초록 |
전 지구적으로 가속화되는 기후변화로 인한 수재해 현상이 지속적으로 증가하고 있어 보다 효율적이고 안정적인 수자원의 관리가 요구되고 있다. 이를 위해서는 수문요소의 변화를 정확히 이해할 필요가 있다. 주요 수문요소 중 지하수자원은 주로 지상관측(관측정)을 통해 얻어지지만, 접근이 어렵거나 장기적인 관측에 어려움이 존재하는 미계측유역에 대해서는 그 변화를 파악할 적절한 방법이 없다. 이러한 시공간적인 한계를 극복할 수 있는 대안으로서 2002년 미항공우주국 NASA와 독일 항공우주연구소 DLR에서 저궤도 중력 측정 위성인 GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)를 발사하였다. GRACE의 전 지구적 중력장 변화는 물에 의한 질량재배치, 즉, 수자원 총량의 시간적 변화(Terrestrial water storage changes)로 환산될 수 있으며 미계측유역을 포함한 모든 지역에서의 수자원 변화의 파악을 가능하게 하였다. 본 연구에서는 지금까지 지상관측자료에 기초한 지하수자원 평가방식의 다른 접근방법인 중력 위성 자료를 이용한 지하수자원의 평가기술을 한반도 지형 및 수문특성에 맞게 개발하고, 이 기술의 적용가능성을 확인하였다. 본 연구의 성과는 위성자료 기반의 가뭄·홍수 관련 수문정보 생산 및 수자원 관리시스템의 구축을 위한 기초를 마련한 의미가 있으며, 향후 보다 선진화된 위성기술의 수자원분야 응용에 기여할 것으로 기대된다. 본 연구의 1차년도에는 GRACE 중력자료를 분석하여 한반도의 수자원 변화량을 산정하고(0.986 cm/mo), 최적의 공간평활화 반경(500 km)을 확인하였다. 2·3차년도에는 우리나라의 지형ㆍ수문학적 특성을 대표하는 시험유역(도시: 서울·경기, 평야: 충청도, 산간: 강원도)을 대상으로, GRACE 위성자료를 이용한 수자원 변화량과 수문유출모형(HEC-HMS)을 이용한 물수지분석 결과를 비교함으로써, 강우가 집중되는 우기에 위성자료를 활용하기 위한 자료해석 기준을 마련하였다. 4차년도에는 GRACE 기반으로 도출된 수자원 변화량을 이용해 남한의 지하수 변화량을 산정하고, 국가지하수관측망 자료와 비교하였다. 두 자료간 상관계수가 0.89로 높게 나타남으로써, 기존의 지상관측을 보완ㆍ대체할 수 있는 매우 경제적인 기술의 확보 가능성을 확인하였다. 5차년도에는 한반도의 수자원 변화량 및 남한 지역의 지하수 변화량 지도(2003년 ~ 2012년)를 작성하였다. 본 연구의 정량적 성과로는 SCI 논문 2편, 국내외 비SCI 논문 3편, 국내외 학술회의 논문 12편(우수논문수상 1회)을 발표하였다. 또한 본 연구과제를 통해 총 11명의 대학원 및 학부생이 연구비 지원을 받고(학위취득 9인) 관련 연구를 수행함으로써 인력양성과 기술축적의 기회를 가질 수 있었다. 해당 학위 취득 후, 5명은 진학을(국내박사과정 2인, 국외박사과정 2인, 국내석사과정 1인), 6명은 취업을 하였거나 준비중이다. |