로설정하였으며, 내용적범위는 1 가뭄의정의와특성개념정립, 2 국내 외가뭄관리정책사례조사를통한가뭄현황및대책조사, 3 보령댐준공후운영및용수공급현황조사, 4 Arc SWAT 모델에의한보령댐유역유입량분석, 5 확률가뭄강우량산정및목표가뭄강우량에따른가뭄유입량예측, 6 목표가뭄및연속가뭄예측, 7 장래가뭄예측에따른수자원관리방안제안으로요약할수있다. 3. 보령댐운영현황과수자원공급능력 보령댐광역상수도는보령시, 서산시, 당진시, 서천군, 청양군, 홍성군, 예산군, 태안군의 8개시 군에용수를공급하고있으며 2014 년에 70,026,586 m 3 / 년취수하였고, 전량생활용수로 71,613,242 m 3 / 년공급하며지자체에연간 6.0천만 m 3 / 년 (84.02%), 공장및기타에연간 1.1천만m 3 / 년 (15.98%) 을공급하였다. 보령댐유역의수문분석을위하여준분포형장기유출모형인 SWAT 모형을구축하고검 보정하였으며보령댐유역에큰영향을미치는보령기상대의가뭄빈도분석을통해목표가뭄강우량을산정하였다. 5년, 10년, 20년, 50년, 100년, 200년의재현빈도별목표가뭄강우량에따른보령댐유역의가뭄에따른예측유입량을산정하였고, 월간단위의용수수급현황을모의하여유역유출해석을수행하였다. 가뭄대응대책을반영하지않았을때 5년및 10년빈도의가뭄이발생할경우, 가뭄대응대책이수반되지않더라도용수공급조정기준의경계단계이상의저수율을유지할수있는것으로평가되었으나, 20~50 년빈도의가뭄이발생하는경우, 경계단계미만으로저수율이낮아질수있으며, 가뭄이발생한차년도봄에는 10% 미만의극심한가뭄을겪게될것으로전망되었다. 가뭄이발생하여보령댐용수공급조정기준의경계단계에진입한경우, 발전수량을최소화하고금강-보령댐도수로 11,5천 m 3 / 일을이송공급하며상수원수 10% 절감의가뭄대응대책을도입할시에는 20년빈도의가뭄이올지라도경계수준이상의저수율을유지할수있도록댐운영이가능한것으로평가되었다. 5년 ~50년빈도의가뭄에는수자원공급이가능할것으로전망되었다. 하지만 100년과 200년빈도의

7 극심한가뭄이발생할경우에는수요량에미치는수자원확보에어려움이따를것으로평가되었다. 이에보령댐의가뭄대응수자원관리목표를수립하다면 50년빈도미만의가뭄에는안전한수질의원수를지속적으로공급하는것을목표로할필요가있으며, 50년빈도이상의가뭄대해서는도수로활용, 수요절감, 가뭄사전대응등의다양한가뭄대응전략이필요한것으로분석되었다. 4. 안정적인수자원공급을위한정책제언 보령댐유역과광역상수도공급지역의안정적인수자원공급을위한정책을비구조적방안과구조적방안으로구분하여각각의방안들을유역단위장 단기정책과댐운영및구조개선과관련한방안으로구분하였다. 유역단위단기정책의비구조적방안으로는상수원수준의안전한금강수질관리, 비상급수조절계획수립, 근거리물수송계획수립, 물절약주민홍보및교육이고구조적방안으로는노후불량관거누수율개선, 상수원개발및지방상수도보수, 충남상수도 ( 병물 ) 생산및저장거점조성, 물재이용을통한용수확보, 모듈형정수처리시설도입을제안하였다. 유역단위장기정책의비구조적방안으로는효율적물수요관리계획수립, 가뭄에따른수돗물차등적용, 가뭄보험제도도입, 농경지대체작물전환을제안하였고, 구조적방안으로는광역상수도신규개발조기시행, 해수담수화도입, 지하저류댐도입, LID시설도입, 농업용수계측관리, 농업용수공급및사용효율화를제안하였다. 댐운영및구조개선과관련해서는수면관리권및수리권재조정, 도수관로의광역상수도이송전환, 비상방류시설보완및신설, 다목적저류시설, 본댐증축또는조정지설치를제안하였다.

8

9 목 차 제 1 장서론 1 1. 연구배경및목적 1 2. 연구범위및방법 5 제 2 장가뭄의이론및정책동향 7 1. 가뭄의정의및특성 7 2. 가뭄국내 외정책동향 선행연구검토 43 제 3 장보령댐운영현황분석 보령댐운영현황 보령댐용수공급현황 보령댐문제점 66 제 4 장보령댐유역수문분석 유역모형구축 목표가뭄설정 가뭄유출예측 가뭄시수자원공급모의 101 제 5 장가뭄대응정책방안 가뭄대응정책 유역단위단기정책방안 유역단위장기정책방안 댐운영및구조개선방안 122 제 6 장결론및정책제언 결론 정책제언 130

10 표목차 [ 표 1] 가뭄의정의 8 [ 표 2] 나라별기상학적가뭄의정의 8 [ 표 3] 가뭄의분류별가뭄지수 11 [ 표 4] 가뭄대책과관련된 자연재해대책법 조항 13 [ 표 5] 국토교통부의가뭄상황별대응계획 ( 댐 ) 15 [ 표 6] 국가안전관리기본계획중가뭄관련주요대책 21 [ 표 7] 과거우리나라가뭄피해사례및대응정책 25 [ 표 8] 콜로라도가뭄단계별대처방안 28 [ 표 9] 캘리포니아의단계별가뭄대응대책 31 [ 표 10] 캘리포니아물관리계획 (CWP) 에포함된주요가뭄대비정책 32 [ 표 11] 영국의단계별가뭄대응 33 [ 표 12] 호주의가뭄단계중예외적인상황 35 [ 표 13] 일본의가뭄대처방안 37 [ 표 14] 보령댐운영현황 47 [ 표 15] 보령댐평균유입량현황 48 [ 표 16] 2014년보령댐광역상수도공급현황 49 [ 표 17] 보령댐월별계획공급량현황 52 [ 표 18] 경계단계댐농업용수감축율 55 [ 표 19] 기존댐건설시이수안전도 60 [ 표 20] 보령댐설계시방법적용시및저수지모의운영시용수공급능력 62 [ 표 21] 보령댐설계시및준공후유출율검토 62 [ 표 22] 이수안전도분석결과 63 [ 표 23] 보령댐준공후 19개년간연별수위및유량변화 67 [ 표 24] 보령댐방류량기준에따른총초과방류량 70 [ 표 25] 토지피복분류와 SWAT Landuse의명칭 77 [ 표 26] 기상자료구축관측소 78 [ 표 27] 모형분석시활용되는공식 78 [ 표 28] 보령댐유역의토지피복도구성및면적 79

11 [ 표 29] SWAT 매개변수민감도순위 81 [ 표 30] SWAT 모형의매개변수 82 [ 표 31] 유출모의결과보정전 후의통계분석비교 83 [ 표 32] 보령기상대최근 10년간연도별기상개황 86 [ 표 33] 보령기상대최근 10년간월별기상개황 88 [ 표 34] 보령기상대월별강수량현황 90 [ 표 35] 보령기상대과거 43개년간연총강우 93 [ 표 36] FARD2006의적용분포형 95 [ 표 37] 무작위성을위한예비해석결과 95 [ 표 38] 확률가중모멘트법추정에의한분포형별적합성결과 96 [ 표 39] 최적확률분포형선정을위한상대제곱근오차분석 97 [ 표 40] 확률가중모멘트법추정의 Gumbel분포형확률가뭄강우량 98 [ 표 41] 확률가뭄강우량의빈도별월강우 98 [ 표 42] 목표가뭄강우에따른보령댐예측유입량 99 [ 표 43] 연속가뭄강우에따른보령댐차년도예측유입량 100 [ 표 44] 가뭄대응단기 장기정책방안 108 [ 표 45] 8개시군의대형관정과정수장보수및관로보수공사추진현황 111

12 그림목차 [ 그림 1] 연구추진체계 6 [ 그림 2] 가뭄정의구분 7 [ 그림 3] 한국농어촌공사가뭄대책관리체계 16 [ 그림 4] 수자원장기종합계획의비전및목표 18 [ 그림 5] 4대강살리기사업의비전, 목표및전략 19 [ 그림 6] 가뭄모니터링시스템구축현황 23 [ 그림 7] 미국캘리포니아주 Oroville 호수전경 30 [ 그림 8] 소양호상류인공위성사진 39 [ 그림 9] 충주호상류인공위성사진 40 [ 그림 10] 바닥을드러낸보령댐수문 41 [ 그림 11] 2014년상수도통계에의한보령댐방류및공급량 50 [ 그림 12] 충청남도공급계통별생공용수공급현황 (2015) 51 [ 그림 13] 보령댐용수공급조정기준 53 [ 그림 14] 댐용수공급감량규모 54 [ 그림 15] 최근보령댐수위및저수율변화 59 [ 그림 16] 보령댐반순단위모의운영결과 63 [ 그림 17] 보령댐도수로건설공사계획도 65 [ 그림 18] 보령댐 19개년간댐수위및저수율변화 66 [ 그림 19] 보령댐광역상수도과거 10년간연공급량통계 68 [ 그림 20] 충청남도과거 10년간취수시설용량변화 68 [ 그림 21] 2014년충청남도지방및광역상수도이용률분포현황 69 [ 그림 22] 2014 년충청남도지방및광역상수도용수이용량및비율현황 69 [ 그림 23] 과거 2년간총방류량및댐저수율 71 [ 그림 24] SWAT 모형의물질수지 73 [ 그림 25] HRU 및소유역의계산과정모식도 74 [ 그림 26] SWAT모형에의한보령댐유역자동유역분할 76 [ 그림 27] 보령댐유역의정밀토양도구성및면적 80 [ 그림 28] 보정후보령댐지점의과거관측및모의일평균유출비교 84

13 [ 그림 29] 보령댐유역인근기상청관할기상관측소현황 85 [ 그림 30] 보령기상대최근 10년간연도별기상개황 87 [ 그림 31] 보령기상대최근 10년간월별기상개황 89 [ 그림 32] 보령기상대최근 10년간월별기상개황 91 [ 그림 33] 보령기상대과거 43개년가뭄지수현황 92 [ 그림 34] 보령기상대연총강우및치환절대총강우 93 [ 그림 35] 강우빈도해석절차 94 [ 그림 36] 가뭄대응방안미도입시가뭄빈도에따른월간저수율변화 102 [ 그림 37] 도수로운영시가뭄빈도에따른월간저수율변화 103 [ 그림 38] 도수로운영및원수수요절감시가뭄빈도에따른월간저수율변화 104 [ 그림 39] 가뭄대응방안미도입시연속가뭄에따른월간저수율변화 106 [ 그림 40] 도수로운영시연속가뭄에따른월간저수율변화 107 [ 그림 41] 도수로운영및원수수요절감시연속가뭄에따른월간저수율변화 107 [ 그림 42] 도수로취수지점의녹조현황 109 [ 그림 43] 이동형정수처리시설사례 113 [ 그림 44] 농촌용수스마트관수로시스템개념도 120 [ 그림 45] 농촌용수스마트관수로실시간관망운영관리시스템개념도 120

14

15 제 1 장서론 1. 연구배경및목적 가. 연구배경 최근강수량부족으로가뭄현상이지속되고있으며 2015 년충청남도에는지역기상관측에최악의가뭄으로기록될만한가뭄이찾아왔다 년부터시작된가뭄은 2015 년까지지속되었으며, 충청남도서부지역의대표상수공급원인보령댐과농업용저수지인예당호가바닥을드러내기시작하였다. 특히, 보령댐의저수율이 8월 5일 32.8% 시점에서 주의 단계를발령하고 8월 15일 30.8% 시점에서 경계 단계로오른후 8월 18일 30.1% 시점에서 심각I 단계로격상하였다. 심각 II단계 로상향되는것에대비하기위해제한급수모의훈련후 10월 8일부터 2016년 2월 15일까지 127일간보령, 서천, 청양, 홍성, 예산, 서산, 태안, 당진등 8개시 군에제한급수를시행하였으며 404만 7,000톤을절약하고 34억 1,000 만원을절수지원금으로지급하였다. 당초보령댐의설계시 22개년에 1회물부족을허용하는연간단위기간신뢰에따른이수안전기준을적용하였으나, 댐이준공된지불과 16년만에가뭄의취약성이나타나고말았다. 특히보령댐은중부발전과서부발전에발전용수를공급하고있어주요국가기간시설로서안정적인용수공급이반드시이루어져야하는시설이다. 상대적으로충남남 동부지역에서는동일하게농업용수확보를위한비상체계에돌입한것은동일하지만보령댐이아닌대청댐과용담댐에서상수를공급받고있어제한급수를피할수있게되었다. 우리나라는여름철에강우가편중되어발생하는기상학적여건과좁은반도의지형으로대수층이발달하지못한지형학적여건때문에가뭄에매우취약하다. 최근의대도시확대와사회발전으로인한용수수요의급증, 용수공급시설의지역적편중등으로국지적또는사회경제적물부족상황이발생할위험이커지고 1

16 있으며, 기후변화로인한장마와태풍패턴의변화로최근과같이여름홍수기에큰비가내리지않는마른장마는장기간의극한가뭄이발생할위험을크게증가시키고있다. 1) 기후변화에따른강수량변화전망에서 21세기한반도의연평균강수량증가율은세계평균보다높을것으로전망하고있다. RCP 4.5 시나리오의경우 21세기중반기 (2041년 ~2070년 ) 에 10.3%, 후반기 (2071년 ~2100년 ) 에 19.6% 증가할것으로전망하였다. 동시에지역적편차도크게나타날것으로전망하고있다. 실제로지난 30년간연강우량을보면 2003 년이 1,861mm 로가장많았고, 1998 년이 849mm 로가장적어그변동폭은 2.2배에달하고있다. 문제는중 장기측면에서전체적으로우리나라강우량이증가한다고예측하지만실제최근 30년자료를보면 7~8년사이로단기갈수기가주기적으로반복되고있으며, 단기주기로볼때 2014, 2015, 2016 년이갈수년에해당한다. 빈번해지는가뭄은다목적댐을포함한저수지의핵심역할인안정적용수공급을위협하고있다 년마른장마에서시작된중부및강원영동지역의가뭄은소양강댐수위를역대최저수위에근접 (125.25m) 하게만들었으며, 7월상순까지강원도일대에제한급수로인한사회경제적피해를야기했다 년 9월충청지역은평균대비 54% 의강수량을기록하여 1973 년관측이래최대가뭄을겪었고이로인해충청지역주요수자원공급원의하나인보령댐은최상위가뭄대응체계인 심각 단계로기본계획공급량감축및광역상수도제한급수까지시행하였다. 가뭄대응방안으로지속적인용수개발투자에도불구하고아직까지도가뭄에안전한용수공급기반은미흡한실정이며수리시설이없는논에서는자연강우에의존하는천수답으로영농기농업용수공급에많은어려움을겪고있고기존수리시설도노후화로가뭄 홍수등자연재해에취약한실정이다. 가뭄은불가피성과반복성을띠고있어, 전면적해소는불가능할지라도그피해를최소화해야하는데노력해야할것이다. 국내의가뭄정책은대체적으로가뭄발생시제한급수나급수대안에초점을맞춘정책들이많은것이사실이다. 1) 김태웅, 박동혁, 2015, 우리나라극한가뭄대응현황과개선방안 년가뭄을중심으로, 대한토목학회지, 63(9), pp

17 물관리에있어선진국으로불리는미국과영국은가뭄에대한경감및대응은물론가뭄모니터링, 조기경보, 영향및리스크평가에대한정책관련연구가활발히진행되고있다. 따라서본연구에서는최근기후변화로인해큰가뭄피해가발생한보령댐광역상수도의영향을받는충남서북부지역을중심으로가뭄현황과댐의운영현황을분석하여가뭄에대응의취약점을평가하였다. 그리고정량적인심도분석을통해목표가뭄강우산정, 가뭄강우에따른댐유입량예측, 가뭄시유입량에따른수자원공급가능량을예측하고기존의수리시설인프라의효율적인활용등을반영한가뭄대응정책방안제시하고자한다. 나. 연구목적 본연구는보령댐유역의과거유역현황과용수공급을분석하고장래가뭄의발생에따른목표가뭄의기준을설정하였다. 장래가뭄발생에따른수자원공급가능량을분석하고향후가뭄발생시대책마련의필요성을인지하여가뭄대책을위한관리대응방안을개선하기위한연구를수행한다. 본연구에서의주요목적은다음과같다. - 가뭄의정의및국내 외가뭄대응정책동향조사 기상, 농업, 수문학, 사회경제적분류에따른가뭄의정의 국내 외가뭄관리대책의정책사례조사 2015년가뭄발생과관련한댐공급조절의사례조사 - 보령댐운영현황분석 1988 년준공후운영현황분석 용수공급및저수현황과도수로건설공사현황조사 2015 년저수율하강과관련한보령댐문제점분석 3

18 - 보령댐유역현황분석 보령기상대과거 43개년기상개황및가뭄지수조사 빈도해석에의한확률가뭄강우량산정 목표확률가뭄강우량에따른가뭄유입량예측 가뭄유입량에따른수자원공급가능량예측 - 충청남도장래가뭄에대응하기위한정책제안 유역단위장 단기정책방안 댐운영및구조개선방안 4

19 2. 연구범위및방법 가. 연구범위 가뭄현상발생에따른보령댐유역의가뭄분석을통한가뭄대책및수자원공급가능량확보방안에대한정책방향제시를위해보령댐용수공급현황파악, 가뭄시댐유입량예측, 수자원공급가능량에대한정량적분석및적용가능성검토등의연구를수행하였다. 본연구의공간적범위는보령댐유역으로설정하였으며, 내용적범위는 1 가뭄의정의와특성개념정립, 2 국내 외가뭄관리정책사례조사를통한가뭄현황및대책조사, 3 보령댐준공후운영및용수공급현황조사, 4 Arc SWAT모델에의한보령댐유역유입량분석, 5 확률가뭄강우량산정및목표가뭄강우량에따른가뭄유입량예측, 6 목표가뭄및연속가뭄예측, 7 장래가뭄예측에따른수자원관리방안제안으로요약할수있다. 총 7개의세부연구를통해가뭄대응을위한보령댐유역에적용가능한가뭄관리정책방안을제시하였다. 분석을위한모델은준분포형모델인 Arc SWAT 모형을적용하였으며, 시간적범위는보령댐준공후 1988 년 1월부터 2015 년까지의댐운영자료를활용하였고, 기상자료는보령댐유역인근의보령기상대의 1973 년 1월부터 2015 년 12 월까지총 43개년의기상자료를바탕으로일별강수자료를활용하였다. 나. 연구방법 본연구의수행은 [ 그림 1] 에나타난바와같이일차적으로문헌조사를통하여가뭄에대한정의와개념을정립하고, 보령댐의운영및용수공급현황을분석을수행하였다. 보령댐의용수공급능력을재평가하기위하여유역현황과유역유출량을분석하였으며, 최근의가뭄을고려하여목표가뭄강우량을산정하였다. 목표가뭄빈도에따른유출을 1년간의가뭄과 2년간연속되는가뭄을모의하여보령댐용수공급의가능수준을검토하여가뭄빈도에따른목표를설정하였다. 5

20 그리고보령댐의운영및공급능력을검토한결과와지역적여건을고려하여충남서북부지역의용수공급능력을개선할수있는정책을제안하였다. [ 그림 1] 연구추진체계 6

21 제 2 장가뭄의이론및정책동향 1. 가뭄의정의및특성 가. 가뭄의정의 가뭄이란어느지역에서일정기간이상평균이하의강수로인해강수량부족이장기화되는현상과사회적으로요구되는용수의확보가어려운상황을통칭한다. 판단기준에의해기상학적 수문학적 농업적 사회경제적가뭄으로분류한다. [ 그림 2] 가뭄정의구분 2) 2) 김연주, 이진영, 장평화, 송재열, 2013, 가뭄유형별기후변화적응정책연구, 한국환경정책 평가연구원 7

22 [ 표 1] 가뭄의정의 3) 구분설명비고 기상학적가뭄 (Meteorological Drought) 농업적가뭄 (Agricultural Drought) 수문학적가뭄 (Hydrological Drought) 일정기간평균강수량보다적은강수로인해건조한날이지속되는것을기상학적가뭄이라고하며, 정상상태와비교하여건조정도및건조상태의지속기간을기초로정의됨. 기상학적가뭄은강수부족을초래하는대기상태가지역에따라상이하므로각지역에따라고려되어야함. 작물의생육에필요한수분부족을농업적가뭄이라고하며, 농업분야에영향을미치는강수량부족, 실제증발산량과잠재증발산량의차, 토양수분부족, 지하수및저수지량부족등과같은기상 수문인자들과관련되어있음. 일반적으로농업적가뭄은기상학적가뭄후에따르며농업적가뭄이후에는수문학적가뭄이발생함. 전반적인수자원공급의부족을수문학적가뭄이라고하며특히댐이나저수지, 하천등의수량부족을의미함. 하천수, 저수지및지하수공급원에해당되는강수부족량과그기간에의해가뭄의빈도와심도가결정되며인간의물수요에따른공급부족이수문학적가뭄을야기하기도함. 일반적으로수문학적가뭄은기상학적가뭄이나농업적가뭄의발생시기보다시간적으로지체되는특성을있음. 사회적으로물의수요가증가하여공급량을초과하여사회경제적가뭄발생하는농업 공업 생활용수등의부족을사회경제적가 (Socioeconomic 뭄이라고하며기상 농업 수문학적가뭄인자와함께경제 Drought) 적인물의수요공급과연관되어있음. 강수량부족, 고온, 풍속강화, 일조시간 증발량증가 토양수분부족, 식물수분량부족, 작물수확감소 하천 저수지유입량감소, 댐저수율감소 농업 공업 생활용수부족 [ 표 2] 나라별기상학적가뭄의정의 4) 미국 (1942) 영국 (1936) 리비아 (1964) 인도 (1960) 인도네시아 (1964) 48시간내에강우가 2.5mm보다작은경우일강우가 2.5mm보다작은날이연속으로 15일이상인경우년강우량이 180mm이하인경우실제계절강우량이평균편차의 2배보다부족한경우비가없는날이 6일이상계속될경우 3) 기상청, 기상청관측자료, 4) 이상신, 2014, 2014 년강원도마른장마현황과향후대책방안, 한국기후변화연구센터 8

23 나. 가뭄의특성 가뭄은홍수와달리진행속도가느리므로시 공간적으로정확하게판단하기어려우며상당기간완만히누적되어나타나고가뭄이해갈된후에도수년동안파급효과가나타날수있다. 가뭄은정상적이면서주기적으로재발되는기후의한특성으로가뭄에대한경제적인손실은홍수에비해서 2~3배정도이다. 가뭄은강수량이평년에비해저조한단순한기상현상이지만, 지속기간이증가되면서자연과사회에심각한영향을미치는자연재해로발전되며타자연재해와달리다음과같은특징이있어관리상의어려움을발생시킨다. 첫째, 발생시점의불명확성과초기대응이어렵다. 홍수기말부터서서히심화되기때문에시작과종료시점을정확히결정하기가힘들고이로인해담당부처, 지자체, 수자원관리기관, 재난관리기관들은가뭄진입의신속한판단이어려운경향이있다. 위기상황직전까지특별한대책의도입을결정하기어렵기때문에, 시기를놓쳐급수제한또는중단으로많은주민들이고충을겪는상황이되면사회에큰혼란과함께책임소재갈등이쉽게발생된다. 둘째, 피해가비가시적이다. 아무리심각한가뭄피해를겪더라도, 건축물, 가옥등의구조물이붕괴된다던지사람의생명에직접적으로피해를주지않아홍수, 호우, 지진, 산사태등타자연재해에비해높은관심을받기힘들다. 셋째, 피해기록수집이어렵다. 피해가가시적이지않아집계가쉽지않을뿐만아니라행정상의관심이낮아, 대부분국가에서가뭄피해는정기적으로조사되지않는다. 국가비상상태를선포 (state of national emergency) 해재난관리기관이공식적인상황보고서를발표하거나국제기구에구호요청을하지않는한, 일부선진국들을제외하고, 가뭄발생기록이나위치는비공식적인자료조차수집하기어렵다. 넷째, 발생빈도는낮지만사회영향은높다. 아프리카대륙을제외하고, 다른자연재해에비해발생빈도가낮지만일단발생하게되면, 몇주, 몇달, 심지어는다년간동안방대한지역과방대한분야에걸쳐물부족을초래한다. 마지막으로, 정책, 실무, 연구의기술과경험의축적이부족하다. 발생빈도도낮고가시적이지않으므로과거의피해가정책결정자나주민들의기억에서오랫동안지속되기힘들며실제로재난관리차원에서실무나정책에있어서가뭄이중요시되는국가는많지않다. 5) 5) 이상은, 2015, 가뭄위험도평가기법구축및정책적활용에관한연구, 국토연구원 9

24 다. 가뭄지수분류 가뭄은서서히다가오는자연재해이며, 하천바닥이마르고식물이시들며, 물사용이제한되기전까지는인식하기가힘들다. 가뭄은국지적특성이강하게나타나므로가뭄의진행상태나심한정도를정의할수있는객관적인정의나기준이필요하며, 이를위해가뭄지수 (drought index) 를이용하고있다. 가뭄지수는가뭄의심도를객관적수치로표현한것으로서가뭄의경향이나그정도를파악하는데유용한수단이다. 현재까지개발된가뭄지수는학문적분류에따라기상학적, 농업적, 수문학적가뭄지수가개발되었다. 기상학적가뭄지수는강우부족에의해가뭄을감지하며가뭄의발생순서에따라가장먼저발생하는지수로서가장대표적인가뭄지수는파머가뭄심도지수 (PDSI) 와표준강수지수 (SPI) 이다. 농업적가뭄지수는식생이나작물이받는수분스트레스를잘나타낼수있도록지수가개발되어져왔다. 농업적가뭄을나타내는지수는 SMI(Soil Moisture Index) 와함께 CMI(Crop Moisture Index) 가대표적이다. 수문학적가뭄지수는용수의불균형에의해가뭄을감지하며대표적인지수로는 SWSI(Surface Water Supply Index) 가있으며, 기존의 SWSI 를국내실정에맞게수정한 MSWSI(Modified Surface Water Supply Index) 가있다. SWSI 와 MSWSI 는유역단위로용수의공급량만을고려하며이를보완하여행정구역단위로용수의공급량및수요량을고려한 WDSDI(Water Demand and Supply Drought Index) 가개발되어졌다. 6) [ 표 3] 현재기상청, 한국농어촌공사, 한국수자원공사등에서여러가지가뭄지수를제공하고있다. 기상청에서는기상학적가뭄지수, 파머가뭄지수를제공하며, 한국농어촌공사에서는농업가뭄정보시스템을통하여강수량, 저수율을분석한후심도에따라 4단계로구분한농업가뭄지수를제공한다. 또한, 한국수자원공사에서는가뭄정보시스템을통하여표준강수지수, 지표수공급지수, 수문학적가뭄지수등으로가뭄을파악하고있다. 6) 오국열, 유인상, 2014, 우리나라봄철가뭄의피해현황과대책, 한국방재학회지, 14(2), pp4-9 10

25 [ 표 3] 가뭄의분류별가뭄지수 7) 구분가뭄지수연구자 기상학적가뭄 농업적가뭄 수문학적가뭄 파머가뭄심도지수 (PDSI) Palmer Drought Severity Index 표준강수지수 (SPI) Standardized Precipitation Index 토양수분가뭄지수 (SMDI) Soil Moisture Drought Index 작물수분지수 (CMI) Crop Moisture Index 지표수공급지수 (SWSI) Surface Water Supply Index 수정지표수공급지수 (MSWSI) Modified Surface Water Supply Index Palmer(1965) Mckee et al.(1993) Hollinger et al.(1993) Palmer(1968) Shafer and Dezman(1982) Kwon(2006) 7) 오국열, 유인상, 2014, 우리나라봄철가뭄의피해현황과대책, 한국방재학회지, 14(2), pp4-9 11

26 2. 가뭄국내 외정책동향 가. 국내정책사례 국내가뭄관리대책은안전관리및재난관리측면에서 재난및안전관리기본법 과 자연재해대책법 에따라수립된다. 재난및안전관리기본법 에따라서국무총리는안전관리에대한기본계획을수립하고기본계획이수립되면각부처및공공기관에서는집행계획을수립한후이를더확장시켜세부집행계획을수립하게된다. 이에따라자연재난과관련된안전계획에는풍수해대책, 가뭄대책, 지진대책등이포함되어야하며, 예방 대비 대응 복구의 4단계로집행계획을수립하여야한다. 자연재해대책법 에의하면재난관리책임기관에서는자연재해예방을위한업무에해당하는조치를하여야한다고명시되어있다. 이에따라가뭄과관련해서는행정자치부, 국토교통부, 농림축산식품부, 환경부, 국민안전처, 기상청등정부부처와지방자치단체는가뭄방재를위한조사 연구, 가뭄극복을위한제한급수및제한발전, 가뭄극복을위한시설의유지 관리, 상습가뭄재해지역해소를위한중 장기대책수립등을수행해야한다. 현재우리나라중앙정부의물관리기능은국토교통부의수자원및하천관리, 농림축산식품부의농업용수관리, 산업통상자원부의수력발전용수관리, 환경부의수질및상하수도관리, 그리고국민안전처의풍수해관리등으로분산되어있으며, 각부처마다가뭄대책을수립하고있다. 예를들면수자원및하천관련사업을시행하고있는국토교통부와한국수자원공사의경우, 안전관리세부집행계획의가뭄대책과관련하여댐과광역상수도로나누어가뭄상황을판단하고대응계획을수립하고있다. 8) 8) 김태웅, 박동혁, 2015, 우리나라극한가뭄대응현황과개선방안 년가뭄을중심으로, 대한토목학회지, 63(9), pp

27 [ 표 4] 가뭄대책과관련된 자연재해대책법 조항 관련법 자연재해대책법제 3 조 ( 책무 ) 자연재해대책법제 29 조 ( 가뭄방재를위한조사 연구 ) 내용 2 법제 3 조제 5 호에따른재난관리책임기관 ( 이하 재난관리책임기관 이라한다 ) 의장은자연재해예방을위하여다음각호의소관업무에해당하는조치를하여야한다. 5. 가뭄대책가. 상습가뭄재해지역해소를위한중 장기대책나. 가뭄극복을위한시설관리 유지다. 빗물모으기시설을활용한가뭄극복대책라. 그밖에가뭄대책에필요한사항 1 재난관리책임기관의장은가뭄방재를위하여필요한조사및연구를하여야한다. 2 재난관리책임기관의장은가뭄방재를위한전문적인조사 연구를위하여관계행정기관의장이나기상관측연구기관의장에게가뭄의현황, 가뭄의피해상황, 가뭄의극복방안등필요한자료를요청할수있다. 이경우요청을받은관계행정기관의장및기상관측연구기관의장은특별한사유가없으면요청에따라야한다. 자연재해대책법제 30 조 ( 가뭄극복을위한제한급수 발전등 ) 자연재해대책법제 31 조 ( 수자원관리자의의무 ) 자연재해대책법제 32 조 ( 가뭄극복을위한시설의유지 관리등 ) 1 관계중앙행정기관의장, 지방자치단체의장및 한국수자원공사법 에따른한국수자원공사의사장등수자원을관리하는자 ( 이하 수자원관리자 라한다 ) 는가뭄으로인한재해를극복하기위하여제한급수및제한발전등의조치를할수있다. 2 수자원관리자는제 1 항에따른조치를하려면수혜자가제한급수및제한발전등에관한사실을알수있도록미리공지하여야한다. 수자원관리자는지방자치단체의장으로부터가뭄피해를줄이기위하여수자원관리와관련한협조요청을받았을때에는특별한사유가없으면요청에따라야한다. 재난관리책임기관의장은댐, 저수지, 지하수자원등의수원함양및기능의유지 향상을위하여소관업무에대하여 산림보호법 에따른산림보호구역 ( 산림유전자원보호구역은제외한다 ) 의지정 관리, 조림, 퇴적토준설, 지하수자원인공함양및순환등필요한조치를하여야한다. 13

28 [ 표 4] 가뭄대책과관련된 자연재해대책법 조항 ( 계속 ) 관련법 내용 자연재해대책법제 33 조 ( 상습가뭄재해지역해소를위한중 장기대책 ) 1 시장 군수 구청장은가뭄재해가상습적으로발생하였거나발생할우려가있는지구를상습가뭄재해지역으로지정 고시하고, 그결과를시 도지사를거쳐국민안전처장관과관계중앙행정기관의장에게보고하여야한다. 2 시장 군수 구청장은상습가뭄재해지역에대하여빗물모으기시설설치등가뭄피해를줄이기위한중 장기대책을수립 시행하여야한다. 3 관계중앙행정기관의장은시장 군수 구청장이수립한중 장기대책에필요한사업비의일부를지원할수있다. 4 제 1 항에따른상습가뭄재해지역의지정및해제의요건, 절차, 관리요령과제 2 항에따른중 장기대책의수립에관한세부사항은대통령령으로정한다. 14

29 [ 표 5] 국토교통부의가뭄상황별대응계획 ( 댐 ) 9) 단계가뭄상황 ( 용수공급기준 ) 대응계획 1 단계 ( 관심 ) 2 단계 ( 주의 ) 기본계획공급량의 80-90% 공급 ( 생 공용수실수요량, 농업용수, 하천유지용수공급 ) 기본계획공급량의 60-80% 공급 ( 생 공용수실수요량, 농업용수공급 ) ( 하천유지용수감량공급 ) 가뭄극복현수막설치 물부족지역등가뭄지역현황파악 방송 캠페인, 홍보물배포등을통한절수홍보 다목적댐및용수댐생 공용수여유량감량 가뭄상황실설치 운영 ( 국토부, K-water) 가뭄지역파악및지원방안수립, 협조체계구축 비상급수차량운행및병물지원 댐의용수공급능력및공급방안검토 다목적댐및용수댐하천유지용수감량, 필요시농업용수감량 3 단계 ( 경계 ) 4 단계 ( 심각 ) 기본계획공급량의 50-60% 공급 ( 생 공용수실수요량공급 ) ( 농업용수, 하천유지용수감량공급 ) 기본계획공급량의 50% 이하공급 ( 댐의사수용량활용공급 ) ( 생 공용수실수요량, 농업용수, 하천유지용수감량공급 ) 댐수혜지역및광역상수도수수지자체제한급수 지자체별대체수원확보요청 지하수등비상취수원가동 다목적댐및용수전용댐생 공용수실수요량공급, 필요시생 공용수실수요량감량 댐비상용수공급량활용방안검토 댐수혜지역및광역상수도수수지자체제한급수 지하수등비상취수원가동 다목적댐의비상용수공급량활용공급 농업용수의부족으로인한가뭄대책은농림수산식품부-한국농어촌공사와지방자치단체협동으로이루어지나대규모농업용수시설의관리를맡고있고각도와시에지사를가지고있는한국농어촌공사가주관이되어농업용수가뭄대응이이루어지며 [ 그림 3] 과같다. 9) 김태웅, 박동혁, 2015, 우리나라극한가뭄대응현황과개선방안 년가뭄을중심으로, 대한토목학회지, 63(9), pp

30 1. 예방관리 1 재해대책상황실운영 2 물부족저수지용수확보대책수립 3 가뭄대비용수개발비지원계획수립 4 관정 양수장비등점검 정비 5 들샘등간이용수원등용수개발계획수립 가뭄 발생 2. 초기대응 3. 본격조치 1 비상근무체제로전환 ( 상황실확대개편 ) 2 관정 들샘등간이용수원개발 3 관정 양수장비및인력동원 4 부족장비지역간상호전배조치 5 저수지양수저류작업착수 6 절수영농방법홍보 1 관련부처와협조체제강화 2 긴급용수원확보및급수대책총력추진 3 민 관 군협조체제구축및장비 인력총동원 4 집단못자리설치및지역간모내기시기조정 5 모내기못한논에대파실시 피드백 (Feed back) 4. 사후복구 1 굴착하천등긴급가뭄대책현장원상복구 2 지역간전배 동원장비회수 3 가뭄지역피해상황조사및병충해방제 4 예비비, 성금둥긴급지원가뭄대책비정산 5 가뭄대책에대한평가및백서발간 [ 그림 3] 한국농어촌공사가뭄대책관리체계 16

31 1) 수자원장기종합계획 (2011~2020), ) 수자원장기종합계획은수자원의안정적인확보와효율적관리를목표로수립하는수자원최상위계획으로이수, 치수, 하천환경및수자원조사연구개발의미래로드맵을제시한다 년대이후현재 7번째계획이수립되었고초창기에는다목적댐개발등수자원개발관리, 1990 년대이후에는환경친화적이고건전한물활용에중점을두고계획을수립하였다. 수자원장기종합계획의가뭄관련물관리정책은다음과같다. 첫째, 물부족대비신규수자원을차질없이확보하는것이다. 물부족지역의안정적인수자원확보를위한기존댐재개발, 다목적저류지, 친환경중소규모댐, 지하수및대체수원개발등다양한대책을추진한다. 지하수의체계적개발및이용을위한관리의선진화를통해맑고안전한수자원으로적극활용하며물부족지역별맞춤형대체수원개발을통한수원을다변화한다. 둘째, 수자원의공급안정성을강화하고효율적으로활용한다. 기존물공급시설 ( 수원, 정수시설, 도 송수시설 ) 의안전한공급시스템을구축하고물공급시설간비상연계체계구축으로비상시대응체계를마련하며권역별상수도급수체계조정및신규확충을통한수자원활용도를제고한다. 또한, 댐-보-저수지최적연계운영및기존댐의다목적화를통한기존시설활용도를제고한다. 물배분과이용, 수자원의개발과관련한사회적갈등조정시스템을구축하고도시및농어촌간물공급형평성확보를위한상수도보급을확대하며, 농 산간및도서 해안등상습가뭄지역의물부족을해소한다. 셋째, 건전하고다면적인물이용체계를확대한다. 물수요관리강화를통한물절약형사회기반을구축하며건전한물순환등을통한국토균형적인하천유량확보하고정확성 신뢰성기반의물이용평가및수요추정체계를구축한다. 넷째, 기후변화에따른극한가뭄대처력을제고한다. 기후변화를고려한수자원에대한영향평가및취약성을분석하고기후변화대응을위한신규시설물의물공급예비율도입을검토하며사회적가뭄대처력제고를위한 Smart 물관리체계구축과홍보를강화한다. 10) 국토해양부, 2011, 수자원장기종합계획 (2011~2020) 17

32 [ 그림 4] 수자원장기종합계획의비전및목표 2) 충남수자원종합계획보고서, ) 국가수자원장기종합계획과연계한충청남도의항구적인물부족해소를위한수자원의안정적인확보와하천의효율적인이용개발및보전계획을위해충남도의물관리종합계획을수립하였다 년충청남도서부지역에전국최대의가뭄피해가발생함에따라, 충청남도에서물부족해소를위한수자원종합계획을수립하였으며충청남도의안정적인수자원확보와하천의효율적인이용 개발및보전을위한지역맞춤형의수자원종합계획을수립하였다. 충청남도는수량과수질양면에서물의위기에직면하고있으며이러한물의위기는앞으로가속화될전망이고, 현추세대로가면 2025년에생 공용수는정수 111.9천m 3 / 일, 침전수 26.4천m 3 / 일, 농업용수는 16,318천m 3 / 일의물부족사태에직면할것으로전망하였다. 물수요의증가추세에비해신규용수개발은각종제약때문에둔화되고있으며, 수질오염의확대는지표수는물론지하수에까지미쳐맑은물의확보가더욱어려운실정이므로물부족문제를해결하기위해서 11) 충청남도, 2015, 충남수자원종합계획 18

33 는신규수자원개발의어려움을감안하여공급확대못지않게효율적인물이용을위해서물값인상을통한절수유도, 물재이용과절수기기보급확대및물절약을위한홍보와교육의강화등적극적인수요관리정책의필요성을언급하였다. 충청남도의물수요관리정책중대표적인것은장래예상되는물부족사태에대비하기위해수자원정책의기조를종래의공급위주에서수요관리를병행하는정책기조이다. 충청남도물수요관리종합계획은물수요관리강화를위한상수도누수절감및요금현실화, 하 폐수재이용, 대체용수개발등의대책으로구성되어있고, 목표절감량은도청이전신도시지역을포함하여 2025 년도까지의절감량을 50,426천m 3 / 년 (2012년 ~2025년누적절감량 ) 으로계획하였으며, 사업비는2조 3,611 억원이소요될것으로계획되었고 2025 년연간절감량은 3,878천m 3 / 년 (10,624m 3 / 일 ) 으로분석되었다. 3) 4대강살리기마스터플랜, ) 홍수조절과물확보등을위해한강, 낙동강, 금강, 영산강총4대강본류에시행하는사업으로국토해양부 농림수산식품부 환경부가주관하여 2011년완료하였으며댐 저수지등은 2012 년완료하였다. [ 그림 5] 4 대강살리기사업의비전, 목표및전략 12) 국토해양부 ( 현, 국토교통부 ) 4 대강살리기추진본부, 2009, 4 대강살리기마스터플랜 19

34 장래물부족 (2011 년 8억m³, 2016 년 10억m³) 과가뭄에대비하기위한용수확보량 13.0억 m³ 을증대하기위하여첫째, 준설과보설치로용수확보및지하수위저하방지, 둘째, 중소규모댐건설로지역적물부족해소, 셋째, 농업용저수지증고로갈수기지류및본류유량증대를계획하였다. 첫째, 준설및다기능보총 16개소를설치하여 8.0억m³ 용수를확보하였다. 보를이용한물확보는평상시풍부한하천유지용수공급및가뭄시용수를활용하고자하였으며하천내에서풍부하게물을확보하는것을목표로하였다. 또한, 평상시지하수위를유지할수있으며강변경관을향상시킬수있는넓은수면과수상활동에적합한수심을확보하고다기능보상 하류의수위차를이용한소수력발전시설을갖추었다. 둘째, 낙동강수계에영주댐 ( 경북영주 ) 과보현댐 ( 경북영천 ) 을건설하고, 안동댐 ~ 임하댐연결 ( 경북안동 ) 을추진함으로써 2.5억m³ 용수를확보하였다. 셋째, 저수지 17,600 여개중추가용수확보가가능하고환경영향 수몰면적이적은 96개소를증고하고, 갈수기하천유지유량을공급함으로써 2.5억m³ 용수를확보하고자하였다. 증고를통해확보되는추가저수량은갈수기에집중방류하여지류및본류유황개선에활용하고자하였으며, 증고방법은기존제체및여수로조건등이고려되었다. 20

35 4) 국가안전관리기본계획 (2015~2019), ) 대한민국 헌법 제34조제6항, 재난및안전관리기본법 제22조및시행령제26조에의거하여각종재난및사고로부터국민의생명 신체 재산을보호하기위하여국가의재난및안전관리의기본방향을설정하는최상위계획이다. 국가안전관리기본계획의목적은도시화 인구집중, 고령화, 기후변화, 신종감염병의창궐등재난환경변화에대응하여국가가국민을재난및안전사고로부터보호하기위함이며향후 5년간국가재난및안전관리정책을통합적으로운영할수있는방안과이를이행하기위한중점추진과제들을제시하여, 중앙행정기관과지방자치단체를포함한각종재난관리책임기관들이세부대책을수립 운영할수있는지침을제공한다. [ 표 6] 국가안전관리기본계획중가뭄관련주요대책 대책예방대비대응복구 주요내용 가뭄발생시기예측과경보발령기준을정량화, 물절약프로그램의개발, 시설물별용수관리시스템개발, 가뭄의평가와예측모형, 이수및절수관리지침등가뭄예방대책관련연구개발추진 효율적빗물관리방안강구, 댐등수자원시설의효율적활용, 다양한수자원 ( 지하수, 해수담수화등 ) 확보등상습가뭄지역해소를위한중 장기계획마련 수계별댐저수현황및용수공급전망검토, 가뭄관리시스템개선 재난관리책임기관의가뭄방재를위한조사 연구개발과가뭄대책에관한기초자료집적, 연구시설확충등관련연구와조사활성화 양수장비적정보유량확보, 기상분석및생육상황관찰등가뭄예상지역관리 가뭄우려단계시용수원개발지원, 양수 절수재배등가뭄확산단계조치사항시행및가뭄대책추진체제전환등조치 가뭄상황실시간모니터링및대응계획수립, 기관간공조체계구축 비상근무및재난대책본부운영등가뭄대응활동체제확립 언론매체를통한대국민홍보등주민에대한재난예 경보신속전파 유휴우물, 비상급수시설, 인근정수장, 간이상수도, 전용상수도등의활용및농업 공업 발전용수등다른수리시설일시전용, 비상급수를위한시설장비 인력 ( 군 소방 ) 확보, 먹는샘물업체긴급식수공급등긴급대책추진 지역실정에따라 1단계 (10~30% 감량공급 )4단계( 급수중단 ) 로구분각급기관 지자체별로단계별급수대책수립 추진 가뭄상황전파및피해최소화를위한지원대책시행 경비함정이용, 도서지역긴급식수공급 피해농작물복구비지원, 가뭄대책용양수기, 양수용관정설치등지원등 가뭄피해조사및복구시행, 가뭄관리시스템보완, 용수공급대책마련 13) 중앙안전관리위원회국민안전처, 2015, 국가안전관리기본계획 (2015~2019) 21

36 5) 가뭄모니터링시스템구축 기상청에서는기상학적가뭄지수인파머가뭄심도지수 (PDSI), 표준강수지수 (SPI) 와두지수를통합한가뭄판단지수를통하여가뭄정보를제공하고있고, 가뭄단계는극한가뭄, 심한가뭄, 보통가뭄, 정상, 습함 5가지단계로구분하여일별로가뭄을평가하고있다. 한국농어촌공사에서는토양수분가뭄지수 (SMI), 저수지가뭄지수 (RDI), 통합농업가뭄지수 (IADI) 를통해가뭄모니터링을수행하고있다. 가뭄단계는극심한가뭄, 매우심한가뭄, 심한가뭄, 보통가뭄, 보통건조, 정상상태 6단계로구분되며보통건조단계부터각각 2년, 5년, 10년, 20년, 50년빈도의가뭄에해당한다. 한국수자원공사에서는가뭄정보시스템은웹기반으로개발되었으며, 기상학적가뭄 (SPI, PDSI), 농업적가뭄 (SMI), 수문학적가뭄 (MSWSI, WADI) 을매일실시간으로산정하여제공하고있으며극한습윤, 심한습윤, 보통습윤, 정상상태, 보통가뭄, 심한가뭄, 극한가뭄등총 7단계로구분되며실시간으로가뭄을평가하는데이용되고있다. 국민안전처는수문학적가뭄지수인실시간가뭄지수 (Real-time Drought Index, RDI) 를기반으로국가가뭄재해상황관리정보시스템을개발중에있고, 실시간가뭄지수 (RDI) 는행정구역별용수공급량과수요량의불균형을생활용수, 공업용수, 농업용수별로가뭄평가가가능하다. 행정구역별용수별공급량은실시간하천유량, 저수지및댐저류량에의해산정되며수요량은수자원장기종합계획에제시되어있는자료를통해산정되고국가가뭄재해상황관리정보시스템에서는행정구역별하천, 댐, 저수지와같은수자원관리시설의기능이고려된실질적인가뭄평가가가능하다. 14) 14) 정상만, 2014, 국가가뭄모니터링시스템개선을위한정책제언, 한국수자원학회수자원정책비전, 2(1), pp

37 a) 기상청 15) b) 한국농어촌공사 16) c) 한국수자원공사 17) d) 국민안전처 18) [ 그림 6] 가뭄모니터링시스템구축현황 15) 기상청, 기상청관측자료, 16) 한국농어촌공사, 농촌용수종합정보시스템, 17) 한국수자원공사, 가뭄정보시스템, 18) 정상만, 2014, 국가가뭄모니터링시스템개선을위한정책제언, 한국수자원학회수자원정책비전, 2(1), pp

38 6) 국내주요가뭄피해사례에따른대응정책 우리나라의가뭄발생자체는 1920 년대부터 2010 년대까지큰변화는없지만, 가뭄에대응하는접근은시대에따라많은차이를보여왔다. 피해양상도는 1900 년대초기에는농업피해가대부분이었고대규모로심각한피해를입었으며, 대응정책도피해농가와농민구제등구호위주였으나, 점차대책기구가조직화되며적극적인대응활동이가능해지고피해규모도저감시켜왔다. 특히 1900 대이후에는가뭄시환경적위해성이이전보다주목되었고, 가뭄에대한캠페인시행이나국민성금참여등대중의참여가강조되었다. 19) 19) 김연주, 이진영, 장평화, 송재열, 2013, 가뭄유형별기후변화적응정책연구, 한국환경정책 평가연구원 24

39 [ 표 7] 과거우리나라가뭄피해사례및대응정책 20) 기간주요지역피해영향대응 1927 ~1929 호남및영남 전국적으로연속적인과우현상 식수부족, 농업용수부족으로인한농산물피해 가뭄으로인한살인 농민세금면제 재해지토목도로공사 기우제 1937 ~ ~ ~ ~1968 호남및영남 지표수고갈 농업용수수급지체로인한농업생산량감소 호남및영남 발전용수고갈 - 수도권및영동 수도권, 호남및영남 1973 호남및영남 1976 ~ ~ ~1988 영남및전국 영남 영남및전국 농업용수고갈로인한농산물수확반감 발전량저하 농작물생산 13% 절감 식수및생활용수고갈 식수난심각 농작물피해 농업용수및공업용수고갈 연속적과우로수도작감소 저수지및하천고갈 도시용수고갈 농수용수부족, 농민데모 저수량최저 각도에기술자파견 미강우에 대비한 선후대책 강구 - 제 2 차추가경정예산안편성 대통령긴급지시 상수도시설전면개혁계획 관정개발및양수기동원 양수기무상대여 간이용수원개발 제한급수시행 간이용수원의항구시설화 국회에서농수산위원회개최 암반관정개발시행 제한급수시행 저수지및소류지개발 제한급수시행 저류지및소류지개발 20) 김연주, 이진영, 장평화, 송재열, 2013, 가뭄유형별기후변화적응정책연구, 한국환경정책 평가연구원 25

40 [ 표 7] 과거우리나라가뭄피해사례및대응정책 ( 계속 ) 기간주요지역피해영향대응 1991 ~1992 중부 저수율감소, 농작물피해 공업용수부족, 식수난 가뭄대책강구에대한대통령지시 재해지역보상신청에장기처리융자 1994 ~1995 호남및영남, 일부중부 농작물및가축피해 생활및공업용수부족 식수원오염 저수율저하및저수지고갈 범국민가뭄극복대책위원회발족및운용 피해지역에가뭄극복성금배부 착정업체와양수장비생산공장의가동및판매지원 폐수재이용과지하수개발및사용 가뭄대책수립에대한중 장기대책논의 1996 ~1997 호남및영남, 일부중부 공업용수부족 낙동강수질저하및산성비 농수산물피해 제한급수시행 저수지준설과관정개발논의 농수산부상황실설치계획 1999 ~2000 호남및영남, 수도권 공업용수부족 낙동강및한강수질악화 농수산물피해 긴급급수시행 가뭄지역관정개발계획 농수산부상황실설치계획 2001 관동및호서, 수도권, 경북 농업용수부족 하천수질악화 인공강우실시 비상용수공급수행 국민성금모금 수질오염특별단속실시 2008 ~2009 관동 식수난심각 농작물및가축피해 제한급수 사랑의생명수지원 가뭄극복결의대회개최 2012 수도권, 관동및호서, 경북일부 생활용수및농업용수부족 특별교부세및가뭄대책비지원 지하수관정, 비상용수공급 2015 소양강댐, 충주댐, 보령댐, 임진강유역 강우량부족 저수율감소 농업용수공급부족 유지용수방출감소 제한급수시행 도수로설치 담수기간연장 26

41 나. 국외정책사례 20세기동안전세계적으로대규모수자원개발사업을활발히추진하면서, 많은정부담당자와전문가들은가뭄의위협이크게감소할것이라고전망하였지만실제로는충분한수자원시설을확충한국가조차극심한가뭄으로과거보다더큰피해를겪는경우가종종발생하고있다 년미국전역에서는옥수수재배지 78% 가가뭄을경험하였고 1천개이상의카운티가재난을선포하는등 1988 년이후최악의가뭄피해가발생하였으며, 2014 년에는캘리포니아북부에서도저수용량 12억톤을상회하는댐이고갈되는등가뭄의재현기간이 1,200 년을초과하였다. 비교적기상조건이온화한것으로알려져있는남유럽에서도 2012 년방대한지역에걸쳐심각한가뭄피해가발생했는데, 특히포르투갈의경우전국토의 80% 가영향을받았으며수력발전량의 64% 가감소해에너지수급에큰어려움을겪은바있다. 가뭄의발생이잦지만정확한피해가발표되지않고있는소말리아, 에티오피아, 케냐등서북부아프리카지역의경우, UN 인도지원조정실은 2010~2011 년기간동안가뭄이기근으로확대되어약 1,200 만명이인도적지원을필요로하였고소말리아에서만약 75만명이건강및생명의위협을경험하였다고파악한바있다. 21) 1) 미국 미국은오래전부터통합적인국가가뭄관리정책수립에대한요구가있어왔지만최근마련된국가가뭄정보통합시스템 (NIDIS) 이외별다른진척이보이지않고있다. 그대신각주마다가뭄관리방안을마련할수있도록연방정부가다양한규제를하고있으며, 현재 44개의주가성공적으로가뭄관리정책을도입하여운영중에있다. 이중콜로라도주의가뭄경감및대처계획은 1981 년처음모습을갖추어오랜기간수정끝에지금의체계적인시스템으로자리잡을수있었음을알수있었다. 22) 21) 이상은, 2015, 가뭄위험도평가기법구축및정책적활용에관한연구, 국토연구원 22) 소방방재청, 2013, 국가가뭄재해상황관리정보시스템구축 27

42 콜라라도주는이전부터가뭄의피해가큰지역으로일찍이가뭄관리정책을발전시켜왔으며 1981 년최초의계획이채택된이래여러번개정을거쳐현재의가뭄대응및경감계획 (The Colorado Drought Response and Mitigation Plan) 의모습을갖추었다. 콜로라도주는콜로라도실정에맞게변형된 Palmer 가뭄지수 (Colorado Modified Palmer Drought Index) 또는 SWSI 가뭄지수, 표준강수지수 (SPI) 와 U.S. Drought Monitor 를기준으로가뭄강도를 6단계로구분하고이에따른대처방안을제시하고있다. 23) [ 표 8] 콜로라도가뭄단계별대처방안 24) 가뭄단계 정상단계 단계 1 단계 2 단계 3 단계2 복귀단계1 복귀정상단계복귀 가뭄기준 ( 콜로라도형 PDI 또는 SWSI, SPI, USDM) CMPDI : -1 이상 SPI :-0.5 이상 D0 비정상적건조 CMPDI : -1-2 SPI : D1 보통가뭄 CMPDI : -2 미만 SPI : -1.0 미만 D2 심각한가뭄 CMPDI : SPI : D3 극심한가뭄 / D4 예외적가뭄 CMPDI : 최저-1.6 SPI : -0.8 D1 보통가뭄 CMPDI : 최저 -1.0 SPI : -0.5 고려되어야할행동 CWCB/WATF매달가뭄상황을모니터링하고다양한전문가와논의 장기가뭄경감계획을이행 ITF책임자는매년 2회가뭄경감계획의이행사항을검토하고지난가뭄에대해검토 ITF책임자는예상되는가뭄에대비 가뭄상황에따라 ITF 행동개시및 DTF 조직여부에대해평가 주지사령가뭄비상사태선포준비 DTF, ITF활동시작 ITF는현상황에대해언론매체와접촉 각각의주정부기관은가용자원내에서가뭄피해악화를위한행동개시 주지사령가뭄비상사태선포 GDEC 활동시작 필요한경우대통령령가뭄비상사태선포준비 장기피해복구활동시작 가뭄비상사태종료선포를준비 장기피해복구활동유지 ITF는평가를마무리하고최종보고서를제출 DTF는최종보고서를승인하고해산 CWCB 와 WATF 는가뭄모니터링재시작 23) 소방방재청, 2013, 국가가뭄재해상황관리정보시스템구축 24) 소방방재청, 2013, 국가가뭄재해상황관리정보시스템구축 28

43 캘리포니아는 2015 년기준으로 1,200 년빈도의극한가뭄이 4년째지속되는비상상황을겪고있다. 극심한가뭄으로저수지등수자원이지속적으로고갈되고있으며, 캘리포니아주관계당국에따르면주내평균저수량이 2009 년 68% 수준에서 2013 년 42%, 2015 년 17% 수준까지하락한상태이다. 이에캘리포니아의주요산업인농업에큰피해가발생하고있다 년에물부족으로약 1,619ha 면적이경작을못하였으며, 이로인해 1만 7000 여개의일자리가사라진것으로알려지는등전체적으로 20억달러규모의경제적피해가발생한것으로나타났다. 또한미국와인생산의 80% 가량을차지하는캘리포니아와인도가뭄에따른포도의성장부진으로 2014년 ~2015년사이에캘리포니아주의경제적손실이클것으로우려되었다. 25) 캘리포니아에서는미국국립가뭄경감센터 (National Drought Mitigation Center, NDMC) 에서제공하는가뭄모니터링및가뭄전망정보를바탕으로 1 가뭄지수를통한가뭄조기발견과모니터링, 2 대중교육, 캠페인및가뭄보고서를통한주민참여유도, 3 장 단기수자원개발계획을위한기관들의협력강화등의구체적인가뭄대응전략을수립하여대응하고있다. 특히, 최근의가뭄사태에적극적으로대응하기위하여 Jerry Brown 주지사가 2015 년 4월 1일물사용량을 25% 줄이는강제절수명령을발동하고수자원통제위원회 (Water Resources Control Board) 가강제급수제한조치를시행하여가뭄극복에노력하고있다. 또한기후변화로인한수자원부족에대비하기위하여캘리포니아수자원부 (California Department of Water Resources, DWR) 는기후적응전략 (California s Climate Adaptation Strategy) 을마련하였다. 이러한기후적응전략은기후변화에따른수자원영향과지역별취약성을고려하여 5단계로가뭄을구분하였으며, 단계별가뭄대응대책을제시하였다. 26) 캘리포니아에서는수자원의수요와공급이지역별로차이가있고, 높은지하수의존등의특징을고려하여 캘리포니아물관리계획 (CWP) 을매 5년마다수립하고있다. 계획에서는주의수자원부가주축이되어지속가능한수자원확보를위해수자원현황, 정보, 계획, 정책방향등을제시하고있다. 캘리포니아물관리계획의주요관심분야는물사용량관련분석도구개발, 기후변화대응물관리전략, 지역물관리및분배, 시나리오에따른물수요예측등이있다. 25) 김용탁, 김진영, 이정주, 권현한, 2015, 2015 년가뭄의특성및재현기간평가, 대한토목학회지, 63(9), pp ) 김태웅, 박동혁, 2015, 우리나라극한가뭄대응현황과개선방안 년가뭄을중심으로, 대한토목학회지, 63(9), pp

44 또한, 2007 년도대가뭄을겪으면서, 다양한기후변화관련가뭄대응대책들을 2009 년도물관리계획에서제시하였다. 캘리포니아물관리계획 (2009) 에는다양한가뭄대책들을수록하고있는데, 특히기후변화에대응하기위해토지이용과연계한관리, 지역및가뭄발생정도에따른관리, 경제적측면을고려한관리등의대책들이많이제시되었다. 토지이용계획과연계한효율적물관리계획수립을목표로하고있다. 구체적으로는토지이용의패턴, 개발의정도, 인구증가등을고려하여물관리계획에반영하고자연ㆍ생태적요소를고려하여농경지등보전지역을관리하고있다. 27) a) 2011 년 Oroville 호수전경 d) 2014 년 Oroville 호수전경 [ 그림 7] 미국캘리포니아주 Oroville 호수전경 28) 27) 심우배, 김걸, 한우석, 구형수, 2011, 기후변화대응물관리정책방안연구 국토의가뭄취약성및정책방안을중심으로 -, 국토연구원 28) 이기영, 송미영, 조영무, 한송희, 2015, 수도권, 가뭄으로부터안전한가?, 경기연구원이슈 & 진단 30

45 [ 표 9] 캘리포니아의단계별가뭄대응대책 29) 단계 내용 1 단계 : 이례적건조기 수자원관리부에서중앙대책을위한가뭄작전상황실가동 가뭄모니터링위원회소집 주립시설의수자원보존을위한규제정책 지역적영향과가뭄정보수집 대중매체를통해미주시설물사용에대한정보출간 급수시스템을위한기금조성으로지역가뭄대응과유역시설관리 level 1 대책에더하여긴급행동강령발표 물이용을 10% 까지감소장려 의무적물보존과절수, 지표수공급준비 2단계 : 다양한주체자와의소통과워크숍, 가뭄교육강화, 물보존단체지원가뭄초기단계 기술자원과긴급인프라등제공으로신속한수자원보충 연방및주립시설에서의물절약강화 물절약캠페인 3 단계 : 극심한가뭄단계 4 단계 : 극단적가뭄단계 level 1~2 에더하여긴급가뭄선언으로가뭄대책위원회발족 물이용 20% 까지감소장려 협력적대응을통해가뭄경감과대응원활화 지속적으로가뭄상황조사 / 보고 미디어매체를통한가뭄교육장려 level 1~3 에더하여물공급시설준비및비상전력공급 수자원재이용시설더욱활성화 불필요한물사용감소 ( 물관련기관과야생보호를위한수자원제외 ) 5 단계 : 물공급마저중단된이례적가뭄 level 1~4 에더하여물공급비상사태임을선언 캘리포니아국가안보활성화 물사용은건강및안전을위해서만사용가능 심한경우인구이주 29) 김연주, 이진영, 장평화, 송재열, 2013, 가뭄유형별기후변화적응정책연구, 한국환경정책 평가연구원 31

46 물관리정책 토지이용계획과연계한물관리계획농경지관리물수송 지하수, 지표수통합관리및지하수확보 [ 표 10] 캘리포니아물관리계획 (CWP) 에포함된주요가뭄대비정책 30) 설명 토지이용의패턴, 개발의정도, 인구증가등을고려하여물관리계획에반영 자연적, 생태적, 사회적요소를고려하여개발지와보전지역관리 물이풍부한지역에서부족한지역으로물수송 지하수와지표수를통합적으로관리함으로써상황에따라효율적으로활용하는방안 평상시저류지등지하수충전지역을설치하여충분한지하수를확보하고, 가뭄이발생하여생활용수가부족할경우지하수로생활용수를대처하거나농업용수를생활용수로전환또는지하수충전수로전환 물이상습적으로부족한바닷가지역에해수담수화시설설치해수담수화 가뭄피해지역에일시적으로이동식해수담수화시설운영가뭄정도에따른차등적 가뭄정도에따라건물용도별, 물소비량별차등적인수도요금제수도요금제적용 (Drought 적용 Rate Structure) 농업용수소비효율화 가뭄물은행 (Drought Water Bank) 재활용수 기술적, 재정적지원을통한농업용수소비효율화 농작물경제적이득까지고려한농업용수효율적재분배 가뭄발생시시장원리에따른효율적물재분배를위해 가뭄물은행 (DWB) 을운영하여개인간의수리권매매활성화유도 재활용수사용활성화유도 시스템재운영 FBO(Forecast-Based Operations) 를통한공급, 수요의불확실성을예측하고, 예측에맞게다목적댐운영 분수계관리 분수계효율적관리를통한수자원수질및수량관리 통합워크숍계획 가뭄대응통합워크숍개최를통한부처들간의통합대응방안모색 가뭄모니터링및예측 통합데이터관리를통한가뭄모니터링및예측 주민홍보및교육 주민홍보및교육등주민들의인식변화를통해물소비관리 20X2020 Water Conservation plan 조경용수관리 도시생활용수관리계획 물소비패턴인식, 인센티브제공을통한소비관리, 물공급시스템효율성강화등을통해도시지역생활용수소비를 2020 년까지 20% 감소시키는계획 조경조례강화등을통해조경용수소비관리 가뭄 ( 단년또는다년 ) 과비상사태 ( 지진, 전력부족등 ) 와같은다양한상황에따른도시생활용수공급시스템대응반응을분석하고비상시대응생활용수공급시스템대책마련 30) 심우배, 김걸, 한우석, 구형수, 2011, 기후변화대응물관리정책방안연구 국토의가뭄취약성및정책방안을중심으로 -, 국토연구원 32

47 2) 영국 영국에서는가뭄의시작과종료를미리알수없기때문에장 단기대책을통해충분한수자원을확보하는것이중요하다는것을인식하고, 이를실행에옮길광역수도회사를설립하였으며, 물사용에대한허가를정부가제한하고있다. 예를들어, 잉글랜드와웨일즈지역의가뭄관리는상수도, 하수도및지하수를포함하여지역의물관리를수행하는수도회사 (Water Company) 와환경식량농업부 (Department for Environment, Food and Rural Affair), 환경청 (Environment Agency) 의유기적협조아래이루어지고있다. 환경식량농업부와환경청은가뭄에대한판단을하고, 환경청과지역수도회사가전반적인물관리및가뭄대응을실행하는체계이다. 영국수자원법상의가뭄대책에대한사항은통상가뭄명령 (Ordinary Drought Order) 과비상가뭄명령 (Emergency Drought Order) 으로구분하고있다. 통상가뭄명령은예외적인물부족이일어나는경우로치수허가에대한권한을발효하여하천수의사용을제한하고, 비상가뭄명령은물부족현상이사회 경제적으로영향을주었을경우급수용물탱크에만물을공급하게된다. 31) [ 표 11] 영국의단계별가뭄대응 32) 구분통상가뭄명령비상가뭄명령 가뭄상태 유량부족또는내륙지역의물부족이농작물에영향을미치는상황 경제적, 사회적으로물부족으로인한피해가발생하는상황 판단기준 환경식량농업부와환경청 대응기관 환경청, 수도회사 환경식량농업부와환경청 환경청, 수도회사 대응방법 환경청에서하천수의사용을제한함 환경청에서 통상가뭄명령의 대응과 수도회사에서하천수의취수, 사용량 동일 을변경하거나제한함. 하천수이외 수도회사에서탱크에만물공급, 수 의수원에서취수 도회사의물공급을금지함. 31) 김태웅, 박동혁, 2015, 우리나라극한가뭄대응현황과개선방안 년가뭄을중심으로, 대한토목학회지, 63(9), pp ) 김태웅, 박동혁, 2015, 우리나라극한가뭄대응현황과개선방안 년가뭄을중심으로, 대한토목학회지, 63(9), pp

48 3) 호주 호주의경우, 기상조건에따라가뭄을판단하며, 일반적인가뭄과예외적인가뭄으로분류한다. 예외적인가뭄은 20 25년빈도의재현기간으로 12개월이상지속되는가뭄이어야하며, 평상시의위기관리로는대응할수없고가뭄피해를예측할수없는상황에선포된다. 일반적인가뭄인경우농민과개인들이주도적이되어가뭄을관리하여대응하지만, 예외적인가뭄이선포되면정부의지원아래국가가개입하여재정적인지원을통해가뭄을극복하고있다. 호주퀸슬랜드지역은가뭄이빈번하게발생하는지역으로일반적인가뭄에는농민들이자체적으로가뭄관리를하였으나, 심각한가뭄상황에는퀸슬랜드정부에서가뭄선언 (Drought Declaration) 으로가뭄임을공식적으로공표함으로써해당지역을중심으로재정적지원 ( 토지임대료감면 ) 을비롯한급수지원이이루어진다. 또한정부에서가뭄선언지역으로선정되지못한지역내에서도개인적으로신청하여개별적물부족지구 (Individually Droughted Property) 를선정하고동일한지원이이루어지도록하는방안으로가뭄을극복하고있다. 33) 호주의가뭄정책은농림수산식품부 (Department of Agriculture, Fishery & Forest) 에서농업정책의일부로다루고있으며현재가뭄정책은 1992 년설립된국가가뭄정책 (National Drought Policy) 법을기반으로하고있다. 가뭄을농사경영위기로인식하여평상시농민이가뭄위기를관리할수있도록지원하고예외적인상황 (Exceptiona Circumstance) 발생시정부가재정지원한다. 예외적인상황발생시연방정부는농촌구조조정프로그램 (Rural Adjustment Scheme), 농가지원프로그램 (Farm Household Support Scheme) 을통해금리지원, 새로운생계활동장려등시행한다. 이후여러번개정을통해농민복지를가뭄정책의주요고려대상으로인식, 가뭄구호프로그램 (Drought Relief Payment) 을신설하고최근에는기후변화대비가뭄정책개정안을준비중이다. 호주의국가가뭄정책은정량화된가뭄지수를활용하며가뭄강도에따른적절한가뭄대처요령을제공하지않는다. 오히려가뭄이발생하였을때농민이자립적으로대처할수있도록권고하고극히드문 예외적인상황 이발생한경우에만주정부의지원신청에따라국가가개입하도록하며 1999년도입된 예외적인상황 에대한기준은다음 [ 표 12] 와같다. 34) 33) 김태웅, 박동혁, 2015, 우리나라극한가뭄대응현황과개선방안 년가뭄을중심으로, 대한토목학회지, 63(9), pp

49 [ 표 12] 호주의가뭄단계중예외적인상황 35) 조건 사건이극히드물고심각한경우 사건이심각한농가소득하락을장기간초래한경우 사건이평소구조조정프로그램을통해대비할수없었거나예측불가능한경우 세부내용 평균 20 년에서 25 년마다발생하는사건을가리키며, 농가경영의심각한손실을초래하여국가개입이불가피한경우 평상시위기관리로대응할수없을정도의심각한농가소득하락이초래되어 1 년이상지속된경우 사건이예측가능하거나평상시위기관리로대처할수있을정도, 또는여타의다른프로그램으로지원이가능한경우제외 4) 일본 일본의가뭄은생활수준의향상과생산활동확대등으로인해수자원개발이물수요를따라가지못해발생하는경우와, 적은강수로인한이수안전도저하로물수급이어려운지역을중심으로발생하고있으며하천유역별로가뭄을예측하고수자원을관리하는저수관리시스템을운영한다. 일본하천심의회에서는기본적인갈수대책방침으로갈수안전도확보를제시하고있으며, 각지역마다적합한종합갈수대책수립을위해안정된수자원확보와물이용의합리화를노력하고있다. 또한갈수대책의효율적진행을위한전체계획을수립하고운영체제를정비하고있다. 하천심의회는 1995 년종합적인갈수대책을발표하여국가, 지자체, 수도기업체의공급자측면과이용자와생활자를포함하는수요측면, 구조물적및비구조물적갈수대책으로구분하여관리하고있다. 36) 일본국토교통성하천부는물관련재해의관점에서기후변화적응대책의이행방안을통해적응과경감의두가지접근모두를강조하였다. 적응과경감은서로보완될수있으며, 사회적요인등을고려한융통성과효율성이있는접근이어야기후변화리스크를줄일수있다고강조하였다. 핵심내용은 1 물절약 34) 이승호, 2014, 외국가뭄단계기준및대책 - 미국, 호주, 영국사례연구 -, 한국수자원학회수자원정책비전, 2(1), pp ) 이승호, 2014, 외국가뭄단계기준및대책 - 미국, 호주, 영국사례연구 -, 한국수자원학회수자원정책비전, 2(1), pp ) 김연주, 이진영, 장평화, 송재열, 2013, 가뭄유형별기후변화적응정책연구, 한국환경정책 평가연구원 35

50 사회를구축하여일상에서부터물수요관리에힘을기울여 CO₂배출과에너지소비를감소시켜야한다. 2 대중이가뭄영향의최소화에직접기여할수있도록긴급상황시물확보를위한적응전략을구조화하고이행할수있어야한다. 3 가뭄에대비하여수자원을체계적으로관리하고각하천시스템마다협력하도록하는등, 미래물이용은사회구조변화를기반으로이루어져할것이다. 4 재해는전지구적규모로나타나므로국제적협력을강조하였다. 37) 37) 김연주, 이진영, 장평화, 송재열, 2013, 가뭄유형별기후변화적응정책연구, 한국환경정책 평가연구원 36

51 [ 표 13] 일본의가뭄대처방안 38) 구분대책세부대책 공급측면 ( 국가 지자체 수도기업체 ) 안정적수자원의확보수자원효율화물이용합리화물공급정보의전달 댐사업의추진과불안정적취수해소 갈수대책사업추진 수원의다양화추진 수질보전대책추진 효율적유수관리추진 복수수원및광역네트워크화추진 정보수집체제확립 적절한갈수조정체제확립 갈수시대응책강화 용도별취수제한율및절수율설정 가격체계에의한수요관리 대중매체의홍보기능이용 정보네트워크정비 절수캠페인 절수프로그램의자율적참가 절수기기도입, 번수제, 자주적수요삭감 수요측면 ( 이용자 생활자 ) 우물등복수수원보전및이용 - 가격체제도입수용 - 강제적제한의수용 - 구조물적및비구조물적갈수대책 필요한최소수량만이용 구조적갈수대책 비구조적갈수대책 분수대및풀장의사용정지, 살수및세차제한 갈수대책댐추진 하천의광역적네트워크화 지하수개발및수원의다양화 갈수시조정률정비 정보수집및전달체제확립 절수프로그램운영 대국민홍보및의식고취 38) 김연주, 이진영, 장평화, 송재열, 2013, 가뭄유형별기후변화적응정책연구, 한국환경정책 평가연구원 37

52 다. 댐공급조절사례 1) 2015 년소양강댐의가뭄피해 2015년 9월 28일자료에따르면소양강댐의발표일기준수위는 E.L m ( 저수량 44.7%) 로역대 3위를기록하였다. 개략적인가뭄의징후는 2014년여름철이후부터발생되기시작했는데 2014년 7월 ~9월의강우총량은 368 mm였으며, 2014년연강우총량은 608 mm밖에되지않는다. 특히 2015년 7월 ~9월강우총량도 322 mm에지나지않아 2년간의여름철강수량부족이강원영서지역의가뭄을심화시키고있는원인을제공하고있음을알수있었다 년 1월소양댐의저수위는 E.L m로시작하여 6월에 E.L m로저하되는데이는홍수기제한수위를유지하기위한조치로보인다. 이후 2013 년 7월발생한상류지역의강수량이유입되어저수위는다시 E.L. 180 m이상을확보하여정상적인운영이 2014 년 5월 ~6월까지지속되었다. 그러나 2014 년여름철강수가발생하지않고가을철에도별다른강수사상이발생되지않게됨으로써 2015 년 1월은 E.L m의저수위로시작되었고 2015 년봄철강수사상도크게발생되지않아급기야 2015 년 6월에는 E.L m라는역대최저월평균저수위를기록하게되었다. 가뭄의징후가진행되기시작한 2014 년 9월부터소양강댐은약 30~40 m 3 /s의방류량을유지하였으며, 가뭄으로인한주의단계에돌입한 2015 년 5월부터는유지용수를급격히감소시켜약월평균방류량 5m 3 /s 정도를유지하였다. 따라서 2015 년 7월부터의저수위상승은강우로인해발생된증가량이아니라댐에서의용수공급량을감량시킨것으로부터기인된저수위의상승으로볼수있었다. 다만 2015 년 5월과 6월에시행한 40 m 3 /s의방류는충주댐방류량의감량및한강서울구간의녹조발생대책등이연계되어시행된것으로추정된다. 39) 소양호상류의극심한가뭄으로강바닥위로고깃배가세워져있고, 어망이그대로들어나는등최악의가뭄상황이발생하였으며소양호상류의인공위성촬영사진에서도 2012 년 12월뚜렷하게보이는강줄기모습과달리강의모래바닥이드러나고물줄기가흐릿하게보이는것으로조사되었다. 39) 김상욱, 2015, 소양강댐을중심으로살펴본강원지역가뭄현황및대책, 한국하천협회지, 11(4), pp

53 a) 2012 년 4 월 b) 2015 년 3 월 [ 그림 8] 소양호상류인공위성사진 2) 2015 년충주댐의가뭄피해 2015 년충주댐의저수율은 23.1%, 수위는 115.1m 안팎을오르내렸다. 5월수위가 1985 년댐완공이후최저치를기록한데이어사상최저수위인 112.3m (1994 년 6월 29일 ) 마저위협하였다. 하천유지용수방출량감축에들어간충주댐은가뭄이계속될경우단계별로농업용수와생활용수공급도제한키로했다. 경북지역의 2015 년 3월 5월간강수량은평년대비 77% 에그쳤으며, 6월에도가뭄을해소할만한큰비가내리지않아가뭄피해를입었다. 경북도가자체조사한 도내가뭄피해상황 에따르면안동 207 ha, 영주 105 ha, 울진 85ha, 봉화 80ha, 예천 27ha, 상주 38ha, 의성 15ha규모의논밭이가뭄으로메말라농작물시들음현상이발생하고있는것으로조사됐다. 벼와과수는비교적생육에큰지장이없지만, 경사지및사질토양일부지역의고추 담배등밭작물이시들음현상으로피해를입은실정이다 년 6월중순까지는봉화 울진등북부지역에가뭄피해가집중됐으나, 중순이후문경 영양 영덕등도내전역으로피해확산양상을보였다 년 6월기준봉화 울진군의 18개지역 7천230 가구, 2만454명이제한급수대상이됐으나 6월말로갈수록그수가증가했다 년가뭄으로인해충주호상류는바닥을드러내며실개천이되어흐르고, 댐건설당시수몰되었던단양군단성면일대는옛건물의터가드러났다. 39

54 유람선관광객은 60% 감소하였고, 인근식당이나상점또한영향을받아관광선업체와상인들모두가뭄으로인해생계의위협을받은것으로조사되었다. a) 2013 년 6 월 b) 2015 년 6 월 [ 그림 9] 충주호상류인공위성사진 3) 2015 년보령댐의가뭄피해 보령댐유역의 2015년일강우누적강우량은 1,022.8mm로 1988년부터 2014년까지 17년평균강우량 mm의 72.3% 에불과하였으며 2015년 1월 1일부터 11월 11일까지충남지역 ( 대전 세종포함 ) 의누적강수량은 668.5mm 로, 같은기간평년 1981 년부터 2010 년까지강수량 1,221.9mm의 56.4% 에불과하였다 년 10월 30일기준으로저수율 19.7% 를기록하였으며예년의 33%( 기준일 백만톤, 예년 70.2백만톤 ) 밖에없었으며과거최저저수량 2014 년 45백만톤과비교해서도 21.93백만톤이부족하였다 년 7~10 월마른홍수기가진행됨에따라보령댐의저수량확보에문제가발생하기시작하였으며지속되는가뭄으로수위감소에따라용수부족현상이발생하고생활용수공급의차질이우려하고있어국토부, K-water, 해당지자체가합동하여가뭄을극복할대책으로댐공급조정, 급수체계조정, 제한급수등단계별로대응계획을수립하고추진하였다. 40

55 제한급수단계는총 3단계로다음과같으며 2015 년 8월 18일심각1단계에돌입하여실시하였으며 2016 년 2월 15일까지총 127일만에급수조정을해제하였고약 22일치에달하는규모의 404만 7,000 톤을절약한것으로집계되었다. - 1단계 ( 심각 1단계 ) : 댐공급 (91%) 및급수체계조정 (9%) 으로생 공용수 100% 공급 - 2단계 ( 심각 2단계 ) : 댐공급 (71%) 및급수체계조정 (9%) 으로생 공용수 80% 공급 - 3단계 ( 저수위도달 ) : 댐공급 (66%) 및급수체계조정 (9%) 으로생 공용수 75% 공급 2015 년 11월부터지속적으로내린비의영향으로 11월부터 12월의도내강우량은예년대비 299% 인 229.5mm 로집계됐으며도민들의물절약실천과도와시 군등의대체수원개발등가뭄대책추진이뒷받침되어보령댐저수율이회복세로돌아선것으로분석된다. [ 그림 10] 바닥을드러낸보령댐수문 (2015 년 10 월 24 일 ) 41

56 4) 2015 년임진강유역군남홍수조절지담수연장 2014 년 1월이후임진강유역의강우량은예년대비 41% 에불과한실정이었다. 이에따라군남홍수조절지의유입량은예년대비 20% 에불과하였고 2010 년군남홍수조절지운영이후물공급여건이최악의상황을보였다. 임진강유량감소로인해염해피해가발생함에따라본격적인영농기가시작되는 4월 10일이후에는임진강중 하류지역인연천군, 파주시등의농업용수의취수장애가예상되었다. 군남홍수조절지는재해대책기간인 5월 15일부터 10월 15일까지홍수조절에대비하여완전히비우고, 나머지기간은일정량담수하여유지용수를공급하는데임진강유역의강우부족이계속됨에따라관계기관회의를거쳐군남홍수조절지의담수기간을 5월 15일에서 6월 21일로연기하여가뭄발생시농업용수를공급할수있도록시스템을개선하였다. 40) 40) 국토교통부, 2015, 파주 연천농업용수확보위해군남홍수조절지담수연장, 국토교통부보도자료 (2015 년 4 월 8 일 ) 42

57 3. 선행연구검토 가. 가뭄재난관리를위한용수공급피해분석및대응연구, ) 주요연구내용 한국환경정책평가연구원김연주등 (2014) 은가뭄으로인한용수공급피해및대응사례를바탕으로정책개선방안을도출하였으며주요연구내용으로는첫째, 가뭄관리관련국가정책및법령을연구하였다. 국가안전관리기본계획 ( ) 을비롯해 자연재해대책법, 하천법 등을통해기존가뭄관리를위한제도적, 정책적기반을연구하였다. 둘째, 2000 년이후주요가뭄피해및대응사례를조사하고분석하기위하여동두천시, 태백시, 서산시를중심으로용수공급피해와대응사례를조사하였다. 그리고지역에충분한수자원가용량을확보하고있는가와수자원운용을적절히하고있는가에대한논의와가뭄초기의비구조적대책의강화가필요하며또한적절한제한급수시작시점에관한가이드라인이필요하다고제언하였다. 마지막으로, 도출된시사점을기반으로관련세부정책을확인하고이의개선에관한정책제언을도출하였다. 저수량등을기준으로한가뭄단계기준을설정하고, 이를바탕으로각단계별제한급수량과대책을도출하는방안이필요하며언제감량공급을얼마나하는지에대한정량적가이드라인을개발해야하고국회에서계류중인갈수예보제의시급한시행을제언하였다. 2) 연구결과검토 가뭄정책들의일반적인나열과는차별되어유기적인정책개선방안을제시하였고, 주요가뭄사례를깊이있게분석하였다. 가뭄에대응하기위한정책방안을찾기위해가뭄정보시스템, 가뭄단계별대응정책, 갈수예보의현황을분석함을통해실질적인가뭄대책방안에활용이가능할것으로판단된다. 43

58 나. 국가가뭄재해상황관리정보시스템구축, ) 주요연구내용 국민안전처 ( 전, 소방방제청, 2013) 는자연재해저감기술개발사업의일환으로전국단위국가가뭄재해상황관리정보시스템구축하기위해 2011~2012 년까지 2 년간연구개발을수행하였다. 1차년도에는우리나라가뭄관리현황조사 분석을통해문제점을도출하였고, 기후변화시나리오를분석하여지역가뭄평가를위한시나리오별가뭄을전망하였다. 섬진강, 영산강유역에대한가뭄재해관리정보시스템을구축하기위해각유역에맞는실시간 RDI( 전국의실시간가뭄지수, Real time Drought Index) 계산모듈과산출시스템을구축하였다. 또한, 도서지역및마을상수도설치지역의 D/B를구축하였다. 2차년도에는시나리오기반의용수공급부족량추정기법을개발하기위하여 4개대권역별기후변화에따른물수급네트워크를 K-WEAP 를이용하여물부족량을추정하고부족사상에대한지속기간을회복도를이용하여평가하였다. 미래물부족량을검토하기위해미래 2050 년까지 50년간권역별부족량을예측하였다. 전국을대상으로실시간가뭄지수 (Real time Drought Index, RDI) 의정확성을검증하기위해 2008 년 10월부터 2009 년 3월까지과거가뭄기간에대하여 RDI 등급분류기준에따라통합하여산정하였다. 가뭄단계기준및피해저감을위한수립방안으로국내 외가뭄단계별대책사례를조사하여분석하였고국가가뭄관리센터운영을위한법과제도활성화방안의필요성과 Action Plan을작성하도록제안하였다. 2) 연구결과검토 우리나라의강수특성을고려한통합가뭄정보를제공하고자한국형 Drought Monitor( 안 ) 를제시하였고향후효율적인통합가뭄관리에활용하여신뢰성있는통합가뭄정보를생산함으로써가뭄피해저감대책에활용하고효율적인가뭄관리를할수있을것이라판단된다. 44

59 다. 기후변화대응물관리정책방안연구 - 국토의가뭄취약성및정책방안을 중심으로 -, ) 주요연구내용 국토연구원심우배등 (2011) 은우리나라수자원현황및기후변화영향을전망하였는데미래에연평균강수량은전반적으로증가할것으로전망되고있으며, 낙동강유역이가장크게증가할것으로예측하였다. 연평균유출량은한강과낙동강권역에서대체적으로증가하는반면, 금강과섬진영산강권역에서감소할것으로전망하였다. 국내 외가뭄대비정책현황을조사하였으며, 국내가뭄대비정책의문제점으로수자원장기종합계획, 기후변화대응미래수자원전략, 4대강살리기사업, 주요지자체수도정비기본계획등국내의가뭄정책현황을검토하여크게 4가지문제점을지적하였다. 첫째, 기후변화에따른지역별가뭄취약성을고려한정책, 둘째, 가뭄정책과토지이용과의연계, 셋째, 수자원이용량비중이높은농업용수대책, 넷째, 유역차원의종합적수자원계획이부재하다고검토하였다. 기후변화에따른국토의가뭄취약성평가를분석한결과미래 (2100 년대 ) 의기후노출은수도권, 충청권, 영남권을연결하는경부축이취약한것으로나타났고현재보다취약지역이약 37% 증가하는것으로예측되었다. 가뭄민감도는광역상수도미급수지역과 4대강미취수지역인경기도북부, 강원도및전라남도해안지역, 지리산일대의지자체가취약한것으로분석하였다. 2) 연구결과검토 기후변화에따른국토의가뭄취약성을현재취약성과미래취약성으로구분하여분석하였는데미래의토지이용에따른가뭄시스템의변화를예측할수있는지표의도출과정량화가필요할것이며, 수자원모델분석을통해수자원계획을수립하는데활용할수있도록구체적정책제언이필요하다고판단된다. 45

60 라. 기후변화에따른극한가뭄대책및수자원확보방안, ) 주요연구내용 한국기후변화대응연구센터이상신 (2011) 은강원도시 군별가뭄현황및기후변화시나리오에따른가뭄예측을통해가뭄을극복하기위한다양한정책들에대해조사분석하여, 향후가뭄에대한대책마련의필요성을인지하고가뭄대책을위한다양한정책개발을위한기초연구를수행하였다. 행정구역단위의과거가뭄지수를분석한결과보통가뭄은 1~2년에한번씩발생하고있으며극한가뭄은 30년동안평균 1~2회정도발생하였음을분석하였다. 미래기후변화시나리오 (A1B) 에따른장 단기 SPI결과를비교한결과단기 SPI에서는약한가뭄의발생빈도가증가하지만보통가뭄의발생빈도는줄어들었으며장기 SPI에서는약한가뭄및보통의가뭄발생빈도가증가하는경향을분석하였다. 가뭄관리지수에의한 2030 년대, 2080 년대장 단기가뭄관리주의와우려지역을분석한결과고성군, 속초시, 태백시, 동해시는전기간에대해가뭄관리가요구되는것으로판단하였으며, 정선군과양양군은단기가뭄에홍천군은장기간의가뭄에주의를기울여야하는것으로분석되었다. 가뭄에대비하는방안으로 14가지수자원확보방안을모색하고 AHP분석을통해우선순위를설정하여법적, 정치-행정 -기술적실현가능성을평가한결과상수도누수방지와절수기기보급확대방안이가장실현가능성이높은것으로분석되었다. 2) 연구결과검토 가뭄대책사업으로용수수요관리, 용수공급관리와 LID기술적용대책등 3개분류 14개사업에대한실현가능성분석실시하였으며제시된정책실현가능성우선순위적용시기초지자체별현황및주민요구사항등을고려하여정책의추진이가능할것으로판단된다. 46

61 제 3 장보령댐운영현황분석 1. 보령댐운영현황 보령댐은충청남도서해안지역의부족한수자원을안정적으로확보하기위하여 1996 년 10월준공하였으며충남보령시미산면용수리와주산면동오리에위치해있다. 중심코아형석괴댐으로전력생산을동반하는다목적댐이다. 높이 50m 길이 291m의규모에총저수량은 1억 1,690 만m 3 이다. 유역면적은 163.6km 2 의비교적적은규모로보령시의외산면, 미산면, 성주면이해당된다. 연간용수공급량은 m 3 이며저수면적은계획홍수위기준으로 5.8km 2 이고, 계획홍수위는 75.5 EL.m, 상시만수위는 74.0 EL.m, 홍수기제한수위는 74.0 EL.m, 월류정표고는 64.0 EL.m이다. 유효저수용량이 m 3 이며연간용수공급량은 m 3 으로연간용수공급량대비유효저수용량비율은 1.02의규모이다. [ 표 14] 보령댐운영현황 41) 구분 하천 형식 42) 높이 (m) 길이 (m) 정상표고 (EL,m) 체적 ( 천m 3 ) 댐 웅천천 E.C.R.D , 구분 유역면적 (km 2 ) 연간용수공급량 (m 3 ) 유역 저수지 43) 계획홍수위 상시만수위 홍수기제한수위 월류정표고 저수위 5.8 km² 75.5 EL.m 74.0 EL.m 74.0 EL.m 64.0 EL.m 50.0 EL.m 총저수용량 (10 6 m 3 ) 44) 유효저수용량 (10 6 m 3 ) 홍수조절용량 (10 6 m 3 ) ) 한국수자원공사, 42) 댐형식 : E.C.R.D : Earth Core Rock Fill Dam 43) 저수면적산정기준 : 다목적댐은계획홍수위기준, 용수댐은상시만수위기준 44) 총저수용량 : 계획홍수위기준저수용량 47

62 보령댐은 163.6km 2 의상당히적은유역면적에서수원을확보하여 2013 년기준 8개시 군에연간 9천만m 3 을공급하고있어연간약 1억 6백만m 3 공급능력의 84% 를공급하였다. 보령댐의용수공급능력과유효저수용량이거의같아안정적인강우와댐유역의용수차집이불가능한경우, 1년의한해로도충청남도서부지역의수자원공급에심각한차질을일으킬수있다. 보령댐운영방식은일정률 63% 일정량 1,198m 3 /s에서 2009년치수능력증대사업이후일정률 56.8% 일정량 1,154m 3 /s로변경되었으며 200년빈도홍수량 1,898m 3 /s과무피해방류량 100m 3 /s을초기방류로운영하고있다. 보령댐설계시작성된보령댐타당성조사보고서에의하면보령댐규모는용담수위관측소의실측자료로부터산정하여목표연도 2009 년에대하여물부족량 106.6백만m 3 을산정하였고, 경제성분석을통하여 백만m 3 로결정되었다. 보령댐설계시 1967 년부터 1988 년까지와댐준공후 1998 년부터 2015 년까지평균유입량을비교하면댐준공후평균유입량은설계대비 5.03%(0.20m 3 /s) 증가하였다. [ 표 15] 보령댐평균유입량현황 ( 단위 : m 3 /s) 구분 1 월 2 월 3 월 4 월 5 월 6 월 7 월 8 월 9 월 10 월 11 월 12 월평균 설계시 45) (1967~1988) 준공후 46) (1998 ~ 2015) 월 평균 표준편차 증 (-) 감 ) 국토교통부, 1990, 보령댐타당성조사보고서 46) 한국수자원공사, 홍익기술단, 2016, 기존수자원효율적활용방안 ( 한강수계, 보령댐 ) 자문보고서 48

63 2. 보령댐용수공급현황 가. 보령댐생 공용수공급현황 보령댐은현재보령시, 서산시, 당진시, 서천군, 청양군, 홍성군, 예산군, 태안군의 8개시 군에용수를공급하고있으며, 동서발전, 서부발전에용수를공급하고있다. 시 군중에서는서산시가연간 1.8천만 m 3 으로가장많은수량이공급되었으며청양군이 1.2백만m 3 으로가장적게공급되었다. 보령댐광역상수도는 2014 년에보령댐에서 70,026,586m 3 / 년취수하였고, 전량생활용수로 71,613,242m 3 / 년공급하며지자체에연간 6.0천만m 3 / 년 (84.02%), 공장및기타에연간 1.1천만m 3 / 년 (15.98%) 를공급하였다. [ 표 16] 2014년보령댐광역상수도공급현황 (m 3 / 연 ) 47) 공급처 구분 배분계약량 실공급량 보령시 지자체 10,537,090 10,384,535 서산시 지자체 15,501,912 18,281,234 당진시 지자체 5,186,703 5,575,313 서천군 지자체 4,051,500 4,117,102 청양군 지자체 864,478 1,246,312 홍성군 지자체 7,738,000 11,174,394 예산군 지자체 1,671,700 1,883,150 태안군 지자체 6,778,200 7,507,798 동서발전사택등 기타 676, ,270 동서발전 공업 3,449,000 4,114,748 서부발전 공업 5,600,384 6,665,386 합계 62,055,767 71,613,242 47) 환경부, 2016, 2014 년상수도통계연보 49

64 50 [ 그림 11] 2014 년상수도통계에의한보령댐방류및공급량

65 충청남도내 각 시군별 지방상수도와 광역상수도의 공급계통별 생공용수 공급 현황은 대청댐을 수원으로 하는 대청댐계통, 충남중부권 광역상수도, 용담댐을 수원으로하는 금산무주권광역, 전주권광역상수도 및 보령댐을 수원으로 하는 보령댐 광역상수도를 통해 공급받고 있다. [그림 12] 충청남도 공급계통별 생공용수 공급 현황(2015)48) 48) 충청남도, 2015, 충남수자원종합계획 51

66 [ 표 17] 은댐운영계획의이수부문인월별계획공급량으로생 공용수는 2.9m 3 /s, 농업용수는법정홍수기기간인 6월 21일부터 9월 20일까지공급하였으며하천유지용수로 0.4m 3 /s씩공급량을계획하였다. [ 표 17] 보령댐월별계획공급량현황 49) 생 공용수 (m 3 /s) 농업용수 (m 3 /s) 유지용수 (m 3 /s) 1 월 2 월 3 월 4 월 5 월 6 월 7 월 8 월 9 월 10 월 11 월 12 월평균 / 합계 계 m 3 /s 백만 m 나. 보령댐용수공급조정체계 1) 용수공급조정기본원칙 평상시댐용수공급의기본방향은수계내댐간연계운영을통해탄력적댐별용수공급을수행하여용수공급능력에부족이발생하지않도록댐간균형을맞추어운영한다. 댐저류량이부족하여댐간연계운영을통해서도수요량공급이어려울경우, 단계별로댐공급량을감량조정하여생ㆍ공용수공급에차질이발생하지않도록조치해야한다. 그러나보령댐유역에는이와같이보조적 보완적기능을할수있는다른댐이나수리시설이존재하지않고있다. 댐용수부족시대응단계는 4단계 ( 관심, 주의, 경계, 심각 ) 로설정하고, 각단계별기준저수량및용수공급환원을위한기준저수량을사전설정하는데용수수요량이크게변동될경우에는기준저수량의재설정이필요하며댐별시점별기준저수량은 [ 그림 13] 과같다. 49) 한국수자원공사, 홍익기술단, 2016, 기존수자원효율적활용방안 ( 한강수계, 보령댐 ) 자문보고서 52

67 [ 그림 13] 보령댐용수공급조정기준 50) 댐별확보저수량이단계별기준저수량에도달할경우에는사전에산정된초기감축량을기준으로수계별 댐보연계운영협의회 에서용수공급감축량을논의하여용수공급감량을실시하고비상용수공급대응체제로전환하는데수계별 댐보연계운영협의회 개최시에는 15일전에협의회참여기관과협의시행한다. 댐관리자가관계기관과협의시에는용수공급필요감축량과예상되는감축기간을제시하고각기관의의견을수렴한다. 단계별용수공급조정순서는 [ 하천유지용수 농업용수 생ㆍ공용수 ] 순으로한다. 주의단계이상발령으로용수공급감량조정이시작되면, 이후댐저수량이정상용수공급환원기준에도달할때까지감량을지속하며관계기관에서감량분의조정요청이있을경우수계별 댐보연계운영협의회 에서용수공급량조정여부를결정 시행한다. 감량조정후에는댐저수량과용수공급가능기한을상시모니터링하여관계기관과공유하고해당내용을한국수자원공사와홍수통제소홈페이지에공시하며댐저수량이정상용수공급환원기준이상으로비축될경우에는수계별 댐보연계 50) 한국수자원공사물관리센터수자원개발과, 2016, 댐용수부족대비용수공급조정기준개선 ( 안 ) 53

68 운영협의회 에서용수공급의정상환원여부를결정 시행하고각대응단계이상기준저수량일부회복에따른관계기관생ㆍ공용수및농업용수우선환원요청시, 댐보연계운영협의회 에서용수공급량환원여부를결정 시행한다. [ 그림 14] 댐용수공급감량규모 51) 51) 한국수자원공사물관리센터수자원개발과, 2016, 댐용수부족대비용수공급조정기준개선 ( 안 ) 54

69 2) 단계별대응조치 관심단계에서댐관리자는댐저수량이관심단계기준저수량으로저하될경우댐용수공급량중생 공용수미계약량을감량조정한다. 댐공급량은생 공용수계약량 + 농업용수배분량 + 하천유지용수배분량을합한양으로댐용수수급상황 ( 저수량, 유입량 ) 등상시모니터링및현황을공유한다. 주의단계에서댐관리자는댐저수량이주의단계기준저수량에도달할경우, 국토교통부장관에게현황을보고하고사전에산정된필요감축량을기준 ( 하천유지용수 100% 와댐별용수여유량 ) 으로수계별 댐보연계운영협의회 에서용수공급감축량을논의하여감량공급시행한다. 보령댐운영여건에따른용수여유량감축기준을살펴보면농업용수여유량전량을감량하며홍수통제소허가량등을기준으로농업용수사용자의선제적추가감축계획을반영한다. 또한, 댐용수공급조정현황등보도자료를배포 ( 국토교통부ㆍ한국수자원공사 ) 하며감량후관계기관에서공급량감량분의조정요청이있을경우에는 댐보연계운영협의회 를개최하여감량조정여부및조정량을결정및시행하고댐용수수급상황모니터링및필요시용수수급상황실을운영 ( 국토교통부ㆍ한국수자원공사 ) 한다. 경계단계에서댐관리자는댐저수량이경계단계기준저수량에도달할경우, 국토교통부장관에게현황을보고하고농업용수초기감축량을기준 ( 벼생육기를고려한월별초기감축율 ) 으로수계별 댐보연계운영협의회 에서용수공급감축량을논의하여결정 시행한다. [ 표 18] 경계단계댐농업용수감축율 구분 4 월 5 월 6 월 7 월 8 월 9 월 초기감축율 (%) 20% 20% 20% 30% 30% 30% 농업용수초기감축량은주의단계감축기준인실사용계획량을토대로산정하며월별농업용수총량범위내에서원활한양수가가능한하천수위확보를위해필요시는탄력적으로증감조절운영한다. 보령댐도수로는보령댐저수량이경계단계도달예상시사전준비하여경계단계도달시가동하고보령댐도수로가동이시작 55

70 된후관심단계로댐저수량회복시종료한다. 댐용수공급량의추가감량이필요할경우에는국토교통부장관에게현황을보고하고수계별 댐보연계운영협의회 에서논의하여추가감량시행하며용수수급상황실을운영 ( 국토교통부ㆍ한국수자원공사 ) 하고댐용수공급조정현황등보도자료를배포 ( 국토교통부ㆍ한국수자원공사 ) 한다. 감량후관계기관에서공급량감량분의조정요청이있을경우에는 댐보연계운영협의회 를개최하여감량조정여부및조정량을결정하고시행하며댐관리자는매일댐용수공급현황을모니터링하여국토교통부장관에게보고하고관계기관에공유한다. 댐하류의농업용수이용상황에대한모니터링을위해한국농어촌공사등농업용수사용자와비상연락망을유지ㆍ운영하고농업용수이용현황공유한다. 저수량이낮아져심각단계도달이예상될경우에는댐관리자는국토교통부장관에게현황을보고하고, 관계기관의생ㆍ공용수감량준비를요청한다. 심각단계에서댐관리자는댐저수량이심각단계기준저수량에도달할경우, 국토교통부장관에게현황을보고하고수계별 댐보연계운영협의회 에서초기감축량 ( 생 공용수의 20%) 을기준으로용수공급감축량과자율급수조정등감축시행방안을논의하여댐별생 공용수의감량시행한다. 용수수급상황실을운영 ( 국토교통부ㆍ한국수자원공사 ) 하고댐관리자는매일댐용수공급현황을모니터링하여국토교통부장관에게보고하고관계기관에공유한다. 댐관리자는심각단계이후에도지속적인저수량저하또는댐저수위도달이예상될경우댐저수위이하의댐비상용량활용을위한추가대책을마련하며댐용수공급량의추가감량이필요할경우에는국토교통부장관에게현황을보고하고수계별 댐보연계운영협의회 에서논의하여추가감량을시행한다. 댐용수공급조정현황등보도자료를배포 ( 국토교통부ㆍ한국수자원공사 ) 하며댐하류의농업용수및생 공용수이용상황에대한모니터링을위해댐의용수공급조정으로영향을받는구간은취양수기관관리자와비상연락망을유지ㆍ운영하여매일취양수현황을공유한다. 저수량이경계단계이상일부회복될경우, 생ㆍ공용수우선공급환원여부는수계별 댐보연계운영협의회 에서논의하여결정한다. 용수공급환원에서댐관리자는감량후댐저수량이정상용수공급환원기준저수량까지비축될경우국토교통부장관에게현황을보고하고수계별 댐보연계운영협의회 는용수공급의정상환원여부를결정 시행하며댐상하류홍수피해방지를위한수위조절이필요할경우국토교통부장관에게현황을보고하고용수공급을정상으로환원한다. 56

71 다 년보령댐저수현황 2015 년 3월당시충남도내 223개저수지의평균저수율은 92.7% 로최근 10년평균저수율 (91%) 보다높았고, 5월모내기완료시까지농업용수공급에문제가없을것으로판단했다. 3월 30일에는보령시가상수도공급량을 15% 줄이는상황과예당저수지저수율이 70% 로감소하여농업용수부족이발생하는상황을가정하여충남도주관으로 봄가뭄대비가상모의훈련 을실시하였다 2015 년 5월까지만해도심각한가뭄이우려되는상황은아니었다. 충남도내농업용저수지의평균저수율이 49.6% 에불과했으나모내기가대부분완료된상황이었고, 댐저수율이대청댐 43.9%, 용담댐 37.9%, 보령댐 33.7% 로낮았으나 7 월초까지는안정적용수공급이가능할것으로판단했다. 보령댐의저수율이 2015 년 6월 1일 35.5% 에서 6월 30일에는 29.9% 로낮아졌지만, 강수량이나저수지저수율모두 2012 년보다는양호한상황으로판단했다. 충남도의 6~9월평균강수량은 500~700mm 이상이었지만 2015 년 6월부터 8월 25일까지강수량은 300mm 에도미치지못했다. 가을철 (9~11 월 ) 의강우량또한평년과비슷한수준으로전망하여댐저수율이크게높아지는것을기대하기어려운상황이라고판단했다. 8월 5일 32.8% 시점에서 주의 단계를발령했으며, 8월 15일 30.8% 시점에서 경계 단계로격상되어농업용수의탄력적감량이시작되었고, 지속적으로저수율이회복되지못함에따라 8월 18일 30.1% 시점에서 심각I 단계로격상하여하천유지용수를기존의 31천m 3 / 일에서 8천m 3 / 일로줄여방류하기시작하였다. 8월 31에는 27.8%, 9월 22일에는 23.9% 로 9월 23일 가뭄극복긴급합동대책회의 를개최하여당시 심각 I단계 인용수공급위기단계가 10월에 심각 II단계 로상향되는것에대비가뭄대책을점검하였다. 충남도는 10월 1일부터가뭄대책본부를가동하여, 제한급수가실시되는충남 8 개시 군의도민피해최소화를위해관련부서간연계및정보공유, 핫라인유지등의역할을수행하고제한급수에대비해 10월 1일부터 4일까지제한급수에 57

72 대비해제한급수적응훈련을실시하였다. 10월 8일저수율 22.0% 였으며보령댐급수지역 8개시 군에대한급수조정을시행하였다. 단수없이감압급수방식으로생 공용수공급량을 22만톤 / 일에서 18 만톤 / 일로 20% 감축하였다 년 10월중에도보령댐저수율은계속낮아져 11월 6일에는 18.9% 까지떨어졌지만이후 11월부터연이어눈비가내리면서보령댐저수율은 20% 수준으로높아졌다. 11월 ~12월충남도강우량은예년대비 299% 인 229.5mm에달했으며 12월말보령댐의저수율은 25.1% 까지높아졌고, 2016 년 1월에도 20% 이상의저수율을유지하였다 년 2월 15일에는저수율이 22.9% 로회복되었으며, 심각단계에서경계단계로용수공급조정기준이완화되었고 2015 년 10월 8일부터 2016 년 2월 15일까지총 127일만에급수조정을해제하였고급수조정전정상공급량이 1일 18 만 2,500 톤인점을감안하면, 22일치에달하는규모인 404만 7,000 톤을절약하였다. 또한, 절수지원금으로 2015 년 11월부터 2016 년 1월말까지 34억 1,000 만원을지급하였다. 58

73 [ 그림 15] 최근보령댐수위및저수율변화 (2015 년 3 월 1 일 ~2016 년 4 월 30 일 ) 52) 52) 한국수자원공사, 59

74 라. 보령댐이수안전도 수자원공급시설이용수수요를충족시킬수있는물공급의안정성정도를이수안전도라하며, 이수안전도설정시일반적으로어떤용량을갖는수자원개발시설에대하여공급량을크게하면안전도는저하되고, 반대로안전도를크게할경우공급량은감소한다. 댐계획시분석조건에따라이수안전도를서로다르게적용하고있으며보령댐설계시작성된보령댐타당성조사보고서에의하면이수안전도검토기간은 1967 년 ~1988년까지 22개년에 1회물부족을허용하는이수안전도로시공되었다. 53) [ 표 19] 기존댐건설시이수안전도 댐명 준공년도 검토기간 이수안전도 비고 보령댐 2000 '67~'88(21) 22개년에 1회물부족허용 연간단위기간신뢰도 소양강댐 1973 '15~'39(24) 갈수량증가분 36m 3 /s 공급조건 충주댐 1986 '66~'83(17) 18개년에 1회물부족허용 연간단위기간신뢰도 횡성댐 1999 '63~'88(25) 26개년에 1회물부족허용 연간단위기간신뢰도 안동댐 1977 '58~'68(10) 67년 ~ 68년갈수조건시 100% 보장공급 대청댐 1981 '58~'70(12) 13개년간 100% 보장 임하댐 1993 '63~'83(20) 100% 보장공급 합천댐 1989 '69~'81(12) 67년 ~ 68년갈수조건시 100% 보장공급 광동댐 1989 '61~'83(22) 23개년에 2회물부족허용 연간단위기간신뢰도 달방댐 1990 '53~'85(32) 33개년에 2회물부족허용 연간단위기간신뢰도 남강댐 1999 '76~'86(10) 77년갈수조건시 100% 보장공급 밀양댐 1999 '73~'87(14) 15개년에 1회물부족허용 연간단위기간신뢰도 용담댐 1999 '63~'88(25) 67~ 68년, 82~ 83년기준갈수에대한 100% 보장공급 장흥댐 ~'93(27) 28개년에 2회물부족허용 연간단위기간신뢰도 감포댐 2006 '66~'97(31) 32개년에 2회물부족허용 연간단위기간신뢰도 평림댐 2007 '75~'96(21) 22개년에 2회물부족허용 연간단위기간신뢰도 성덕댐 2014 '66~'02(36) 37개년에 1회물부족허용 연간단위기간신뢰도 영주댐 건설중 '77~'08(31) 32개년에 2회물부족허용 연간단위기간신뢰도 53) 한국수자원공사, 홍익기술단, 2016, 기존수자원효율적활용방안 ( 한강수계, 보령댐 ) 자문보고서 60

75 1) 이수안전도지표 이수안전도검토를위한저수지모의운영의기본개념과신뢰도, 회복도, 무차원취약도는다음식에의해계산하며자료입력기간에대하여순차적인계산을수행하게된다. 저수지모의운영에서계획공급량공급여부를판단하여계획공급량미공급시물부족으로계산하게된다. St=St-1+It-Ot 여기서, St : 저류량 (t 시점 ) St-1 : 저류량 (t-1 시점 ) It : 유입량 (t 시점 ) Ot : 방류량 (t 시점 ) - 공급량및무효방류량 용수부족기간수 기간신뢰도 총분석기간수 용수공급기간수 총분석기간수 공급부족량 공급량단위신뢰도 계획공급량 용수공급량 계획공급량 회복도 max 용수부족기간 무차원취약도 실패기간동안계획공급량 2) 용수공급능력평가 실패지속기간중최대부족량 실패사상의수 용수공급능력은설계시및댐준공후유입량자료를이용하여과거설계시방법으로산정되었고, 댐재평가기준에의하여저수지모의운영을실시하여비교검토되었다. 과거설계시방법적용시용수공급능력은저수지모의운영방법에의해산정되었다. 61

76 보령댐용수공급능력분석결과설계시유입량적용시 백만m 3 / 년으로검토되었으며, 댐준공후유입량적용시 105.3백만m 3 / 년으로검토되어 5.4백만 m 3 / 년감소하였다. 이는용수공급능력에영향을주는최갈수기간평균유입량이설계시 2.67m 3 /s에서댐준공후 1.53m 3 /s로 1.14m 3 /s 감소하고, 비홍수기유입량 ( m 3 /s, 감38%) 이감소한것이주요원인으로검토되었다. [ 표 20] 보령댐설계시방법적용시및저수지모의운영시용수공급능력 54) 용수공급능력 ( 백만m 3 / 년 ) 연간설계시방법 ( 월단위 ) 저수지모의운영용수공급량설계시댐준공후설계시댐준공후 ( 기본계획증 감증 감유입량유입량유입량유입량공급량 ) (1.0%) (5.0%) 용수공급능력감소원인을파악하기위하여댐설계시에비하여댐준공후유출율을검토한결과 3.2% 감소하였다. 설계시유출량은수위관측소의실측수위자료를미산식에의하여유출량으로변환된결과이다. 댐설계시유입량산정은앞서검토한것처럼수위자료를유량자료로변환시문제, 댐준공후증발량증가, 상류유역토지이용변화로유출특성변화, 댐침투량발생등다양한변수가있으므로향후정밀한원인분석이필요할것으로검토하였다. [ 표 21] 보령댐설계시및준공후유출율검토 55) 구분 연평균강수량 (mm) 강수량 자료기간 평균유출량 ( 백만m 3 / 년 ) 유출량 자료기간 유출율 (%) 증 감 (%) 설계시 1, ~ ~ 댐준공후 1, ~ ~ ) 한국수자원공사, 홍익기술단, 2016, 기존수자원효율적활용방안 ( 한강수계, 보령댐 ) 자문보고서 55) 한국수자원공사, 홍익기술단, 2016, 기존수자원효율적활용방안 ( 한강수계, 보령댐 ) 자문보고서 62

77 3) 이수안전도분석 저수지모의운영방법에대하여이수안전도를분석한결과는다음과같다. 일반적으로연간단위신뢰도가가장널리사용되고있으나물부족량, 용수공급실패지속기간이나부족심도를나타낼수없다는단점을가지고있으므로공급량단위신뢰도를함께검토되었다. 일반적으로연간단위신뢰도가증가하면공급량단위신뢰도도같이증가하는데보령댐의이수안전도를분석한결과공급량단위신뢰도가연간단위신뢰도보다크게산정되었고, 댐에대하여계획공급량을공급하는조건으로분석단위를반순단위로분석할경우수위변화를분석한결과 1회물부족구간이발생하는것으로검토되었다. 시작 종료전체기간 ( 반순 ) 총부족기간 ( 반순 ) [ 표 22] 이수안전도분석결과 56) 부족횟수 ( 년 ) 부족량 연간단위 ( 백만m 3 ) 신뢰도 공급량단위신뢰도 회복도 무차원취약도 [ 그림 16] 보령댐반순단위모의운영결과 57) 56) 한국수자원공사, 홍익기술단, 2016, 기존수자원효율적활용방안 ( 한강수계, 보령댐 ) 자문보고서 57) 한국수자원공사, 홍익기술단, 2016, 기존수자원효율적활용방안 ( 한강수계, 보령댐 ) 자문보고서 63

78 마. 보령댐수자원확보대응현황 보령댐급수지역의긴급한수자원공급을위하여국가정책조정회의가 2015년 9월 24일국무총리실주관으로국무조정실, 기획재정부, 국토교통부등 10개부처합동으로개최되었으며, 보령댐도수로건설을계획하였다. 취수장 1개소, 가압장 2개소, 도수관로 21km(D1,100mm) 를시공하며금강백제보하류에서부터보령댐상류 ( 반교천 ) 까지 115천 m 3 / 일을공급하기위한도수로를설치한다. 총사업비는 640억원으로 K-water 에서시공을실시하였다 : 국가정책조정회의 국무총리실주관, 국무조정실, 기회재정부, 국토교통부등 10개부처 보령댐도수로건설확정 : 국토교통부주관관계기관실무회의 도수로공사시행관련인허가협조및처리방안협의 : 제1회물관리협의회개최 국무조정실장주재, 9개부처 : 실시계획승인고시 : 공사계약및착수 : 도수로공사완료후통수 ~ : 보령댐도수로분기관로설치공사완료 도수로중간에분기구 6개소설치, 가뭄시부여군 (1,835ha) 에농업용수공급 64

79 [ 그림 17] 보령댐도수로건설공사계획도 65

80 3. 보령댐문제점 가. 댐저수율감소변화 기상청에서는 2015 년 7월23일 3개월전국평균기상전망을실시하였는데 2015 년 8월부터 10월까지기온은대체로평년보다낮은경향을보이고, 기온변화가크고 8월에는많은비가올때가있겠으나, 지역적인차이가크겠고, 9월과 10월에는이동성고기압의영향으로건조한날이많을것으로예측하였다. 하지만, 2015 년 8월에서 9월사이에보령댐유역의강우량이줄어들면서저수율도낮아졌으며 2007년 6월에이어역대두번째최저수위를기록하였다. 댐준공년도인 1998 년부터최근 2016 년 4월까지의연평균저수율을분석한결과계속적으로감소추세를보이고있으며 2015 년연평균저수율이 2014 년에비해 25.2% 감소한것으로조사되었다. [ 그림 18] 보령댐 19 개년간댐수위및저수율변화 (1998 년 1 월 ~2016 년 4 월 ) 58) 58) 한국수자원공사, 66

81 [ 표 23] 보령댐준공후 19 개년간연별수위및유량변화 년도 저수위 (EL.m) 연평균댐수위 (EL.m) 연평균저수율 (%) 저수율증감율 (%) 연평균저수량 ( 백만 m 3 ) 연총강우량 (mm) 연총유입량 (m 3 ) , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

82 나. 보령댐광역상수도용수수요처및공급량증가 충남지역은내포신도시와발전소및산업단지건설로인해용수수요처와공급량이증가하고있는상황이며, 보령댐광역상수도과거 10년간연공급량을조사한결과 2005년에 15개소에 38,253천m 3 / 년의용수를공급하였지만 2014 년에는 23개소에 71,613 천m 3 / 년의용수를공급하여 2014 년의공급량이 2005 년에비해약 1.87배증가하였으며계약건수또한 1.5배가증가하였다. [ 그림 19] 보령댐광역상수도과거 10 년간연공급량통계 (2005 년 ~2014 년 ) [ 그림 20] 충청남도과거 10 년간취수시설용량변화 (2000 년 ~2014 년 ) 68

83 [ 그림 20] 에서보는바와같이충청남도의지방상수도취수시설용량을분석한결과 2005년 227,250m 3 / 일에서 2014년 101,700m 3 / 일으로감소하여광역상수도에대한의존도가증가함을알수있었다. 충청남도의지방및광역상수도급수현황을살펴보면 2014 년기준광역상수도급수비율이 88.7% 로전국광역자치단체가운데가장높은수준이며 8개시 군 ( 서산시, 논산시, 계룡시, 금산군, 부여군, 서천군, 홍성군, 태안군 ) 은광역상수도급수비율이 100% 를차지하였다. 자체정수시설을가지고있는 7개시 군 ( 예산군, 공주시, 보령시, 청양군, 천안시, 당진시, 아산시 ) 가운데예산군 (82.4%) 과공주시 (53.4%) 만 50% 를상회하는수준을보인것으로조사되었다.[ 그림 21~22] [ 그림 21] 2014 년충청남도지방및광역상수도이용률분포현황 [ 그림 22] 2014 년충청남도지방및광역상수도용수이용량및비율현황 69

84 다. 홍수기댐운영적정성 법정홍수기기간인 6월 21일부터 9월 20일까지홍수기댐운영의적정성을평가하기위해 2.0m 3 /s와 2.5m 3 /s를기준으로초과방류량을산정하여전체저수량대비비율을 [ 표 24] 와같이분석하였으며유량기준 2.0m 3 /s일당시에는 2014 년보다 2015 년저수량대비비율이 1.3 상승하였으며유량기준 2.5m 3 /s일인경우에 2014 년보다 2015 년저수량대비비율이 1.3 상승하였다 년보다 2015 년에홍수기시작시저수율이낮았고, 홍수기저수량대비비율이상승하여초과방류로인해저수율이더욱하강하였다. 이는홍수기주의단계임에도하천유지용수를공급한것으로부적절한댐운영이라사료된다 년 8월 5일보령댐저수율이 32.8% 시점에서 주의 단계를발령했음에도보령댐에서방류량은계속되어저수율하강이발생했으며 8월 18일저수율 30.1% 시점에서 심각I 단계로격상하여하천유지용수를기존의 31천m 3 / 일에서 8천m 3 / 일로줄여방류하기시작하였다. 보령댐은총저류량대비연간공급량이크기때문에홍수기에대비한저수량관리와하천유지용수공급및수력발전용수사용이단기간에급격히발생하는가뭄에대비하기에운영이어려운댐으로볼수있다. [ 표 24] 보령댐방류량기준에따른총초과방류량 유량기준시기총초과방류량 (m 3 ) 총저수량대비비율 (%) 비고 2.0m 3 /s 2.5m 3 /s 2014년홍수기 7,486, 년홍수기 8,996, 년홍수기 3,512, 년홍수기 5,021, 총저수량 116,900,000m 3 70

85 [ 그림 23] 과거 2 년간총방류량및댐저수율 71

86 제 4 장보령댐유역수문분석 1. 유역모형구축 가. 강우유출모형의개요 SWAT 모형은미국농무성농업연구소 (USDA ARS, Agricultural Research Service) 의 Jeff Arnold 등에의해개발된유역모델 (Arnold et al., 1998) 로서 Soil and Water Assessment Tool 의약자이다. 대규모의복잡한유역에서장기간에걸친다양한종류의토양과토지이용및토지관리상태에따른물과유사및농업화학물질의거동에대한토지관리방법의영향을예측하기위하여 1994년최초로개발되었다. 현재이르기까지발전되어현재 GIS 프로그램인 Arc GIS 최신버전을이용하는 ArcSWAT 으로발전되었으며 Version 2012 까지기능이확장되었다. 일단위의모의가가능한유역단위의준분포형장기강우-유출모형으로서수문부모형, 토양유실부모형, 영양물질부모형, 하도추적부모형으로구성되어있다. 유역은지형특성을반영하여수개의소유역으로구분되고소유역내토지피복및토양, 지형경사에따라소유역내최소단위로집중화된수문반응단위 (HRU, Hydrologic Response Unit) 로나뉘고각 HRU에서물수지식에근거해표면유출량, 지하수로의침투량, 증발산량을산정한다. 토양침식은 MUSLE(Modified Universal Soil Loss Equation) 에의해계산되며인, 질소, 그리고살충제와같은유기성화학물질의이동량을모의할수있다. SWAT 모형에서는토지부분의수문순환을정확하게예측하기위하여물수지방정식에근거를두고지표유출, 측방지표하유출, 침투, 지하수, 수로손실, 증발산등으로구성하며여러종류의작물과토양에서의다양한증발산을반영할수있게유역을구분한다. 각 HRU에서유출이구분되어계산되고유역의총유출량을얻기위하여흐름이추적된다. 72

87 물수지방정식은다음식과같이나타낼수있다. - - : 최종의토양수분량 (mm) - : 일의초기토양수분량 (mm) - : 일에서의강수량 (mm) - : 일에서의지표유출량 (mm) - : 일에서의증발산량 (mm) - : 일의토양면으로부터투수층으로의투수되는총량 (mm) - : 일의회귀량 (mm) - : 시간 ( 일 ) [ 그림 24] SWAT 모형의물질수지 59) 59) Neitsch, S.L., Arnold, J. G., Kiniry, J. R., Williams, J. R., and King, K. W., 2005, Soil and Water 73

88 SWAT 모형의유역수문순환의토지부분과정을모의하기위해 SWAT 에서사용된계산과정은다음 [ 그림 25] 와같다. [ 그림 25] HRU 및소유역의계산과정모식도 60) SWAT 모형을적용한국내연구를살펴보면, 이종문등 (2012) 61) 은남강댐유역에서의기후변화에대한유출영향을 SWAT모형에적용하여예측하였다. 남강댐상류유역을대상유역으로산청지점에대해 2011년부터 2100년까지인공신경망적용결과를통해변수에대한예측을실시하여예측결과의홍수기와비홍수기의월평균모의값, 월별, 계절별추세분석을실시한결과 2100 년으로갈수록에측인자들의값이대체적으로증가하는경향을보였다. 모형의검보정을위한목적함수는 R 2, RMSE, NSE을사용하였고 CN, ESCO, GW 매개변수에대해민감했으며상관성판단결과실측치보다모의치의유출이높게나타났으며향후추가적으로보정이필요하다고언급하였다. 기후시나리오에따른유출변화예측결과 2100 년으로갈수록여름철댐유입량이증가할것으로분석되었으며이에따라홍수기시강우의증가로저수지에유입되는고탁수의증가로인한수질문제와평갈수기시강우의감소로호소내유입하천의수질이악화될것으로예상하였다. Assessment Tool Theoretical Documentation Version 2005., U.S Agricultural Research Service 60) Neitsch, S.L., Arnold, J. G., Kiniry, J. R., Williams, J. R., and King, K. W., 2005, Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation Version 2005., U.S Agricultural Research Service 61) 이종문, 김영도, 강부식, 이혜숙, 2012, 남강댐유역에서의기후변화에대한유출영향, 한국수자원학회논문집, 45(6), pp

89 조형경등 (2012) 62) 은충주댐유역의유출량에대한 SWAT 모형의예측불확실성분석을실시하였다. 스위스연방연구소인 Eawag(Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigungund Gewässerschutz) 에서개발된 SWAT-CUP 모형으로과거 1998 년 ~2003 년의실측유출량을바탕으로모형의유출관련매개변수에대한불확실성분석을실시하였다. 분석기법은 SUFI2, GLUE, ParaSol 3가지를이용하여자동검 보정및불확실성추정하였고, 각알고리즘의 R 2 과 NS모형효율을분석한결과 0.71~0.93, 0.59~0.90 사이의값을나타내어대체적으로모의가잘이루어졌다. 추가적으로 p-factor, R-factor 을분석하여불확실성의범위를감소시켜야예측의신뢰성을향상시킬수있다고언급하였다. 최흥식 (2013) 63) 은섬강시험유역에 SWAT-CUP 을적용하여 SWAT모형의매개변수를추정하였다. 선행모의기간은 2003 년 ~2009 년으로모의하였고, 모형내매개변수들중유역과유출에민감한매개변수인 CANMX, CN2, ESCO, GW_REVAP, SOL_ALB, SOL_AWC, SOL_K 의최대, 최소범위를통해 SWAT-CUP 의 SUFI-2 모델의반복계산으로 7개의매개변수에대한최적값을추정하였다. 최적값의판단을위한 NS값은 0.92, R 2 값은 0.98로유사한값을나타났으며, p-factor 는 0.85, R-factor 는 0.06으로모의값이실측값과유사하여 SUFI2 에의한매개변수사용은강우-유출의적용성에높다고판단하였다. 나. 보령댐유역 Arc SWAT 모형구축 보령댐유역에 SWAT 을적용시키기위하여먼저수치표고모델의입력을통한유역분할을수행하였다. SWAT모형은경사도, 경사방향, 지형분석을자동적으로수행하는자동유역분할기능으로유역을분할한다. Threshold Area를 5,000ha 로설정하였고, 총 2개소유역과 41개의 HRU로분할되었고보령댐유역 1번소유역지점으로생성하였다. 62) 조형경, 박종윤, 장철희, 김성준, 2012, 충주댐유역의유출량에대한 SWAT 모형의예측불확실성분석기법비교, 한국수자원학회논문집, 45(9), pp ) 최흥식, 2013, 섬강시험유역에서 SWAT-CUP 을이용한 SWAT 모형매개변수추정, 대한토목학회논문집, 33(2), pp

90 분할한소유역을토양도와피복도를이용해소유역내수문반응단위수로나누기위해환경부에서제공하는중분류토지피복도와농촌진흥청국립농업과학원에서제공하는정밀토양도를사용하였다. SWAT 모형은미국에서개발된모형으로미국토양특성에맞게설정되어있기때문에환경부에서제공하는중분류토지피복도를사용하여 SWAT Landuse Lookup 테이블로변환한후각중분류항목에맞는 SWAT Landuse 를출력하였다. 토양도또한우리나라의토양에맞는 Usersoil 을설정해주기위해 1:25,000 정밀토양도에맞게변환하였다. [ 그림 26] SWAT 모형에의한보령댐유역자동유역분할 76

91 [ 표 25] 토지피복분류와 SWAT Landuse 의명칭 ( 환경지리정보서비스 ) 64) 대분류 (7 항목 ) 시가화건조 1 농업 2 산림 3 초지 4 습지 5 나지 6 수역 7 중분류 (23항목) SWAT Landuse Lookup Landuse 주거지역 (URMD) 11 공업지역 (UIDU) 12 상업지역 (UCOM) 13 위락시설지역 (URLD) 14 교통지역 (UTRN) 15 공동시설지역 (UINS) 16 논 (RICE) 21 밭 (AGRR) 22 하우스재배지 (STRW) 23 과수원 (ORCD) 24 기타재배지 (AGRL) 25 활엽수림 (FRSD) 31 침엽수림 (FRSE) 32 혼효림 (FRST) 33 자연초지 (PAST) 41 골프장 (RNGB) 42 기타초지 (HAY) 43 내륙습지 (WETL) 51 연안습지 (WETN) 52 채광지역 (WPAS) 61 기타나지 (RNGE) 62 내륙수 (WATR) 71 해양수 (WATR) 72 64) 노선희, 2013, 미래온실가스시나리오 (RCP) 에의한금강유역의용수공급변화전망, 충남대학교공학석사학위논문 77

92 SWAT모형의기상자료는유출량산정에사용되는기본적인데이터로강우, 최고 최저기온, 태양복사량, 상대습도, 풍속자료가필요하며 WAMIS( 수자원관리종합정보시스템 ) 으로부터제공받아모형의기상입력자료로사용하였다. SWAT 모형내기본매개변수들을쓸수있게활성화가되면여러변수들이기본값으로모의가되는데이때, 조도계수는 로고정하여수행하였다. 기상자료및저류지자료를입력하면 SWAT 모형모의수행을위한 SWAT Simulation 창이뜨며앞서입력한기상자료의기간동안의일별, 월별, 연별로선택하여출력값을계산하였다. [ 표 26] 기상자료구축관측소 기상자료사용값관측소명 강우 기온 일강우 일최고 일최저 보령기상대 29 개년 (1988 년 1 월 1 일 ~ 2016 년 4 월 30 일 ) [ 표 27] 모형분석시활용되는공식 분류활용공식선택 Rainfall Distribution ( 강우분포 ) Potential ET Method ( 잠재증발산량 ) Channel Water Routing Method ( 하도추적 ) Surface Runoff ( 지표유출 ) Skewed Normal Mixed Exponential Priestley Talor Method Penman Monteith Method Hargreaves Method Variable Storage Muskingum Method SCS유출곡선법 Green & Ampt 침투법 78

93 [ 표 28] 보령댐유역의토지피복도구성및면적 토지피복명변환 면적 (ha) 비율 (%) Residential-Medium Density URMD Industrial UIDU Commercial UCOM Residential-Low Density URLD Transportation UTRN Institutional UINS Rice RICE 2, Agricultural Land-Row Crops AGRR 1, Strawberry STRW Orchard ORCD Agricultural Land-Generic AGRL Forest-Deciduous FRSD 4, Forest-Evergreen FRSE 4, Forest-Mixed FRST 6, Pasture PAST Hay HAY Wetlands-Mixed WETL Wetlands-Non-Forested WETN Winter Pasture WPAS Range-Grasses RNGE Water WATR 총합 21,

94 80 [ 그림 27] 보령댐유역의정밀토양도구성및면적

95 다. 모형의검 보정 일반적으로모형의보정은매개변수를비교적독립적인특성을가진소그룹으로분할하여각그룹에서주요한매개변수를선정하여보정하게되며오차가크지않은매개변수값을상수로하여오차범위가큰매개변수를오차범위가작은값으로변동해가며모든매개변수의오차가더이상감소하지않을때까지보정하게되므로주요보령댐유역에민감한매개변수만선정하여모형의검 보정을실시하였다. 65) 효율적인보정및검증을위해서모의항목별로민감함매개변수를정확히파악하는것이중요하며보령댐유역의매개변수의종류와순위를분석하면 [ 표 29] 와같으며, 모형내모든매개변수들의상 하한치와변수들의특징을 [ 표 30] 에설명하였다. [ 표 29] SWAT 매개변수민감도순위 순위 변수명 순위 변수명 순위 변수명 1 Gwqmn 10 Ch_K2 19 Sol_Alb 2 Canmx 11 Sol_K 20 Surlag 3 Esco 12 Slope 21 Smtmp 4 Sol_Awc 13 Timp 22 Slsubbsn 5 Sol_Z 14 Alpha_Bf 27 Sftmp 6 Revapmn 15 Gw_Delay 27 Smfmn 7 Gw_Revap 16 Biomix 27 Smfmx 8 Cn2 17 Epco 27 Tlaps 9 Blai 18 Ch_N2 65) 박성우, 1995, 응용수문학 81

96 [ 표 30] SWAT 모형의매개변수 분류매개변수하한치상한치비고 Crop.dat USLE_C 토지피복에따른피복계수 Basin input SMFMX 월 21 일의융해요소 SMFMN 월 21 일의융해요소 SPCON 토사이동방정식에서의계수 SPEXP 토사이동방정식에서의지수 NPERCO 0 1 질산침투계수 PRERCO 인산침투계수 PHOSKD 토양의인성을구분하는계수 SOL_LABP 토양층에서의초기 NO 3 농도 SOL_ORGN 0 10,000 토양층에서의초기산화질소농도 Chemical SOL_ORGP 0 4,000 토양층에서의초기산화인농도 Ground water HRU General Soil Main channel Manage ment SOL_NO3 0 5 토양층에서의초기 NO 3 농도 ALPHA_BF 0 1 기저유출감수상수 GWQMN 0 5,000 기저유량에대한얕은대수층의임계수분량 GW_REVAP 얕은대수층의 REVAP 계수 REVAPMN 침루에대한얕은대수층의임계수분량 ESCO 0 1 토양증발보상계수 SLOPE 소유역의평균경사도계수 (%) SLSUBBSN 경사의길이 (m) N 조도계수 TLAPS 0 50 온도변동계수 SOL_AWC 0 1 토양층유효수분량 CH_COV 하천의피복요소 CH_EROD 하천의침식성요소 CH_K 하천에서의수리전도도계수 BIOMIX 0 1 생물학적혼합계수 USLE_P USLE 경험계수 CN AMC-Ⅱ 에서의 SCS 유출곡선지수 82

97 보령댐유역월별유출을모의한결과 [ 그림 28] 과같이나타났으며통계분석결과 Pearson 상관계수값이 90.5%, RMSE값이 2.01로비교적잘모의되었다. 모형의적합성을더욱높이기위해민감도분석에따른매개변수들중 CN2, ESCO, SOL_AWC 는지표수흐름모의에지배적인영향을미는것으로 66) 판단되어변수들을선택후허용범위내에서변화시키면서보정을수행하는시행착오법을사용하여보정을실시하였다. CN2를 3 감소하고, ESCO 를 0.97로, SOL_AWC 를 0.2 증가시켜주었으며모형의안정성을위해모의시작년도부터 3년간의결과값을제한후 2001 년부터 2016 년까지 [ 표 31] 과같이매개변수를조절하여통계분석을실시한결과 Pearson 상관계수값이 90.8%, RMSE값이 1.965로모형의검 보정을수행하여적합성이잘검토되었다. [ 표 31] 유출모의결과보정전 후의통계분석비교 SPSS 통계분석 MATLAB 통계분석 특성 보정전 보정후 Pearson 상관계수 유의확률 ( 양쪽 ) 제곱합및교차곱 5, ,040.4 공분산 N R-square Adjusted R-square RMSE ) Van Liew, M.W., Veith, T.L., Bosch, D.D., and Arnold, J.G., 2007, Suitability of SWAT for the Conservation Effects Assessment Project : Comparison on USDA Agricultural Research Service Watersheds., Journal of Hydrologic Engineering, 12(2), pp

98 a) 관측및모의값비교 Obs, A : 관측 Sim, C : 모의 b) 관측및모의값상관분석 [ 그림 28] 보정후보령댐지점의과거관측및모의일평균유출비교 84

99 2. 목표가뭄설정 가. 보령기상대기상개황 1) 기상관측소현황 강우분석을위한우량관측소는자료보유연한및위치등을종합적으로고려하여산정하여야한다. 보령댐유역과가장가까운관측소는보령기상대이며 1971 년부터관측을개시하였고 1973 년부터 2015 년까지총 43개년의기상자료를분석하였다. 운영기관 주소 지점명 ( 영문 ) 기상청대전지방기상청보령지역기상서비스센터충청남도보령시대해로 450 보령기상대 Boryeong 해발고도 (m) 16.9 관측개시일 1971 년 12 월 10 일 관측주기 ( 분 ) 1 좌표 (WGS84) 위도 : 경도 : [ 그림 29] 보령댐유역인근기상청관할기상관측소현황 67) 67) 기상청, 기상자료개방포털, 85

100 2) 기상현황 보령기상대의최근 10년간 (2006 년 ~2015 년 ) 의열도별기상자료를분석한결과연최고기온은 36.3, 연최저기온은 13.6 로나타났으며, 일최대풍속은 20.2m/s 를기록하였으며, 연평균강수량은 1,177.0mm, 상대습도는 72% 로나타났다. [ 표 32] 보령기상대최근 10 년간연도별기상개황 68) 년도 년간 기온 ( C) 평균 최고 최저 총량 , , , , , , , ,177.0 강수량 (mm) 10 분최대 1 시간최대 6 시간최대 1 일최대 풍속 (m/s) 평균 최대 ( 풍향 ) SSW SSW SSW SSW WSW S S SSW S S WNW 상대습도 (%) ) 기상청, 2006~2015, 기상연보 2006~

101 [ 그림 30] 보령기상대최근 10 년간연도별기상개황 87

102 보령기상대의최근 10년간 (2006년 ~2015 년 ) 의월별기상자료를분석한결과월평균최고온도는 8월에 36.3, 최저온도는 1월에 13.6 로나타났으며, 최대풍속은 9월 20.2m/s 를기록하였고, 남남서풍 (SSW) 이주로불었다. 강수량은 293.0mm로 7월에가장높았으며 1일최다강수량은 7월에 264mm로나타났다. [ 표 33] 보령기상대최근 10 년간월별기상개황 69) 1 월 2 월 3 월 4 월월 6 월 7 월 8 월 9 월 10 월 11 월 12 월평균 기온 ( C) 평균 최고 최저 총량 강수량 (mm) 10 분최대 1 시간최대 6 시간최대 1 일최대 풍속 (m/s) 평균 최대 ( 풍향 ) SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW SSW S SSW S SSW SSW 상대습도 (%) ) 기상청, 2006~2015, 기상연보 2006~

103 [ 그림 31] 보령기상대최근 10 년간월별기상개황 89

104 3) 강우현황 보령기상대의 43개년 (1973년 2015년 ) 의강우자료에대하여연 월별강우분석을실시한결과와연 월별강우량시계열도는다음과같다. [ 표 34] 보령기상대월별강수량현황 ( 단위 :mm) 월연도 전년 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,

105 [ 표 34] 보령기상대월별강수량현황 ( 단위 :mm)( 계속 ) 월연도 전년 , , , , , , , , , 평균 ,207.8 [ 그림 32] 보령기상대최근 10 년간월별기상개황 91

106 4) 가뭄지수현황 보령기상대의 43개년 (1973 년 2015 년 ) 의강우자료에대하여파머가뭄지수와표준강수지수 3개월및 6개월을분석한결과 2015 년에극한가뭄이발생한것으로분석되었다. [ 그림 33] 보령기상대과거 43 개년가뭄지수현황 92

107 나. 확률가뭄강우량산정 1) 연총가뭄강우량산정 보령기상대의 43개년 (1973년 2015년) 의연별총강우량을조사하였고가뭄빈도를분석하기위해최소강우가발생한해의강우량이최대가뭄심도해의강우량이되도록치환하여가뭄빈도해석을위한치환절대총강우량으로사용하였다. [ 표 35] 보령기상대과거 43 개년간연총강우 ( 단위 : mm) 년도 연총강우 년도 연총강우 년도 연총강우 년도 연총강우 , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , [ 그림 34] 보령기상대연총강우및치환절대총강우 93

108 2) 확률가뭄강우량산정 강우현상은기상및지형적인요소에의하여시시각각변화하기때문에이를정확하게예측하거나파악하기는매우어렵다. 따라서수문학적인강우해석은과거해당지점의관측자료를근거로통계학적인기법을이용하고있으며, 다음 [ 그림 35] 와같이강우빈도해석절차에의해빈도해석을실시하고적합도검정기법에의하여최적분포형을선정한후지속시간별확률가뭄강우량을산정하였다. 강우자료구축 기본통계치계산 Gamma Gumbel GEV Lognormal 확률분포형적용 Log-Gumbel Log-Pearson type III Weibull Wakeby 매개변수추정 모멘트법 최우도법 매개변수적합성검토도시적해석적합도검정최적분포형선정확률강우량산정 확률가중모멘트법 Chi-square 검정 Kolmogorov-Smirnov 검정 Cramer von Mises 검정 PPCC 검정 [ 그림 35] 강우빈도해석절차 70) 70) 국토해양부, 2011, 확률강우량도개선및보완연구 94

109 확률가뭄강우량은지속기간별로수집된자료계열을여러가지확률분포형에적용하여검토한후이중에서가장적합한확률분포형으로계산한값을채택하여사용하게된다. 확률가뭄강우량을산정하기위하여소방방재청국립방재연구소에서개발한 FARD2006 모형을이용하였고모형에서는일반적인극치수문사상의확률분석에많이이용하는 14개분포형에대해확률강우량을계산하게된다. 이에따라보령기상대의 43개년 (1973년 ~2015년 ) 간치환총강우자료를대상으로 14개분포형을적용하여빈도해석을실시하였다. [ 표 36] FARD2006 의적용분포형 확률분포형 약 어 확률분포형 약 어 2변수 Gamma 분포 GAM2 3변수 Log-Normal 분포 LN3 3변수 Gamma 분포 GAM3 Log-Pearson Type III 분포 LP3 General Extreme Value 분포 GEV 2변수 Weibull 분포 WBU2 Gumbel 분포 GUM 3변수 Weibull 분포 WBU3 2변수 Log-Gumbel 분포 LGU2 4변수 Wakeby 분포 WKB4 3변수 Log-Gumbel 분포 LGU3 5변수 Wakeby 분포 WKB5 2변수 Log-Normal 분포 LN2 - - 치환절대총강우의기본통계치를계산한결과평균 1,777mm, 표준편차 282.2mm, 변동계수 0.159, 왜곡도계수 로계산되었고, 자료의무작위성을분석하기위해예비해석을실시하였으며 4개의해석TEST 모두무작위성을갖는것으로분석되었다. [ 표 37] 무작위성을위한예비해석결과해석종류 계산값 표값 체크 ANDERSON CORRELOGRAM TEST OK RUN TEST OK SPEARMAN RANK CORRELATION COEFFICIENT TEST OK TURNING POINT TEST OK 95

110 확률분포형의특성을나타내는매개변수추정은모멘트법, 최우도법, 확률가중모멘트법을사용하는데, 모멘트법에의하여매개변수를추정할경우최우도법이나확률가중모멘트법으로매개변수를추정할때보다상대오차가크며, 자료개수가적을경우확률가중모멘트법이최우도법보다매개변수추정에적합하다고알려져있으므로매개변수추정법별로적합도의차이가명확하지않은경우확률가중모멘트법에의하여추정된분포형을적정확률분포형으로선정하였다. 71) 추정된매개변수가분포형의매개변수적합성조건을만족하는지여부를적합성으로알수있으며적합성 OK 가되어있으면선택한매개변수추정방법과확률분포형을적용했을때추정된매개변수가적합성조건을만족했음을의미하고이자료에대해선택된확률분포형을활용하여확률강우량을산정할수있음을알수있다. 총 14개의매개변수들중에서확률가중모멘트법에 LGU3, LP3, WBU3, GPA분포를제외한 10개의분포형에서적합성이있다고분석되었다. 분포형종류 XLO ( 위치매개변수 ) [ 표 38] 확률가중모멘트법추정에의한분포형별적합성결과 XMIN ( 관측값 ) XMAX ( 관측값 ) XSC ( 규모매개변수 ) XSH ( 형상매개변수 ) 적합성 NOR 1, , , OK GAM2 0 1, , OK GAM , , OK GEV 1, , , OK GUM 1, , , OK LGU2 0 1, ,275 1, OK LGU3 0 1, , NG LN2 0 1, , OK LN , , OK LP3 0 1, , NG WBU2 0 1, ,275 1, OK WBU3 1, , , NG GLO 1, , , OK GPA 1, , , NG 71) 국토해양부, 2011, 확률강우량도개선및보완연구 96

111 최적확률분포형선정기준으로는적합도검정결과를이용하며, 선정기준값으로는평균절대상대오차와상대제곱근근오차를사용한다. 2개이상의확률분포형이적합도검정을통과하는경우에는 PPCC TEST(PPCC), CHI-SQUARE(χ 2 ), KOLMOGOROV-SMIRNOV(K-S), CRAMER VON MISES(CVM) 검정순으로오차가작은확률분포형을최적확률분포형으로선정한다. 매개변수명 [ 표 39] 최적확률분포형선정을위한상대제곱근오차분석 상대제곱근오차 RRMSE-PPCC RRMSE-χ 2 RRMSE-KS RRMSE-CVM NOR GAM GAM GEV GUM LGU LN LN WBU GLO 분포형선정 GAM2, GAM3, GUM GLO WBU2 WBU2 상대제곱근오차를사용하여 PPCC, χ 2, K-S, CVM검정을실시한결과 1순위로검정을실시한 RRMSE-PPCC 에서 GAM2, GAM3, GUM 3가지의분포형이적합한것으로검증되었다. 확률강우량도개선및보완연구 (2011, 국토해양부 ) 에서제공하는최종확률분포형의선정을살펴보면대체적으로외국과국내에서 Gumbel 분포가가장많이널리사용되고대한민국전국에걸쳐지배적인분포형으로설명하고있다. 강우량을심도로표현하고자치환한치환총강우도 GAM2, GAM3, GUM 3가지분포형중 Gumbel 분포를선정하여확률가뭄강우량을분석하였다. 97

112 치환총강우의확률가중모멘트법추정에의한 Gumbel분포형확률가뭄강우량에치환을상쇄시켜주기위해 3,000mm 를감소하여절대값으로재설정한확률가뭄강우량을다음 [ 표 40] 과같다. 확률가뭄강우량을일강우량으로변환시키기위해가뭄빈도해석에따른연간총강우량을최근 3년간의강수패턴을적용하고직접유출에해당하는유효강우를분리하여일강수량자료를생성한결과빈도별월총강우는 [ 표 41] 와같다. [ 표 40] 확률가중모멘트법추정의 Gumbel분포형확률가뭄강우량 재현빈도 확률강우량 (mm) 재현빈도 확률강우량 (mm) 재현빈도 확률강우량 (mm) 2 1, , , [ 표 41] 확률가뭄강우량의빈도별월강우 월별 재현빈도 2015년 5년 10년 20년 50년 100년 200년 ( 관측값 ) 연합계 (mm/y) 1, ,

113 3. 가뭄유출예측 가. 목표가뭄예측 예측된빈도별목표가뭄강우량에따른보령댐유역의예측유입량을분석한결과다음과같다 년관측값을기준으로빈도별예측유입량을비교해본결과 10년빈도와유사한에측가뭄으로보령댐유역에강우와유입이발생하였음을확인할수있었다. [ 표 42] 목표가뭄강우에따른보령댐예측유입량 월별 재현빈도 5 년 10 년 20 년 50 년 100 년 200 년 2015 년 ( 관측값 ) 1 1,303,845 1,027, , , , ,961 5,222, ,847,059 1,433,618 1,025, , , ,108 2,733, ,072,125 2,268,873 1,607, , , ,752 2,865, ,032,096 5,347,296 3,786,912 2,033,683 1,116, ,031 9,979, ,963,075 3,706,906 2,678,400 1,486, , ,874 3,696, ,367,488 6,894,720 4,901,472 2,973,024 1,620, ,512 2,488, ,673,424 8,203,939 6,117,466 3,666,730 1,931, ,401 12,883, ,604,742 7,229,002 5,321,981 3,037,306 1,492, ,815 1,580, ,828,320 10,834,560 8,048,160 4,701,888 2,674, , , ,219,245 4,497,034 3,214,080 1,966,213 1,099, ,948 2,196, ,074,080 6,218,208 4,372,704 2,328,134 1,300, ,550 7,568, ,901,472 3,575,664 2,665,544 1,296, , ,050 8,436,960 연합계 (m 3 /y) 80,886,972 61,237,788 44,548,618 25,572,326 14,051,699 3,830,768 60,299,424 99

114 나. 연속가뭄예측 예측된빈도별목표가뭄강우량을 5년과 5년, 5년과 10년, 5년과 20년, 10년과 10년빈도의가뭄강우량이연속하여발생하였을때보령댐유역의예측유입량을분석한결과다음과같다 년관측값을기준으로빈도별예측유입량을비교해본결과 10년빈도의가뭄강우가 2회연속해서발생하였을경우, 차년도예측유입량과유사한예측가뭄으로보령댐유역에강우와유출을적용하였다. 연속가뭄으로인한차년도유입의영향은적용된유역유입모델의특성상이전의발생유입보다강우량자체적으로더큰영향을미치는모델이므로연속으로가뭄발생시유출변화의영향은크게나타나지않을것으로예측되었다. 월별 [ 표 43] 연속가뭄강우에따른보령댐차년도예측유입량 재현빈도 25 년 50 년 100 년 100 년 5 & 5 년빈도연속 5 & 10 년빈도연속 5 & 20 년빈도연속 10 & 10 년빈도연속 2015 년 ( 관측값 ) 1 1,443,122 1,133, , ,282 5,222, ,741,582 1,321, ,407 1,185,166 2,733, ,938,205 2,200,841 1,559,364 2,158,523 2,865, ,205,760 5,303,232 3,760,992 5,147,712 9,979, ,877,366 3,685,478 2,676,793 3,631,910 3,696, ,530,784 6,975,072 4,940,352 6,889,536 2,488, ,823,414 8,236,080 6,149,606 8,195,904 12,883, ,441,360 7,295,962 5,386,262 7,274,534 1,580, ,813,280 10,842,336 7,998,912 10,824, , ,386,262 4,505,069 3,106,944 4,475,606 2,196, ,765,632 6,000,480 4,269,024 5,969,376 7,568, ,550,602 3,358,714 2,451,807 3,342,643 8,436,960 연합계 (m 3 /y) 80,517,370 60,857,620 44,127,426 59,996,385 60,299,

115 4. 가뭄시수자원공급모의 가. 모의방법 가뭄시유역에서댐으로유입되는유량은 5년, 10년, 20년, 50년, 100년, 200년가뭄빈도의유역유출해석결과를반영하였다. 그리고보령댐의경우, 유효저수량과연간공급량이 1:1로동일하여 1년간의가뭄이다음해에까지미치는영향이매우크다. 따라서 2014 에서 2015 년까지이어진가뭄이연속되는현상을모의하기위하여연속가뭄모의결과를반영하였다. 가뭄종료된이후평년의유량으로회복되는연간총유입유량은평년강수량을기준으로하였으며, 일강우패턴은최근 5년간의강우자료를활용하였다. 강우자료의기간범위를짧게잡은이유는최근의기후변화가여름에집중되었던강우가가을과겨울로분산되는특성을반영하고자함이다. 용도별용수공급계획에서발전용수는보령댐전체운영기간의평균인 0.53m 3 /s 로공급하되, 저수율이가뭄시용수공급조정기준의경계에진입하는경우, 0.2m 3 /s 미만으로운영하였으며, 저수율이 10% 미만인경우에는발전을중지하는것으로모의하였다. 원수공급량은생활용수와공업용수를합하여 2014 년최근년도기준연평균일공급량인 2.25m 3 /s를적용하였으며저수율이용수공급조정기준경계미만으로떨어지는경우, 10% 의절수를시행하도록모의하였다. 금강에서유입되는도수량은용수공급조정기준경계미만인경우에가동하도록하였으며, 도수용량은시설용량인 115천 m 3 / 일을공급하는것으로모의하였다. 가뭄진입단계용수조정은가장먼저발전용수를감소하였으며, 경계단계미만에서도수로만가동하는경우와도수로가동과원수사용절감을동시에적용한시나리오로모의를수행하였다. 총모의기간은연속가뭄과차년도의용수수급현황을판단하기위하여 36개월을수행하였으며, 월간단위의용수수급현황을모의하였다. 101

116 나. 단년가뭄모의결과 가뭄대응대책을반영하지않은빈도별댐운영모의결과이다. 붉은선의그래프는보령댐용수공급조정기준의경계단계를나타내고있으며, 그래프색깔별로 5년 ~200년빈도가뭄을모의한결과이다. 보령댐은유효저수량과연간용수공급량이 1:1로가뭄에매우취약한특성을갖고있다. 아래모의결과 5년및 10년빈도의가뭄이발생할경우, 가뭄대응대책이수반되지않더라고용수공급조정기준의경계단계이상의저수율을유지할수있는것으로평가되었다. 그러나 20년빈도의가뭄이발생하는경우, 경계단계미만으로저수율이낮아질수있으며, 가뭄이발생한차년도봄에는 10% 미만의극심한가뭄을겪게될수있다. 또한 50년, 100년, 200년빈도의가뭄이발생하는경우, 가뭄경계단계진입 3개월만에저수량이완전히바닥나고용수공급이불가능한수준이될것으로모의되었다. 저수율 (%) 월 5 년 10 년 20 년 50 년 100 년 200 년경계 [ 그림 36] 가뭄대응방안미도입시가뭄빈도에따른월간저수율변화 102

117 가뭄이발생하여보령댐용수공급조정기준의경계단계에진입할경우, 발전수량을최소화하고금강-보령댐도수로 11,5천 m 3 / 일을이송하여공급하는가뭄대응대책을도입하는경우, 20년빈도의가뭄이올지라도경계수준이상의저수율을유지할수있도록댐운영이가능한것으로평가되었다. 또한 50년빈도의가뭄이발생할지라도곙계수준미만의낮은저수량을유지하고있지만여전히상수원수와농업용수를정상적으로공급가능할것으로모의되었다. 보령댐의원수공급량이 600만 m 3 / 월인것을감안할때, 금강-보령댐도수로공급되는 350만 m 3 / 월의양은원수공급량의 50% 이상을충당할수있는수준으로서반대로댐의저수용량이약 42% 증가된것에상응하는효과를내고있다. 도수로가정상가동시 50년빈도에이르는가뭄까지용수의정상공급이가능할것으로예측된다. 100년빈도의가뭄이발생할지라도시나리오에적용한바와같이차년도하절기강우로저수율이회복된다면용수공급이전면중단되는최악의상황은막을수있을것으로예측된다. 200년빈도의가뭄이발생할경우에는정상정인용수공급은불가능할것으로판단된다. 저수율 (%) 월 5년 10년 20년 50년 100년 200년경계 [ 그림 37] 도수로운영시가뭄빈도에따른월간저수율변화 103

118 저수율 (%) 월 5년 10년 20년 50년 100년 200년경계 [ 그림 38] 도수로운영및원수수요절감시가뭄빈도에따른월간저수율변화 가뭄이발생하여보령댐용수공급조정기준의경계단계에진입할경우, 발전수량을최소화, 금강-보령댐도수로 11,5천 m 3 / 일을이송공급, 상수원수 10% 절감의가뭄대응대책을도입하는경우, 20년빈도의가뭄이올지라도경계수준이상의저수율을유지할수있도록댐운영이가능한것으로평가되었다. 앞서분석된결과에원수 10% 절감방안을도입할경우, 5년 ~20년빈도의가뭄에는큰변화가없는것으로나타났으나, 100년과 200년빈도의극심한가뭄이발생할경우에는용수공급이전면중단되는최악의상황을막는데효과가있을것으로모의되었다. 용수절감의총량이크지않아 20% 이상의저수율에서는효과가뚜렷이나타나지않지만, 극단적인가뭄이발생하여도수로에의한용수공급으로도원수공급량을충당할수없는경우에는필히원수절수대책에도입되어야할것이다. 104

119 다. 연속가뭄모의결과 2년간의연속되는가뭄에대한모의한결과다음그래프와같이보령댐저수율이유지가능한것으로나타났다. 붉은색그래프는보령댐용수공급조정기준의경계단계저수율을나타내고있으며, 그래프색깔별로 5년빈도가뭄이 2년간연속되는경우, 첫해 5년빈도의가뭄이발생하고차년도에 10년빈도의가뭄이발생한경우, 첫해 5년빈도의가뭄이발생하고차년도에 20년빈도의가뭄이발생한경우, 첫해 10년빈도의가뭄이발생하고차년도에 10년빈도의가뭄이반복해서발생한경우를모의한결과이다. 5년과 5년빈도의가뭄이연속해서오는경우는비초과확률상 25년빈도의가뭄에해당하며, 5년과 10년빈도의가뭄이연속해서오는경우는 50년빈도의가뭄에해당하고, 5년과 20년빈도와 10년과 10년의가뭄이연속해서오는경우는 100년빈도의가뭄에해당한다. 빈도별가뭄발생시용수수급및공급대책을적용하지않은경우를모의결과, 5년과 10년빈도의가뭄이연속해서오는경우, 가뭄이발생한차년도에용수공급조정기준경계단계이하의저수율로떨어지지만정상적인용수공급이가능할것으로모의되었다. 그러나 5년과 10년, 10년과 10년빈도의가뭄이연속해서오는경우, 가뭄발생 3년차춘절기에용수공급이전면불가능할것으로모의되었다. 5년및 10년빈도의첫해가뭄이발생할지라도용수공급에지장없이극복이가능하지만차년도에 10년또는 20년빈도의가뭄이연속해서발생할경우, 기존의가뭄에매우취약한보렴댐의특징을모의결과를통하여확인할수있었다. 105

120 저수율 (%) 월 5 년 & 5 년 5 년 & 10 년 5 년 & 20 년 10 년 & 10 년경계 [ 그림 39] 가뭄대응방안미도입시연속가뭄에따른월간저수율변화 가뭄이발생하여보령댐용수공급조정기준의경계단계에진입할경우, 발전수량을최소화하고금강-보령댐도수로 11,5천 m 3 / 일을이송하여공급하는가뭄대응대책을도입하는경우, 5년과 10년, 10년과 10년빈도의연속된가뭄이발생하여도용수공급조정기준의경계단계의유지가가능하며, 정상적인용수의공급이가능할것으로모의되었다. 한편상수원수 10% 절감의추가가뭄대책을도입하는경우에, 저수율회복에큰효과를나타내지는못하였지만, 긍정적인효과를갖고있는것으로나타났다. 댐저수지모의운영결과, 도수로에의한이송은 10년빈도이상의가뭄에상당한용수수급효과를갖고있는것으로나타났으며특히단기간의깊은심도의가뭄보다장기간의낮은심도의가뭄대응능력에효과가있는것으로나타났으며, 상수원수절감방안은단기간깊은심도의가뭄을극복하는데효과가있는것으로나타났다. 106

121 저수율 (%) 년 & 5 년 5 년 & 10 년 5 년 & 20 년 10 년 & 10 년경계 월 [ 그림 40] 도수로운영시연속가뭄에따른월간저수율변화 저수율 (%) 년 & 5 년 5 년 & 10 년 5 년 & 20 년 10 년 & 10 년경계 월 [ 그림 41] 도수로운영및원수수요절감시연속가뭄에따른월간저수율변화 107

122 제 5 장가뭄대응정책방안 1. 가뭄대응정책지류하천모니터링 (3/8) 가뭄으로인한물부족에대한대책은물공급을증대하거나물수요를감소하는수단으로구분할수있다. 물수요를줄이는수단은가뭄기간이비교적단기간에시행되는비구조적인점에서단기대책으로구분하며비상재정지원과같은비상대책이포함된다. 가뭄이심해짐에따라물사용감소를유도하는활동과병행하여겪고있는가뭄의영향을감소하는대책이다. 물공급을증대하는수단의대부분은저수시설과도수시설을장기간에걸쳐준비해야하는점에서중 장기적대책으로구분한다. 장기대책은수용자에게신뢰할수있는물공급을제공하는항구적인가뭄해소대책으로서단기대책의필요성을제한하고비상대책이요구되는상황을최소화하는계획이어야한다. [ 표 44] 가뭄대응단기 장기정책방안 구분비구조적방안구조적방안 유역단위단기정책 유역단위장기정책 댐운영및구조개선방안 상수원수준의안전한금강수질관리 비상급수조절계획수립 근거리물수송계획수립 물절약주민홍보및교육 효율적물수요관리계획수립 가뭄에따른수돗물차등적용 가뭄보험제도도입 농경지대체작물전환 수면관리권및수리권재조정 노후불량관거누수율개선 상수원개발및지방상수도보수 충남상수도 ( 병물 ) 생산및저장거점조성 물재이용을통한용수확보 모듈형정수처리시설도입 광역상수도신규개발조기시행 해수담수화도입 지하저류댐도입 LID시설도입 농업용수계측관리 농업용수공급및사용효율화 도수관로의광역상수도이송전환 비상방류시설보완및신설 다목적저류시설 본댐증축또는조정지설치 108

123 2. 유역단위단기정책방안 가. 상수원수준의안전한금강수질관리 보령댐의가뭄시금강에서용수를공급하기위한목적으로 2016 년 2월통수가시작되었다. 보령댐으로공급되는금강의하천수는생활용수로활용함을목표로하고있다. 하지만도수시설의취수지점인금강중 하류는상수원수로는다소심미적불안감을해소하기에는부족한수질을유지하고있다. 매년수온이상승하는하절기의건기일이지속되는시기에녹조가번성하고있으며, 녹조에는독성물질을배출하는주요남조류도관측되고있다. 특히조류발생은강수량이적어하천의유량이감소하고일조가충분히유지되는시기에집중적으로발생하는특성이있어, 도수로의활용이요구되는가뭄시기에특히취약할것으로예상된다. 가뭄시에도 8개시 군에안전한상수원을공급하기위해서는도수로취수시설의수처리공정을강화할필요가있으며, 조류와냄새제거를위하여보령정수장의신속한고도처리시설도입이요구된다. 아울러금강본류에서반복적으로발생하는녹조의제어를위한하천관리방안이도입되어야할것이다. [ 그림 42] 도수로취수지점의녹조현황 (2016 년 8 월 ) 109

124 나. 비상급수조절계획수립 보령댐용수공급의 20% 절감이가능하도록가뭄시비상조절계획의수립이필요하다. 원수사용의절감은생 공업용수를대상으로하며, 공급감소및중단시기를대비한비상용수확보방안, 용수자율절감방안을수립하여가뭄발생시신속히도입할수있도록한다. 계획에는용수절감시에소요되는예산, 시설, 장비가준비될수있도록수립되어야할것이다. 더나아가자율절감으로도가뭄의극복이어려울시기에는중앙부처, 광역자치단체에서긴급절수명령을발효시킬수있도록제도를정비하여용수활용우선순위에따른제한공급상황을대비한계획을반영할필요가있다. 다. 노후 불량관거누수율개선 충청남도는 2015 년 11월기준으로누수율 15.7% 로전국평균 10.7% 에비해높은편이고특히, 도내서부지역 8개시 군은평균 25% 에달하며, 높은곳은부여 43.9%, 예산 36.4% 로소중한물이누수되고있다. 이에그동안국고지원에서제외되어왔던상수도유지관리사업비도국비로지원될수있도록중앙부처, 도, 시 군은상수도사업에관심을갖고협업을통하여누수율제고에노력해야할것이다. 라. 상수원개발및지방상수도보수 대형관정의개발및정수장과관로의개 보수를통한대체용수를확보하여서부지역 8개시 군에공사를추진하며 [ 표 45] 와같이약 60억원의공사비가산출되었다. 그동안폐쇄또는예정중인시 군지방상수도의적극적인활용이필요할것이다. 단일공급체계인광역상수원수의의존을개선하기위하여용수량 20% 확보가가능하도록지역단위중소규모전용상수원확보를위한자원과대체수자원개발가능수량및자원조사 ( 지하댐, 강변여과수등 ) 가필요하다. 폐지예정인지방상수도시설은복구하여활용하고단순폐지가아닌비상급수공급시설로유지방안을검토하며 1개시 군당 1개소이상의자체수원을확보하고지방정수장시설의고도정수처리시설도입으로안정적인운영방안의도입이필요할것이다 110

125 [ 표 45] 8 개시군의대형관정과정수장보수및관로보수공사추진현황 72) 시 군 사업량 사업비 ( 백만원 ) 건의 조정 사업비검토의견 비고 계 대형관정64공 9,710 5,990 정수장보수및관로등 보령시 대형관정 4 공 - 물탱크각 1 식 (30 톤 ) / 급수및소독시설 청라정수장보수공사 1 식 1, 대형관정공당 9 천만원 ( 관로및부속시설포함 ) 청라정수장보수 2 억 당진시 행정배수지송수관로시설공사 (D300mm, L=900m ) 대청댐수계로전환하기위한사업비로지원필요 서산시 대형관정 17 공 대교천유공관매설 (D800mm) 5,800 1,680 서천군 대형관정 4 공 청양군 홍성군 예산군 대형관정 3 공 (D200mm, L=3.5km) 대형관정 10 공 기타급수차임차료등 관정개발 16 공 ( 대형 6 공, 중형 10 공 ) 대형관정공당 9 천만원 ( 관로및부속시설포함 ) 유공관매설 1 억 5 천 대형관정공당 9 천만원 ( 관로및부속시설포함 ) 대형관정공당 9 천만원 ( 관로및부속시설포함 ) 관로공사비 3 억 3 천 대형관정공당 9 천만원 ( 관로및부속시설포함 ) 태안군 대형관정 10 개소 대형관정공당 9 천만원 ( 관로및부속시설포함 ) 중형관정제외 대형관정공당 9 천만원 ( 관로및부속시설포함 ) 72) 충청남도물관리정책과, 2015, 가뭄극복방안 111

126 마. 충남상수도 ( 병물 ) 생산및저장거점조성 가뭄에도안정적으로유지되고있는지방상수도시설을거점으로선정하여지방상수도권역을설정하고비상용수공급을위한물은행개념의병물생산및저장거점을조성한다. 생산한병물은일정량의비축분을상시제고하고특히가뭄발생의기점이되는 7월 ~9월중에비축량을증가하여가뭄발생시권역내의단수또는제한급수지역에용수공급을위한거점으로활용이가능할것이다. 바. 근거리물수송계획수립 하천유역상 하류간협력과유역차원의종합적관점에서물이풍부한지역으로부터물수송이필요하고, 상류의도시개발은하류의안정적수원확보에영향을주기때문에하천유역내상 하류간협력이필요하다. 뿐만아니라유역으로구분된지역은수자원관리특성이다르고인접지역의가뭄이발생하였음에도불구하고물부족현황이다르게나타날수있다. 때문에비상용수의이송을위한물수송계획의수립이필요하고, 이러한방안은가뭄발생을대비한대기비용이비교적적지만큰효과를낼수있는방안이다. 수자원이풍부한충남중남부지역에서물부족을겪었던서부지역보령댐광역상수도권역으로물수송 (Water Conveyance) 과보령댐광역상수도급수지역내의물수송방안을계획할필요가있다. 사. 물재이용을통한용수확보 빗물재이용을통해용수를확보할수있다. 빗물은수질이양호한청정대체수자원이며연간 167천 m 3 을활용하여청소, 조경용수등으로사용이가능할것으로추정된다. 하폐수처리수재이용을통한용수의확보도가능하다. 도내공공하수처리시설은 2015 년기준으로 56개소 ( 처리량 500m 3 / 일이상 ) 이며 48,142천m 3 의하수처리수를농업용수등으로재이용할수있다. 중수도재이용도용수의확보가가능하다. 대형건물등에서사용한수돗물을자체정수하여청소, 조경용수등으로재활용해수돗물재이용을추진한다. 112

127 아. 모듈형정수처리시설도입 모듈형정수처리시설은기존의이동형정수처리시스템과유사하며, 다양한정수처리시설공정을규격화하여각단계의시설또는동일단계의시설이직렬또는병렬로신속하게연계가가능한시설로개발되고있다. 기존의이동형정수처리시설은한강시민공원수영장, 축제현장, 재난발생지역과같이단기간에부지 설비의확보가어려운지역에깨끗한물을공급하기위하여활용되고있다. 비상용시설로이동형정수처리시설을확보및관리함에있어비가뭄시활용성이떨어질수있는점을보완하기위하여평소인구집중유발행사, 축재행사장, 성수기피서지등의지역에활용하고가뭄시에물부족지역의정수처리시설로투입이가능하다. [ 그림 43] 이동형정수처리시설사례 73) 73) 한국수자원공사, 113

128 자. 물절약주민홍보및교육 시민의참여없이행정기관의노력만으로는가뭄대책의효과는반감되기쉽고시민들의적극적동참없이는가뭄대책의실효성에한계가있을수있다. 물부족이걱정되는보령댐광역상수도권역주민들은안정적물수급을위해행정기관과협조하여당분간은물절약에대한협력이필요하다. 시 군및 K-water 에서주민들을대상으로현재의수자원에대한올바른상황전달과물절약홍보가지속적으로추진되어야할것이다. 일반주택은물론물을많이사용하는리조트등에절수기기보급과함께물절약생활화를유도하고관내의모든학생에게홍보할수있도록학교와의협조도필요할것이다. 서대문사람들 ( 케이원에코텍주식회사 ), Degremont Technologies, USA Solar & Wind Inc., 114

129 3. 유역단위장기정책방안 가. 효율적물수요관리계획수립 기존의수자원관련계획은공급자중심의국가계획에의하여추진되었으나, 지속적으로증가하는물수요량을수용할수없는한계의상황이다다를수있으므로기존에확보된수자원을효율적으로활용하기위한수요관리방안을체계적으로정립할필요가있다. 물수요관리계획에는물수요를관리하기위한생활용수, 공업용수, 농업용수소비패턴분석과개선을추진하고, 물과다사용지역과부족지역을조사하여과다사용의원인과절감방안을도출하여실행에옮길수있는방안이반영되어야할것이다. 또한물절감을위하여노후관망정비사업추진 (1,744 억원투입 ) 과절수기기보급, 2020년까지하수처리수, 중수도, 빗물이용시설등설치 (218백만 m 3 / 년 ), 아산신도시물재이용사업 ( 탕정일반산업단지공업용수공급 ), 공공및가정부문, 빗물저금통, 저류시설을지속적으로추진할수있도록중장기로드맵을통한정책의추진을가능하게해야할것이다. 나. 가뭄에따른수돗물차등적용 극심한가뭄발생시에는차등적수도요금제도 (Drought Rate Structure) 를적용한다. 가뭄이발생할시에공급되는수돗물은비가뭄시에막대한비용을투자하여유지되는경우가대부분이며, 가뭄을대비한다양한계획과비상대응방안의수립을통해서만이가능하게된다. 이는다시말하면물이부족한시기에생산한수돗물은평시와그생산비용이다른것인현실이며, 이에대한부담을현실적으로반영하고지속적인시설의유지관리및대응방안개선을위한비용은어떠한방법에의해서든확보되어야할것이다. 아직물에대한경제적가치의인식이부족한우리나라에서는가뭄시수돗물생상및공급을위하여증가되는모든비용을수요자가부담하는것에는받아들이기어려운부분이있을수있으므로비용상승분의일부를용수절감인식확산차원에서적용이가능할것이다. 또한물의낭비적인소모를방지하기위해기준량이상을사용한양에대해서는물값을차등부과하는요금체계를적극도입할필요가있다. 115

130 다. 가뭄보험제도도입 식당, 농경지, 산업시설등과같이소득을위한시설을운영하는경우, 용수공급의전면중단은매우심각한경제적파장을가져올수있다. 특히소규모식당이나농가의경우, 당해연도생계를유지하기어려운수준의상황이발생할수있으며, 대형산업시설은생산의차질로인하여기업의유지가어려운상황이발생할가능성이있다. 이에가뭄으로인한물부족으로발생하는경제적피해의일부를상쇄시킬수있도록보험제도를신설하여, 가뭄발생에따른유 무형의경제적피해를보완할수있도록한다. 라. 광역상수도신규개발조기시행 2025 국가수도정비기본계획 74) 에확정 반영된사업을조기시행하도록요청하여장래용수부족을미리대비한다. 광역상수도및공업용수도개발계획중금강북부권은 2개의사업을추진하였으며대청댐계통 Ⅲ단계광역상수도사업과충남서부권광역상수도사업이다. 대청댐계통 Ⅲ단계광역상수도사업은천안시, 아산시생활용수와세종특별자치시, 청주시, 천안시, 아산시, 서산시, 당진시, 예산군공업용수부족을해소하기위해대청댐광역및아산공업을체계조정하고 606천 m 3 / 일 ( 생활 84천, 공업 522 천 ) 확장하는사업이다. 총사업비 7,259억원으로 2013년부터 2019년까지취수장 1개소 (822천 m 3 / 일 ), 정수장 2개소 (244천 m 3 / 일 ), 조절지 1개소, 가압장 3개소, 관로 130.8km 를시공한다. 충남서부권광역상수도사업은서산시, 당진시, 홍성군, 예산군, 태안군생활용수부족을해소하기위해충남서부권광역을 100천m 3 / 일공급하는사업으로 100천m 3 / 일 ( 생활용수 ) 확장하는사업니다. 총사업비 2,807 억원으로 2017년부터 2021 년까지저류조 1개소, 가압장 4개소, 관로 118.7km 를시공한다. 74) 국토교통부, 2015, 2025 수도정비기본계획 ( 광역상수도및공업용수도 ) 변경보고서 116

131 마. 해수담수화도입 해수담수화란생활용수나공업용수로직접사용하기힘든바닷물로부터염분을포함한용해물질을제거하여순도높은음용수및생활용수, 공업용수등을얻어내는일련의수처리과정을말한다. 해수탈염이라고도하며, 해수를담수로생산하는데사용되는설비를해수담수화설비라고한다. 담수화설비는지구상의물중 98% 나되는해수나기수를인류의생활에유용하게쓸수있도록경제적인방법으로염분을제거하여담수로만드는설비이다. 담수화방법으로해수를증발시켜염분과수증기를분리하는증발법, 물은통과시키고물속에녹아있는염분은걸러내는역삼투압방식등이있다. 증발법은역삼투압법에비해에너지소비량이 3배나더많기때문에원유가격이안정적인중동지역을제외하면주로역삼투압방식이널리퍼져있다. 보령댐에서광역상수도를이용하여공급되고있는서부권중해수담수화사업을통하여 100,000m 3 / 일을공급할계획이검토되고있으며, 보령댐과해수담수화사업과연계시보령댐은충분한용수공급량을확보할수있는것으로판단된다. 서부권해수담수화사업은설계빈도이상의극한가뭄을극복할수있는항구적이고안정적인용수공급방안으로물안보에에기여할수있을것으로전망된다. 특히보령댐급수지역에서당진화력, 태안화력, 대산국가산단과같은국가기반시설이위치하고있어, 비상시에도물부족을극복이가능한이원체제의수원확보가절실하다. 바. 지하댐 ( 그린댐 ) 도입 지하댐 ( 그린댐 ) 은댐용도의포괄적기능에따라이수목적의저수댐에해당되며, 풍수기에하천의잉여수량을저류하여홍수량을유역분담시키고이상가뭄, 수질사고등비상시에용수를공급할수있는댐이다. 국내의지하댐은총 6개소이며충청남도관내에위치한공주시우성면옥성리의옥성지하댐은농업용수공급을위해 27,900m 3 / 일의시설을운영하고있다. 지하에물막이댐과방사상집수정등의구조물을설치하여야하므로지형 지질적제한을받는단점이있으나, 이러한조건을충족할경우, 대용량의양질의용 117

132 수를얻을수있는장점이있다. 또한지하수위상승을통해지속적으로문제가지적되고있는하천의건천화를방지하는데효과를얻을수있고방대한부지의수몰과수생태계의단절을요구하는기존댐건설의수요일부를대체할수있는지속가능한물저류시설로꼽을수있다. 또한, 지상에대형구조물을설치하지않아도되므로환경피해를최소화할수있는정성적효과도있다. 따라서국가나지역차원에서용수수급계획을수립할경우실현가능한대안으로지하댐을적극반영함으로써국가단위나지역단위의수자원초기개발계획단계에서부터용수수급에유연성을제고하는한편지속가능한수자원개발에일익을담당할수있을것이다. 사. LID(Low Impact Development) 시설도입 LID는현재미국환경부에서국가정책상으로도시화에따른수문학적영역의변화로인해야기되는문제점들에대해지역내의자연적시설과수문학적기능을보존하는계획과설계의통합적인접근방법으로써도시유역내의물순환을개선하고자하는도시설계방법이다. 대표적인저영향개발기술요소에는식생체류지, 옥상녹화, 나무여과상자, 물재배화분, 식생수로, 식생여과대, 침투도랑, 침투통, 투수성포장, 모래여과장치, 빗물통, 빗물정원, 인공습지등이있고, 도시지역의비점오염원관리및건전한물순환체계확보를위해확대적용되고있는실정이다. 현재 LID기법은 자연재해대책법 제19조에의거개발사업의시행시우수유출저감대책을수립하도록되어있으며, 물의재이용촉진및지원에관한법률 제8조에의거지붕면적 1천m 2 이상인공공건물, 건축면적 1만m 2 이상인공동주택등에빗물이용시설을의무적으로설치 운영하도록규정되어있으며, 각지자체의조례에빗물이용시설에대한규정이있다. 아. 농업용수계측관리 기존의농업용수공급시스템은개수로에의한공급이대부분이며, 필요에따라인근지선에서수요지역에수로를연결하는방식으로확장됨에따라정확한사용량과공급량을파악하기어려운것이현실이다. 또한현재사용량을정확히알 118

133 수없기때문에절감량과방안을도출하는데한계가있으며, 과학적인농업용수관리를위해서는용수의저류량 이송량의계측및전산 Network 시스템이필수적이다. 가뭄피해를최소화하기위해서첨단계측장비및정보통신망등을이용한적극적인저수관리시스템 Network 가필수적이나현재대부분의농업용저수지는최소한의저수위계측시설도없는상태에서비과학적인저수관리가이루어지고있으므로지역적가뭄에대처하기위해첨단의저수위측정장비와컴퓨터및정보통신망을활용하며전국의저수지를총괄할수있는과학적계측관리시스템을추진한다. 자. 농업용수공급및사용효율화 수자원총량읜약 18.89% 가용수로활용되고있으며, 활용되는용수의 54% 가농업용수로공급되고있다. 이와같이농업용수는수자원공급의최대수요처임에도불구하고현재까지공급과이용에대한정확한계측자료가매우부족하다. 또한이중에서수질이 I~II등급에해당하는농업용저수지는비상시에생활용수의공급이가능할것으로판단된다. 그러나농업용수를생활용수로용도전환하기위해서는필요농업용수량과공급가능한농업용수량을명확히파악하고생활용수로용도전환이가능한여유수량이있는지를판단해야할것이다. 하지만현재까지농업용수관리시스템에서는정확한수량을결정하기에정보가부족하여용수의효율적인활용이불가능하다. 농업용수의효율화를위해서는농어촌공사및시 군에서운영하고있는농업용저수지의수위를실시간계측하고수질조사빈도를높일필요가있으며, 저수지에서농경지로공급되는유량, 농경지에서하천으로방류되는퇴수량을계측하고지능형물정보시스템을통한효율화를꾀하여야할것이다. 특히지능형물정보시스템은정보의수집, 분석, 운영현황을인터넷과모바일로농업인과지역물관리자에게제공하여신속한물관리의사결정에활용이가능할것이다. 119

134 [ 그림 44] 농촌용수스마트관수로시스템개념도 75) [ 그림 45] 농촌용수스마트관수로실시간관망운영관리시스템개념도 75) 한국농어촌공사농어촌연구원, 김영화, 2016, 농촌용수효율적이용을위한스마트물관리 ( 관수로 ) 시스템구축방향 120