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보연 홍
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1 한국해양공학회지제 8 권제 호, pp 455, 04 년 6 월 / ISSN(print) / ISSN(online) Original Research Article Journal of Ocean Engineering and Technology 8(), 455, June, 04 발전소온배수에의한해양물리학적평가기법개선방안연구 김명원 *,*** 조광우 ** 맹준호 ** 강태순 *** 김종규 * * 전남대학교해양공학과 ** 한국환경정책 평가연구원 *** ( 주 ) 지오시스템리서치 Improvement Plan of Ocean Physics Assessment Technique for Power Plant Thermal Effluent MyeongWon Kim *,***, GwangWoo Jo **, JunHo Maeng **, TaeSoon Kang ***, Jongkyu Kim * * Department of Ocean Engineering, Chonnam National University, Yeosu, Korea ** Korea Environment Institute, Seoul, Korea *** GeoSystem Research Corp, Gunpo, Korea KEY WORDS: Environmental impact assessment 환경영향평가, Power plants 발전소, Thermal effluent 온배수, Diffusion areas 확산역 ABSTRACT: This research analyzed the current situation and problems with an environmental impact assessment to provide a rational ocean physics assessment technique for power plant thermal effluent. This research also tried to create an improvement plan for heated effluent diffusion impact assessment by examining the reporting regulations for environmental impact assessment, national and international evaluation guidelines, etc. In the case of evaluating the oceanographic impact of heated effluent discharged from power plants, a preinvestigation is necessary before a fullscale presentence investigation, to accurately predict and minimize power plant construction effects on the surrounding environments. Before this presentence investigation, moreover, an integrated presentence plan, which agrees with the business plan, effect prediction, and postinvestigation, needs to be established. A sufficient summit investigation must be made, which considers climate changes, and new and additional power plant construction. For accurate longterm oceanic environmental change prediction, the credibility of effect prediction must be elevated by presenting an evaluation method that is categorized by numerical organization models, verification methods, result presentation, and other things. Furthermore, unproductive conflicts between the people involved in heated effluent evaluation should be reduced by these improvement plans.. 서론우리나라연안해역은산업사회의급성장에따라부족한자원과공간을확보하기위해무분별한인공구조물및각종매립공사로인해발생되는오염물질유입, 그리고임해발전소로부터방류되는온배수로인하여생태계변화가야기되고있다. 이와같은심각한해양환경변화에대하여많은연구자들이연안해역의해수유동및수질환경변화를규명하기위해활발한연구가이루어지고있다. 특히, 연안으로유입되는대량의담수와온배수가연안해역의해양환경에미치는영향을정확히파악하기위한조사방법, 수치모형실험을통한예측방법에대한연구가지속되어왔다 (Kim, 006). 연안해역의해수유동은조석에의한조류, 외양역을흐르는 해류, 하천유출수, 밀도류, 바람에의한취송류등에의해지배되며복잡한해안선및해저지형등에의하여비정상적인유동특성을나타낸다. 특히해수와담수가교차하는해역은밀도차에의한성층화현상이해수유동과해수중의염분과오염물질등의이동과확산에중요한역할을한다. 담수가유입되는연안해역은고염수의주위수속에저염수인담수가확산되는동역학적인구조인하천플륨의거동에대한이해가요구되며, 하천플륨은방출수의운동량과부력, Coriolis force, 지형, 조석, 바람등의복잡한영향을받는다 (Kim, 006). 연안해역으로유입되는대량의방류수중하나인온배수는발전설비냉각등의목적으로사용한후주변해역의수온보다높은상태에서배수구를통하여다시방류되는유출수를의미한다. 이러한온배수는주변해역에방류되어확산, 이류등의과 Received 5 March 04, revised 6 May 04, accepted May 04 Corresponding author Jongkyu Kim: , kimjk@chonnam.ac.kr c 04, The Korean Society of Ocean Engineers 45

2 46 김명원 조광우 맹준호 강태순 김종규 정을거치면서희석되는데, 일정부분은주변해역의수온을상승시키는데기여하고있어이부분이해양환경에영향을미치는것으로보고되고있다 (KHNPC, 0). 이러한온배수는주변해역의물리적특성을변화시킬뿐만아니라해수의열균형을파괴시켜주변환경및생태계에부정적인영향을초래하며, 발전소의가동중단시갑자기수온을떨어뜨려해양생물에막대한피해를유발할수있다. 또한한번순환된온배수를다시취수하는경우상승한온도로인해냉각기능의부진을초래하기도한다 (KHNPC, 006b). 이러한이유로온배수로인한발전소취 배수구주변해역의수온공간분포및연직구조변화, 수질변화, 생태계변화는끊임없는민원발생을야기하고있으며, 더욱이어민피해보상으로소요되는사회적 경제적손실은매우크다할수있다. 따라서발전소건설시온배수배출로인한주변해양의영향에대하여환경영향평가등의관련된조사가수행되어왔다. 그동안대부분의환경영향평가는온배수에의한수온분포변화산정, 수온변화에따른생태환경변화산정및이에따른환경영향을평가하였으며, 그중수온분포변화의산정이가장기본적인판단요소로작용되어왔다. 즉해수특성을나타내는수온과수온분포를결정짓는해수유동의조사와해석이가장필수적인항목에포함되어있다. 이러한조사와영향평가에도불구하고최종결과에따른이의제기와민원이지속되고있는실정이다. 또한신규발전소건설및기존호기계속운전등과관련하여환경영향평가, 해역이용협의시온배수영향범위산출과관련하여검토기관의지속적인보완요구등이제기되고있는실정이다 (KHNPC, 0). 이러한상황의가장큰이유는조사, 예측방법에대한평가기법이정립되어있지않아연구자들의결과에대한객관성을뒷받침할근거가부족하기때문이다. 이는관측자료에대한사항뿐만아니라, 온배수확산예측모델링의과정과결과해석의과정도마찬가지다. 우리나라의발전시설은계속적으로증가하고있으며, 국가에너지수급정책과관련하여이러한경향은앞으로도지속될것이다. 결과적으로향후신규발전시설건설에따른온배수영향에의한환경영향평가등검토기관의인허가와관련하여조사, 예측평가가계속필요할것이며, 객관적인조사지침에근거하지않은조사, 예측, 평가는과거의사례에서보듯이이의제기, 민원발생, 검토기관의보완요구가지속될것으로예상된다. 본연구에서는연안해역으로방류되는발전소온배수배출로인한확산범위를객관적이고과학적인방법을통하여산정하기위해객관적평가기법및개선방안을마련하는것을목적으로하고있으며, 객관적지침에의한온배수확산예측평가는이해당사자간의비생산적인논쟁을피하여시간적 경제적낭비를최소화할수있을것으로기대된다. 과주관적인검증방법등에따라결과의불확실성이높아이해당사자간에논쟁의빌미를제공하여왔다 (KHNPC, 0). 따라서온배수예측평가에대한보다개선된과학적이고객관적인결과의제시가요구되는시점이다. 온배수는주변수역과동식물상에심각한문제를초래하고있으며, 배수관주변의 Fouling effect 제어를위해처리하는 Chloride 성분의해수중유출에의한해양생물의영향및오염현황조사의필요성이대두되고있다. 이러한피해영향에미치는몇가지물리적성질을내포하고있다. 첫째방류된온배수는주변수역의온도를변화시키고, 배출시바닥에서의강한제트류로인하여배출구주변의해수흐름을변화시킬수있다. 이에따라배출구주변의와류 (Eddy) 형태의복잡한해수흐름은해저면변화특히, 배수구주변의심각한수중침식을유발하기때문이다. 둘째온배수는주변해역에비해밀도가낮아배출된후에부력이증가하여열적성층 (Thermal stratification) 과때로는화학성층 (Chemical stratification) 을일으켜수역깊은곳에서자연적인밀도에의하여유발되는물의흐름을변화시킬수있다. 이러한모든변화의정도는발전시설의설계와가동그리고주변수역의수문학적및지리적성질등다양한요인들에의하여좌우된다 (KHNPC, 0). 온배수확산예측수단으로사용되는수치모델은각기고유한방정식과수치해석방법을사용함으로써서로다른예측결과를도출해낼가능성이있으며, 동일한모델이라하더라도입력자료나모델의구성및검증방법등에따라결과가상이할수있어그동안이해당사자간에논쟁의빌미를제공하여왔을뿐만아니라, 복잡한수치모델의사용으로신뢰성검증에있어전문가를제외한인허가기관이나제자의검토가사실상어려운실정이다. 또한발전시설에서배출되는온배수확산예측에관한모델구성및검증방안이정립되지않아발전소건설을위한평가시마다관련사항에대한보완요구가계속되고있다. 온배수영향조사의경우수온분포의조사만을본다면충분한수량의수온관측기기를이용하여연속적으로감시하는것이수온분포변화파악의좋은방법이지만, 이는경제적인측면을고려할때실현가능한방법이아닌것으로사료된다. 과거에는조사또는온배수수치모델링단독으로온배수영향조사를실시하였으나, 최근에는조사와수치모델링을서로결합하여보다종합적인방법을통해온배수영향조사를실시하고있다. 하지만객관화된평가기법이없어연구결과에대한객관성이부족한실정이다. 본연구에서는발전소온배수영향조사과정상문제점을평가하고그에따른대안으로서온배수영향조사의객관적평가기법을제시하여관측과온배수수치모델링을상호보완하여보다과학적이고객관적인해양환경영향평가기법을도출하고자한다.. 연구목적및필요성. 현황및문제점 연안해역으로유입되는온배수로인한주변해역의수온변화는환경영향평가의중점평가대상으로과거에는사용수치모델 환경영향평가의목적은다양한개발사업이환경에미치는영향을사업시행이전에예측 평가하여, 개발행위가환경에미

3 발전소온배수에의한해양물리학적평가기법개선방안연구 47 치는악영향을최소화하기위한저감방안을마련하는것이라할수있다. 환경영향평가는현황조사, 영향예측 평가, 저감방안수립, 사후관리의구성요소로되어있으며이들요소의제과정은상호 유기적으로연계되어있다. 이들제요소들의유기적인연계성이합리적으로이루어지지않은경우환경평가가의도하는목적을달성하지못하는경우가많다. 더불어환경영향평가단계에서개발사업에따른환경적현황조사가구체적으로이루어지고과학적인영향예측을통해실효성있는저감방안을수립한다하더라도, 이것이개발사업의공사시혹은운영시적절히반영될수있도록점검하고관리를하지않으면환경영향평가의실효성및전문성은저하될수밖에없다. 이에따라환경영향평가협의시제시된환경영향에대한예측및저감방안수립이적정하게이루어졌는지를파악하고공사시와운영시발생할수있는예상치못한환경피해방지를위한사후관리대책이필수적이라할수있다. 본연구와같이인위적개발로인한간섭이해양환경에미치는영향을평가하는작업은해양의자연변동성과관련지식및정보부족등으로어려운과제이다. 그러나기존의지식과경험이축약되어있는환경평가과정을조사 분석하는것은평가기법도출을위한출발점이라할수있다. 본절에서는기존환경영향평가서현황을정리한후평가기법정립을위한문제점을정리하였다.. 평가서별현황연안방류수 ( 온배수 ) 유입평가와관련된기존 0개환경영향평가서별현황을검토하여평가서별조사항목을포함한세부항 목에대한현황을파악하였다 (Table ). 기존평가서의해양물리분야에대한조사내용과해수유동및온배수확산수치모델링의내용에대하여상호비교 검토하고각분야별문제점을파악하여평가기법에대한개선방안을도출하고자한다... 해양물리분야조사현황해양물리분야조사는조석, 조류, 수온, 염분, 해양저질 ( 침 퇴적분야 ), 부표추적, 인공위성관측, 파랑관측으로구분하여항목별현황을정리하였다 (Table ). 그결과조석관측은 개평가서를제외한 8개평가서에서 개정점이상조위관측을하였으며, 관측이되지않은평가서는기존자료를인용하여대상해역의조석특성및수치모형실험의검증자료로활용하였다. 조류관측은단기또는장기관측으로구분하여조사를하였으며, 개정점이상에서관측이수행되었다. 대상해역의조류특성을정확히분석하기위해서는 4계절층별장기관측이병행되어야하나, 개평가서에서는단기관측또는일정수심에유속계를계류하여 개층에서관측이수행되었다. 연속수온관측은단기또는장기관측으로구분하여조사를하였다. 연속수온관측은대상해역의계절특성을고려할수있도록 4계절관측및층별장기관측이병행되어야하나, 개평가서에서는관측이수행되지않았으며, 관측된자료는대상해역의수온분포특성및온배수확산수치모형실험의검증자료로사용되었다. 공간수온 염분관측은비교현황에제시한평가서모두넓은해역에걸쳐 0개정점이상에서공간관측을수행하였으며, 4개 Table Contents of environmental impact assessment reports No Environmental Impact Assessment Report Construction of, Units in Shingori Nuclear Power Plant(KHNPC, 00a) Construction of, 4 Units in Shingori Nuclear Power Plant(KHNPC, 006a) Construction of, Units in Shinuljin Nuclear Power Plant(KHNPC, 008) Construction of, Units in Shinweolsung Nuclear Power Plant(KHNPC, 00b) Construction of 5, 6 Units in Youngkwang Nuclear Power Plant(KSPC, 994) Construction of 5, 6 Units in Youngheung Thermal Power Plant(KSEPC, 009) Construction of Combined Cycle 5, 6 Units In PoscoPower Plant(PPC, 007) Construction of 7, 8 Units in Hadong Thermal Power Plant(KSPC, 00) Construction of Combined Cycle, 4 Units In GS BuGok(GS EPSC, 007) Construction of 9, 0 Units in Dangjin Thermal Power Plant(KEWPC, 008) Project Implementation Period Year of Publication 00 ~ ~ ~ ~ Client Korea Hydro & Nuclear Power Co. Korea South Power Co. Korea SouthEast Power Co PoscoPower Korea South Power Co GS EPS Korea EastWest Power Co.

4 48 김명원 조광우 맹준호 강태순 김종규 Table Status of marine research compared of environmental impact assessment reports O c e a n p h y s i c a l Tidal current Tempe rature Salinity Item Tide(0day) Short term Long term Consec utively Short term Long term Spatial (Sur/Mid/Bot) Spatial (Sur/Mid/Bot) Sediment Buoy tracking Surface Differential Surface Differential () 4 () () Surface Differential Surface () () () () 4 () 8 () () () Differential Flood 47 Ebb Flood 47 Ebb 4 (5) () Satellite photograph Wave () 9 () 9 () 9 () () shortterm : less than 5days, longterm : more than 5days, ( ) : for seasons, layer : surface/middle/bottom 평가서를제외한모든평가서에서계절특성을고려한 4계절관측이수행되었다. 해양저질관측은대상해역을중심으로 0개이상의정점에서평가서작성시조사가수행되었으며, 부표추적관측은일부평가서를제외한 7개평가서에서 개정점이상조사를실시하였다. 항공사진및인공위성영상분석은 개평가서작성시수행되었으며, 분석된자료는온배수확산실험시특정조시의공간분포결과와비교 / 검토자료로활용되었다. 파랑관측은대상해역의파랑전파특성을분석하기위해관측되었으나, 개평가서를제외한대부분의평가서에서는파랑관측은수행되지않았다... 수치모델평가현황수치모델은 0개평가서에제시된내용을모델구성, 실험조건, 모델검증, 결과제시로구분하여각항목별세부내용을정리하였다. 모델구성은각평가서별사용모델, 계산영역, 계산시간, 시간 간격, 실험안, 격자체계로구분하여비교하였다. 평가서별사용모델은사업유형및대상해역에따라다르나, 일반적으로 VIMS(Virginia institute of marine science) 에서개발한 EFDC (Environmental fluid dynamic computer code) 를가장많이사용하였다. 각평가서별실험안은 개평가서를제외한모든평가서에서대상해역의계절특성을고려한 4계절실험을수행하였다. 실험조건은각평가서별경계조건, 초기조건, 해양대기열교환으로구분하여비교 검토하였다. 해수위경계조건은조석조화상수또는해수위시계열로구분되며, 개평가서를제외한 9 개평가서에서조석조화상수를경계자료로사용하였다. 수온경계조건은평균수온또는관측수온시계열로구분되어지며, 연속수온관측시계열자료유무에따라시계열자료또는평균수온자료를경계자료로사용하였다. 하천경계조건은대상해역의하천유입으로해양환경에영향을주는경우하천유량을시계열조건으로입력하였다. 수치모델실험시초기조건은해수위, 수온, 염분조건으로구분되며, 일부평가서를제외한비교

5 발전소온배수에의한해양물리학적평가기법개선방안연구 49 대상평가서모두해수위와수온을초기조건으로고려하였다. 모델검증은 개 ( 해수위, 해조류, 수온 ) 항목으로구분하여각항목별검증방법을세부적으로구분하여비교하였다. 해수위검증은일반적으로관측자료와모델자료의조석조화상수또는분석된조화상수를재합성하여시계열로비교하는방법이있으며, 일부평가서를제외한비교대상평가서모두시계열검증과정을수행하였다. 해조류검증은해수위검증과마찬가지로조석조화상수또는분석된조화상수를재합성하여시계열로비교하는방법이있으며, 대상해역이해류의영향을크게받을경우잔차류크기를비교검토해야한다. 일부평가서를제외한비교대상평가서모두층별또는표층시계열검증과정을수행하였으며, 잔차류검증을일부평가서에서만검증과정을수행하였다. 수온검증은연속관측시계열자료검증및특정조시에수온공간분포를검증하는방법이있으며, 항공기또는인공위성관측자료유무에따라수치모델결과와비교검토하는방법이있다. 비교대상평가서중관측자료의유무에따라시계열또는인공위성관측자료와비교 검증과정을수행하였다. 결과제시는해수유동, 온배수확산실험으로구분하여각항목별결과제시방법을세부화하여비교하였다. 해수유동결과는조위분포, 유속벡터, 최강유속분포, 유속변화, 잔차류벡터로구분할수있으며, 대상해역의특성에따라해수유동결과를다르게나타내고있다. 온배수확산결과는최대확산범위, 조시별확산범위, 초과수온기준으로구분할수있으며, 대상해역의특성및실험안에따라실험결과를다르게나타내고있다.. 문제점 0개비교대상평가서현황분석내용및보완내용을토대로환경영향평가서문제점을분석하고분석된내용을통한평가기법에대한객관적방안을제시하고자한다... 현황조사 ( 해양물리분야 ) 해양물리분야는조사항목의분석결과제시에대한보완내용 이가장많이제기되었으며, 관측정점에대한문제제기는비교적적은것으로나타났다. 특히, 동해안에위치한발전소평가서보완내용을살펴보면잔차류분석결과에대한문제가제기되었으며계절별유동특성을상세히기술하도록명시하고있다. 그외조사범위설정을위한사전조사에대한필요성과분야별조사시기, 조사범위, 조사항목등의일관성및동시성에대한필요성을제기하였다... 영향예측 ( 수치모델 ) 환경영향평가서해양환경분야수치모델에관하여제기된보완내용및문제제기내용은모델구축, 모델검증, 결과제시, 기타의견으로구분하여중복된내용을중심으로문제점을정리하였다 (Table ). 수치모델구축의주요보완내용은모델의계산영역, 격자해상도, 수직분해능, 외력조건으로나눌수있으며, 수치모델실험시온배수확산특성을고려한수직분해능에대한지적사항이가장많이제기되었다. 온배수특성을충분히재현하기에는부족한수평및수직해상도를구성함으로써영향범위를명확히예측할수없다는것이주요내용이였으며, 그외환경영향범위를예측하기에는협소한수치모델계산영역설정에대한지적사항및외력조건설정에대한기준안이마련되지않아평가서마다각기다른조건으로영향예측실험을수행한것으로나타났다. 수치모델검증의주요보완내용은해수위, 해조류, 수온자료의검증유무및검증방법에대한내용으로구분할수있으며, 비교대상평가서의지적사항중해조류검증및잔차류유속검증에대한내용이가장많이제기되었다. 그외다수의평가서에서원격탐사 ( 인공위성, 항공사진 ) 자료와온배수확산수치모형실험의비교 검증에대한필요성이제기되었다. 특히, 필수검증항목및검증방법에대한기준안이정립되지않아평가서마다각기다른방법으로검증을수행한것으로나타났다. 이로인하여모델결과에대한신뢰성및전문 Table Status of key complementary numerical model environmental impact assessment reports Result present ation Model construction Model validation water circulation Thermal effluent diffusion Items Total Calculation domain Grid spacing Layers 6 External force condition Tide Tidal current 7 (residual flow) Temperature 5 Tide Tidal current Residual flow 4 Maximum diffusion range 8 Standard excess temperature 5

6 50 김명원 조광우 맹준호 강태순 김종규 성이다소떨어지는것으로나타났다. 제시는해수유동, 온배수확산실험결과에대한각항목별로세분화할수있으며, 해수유동결과는일부평가서에서잔차류크기의결과제시에대한문제를제기하였다. 온배수확산실험결과는일부평가서를제외한비교대상평가서모두최대확산범위에대한문제가가장많이제기되었다. 4. 국내 외환경영향평가온배수에의한해양환경영향평가기법에대한객관적인방안을마련하기위하여온배수관련국내 외환경영향평가지침을검토하였다. 국내사례로는환경부의사업유형별환경영향평가서작성을위한환경영향평가서작성가이드라인 (MOE, 009) 과한국해양학회에서제시한원전온배수관련어업손실평가를위한해양조사표준지침 (KSO and KSFAS, 006) 을검토하였다. 국외사례로는미국및일본의발전소건설에따른환경영향평가관련규제지침등에대하여검토하였다. 4. 국내온배수관련환경영향평가 4.. 기존환경영향평가가이드라인 (MOE, 009) 환경영향의합리적예측평가를위한기법연구 (KEI, 00) 에서는환경영향평가검토시가장큰문제점으로평가자에따라조사항목, 조사방법, 영향예측방법, 저감방안들이서로상이하다는점을지적하였고, 이에대한가장큰원인은평가서작성지침서가없기때문이라고언급하면서, 해양환경에대한정확한현황파악과해양환경에미치는영향을보다정확하게예측 평가하고이에근거하여가장적절한저감대책을수립하기위한목적으로해양환경영향평가의문제점을분석하여이를토대로개선방안을제시하였다. 환경성평가제도관련규정 지침에서는사전환경성검토및환경영향평가로구성되는데, 환경영향평가서의지침에 사업유형별환경영향평가서작성을위한환경영향평가서작성가이드라인 을별책으로제시하였다. 이보고서는평가항목별공통사항과사업유형별가이드라인으로구성되는데, 평가항목별공통사항에서는환경영향평가항목중환경영향평가대상사업의개별특성과큰상관없이모든평가대상사업에공통적으로적용할수있는평가내용을정리하였다. 사업유형별가이드라인에서는발전소건설및온배수관련내용을포함한 7개분야 74 개평가대상사업중각분야에서평가가자주이루어지는사업을대상으로각사업의특성을고려하여평가내용을정리하였고, 사업에대한이해도를높이고자개발사업의입지특성과사업특성그리고주요검토내용도함께제시하고있다. 각사업별주요검토사항은대상사업자체의특성, 사업입지의특성그리고환경부의검토의견을바탕으로작성되었다. 기존환경영향평가가이드라인은현황조사와영향예측부분에대해서각각해양물리, 해양동식물상, 해양수질및저질로세분하여각각에대하여조사항목, 조사범위, 조사방법으로구분하여가이드라인을제시하였으나, 조사범위, 조사정점수등을구체화하지않고개략적인내용만을기술하고있으며조사 항목에대한필요성및방법에대한내용은제시하지않고있다. 다만기존가이드라인에서는해양환경에대하여중점검토사항에대한내용을수록하고있다. 4.. 해양학회가이드라인해양학회가이드라인은온배수어업손실평가시온배수확산평가만을대상으로하고있으며, 기존어업손실보상관련보고서내용을대상으로해양물리조사및온배수수치모델에대하여보고서들의문제점을분석한후해양조사와수치모델에대한가이드라인을제시하고있다. 해양학회가이드라인의경우해양물리조사항목에대한필요성, 조사방법, 영향예측시모델특성에따른조건및내용, 세부조건에대한적용방식, 수치모델결과에대한분석항목및분석방법에대한내용을개략적으로제시함으로써해양물리조사및온배수확산수치모델의일반적인가이드라인으로는기존환경영향평가가이드라인보다개선되었다. 하지만조사항목, 조사범위, 조사정점수등에대한내용은구체화하지않고있으며있다. 4. 국외온배수관련환경영향평가미국 (Shoemaker, et. al., 005) 과일본 (NISA, 007) 의발전소온배수관련환경영향평가와관련된기존가이드라인, 온배수조사사례및가이드라인을검토하였다. 국외의경우공통적으로발전소건설로인한환경영향의예측및평가를적절하고효과적으로수행하기위해현황조사에앞서기존문헌, 탐문및예측에의한사전조사 ( 사전수치모델링포함 ) 를하고, 그결과를근거로하여적절한현황조사계획을수립하고있다. 현황조사기간은원칙적으로 년간, 기존자료등은가급적최근자료사용을권장하고있으며조사시기, 조사범위, 조사지역등은항목간공통성을가질수있도록명시하고있다. 발전설비증설의경우, 이미운전하고있는기존설치기의형향범위와정도를파악할수있도록누적영향 ( 공간적 ) 을고려하도록명시하고있으며발전소온배수에대한환경수용자 ( 생태계 ) 의영향과관련온배수확산정도, 지속시간, 가역성과비가역성등생태계의민감도나중요성에따라서평가하도록하고있다. 온배수에의한해양수질, 생태계영향인자및발전소구조물로인한주변지역의지형변화 ( 침퇴적 ) 인자를조사항목에포함하고있으며, 저감방안도출시에는잠재적인온배수영향을줄이거나피할수있는조치를포함하고있다. 영향예측의경우미국과일본에서는온배수배출 ( 표층및수중 ) 및거동특성을고려한예측모델을구성하고있다. 특히, 일본의경우근역 (Near field) 확산모형의경우수리모형을적극권장하고있으며, 원역 (Far field) 차원온배수수치모델과병행하여검토하도록하고있다. 수치모델예측기간은발전소가가동되는전체기간에대해서실시하고, 기후변화로인한온배수의잠재적영향에대해서도평가하고있다. 또한배수지점전면의해역에대한해수면상승효과도고려하고있다. 미국의가이드라인의경우온배수의배수방식이나해역의유

발전소온배수에의한해양물리학적평가기법개선방안연구 5 동특성을고려하여적절한예측방법을적용하도록권장하고있으며발전소온배수로인한온배수확산예측, 해양수질및생태계영향을정량적으로예측하여평가하며, 파랑및해빈류에의한영향을고려하여연안역온배수확산범위를예측하여평가하도록하고있다. 수치모델예측을통해서온배수양과열부하를줄일수있는가능성과대안을명시하고있다.

7 발전소온배수에의한해양물리학적평가기법개선방안연구 5 동특성을고려하여적절한예측방법을적용하도록권장하고있으며발전소온배수로인한온배수확산예측, 해양수질및생태계영향을정량적으로예측하여평가하며, 파랑및해빈류에의한영향을고려하여연안역온배수확산범위를예측하여평가하도록하고있다. 수치모델예측을통해서온배수양과열부하를줄일수있는가능성과대안을명시하고있다. 일본의가이드라인의경우현황조사항목에대한조사방법, 결과제시방법등을상세히기술하고있으며, 영향예측시수리모델에대한구축및수행방법에대한내용을상세히기술하고있다. 5. 기존환경영향평가방법에대한개선방안국내 외환경영향평가관련규정및가이드라인검토결과와국내온배수관련환경영향평가서현황및문제점에대하여각분야별사전조사, 현황조사, 영향예측으로구분하여개선방안을제시하고자한다. 5. 사전조사국외사례에서도찾아볼수있듯이발전소건설로인한주변환경에미치는영향을정확히예측하고, 영향을최소화하기위해서는본격적인현황조사에앞서사전조사를하는것이중요할것으로판단된다. 즉, 기존의문헌자료에대한조사및청문조사를통해사전조사를하고이를토대로적절한현황조사계획을수립하는것이바람직한방법이다. 사전조사는발전소계획개요, 발전소입지특성조사, 해양생태계현황, 어업실태및지역사회의환경적민감도, 온배수확산범위등으로구분하여사전조사를수행하여야할것이다. 5. 현황조사현황조사시사업계획, 영향예측, 사후조사와연계하여항목별통합적인현황조사계획을수립하는것이중요하다. 해양환경에영향을미칠것으로예상되는해역을포함하고, 동시에사전예측모델링등을통하여조사지역, 조사시점, 조사범위등을선정하고선정근거를명확하고구체적으로제시해야하며, 대상사업의종류, 규모및지역의환경적특성을고려하여조사항목을선정하여야한다. 기후변화와발전소신규건설및추가증설을고려하여충분한조사정점을선정해야하며, 조사정점선정시에는명확한선정기준을제시하고, 각항목별분석방법을상세히기술한다. 특히우리나라의경우발전소가일정지역에집중적으로건설되거나추가되는실정이므로추가건설할경우기존의발전소온배수와누적영향을반드시고려하여현황조사및분석을수행되어야한다. 또한해양환경에계절적변동특성을충분히파악할수있도록 4계절관측을수행하여야한다. 결과제시는계절별해역특성및기존자료와비교하여운영에따른영향분석을평가및제시하여야한다. 을고려하여예측범위를선정하고신규부지에발전소를건설하는경우에는 CORMIX(Cornell mixing zone expert system), 대격자 차원해수유동모델등사전예비모델링을통하여영향범위를개략적으로예측하도록하여야한다. 개략적인영향범위를산정한후현황조사영역및예측범위를산정하는것이바람직하다. 수중배수방식에대한엄밀한예측을위해서는배수구인근 (Near field) 에서는 Nonhydrostatic 모델, 온배수의표층확산이주로발생하는원역 (Far field) 에서는 Hydrostatic 모델을적용하는 way nesting 모델을적용하거나, 수리모델과수치모델을결합하여사용해야할것이다. 수온의연직구조를재현하기위하여충분한해상도를유지해야하며, 밀도성층등이잘재현될수있도록수치모델을구성하는것이중요하다. 모델구성은해역특성및실제현상을잘반영할수있는수치모델을적용해야하며, 충분한수평 수직해상도을갖는수치격자망구축이필요하다. 동일한실험조건에서수직격자크기에따른민감도분석결과수직층개수에따른확산범위는수직층을많이나눌수록확산범위가증가하는것으로나타나며, 수직층 5개를기준으로수직층 0개와비교시수온증가범위가점차증가하다가 0개층에서 0개층까지의온배수확산범위는크게변화하지않은것으로나타난다 (Fig. ). 조밀한수직층설정시수평적확산범위를정확히모의할수있지만계산시간및효율적인수치모의를위해서는모델계산영역의수심및해역별특성을고려하여수직층을설정해야할것으로사료된다. 외해경계조건의경우우리나라해역특성에따라비조석성분이우세한동해안의경우해수위 ( 조석 + 비조석 ) 를외해경계조건으로설정하는것을권장하고, 조석성분이우세한서남해해역의경우조석성분만을적용해도무방할것으로판단되며해역별특성에따라해수위, 수온등실험조건에대한설정기준안을마련하고, 기상자료분석을통한해양대기열교환특성을고려하도록하여야한다. 모델검증은사업규모및해역별특성을고려한필수검증항목및방법에대한기준안을마련하고, 검증항목별관측결과와모델결과의비교방법, 검증정도에대한기준안이필요할것으로판단된다. 해수위검증의경우조화분석등의기법을통하여필터링하지않은관측값과모델값을정략적으로비교하여시계열그림및 RMSE(Root mean square error) 등의방법으로검증이필요하며, 해조류의경우해수위와동일하게필터링기법을적 5. 영향예측영향예측은해양생태계변화, 해양수질변화등의예측규명 Fig. Sensitivity analysis for vertical grid resolution

8 5 김명원 조광우 맹준호 강태순 김종규 용하지않은관측값과모델값을정량적으로비교하고필터링을통한비교시에는조류성분과해류성분 ( 잔차류 ) 으로구분하여각항목에대하여정량적인검증결과를제시할필요가있다. 수온의경우연속수온관측자료와의시계열비교및 RMSE 오차를구하여정량적인비교가필요하다. 결과제시는각항목별 ( 유동변화, 확산범위, 출현율등 ) 결과에대한기준안을마련하여신뢰성과객관성을확보하기위하여구체적인검토가필요하다. 유동변화의경우발전소가동전 후의고 저조분포도를제시하고대조시, 소조기의최강창 / 낙조류또는남 북향류벡터도, 최강유속및평균유속의변화도를제시할필요가있다. 확산범위의경우계절별온배수최대확산범위와이를중첩하여연간최대확산범위를각수층별로제시하고초과수온단면분포도를각조시별로작성하여제시할필요가있다. 6. 결론본연구에서는발전소온배수에의한환경영향평가시해양물리분야에서야기되는문제점및보완내용을분석하고국 내외사례조사를통하여평가기법에대한개선방안을논의하였다. 국내의환경영향평가서및평가의견에근거하여, 주요지적사항및보완의견을요약하면, 조사항목, 조사시기및조사정점수등의일관성, 동시성부족그리고계절조사누락, 조사항목에대한변화양상분석결과제시미흡, 영향정도의정량화및특성제시미흡등으로압축할수있다. 이러한문제점을해결하기위해서는보다구체적인평가지침이마련되어개선해가야할것으로판단된다. 해외의경우발전소온배수현황조사계획시발전소건설로인한주변환경에미치는영향을정확히예측하고최소화하기위해서본격적인현황조사이전에사전조사를권장하고있으며, 사전조사시기존의문헌자료뿐만아니라청문조사, 사전예측모델링등을통하여적절한현황조사계획을수립하고있다. 따라서이러한사전조사사례를기반으로국내발전소온배수관련환경영향평가시사전조사부분을반영하여개선하여야할것이다. 국내발전소의경우기후변화와발전소신규건설및추가증설을충분히고려하지않고조사정점을선정하고있으나, 해외의경우기후변화에따른해수면상승과발전소신규건설시기존의발전소온배수영향등을충분히고려하여조사정점및영향예측을하고있다. 영향예측은장기적인해양환경의변화등을예측규명하기위해수치모델의구성, 검증방법, 결과제시등으로구분하여관련평가기법을제시함으로써예측결과에대한신뢰성과타당성을향상시킬필요가있다. 이상의결론은발전소온배수에의한해양환경영향을평가하는데있어서기존의평가방법및관련규정의개선방안을제시함으로써온배수평가시발생하는이해당사자간의비생산적인논쟁이최소화되기를기대하며국내온배수환경영향평가시지적되었던문제점들을보다근본적으로해결해나갈수있 을것으로사료된다. 향후연구를통해서개선방안에대한구체적이면서정량화된해양물리조사 ( 조석, 조류, 수온, 염분, 파랑등 ) 와영향예측 ( 모델구축, 검증, 결과제시등 ) 의연구결과를통해제시될예정이다. 후기본연구는한국환경정책 평가연구원수탁과제 원전온배수확산예측평가및사후환경영향조사개선방안연구 ( 한국수력원자력주식회사, 0) 의지원으로수행되었습니다. References Kim, M.W., 006. Tidal Current Characteristics of Seomjin River Estuary using the POM. MS Thesis, Chonam National University. PoscoPower, 007. Environmental Impact Assessment Report for Construction of Combined Cycle 5, 6 Units In PoscoPower Plant. Korea SouthEast Power Co., Ltd, 009. Environmental Impact Assessment Report for Construction of 5, 6 Units in Youngheung Thermal Power Plant. Korea South Power Co., Ltd, 994. Environmental Impact Assessment Report for Construction of 5, 6 Units in Youngkwang Nuclear Power Plant. Korea South Power Co., Ltd, 00. Environmental Impact Assessment Report for Construction of 7, 8 Units in Hadong Thermal Power Plant. Korea EastWest Power Co., Ltd, 008. Environmental Impact Assessment Report for Construction of 9, 0 Units in Dangjin Thermal Power Plant. Korea Hydro & Nuclear Power Co. (KHNPC), 00a. Environmental Impact Assessment Report for Construction of, Units in Shingori Nuclear Power Plant. Korea Hydro & Nuclear Power Co. (KHNPC), 00b. Environmental Impact Assessment Report for Construction of, Units in Shinweolsung Nuclear Power Plant. Korea Hydro & Nuclear Power Co. (KHNPC), 006a. Environmental Impact Assessment Report for Construction of, 4 Units in Shingori Nuclear Power Plant. Korea Hydro & Nuclear Power Co. (KHNPC), 006b. Analysis to Evaluate of Marine Ecosystem by The Deep Discharge At Power Plants. Korea Hydro & Nuclear Power Co. (KHNPC), 008. Environmental Impact Assessment Report for Construction of, Units in Shinuljin Nuclear Power Plant. Korea Hydro & Nuclear Power Co. (KHNPC), 0. The Study on Improvement of Assessment in Prediction of Thermal Discharge Diffusion and PostInvestigation of Environmental

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VOL.13 No.4 2011 08 JOURNAL OF DISASTER PREVENTION CONTENTS XXXXXX XXXXXX 2 Journal of Disaster Prevention 3 XXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXX 4 Journal of Disaster Prevention 5 6 Journal of Disaster Prevention