Issue
05
1. 서 론
기후변화와 전세계적인 인구증가에 따른 수량 감 소 및 수질악화로 이용 가능한 수자원 부존량이 감 소하고, 이에 따라 수자원 관리가 더욱 어려워지고
있는 실정이다. 이러한 연유로 세계의 주력산업은 20세기 ‘oil’에서 21세기 ‘water’로 변화하면서 수자 원 산업이 ‘Blue gold’ 시장으로 급부상중이다. 특히 2011년 세계 물시장 규모는 579조원으로 2025년까 지 약 1,000조원까지 성장할 것으로 예상되지만, 국 내에서는 4대강사업 이후 특별한 수자원 관련 신규 사업이 도출되지 못하고 있는 실정이기 때문에 국내 건설회사의 해외시장진출이 요구되고 있다.
해외시장 진출을 위해서는 해당사업의 세계적 기 술력 확보와 함께 해외지역의 물관련 정보수집이 필 수적이다. 국내에서는 수자원 관련 다양한 사업의 노하우 축적으로 많은 기술력이 확보되어 있지만, 해외지역에 대한 기초수문자료 및 수문해석기술 부 족으로 시장진출에 많은 어려움이 있다. 따라서 제4 세부과제에서는 수자원 산업의 해외진출을 위한 기 반구축을 위해 기후변화에 따른 글로벌 수자원 평가 기술, 기후변화 적응 한반도 수자원 안보전략 개발 기술, 국제 물거래 대비 우리나라 가상수 분석기술, 기후변화에 따른 수자원의 사회경제적 가치평가 기 술 등을 개발하여 국내 기업이 해외시장 진출시 기 초자료로 활용될 수 있게 제공 하고자 한다.
2. 과제의 구성
제4세부과제는 총 4개의 세세부과제로 구성되어
(4세부과제) 기후변화 대비 수자원산업 적응기술 개발
배 덕 효 ●●●
(주관연구책임자)
세종대학교 건설환경공학과 교수 dhbae@sejong.ac.kr
안 재 현 ●●●
(공동연구책임자)
서경대학교 토목건축공학과 교수 wrr21@naver.com
박 성 제 ●●●
(공동연구책임자)
미래자원연구원 연구개발본부 본부장 psungje@gmail.com
이 희 찬 ●●●
(공동연구책임자)
세종대학교 호텔관광경영학과 교수 leeheech@sejong.ac.kr
있으며, 주관연구기관인 세종대학교는 “글로벌 수 자원 평가 및 분석 체계 구축(4-1)”과 “기후변화에 따른 수자원 가치 평가기술 개발 및 적용(4-4)” 연 구를 수행하고 있다. 공동연구기관인 서경대학교는
“기후변화 적응 국가 수자원 안보전략 및 대응기술 (4-2)”, 미래자원연구원은 “국제 물거래 대비 우리 나라 가상수 분석 체계 구축(4-3)”을 수행하고 있
다(그림 1). 각 세세부과제에서는 단위연구과제로 2~3개 연구팀이 공동으로 연구를 수행하고 있으며, 총 4년 9개월간(2014.09~2019.06)의 연구과제 수 행기간 동안 서로 긴밀하게 협업하여 기후변화 대비 수자원산업의 적응기술 개발이란 목표달성을 위해 연구를 수행할 예정이다.
제4세부과제의 최종 핵심성과물은 “전지구 대기/
지표/수문/지하 D/B 구축”과 “우리나라 건설(수자 원)산업의 해외 사업지원체계 구축”이며, 이를 위해 그림 2와 같이 세세부과제의 연구내용을 구성하였 다. 우선 제4-1세부과제에서는 전 세계를 대상으로 지표수문해석모형을 구축하여 글로벌 수문현황 및 변화를 분석·제시하고자 한다. 기후변화에 따른 미 래 수문전망기술을 개발 및 평가하고 글로벌 대기/
지표/수문/지하 D/B 제공 시스템을 구축하고자 한 다. 제4-2세부과제에서는 기후변화 시나리오를 활 용하여 북한의 수자원변동성을 평가하고, 이를 통해 통일 대비 추진 가능한 북한의 수자원개발 사업을 도출하고자 한다. 또한, 각 사업별 우선순위를 평가 하고, 이를 토대로 구체적인 추진전략을 수립할 예 정이다. 제4-3세부과제에서는 국제 물거래 대비 우
리나라 가상수 분석 기반 및 기후변화 대비 수자원 산업 전략 구축을 위해 가상수 분석체계 및 D/B를 구축하고 물건전성 확보를 위한 지수를 개발하고자 한다. 제4-4세부과제에서는 수자원의 인문, 사회경 제적 가치평가 기술 개발 및 기후변화 영향(socio- hydrology)을 분석하고, 이에 따른 수자원-식량- 에너지 연계해석 기법을 개발하고자 한다.
3. 주요 연구내용 및 예상성과
3.1 글로벌 수자원 평가 및 분석 체계 구축(제 4-1세세부과제)
최근 수자원산업의 경우 국내 건설 경기 침체로 그림 1. 4세부과제 구성
인하여 해외시장진출이 절실히 요구되고 있다. 그러 나 해외 지역에 대한 기초수문자료 및 수문해석기술 부족으로 시장진출에 많은 어려움을 겪고 있다. 특 히 국내에서는 해외 각 국가별 수자원 가용성을 평
가할 수 있는 기술 및 D/B가 아직 구축되어있지 않 아 해외시장 진출의 어려움을 가중시키고 있다. 따 라서 제4-1세세부과제에서는 전지구 수문모형을 구 축하고 대기/지표/수문/지하 D/B 제공 시스템을 개 그림 2. 4세부과제 연구목표 및 주요 연구내용
그림 3. 4-1세세부과제 연구추진 개념도
발하는 것이 목표이다. 주요 연구내용은 글로벌 수 문해석 및 정보생산기술에 대한 사례조사를 수행하 고, 그에 따라 글로벌 수문모형 구축 및 기후/수문 D/B를 구축할 수 있는 적정 방법론을 결정한 후 글 로벌 기후/수문 시나리오를 생산 및 분석한다. 최종 적으로는 구축된 정보들을 기업체에 제공할 수 있는 정보제공시스템을 개발하고자 한다. 이 시스템의 가 장 큰 전제조건은 해외사업에 직접 활용될 수 있는 정보이어야 하며, 자료의 신뢰성이 확보되어야 한 다. 따라서 본 세세부과제에서는 국내에서 해외 사 업 수행사례들을 조사 및 분석하여 필요한 정보를 도출하고, 그에 따른 기후 및 수문 변수 구축 방법 을 도출하고자 한다. 또한, 신뢰성 있는 전지구 기후 수문 정보 생산을 위해서는 현재 가용한 전지구 기 초자료들의 현황을 파악하고, 수문해석 기술의 현재 기술 상태를 면밀히 평가한 후 방법론 및 자료를 결 정하고자 한다. 마지막으로 구축 및 생산된 자료의 신뢰성 및 통계적 유의성 등을 검토할 수 있는 기술 개발이 필요하다.
3.2 기후변화 적응 국가 수자원 안보전략 및 대 응기술(제4-2세세부과제)
제4-2세세부과제의 최종 연구목표는 한반도(남 북한) 지역의 기후변화에 따른 수자원 영향평가를 수행하고, 국가 수자원 안보전략을 도출하는 것이 다. 이를 위해서는 북한 수자원의 변동성을 평가하 고, 통일 관련 발생가능한 시나리오를 도출하여 북 한 수자원 사업 추진 전략 수립이 요구된다. 하지만 북한의 경우 제공되고 있는 정보가 매우 한정적이 기 때문에 이러한 지역을 평가할 수 있는 기술 개발 이 필요하다. 또한, 현재 북한의 상황이 매우 불안 하기 때문에 다양한 북한 상황 시나리오를 검토해 야할 것이다.
따라서, 본 과제에서는 북한의 수자원 시설 현황 D/B 구축과 기후변화에 따른 홍수·용수공급 취약 성 평가 및 취약 지역 도출을 통해 통일 후 북한지 역의 수자원 변화 및 개발방향을 전망하고, 기후변 화에 따른 수자원개발 시나리오 작성 및 우선순위를 도출하고자 한다(그림 4). 또한 다각도의 통일 시나
그림 4. 4-2세세부과제 연구추진 개념도
리오를 토대로 북한에서 발생가능한 상황을 가정하 고 이에 따른 수자원 변동성을 평가하고자 한다. 수 자원 변동에 미치는 영향 요인을 분석하고 이와 연 계된 사회경제학적인 상황을 평가하여 통일 후 북한 에서 수행가능한 수자원개발 사업 도출 추진전략을 수립하고자 한다.
3.3 국제 물거래 대비 우리나라 가상수 분석 기 반 구축(제4-3세세부과제)
현재 국내에서는 세계 물시장의 규모가 확대되고 있음에도 불구하고, 이에 대응할 수 있는 적절한 대 책을 강구하지 못하고 있는 실정이다. 특히, 예상되 는 기후변화에 대비한 수자원산업의 체계적인 전략 및 정책적 방안이 미비한 실정이다. 국내 수자원 이 용은 국가 발전에 비례하여 증가하고 있으나 타 국 가에 비해 물이용의 취약성이 높아 수자원 건전성 의 체계적인 평가가 필요하다. 이미 미국, 일본, 호
주 등의 선진국에서는 수자원산업의 전략적 진출을 위한 가상수 및 물발자국을 정책으로 활용하고 있으 며, 물에 대한 환경부하를 줄이고 물 건전성을 확보 하기 위한 물 지수의 개발이 진행 중에 있다. 수출주 도형 경제체제의 우리나라는 제품 수출 시 물 소비 및 오염 문제가 기술 장벽으로 작용하지 않도록 사 전 대응 준비가 요구된다. 이에 본 세세부과제에서 는 가상수의 데이터베이스 및 물 건전성 평가 체계 를 구축하여 해외시장의 기업참여를 위한 활성화 전 략을 도출하고자 한다(그림 5). 가상수에 따른 용수 수요의 변화를 분석하여 가상수 변동 시나리오를 수 립하고, 물발자국의 데이터베이스 구축이 산업 전 반으로 확대될 수 있도록 기초자료를 구축하고자 한 다. 더불어 수자원량과 물 이용량, 하천환경, 국가경 쟁력 등 다각도의 관점이 반영된 물 지수 개발과 평 가기반을 구축하여 국내 수자원산업의 해외진출을 위한 지원방안을 제시하고자 한다.
그림 5. 4-3세세부과제 연구추진 개념도
3.4 기후변화에 따른 수자원 가치평가 기술개발 및 적용(제4-4세세부과제)
국내의 경우 수자원이 제공하는 경제적 가치를 평가하고자 하는 연구들은 대부분 수자원시설물의 경제성분석에 국한되어있는 실정이다. 이에 따라 기후변화 및 사회경제적 환경변화에 따른 수자원 의 가치를 평가하는데 한계가 존재한다. 따라서 제
한된 수자원의 효율적 배분과 관리를 위해 수자원 의 사회경제적 가치를 최적화 할 수 있는 기술개발 이 요구된다(그림 6). 또한, 물-에너지-식량 연계 (water-energy-food nexus)의 개념 정립이 미흡 하고, 연계해석을 위한 기술 및 모형 개발이 전무하 므로 해외 연구사례를 토대로 국내실정에 맞는 기 술을 개발하고자 한다.
그림 6. 4-4세세부과제 연구추진 개념도
연구개발 성과의 실용화
본 연구과제의 핵심연구 성과는 전지구 대기/지 표/수문/지하 D/B를 구축하고, 우리나라 건설(수자 원)산업의 해외사업지원체계를 구축하는 것으로 그 림 7과 같다. 이를 위해 전지구 수자원 관련 지형 및 자연공학적 정보 (제4-1과제), 인문·사회·경제적 정보(제4-3과제)를 구축할 예정이다. 또한 관측자 료만으로 부족한 부분은 제4-1세세부과제에서 전 지구 수문모형을 이용하여 수자원 관련 정보를 재생 산할 예정이다. 전지구 기후시나리오를 구축할 것이
며, 각 지역의 특성을 잘 모의하는 적정 GCM 선정 기술을 적용할 것이다. 이외에도 북한지역에 초점 을 맞춘 한반도 수자원 변동성 분석기술, 국가 가상 수 D/B 구축 및 활용기술, 물건전성 평가를 위한 물 지수 개발, 수자원의 사회·경제적 가치평가기술, Water-Food-Energy 연계해석 기술 등을 개발하 여 시스템에 탑재할 계획이다. 개발될 전지구 수자 원 정보제공시스템은 수집된 전지구 자료, 재생산된 수자원 관련 자료와 평가결과 등을 제공할 예정이 며, 특정 기술자가 원하는 지점의 데이터를 다운로 드할 수 있는 기능을 제공할 계획이다.
4. 맺음말
본 세부과제에서 핵심성과물들이 개발되면 전지 구 수문기상 DB의 경우 기업에 지원하여 해외시장 진출 시 기초자료로 활용될 수 있으며, 국내 독자기 술로 개발된 수문해석모형의 지속적인 보완과 개선 을 통해 국내 수문해석기술의 선진화를 이룰 수 있 을 것이다. 또한, 가상수 D/B구축으로 체계적인 가 상수 이용량을 분석하여 향후 수자원산업 전략수립 에 활용될 수 있으며, 물 지수를 이용한 물 건전성을 평가하고 미래 물이용에 대한 대응전략 도출할 수 있다. 기후변화로 인한 수자원 변동시 합리적 물가 격 산정이나 다양한 절수정책 개발시 활용될 수 있
으며, 기후변화에 따른 인문사회 가치 분석 결과를 제시함으로서 최적 국가정책 수립에 대한 기초자료 로 활용될 수 있다. 따라서 본 세부과제에서 개발될 기술은 국내 건설회사의 해외사업지원과 더불어 국 내 물관리 기술의 선진화를 이룰 수 있을 것으로 사 료된다.
감사의 글
본 연구는 국토교통부 물관리사업의 연구비지 원(14AWMP-B082564-01)에 의해 수행되었습 니다.
그림 7. 해외사업 지원을 위한 전지구 수자원 정보제공시스템
