표제지
목차
국문요약 5
제1장 서론 16
1. 연구 배경 17
가. 물안보의 중요성 17
나. 물안보 위기 18
2. 연구 목표 19
3. 연구 내용 및 방법 20
가. 용어 정의 20
나. 연구 범위 21
다. 연구 내용 22
라. 연구 방법 24
제2장 물안보 위기 시나리오의 구성 26
1. 물안보 위협인자의 분석 27
가. 자연재해 28
나. 기후변화 32
다. 인위적ㆍ기술적 위협 34
2. 물안보 위기 시나리오의 구성 37
가. 기후변화에 의한 극대 홍수 37
나. 기후변화에 의한 극대 가뭄 38
다. 사고ㆍ재난에 의한 물공급 중단 39
제3장 물안보 위기 발생 가능성 및 파급 영향 41
1. 기후변화에 따른 극대 홍수 위기 42
가. 대표농도경로(RCP) 시나리오를 이용한 미래기후 전망 42
나. 목표기간별 확률강우량의 산정 57
다. 유출모형 구축 및 극대 홍수량 산정 62
라. 한강 하류 구간의 극한 홍수위 분석 72
2. 기후변화에 따른 극대 가뭄 위기 79
가. 기후변화에 따른 가뭄 발생의 시ㆍ공간적 변화 79
나. 한강유역의 미래 물 부족량 모의 87
다. ‘1인당 물 사용량’에 근거한 최대 가뭄 시 생활용수 위험도 평가 104
3. 재난ㆍ사고에 의한 물공급 위기 112
가. 조류 등 수질오염으로 인한 물공급 위협 113
나. 재난에 의한 물공급 중단 121
제4장 물안보 위기관리 정책의 구성 126
1. 현행 물관리 정책의 검토 127
가. 홍수ㆍ가뭄 관련 정책 127
나. 오염사고 등에 대비한 물공급 안정성 확보 정책 136
다. 기존 정책의 의의 및 한계 143
2. 물안보 위기관리 개념의 도입 146
가. 물안보 위기관리의 필요성 146
나. 물안보 위기관리 개념의 도입 148
3. 물안보 위기관리 방안의 구성 154
가. 극대 홍수 위기관리 방안 154
나. 극대 가뭄 위기관리 방안 161
다. 사고ㆍ재난에 의한 물공급 중단 대응방안 166
제5장 결론 및 정책제언 172
참고문헌 176
Abstract 184
판권기 2
표 2-1. 물안보에 영향을 미치는 주요 위협인자 27
표 2-2. 상하수도 인프라 부문의 위기 시나리오 28
표 2-3. 우리나라 과거 주요 가뭄년 31
표 2-4. 독성 남조류 발생에 의한 사망 및 질병 발생 사례 36
표 3-1. 대표농도경로(RCP)의 종류와 그에 상응하는 복사강제력 및 CO2 농도 44
표 3-2. 극한 지수 설명 48
표 3-3. 한강 수계 주요 지점의 빈도별 계획홍수량 58
표 3-4. 기상관측소 지점별 100년 빈도 확률강우량(지속시간: 48시간) 59
표 3-5. 기상관측소 지점별 200년 빈도 확률강우량(지속시간: 48시간) 60
표 3-6. 기준기간 및 목표기간에 대한 댐 유역별 유역평균강우량 61
표 3-7. 팔당댐 유역 특성 현황 63
표 3-8. 충주댐, 소양강댐, 팔당댐의 소유역별 매개변수 산정 결과 64
표 3-9. 주요 지점에 대한 빈도별 목표기간별 홍수량 변동계수 71
표 3-10. 한강 하류구간 계획홍수량 73
표 3-11. 계획홍수량 규모에 따른 제방 여유고 74
표 3-12. 계획홍수량 규모의 홍수 발생 시 제방 여유고 부족구간 비율 75
표 3-13. 분석에 이용된 관측지점의 기초정보 80
표 3-14. 한강유역의 중권역 분할현황 90
표 3-15. 소유역별 물수요 현황(기준수요 시나리오) 92
표 3-16. 한강유역 내 발생된 물 부족량 97
표 3-17. 경안천 중권역 생활용수 이용현황 102
표 3-18. 경안천 중권역 농업용수 이용현황 103
표 3-19. 본 연구 결과와 수자원장기종합계획(수정)의 차이점 103
표 3-20. 생ㆍ공ㆍ농 용수이용량 및 취수율 추이(1980~2007년) 104
표 3-21. 권역별 용수이용 현황(2007년 기준) 105
표 3-22. 한강권역 시나리오별 수요량 106
표 3-23. 과거 최대 가뭄 발생 시 권역별 물 부족량 106
표 3-24. 상수도 급수현황 107
표 3-25. 업종별 수돗물 사용량 추이 107
표 3-26. 상수도 용도별 이용현황 108
표 3-27. 우리나라 생활용수 용도별 분류표 109
표 3-28. 일본 및 미국의 생활용수 용도별 분류표 109
표 3-29. 인간에게 필수적인 물 수요량 110
표 3-30. 단계별 최소용수 이용량 111
표 3-31. 수질오염 주요 사례 114
표 3-32. 조류 예보 발령현황 116
표 3-33. 조류독소의 종류 및 조류독소 생성 남조류 120
표 3-34. 일반적인 정수처리 조건에서 조류 및 조류독소 제거 효율 121
표 3-35. 홍수에 따른 물공급 시설 피해 사례 122
표 3-36. 2000년 이후 국내 대규모 정전 사례 124
표 3-37. 2000년 이후 해외 대규모 정전사례 125
표 4-1. 제4차 수자원장기종합계획(제2차 수정계획)상의 치수 종합계획 128
표 4-2. 제4차 수자원장기종합계획(제2차 수정계획)상의 물이용 종합계획 129
표 4-3. 기후변화 대응 재난관리 개선 종합대책상의 주요 내용 131
표 4-4. 가뭄 단계별 제한급수대책 133
표 4-5. 가뭄 단계별 저수지 운영방안 134
표 4-6. 수질예보제의 수질관리 단계 142
표 4-7. 지진 발생 시 응급 급수ㆍ복구 비용부담 체계 (일본) 171
그림 1-1. 연구 내용의 범위 22
그림 1-2. 연구 내용 및 흐름도 25
그림 2-1. 최근 10년간 재해유형별 피해현황 31
그림 2-2. 우리나라 연평균 강수량 변화(1971~2011년) 32
그림 2-3. 기후변화에 따른 강우패턴 변화 모식도 33
그림 2-4. 전 세계 대륙별 홍수(a) 및 가뭄(b) 발생 추세 34
그림 2-5. 물안보 위기 시나리오의 구성 37
그림 3-1. 지상기온(a~d) 및 강수량(e~h)의 현재기후(1971~2000년) 대비 미래기후(2070~2099년)의 변화 45
그림 3-2. 20년 평균으로 구한 강수(a)와 기온(b)의 월 변동성 46
그림 3-3. 강수(a)와 기온(b)의 격년 변화 46
그림 3-4. 연평균(a), 여름철(b)과 겨울철(c) 강수의 상관 정도 공간분포(1980~2005년) 47
그림 3-5. 한강유역의 극한지수 산정 결과 49
그림 3-6. 극한지수의 지점별 시간에 대한 선형 정도 비교 51
그림 3-7. 한강유역의 강우 GEV 확률밀도함수의 변화 54
그림 3-8. 현재 및 미래 기후에서의 빈도곡선 55
그림 3-9. 20년(a) 및 50년(b) 빈도 강수의 재현기간 변화 55
그림 3-10. 한강유역 20년 빈도 강수의 공간분포 변화 56
그림 3-11. 한강 수계 모식도 57
그림 3-12. 100년 빈도에 대한 정상성 대비 팔당댐의 유역평균강우량 증가비율 61
그림 3-13. 200년 빈도에 대한 정상성 대비 팔당댐의 유역평균강우량 증가비율 62
그림 3-14. 팔당댐 유역의 유역도(a) 및 유출과정 모식도(b) 63
그림 3-15. 충주댐(a), 소양강댐(b), 팔당댐(c)의 목표기간별 100년 빈도 홍수량 66
그림 3-16. 충주댐(a), 소양강댐(b), 팔당댐(c)의 목표기간별 200년 빈도 홍수량 67
그림 3-17. 100년 빈도에 대한 정상성 대비 댐 유역별 홍수량 증가 비율 69
그림 3-18. 200년 빈도에 대한 정상성 대비 댐 유역별 홍수량 증가 비율 70
그림 3-19. 빈도별 팔당댐 홍수수문곡선. 72
그림 3-20. 계획홍수량 규모의 홍수 발생 시 홍수위 73
그림 3-21. 계획홍수량 규모의 홍수 발생 시 제방 여유고 확보/미확보 구간 74
그림 3-22. 계획홍수량 대비 +10% 규모의 홍수 발생 시 홍수위 76
그림 3-23. 계획홍수량 대비 +10% 규모의 홍수 발생 시 제방고와 홍수위 비교 76
그림 3-24. 계획홍수량 대비 +10% 규모의 홍수 발생 시 홍수위(해수면 상승 고려) 77
그림 3-25. 계획홍수량 대비 +10% 규모의 홍수 발생 시 좌안(a)과 우안(b)의 제방고와 홍수위 비교 78
그림 3-26. 분석에 이용된 관측지점의 위치 79
그림 3-27. 현재 대비 미래 기후의 월 변동성 81
그림 3-28. 강수 대비 증발산 비율 82
그림 3-29. 강수(a)와 증발산(b)량의 베이지안 변화점(change-point) 분석 83
그림 3-30. 현재 및 미래 기후에서의 SPEI 지수 85
그림 3-31. 가뭄 크기에 따른 SPEI의 분류 85
그림 3-32. -1보다 작은 가뭄 심도의 발생 빈도수 86
그림 3-33. 한강유역의 중권역 분할 89
그림 3-34. 한강유역의 물수급 네트워크(K-WEAP) 93
그림 3-35. 기준수요에 대한 물 부족량 추이 94
그림 3-36. 물 부족량의 이동평균 추세(기준수요) 95
그림 3-37. 2020년 대비 미래 기간별 물부족 발생 비율 96
그림 3-38. 기준수요 시나리오에 따른 중권역별 물부족 발생량 98
그림 3-39. 기준수요 시나리오의 최대 평균 물 부족량 100
그림 3-40. 기준수요 시나리오의 월별 평균 물 부족량 100
그림 3-41. 경안천 토지피복 변화 101
그림 3-42. 위기단계별 용수이용 용도 111
그림 3-43. 팔당댐의 클로로필-a 농도(a) 및 결빙일수(b) 변화 117
그림 3-44. 온대기후대에서 1950~1990년(a) 및 1990~2010년(b)의 C. raciborskii 발생횟수 118
그림 3-45. 독성 남조류(M. aeruginosa) 및 진핵(eukaryotic) 조류의 온도에 따른 비(比)성장률 변화 119
그림 3-46. 동일본 대지진 당시 수도 피해 및 복구 상황 123
그림 4-1. 조류예보제 업무별 담당기관 140
그림 4-2. 조류예보제 수행체계도 141
그림 4-3. 위해 및 노출 변화에 따른 물안보 위기의 변화 149
그림 4-4. 미래의 극대 홍수에 대비한 위기관리 방안 150
그림 4-5. 미래의 극대 가뭄에 대비한 위기관리 방안 152
그림 4-6. 유해물질 대비 다층적 방어시스템 153
그림 4-7. 사고ㆍ재난 복구가 늦어지는 경우 발생할 수 있는 후속 피해 154
그림 4-8. 호주 Sydney, Adelaide, Perth, Newcastle 지역 물 공급ㆍ수요 대안의 직접비용 165