다목적 최적화를 이용한 기후변화 적응 유역 관리 방안

Abstract

급격한 도시화 및 기후변화 등 외부 환경요인에 의하여 기존의 농도규제만으로는 오염된 하천수질을 개선하는데 한계가 존재함에 따라 환경부에서는 오염부하량 규제인 수질오염총량관리제도를 이용하여 수질규제를 수행하고 있다. 수질오염총량관리제는 오염원에 따라 오염물질의 배출량을 할당하고, 할당된 오염 부하량 범위 내에서 하천을 관리하는 제도이다. 이 때, 오염원은 점오염원과 비점오염원으로 구분할 수 있는데, 점오염원은 비교적 오염물질 배출량 파악 및 이를 관리하기 위한 방법이 용이하나 비점오염원은 배출량을 파악하는데 어려움이 존재한다. 더욱이 기후변화로 인하여 지구의 기온이 상승하며, 강우강도 및 빈도가 변화함에 따라 비점오염물질이 하천으로 유입되는 시기를 파악하기 어려우며, 그 양 또한 증가할 것으로 예상된다. 낙동강 지류 중 하나인 금호강의 경우 RCP(Representative Concentration Pathways) 8.5 시나리오를 기준으로 현재대비 비교적 가까운 미래(2026년～2050년)에는 유량이 17.7% 증가하며, 총인 부하량의 경우에는 25.6% 증가하는 것으로 전망된다. 낙동강의 또 다른 지류인 남강댐 상류의 경우 RCP 8.5 시나리오를 기준으로 현재에 비교적 가까운 미래의 유량은 19.0% 증가하며, 총인은 1.0% 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이와 같이 기후변화로 인해 증가하는 비점오염물질로 인해 악화된 하천수질을 기후변화 이전의 상태로 복구하기 위한 유역관리기법 적용 안을 제시하고자 하였다. 이 때, 유역관리기법을 적용함에 따라 소요되는 비용을 고려하여 비용대비 최대의 비점오염물질 저감효과를 나타낼 수 있는 최적 유역관리기법을 다목적 최적화를 통해 탐색하였다. 그 결과, 금호강은 RCP 2.6 시나리오 기준으로 기후변화로 인해 증가한 총인 부하량을 25 년 간 약 2,000 억 원을 투입하면 증가한 총인 연 부하량의 약 66%를 저감시킬 수 있음을 확인하였다. 그러나 비점오염물질 관리만으로는 하천수질을 기후변화 이전 상태로 복구하는데 한계가 있어, 점오염원 관리가 함께 수행되어야 할 것으로 판단된다. 남강댐 상류는 금호강의 비해 적은 금액으로도 기후변화로 인해 악화된 하천수질을 기후변화 이전 상태로 복구할 수 있으며, 일정 금액 이상을 투입하게 되면 기후변화 이전의 수질 상태보다 더 나은 수질 상태로 개선될 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 제시된 기법은 기후변화를 고려한 유역 수질관리정책에 활용될 수 있으며, 경제적인 요소까지 고려하고 있으므로 그 활용처가 매우 다양할 것으로 기대된다.