농업용 저수지 운영을 고려한 HyGIS-GRM의 강우-유출 해석 = Rainfall-Runoff Analysis of HyGIS-GRM Model Including Agricultural Reservoir Operation

국문 초록 (Abstract)

지구온난화에 따른 기후변화의 영향으로 여름철 전후 한반도의 강우강도는 증대되고 있으며 이로 인한 홍수의 발생빈도 및 규모는 지속적으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 농업부분에서 홍수방어와 관련이 있는 시설로는 저수지, 배수장 등이 있으며 농업용 저수지는 농업용수의 공급, 가뭄 및 홍수에 대한 치수기능을 수행하는 중요한 기반시설물로 전국적으로 18,000여 개의 저수지가 분포하고 있다. 그러나 대다수의 농업용저수지는 노후화 되어 있고 자연 월류식 물넘이 구조로 홍수조절 기능 및 홍수조절용량을 확보하는데 어려움이 있는 실정이다. 또한, 현재 사용되고 있는 농업용 저수지의 설계기준이 적용된 시점은 1987년 이후이며 이를 적용한 농업용 저수지는 전체의 2.9%에 지나지 않아 집중호우 및 태풍에 취약성을 갖고 있다.
본 연구에서는 집중호우시 농업용 저수지의 저류효과를 판단하고 홍수저감을 위한 농업용 저수지의 활용성을 제시하기 위해 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-Runoff Model)을 활용하였다. GRM은 수자원 지리정보시스템인 HyGIS(Hydro Geographic Information System)와 통합 운영되며 HyGIS-GRM은 농업용 저수지의 저류영향과 저수지 운영을 반영한 유출모의가 가능하다.. 본 연구는 대규모의 농업용 저수지가 포함되어 있으며 상류의 저류효과가 유역의 출구점에 반영될 수 있는 중규모 유역인 동연교 수위표상류유역을 대상으로 하였으며 대상 유역에 포함된 농업용 저수지는 자연 월류식 물넘이 구조로 본 연구에서는 저수지의 최대 가능 저수량을 초과하는 유량은 모두 유출되는 저수지 운영방법을 적용하였다.
2008년과 2009년 실제 강우사상을 적용한 연구결과 농업용 저수지의 유무에 따라 첨두유량은 10%이상 차이가 나는 것으로 나타났으며 유효저수율이 증가할수록 첨두유량이 증가하는 것으로 나타나 농업용 저수지의 저류효과는 홍수방어에 기여할 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서는 강우의 빈도에 따른 농업용 저수지의 영향을 정량적으로 평가하였으며 이러한 연구결과는 향후 농업용 저수지의 관리 및 운영시 참고자료로 활용할 수 있을 것이다.