Journal of Korea Water Resources Association (한국수자원학회논문집)

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Assessing Sustained Drought Impacts on the Han River Basin Water Supply System Using Stochastic Streamflows

추계학적 모의유량을 이용한 한강수계 용수공급시스템의 장기지속가뭄 영향 평가

  • Cha, Hyeung-Sun (Gyeongbuk Regional Reservoir Management & Operations Center, Kwater) ;
  • Lee, Gwang-Man (Korea Institute of Water & Environment) ;
  • Jung, Kwan-Sue (Department of Civil Engineering, Chungnam National University)
  • Received : 2011.12.19
  • Accepted : 2012.03.05
  • Published : 2012.05.31
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Abstract

The Uncertainty of drought events can be regarded as supernatural phenomena so that the uncertainty of water supply system will be also uncontrollable. Decision making for water supply system operation must be dealt with in consideration of hydrologic uncertainty conditions. When ultimate small quantity of precipitation or streamflow lasts, water supply system might be impacted as well as stream pollution, aqua- ecosystem degradation, reservoir dry-up and river aesthetic waste etc. In case of being incapable of supplying water owing to continuation of severe drought, it can make the damage very serious beyond our prediction. This study analyzes comprehensively sustained drought impacts on the Han River Basin Water Supply System. Drought scenarios consisted of several sustained times and return periods for 5 sub-watersheds are generated using a stochastic hydrologic time series model. The developed drought scenarios are applied to assess water supply performance at the Paldang Dam. The results show that multi-year drought events reflecting spatial hydrologic diversity need to be examined in order to recognize variation of the unexpected drought impacts.

가뭄의 불확실성은 우리가 관리할 수 있는 범위를 넘어서는 현상으로 용수공급시스템의 불확실성 역시 우리가 제어할 수 있는 한계를 벗어날 수 있다. 따라서 수자원 시설물 운영에 필요한 의사결정은 여러 가지 불확실한 상황을 고려하여 다루어져야한다. 특히 극단적 강우 부족이나 저유량 상황이 장시간 지속되는 경우에는 수자원 공급에 심각한 영향을 미칠 수 있으며, 하천오염, 수생태계파괴, 저수지고갈, 용수공급 장애 그리고 하천미관의 악화 등이 포함될 수 있다. 그중 극한가뭄의 지속으로 인해 용수공급의 중단과 같은 사태가 발생할 경우 피해한계를 예측할 수 없는 매우 심각한 결과가 초래될 수 있다. 이런 측면을 고려하여 본 연구는 장기지속가뭄을 포함하여 극한 가뭄사상에 대한 한강수계 용수공급 시스템의 가뭄 영향을 종합적으로 평가하였다. 이를 위해 5개 소유역에 대한 추계학적 수문시계열모형을 이용하여 월 유량 기준의 지속기간별, 재현기간별 가뭄 시나리오를 개발하여 팔당댐을 기준지점으로 하는 한강유역 용수공급 시스템에 적용하여 용수공급의 이행도를 평가하였다. 평가결과 예기치 못한 가뭄의 영향을 알기 위해서는 수문학적 다양성을 반영하는 장기지속가뭄에 대한 평가가 필요하다.

Keywords

References

  1. 이광만, 고석구 (1993). "저수지군으로부터 기대편익 산정을 위한 Monte Carlo 기법의 간략화." 한국수문학회논문집, 한국수문학회, 제26권, 제2호, pp. 89-97.
  2. 이광만, 차형선, 이승윤(2008). "한강수계 장기 가뭄 수문시나리오 개발." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제41권, 제6호, pp. 629-641.
  3. 정상만, 신현민(1999). "추계학적 방법에 의한 한발의 특성 분석." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제32권, 제2호, pp. 197-210.
  4. 최영은, 민승기, 권원태 (2003). "20세기 후반 한반도 극한기온 사상의 변화 추이." 대한지리학회논문집, 대한지리학회, pp. 79-82.
  5. 건설교통부 (2006). 수자원장기종합계획.
  6. Changnon, S.A. (2000). "Reactions and responses to recent urban droughts." Physical Geography, Vol. 21, No. 1, pp. 1-20.
  7. Haltiner, J.P., and Salas, J.D. (1988). "Development and testing of a multivariate, seasonal ARMA(1,1) model." J. Hydrol., Vol. 104, pp. 247-272. https://doi.org/10.1016/0022-1694(88)90168-0
  8. Hewitt, K. (1997). Regions at risk: A geographical introduction to disasters, Addison-Wesley Longman,
  9. U.K Obasi, G.O.P. (1994). "WMO's role in the International Decade for Natural Disaster Reduction." Bull. Am. Meteorol. Soc., Vol. 75, No. 9, pp. 1655-1661. https://doi.org/10.1175/1520-0477(1994)075<1655:WRITID>2.0.CO;2
  10. Hipel, K.W., and McLeod, A.I. (1994). "Time series modeling of water resources and environmental systems." Developments in Water Science, Vol. 45, Elsevier, Amsterdam, The Netherlands.
  11. IPCC (2007). The Synthesis Report, Adoption and approval at the 27th Session of the IPCC, November 12-16, 2007, Valencia, Spain.
  12. Labadie, J.W. (1988) Dynamic programming with the microcomputer : program CSUDP, Fort Collines, Co.
  13. Loucks, D.P., Stedinger, J.R., and Haith, D.A. (1981). Water resource systems planning and analysis, Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N.J.
  14. Millan, J., and Yevjevich, V. (1971). "Probability of observed droughts." Hydro. Paper 50, Colorado State University, Fort Collins, Colo.
  15. Muller, M. (2007). "Policy Brief 5: Climate change adaptation and integrated water resources management : An initial overview." Global Water Partnership Technical Committee.
  16. Oliveira, G.C., Kelman, J., Pereira, M.V.F., and Stedinger, J.R. (1988). "A representation of spatial cross correlations in large stochastic seasonal streamflow models."Water Resour. Res., Vol. 24, No. 5, pp. 781- 785. https://doi.org/10.1029/WR024i005p00781
  17. Salas, J.D., Sveinsson, O.G., Lane, W.L., and Frevert, D.K. (2006). "Stochastic Streamflow Simulation Using SAMS-2003." Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 132, No. 2, pp. 112-122. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2006)132:2(112)
  18. Salas, J.D., and Pegram, G.G.S. (1977). "A seasonal multivariate multilag autoregressive model in hydrology." Proc., 3rd Int. Symp. of Theoretical and Applied Hydrology, Colorado State Univ., Fort Collins, Colo., pp. 125-145.
  19. Salas, J.D., Sveinsson, O.G., Lane, W.L., and Frevert, D.K. (2006). "Stochastic Streamflow Simulation Using SAMS-2003." Journal of Irrigation and Drainage Engineering, Vol. 132, No. 2, pp. 112-122. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2006)132:2(112)
  20. Stern, N. (2006). "The economics of climate change: The Stern Review." HM Treasury, U.K.
  21. Tarboten, D.G. (1995). "Hydrologic scenarios for severe sustained drought in the southwestern United States." Water Resour. Bull., Vol. 31, No. 5, pp. 803-813. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1995.tb03402.x
  22. Wilhite, D.A. (2000). "Drought as a natural hazard: Concepts and definitions." Drought: A global assessment, Vol. 1, D.A. Wilhite, ed., Routledge, New York, pp. 1-18.
  23. Yevjevich, V.M. (1967). "An objective approach to definitions and investigations of continental hydrologic droughts." Hydrol. Paper 23, Colorado State Univ., Fort Collins, Colo.