Climate Change Impacts on Agricultural Water in Nakdong-river Watershed

DOI:http://dx.doi.org/10.5389/KSAE.2012.54.3.149

기후변화에 따른 낙동강 유역 농업용수 영향 분석

Climate Change Impacts on Agricultural Water in Nakdong-river Watershed

지용근

․이진희

․김상단

Jee, Yong Keun․Lee, Jin Hee․Kim, Sang Dan

ABSTRACT

For the systemic management and planning of future agricultural water resources, deriving and analyzing the various results of climate change are necessary to respond the uncertainties of climate change. This study assessed the impact of climate change on the rainfall, temperature, and agricultural water requirement targeting in the Nakdong-river's basin periodically according to socio- economic driving factors under the scenarios A1B, A2 and B1 of the Special Report on Emission Scenarios (SRES) through the various IPCC GCMs. As a result of future rainfall change (2011∼2100), increasing or decreasing tendency of rainfall change for future periods did not show a clear trend for three rainfall observatories, Daegu, Busan and Gumi. The characteristics of the temperature change consistently show a tendency to increase, and in the case of Daegu observatory, high temperature growth was shown. Especially, it was increased by 93.3 % in the period of future3 (2071∼2100) for A2 scenario. According to the scenario and periodic analyses on the agricultural water demand, which was thought to be dependent on rainfall and temperature, the agricultural water demand increased at almost every period except during the Period Future1 (2011∼2040) with different increase sizes, and the scenario-specific results were shown to be similar. As for areas, the agricultural water demand showed more changes in the sub-basin located by the branch of Nakdong-river than at the mainstream of the River.

Keywords: Agricultural water requirement; Agricultural water resources management; Climate change; Watershed management

I. 서 론^*

기후변화에 의한 영향이 자연계를 비롯하여 인간 활동에 직 ․ 간접적으로 미치게 되면서, 세계 인류를 포함한 지구상의 생물 생존 그 자체를 위협하는 21세기 최대 문제로 대두되고 있다.

기후변화로 인한 시공간적 강우특성의 변화로 인한 수자원의 질 적 ․ 양적 취약성은 물부족, 홍수, 수질악화 및 생태계 교란 등의 문제를 야기하고 있으며 그 피해규모는 증가될 것으로 전망되고 있다. 이미 2000년 UN의 새천년개발목표 (MDGs; Millennium Development Goals)의 15개 세부 목표 가운데 하나로 책정이 될 정도로 21세기의 수자원은 국가 안보상 주요한 이슈로 인식 되고 있으며, 그 중요성이 경제재로서 소중한 자원이라는 인식과 물부족으로 인한 국제분쟁이 더욱 첨예해질 것으로 주요 국제기

* 한국환경정책 ․ 평가연구원 정책연구본부 물환경연구실

** 한국환경정책 ․ 평가연구원 환경평가본부 환경평가1실

*** 부경대학교 환경공학과

† Corresponding author Tel.: +82-2-380-7695 E-mail: jhlee@kei.re.kr

2012년 3월 16일 투고 2012년 5월 21일 심사완료 2012년 5월 21일 게재확정

구에서는 전망하고 있다.

기후변화에 관한 연구는 전지구순환모형 (GCMs)에 의한 결과 를 활용하면서부터인 1990년대 초반부터 발전하기 시작하였으며, 국내에서는 1990년대 중반부터 기후변화에 의한 수리/수문부문 의 영향에 관한 연구를 시작하였다. Ahn et al. (2001)은 전지 구순환모형 모의 결과를 기반으로 대청댐 유역의 강수량과 기온 변화에 따른 토양함수비, 증발산, 유출량 등의 변화를 물수지 모 형으로 분석한 결과 유출량의 계절적 변화와 가뭄과 홍수의 발 생 가능성이 증가할 것으로 예측하였다. Kim et al. (2004)은 기 후변화 시나리오를 적용하여 용담댐 유역을 대상으로 일 수문기 상 시계열을 모의하였으며, 유출량을 산정한 결과 연평균 유출량 이 현재 상황에 비해 약 7.6 ％ 감소하는 것으로 나타났으나 유 출량의 계절적 패턴 변화는 없는 것으로 예측하였다. 기온 상승 과 관련해서는 100년 (1906∼2005년) 동안 전 지구 평균기온 은 0.74 ℃ 증가하고, 최근 50년간 지구온난화 추세는 0.13 ℃ /10년으로 이 상승률은 최근 100년간 추세의 2배에 해당한다 (IPCC, 2007). ‘Climate and Water’ IPCC Technical report

Ⅳ (2008)에서도 관측기록과 기후전망은 광범위한 인류사회와 생태계에 있어서 수자원이 기후변화에 취약하고 기후변화에 심 하게 영향을 받을 것으로 예측하고 있다.

우리나라와 같이 협소한 국토면적과 과다한 인구밀도, 담수자 원의 의존도가 높은 상황에서 기후변화로 인한 영향은 수자원 이 용 및 계획에 크게 미치는 것은 자명한 사실이며, 더불어 전체 수자원 이용량의 약 48 %를 차지하는 농업수자원에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. 이에 대해 Chung (2009)은 낙동강권역 의 기후변화에 따른 농업용수 수요량의 변화추이를 전망하였으 며, Yun et al. (2009)의 연구에서는 기후변화에 따른 경작 형 태, 작물 변화 등이 농업용수에 영향을 미칠 것으로 분석하고 두 개의 GCMs (MM5, MIROC3.2)과 IPCC SRES (Special Reports on Emissions Scenarios, IPCC, 2000)에서 인구, 경제, 기술에 관련된 인자들 각각의 특성에 맞게 고려하여 제시한 시나리오 중 두 개의 온실가스 배출시나리오 (A1B, B1)를 이용하여 미래 기상자료를 생성하여 대상 저수지의 미래 유량 변화를 분석하였 다. 또한 Yun (2010)은 기후변화로 인해 변화하는 춘천, 수원, 서산, 청주, 포항, 전주, 여수, 진주 등 8개 지역의 잠재증발산 량, 필요수량 등을 분석하였으며, 증가하는 수요를 대비한 용수 확보차원의 농업수자원 관리대책이 필요하다는 것을 지적하였다.

미래 농업수자원의 체계적인 관리와 계획을 위해서는 기후변 화로 인해 발생할 수 있는 다양한 결과를 도출하고 분석함으로 서 기후변화가 가지는 불확실성에 대처할 수 있도록 준비하는 것이 필요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 GCMs 중 CSIRO-MK3.0과 A1B, A2, B1 등 세 개의 온실가스 배출시나 리오를 통해 생성된 수문자료의 시공간적 특성을 분석하였으며, 미래 기후자료를 이용하여 오염총량관리 단위유역별로 낙동강 유역의 농업용수 필요수량을 산정함으로서 기후변화에 따른 농 업용수 필요수량의 변화를 분석하였다.

II. 재료 및 방법

1. 대상유역

본 연구는 대상유역은 면적이 23,384.2 km²이고 유로 연장이 약 513.5 km인 낙동강 유역으로, 행정구역은 대구 ․ 경북을 비롯 한 부산 ․ 경남과 울산 등의 5개광역시 ․ 도 (19개 시, 30개 구/군) 가 전체 또는 일부 포함되어 있다. 농업용수 필요수량은 2007년 도 환경부 토지이용도의 논과 밭의 면적을 바탕으로 41개 오염 총량관리단위유역별로 산정되었다. 낙동강유역의 논 면적은 우리 나라 전체면적 1,069,932 ha의 24.6 %에 해당하는 263,208 ha 이었으며, 밭 면적은 전체면적 711,647 ha의 25.7 %에 해당하 는 183,249 ha인 것으로 분석되었다 (MOAF, 2008). Fig. 1은 연구대상 유역인 낙동강유역의 오염총량관리단위유역을 나타낸 것이다.

Fig. 1Study watershed

2. 낙동강유역 농업용수 필요수량

농업용수는 논용수, 밭용수, 축산용수로 구성되며, 논용수는 수 리답과 수리불안전답으로, 밭용수는 관개전과 비관개전으로 구분 한다. 본 연구에서는 논용수와 밭용수만을 고려하였으며, 논용수 의 경우 수리답으로, 밭용수의 경우는 관개전과 과수원으로 구분 하여 농업용수를 산정하였다. 논용수 수요량은 벼의 증발산량, 침투량, 기타 관리용수량 및 작물이 강우를 직접 사용할 수 있는 유효우량을 고려하여 당일의 필요수량을 산정하였다. 논에서의 증발산량은 수정 Penman공식 (FAO, 1998)을 적용하여 산정하 였고, 농업생산기반정비사업계획 설계기준-관개편 (MAF, 1998) 에서 제시한 작물계수를 이용하여 실제증발산량을 계산하였다.

논에서의 유효우량은 논이 가지는 기하학적 특성 때문에 나타 나는 것으로서 일반적으로 논벼의 경우 생육기간별 필요수량은 기상상태에 따라 변하는 증발산량과 유효우량의 관계에 따라 시 간의 함수로 나타낼 수 있다 (MLTM, 2006). 본 연구에서 유효 우량은 논둑으로 구분된 단일필지의 물수지 식으로부터 산정하 며, 60 mm 담수심법을 적용하였다. 밭 용수의 추정에는 FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations)

Table 1 Agricultural water requirement of TMDL watershed in Nakdong-river Unit watershed Water requirement

(10 ³ m³/yr) Unit watershed Water requirement

(10³ m³/yr) Unit watershed Water requirement

(10³ m³/yr) Unit watershed Water requirement (10³ m³/yr)

Nakbon A 6,200.4 Uicheon B 157,097.1 Nakbon G 117,145.4 Namgang B 97,551.3

Nakbon B 38,783.6 Naeseong A 162,565.1 Geumho A 142,971.5 Namgang C 60,455.6

Nakbon C 96,905.8 Naeseong B 106,095.0 Geumho B 110,941.0 Namgang D 134,453.0

Banbyeon A 18,961.8 Geumcheon A 168,757.2 Geumho C 61,409.2 Namgang E 115,099.8

Banbyeon B 43,982.7 Yonggang A 110,262.0 Hoecheon A 94,893.2 Nakbon J 157,558.7

Yongjeon A 20,838.0 Eian A 51,597.9 Nakbon H 87,503.0 Milyang A 135,283.7

Gilan A 31,842.6 Byongseong A 56,899.7 Whanggang A 76,762.8 Milyang B 81,826.2

Micheon A 32,242.1 Nakbon E 130,080.2 Whanggang B 143,135.2 Nakbon K 29,611.5

Nakbon D 102,417.9 Gamcheon A 168,757.2 Nakbon I 112,546.6 Nakbon L 25,851.0

Uicheon A 85,583.7 Nakbon F 112,629.7 Namgang A 163,362.1 Nakbon M,N 97,370.8

와 ICID (International Commission on Irrigation and Drainage) 등 세계적인 기구에서 추천하는 증발산량 산정법인 Penman- Monteith식을 추정방법으로 채택하였으며, 토양의 특성에 따른 TRAM (Total Readily Avaliable Moisture, 총신속유효수분량) 값을 포장용수량으로 밭 토양내의 수분을 추적하는 물수지 방법 을 이용하여 유효우량과 밭작물의 필요수량을 산정하였다.

농업용수의 회귀율은 특징상 다른 용도의 용수에 비해 유효우 량의 비중이 높다는 것과 회귀수량이 반복 이용됨으로써 반복 이용효율이 높으며 물의 소비기구가 복잡하여 기상, 토양, 작물 의 종류, 생육조건, 수원공의 종류 등의 관련 인자에 크게 영향 을 받기 때문에 조사자와 연구방법에 따라 최소 1.34 %에서 최대 130.2 %까지 다양하며 심한 편차를 보이고 있다 (Choo, 2004). 이는 연구자에 따라 지표배출로 국한하여 회귀수량을 정 의하거나 지표배출과 지하침투를 합한 수량을 회귀수량으로 정 의하기 때문이라고 판단된다. 본 연구에서는 건설교통부에서는 외국의 자료 등을 참조하여 사용하는 관개수량의 약 35 %가 회 귀하는 것으로 하였다. Table 1은 2007년도 낙동강유역 오염총 량관리 단위유역별 농업용수 (논용수＋밭용수)을 산정한 결과 이다.

3. 기후변화 시나리오

본 연구에서는 PCMDI (Program for Climate Model Diagnosis and Intercomparsion) 25개 GCMs 중 호주 CSIRO (the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization) 에서 개발한 CSIRO-MK3.0 모형자료를 선정하여 이용하였으며, 모형의 공간 해상도는 지표면 1.9 °×1.9 °, 해양 0.8 °×1.4 °이 다 (Lee et al., 2010). GCMs로부터 획득한 큰 해상도의 미래기 후 정보는 시공간적 변화인자기법 (Spatio-Temporal Changing Factor Method, STCFM)을 적용하여 통계학적으로 Fig. 2와 같이 한반도 남동부에 위치한 24개 기상관측지점에 대해 규모내

Fig. 2 Observation location (24 sites)

Fig. 3 Down-scaling procedure (Lee and Kim, 2011)

(a) Average monthly rainfall in Daegu (b) Coefficient of Variation in Daegu

(c) Average monthly rainfall in Busan (d) Coefficient of Variation in Busan

(e) Average monthly rainfall in Gumi (f) Coefficient of Variation in Gumi Fig. 4 Characteristics and Coefficient of variation (CV) of monthly rainfall (SRES A1B) 림하였다 (Lee and Kim, 2011).

GCMs에서 월단위로 제공하는 변수 중 pr를 월강수량으로, tave 를 월 평균기온으로 가정하였으며, 먼저 GCMs에서 제공되는 1980

∼2009년의 월 평균기온과 월 강수량 자료를 동 기간 24개 지 점 공간평균자료와 일치시키기 위한 편의보정을 시도하였다. 편 의보정은 월별로 수행되었으며, GCMs별 모의 결과의 누가확률 밀도함수를 관측된 공간평균자료의 누가확률밀도함수에 Quantile mapping하는 방법을 취하였다. 미래 자료 또한 동일한 방법으로 산출되었으며, 산출절차는 Fig. 2와 같다.

III. 결과 및 고찰 1. 기후인자 분석

가. 강우특성 분석

기후변화에 대한 강우량 변화를 분석하기 위해 대구, 부산, 구 미 관측소의 온실가스 배출 시나리오 A1B, A2, B1에 따른 현재 (1980∼2009년), Future1 (2011∼2030년), Future2 (2031∼

2070년), Future3 (2071∼2100년)의 기간별 강우 변화를 분석 하였다.

(a) Daegu (A1B) (b) Busan (A1B) (c) Gumi (A1B)

(d) Daegu (A2) (e) Busan (A2) (f) Gumi (A2)

(g) Daegu (B1) (h) Busan (B1) (i) Gumi (B1)

Fig. 5 Temperature variation for each observatory 기술혁신이 균형 있게 도입되어 발전하는 A1B 시나리오의 경

우는 현재 대비 Future1 기간에는 모든 관측소에서 강우가 평 균 4.3 % 증가하는 것으로 나타났으나 Future2 기간에는 평균 1.7 % 감소하는 경향을 나타냈다. Future3 기간의 경우는 현재 대비 가장 높은 증가율인 평균 7.4 % 증가하는 것으로 분석되 었다. 월별 증가율의 경우, 1월에는 대구, 부산, 구미 관측소가 모든 기간에 대해 강우가 감소하는 경향을 나타냈다. 이러한 감 소 경향은 4월, 10월, 11월과 12월에 나타났으며 상대적으로 2 월에는 강우가 큰 폭으로 증가하여 최대 32.7 % 증가한 것으로 분석되었다. 월 강우편차를 분석한 결과에 의하면, 대구 관측소 의 경우 6월과 9월에 편차가 가장 컸으며 부산 관측소는 6월과 8월, 구미 관측소는 6월과 9월에 편차가 큰 것으로 나타나 대체 로 여름 (6월~8월)과 초가을 (9월)에 강우편차가 크게 나타나는 것으로 분석되었다.

다원화 사회발전 시나리오로 불리는 A2 시나리오의 경우는 Future1 기간에는 강우가 1.1 % 감소하는 것으로 분석되었으며, Future2 기간에 대해서는 3.5 % 증가하고 Future3 기간에 대해 서는 2.0 % 증가하는 것으로 분석되었다. 월별 강우 변화는 A1B

시나리오 같이 뚜렷한 경향은 나타내지 않지만 여름철에 강우는 증가하고 가을철에는 감소하는 경향을 나타냈다. 월별 편차를 보 면 여름철 강우편차가 큰 것으로 나타났다.

지속발전형 사회 시나리오인 B1 시나리오에 대해서는 현재 대 비 Future1 기간이 강우 감소량이 평균 5.2 %로 가장 큰 것으로 분석되었다. 구미 관측소는 Future1 기간에 대해 최대 31.6 % (10월)까지 강우가 감소하는 것으로 분석되었으나 Future3 기간 에 대해서는 평균 8.2 %, 최대 52.0 % (2월) 증가하는 것으로 나타났다.

현재기간 (1980∼2009년) 대비 미래기간 (2011∼2100년)의 세 개 관측소 강우 변화 경향을 분석해보면, 6∼9월 강우의 증 가경향은 뚜렷이 나타나는 것으로 분석되었으며, 3∼5월 (봄)과 9∼11월 (가을)에 강우는 감소하는 것으로 분석되었다. 강우량 의 절대값 차이로 인해 증감률이 크게 나타날 수 있지만 12∼

2월의 경우는 증감 경향이 뚜렷이 나타나지 않고 변동이 심한 것으로 분석되었다. Fig. 4는 관측소별 시나리오에 따른 월별 강우특성 분석 결과 중 A1B 시나리오에 대한 결과만을 나타낸 것이다.

Table 2 Temperature increasement for each SRES (℃) SRES

Daegu Busan Gumi

Future Avg.

1 Future

2 Future

3 Future

1 Future

2 Future

3 Future

1 Future

2 Future

3 A1B 1.0 1.8 3.2 1.0 1.8 3.2 0.9 1.7 3.1 2.0

A2 1.2 2.1 3.8 1.2 2.1 3.8 1.1 2.0 3.7 2.3 B1 0.7 1.4 2.4 0.8 1.4 2.4 0.7 1.3 2.3 1.5 Avg. 1.0 1.8 3.1 1.0 1.8 3.1 0.9 1.7 3.0 　

나. 기온특성 분석

강우특성 분석과 같이 현재, Future1, Future2, Future3으로 기간을 구분하여 대구, 부산, 구미 관측소의 기온 변화를 시나리 오별로 분석하다. 시나리오별 기온 변화의 특성은 지속적으로 증 가하는 경향을 나타내는 것이며 분석 대상 관측소 중 대구의 경 우는 기후 변화에 따라 높은 기온 증가율을 나타냈다.

월별 기온 증가율을 분석하였을 때, 겨울기간 (12∼2월)의 기 온 증가율이 다른 계절보다 높게 나타났으며 부산 관측소의 경 우, A2 시나리오의 1월 기온이 최대 3.6 ℃까지 증가하는 것으 로 분석되었다 (Fig. 5, Table 2).

2. 기후변화에 따른 농업용수 영향 평가

CSMK모형에 세 개의 온실가스 배출시나리오 (A1B, A2, B1) 를 적용하여 생산된 미래 기상자료를 이용하여 낙동강 유역 오 염총량관리 단위유역 시나리오별 농업용수 필요수량을 산정하였 다. 전체 단위유역 중 용수공급에 영향이 클 것으로 판단되는 안 동댐, 임하댐, 합천댐, 남강댐 등의 주요 댐 상류 및 주요 하천 구간의 단위유역을 선정하여 결과를 제시하였다. 선정된 단위유 역은 낙본B, 반변B, 황강B, 남강C, 감천A, 낙본M으로 총 6개 단위유역이며, 현재 대비 미래의 농업용수 필요수량을 분석하였다.

그 결과, 각 단위유역에서 시나리오별로 증가하거나 감소하는 일정 경향을 나타내지는 않았지만 필요수량이 증가하거나 감소 하는 폭이 현재 대비 증가하는 것으로 분석되었다. Fig. 6은 시 나리오에 따른 농업용수 필요수량의 변화량을 나타낸 것으로 안 동댐이 위치한 낙본B 유역과 낙동강유역의 대표적 지류인 감천 A유역의 농업용수 필요수량의 변동을 나타낸 것이다.

Table 3은 주요 유역별 필요수량의 시나리오별 증감율을 나 타낸 것으로 A1B 시나리오에 대해 황강B, 남강C, 감천A, 낙본 M은 Future1 기간에 감소하는 것으로 나타났으나 Future2와 Future3 기간에는 필요수량이 증가한 것으로 나타났다. A2 시나 리오의 경우는 Future1 기간에 대해 선정된 유역에서는 필요수 량이 감소하는 것으로 분석되었고 Future2 및 Future3 기간에 는 크게는 15.5 %까지 증가하는 것으로 분석되었다. B1 시나리 오에서는 농업용수 필요수량이 지속적으로 증가하는 것으로 나

(a) Nakbon B

(b) Gamcheon B

Fig. 6 Variation of agricultural water for SRES

Table 3 Agricultural water for SRES (unit: 10³ m³/yr) NBB^* BBB^* HGB^* NGC^* GCA^* NBM^*

A1B

Present 29468.4 36425.8 112357.2 33284.77 111109.4 8509.0 Future1 30211.6 37025.5 110178.6 32487.52 108798.5 8465.6 Future2 31424.9 38479.2 113512.7 33192.08 111990.4 8733.4 Future3 31988.5 39478.4 116427.0 34064.21 114587.8 8891.0

V^*

F1 2.5 % 1.6 % －1.9 % －2.4 % －2.1 % －0.5 % F2 6.6 % 5.6 % 1.0 % －0.3 % 0.8 % 2.6 % F3 8.6 % 8.4 % 3.6 % 2.3 % 3.1 % 4.5 %

A2

Present 29465.6 36423.8 112356.7 33284.7 111109.4 8509.0 Future1 28786.7 36253.4 108984.7 31959.7 106296.8 8362.9 Future2 33495.8 39918.2 117019.2 35188.4 116716.6 9010.7 Future3 34046.9 41945.6 120334.8 35606.2 119899.8 9295.7

V^*

F1 －2.3 % －0.5 % －3.0 % －4.0 % －4.3 % －1.7 % F2 13.7 % 9.6 % 4.1 % 5.7 % 5.0 % 5.9 % F3 15.5 % 15.2 % 7.1 % 7.0 % 7.9 % 9.2 %

B1

Present 29465.6 36423.8 112356.7 33284.7 111109.4 8509.0 Future1 30994.7 38123.5 115479.0 34010.9 113983.9 8822.7 Future2 32646.8 39571.1 118939.3 35006.5 117495.5 8968.2 Future3 31759.9 39227.3 117124 34516.3 115753.3 8970.8

V^*

F1 5.2 % 4.7 % 2.8 % 2.2 % 2.6 % 3.7 % F2 10.8 % 8.6 % 5.9 % 5.2 % 5.7 % 5.4 % F3 7.8 % 7.7 % 4.2 % 3.7 % 4.2 % 5.4 % NBB^* : Nakbon B; BBB^* : Banbyeon B; HGB^* : Hwanggang B; NGC^* : Namgang C;

GCA^* : Gamcheon A; NBM^* : Nakbon M; V^* : Variation

(a) A1B Future1 (b) A1B Future2 (c) A1B Future3

(d) A2 Future1 (e) A2 Future2 (f) A2 Future3

(g) B1 Future1 (h) B1 Future2 (i) B1 Future3

Fig. 7 Shortage ratio of agricultural requirement water

타났다.

기간별 시나리오에 따른 농업용수 필요수량을 분석한 결과, A1B 와 A2 시나리오에서 Future1 기간에 농업용수 필요수량이 감소 하는 것으로 나타났지만, 그 외의 시나리오 및 기간에 따른 필요 수량은 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 필요수량은 작물 이 쓸 수 있는 유효우량 적용하여 계산하기 때문에 앞서 분석한 강우발생 경향을 크게 따르지 않은 것으로 판단되며, 기온은 겨 울철에 증가하는 경향을 나타내고 있기 때문에 농업용수 필요수 량 산정에 큰 영향을 미치지 않았던 것으로 판단된다. RCP8.5 시나리오에 따르면, 21세기 말에 한반도 평균 기온은 6.0 ℃ 상 승하고, 강수량은 20.4 % 증가할 것이 예상되고 있으며 (NIMR, 2011), 이에 따라 작황 변화 및 토지이용 변화가 발생할 것으로 판단되므로 기후변화에 따른 적절한 필요수량 산정 및 관리방안 이 제시되어야 할 것으로 사료된다.

단위유역별 필요수량 부족비율을 검토한 결과, 낙동강 본류에 위치한 단위유역보다는 지류에 위치한 단위유역의 필요수량 부 족비율이 큰 것으로 분석되었다 (Fig. 7). A1B 시나리오의 경우, Future1기간의 농업용수 부족량이 증가하여 지류 유역으로 확산 되는 현상을 나타내고 있으며, A2 시나리오의 경우 Future2 기 간의 필요수량 부족량은 크게 증가하여 낙동강 유역 전반에 걸 쳐 확산되는 현상을 나타내고 있다. B1 시나리오의 경우, 전기간 에 걸쳐 농업용수 부족비율이 감소하는 경향을 나타내고 있으나 Future2 기간의 경우 남강댐 상류 유역의 필요수량 부족비율이 증가하는 것으로 나타났다.

IV. 결 론

기후는 농업용수 관리에 영향을 미치는 불확실성을 내포하고 있는 많은 요소 중의 하나이다. 이러한 기후의 변화로 인한 영향 은 매우 불확실하고 논란의 여지가 있을 수 있지만, 장기적인 농 업용수의 관리측면에서 기후의 변동성과 농업용수 필요수량에 대한 평가는 기후변화가 가지는 불확실한 요소를 줄여가는 하나 의 방안이 될 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 우리나 라 기후를 잘 재현하는 것으로 분석된 GCMs 중 CSIRO-MK3.0 (KEI, 2010)을 이용한 기후변화 시나리오 A1B, A2, B1을 적용 하여 2100년까지의 강우와 기온변화를 분석하고, 이에 대한 낙 동강유역의 농업용수 필요수량의 변화를 분석하였으며 결론은 다음과 같다.

1. 낙동강유역 강우관측소 중 대구, 부산, 구미의 세 개 관측소 에 대한 미래 강우량의 변화를 분석한 결과, 미래기간에 대해 증 가하거나 감소하는 뚜렷한 경향은 나타나지 않았다. 그러나 월별 로 강우 변화를 분석하였을 때, 6∼8월 (여름)의 강우는 뚜렷이 증가하는 경향을 나타냈으며 3∼5월 (봄)과 9∼11월 (가을)에

강우는 감소하는 경향을 나타냈다. 12∼2월 (겨울)의 경우는 증 감경향이 뚜렷이 나타나지 않았지만 변동 및 편차가 크게 나타 나는 것으로 분석되었다.

2. 시나리오별 기온 변화의 특성은 지속적으로 증가하는 경향 을 나타내고 있으며 대구 관측소의 경우는 기후변화에 따라 높 은 기온 증가율을 나타냈다. 특히 A2 시나리오에 대해 F3 기간 에는 최대 93.3 %까지 증가하는 것으로 분석되었다. 분석된 기 온 증가율은 상당히 높은 수치로 판단되며 향후 기온증가에 따 른 농업용수 수요 변화에 큰 영향을 줄 수 있으므로 이에 대한 대책이 논의되어야 할 것이다.

3. 강우와 기온으로부터 많은 영향을 받을 것으로 판단되는 농 업용수 필요수량을 시나리오별 기간별로 구분하여 분석한 결과, 증가율의 크기는 다르지만 Future1 기간을 제외한 거의 모든 기 간에서 농업용수 필요수량이 증가하는 것으로 나타났으며 시나 리오별로 분석한 결과도 동일한 것으로 나타났다. 공간적으로 증 가율이 큰 유역의 위치를 봤을 때, 낙동강 본류에 위치한 단위유 역보다는 지류에 위치한 단위유역의 농업용수 필요수량 증감률 이 크게 변하는 것으로 분석되었다. 결과적으로 농업용수의 경우 작물이 쓸 수 있는 유효우량을 계산하여 필요수량을 계산하기 때 문에 강우변화의 경향을 크게 따라가지 않았고 겨울철에 기온이 증가하는 경향을 나타내고 있어 농업용수 필요수량 산정에 큰 영향을 미치지 않았던 것으로 판단된다. 그러나 현재는 2007년 기준 토지이용도를 근거하여 산정된 농업용수 필요수량이기 때 문에 기후변화로 인해 토지이용도 변화 및 재배현황이 바뀌게 되 면, 필요수량의 변화가 더 커질 수 있으므로 수요관리가 더욱 어 려워질 것으로 판단된다.

본 연구는 한국환경정책 ․ 평가연구원의 2011년 녹색성장정 책연구의 지원을 받아 수행되었습니다.

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