• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1546-1550
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• 2010

최근 IPCC에서는 제 4차 평가보고서를 통해 대기 속 이산화탄소 농도가 산업혁명 이전에 비해 2005년 기준 약 35% 증가하였으며, 지난 1세기 동안 지구 평균기온이 $0.74^{\circ}C$ 증가하였다고 발표하였다. 이러한 기후변화로 인해 야기된 홍수, 가뭄, 사막화, 생태계 혼란 등의 심각한 환경문제를 해결하고자 UN에서는 1992년 세계 환경 개발에 관한 리우 데 자네이로 정상회의에서 기후변화에 관한 기본협약을 체결하여 국제적인 대책을 마련하기 위해 노력하고 있다. 이 중 토지이용변화에 관한 연구는 기후변화를 야기하는 주요한 요인에 관한 연구로서 온실가스 증가와 생물종다양성, 수문학적인 변화 등을 파악하는 데 활용되고 있다. 따라서 기후변화에 대응하고 지속가능한 개발 정책을 수립하기 위해서는 다양한 경제학적, 사회학적인 시나리오 조건에서 미래의 토지이용변화 양상을 살펴볼 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 토지이용변화에 영향을 미치는 사회 경제적 요인과 과거의 토지이용변화 패턴을 고려하여 토지이용변화를 모델링 할 수 있는 CLUE(The Conversion of Land Use and its Effects) 모델을 이용하여 SRES(Special Report on Emissions Scenarios) 시나리오에 기초한 토지피복 변화를 살펴보고자 한다. 이는 향후 기후변화를 최소화하기위한 개발전략 수립에 있어서 정책방향을 결정하는 데 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권5호
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• pp.333-341
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• 2014

본 연구에서는 양도 초등학교에 강우량과 집수면적, LPCD를 고려하여 빗물이용시설을 설치하였다. 빗물이용시설은 학교 내 외의 상수를 대체하고자 하는 목적으로 설계되었다. 용량은 2톤으로 학교 용수의 34.4%를 대체할 수 있었으며 1년의 2/3정도인 237일 동안 빗물을 사용할 수 있었다. 총 세 차례의 수질검사 결과 일반 세균을 제외한 나머지는 먹는 물 수질에 적합하였다. 또한 동시간에 조사한 주변 지하수는 일반세균을 비롯한 질산성질소, 증발잔류물이 기준치를 초과하였다. 빗물의 수질 및 수량을 고려한 결과, 양도초등학교의 경우 빗물을 대체용수로서 사용하기에 적합하였다. 빗물시설에 대한 경제성 분석 결과, 내구연수 10년인 빗물이용시설은 B/C (Benefit-Cost Ratio) 비율이 1.70으로 경제성 편익이 비용보다 큰 걸로 나타났다. 특히 본 연구에서 고려한 사회적인 요인 외에도 금액으로 환산하기 힘든 홍수방지, 가뭄대비, 교육 효과가 있어 사회적 편익이 더욱 증가할 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.409-416
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• 2020

최근 증가하고 있는 이상기후현상으로 인한 사회·경제적 피해를 줄이기 위해 이상기후 감시가 필수적이다. 이 연구의 목적은 Noah 3.3 지면모형으로 추정한 토양수분자료를 활용하여 준실시간 주간 근역층 토양수분지수(Soil Moisture Index, SMI)를 산정하는데 있다. 동아시아영역(15-60°N, 70-150°E)에 대해 Noah 3.3 지면모형의 적용성을 평가하기 위해 양쯔강유역을 선정하였으며, 해당 유역에서 증발산과 현열을 FluxNet, FluxCom, Global Land Evaporation Amsterdam Model (GLEAM), ERA-5, Generalized Complementary Relationship (GCR)자료를 이용하여 비교·평가하였다. 양쯔강 유역에서 Noah 지면모형으로 추정한 증발산은 FluxNet, FluxCom, GLEAM, ERA-5, GCR에 의한 증발산과 0.96이상의 매우 높은 결정계수의 값을 보였으며, 현열의 경우에는 FluxNet 현열 자료와 0.71의 결정계수로 증발산 보다 다소 낮은 값을 보였다. 주간 근역층 SMI 시계열로부터 2019년 7월부터 10월까지 중국의 동부지역에서 극한가뭄(Extreme drought)이 확장되는 현상이 관측되었다. 월별 극한가뭄 발생일수의 트렌드 분석결과, 우리나라의 경우 봄철에는 극한가뭄이 지난 20년 동안 대체로 감소하는 경향이 나타났으나, 가을철에는 한반도 전역에 걸쳐 증가하는 경향이 나타났다. 이 연구가 가뭄의 시·공간적 지속성 및 확장성과 최근 가뭄발생의 경향성 등을 종합적으로 분석하고 판단하여, 가뭄으로 인한 사회·경제적 피해를 줄이기 위한 적절한 대책 마련에 활용성이 클 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.285-285
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• 2023

기후변화로 인한 변동성의 증가는 돌발 홍수, 홍수량 증가로 이외에도 강우 사상의 변화, 가뭄의 빈도 및 강도의 증대 등의 문제를 이어질 수 있다. 이러한 기후변화에 대응하기 위하여 기후변화 시나리오를 제시하고 이를 정책적으로 반영할 수 있도록 하고 있다. 기존 IPCC 5차 보고서에 활용한 RCP(Representative Concentration Pathway) 시나리오에서는 온실가스 농도변화만을 반영하고 있으나, 최근 IPCC 6차 보고서에서는 사회적인 노력과 경제적 구조 등 전반적인 기후정책, 사회 불균형 등을 고려한 SSP(Shared Socio-economic Pathways) 시나리오를 제시하였다. 본 연구에서는 2가지 기후변화 시나리오의 차이점과 유사점을 강수 중심으로 평가하였다. 기존의 RCP 시나리오에 비하여 극한 강우 사상의 변화를 비교 및 평가하기 위하여 CORDEX-EA에서 제공하는 지역기후모델(Regional Climate Model; RCM) 기반에 시나리오를 수집하여 극한기후지수를 산정하였다. 극한기후사상을 비교하기 위하여 WMO에서 활용하는 ETCCDI(Expert Team on Climate Change Detection and Indices) 지수 중 강우 관련 지수인 R10mm, RX1day, RX5day, RD95P, RD99P, SDII를 선정하여 시나리오 별로 결과를 비교하여 제시하였다. 또한, 기존의 연대기 기준의 평가방식에서 탈피하여 동일한 기온 상승 시점에 따라 변화를 확인하기 위한 분석절차를 수립하였다. 즉, 1.5℃, 2℃, 3℃ 및 4℃ 상승한 시점의 ETCCDI 지수를 산정하여 극한기후사상을 비교 및 평가하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.254-258
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• 2006

경제발전 과정에서 급격한 도시화로 인해 건기의 하천 수량은 줄어들고, 비점오염 발생량은 증가하였으며 심지어 하천이 복개되고 직강화되어 홍수 피해 및 수질오염은 더욱 증가하고 있다. 다행히 최근 소득수준의 증가와 여가시간이 확대됨에 따라, 그 동안의 도시화와 산업화로 인한 오염된 하천을 다시 복원하려는 운동이 활발하게 진행되고 있다. 안양천은 이 같은 하천 중 가장 대표적인 하천 중 하나이다. 본 연구에서는 다속성선택법(CE: choice experiments)을 적용하여 안양천이 어떠한 속성을 갖고 있으며 각각의 속성에 대해 안양천 유역주민들의 사회적인 경험과 인식, 그리고 각 속성의 수준간의 상쇄관계(trade-off)를 고려함으로써 소비자선호에 근거한 한계가치(marginal value)를 추정하였다. 2차례에 걸친 예비조사를 통해 안양천이 가진속성을 홍수피해위험, 가뭄시 하천유량, 수질등급, 하천형태로 설정하였고 설문지 작성을 위해 개별 속성들간의 직교성(orthogonality)을 보장해 주는 주효과 직교설계(orthogonal main effects design) 방법을 이용하였다. 작성된 설문지를 이용해 안양천 유역 10개 지자체 거주민을 대상으로 설문조사를 실시하였고 설문조사 결과를 통해 추정된 각 속성에 대한 가구당 매월 한계지불의사액은 하류구간의 잠재적 홍수피해(PFD가 0.5)가 보통일 경우는 1,764.8원/월, 낮을(PFD가 0.5이하) 경우는 1,783.8원/월, 가뭄시 하천수가 목표유지유량보다 는 작지만 매말라 있지 않은 경우에는 1,496.8원/월, 가뭄시 하천수가 목표유지유량 이상 유지될 경우에는 2,274.9원/월, 수질 등급 3등급일 경우 1,721.5원/월, 수질 등급 2등급일 경우 1,764.4원/월, 하천둔치를 체육공원과 산책로를 조성할 경우 2,078.1원/월, 하천둔치를 자연친화형 하천으로 보존할 경우 2,441.7원/월으로 분석되었다. 또한 추정된 가구당 매월 한계지불의사액을 통해 각 지자체별 정책대안의 기대효과에 대한 편익을 추정하였다. 각 기대효과는 치수, 수량확보, 수질, 생태로서 각각의 기대효과에 대해 가장 높은 편익을 나타내는 것은 부천시의 하수처리장 건설로서 이는 매년 926.8억원의 편익이 발생되며 그 다음으로는 부천의 하수관거정비(역곡)로서 이는 매년 601.5억원의 편익이 발생하는 것으로 추정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1565-1569
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• 2008

지난 수십 년 동안, 아시아 태평양 지역 각국은 수자원 접근성 및 인프라의 확충을 포함한 물관리의 다양한 측면에서 현저히 발전하였다고 평가되고 있다. 그러나 급속한 인구 증가 및 경제 성장, 도시화, 기존 수자원의 고갈 등은 아태 지역의 물 수요가 여전히 충족시키지 못하는 원인이다. 또한 기후변화로 인한 환경적 변화를 고려하여 모든 수자원정책의 입안 및 계획이 이루어져야 한다. 경제적 성장률은 전반적으로 높았지만 빈곤 문제는 역시 도시나 농촌을 구분할 것 없이 만성적인 문제로 남아 있으며, 아태 지역 개도국 인구의 16%가 영양실조 상태이며, 2015년까지 그 수를 반감하자는 밀레니엄 개발목표(Millenium Development Goals, MDGs) 달성은 아직 갈 길이 멀다. 또한 아태 지역은 물 관련 재해에 대해 전 세계에서 가장 취약한 지역이며 그로 인한 지속가능한 발전이 지체되고 있다. 1960년부터 2006년까지 물 관련 재해로 인한 전 세계 사상자의 80%에 달하는 60만 명의 사상이 아태 지역에서 발생하였으며, 80억 달러의 경제적 손실이 있었다. 홍수, 가뭄, 쓰나미, 폭풍, 해일 등으로 인한 사회경제적 피해는 최근 들어 더욱 확산되고 있다. 지난 10년간의 급속한 인구 증가로 많은 인구가 범람지대 및 기타 재해 취약 지역에 거주하게 되었으며, 이는 물 인프라 확충을 위한 많은 투자를 요하고 있다. 2006년 3월 멕시코에서 개최된 제4차 세계물포럼의 지역별 추진과정에서 아태 지역은 생태계, 인구, 정치적 제도 및 사회경제적 환경 등 각국의 다양성이 이와 같은 공통된 물문제 해결에 기반이 될 수 있는 요소임에 공감하고 지속적인 수자원 확보와 올바른 수자원관리에 공동의 노력을 기울여 효율적인 메커니즘을 구성을 통해 아태 지역의 사회경제적 발전을 촉구하기로 하였다. 이에 아시아 태평양 물포럼(Asia-Pacific Water Forum)이라는 새로운 이니셔티브가 구성되었고 물 관련 재원 조달 및 인프라 확보를 통해 국경을 초월하는 협력을 증진하고 재해 관리와 조화로운 수자원 개발과 생태 보호등을 위한 일관된 수자원정책 수립과 프로그램 개발 등을 목표로 설정하여 활동을 시작하였다. 아시아 태평양 물정상회의(이하 아태 물정상회의, Asia-Pacific Water Summit(APWS))는 이러한 목표 달성을 구체화하기 위해 각국의 지도자 및 정책입안자에 밀레니엄 개발목표(MDGs) 달성을 위해 물 문제가 얼마나 중요한지 부각시키고 실질적인 정책 결정에 기여하기 위해 제안되었다. 제1차 아태 물정상회의가 2007년 12월 3-4일 양일에 걸쳐 일본 벳부에서 개최되었고, 2008년 G8 정상회담이나 2009년 제5차 세계물포럼에 직접적으로 연계되어 지역 협력을 주도한 가운데 아태 지역 뿐 아니라 전 지구적으로 인류 및 사회 발전을 위한 이정표로 새로운 수자원 네트워크 발돋움의 계기가 되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권4호
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• pp.323-334
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• 2018

최근 물 사용량의 증가와 잦은 가뭄 발생으로 인해 물 부족 현상이 심화되고 있다. 따라서 기존 취수원에 대한 의존도를 줄이고 버려졌던 물의 재이용을 활성화하여 친환경적이며 지속가능한 대체수원을 확보할 필요성이 부각되고 있다. 국내에서 활용가능한 물 재이용 방법은 빗물재이용, 중수 재이용 및 하수재이용 등 크게 세 가지로 구분할 수 있으나, 아직 국내에는 물 재이용이 활발하게 추진되고 있지 않다. 본 연구에서는 세 가지 물 재이용 방안 중 연중 발생량이 일정하고 이용가능 수량이 많으며, 수질이 비교적 양호한 하수재이용수의 활용방안을 모색하였다. 적용대상 지역으로 선정한 용인시는 총 26곳의 골프장이 운영 중에 있으며 이는 전국에서 운영 중인 골프장의 약 10%에 해당한다. 골프장은 시설 운영을 위해 많은 양의 용수를 소비하는 대규모 수요처이므로 재이용수를 활용한다면 큰 경제적, 사회 환경적 편익을 얻을 수 있을 것이다. 본 연구에서는 용인시를 대상으로 하수처리장 인근에 위치한 골프장 내 조경용수로 하수재이용수를 활용하였을 경우의 경제적 효과를 비용 및 편익 추정을 통해 분석하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1173-1181
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• 2020

최근 단기간의 국지성호우가 빈번하게 발생하면서 단순 1차적 피해를 넘어 경제적, 사회적 영향이 커지고 있다. 기상선진국에서는 단순 기상예보로서의 정보전달이 아닌 사회 경제적 영향을 분석하여 현실적이고 신뢰할 수 있는 영향예보를 실시하고 있다. 본 논문에서는 사람의 보행에 영향을 미칠 수 있는 영향한계강우량을 산정하기 위해서 Spatial Runoff Assessment Tool (S-RAT), FLO-2D 모델을 사용하여 침수정도를 도출하였고 Grid to Grid (G2G)개념의 한계강우량을 산정하였다. 또한, 과거 의학 분야에서 많이 사용하였지만 현재는 가뭄이나 홍수 등의 자연현상 및 머신러닝에 많이 사용하는 ROC 분석 기법을 통해 정량적인 정확도분석을 실시하였다. 분석 결과 실제 침수와 모의 침수가 비슷한 시간대의 결과가 나왔으며 ROC 곡선의 결과 0.7이상으로 Fair 단계의 적정성을 확보하였다.

• 한국농림기상학회:학술대회논문집
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• 한국농림기상학회 2014년도 추계 학술발표논문집
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• pp.1-24
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• 2014

2012년 상반기 미국의 옥수수 생산량은 재배면적의 증가 등으로 20% 이상 증가할 것으로 예측되었다. 하지만 2012년 봄 미국의 폭염과 가뭄이 발생하였고, 그 현상이 지속될 것으로 예측되면서 많은 경제학자들, 국제곡물수급 관련 전문가들은 미국의 옥수수 생산량이 감소할 것으로 예측했다. 실제로, 2013년 미국 농무부 (USDA)의 작물생산 총 보고서에서 2012년 미국 폭염과 가뭄으로 미국의 2012년 옥수수 생산량은 2011년에 비해 20% 감소했다고 발표했다. 많은 연구에서 곡물 생산량을 예측하지만 기상이변과 함께 작물의 생물학적 반응뿐 아니라 경제모형이 결합된 연구는 많지 않다. 본 연구에서는 기상이변과 작물모형, 경제모형을 결기상합하여 미국의 최대 옥수수 생산지역의 옥수수 생산량을 예측하고 생산량의 변화가 개발도상국의 식량안보에 어떤 영향을 줄 것인가를 예측하였다. 기상이변 시나리오를 재현하기 위해 미국 NOAA의 NCDC에서 미국의 폭염 발생 연도의 정보를 획득하고 해당 연도에 대하여 미국 전역의 기상관측소에서 6월부터 8월까지의 월별 일 기상자료 (최고 및 최저기온, 강수량)를 수집하였으며 기준연도 (1950-2000)에 산술평균 방법으로 폭염/가뭄 정보를 적용했다. 미래 시나리오 (2050)는 CGIAR의 CCAFS에서 $CO_2$ emission scenario에 따라 A1B와 B1, 전지구 모형에 따라 CSIRO-MK 3와 MIROC 3.2를 다운로드하였으며, 해상도는 5 arc-minutes (적도에서 10km)이다. 작물모형 (CERES-Maize)으로부터 출력된 옥수수의 생물리학적 결과는 경제모형의 단위 (FPU)로 다시 정리되어 사회경제, 정책과 농업생산을 예측하기 위해 글로벌 경제모형 (IMPACT2)에 입력되었다. 작물모형에서 기준연도에 비해 미국 폭염과 가뭄에 의한 옥수수 생산량은 29% 감소할 것으로 예측되었다. 미래 시나리오 B1의 CSIRO-MK 3과 MIROC 3.2에서는 36% 감소할 것으로 예측되었으며, A1B의 CSIRO-MK 3에서는 38%, MIROC 3.2에서는 58% 감소할 것으로 나타났다. 미국의 기상이변으로 인한 옥수수 생산량의 감소는 전세계 옥수수 시장에 부정적 영향을 끼칠 것으로 예상되면서 세계 옥수수 소비의 감소로 이어질 것으로 예측되었다. 사하라 사막 이남 아프리카 (SSA)의 나라들에서 가장 많은 기아인구가 발생하고 그 외 남아시아와 라틴 아메리카, Caribbean 지역의 나라들에서 기아와 함께 식량 불안이 증가할 것으로 나타났다. 옥수수를 매일 섭취하는 사람들은 옥수수 생산량 감소에서 비롯된 옥수수 소비 감소에 즉각적으로 반응하지 못함으로써 영양불균형에 처하는 등 식량수급의 불안정은 이러한 개발도상국 지역에서 계속 악화될 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.1550-1554
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• 2008

우리나라에서 수리불안전답은 전체 답의 20% 이상을 차지하고 있고, 총 수자원이용량 대비 농업용수 이 용량은 50% 수준으로 아시아 또는 세계 평균에 비하여 매우 낮은 편이다. 또한, 과거 설치된 수리시설물이 노후화되었고, 국가의 균형적인 농촌사회 개발, 그리고 국내 농업경쟁력 제고 측면에서 추가적인 농업용수 공급이 필수적으로 요구되고 있다. 그러나 실제 농업용수 공급사업과 관련된 타당성분석 사례를 살펴보면 편익항목의 설정, 분석방법 및 절차에서 일관성이 없는 경우가 많고, 이처럼 일관성이 결여된 분석은 사업의 타당성을 충분히 제시하지 못하게 되며, 결과적으로 사업의 신뢰도를 잃게 되어 투자의 우선순위에서 밀려나는 결과를 초래하게 된다. 본 연구에서는 편익산정에 앞서 농업용수 공급이 가지는 정성적인 가치를 생산측면, 소득/소비측면, 고용측면, 식량안보측면, 환경측면으로 구분하였고, 이 가운데, 편익산정 시 반영할 항목으로 생산증대편익과 가뭄피해 저감편익을 제시하였다. 본 연구는 농업용수 편익산정 방향을 제시함으로써 타당성조사 시 편익을 보다 실제적이고, 적극적으로 반영하고자 하였고, 향후 관련 사업의 추진 시 사업이 갖는 타당성을 보다 현실적으로 반영하는 데 기여할 것이라 판단된다.