가뭄 리스크 평가를 위한 가뭄위험지수 개발

Abstract

가뭄은 시작과 끝이 명확하지 않으며 피해 기간이 긴 특징이 있기 때문에, 용수 사용량 부족과 같은 물리적인 피해뿐만 아니라 양수기 절도, 농작물 값 인상 등의 사회-경제적 피해를 일으킨다. 하지만 기존의 가뭄 위험 분석에 대한 연구는 가용 수자원량과 강수량 부족의 물리적인 요소를 중심으로 연구가 이루어지고 있다. 실제로 국내 공공기관에서는 강수량, 증발산량, 수자원시설이 입력자료로 사용되는 가뭄지수를 활용하여 가뭄 분석을 시행하고 있다. 그러나 이러한 가뭄지수는 지역적 특성을 고려하는 사회-경제적 요소를 반영하지 못한다. 이러한 한계점을 보완하기 위해 본 연구에서는 사회-경제적 요소를 반영한 가뭄위험지수를 개발하였다. 가뭄위험지수는 가뭄재해지수, 가뭄노출지수, 가뭄대응능력부족지수의 조합으로 산정된다.

본 연구에서 사용되는 가뭄재해지수(Hazard)는 가뭄 위험의 직접적인 원인이 되는 강수량 부족을 평가하기 위한 지수로써 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 통해 산정된다. SPI의 장점으로는 단기간부터 시간 단위를 조절할 수 있다.

가뭄 피해는 인구와 농업에도 막대한 영향을 미친다. 가뭄노출지수(Exposure)는 가뭄 피해의 대상을 나타내며 인구수와 농업에 해당하는 경지면적을 반영하기 위해 이를 간접적으로 나타낼 수 있는 용수 사용량으로 가뭄노출지수를 산정하였다.

가뭄대응능력부족지수(Lack of Capacity)는 가뭄 피해에 영향을 끼칠 수 있는 요소들을 포함한다. 사회의 경제적 능력과 용수 공급을 위한 시설 현황이 잘 구축되어있으면 가뭄이 재난으로 이어지지 않을 수 있다. 본 연구에서는 재정자립도, 임금현황 등의 사회-경제적 요소와 광역 및 지방상수도 보급률, 지하수 이용현황과 같은 공학적 요소가 가뭄으로 인한 피해에 큰 영향을 끼친다는 점을 반영하였다. Lack of Capacity는 용수별 사회-경제적 대응 능력 부족, 공학적 대응 능력 부족, 그리고 용수에 구분 없는 공통적 대응 능력 부족의 세 가지로 구분되었다.

가뭄위험지수는 2010년부터 2015년까지 산정되었다. 가뭄재해지수는 2014년과 2015년에 한강유역과 금강유역을 중심으로 가장 크게 산정되었다. 가뭄노출지수와 가뭄대응능력부족지수는 증감을 반복하는 경향을 보이며 2015년에 공통으로 가장 높게 산정되었다. 세 지수를 중첩하여 계산된 가뭄위험지수는 2015년에 제일 크게 산출되었다. 개발된 가뭄위험지수의 검증을 위해 국가가뭄정보분석센터에서 제공하는 가뭄 피해 현황과 신문기사 인용 횟수와 비교하였다. 그 결과, 2010년부터 2013년까지는 큰 가뭄이 발생하지 않은 것을 확인하였고 가뭄이 심하게 발생한 2014년과 2015년에 유사한 경향을 보이며 본 연구에서 개발된 가뭄위험지수가 실제 가뭄 현황을 잘 나타내는 것을 확인하였다.

다음으로 본 연구에서 사용된 요소별 변동을 통한 민감도 분석을 진행하였다. 그 결과, 가뭄노출지수는 공업용수에 가장 크게 반응하는 것으로 나타났다. 가뭄대응능력부족지수는 사회-경제적, 공학적, 공통적 대응능력부족의 세 가지 요인으로 구분하여 분석하였다. 분석 결과, 재해보험가입률, 지하수 이용현황, 공무원 수가 각각 요소에서 가장 영향을 많이 미치는 것으로 확인되었다.

마지막으로 3개의 미래 기후 시나리오를 적용하여 21세기 후반까지 가뭄위험지수를 산정하였다. 분석 결과, IPCC는 21세기 후반까지 가뭄 위험이 증가할 것으로 전망한 반면, 본 연구는 선행 연구와 유사하게 21세기 중반에 가뭄 위험이 가장 클 것으로 나타났다. 또한, 가뭄 발생 시 한강유역과 남부지방이 가장 가뭄 위험이 클 것으로 나타났다.