표제지

목차

서언 3

국문요약 4

제1장 서론 20

1. 연구의 배경 및 목적 21

2. 연구 내용 및 방법론 22

3. 선행 연구 분석 24

제2장 기후변화에 따른 수질 영향 평가 28

1. 미래 기후변화 시나리오에 따른 수질 영향 29

가. 한반도 기후변화 시나리오 검토 및 선정 29

나. 낙동강 유역의 시ㆍ공간적 수문ㆍ수질 변화 분포 30

다. 기후변화의 계절적 영향 34

라. 수질 농도에 미치는 영향 37

2. 이상 기후변동에 따른 수질 변화 40

가. 시나리오 구성 및 방법 40

나. 유역별 유출량 및 부하량 변화 특성 42

다. 낙동강 주요 지점의 수문ㆍ수질 변화 49

라. 가뭄 및 홍수가 수질에 미치는 영향 52

3. 기후변화 시나리오의 불확실성이 수질 예측에 미치는 영향 58

가. 수질 변화 예측을 위한 기후변화 시나리오 검토 및 선정 58

나. 기후변화 시나리오 생성 63

다. 기후변화 시나리오에 기반한 수질 변화 전망 66

라. 기후변화 시나리오에 기반한 전망치의 계절별 비교 70

마. Flow Duration Curve를 이용한 비교 74

바. 기후변화 시나리오에 기반한 수질 변화 전망의 불확실성 검토 76

사. 결과 요약 82

제3장 기후변화 대응 낙동강 유역 수질관리 방안 84

1. 낙동강 유역의 미래 목표수질 달성 정도 평가 85

2. 수질관리 취약 유역/부문 검토 및 우선 관리지역 도출 90

가. 수질 항목별 기후변화 취약 유역 90

나. 오염원별 배출부하량 기여율 분포 93

다. 기후변화 대비 수질 우선 관리유역 도출 102

3. 기후변화 대응을 위한 수질관리 정책 방향 105

가. 비점오염 관리를 위한 수질오염총량제의 부하지속곡선 적용 105

나. 물 재이용을 통한 지류/지천 살리기 108

다. 도시 비점오염 관리 111

라. 체계적인 수질 모니터링 시스템 구축과 하천 환경용수의 확보 112

제4장 요약 및 결론 114

참고 문헌 120

부록 126

[부록 1] 기후변화에 따른 하천 및 호소의 잠재적 수질영향 분석 결과(1차년도 연구 결과 요약) 127

가. 수온의 장기 변화 및 기후변화 영향 127

나. 병원성 미생물의 잠재적 영향 128

다. 미량 유해물질의 잠재적 영향 128

라. 시사점 129

[부록 2] 유역모델과 수리/수질 모델의 연계시스템 구축 130

가. 배경 130

나. SWAT 모델의 적용 130

1) 유역 분할 및 지형, 토지이용도, 토양도 구축 130

2) 기상자료 구축 132

3) 수문ㆍ수질 자료 133

4) 댐 운영 및 취수량 자료 133

5) 점오염원 배출부하량 137

6) 농업관리 자료 138

7) 모델의 검ㆍ보정 139

8) 유량 검ㆍ보정 결과 144

9) 수질 검ㆍ보정 결과 155

10) EFDC 경계 자료 제공 159

다. EFDC 모델의 적용 162

1) 하상고 및 격자 구축 162

2) 경계 및 초기 조건 163

3) 조도계수 165

4) 수리 모델 보정 166

5) 수질 모델 보정 168

[부록 3] 한반도 미래 기후변화 시나리오 검토 및 선정 170

가. 한반도 기후변화 시나리오 검토 및 선정 170

1) 기후변화 시나리오 170

2) General Circulation Models(GCMs) 170

3) GCMs 선정 평가 172

4) GCMs 선정 결과 173

나. 통계학적 규모내림(Downscaling) 174

[부록 4] 한반도 미래 기후변화 시나리오에 따른 부하량 변화 176

가. 기후변화 시나리오에 따른 계절별 기상 조건 및 평균 유출량, 부하량 예측 결과 176

나. AIB 시나리오에 따른 유출 및 부하 지속곡선 및 누적분포 186

[부록 5] 이상 기후변동 시나리오에 따른 부하량 변화 190

가. 가뭄 및 홍수년도 시나리오에 따른 연간 강우량 및 지표유출량 모의 결과 190

나. 가뭄 및 홍수년도 시나리오에 따른 지표유출 및 오염부하량의 공간분포 192

다. 가뭄 및 홍수년도 시나리오에 따른 주요 지점별 지표유출 및 오염부하량 변화 200

라. 가뭄 및 홍수년도 시나리오에 따른 주요 지점별 부하량 비교 208

마. 가뭄 및 홍수년도 시나리오에 따른 주요 지점별 부하량 유출 특성 비교 210

바. 가뭄 및 홍수년도 시나리오에 따른 주요 지점 수체 수질 모델 모의 결과 213

Abstract 216

판권기 2

표 2-1. 낙동강 주요 지점별 연 강우량 비교 41

표 2-2. AR4에 이용가능한 기후변화 시나리오 59

표 2-3. 시나리오 군집분석 결과 62

표 2-4. 배출 시나리오별 최종선정된 주요 시나리오 63

표 2-5. 대상 유역의 기상관측 지점 현황 64

표 2-6. 시나리오별 미래 월 강우량 비교(과거 대비 비율) 66

표 2-7. 시나리오별 미래 월평균 유량 비교(과거 대비 비율) 66

표 2-8. 시나리오별 미래 월평균 SS 농도 비교(과거 대비 비율) 68

표 2-9. 시나리오별 미래 월평균 TN 농도 비교(과거 대비 비율) 69

표 2-10. 시나리오별 미래 월평균 TP 농도 비교(과거 대비 비율) 70

표 2-11. 계절별 시나리오별 월 강우량 비교 71

표 2-12. 시나리오별 계절별 비교 72

표 2-13. 기후변화에 따른 모의 단계별 CV값의 변화 77

표 2-14. 고려되어진 온실가스배출시나리오-GCM 전체의 신뢰구간 범위 80

표 3-1. 기후변화에 따른 낙동강 본류 구간의 미래 목표수질 달성 정도 86

표 3-2. 이상기후에 따른 낙동강 주요 지점 SS 목표수질 달성 정도 87

표 3-3. 이상기후에 따른 낙동강 주요 지점 TP 목표수질 달성 정도 87

표 3-4. 지류/지천의 유지 유량 확보 방안에 대한 잠재적 효과 비교 109

그림 1-1. 연구 흐름도 23

그림 2-1. 낙동강 유역의 28개 단위유역 분포도 30

그림 2-2. 시나리오별 강우량 증감율 공간분포 31

그림 2-3. 시나리오별 유출 증감율 공간분포 32

그림 2-4. 시나리오별 TSS 증감율 공간분포 32

그림 2-5. 시나리오별 TN 증감율 공간분포 33

그림 2-6. 시나리오별 TP 증감율 공간분포 33

그림 2-7. A1B 시나리오에 따른 계절별 기온 변화 34

그림 2-8. A1B 시나리오에 따른 계절별 강우량 변화 35

그림 2-9. A1B 시나리오에 따른 계절별 지표유출 변화 35

그림 2-10. A1B 시나리오에 따른 계절별 TSS 부하량 변화 36

그림 2-11. A1B 시나리오에 따른 계절별 TN 부하량 변화 36

그림 2-12. A1B 시나리오에 따른 계절별 TP 부하량 변화 37

그림 2-13. A1B 시나리오에 따른 TSS의 농도 변화 38

그림 2-14. A1B 시나리오에 따른 TN의 농도 변화 38

그림 2-15. A1B 시나리오에 따른 TP의 농도 변화 39

그림 2-16. 과거 30년 동안의 낙동강 유역 일 강우량 누적곡선 40

그림 2-17. 이상 기후변동 시나리오별 강우량 변화 비교 41

그림 2-18. 주요 지점별 연간 누적부하량 특성 44

그림 2-19. 시나리오별 강우량 증감율 공간분포 45

그림 2-20. 시나리오별 유출 증감율 공간분포 46

그림 2-21. 시나리오별 TSS 증감율 공간분포 47

그림 2-22. 시나리오별 TN 증감율 공간분포 48

그림 2-23. 시나리오별 TP 증감율 공간분포 48

그림 2-24. 시나리오에 따른 지역별 연간 유출량 누적곡선 49

그림 2-25. 시나리오에 따른 지역별 유량지속곡선 50

그림 2-26. 시나리오에 따른 지역별 TSS 부하량 변화 51

그림 2-27. 시나리오에 따른 지역별 TN 부하량 변화 51

그림 2-28. 시나리오에 따른 지역별 TP 부하량 변화 52

그림 2-29. 시나리오에 따른 지역별 TSS 유출 농도 변화 53

그림 2-30. 시나리오에 따른 지역별 TN 유출 농도 변화 53

그림 2-31. 시나리오에 따른 지역별 TP 유출 농도 변화 54

그림 2-32. 시나리오에 따른 지역별 TSS 부하량 유출 특성 비교(Normalized) 55

그림 2-33. 시나리오에 따른 지역별 TN 부하량 유출 특성 비교(Normalized) 55

그림 2-34. 시나리오에 따른 지역별 TP 부하량 유출 특성 비교(Normalized) 56

그림 2-35. 시나리오에 따른 EFDC 모델의 낙본E 지점 수질 모의 결과 57

그림 2-36. 시나리오에 따른 EFDC 모델의 낙본G 지점 수질 모의 결과 57

그림 2-37. SRES 시나리오 60

그림 2-38. 대표 시나리오 선정 61

그림 2-39. 대상 유역의 티센망 구축 현황 64

그림 2-40. 미래 월 강우량 시나리오별 비교 65

그림 2-41. 미래 월평균 유량 시나리오별 비교 67

그림 2-42. 미래 월평균 SS 농도 시나리오별 비교 68

그림 2-43. 미래 월평균 TN 농도 시나리오별 비교 69

그림 2-44. 미래 월평균 TP 농도 시나리오별 비교 70

그림 2-45. 계절별 시나리오별 월 강우량 비교 71

그림 2-46. 계절별 시나리오별 비교 (유량, SS) 73

그림 2-47. 계절별 시나리오별 비교 (TN, TP) 74

그림 2-48. Flow Duration Curve와 농도의 변화 75

그림 2-49. 기후변화에 따른 모의 단계별 CV값의 변화 77

그림 2-50. GCM 모형별 전망 비교 79

그림 2-51. 기후변화에 따른 강우-유량-수질 전망치의 95% 신뢰구간 81

그림 3-1. 기후변화에 따른 낙동강 본류 구간의 미래 목표수질 달성 정도 비교 86

그림 3-2. 이상기후에 따른 낙동강 주요 본류 구간의 목표수질 달성 정도 비교 88

그림 3-3. 이상기후에 따른 낙동강 주요 지류 구간의 목표수질 달성 정도 비교 89

그림 3-4. 기후변화에 따른 SS 취약 지역 분포 91

그림 3-5. 기후변화에 따른 TN 취약 지역 분포 92

그림 3-6. 기후변화에 따른 TP 취약 지역 분포 93

그림 3-7. 낙동강 유역의 오염원별 부하량 분포 95

그림 3-8. 토지 비점오염 배출부하량 기여율 분포 96

그림 3-9. 축산 비점오염 배출부하량 기여율 분포 97

그림 3-10. 개별 점오염 배출부하량 기여율 분포 98

그림 3-11. 환경기초시설 배출부하량 기여율 분포 99

그림 3-12. 하수관거 누수배출부하량 기여율 분포 100

그림 3-13. 하수관거 월류수배출부하량 기여율 분포 101

그림 3-14. 기후변화 대비 낙동강 탁수 유발물질 우선 관리지역 103

그림 3-15. 기후변화 대비 낙동강 영양물질 우선 관리지역 104

그림 3-16. 수질오염총량관리를 위한 SS 부하지속곡선의 활용 예(낙본E) 106

그림 3-17. 수질오염총량관리를 위한 TP 부하지속곡선의 활용 예(낙본E) 107

그림 3-18. 수질오염총량 단위 유역 내 환산된 하천 유지유량과 건천화 정도 110

그림 3-19. 수질오염총량 단위 유역 내 하수방류량과 재이용수 공급가능량 111