Issue
01
1. 서론
우 리 나 라 에 서 는 1 9 6 7 년 국 제 수 문 1 0 개 년 (International Hydrological Decade, IHD)과 국
제수문학프로그램(International Hydrological Programme, IHP) 사업을 통해 경안천 등 10개 IHP 시험유역을 운영하였으며, 2015년부터는 용담 시험유역을 운영하고 있다. 이중 장기간 운영된 시 험유역은 평창강, 보청천, 위천이며, 27년(1981〜
2007년)간의 운영 이력을 갖고 있다. IHP 대표시 험유역을 통해 생산된 수문자료와 각종 연구 결과 는 국가 물 관리, 수문순환 해석, 국내 수문·수자 원 기술 발전, 국제적 기술 교류 등에 널리 활용되 고 있다. UNESCO-IHP 사업은 1975년 IHP 국가 위원회(2011년 IHP 한국위원회로 재설립)가 설립되 어 IHP 1단계 사업을 시작한 이후로 단계별 진행되 고 있으며, 현재에는 8단계(2014〜2021년) 5차년도 (2018년) 사업이 진행되고 있다. 8단계 사업에서는 지역·국가 및 국제적 난제에 대응하기 위한 물 안 보 강화에 주요 목적을 두고 물 관련 재해 및 수문학 적 변화, 환경변화로 인한 지하수의 중요성, 물 부족 과 수질 문제, 미래의 물과 인간 활동, 지속 가능한 생태수문학과 공학의 조화, 미래의 물과 인간 활동 등 다양한 분야에서 연구가 계획·진행되고 있다.
IHP 대표시험유역은 단계별 사업의 목표에 부합 할 수 있는 시험유역을 운영해야 국내 수문·수자 원의 기술 발전뿐만 아니라 국제적인 정보 및 기술 교류 활성화에도 크게 기여할 수 있을 것으로 판단 된다. IHP 사업의 목표와 목적 등에 부합한 시험유 역을 운영하기 위해서는 단계별 IHP 시험유역 운 이 연 길
한국수자원조사기술원 연구개발실 실장 sugawon@kihs.re.kr
김 기 영
한국수자원조사기술원 연구개발실 팀장 kykim@kihs.re.kr
임 혁 진
한국수자원조사기술원 연구개발실 선임연구원 hyukjin@kihs.re.kr
이 신 재
한국수자원조사기술원 한강조사실 실장 lsj@kihs.re.kr
이 연 길
한국수자원조사기술원 연구개발실 실장 sugawon@kihs.re.kr
김 기 영
한국수자원조사기술원 연구개발실 팀장 kykim@kihs.re.kr
임 혁 진
한국수자원조사기술원 연구개발실 선임연구원 hyukjin@kihs.re.kr
이 신 재
한국수자원조사기술원 한강조사실 실장 lsj@kihs.re.kr
Issue
IHP 제8단계(5~8차년도) : 시험유역 기획과제 05
IHP 대표시험유역 특성 분석 및 운영 전략 연구사업 소개
영 목적과 사례, 국가 정책과 기술수요 변화 등을 검 토하는 연구가 선행돼야 할 것으로 판단된다. 이전 IHP 사업에서 생산된 자료나 다양한 기술개발 성 과 등은 우리나라 수문·수자원 기술의 개발에 상당 히 기여를 했다. 그러나 2007년 수문조사에 관한 사 항이 「하천법」에 규정되면서 우리나라에서는 수문조 사기술 발전뿐만 아니라 다양한 수문자료(품질관리 포함)가 정기적으로 생산되고 있다. 이로 인해 이전 IHP 사업의 목적은 자동적으로 해소되었다고 봐도 과언이 아니다. 따라서 앞으로의 시험유역은 우리나 라 수문·수자원조사 기술을 아우를 수 있는 새로운 개념의 시험유역 목적과 효율적인 운영방안이 마련 돼야 할 것으로 판단된다. 기존의 단계별 IHP 대표 시험유역의 운영 현황 등을 토대로 하여 볼 때, 현재 의 IHP 사업에서는 다양한 종류의 수문자료, 타 시 험유역(연구단 등)과의 연계성, 기 수행되고 있는 수 문조사와의 차별성 등이 고려되어야 할 것으로 판단 된다.
IHP 8단계 5차년(2018년) 사업에서는 「IHP 대표 시험유역 특성 분석 및 운영 전략」 연구를 계획하 여 진행하고 있다. 본 연구는 새로운 개념의 다목 적·통합적 대표시험유역을 선정하고, 이를 운영할 수 있는 효율적인 방안을 마련하는 데에 주요 목적 이 있다. 본 연구에서는 국내 수문·수자원조사기 술 수준과 기 설치되어 운영되고 있는 수문조사시 설의 연계성, 기존 R&D 시험유역과의 연계 및 차별 성, UNSCO-IHP의 주제(물안보) 등을 고려해 방안 을 수립하고 있다. 본 고에서는 연구의 내용적 범위 와 대표시험유역의 선정 방향, 향후 대표시험유역의 운영 방안에 대해 큰 틀에서 기술하였으며, 향후 자 문 등을 통해 완성도를 높여갈 예정임을 서두에 밝 혀 둔다.
2. 연구내용
IHP 8단계 5년차(2018년) 사업에 계획된 「IHP 대
그림 2.1 연구의 내용적 범위 그림 2.2 연구수행 절차
표시험유역 특성 분석 및 운영 전략」은 기 수행된 단 계별 IHP 시험유역 운영 목적과 사례, 정책과 기술 수요 변화 등을 검토하고, 시험유역의 운영 목적과 개념을 정리하여 우리나라를 대표할 수 있는 시험유 역 선정과 운영 방안을 제안하는 데에 연구 목적이 있다. 연구의 내용적 범위는 그림 2.1과 같다. 본 연 구의 목적을 달성하기 위해 ① IHP 대표시험유역 목 적 설정, ② 목적에 부합하는 시험유역 후보지 선정,
③ 시험유역 후보지 평가, ④ 예비시험유역 선정 및 현지답사, ⑤ IHP 대표시험유역 선정 및 운영 방안 마련의 5단계로 계획하여 진행하고 있다(그림 2.2).
본 고에서는 현재까지 진행된 연구성과, 즉 IHP 대 표시험유역의 목적, 목적을 고려한 대표시험유역 선 정과 운영 방안에 국한하여 기술하고자 한다.
2.1 IHP 대표시험유역의 목적 설정 방향
우리나라에서는 2007년 「하천법」에 수문조사에 관한 사항이 규정되면서부터 다양한 수문자료가 정 기적으로 생산되고 있다. 최근에는 국가수문관측망 (국토해양부, 2010년)을 토대로 수문조사시설이 확 충되고 있으며, 물 수지 등 여러 수문분석에 필요한 토양수분량 및 증발산량 자료도 제한적이지만 생산 되고 있다. 또한, 환경부 등 관련기관 뿐만 아니라
기상청, 농촌진흥청, 한국수자원공사, 한국수력원자 력에서도 기관의 목적에 따라 수문자료를 생산하고 있다. 사실, 우리나라 수문조사 기술은 수문조사에 관한 사항이 법적 의무사항이 되면서부터 급진적으 로 발전하였다. 또한 2000년 이후 R&D 사업이 활 성화됨에 따라 시험유역 운영이 확대되면서 특수 목 적을 갖는 여러 시험유역이 운영되어 왔다. 이를 통 해 수문조사의 기술뿐만 아니라 수문분석, 시험유역 운영 등의 다양한 기술이 확보되고 있다. 이와 같은 국내 조사기술의 발전과 확충된 수문조사시설의 인 프라 등을 감안하여 볼 때 이전 IHP 사업 목적과는 다른 새로운 방향으로의 목적 설정이 필요할 것으 로 판단된다. 본 연구에서는 국내외 시험유역 운영 사례 조사 및 분석 결과, UNESCO-IHP 대주제(물 안보 등), 국내 기술수준, 시험유역 운영의 현실성 등을 고려하여 다목적·통합적 개념으로 대표시험 유역의 목적을 설정하였다. 본 연구에서 IHP 대표 시험유역 목적에 고려한 사항은 그림 2.3과 같으며 UNESCO-IHP 주제(물 안보 등)와 관련 있는 물 순 환, 강우-유출(자연유출, 설계수문량), 홍수, 가뭄, 수질, 유사, 수생태, 지하수, 수문조사 기술 개발 등 의 다양한 분야에 이른다.
그림 2.3 IHP 대표시험유역 목적 설정(안)
2.2 IHP 대표시험유역 선정 방안
IHP 대표시험유역의 운영 목적에 부합하고 우리 나라를 대표할 수 있는 최적의 시험유역과 운영 측 면을 고려해 IHP 대표시험유역 선정 방안을 마련하 였다. 그림 2.4〜그림 2.6에서 알 수 있는 바와 같 이 대표시험유역 선정 방안에 목적의 적합성, 기존 수자원관측시설의 활용성, 현장조사 및 전문가 자 문을 포함하였다. 대표시험 선정 절차를 3단계로 구 분하여 세부적으로 기술하면 다음과 같다. 첫째, 시 험유역의 목적 적합성 평가를 위해 유역규모, 토지 이용, 하천특성, 유로/배수체계, 기존 시험유역과의 연계 가능성, 시험유역 유지관리 용이성 등을 평가 지표로 설정하였다. 시험유역의 규모는 향후 시험유 역의 운영, 분석 결과의 대표성, 다양한 수문분석과 자료의 활용성에 영향을 미치는 만큼, 소유역보다는 중권역 규모로 계획하였다. 유역의 토지이용 특성은 자연친화적인 물 순환 해석과 물 관련 재해 등을 고 려하여 도시하천 유역보다는 자연하천 유역 위주로 계획하였다. 또한 하천특성은 다양한 수문조사 기 법의 현장 적용성과 ADCP와 같은 첨단장비의 검증 측면을 고려해 평상 시 수심과 하폭, 하상재료, 하천 경사 등을 평가 지표로 설정하였다. 유로와 배수 체 계는 수문특성 분석에 대표성을 반영하기 위해 평가 지표에 포함하였다. 유로와 배수 체계의 특성이 평 가지표에 반영되면 지류에 편중되지 않고 지류와 본 류 특성이 함께 고려될 수 있는 시험유역이 선정될 수 있을 것으로 판단된다.
둘째, 기존 수자원관측시설의 활용성 평가 단계에
서는 관측종목의 다양성, 관측밀도, 기존 관측자료 의 활용성, 관측소의 안정적 운영 측면을 평가지표 로 설정하였다. 다목적·통합적 대표시험유역의 운 영 목적에 부합하기 위해서는 강수, 수위, 유량뿐만 아니라 토양수분량(Soil Moisture, SM), 증발산량 (Evapotranspiration, ET), 수질, 유사, 지하수, 수 생태 등의 다양한 종목의 자료가 필요할 것으로 판 단된다. 이에 따라 본 연구에서는 관측종목의 다양 성 측면을 평가지표로 설정하였으며, 이는 중권역별 로 구분하여 평가할 계획이다. 본 연구에서는 관측 종목의 다양성에 가장 주안점을 두고 연구를 진행하 고 있다. 관측밀도(공간분포)는 대상유역의 대표성 과 밀접하게 관련된 인자로서 환경부, 4대 홍수통제 소, 기상청, 농촌진흥청, 한국수자원공사, 한국수력 원자력 등의 여러 기관의 관측시설을 포함하여 평가 를 진행하고 있다.
셋째, 현장조사/자문결과 반영 단계에서는 이전 단계에서 선정된 예비 후보지를 대상으로 현장조사 와 자문을 통해 최종 후보지를 선정할 계획이다. 이 전 단계에서 선정된 예비 후보지는 도상분석 결과로 서 최종적인 답이 될 수 없으며 현장조사는 필수적 인 사항이다. 현장조사는 수문관측시설과 인근 하도 의 수심(다양한 수문조사 방법 적용 가능성 고려), 하상재료, 수생태 등에 주안점을 두고 수행할 예정 이다. 본 연구에서는 대표시험유역이 다양한 운영 목적을 만족하지 못할 경우에는 단일 혹은 특수 목 적의 시험유역을 별도로 고려할 계획을 가지고 있 다. 사실, 1개의 시험유역에서 도시홍수(재해), 회귀
그림 2.4 IHP 대표시험유역 선정의 주요 절차
수량, 생태수문, 하상변동 등의 다양한 목적을 고려 하기는 어려울 것으로 보인다.
2.3 IHP 대표시험유역 운영 방안
IHP 대표시험유역의 운영 방안은 효율적, 지속 적, 안정적 측면에 주안점을 두고 마련하였다. 그림 2.7에서 알 수 있는 바와 같이 사업예산, 운영주체, 전문성, 조사장비, 정보화 등의 현실성이 최대한 고 려될 수 있도록 IHP 대표시험유역 운영 방안을 마 련하였다. 본 연구에서 도출한 IHP 대표시험유역의 운영 방안을 3가지 관점에서 기술하면 다음과 같다.
첫째, IHP 사업예산, 전문성 등의 현실성을 반영하
였다. 사실, 금회 선정될 IHP 대표시험유역은 기존 수문조사시설의 다양한 수문자료를 활용할 수 있는 장점을 가진다. IHP 사업에서는 수문관측소 운영기 관의 자료를 최대한 활용하여 연구와 분석에 치중 (수문자료 생산 지양)하고, 필요한 경우에만 IHP 사 업에서 추가적으로 자료를 생산하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 이를 실현하기 위해서는 관측소 운영기관과의 자료 협조체계가 우선적으로 마련돼 야 할 것으로 판단된다. 둘째, ADCP 등과 같은 첨 단장비의 검증 측면을 고려하여 IHP 대표시험유역 의 활용 폭을 높일 수 있도록 하였다. 셋째, 매년 시 험유역 운영자료집의 정기적 발간·정보화 체계 측 그림 2.5 IHP 대표시험유역 선정의 도식적 절차
그림 2.6 주요 평가지표 설정(안)
면을 고려하였다. 자료집에는 시험유역 운영을 통해 생산된 다양한 수문자료(강수, 수위, 유량, 토양수분 량, 증발산량, 하천유사)와 지하수, 수질, 수생태 등 이 수록되어야 할 것으로 판단된다. 또한, 기상, 강 우-유출, 물수지 등의 분석결과와 수문조사장비의 검증 결과 등도 함께 수록되면 자료의 활용성이 증 대될 것으로 판단된다.
3. 연구추진 체계
본 연구는 「한국수자원조사기술원」에서 담당하고 있으며, 연구는 금년 연말에 완료할 예정이다. 연구 의 중요성과 짧은 연구기간 등을 감안하여 유량, 유
사량, 토양수분량, 증발산량 등의 수문조사와 물 수 지와 수문분석, 시험유역 구축 및 운영에 경험이 풍 부한 전문가 위주로 연구진을 구성하였다. 그림 3.1 에서 알 수 있는 바와 같이 해당 연구는 대표시험유 역 목적과 운영방안, 후보지 선정 및 평가, 수문특성 분석 등으로 역할을 구분하여 추진하고 있다. 본 연 구의 효율적·체계적 수행을 위해 월 2회의 정기적 미팅을 하고 있으며, 이를 통해 연구 내용을 서로 공 유·평가하여 완성도를 높여 나가고 있다. 시험유역 의 후보지가 선정되면 연구진이 모두 현장조사에 참 여하여 현장의 특성이 최대한 반영될 수 있도록 할 계획이다.
그림 2.7. IHP 대표시험유역 운영 방안
그림 3.1 연구추진 체계
4. 기대효과 및 활용방안
지금까지 IHP 8단계 5차년(2018년) 사업에서 수 행하고 있는 「IHP 대표시험유역 특성 분석 및 운영 전략」에 대한 연구 필요성과 목적, 내용적 범위, 시 험유역 선정 방안과 운영전략 등에 대해서 기술하였 다. 본 고에서 기술한 시험유역 선정 및 운영방안 등 은 현재까지의 연구결과를 토대로 작성한 것으로 향 후 자문 등의 다양한 의견을 반영하여 보완할 예정 이다. 본 연구를 통해 얻을 수 있는 기대효과와 활용 방안을 기술하면 아래와 같다.
첫째, 기존의 시험유역과는 다른 새로운 개념의 다목적·통합적 시험유역은 자료의 다목적 활용성, 다양한 수문분석 및 기술 개발 등의 토대 마련에 기 여할 것으로 판단된다. 둘째, 소유역에서 중권역 규 모로의 전환은 물 순환 등의 정량화와 다양한 수문 분석에 대표성을 반영해 줄 수 있을 것으로 판단된
다. 셋째, 기존 수문조사시설(기존자료 포함)를 활 용할 수 있어 안정적·지속적으로 수문자료의 축적 및 분석이 가능할 것으로 판단된다. 넷째, 시험유역 운영 자료집(분석 결과 포함) 및 정보화는 국가 IHP 대표시험유역의 위상 강화뿐만 아니라 수문·수자 원 기술 발전을 도모하고, 국제적인 정보 및 기술 교류의 밑거름으로 작용될 것으로 판단된다. 또한, IHP 대표시험유역이 다목적·통합적 개념에 더해 특수 목적까지 고려된다면 다양한 하천자료 생산이 가능해 하천자료 공유 체계에 중추적인 역할을 할 수 있을 것으로 판단된다.
감사의 글
본 글은 환경부의 2018년 국제수문학프로그램 (IHP) 연구지원 사업에 의한 것임.
1. 국토교통부, 국제수문개발계획(IHP) 단계별 보고서(6단계〜8단계) 2. 국토해양부, 2010, 국가수문관측망 구축 2차년도 연구 보고서 3. 한국수자원공사, 2013, 용담시험유역 운영 백서
4. 한국수자원조사기술원, 2017, 수문조사매뉴얼 참고문헌
