1. 서 론
기후변화로 인한 기상 이변으로 전 세계적으로 극심한 가뭄 피해가 빈발하고 있다. 한반도 역시 국지적인 폭우와 가뭄이 반복되는 추세로, 강수 집중도 증대와 강수일수 감소로 홍수와 가뭄 피해가 교차 발생하고 있다. 특히 영산강⋅섬진강 유역은 최근 가뭄 피해가 두드러지는데, 2020년 남부지역 마른장마로 해당 유역 주요 댐 유입 강수량이 예년의 약 68% 수준에 그쳐 심각한 가뭄이 발생하였다. 이어 2022~ 2023년 기록적인 장기 가뭄으로 전남 완도군 등 도서 지역의 물 부족이 극심해져, 넙도에서는 ‘1일 급수-6일 단수’와 같은 극단적인 제한급수가 시행되었고, 광주광역시와 같은 대도시도 제한급수 위기 상황에 직면하는 등 물 안보에 심각한 위협이 제기되었다. 이러한 극한 가뭄은 일시적인 현상이 아니며, 미래 기후 시나리오(SSP)에 따르면 강우 패턴의 변화와 함께 가뭄의 빈도와 강도는 더욱 증가할 것으로 전망된다.
기존의 수자원 관리는 단일 댐이나 저수지 위주의 독립적인 운영 방식에 의존해 왔으나, 이는 기후위기 시대의 극한 가뭄에 대응하기에는 한계가 있음이 드러났다. 농업용 저수지, 다목적댐, 하천수 등 다양한 수원이 존재함에도 시설 간⋅관리 주체 간 연계운영 기준이 미비하여, 가용 수자원을 효율적으로 활용하지 못하는 구조적 문제가 지속적으로 지적되어 왔다. 또한 댐 건설과 같은 구조적 대책은 환경적 제약과 사회적 갈등으로 인해 단기간 내 추진이 어렵다. 따라서 기존 수자원시설의 효율적인 연계운영을 통해 물 공급 능력을 극대화하는 비구조적 대책을 마련하는 것이 시급한 과제로 부상하고 있다.
기후변화에 따른 수문학적 변동성은 전 세계적으로 가뭄의 빈도와 강도를 증가시키고 있으며, 이에 대응하기 위한 수자원 시설의 최적 운영 방안에 관한 연구가 국내외에서 활발히 진행되어 왔다. 국외의 경우, Hashimoto et al. (1982)이 제안한 신뢰도, 회복도, 취약도 지표를 기반으로 수자원 시스템의 성능을 평가하는 연구가 기초가 되었다. 이후, 제한된 수자원을 효율적으로 배분하기 위한 헤징 룰(Hedging Rule)에 관한 연구가 다수 수행되었다. Neelakantan and Pundarikanthan (1999)는 가뭄 시 급격한 물 부족을 방지하기 위해 물 공급을 단계적으로 감축하는 최적 헤징 룰을 제시하였으며, Shih and ReVelle (1994)은 이산적인 헤징 룰을 통해 저수지 운영의 효율성을 제고하는 방안을 연구하였다. 최근에는 기후변화 시나리오를 결합하여 다목적 댐의 운영 룰을 개선하려는 시도가 이어지고 있다. Giuliani et al. (2016)은 다목적 저수지의 상충되는 운영 목표를 해결하기 위한 진화론적 최적화 기법을 제안하였다. 또한, Huang and Yuan (2004)은 색상 코드 기반의 가뭄 조기 경보 시스템을 다중 저수지 운영에 도입하여 가뭄 심도에 따른 체계적 대응의 중요성을 강조하였다.
국내에서도 Chae et al. (2012)은 댐과 보의 연계 운영 모의를 통해 하천 유지용수 및 이수 용량 증대 효과를 분석하였고, 다목적댐의 용수공급을 안정화하기 위한 가뭄단계 해제기준이 제안되었고(Kim et al., 2018), 저수지 공급가능일수를 지표로 시설별 가뭄취약도를 평가하는 접근도 도입되었다(Kim et al., 2023). 이러한 국내 선행연구들은 공급가능일수와 같은 직관적인 지표를 활용한 조기경보와 단계별 대응의 중요성을 부각시키고 있으며, 가뭄 단계 구분 및 대응조치의 과학적 근거 마련에 기여하고 있다.
그러나 이들 연구는 주로 연계운영의 가능성을 타진하거나 특정 목적에 초점을 맞춘 분석에 그친 경우가 많으며, 실제 가뭄 단계(관심-주의-경계-심각)에 맞추어 다목적댐, 용수전용댐, 농업용 저수지 등 관리 주체가 상이한 시설을 통합적으로 운영하기 위한 구체적인 기준을 제시하는 데에는 한계가 있었다. 특히 2022년 영산강⋅섬진강 가뭄 사례와 같이 댐-저수지-하천을 아우르는 광역적 연계운영을 가뭄 단계별로 구체화하고, 그 효과를 정량적으로 평가한 연구는 매우 제한적이다.
이에 본 연구는 영산강⋅섬진강 유역의 과거 강우 패턴과 미래 가뭄 전망을 정량적으로 분석하고, 이를 바탕으로 극한 가뭄 발생 시 다목적댐, 용수댐, 농업용 저수지 등 가용 수자원시설을 유기적으로 활용할 수 있는 ‘가뭄단계별 연계운영 기준(안)’ 방법론을 제시하는 것을 목적으로 한다.
연구의 수행 절차는 다음과 같다. 첫째, 유역 내 주요 기상관측소의 강우 자료를 수집하여 강우 패턴 변화를 분석한다. 둘째, 영산강⋅섬진강 수계의 주요 물 공급시설(주암댐, 장흥댐, 섬진강댐 등)과 연계 가능한 농업용 저수지 및 하천수 시설의 현황을 조사한다. 셋째, 기존의 관심-주의-경계-심각 등 가뭄의 4단계 대신, 시기 및 저류량 기반 공급가능 일수를 기준으로 연계운영 기준(안)을 수립한다. 마지막으로, 제안된 연계운영 기준을 동복댐 사례에 적용하여 그 효과를 검토하고, 극한 가뭄 대응을 위한 정책적 제언을 도출한다.
2. 연구대상 지역 현황
2.1 영산강⋅섬진강 유역의 수문⋅지리적 특성
영산강 유역은 광주광역시와 전라남도 나주시, 담양군, 장성군, 화순군 등을 비롯해 전라북도 고창군, 부안군 등 3개 광역시⋅도에 걸쳐 총 17개 시⋅군으로 구성된다. 섬진강 유역은 전라남도 순천시, 광양시, 곡성군, 구례군과 경상남도 하동군, 남해군 등을 포함하는 광역 수계를 형성한다. 이 지역은 계절적 강우 편중이 심하고 136 km로 국내 5대강 중 가장 짧은 편으로 유출 특성이 급변하는 수문학적 특성을 보인다. 특히 2022년과 같은 극한 가뭄 시에는 강수량 부족이 댐과 저수지의 저수율 저하로 직결되어, 생활⋅공업용수 및 농업용수 공급에 심각한 취약성을 드러내는 지역이다.
이러한 영산강⋅섬진강 유역 내 수자원 관리는 다목적댐, 농업용 저수지, 하굿둑 등 다양한 시설에 의존하고 있으며, 행정 경계와 수계 경계가 일치하지 않아 유역 단위의 물 배분 및 통합 운영의 중요성이 높은 지리적 특성을 갖는다.
2.2 영산강⋅섬진강 유역 물공급시설 현황
영산강⋅섬진강 유역의 주요 물 공급은 다목적댐, 용수전용댐, 농업용 저수지 및 하천수 취수 시설을 통해 이루어진다.
유역 내 주요 댐 시설로는 주암댐, 섬진강댐, 장흥댐 등의 다목적댐과 동복댐, 수어댐 등 용수전용댐이 위치하고 있다. 광주광역시와 전남 동부권의 핵심 상수원으로서 여수국가산업단지의 주요 공업용수 공급원 역할도 겸하고 있어 유역 광역상수도 공급의 중추적 기능을 수행한다. 또한 섬진강수계에는 발전전용댐인 보성강댐(전력 생산) 1개소가 위치하여 필요시 발전 방류를 통해 하류 용수 공급에 활용될 수 있다. 영산강 하구에는 1981년 완공된 영산강 하굿둑이 설치되어 담수호를 형성하고 있으며, 영산호 등 담수호를 통해 농업용수를 확보하고 염해를 방지하는 기능을 한다.
영산강, 섬진강 유역 내에는 농업용수 공급을 위한 다수의 저수지가 분포하고 있다. 영산강 유역에는 담양호, 광주호, 장성호, 나주호(이하 4대호)를 포함하여 총 2,600여개소의 저수지가 있으며, 이들의 유효 저수용량 합계는 약 4억 2,760만 m3에 달한다. 섬진강 유역은 총 1,840개소의 저수지가 위치하고 있으며, 총 유효 저수용량은 약 3억 2,990만 m3 규모이다. 이들 농업용 저수지는 주로 관개용수로 활용되나, 4대호와 같이 규모가 큰 저수지는 가뭄 시 하천 유지용수 공급이나 비상 용수원으로 활용될 잠재력을 지닌다.
상수도 공급 체계는 한국수자원공사(K-water)가 관리하는 광역상수도와 지자체가 관리하는 지방상수도로 이원화되어 운영된다. 광주광역시는 주암댐과 동복댐을 주 수원으로 한다. 전남 도서 지역(신안군, 완도군 등)은 자체 저수지(대리제, 부동제 등)와 해수담수화 시설, 병입 수돗물 지원 등에 의존하고 있어 내륙에 비해 가뭄에 더욱 취약한 구조를 가진다.
3. 유역 내 강우패턴 변화 및 가뭄 특성 분석
3.1 영산강⋅섬진강 유역 과거 강우패턴 변화 분석
최근 기후변화의 영향으로 영산강 및 섬진강 유역의 강우 패턴은 시⋅공간적 변동성이 확대되는 경향을 보이고 있다. 본 연구에서는 유역 내 주요 기상관측소 10개 지점(고창, 고흥, 광주, 남원, 목포, 순천, 여수, 완도, 임실, 해남)의 과거 강우 자료를 활용하여 강우 특성을 분석하여 Fig. 1에 나타내었다.
10월부터 이듬해 3월까지는 강우량 자체가 크지 않으며, 월 강우량의 연간 변동이 0 mm/월~100 mm/월 이상으로 큰 것으로 나타나, 겨울철 강우량을 가뭄정책 수립에 반영하기는 곤란한 것으로 나타났다. 이는 겨울철부터 봄철까지의 강우량은 선제적인 가뭄 대응이나 저수지⋅댐의 유효 저수량 확충에 한계가 있음을 의미한다.
우기인 6~9월은 총강우량의 62.2%를 차지하나, 강우량의 변동성이 매우 큰 것으로 나타났다. 특히, 7~8월에는 600 mm/월 이상이 발생하는 해와 100 mm/월 이하로 발생하는 해가 2~3년 내에 연이어 발생하고 있는 것이 확인되었다. 즉, 각각의 년에는 월강우량의 변동성이 매우 크게 나타났으나, 강우량이 적었던 해의 이듬해에는 강우량이 커지거나, 반대로 강우량이 많았던 해의 다음에는 강우량이 적어져, 2~3년을 묶었을 때는 월강우량의 변동성이 급격히 작아지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 연강우량의 대부분을 차지하고 있는 여름철 강우의 변동성이 커짐에 따라 2~3년 지속 가뭄대응 능력을 갖출 필요성이 증대되고 있다.
4. 가뭄단계별 가뭄상황 대응절차 및 연계운영 기준(안) 제시
기후변화로 인한 극한 가뭄 발생에 따라 개별 수자원시설만으로는 용수 공급안정성을 확보하기 어려워지고 있다. 전통적으로 다목적댐⋅용수댐, 농업용 저수지, 하천수 등 각 수원은 고유 목적에 맞게 독립적으로 운영되어 왔다. 그러나 이러한 분절적 관리로는 가뭄 시 지역 간 용수공급가능일수의 불균형이 발생하여, 일부 지역은 빠르게 고갈 위기에 처하는 반면 다른 시설에는 여유가 남는 문제가 있었다. 실제로 2022년 가뭄에서도 가뭄 시 저류량에 여유가 있는 장흥댐이 주암댐 수요를 대체하거나, 발전용 보성강댐의 용수를 방류하여 주암댐의 생공용수로 활용하는 등 긴급 연계운영 사례가 나타났다. 이러한 응급조치는 한정된 수자원을 최대한 활용하기 위한 불가피한 대응이며, 스마트워터그리드와 같은 개념에서도 여러 수원을 연계운영하여 제한된 자원의 활용 효율을 극대화할 필요성이 강조된다. 다만 현재의 연계운영은 주로 가뭄 대응 임시협약 형태로 이루어져 제도화되지 않아, 실행 시 관리주체간 긴밀한 사전협의와 법적 근거 마련이 요구된다. 또한 수자원의 연계운영은 하루에 전용할 수 있는 수량에 한계가 있다. 따라서, 가뭄이 심화되기전 조기에 필요수량을 전용하여 사용한다면, 더욱 효율적인 수자원 연계운영이 가능하다.
4.1 주요 수자원별 용수사용 특징분석
다목적댐/용수댐은 홍수조절 및 용수수요 등 댐 목적에 기반하여 저류량 및 방류량을 조절하여 시설을 운영하고 있다. 다목적댐 및 용수댐은 연간 용수 공급량이 거의 일정하게 유지되는 특징이 있다. Fig. 2의 주암댐 수위변화를 보면, 수위상승기는 불특정한 모습인 반면 수위의 하락시기는 일정한 기울기를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 용수공급목적댐인 동복댐 또한 광주광역시에 생공용수를 공급하고 연중 용수공급량이 일정하게 유지되고 있다.
농업용수댐도 다목적댐과 마찬가지로 저수지 별 유효저류량의 정도에 따라 가뭄 상태를 평가하고 공급량을 관리하고 있다. 다만, 연중 일정한 공급 특성을 갖는 생공용수와 달리 연중⋅연간 수요량의 변동성이 크고, 가뭄시 수요량이 더 많은 특징을 가진다.
하천수의 경우 연중 수량의 변화가 크고, 유량과 외부 요인에 따라 수질의 변동성이 큰 특징을 가지고 있어 용수공급 특징을 일관되게 평가하기는 곤란하다. 다만, 댐 및 저수지의 저류량 부족시 하천수에서의 취수량을 증가시켜 댐 및 저수지에서의 공급량을 절감하는 방향으로 운영하고 있다.
4.2 가뭄시 수원별 연계운영 방향 도출
농업용 댐과 다목적 댐 등 수원별 용수 공급량 및 공급 기간이 상이해 주요 수원별 가뭄 평가 및 등급기준에 차이가 있다. 이에 특정시기에 특정 수원의 상대적 수자원 부족량을 정량적으로 평가하고, 용수를 교차 지원 또는 연계운영하기 위한 근거 수립의 어려움이 있다. 따라서 용수 교차지원을 위해서는 현재의 가뭄단계인 관심-주의-경계-심각 등 수원별 상이한 기준대신, 수원별 현재 보유 수량과 더불어 향후 공급예정량을 반영한 상대적 여유량의 결정 근거가 필요하다.
또한, 용수별 주요 공급 시기 차이에 따른 기간/시점 고려 가뭄상황 판단이 필요하다. 연간 일정한 수요량을 가지는 생공용수에 비해 관개기에 수요가 집중되는 농업용수의 특징을 고려한 시점적 교차 방안이 필요하다. 즉, 획일적, 통합적 가뭄 기준이 아닌 각 수원 규모, 용수별 특징을 반영한 상대적 여유량 반영 및 교차 공급 가능량 제시가 필요하다.
4.3 월별 강우량 및 저수지 유입량 평가에 의한 가뭄 대응기간 설정
영산강⋅섬진강유역 10개 관측소 기준 연강우량의 약 62.2%가 6~9월의 홍수기에 발생하는 것으로 나타났다. 비 홍수기에는 대부분 월 50 mm 이하의 강우가 발생하며, 연간 편차가 큰 것으로 나타났다. 특히, 겨울철에는 강우량이 작을 뿐 아니라, 유출율도 낮아 용수 확보에 부정적 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 이에, 연도별 강우량에 따라 다소간의 편차가 있으나, 댐 저수율을 기준으로 하였을 때, 대부분의 경우 전년도 10월부터 6월까지 저수량이 일정하게 하락하고, 6~9월 홍수기에 상승으로 전환하는 것으로 나타났다.
매년 강우가 집중적으로 발생하는 6~9월의 홍수기는 호우시 비정기적으로 저수지 수위가 상승하고 있으며, 홍수기를 제외하면 대부분의 기간동안 물 사용량에 따라 저수지 수위가 일정하게 감소하며, 이상강우를 제외하면 비홍수기 저수량 상승은 기대하기 곤란하다. 즉, 홍수기가 끝나고 나면 이듬해 홍수기 도래까지 가용수자원의 양은 큰 변동이 없을 것으로 사료된다. 따라서, 홍수기가 끝나는 9월 말에 잔여 수자원의 양을 바탕으로 이듬해 홍수기 도래전까지의 가뭄대책을 수립할 필요가 있다.
이에, 가뭄 대응기간을 홍수기가 끝나는 9월 21일부터 이듬해 홍수기가 시작되는 6월 20일까지로 정하고, 기간 동안 시스템에 기초한 상시 가뭄대비 체계를 구축할 필요가 있다. 가뭄 대응기간을 1차(10월 이후), 2차(1월 이후), 3차(4월 이후)의 3개 구간으로 구분하여 매 시기마다 가뭄을 평가하고 대책을 수립할 필요가 있다.
4.4 용수공급 가능일수 기준 가뭄단계 재정립
가뭄대응기간 중 용수수요량 및 수원별 공급가능량 검토를 통한 가뭄 평가가 이루어질 수 있도록 가뭄 대응절차를 수립하였다. 홍수기 이후 이듬해 홍수기 시작 전까지 10월, 1월, 4월 등 3회에 걸쳐 가뭄상황 평가가 수행되며, 용수수요량, 수원별 공급가능 일수, 유입량을 고려하여 가뭄심도를 평가한다.
1) 1차 평가: 10월 1일 평가 수행. 가뭄대응 기간 시작시 수원별 잔여 공급가능 일수 평가
- 10월 이후 이듬해 6.20까지 평년 유입량 가정
- 가뭄 대책 미적용시 평균 사용량 가정
- 가뭄 대응기간 종료시까지 공급가능 여부 평가
2) 2차 평가(1월 2일 평가): 봄 가뭄 및 농업용수 사용전 수원별 잔여 공급가능 일수 평가
- 1월 이후 이듬해 6.20까지 평년 유입량의 50% 가정
- 1단계 기간 가뭄 대책 미적용시: 평시 사용량 가정
- 1단계 기간 가뭄 대책 적용시: 1단계 감축량 지속 가정
- 농업용수 사용량 반영
- 가뭄 대응기간 종료시까지 공급가능 여부 평가
3) 3차 평가(4월 1일 평가): 장마 등 우기 시작전 댐 저수율 최저시기의 수원별 잔여 공급가능 일수 평가
- 4월 이후 이듬해 6.20까지 무강우 가정
- 2단계 기간 가뭄 대책 적용시: 2단계 감축량 지속 가정
- 농업용수 사용량 반영
- 가뭄 대응기간 종료시까지 공급가능 여부 평가
각 시기(단계)별 수요량 대비 저류량과 추가 확보가능한 수량을 비교하여 적절한 대응방안을 구성하고 잔여 공급가능일수를 기준으로 공급 안정성을 검토한다.
우기 시작시인 6월 20일을 기준으로 공급가능일수가 부족할 경우 가뭄으로 판단하고, 가뭄대응절차를 순차적으로 수행한다. 대응방안의 1차-2차-3차 단계 동안 지속적 활용 가능성 검토하고, 각 시기(단계)별 방안의 운영방식에 따른 대응절차 및 운영기준을 수립한다.
5. 가뭄단계별 가뭄상황 대응절차 및 연계운영 방안 적용(예)
2022~2023년 영⋅섬유역 가뭄시 가뭄 상황에 따른 대응절차를 동복댐을 예로 적용하였다. Fig. 3은 영⋅섬유역 주요 수자원현황을 나타낸다.
5.1 1차평가 수행
1차 평가는 2022년 10월 1일에 수행한다. 2022년 10월 1일 기준 동복댐 저수율은 40.1%, 저수량은 36.9백만톤이다(Table 1). 2023년 6월까지 평년유입량 400만톤, 일공급량 24만톤 유지시, 공급가능일수는 약 170일로써 2023년 3월 20일에는 동복댐 고갈이 예상되었다. 이에, 2022년 10월 1일부터 수요관리 및 대체용수 공급 등 가뭄대응절차를 수행한다.
Table 1
1st Drought Situation Assessment
| Storage Rate (%) | Storage Volume (106 m3) | Average Inflow (106 m3) | Daily Demand (106 m3/d) | Available Supply Days | Supply End Date | Result |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 40.1 | 36.9 | 400 | 24 | 170 | 2023.3.20. | N.G |
수요관리, 수원별 연계운영 및 보조수원을 동원한 가뭄대책 중 용수공급의 용이성, 비용, 원수의 수질 등을 고려해 순차적으로 적용해 6월 20일까지 용수공급 가능여부를 판단한다.
- 1안) 수요관리(절수캠페인) 예시: 수요량 7% 절감(목표)하며, 일 16,800톤을 절감할 것으로 예상된다. 수요관리를 통해 동복댐 공급종료일이 2023년 4월 3일로 연기되었으나, 여전히 6월 20일에 미치지 못해 가뭄해결에는 부족한 것으로 판단된다.
- 2안) 연계운영 예시: 한국수력원자력과의 협약을 통해 보성강댐 발전용수 중 6만톤/일을 주암댐으로 방류하고, 동복댐의 광주광역시 공급용수 중 6만톤을 저감한다. 이를 통하여 동복댐 공급종료일이 2023년 5월 11일로 연기되었으나, 여전히 6월 20일에 미치지 못해 가뭄해결에는 부족한 것으로 판단된다.
- 3안) 영산강 하천수 취수를 통해 3만톤/일을 공급하며, 이를 통하여 동복댐 공급종료일이 2023년 8월 7일로 연기되어 우기시까지 용수공급이 가능할 것으로 판단된다. 향후 강우량, 보성강댐 저수량 변화, 수요관리 상황에 따라 탄력적 연계운영이 필요한 상황이다.
5.2 2차평가 수행
1차 평가는 2023년 1월 2일에 수행한다. 2023년 1월 1일 기준 동복댐 저수율은 25.4%, 저수량은 23.37백만톤이다(Table 2). 봄철 가뭄으로 2023년 6월까지 평년유입량의 50%인 100만톤이 유입되고, 1단계 가뭄대책을 통하여 일공급량 16.3만톤 유지시, 공급가능일수는 약 168일로써 2023년 5월 19일에는 동복댐 고갈이 예상되었다. 이에, 2023년 1월 2일부터 2단계 수요관리 및 대체용수 공급 등 가뭄대응절차를 수행한다.
Table 2
2nd Drought Situation Assessment
| Storage Rate (%) | Storage Volume (106 m3) | Average Inflow (106 m3) | Daily Demand (106 m3/d) | Available Supply Days | Supply End Date | Result |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 25.4 | 23.37 | 100 | 16.3 | 168 | 2023.5.19. | N.G |
1단계 평가과 마찬가지로 수요관리, 수원별 연계운영 및 보조수원을 동원한 가뭄대책 중 용수공급의 용이성, 비용, 원수의 수질 등을 고려해 순차적으로 적용해 6월 20일까지 용수공급 가능여부를 판단한다.
- 기존) 1차평가 가뭄대책 유지: 수요관리로 인한 절수(16,800톤/일), 보성강댐 대체 운영(30,000톤/일), 영산강 하천수 취수(30,000톤/일)을 통해 동복댐 공급량이 16.3만톤/일로 저감되어 운영되고 있다.
- 추가 1안) 하천취수 예시: 영산강 하천수 취수량을 5만톤/일로 증가하여 공급하며, 이를 통하여 동복댐 공급종료일이 6월 11일까지로 연기되었으나, 여전히 6월 20일에 미치지 못해 가뭄해결에는 부족한 것으로 판단된다.
- 추가 2안) 공급가능일수에 여유가 있는 주암댐에서의 사용량을 1만톤/일 늘려, 4만톤/일으로 증가하여 공급하며, 이를 통하여 동복댐 공급종료일이 2023년 6월 26일로 연기되어 우기시까지 용수공급이 가능할 것으로 판단된다.
5.3 3차평가 수행
3차 평가는 2023년 4월 1일에 수행한다. 2023년 4월 1일 기준 동복댐 저수율은 19.8%, 저수량은 18.2백만톤이다(Table 3). 2023년 6월까지 추가적인 유입량이 없다고 가정하고, 2단계 가뭄대책을 통하여 일공급량 13.3만톤 유지시, 공급가능일수는 약 167일로써 우기 이후인 2023년 8월 16일까지 공급이 가능한 것으로 평가되었다. 이에, 2023년 3단계 수요관리기간에는 2단계의 대응을 유지하거나, 일부 완화할 수 있을 것으로 판단된다.
6. 결 론
본 연구에서는 기후변화로 인해 심화되고 있는 극한 가뭄에 대비하기 위하여, 과거 강우 패턴 분석과 미래 가뭄 전망을 토대로 기존의 단독시설 운영 방식을 탈피한 ‘가뭄단계별 연계운영 기준(안)’을 제시하고 그 효과를 분석하였다. 주요 연구 결과와 시사점은 다음과 같다.
첫째, 영산강⋅섬진강 유역의 강우 특성 분석 결과, 연강수량의 약 62%가 홍수기(6~9월)에 집중되고 비홍수기의 강우량은 미미하며 변동성이 큰 것으로 나타났다. 이는 홍수기 이후 이듬해 홍수기 도래 전까지의 가용 수자원이 사실상 홍수기 말 저수량에 의해 결정됨을 시사한다. 따라서 본 연구에서는 홍수기가 종료되는 9월 말부터 이듬해 6월 말까지를 ‘가뭄 대응 기간’으로 설정하고, 10월, 1월, 4월의 3단계 평가 시점을 도입하여 시기별로 선제적인 대응이 가능한 체계를 구축하였다.
둘째, 기존의 저수율 중심 가뭄 단계 기준이 가진 한계를 극복하기 위해 ‘용수 공급가능 일수’를 핵심 지표로 하는 새로운 가뭄 판단 기준을 제안하였다. 수원별 규모와 용도가 상이한 상황에서, 남은 기간 동안 용수 공급이 가능한지를 일수(Days)로 환산하여 평가함으로써, 수원별 가뭄 심도를 객관적으로 비교하고 연계 운영의 우선순위를 결정할 수 있는 정량적 근거를 마련하였다.
셋째, 제안된 연계운영 기준안을 2022~2023년 영산강⋅섬진강 대가뭄 사례에 적용(동복댐 중심)하여 시뮬레이션한 결과, 단계별 대응의 유효성을 입증하였다.
이는 단일 수원에 의존할 경우 발생할 수 있는 물 안보 위기를, 유역 내 가용 수자원(발전댐, 하천수 등)의 통합적 연계 운영을 통해 효과적으로 극복할 수 있음을 보여준다.
결론적으로, 미래의 극한 가뭄은 더 이상 일시적인 기상 이변이 아닌 상시적인 위협으로 간주되어야 한다. 본 연구에서 제시한 ‘공급가능일수 기반의 단계별 연계운영 체계’는 한정된 수자원을 효율적으로 공유하고 활용하는 실현 모델로서, 향후 타 유역의 가뭄 대응 전략 수립에도 유용한 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.
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