확률론 기반 농업용 저수지의 용수공급 지속가능성 및 운용성 평가

Abstract

농촌 지역의 환경 보전 및 농작물 생산을 위한 주요한 자원으로써 지역수자원의 안정적 확보와 효율적 이용은 지속가능한 농업을 위해 필수적이다. 수자원의 시간적, 공간적 편중을 극복하고, 원활한 농업용수 공급을 목적으로 축조된 농업용 저수지는 관개기간 동안 기상 상황 및 수문 현상을 예측하여 운영해야 한다. 현재의 저수지 운용 및 관리는 기상·수문 현상이 갖는 불확실성을 계측하고 대비하는 관리체계의 부재로 사전 계획이나 과거 운영 경험에 의한 관행적 방법에 의해 수행되고 있다. 기후변화에 의한 가뭄 및 홍수와 같은 극한 수문사상의 영향이 변화하고 사회적으로 용수수요에 대한 요구는 증대되는 반면 신규 수자원 개발은 지양되는 사회적 여건 변화 속에서 소규모 농업용 저수지의 저수용량 부족 및 용수공급능력의 취약성이 증가함에 따라 본연의 기능인 안정적인 관개용수 공급의 어려움이 발생한다. 따라서 농업수자원의 체계적이고 효율적인 운용 및 관리를 위하여 농업용 저수지의 수요 및 공급 양상을 파악하고 이수 관점에서 합리적인 용수공급능력 평가방안이 필수적으로 선행되어야 한다. 본 연구에서는 농업용수 공급체계의 환경적, 사회적 여건 변화에 따른 농업용 저수지의 용수공급 취약성 및 지속가능성을 평가하고 합리적인 용수공급 운용개선을 위한 기준설정 연구를 수행하였다. 농업용 저수지의 공급량과 수요량의 특성 및 불확실성 해석을 위해 확률론을 적용하여 용수공급능력을 정량적으로 수치화하고, 신뢰성 해석 기법을 활용하여 용수공급 위험도 및 취약성을 평가하는 방법론을 제시하였다. 확률론으로 정의된 용수공급 취약성 평가 모형을 과거 및 현재, 미래 기후변화에 동일하게 적용하여 시간의 흐름에 따른 공급량과 수요량의 불확실성을 분석하고, 용수공급 취약성 확률의 변화를 산정함으로써 미래 기후변화 대응을 위한 용수공급 지속가능성을 평가하였다. 용수공급 취약성 평가 모형을 과거에 적용함으로써 농업용 저수지 설계 당시 용수공급능력의 기준인 설계한발빈도를 현 시점에서 재평가하였고 기상·수문 현상 및 하류의 용수 수요, 유역 환경의 변화에 따른 용수공급 취약성의 변화를 분석하였다. 현재의 경우 실시간 저수위 모니터링 체계의 구축으로 인한 저수지 운영 및 관리에 대한 체계의 변화로부터 효율적인 용수공급 운용개선 및 용수공급계획 수립을 위하여 실시간 수위를 활용한 용수공급 취약성 평가 모형의 적용성을 검토하였다. 실시간 수위자료를 활용하여 이수안전도를 판단할 수 있는 용수공급 취약성 지표의 제시를 통해 용수공급 상황을 파악하고 적정한 관개용수공급의 가능 여부를 판단할 수 있는 객관적 근거를 제시하였다. 미래의 경우 기후변화에 의한 극한 기상·수문 현상의 변화에 따른 농업수자원 이수 측면에서의 공급량 및 수요량의 불확실성을 분석하고 용수공급 취약성 변화를 산정함으로써 농업용 저수지 용수공급능력의 기후변화 대응 능력 및 지속가능성을 평가하였다. 본 연구의 결과는 농업용 저수지의 효율적인 용수공급 운용 및 안정적인 농업용수 공급 계획의 의사결정지원을 위한 기준 지표로 활용가능하다. 미래 기후변화 영향 평가에 따른 농업용 저수지의 용수공급능력에 대한 취약성 및 지속가능성의 정량적 분석은 미래 기후변화 대응 전략 및 효율적인 적응 대책 수립을 위한 농업수자원 정책의 모니터링 지표로써 활용될 수 있을 것으로 기대한다.