Special Issue
기후변화 대비 수자원 적응기술 개발 연구단 01
1. 서 론
전세계적으로 가속화되고 있는 기후변화는 수자 원, 농업, 산림생태, 수산, 보건 등 많은 분야에 영 향을 미치는 것으로 나타났으며, 그 중에서 가장 취
약한 부분은 강수패턴의 변화와 이로 인한 가용 수 자원의 감소라고 제시되고 있다(IPCC, 2007). 이 에 대응하기 위해 미국, 영국, 호주, 캐나다, 일본 등 주요 선진국에서는 이미 기후변화 관련 법적, 제 도적 근거를 마련하여 자국들의 기후변화 적응 프로 그램을 수행중이다. 그동안 국내에서도 기후변화와 수자원 관련 연구를 지속적으로 수행해왔으나, 지 난 연구의 대부분은 수자원 분야별 영향평가 중심으 로 현실적인 기후변화 적응전략 수립기술은 미비한 실정이다. 기후변화 대책 미실행시 2100년까지 우 리나라의 경제적 손실은 약 2,800조원에 달할 것으 로 전망된다(KEI, 2011). 또한, 최근 국제 신용평가 사 스탠더드 앤드 푸어스(S&P)는 기후변화가 각국 경제성장과 국가재정에 부정적 영향을 미칠 것이며, 그에 따라 국가 신용등급 산정 시 기후변화의 영향 을 고려할 방침이라고 제시하였다. 이와같이 기후변 화에 따른 피해를 최소화하고, 유연히 적응할 수 있 는 정책수립 및 현업에 적용 가능한 수자원관리 기 술 개발이 무엇보다 시급한 실정이다.
국토교통과학기술진흥원(KAIA)에서는 2012년 4 월 “기후변화 시나리오에 따른 수자원 적응전략 수 립 연구”를 기획하였으며, 2014년 9월 15일에 국토 교통부 물관리연구사업의 일환으로 “기후변화 대 비 수자원 적응기술 개발” 연구단(Climate Change Adaptation for Water Resources, CCAW)이 출범 하였다. 2019년 6월 14일까지 총 4년 9개월간 연구 배 덕 효 ●●●
(연구단장)
세종대학교 건설환경공학과 교수 dhbae@sejong.ac.kr
이 문 환 ●●●
세종대학교 건설환경공학과 박사수료 ycleemh@daum.net
고 민 서 ●●●
세종대학교 기후변화수자원적응연구단 연구원 ms1563@sejong.ac.kr
김 은 지 ●●●
세종대학교 기후변화수자원적응기술개발 연구단 연구원
eunjee20@hanmail.net
를 진행할 예정이다.
2. 연구단 구성
본 연구단은 수재해 최소화, 물공급 체계 개선, 유 역 건전성 확보, 글로벌 수자원 시장 선점을 위한 기 후변화 적응 실행프레임워크 구축을 최종 비전으로 설정하였다. 총괄과제 “기후변화 수자원 적응연구 지원 및 활성화”와 4개의 세부과제 “기후변화 대비 극한홍수 적응기술”, “기후변화 적응 안정적 용수수 급기술”, “기후변화 대비 유역관리 적응기술”, “기후 변화 수자원산업 적응기술”로 구성하였으며, 각 세 부과제 별 4개 세세부과제로 총 16개 세세부과제로 구성하였다(그림 1).
제1세부과제는 극한강우 및 극한홍수에 효과적으 로 대응하기 위해 발생 가능한 극한 기후변화 시나 리오를 생산하고, 이를 기반으로 현 하천설계기준 에 제시된 기준이 기후변화에 어떠한 영향이 있는지
검토하고, 궁극적으로 기후변화로 인한 홍수피해를 저감시킬 수 있는 현실적인 방안을 제시하는 것이 다. 또한 극한홍수 시나리오 상황에서 국내 주요 댐 및 유역홍수저감시설물의 기후변화 적응 실행프레 임워크를 개발하고자 한다. 제2세부과제는 기후변 화에 따른 수자원 변동성을 평가하기 위한 AR5 기 반 기후·수문 시나리오 표준 생산기술 개발 및 자 료를 생산하고, 이를 기반으로 현 수자원 공급시설 물의 물공급 안전도 평가 및 적응대책을 수립하고자 한다. 또한 물공급 예비율 산정기술 개발을 통해 기 후변화에 대비한 물공급 안전도를 향상시켜 극한 가 뭄 대책을 수립하고자 한다. 제3세부과제는 기후변 화에 따른 국내 유역의 건전성을 평가할 수 있는 유 역건전성 통합평가기술, 기후변화 적응 유역관리 실 행기술, 극한사상에 대한 유역의 탄력적 대응 및 복 원 기술 등을 개발하고, 기후변화에 따른 수자원 영 향 및 취약성 통합 평가시스템을 개발하고자 한다.
제4세부과제는 우리나라 수자원산업의 해외시장 진 출 경쟁력 확보를 위해 기후변화에 따른 글로벌 수
그림 1. 연구단 최종 목표 및 과제구성
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자원 변동성 평가기술, 기후변화 적응 한반도 수자 원 안보전략 개발 기술, 국제 물거래 대비 우리나라 가상수 분석기술, 수자원의 사회경제적 가치평가 기 술을 개발하고자 한다.
주관기관인 세종대학교와 협동기관인 인하대학 교, K-water, 건국대학교가 연구를 수행하고 있으 며, 총 20개 기관, 39명의 교수 및 박사급 연구원 이 핵심 연구원으로 참여하고 있다(그림 2). 본 연 구단에는 국내에서 기후변화 관련 연구경험이 있 는 다수의 교수진 및 연구원으로 구성하였으며, 2009~2012년에 수행된 “기후변화에 의한 수문 영 향분석과 전망” 연구단의 핵심기술들을 연계할 수
있도록 구성하였다. 이외에도 산-학-연 공동연구 협력 체계를 대학교, 연구소, 기업 등 다양한 기관이 참여하고 있으며, 개발된 기술을 실무에 활용할 수 있도록 수자원 관리 전문기관(K-water, 한국시설 안전관리공단, 한국건설기술연구원 등)과 공동연구 를 수행하고 있다. 또한 다학제간 연구를 위해 수자 원공학, 수문기상학, 수생태학, 농업수리학 등의 전 문가를 구성하였으며, 공학 뿐만 아니라 경제학, 경 영학, 행정학, 기상학 등 총 13개 분야의 전문가를 포함하여 기후변화에 따른 수자원 영향에 대한 인문 사회적, 경제학적, 자연공학적 이슈 및 문제를 다룰 예정이다.
그림 2. 연구단 조직도
3. 연구단 핵심성과물
각 세세부과제별로 예상성과물을 도출하였으며, 이를 통해 최종적으로 연구단에서 제시하고자 하는 7대 핵심성과물을 도출하였다(그림 3). 핵심성과 1 은 기후변화에 따른 지금까지 경험하지 못한 슈퍼태
풍, 거대홍수 발생 시 국가가 대응할 수 있는 체계를 구축하는 것으로 실제 국토부 한강홍수통제소에 설 치하여 홍수 예방 및 대응 목적으로 활용할 예정이 다. 핵심성과 2는 국가 하천설계 기준과 댐 시설기 준에 기후변화에 따른 시설물 영향을 평가할 수 있 는 기술을 개발하고 이의 적응방안을 도출하며, 핵
심성과 3은 K-water 물관리 상황실에서 다목적 댐 연계운영을 통한 물관리에 기후변화의 영향을 고려 한 예비율 개념을 도입하고, 극한가뭄 발생 시 이에 대응할 수 있는 비상 물관리 운영체제를 개발하는 것이다. 핵심성과 4는 국가 수자원장기종합계획 수 립 시 미래 기후변화에 따른 수자원 영향, 취약성 및 적응계획을 반영하는 기술, 핵심성과 5는 기후변화 에 안정적으로 적응하기 위한 전국 수자원 평가 정
보를 생산 및 제공하는 것으로 국가 수자원 정책 등 의사결정을 위해 활용될 수 있다. 핵심성과 6은 세 계 각국의 수자원 영향평가를 위한 전지구 수문모형 을 개발하고, 실측 대기/지표/수문/지하 자료 및 모 형기반 자료 D/B를 구축하는 것이다. 핵심성과 7은 기후변화에 따른 수자원산업 적응기술을 기반으로 우리나라 기업의 해외 수자원산업 진출 지원시스템 을 구축하여 기업을 지원하고자 한다.
그림 3. 세부과제별 예상성과물 및 연구단 7대 핵심성과
4. 연구추진전략
본 연구에서 개발될 핵심성과물들이 실용화될 수 있도록 다양한 추진전략을 수립하였다. 특히 “1·2 단계별 연구단 운영”, “시범유역 및 실증실험”, “기 업 참여를 통한 해외사업 진출”, “국제협력 및 국제 공동연구” 등을 통해 개발된 기술이 실제 정책 및 실 무에 활용될 수 있도록 추진할 계획이다.
4.1 단계별 연구운영
총 연구기간인 4년 9개월을 2단계로 나누어 제1 단계에서는 기후변화 대비 수자원 적응기술을 개발 하고 시험유역에 적용성을 평가하며, 제2단계에서 는 개발된 적응기술을 실제 실용화 및 현업화를 추 진하고자 한다(그림 4). 제1단계 1차년도에는 각 기 술 별 국내외 연구동향을 면밀히 평가하여 State-
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of-art 보고서를 작성하고, 2~5차년도 연구계획을 철저하게 수립하고자 한다. 2차년도에는 각 분야별 로 핵심기술을 개발하고자 하며, 특히 기업 참여를 통해 산학 공동 연구개발을 수행할 예정이다. 3차년 도에는 개발된 기술을 시범유역에 적용하여 그 적 용성을 평가한다. 4차년도에는 개발된 기술들을 실 제 활용처(한강홍수통제소, K-water 물관리 상황 실 등)에 설치하여 운영할 예정이며, 그에 따른 검증
및 개선방향을 수립할 계획이다. 마지막 5차년도에 는 각 기술 별 지침서 및 기술보고서를 작성하고 각 종 워크샵 개최를 통해 개발된 기술이 현업에 활용 될 수 있도록 전파하고자 한다. 또한, 정책적인 부분 은 전문가 토론회, 공청회, 포럼 등을 충분히 운영하 여 공감대 형성에 노력하고 실제 정책에 반영될 수 있도록 의견을 수렴할 예정이다.
그림 4. 단계별 연구추진 전략
4.2 시범유역 운영
개발된 기술을 현장에 적용하고 평가할 수 있도록 시범유역을 선정하였다(그림 5). 기후변화 대비 극 한홍수 적응기술 및 유역관리 기술은 한강유역에 일 괄적으로 적용할 예정이며, 안정적 용수수급 기술은 물관리가 가장 취약한 낙동강 유역에 적용할 예정이 다. 그 외에 해외 지역의 적용성 검토가 필요한 사업 의 경우 동남아 등 국외지역에 시범유역을 선정하여 실제 관측자료 등을 수집하고자 한다. 이와 더불어
“기후변화 영향을 고려한 다목적 댐 안전도 평가기 술”, “댐 연계운영을 통한 물공급 예비율 기술”, “기 후변화 대비 의사결정 지원 기술”, “기후변화 적응 유역 물순환 개선기술”, “전지구 수문해석 기술” 등 은 실제 실증실험을 통해 기술을 개발하고자 한다.
4.3 기업참여를 통한 해외사업 진출
기업의 해외사업 진출을 위해서는 선진국 수준 이 상의 기술력확보 뿐 아니라 해외 수자원을 평가할
수 있는 기술 및 D/B가 기초요건이 될 것이다. 따 라서 본 연구단에서 개발될 극한홍수 대응기술(1세 부), 안정적 용수수급 및 극한가뭄 대응기술(2세부), 지속가능한 유역 적응기술(3세부) 들을 기반으로 우 리나라 기업이 해외시장에 진출할 수 있도록 전지구 기후/수문 자료를 구축하여 기업에 지원할 예정이다 (그림 6). 이를 위해 3차년도부터 참여기업이 본 연 구단에 합류하여 개발된 기술을 바로 실용화할 수 있도록 공동연구개발체계를 구축할 예정이다. 또한 전지구 수자원 영향평가를 통해 해외 수자원산업 진
출 전략을 도출하고, 해외 수자원 관련 산업 예비타 당성 조사, Master plan 수립 시 기업이 활용할 수 있도록 교육프로그램을 개발 및 지원할 예정이다.
5. 활용방안 및 기대효과
본 연구단에서 개발될 핵심 기술들은 기후변화 적 응을 위한 국가수자원 설계기준, 각종 시설물 운영 기준 및 투자기준, 비상대응 체제정립, 유역관리 및 그림 5. 시범유역 활용 계획
그림 6. 기업지원기술 개발 및 현업활용 계획
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복원, 글로벌 수자원 산업 기반 구축에 활용될 수 있 을 것으로 판단된다(그림 7). 특히 국토교통부, 한 국수자원공사에서는 기후변화를 고려한 국가 수자 원 계획 수립 방안 제시가 가능하며, 국책사업 결정 에 의사결정을 지원할 수 있는 정보 및 기술이 제공 될 것이다. 유관연구소 및 학계에 기후변화와 관련 된 분석자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 또
한 전지구 기후 및 수문해석 결과 및 D/B를 기업체 에 제공하여 실제 해외사업 진출 시 유용하게 사용 될 수 있을 것이다. 이외에도 중앙안전재난대책본부 와 국가기후변화센터, 각종 물관리 기관, 지방자치 단체, 유관 연구소 등에서 본 연구결과가 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
그림 7. 연구성과의 활용처 및 활용방안
6. 맺음말
본 연구단의 궁극적인 목표는 그림 8과 같이 크게 두 가지로 구분할 수 있다. 우선 1, 2, 3세부과제에 서는 세계를 선도할 수 있는 기후변화 적응 핵심기 술을 개발하여 이를 국내 수자원관리 현업에 활용하 는 것이고, 4세부과제에서는 해외시장국의 수자원 관련 현황을 분석할 수 있는 시스템을 구축하여 각 국가의 수자원 현황을 파악하고 국내 기업이 기후변 화 대비 수자원 적응기술로 해외 수자원 산업 진출 시 세계적으로 선도할 수 있는 경쟁력을 갖도록 하 는 것이다.
그 동안 국내에서 기후변화와 수자원 관련 연구과 제가 다수 수행되었음에도 불구하고 이를 실제 정책 에 활용하거나 적응전략에 수립되지 못한 실정이다.
왜냐하면 기후변화 시나리오 자체의 불확실성도 있 지만 이보다는 기후변화에 따른 수자원 영향 평가에 치중된 결과 제시, 실제 활용처와의 의사소통 및 이 해 부족 등의 문제가 더 크다고 본다. 본 연구단에서 는 ‘기후변화 적응 연구결과의 국가 정책에 조기 적 응’을 목표로 그간 기후변화 적응의 장애요인이었던 미래 불확실성을 정량화하고 물 관련 전문기관을 연 구에 직접 참여시켜 실용성을 확보하고자 한다.
감사의 글
본 연구는 국토교통부 물관리사업의 연구비지원 (14AWMP-B082564-01)에 의해 수행되었습니다.
그림 8. 연구단 성과 및 상호연계도
IPCC (2007). Climate Change 2007: The Physical Science Basis, IPCC Contribution of Working Group Ⅰ to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA.
한국환경정책평가연구원(KEI) (2011). “우리나라 기후변화의 경제학적 분석-정책 결정자를 위한 요약보고서”
참고문헌
