• 한국수자원학회논문집
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• 제53권1호
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• pp.71-82
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• 2020

본 연구에서는 공유하천인 북한강 유역을 대상으로 북한 임남댐 운영에 따라 북한강 댐들의 하천유지유량 확보여부에 대해 평가하였다. WAMIS 자료 기준 1991. 01~2018. 12 기간 동안의 시자료, 일자료, 월자료의 댐 유입·유출량 자료를 기준으로 분석을 수행하였다. 시평균 자료를 이용한 물수지분석 결과를 살펴보면, 평화의댐-화천댐과 춘천댐-소양강댐-의암댐의 댐 방류량 기준 상류유역 유입량이 (-)값으로 산정되었으나 일평균이나 월평균에서는 합리적으로 추정되어 자료의 시간단위에 따라 댐유입량·방류량 물수지분석 결과가 달라질 수 있음을 확인하였다. 두 번째로 임남댐 운영 후에 화천댐 월평균 유입량이 크게 감소하는 것으로 나타나 임남댐 운영이 북한강 수계 댐에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 마지막으로 임남댐 운영으로 인한 북한강 수계 댐들의 유입량과 총방류량의 감소에 따른 하천유지유량 총부족량과 부족시간의 증가비율이 최대 +330%로 증가하는 것으로 나타나 임남댐 운영이 하천유지유량 부족의 주요 원인 중 하나로 분석되었다. 따라서 향후 중요성이 커지는 하천유지유량을 확보하는 다양한 방안 마련에 대한 연구가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.276-276
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• 2020

공유하천유역에서의 수자원 관리는 두 국가의 제도적 및 기술적 차이로 인하여 다른 유역에서의 수자원 관리보다 복잡하고 어렵다. 특히 두 국가 사이의 공유하천에서의 유량의 변화는 실질적인 측정을 이용하여 면밀하게 측정됨으로써 신뢰도 높은 자료를 통해 지속적으로 분석되어야 궁극적으로 공유하천에 대한 두 국가 간의 이해관계를 바탕으로 한 대책을 수립할 수 있다. 북한강 유역의 상류유역은 북한에 속해 있고, 특히 임남댐 건설 이후 화천댐 유입량은 지속적으로 감소하고 있어 이에 대한 물순환 영향을 면밀히 분석하고 대책을 수립할 필요가 있다. 물순환에 영향을 미치는 원인과 결과를 분석하는 기존의 연구들은 대부분 강우-유출모형을 사용하고 있어 모형의 구축 및 매개변수의 보정과 검증에 많은 노력이 필요하다. 본 연구에서는 수문기상자료만을 이용하여 유량의 변동성분을 정량화할 수 있는 수문학적 민감도 분석기법을 화천댐 상류유역에 적용하고 화천댐 유입량에 대한 1967년~017년 동안의 변동량을 자연적 요인과 인위적 요인으로 분리하여 제시하였다. 다양한 변동점 탐색기법을 사용한 결과 1999년이 통계적으로 유의한 변동점으로 탐색되었으며, 이를 활용하여 수문학적 민감도 분석을 5가지의 Budyko 함수를 이용하여 산정한 결과 평균적으로 18.99 억 ㎥/y의 유입량 감소가 임남댐 건설로 인하여 발생된 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 기존 연구자들의 화천댐 유입량 감소량에 비해 다소 크게 산정된 결과이며, 이는 2000년대 이후 증가된 강우량 및 화천댐유입량의 감소가 주된 영향을 미친 결과로 추정된다. 향후 월별, 계절별 단위의 분석이 추가로 연구될 필요가 있으며, 미래의 기후변화 상황을 고려한 예측을 통한 실효성 있는 계획이 수립될 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권12호
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• pp.1069-1077
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• 2009

최근 수자원 분야에서는 미래의 기후변화 및 용수이용 증대에 따른 안정적인 물공급이 중요한 관심사이다. 특히 한강수계의 경우, 수도권의 취수원인 팔당호 상류유역의 약 10 %에 해당하는 유역의 수자원량이 북한의 임남댐(저수용량 27억$m^3$) 건설로 인하여 동해안으로 유역변경되고 있는 실정이다. 따라서, 북한강 수계의 하천유량이 감소되었으나, 그에 대한 정량적인 평가는 구체적으로 이루어지지 못하고 있다. 본 연구에서는 물리적 기반의 장기유출해석모형인 SWAT-K를 활용하여, 화천댐 상류유역의 인위적인 수문학적 조건의 변화로 인하여 실제 화천댐 지점으로 유입되는 수자원 감소량을 규명하고자 하였다. 북한지역의 모형입력자료는 전세계 기상통신망(Global Telecommunication System)에서 수집된 수문기상자료와 FAO/UNESCO (2003)의 토양도를 활용하였다. 화천댐 지점 유입량의 관측값과 모의값을 비교분석하여 수자원의 변화시점을 검토하였으며, 임남댐 유무에 따른 두 계열의 모의유량에 대한 유황분석을 통하여 연별, 월별, 계절별 수자원 감소상황을 검토하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.353-363
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• 2008

이 연구는 남북 공유하천의 바람직한 관리 비전과 목표를 수립하기 위해서 북한강의 임남댐 사례를 통해 합리적인 관리 전략을 세우는 것을 목적으로 한다. 방법론적으로는, 게임이론의 접근 방법을 통해 남북한 공유하천 문제의 해법을 찾아보았다. 기존의 논의가 주로 남북 간의 비협조적인 상황 하에서의 대응전략을 주요한 관심으로 한 데 비해 본 연구에서는 보상을 연계시킨 협조게임의 접근방법으로 남북 간의 협력의 가능성을 시나리오를 설정하여 분석하였다. 또 남북이 최선의 이득을 얻을 수 있는 협력과 보상의 조건을 계량화하여 평가할 수 있는 방법론을 제시하였다. 남북한이 모두 최선의 편익을 누리는 방법은 북한이 남한에게 유량을 할당해주고, 남한은 그에 대한 보상으로 남북 공동의 이익을 가져다 줄 수 있는 공동개발 사업(임진강 유역의 공동개발 등)에 적극적인 투자를 하는 방법이라고 할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.425-438
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• 2018

물순환에 영향을 미치는 원인과 결과를 분석하는 기존의 연구들은 대부분 강우-유출모형을 사용하고 있어 모형의 구축 및 매개변수의 보정과 검증에 많은 노력이 필요하다. 본 연구에서는 수문기상자료만을 이용하여 유량의 변동성분을 정량화할 수 있는 수문학적 민감도 분석기법을 화천댐 상류유역에 적용하고 화천댐 유입량에 대한 1967~2017년 동안의 변동량을 자연적 요인과 인위적 요인으로 분리하여 제시하였다. 다양한 변동점 탐색기법을 사용한 결과 1999년이 통계적으로 유의한 변동점으로 탐색되었으며, 이를 활용하여 수문학적 민감도 분석을 5가지의 Budyko 함수들을 이용하여 산정한 결과 평균적으로 18.99억 $m^3/y$의 유입량 감소가 임남댐 건설로 인하여 발생된 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 기존 연구자들의 화천댐 유입량 감소량에 비해 다소 크게 산정된 결과이며, 이는 2000년대 이후 증가된 강우량 및 화천댐 유입량의 감소가 주된 영향을 미친 결과로 추정된다. 향후 월별, 계절별 단위의 분석이 추가로 연구될 필요가 있으며, 미래의 기후변화 상황을 고려한 예측을 통한 실효성 있는 계획이 수립될 필요가 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.781-784
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• 2008

현재 한강수계에서는 북한강 상류에 건설된 임남댐(저수용량 26억$m^3$)으로 인하여 화천댐 상류 유역계의 변화가 발생하였다. 화천댐의 경우, 기존의 발전용량을 포함한 안정적 방류계획에 변화가 발생하여 기존 저수지 용량의 효율적인 관리기술의 실증이 필요한 시점이다. 또한, 향후 기후변화 및 용수이용 증가에 대비한 안정적인 물공급을 위해 하천유출량의 시 공간적인 평가 및 가용수자원의 평가는 보다 합리적이고 정확하게 이루어져야 하며, 이를 위해 준분포형 유역유출-저수지 운영 결합해석 모형이 필수적으로 도입되어야 할 시점이다. 따라서, 본 연구에서는 SWAT-K(과학기술부, 2007)를 이용하여 기존댐의 최적 운영룰을 도출한 후, 팔당호에서의 유황개선 효과를 정량적으로 분석하여 수자원 확보량을 평가하고자 하였다. 화천댐의 경우, 방류시나리오로 기존 운영실적을 기준으로 홍수기 중 9월 방류량을 50% 감소, 비홍수기 중 $11{\sim}3$월 방류량을 50% 증가시켜 적용하였을 때 최적 운영룰이 도출되었으며, 이때 갈수량 이하의 10일간 유황개선을 통하여 분석기간에 대하여 0.12억$m^3$의 수자원 확보가 이루어질 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.101-105
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• 2011

공유하천의 물 배분문제는 이해당사자간 입장차이가 뚜렷하여 일관된 해결책을 찾기가 어려운 과제이다. 따라서 문제해결을 위한 접근방법이나 적용하고자 하는 논리와 원칙이 일방적일 수 있으며, 연안국가간 서로 상반되는 논리를 주장하는 것이 대부분이다. 즉 어떤 국가든 자기에게 가장 유리한 입장을 취하게 되며 상대방의 주장에 동조하는 자세는 자국 내에서 큰 비판에 직면할 수 있다는 정치적 부담이 있다. 결국 각각의 연안국가들은 자기에게 가장 유리한 이론과 논리를 내세우게 되며 타협과 협력에 도달하기 위해서는 수문, 기상, 사회, 문화, 경제 및 정치적 문제를 극복해야 한다. 본 연구에서는 남북공유하천의 공평하고 합리적인 이용방법을 제시하기 위하여 이해관계가 복잡한 하류유역의 수리권을 추정하였다. 이를 위해 국제 공유하천에서 수리권 배분을 위한 표준화된 법칙이 없으므로 과거 사례 분석을 통해 해석방법을 찾고자 하였다. 아울러 현재 남북공유하천의 문제점을 진단하고 국제사례를 통해 하류국가인 남한지역에 기득수리권이 존재함을 증명하고자 하였다. 또한 수리권 배분(북한의 임남댐 보장방류량)을 위해 국제적으로 적용된 사례와 이의 평가기준 등을 고려하여 남북공유하천에 적용하고자 하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권4호
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• pp.315-325
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• 2011

공유하천에서 수문지형학적으로 비대칭일때 상류에 위치한 국가가 하류에 위치한 국가의 물이용을 제한할 경우, 현실적으로 이를 해결할 강제적 수단이 없다. 북한은 이런 점을 이용하여 북한강 상류에 임남댐을 건설하고 수력발전을 위해 유역변경식으로 물을 이용하고 있다. 이에 따라 하류국가인 남한지역에서는 용수부족과 건천화 등 많은 문제점이 나타나고 있다. 따라서 하류지역의 용수보장 및 하천기능유지를 위한 수리권 배분과 같은 근본적인 문제해결이 절실히 요구되는 상황이다. 본 연구는 남북공유하천의 특수한 상황과 수문지형학적 비대칭 문제를 인식하고 상 하류 국가간 공정한 물 배분을 위한 대안을 제시하고자 하였다. 이를 위해 국제공유하천에서 적용된 자연유량분배법칙 등 기존 사례를 검토하여 적정 수리권추정에 활용하였다. 적용결과, 임남댐지점에서 하천기능유지를 위한기준갈수량은 $7.3m^3/s$ (230백만 $m^3$/년)이 흘러야 하는 것으로 나타났고, 국경선을 기준으로 자연유량을 50:50으로 배분할 경우 임남댐에 의한 용수공급 부족량은 $3.7m^3/s$ (103백만 $m^3$/년)로 계산되었다. 임남댐 건설전과 후의 한강수계 용수공급 부족량은 $11.38m^3/s$ (359백만 $m^3$/년)로 계산되었다. 따라서 용수이용의 기본권 및 하천기능유지를 위하여 하류국가인 남한은 북한의 임남댐으로부터 최소 $11.38m^3/s$ (359백만 $m^3$/년)를 수리권으로 보장받아야 할 것으로 추정되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권4호
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• pp.305-314
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• 2011

북한강 수계의 경우 북한이 임남댐을 개발하여 유역변경식으로 물을 이용하고 있어 하류지역에서 여러 가지 문제가 나타나고 있다. 따라서 남 북한이 공유하천을 효과적으로 관리하기 위해서는 수량이나 수질 등 다양한 분야에서의 협력이 절실히 요구되고 있다. 그러나 남 북공유하천에서 상 하류국가간 물이용의 공평성을 실현하기 위한 노력은 매우 미흡한 실정이다. 본 논문에서는 남북공유하천의 공평한 물이용의 판단기준이 되는 수리권을 검토하기 위해 북한의 임남댐에 의한 영향을 주요 분야별로 심도 있게 분석하였다. 분석결과, 한강유역의 용수공급은 1978년을 이수안전도 평가를 위한 기준갈수년으로 할 경우 임남댐으로 인해 379백만$m^3$/년의 공급부족이 발생하는 것으로 나타났다. 아울러 한강 수계의 발전용댐도 유입량 감소로 인하여 연간발전량이 234GWh/년 감소하게 되었고, 수질은 북한강 삼봉리 지점 기준 BOD 약 0.065 ppm 증가하는 것으로 분석되었다. 결과적으로 남북공유하천에서 북한의 절대영토주권주의에 입각한 불공평한 수자원 이용은 하류국가인 남한에 직 간접적으로 상당한 영향을 미치고 있음을 확인하였다.