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SUMMARY

목차

국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발(기반연구) - 1차년도 - 57

1. 가뭄 모니터링시스템 개발 59

제1장 서론 61

1.1. 연구개발의 목적과 필요성 61

제2장 국내·외 연구현황 63

2.1. 국내 가뭄지수의 활용 현황 64

2.1.1. 기상청 64

2.1.2. 한국건설기술연구원 65

2.1.3. 한국수자원공사 66

2.1.4. 한국농어촌공사 68

2.1.5. 농촌진흥청 69

2.1.6. 국내 가뭄지수 활용 현황 비교 70

2.2. 국외 가뭄지수 연구사례 70

2.2.1. 미국 71

2.2.2. 일본 73

2.2.3. 호주 73

제3장 국내·외 가뭄지수의 조사 75

3.1. 가뭄의 정의 75

3.2. 가뭄의 학문적 분류 76

3.3. 가뭄의 영향순서 82

3.4. 가뭄지수의 정의 83

3.5. 가뭄지수의 종류 84

제4장 국내·외 가뭄지수 특성 비교 분석 93

4.1. 분석 대상 지점의 선정 93

4.2. 가뭄 발생연도 조사 99

4.3. 가뭄지수 심도 분류 101

4.4. 가뭄지수 산정절차 및 분석 101

4.4.1. 표준강수지수[Standardized Precipitation Index, SPI] 101

4.4.2. 팔머가뭄심도지수[Palmer Drought Severity Index, PDSI] 112

4.4.3. 보정 지표수분공급지수[Modified Surface Water Supply Index, MSWSI] 122

4.4.4. 토양수분지수[Soil Moisture Index, SMI] 135

제5장 국내·외 가뭄전망기법 조사 149

5.1. SSA 저빈도 분석을 통한 가뭄전망 150

5.2. 수문기상인자 해수면온도를 이용한 가뭄전망 151

5.3. 기상청 장기예보를 이용한 가뭄전망 153

2. 가뭄 피해지역 분석시스템 개발 157

2-1. 가뭄 취약성 평가 기법 159

제1장 서론 159

1.1. 연구 배경 및 목적 159

1.1.1. 연구 배경 159

1.1.2. 연구 목적 159

1.2. 주요 연구내용 및 연구 추진 절차 160

1.2.1. 주요 연구내용 160

1.2.2. 연구 추진 절차 161

제2장 취약성 평가 개념 및 필요성 163

2.1. 취약성 평가의 기본개념 163

2.2. 취약성 평가의 필요성 164

제3장 취약성 영향인자 165

3.1. 지역안전도 평가인자의 선정사례 및 활용방안 165

3.1.1. 주요내용 165

3.1.2. 활용방안 168

3.2. 홍수피해잠재능 평가인자 사례 및 활용방안 169

3.2.1. 주요내용 169

3.2.2. 활용방안 171

3.3. 홍수피해지표개발 사례 및 활용방안 171

3.3.1. 주요내용 171

3.3.2. 활용방안 172

3.4. 영향인자 표준화 방안 및 사례분석을 통한 시사점 173

3.4.1. 표준화 방안 173

3.4.2. 가중치 방안 175

3.4.3. 시사점 176

제4장 취약성 지수 개발 179

4.1. 취약성 지수 개발 사례 179

4.1.1. 중국의 Flood Risk Assessment System 사례 179

4.1.2. CEVSA 모델을 이용한 산림생태계 취약성 평가 181

4.1.3. 슬로베니아의 가뭄 취약성 평가 184

4.1.4. 방글라데시의 가뭄 취약성 평가 185

4.2. 취약성 지수 개발 사례분석을 통한 시사점 187

제5장 취약성 지수의 활용 및 미국 NDMC 사례 189

5.1. 취약성 지수의 활용사례 189

5.1.1. 중국의 Flood Risk Assessment System 연구결과 189

5.1.2. CEVSA모델을 이용한 산림생태계 취약성 평가 연구결과 190

5.1.3. 기후변화에 따른 벼 생산 취약성 평가 연구결과 191

5.2. 취약성 지수의 활용 사례의 특징분석 192

5.3. NDMC; The Near East Drought Planning Manual 193

제6장 결론 197

2-2. 국내·외 가뭄 피해액산정 기법 199

제1장 서론 199

1.1. 연구 목적 및 배경 199

1.2. 연구내용 199

1.3. 연구의 활용성 200

제2장 자연재해 피해규모 산정방법 조사 201

2.1. 농업부문의 피해액 산정 방법 202

2.1.1. 농작물 피해액 202

2.1.2. 생산비 피해액 205

2.1.3. 농경지 피해액 208

2.1.4. 복구지원금과 피해액 산정의 비교 209

2.2. 농업부문 이외의 재해피해액 산정 방법 210

2.2.1. 인명 피해액 210

2.2.2. 가옥 피해액 211

2.2.3. 공공시설물의 피해액 212

2.2.4. 기타 피해액 213

2.2.5. 간접 피해액 213

2.3. 자연재해 피해규모 산정방법 조사 사례에 대한 검토 및 적용 214

제3장 국내 가뭄피해 추정기법 조사 217

3.1. 가뭄피해 추정 방법론 218

3.2. 생·공업용수 및 농업용수 부족에 따른 피해상황 219

3.2.1. 생활용수 피해상황 220

3.2.2. 공업용수 피해상황 220

3.2.3. 농업용수 피해상황 220

3.3. 가뭄피해규모 산정 221

3.3.1. 벼에 대한 가뭄피해규모 221

3.3.2. 채소·특작 222

3.3.3. 과수 223

3.4. 가뭄피해 추정 방법론에 대한 고찰 및 검토 224

제4장 국외 가뭄피해추정 기법 225

4.1. 농업용수 부문 가뭄피해 분석 기법 227

4.1.1. 농업용수 부문 가뭄피해 분석 기법에 대한 고찰 및 검토 234

4.2. 생활용수 부문 가뭄피해 분석 기법 234

4.2.1. 생활용수 부문 가뭄피해 분석 기법에 대한 고찰 및 검토 238

4.3. 레크리에이션 부문의 가뭄피해 분석 기법 238

4.3.1. 레크리에이션 부문 가뭄피해 분석 기법에 대한 고찰 및 검토 241

제5장 각 부문별 피해액산정기법 검토 및 2차년도 계획 243

5.1. 생활용수부문의 피해액산정기법 검토 및 2차년도 계획 243

5.2. 농업용수부문의 피해액산정기법 검토 및 2차년도 계획 244

3. 가뭄재해 대응시스템 개발 247

제1장 국내 가뭄재해 대응방안 및 법제도 현황 249

1.1. 국내 가뭄재해 관련 법제도 현황 조사 및 분석 249

1.1.1. 자연재해대책법 249

1.1.2. 농어업재해대책법 251

1.1.3. 재난 및 안전관리기본법 252

1.2. 국내 가뭄재해 대응체계 및 대응현황 255

1.3. 국내 가뭄대응 정보시스템 256

1.3.1. 가뭄정보시스템 256

1.3.2. 농업가뭄정보시스템 257

제2장 국외 가뭄재해 대응방안 및 법제도 현황조사, 분석 259

2.1. 미국 가뭄대응 현황 조사 및 분석[캘리포니아주] 261

2.1.1. 가뭄대비 기본방향 261

2.1.2. 가뭄대책 현황 261

2.1.3. 가뭄극복을 위한 제도 및 법령 264

2.2. 일본 가뭄대응 현황 조사 및 분석 270

2.2.1. 가뭄대비 기본방향 270

2.2.2. 가뭄대책 현황 272

2.2.3. 가뭄극복을 위한 제도 및 법령 278

2.3. 영국 가뭄대응 현황 조사 및 분석 280

2.3.1. 가뭄대비 기본방향 280

2.3.2. 가뭄대책 현황 282

2.3.3. 가뭄극복을 위한 제도 및 법령 283

2.4. 호주 가뭄대응 현황 조사 및 분석 287

2.4.1. 가뭄대비 기본방향 287

2.4.2. 가뭄대책 현황 288

2.5. 국외 현황조사 및 분석을 통한 시사점 도출 290

제3장 국내 가뭄재해 대응방안 법제도 문제점 분석 및 개선방안 제시 291

3.1. 현행 대응방안 및 법제도의 문제점 검토 및 개선방안 291

3.1.1. 자연재해대책법 291

3.1.2. 재난 및 안전관리기본법 293

3.1.3. 농어업재해대책법 295

3.2. 현행 대응방안 및 법제도의 개선방안 마련 296

3.2.1. 비전과 목표 제시 296

3.2.2. 제도 개선의 방향 제시 297

제4장 결론 299

4. 가뭄 자료관리 시스템 개발 301

제1장 연구개요 303

1.1. 연구배경 및 목적 303

1.1.1. 연구배경 303

1.1.2. 연구목적 303

1.2. 연구내용 및 방법 304

1.2.1. 연구내용 304

1.2.2. 연구방법 304

제2장 기술동향 305

2.1. 개요 305

2.2. 현황조사 306

2.2.1. 가뭄정보시스템 306

2.2.2. 농업가뭄정보시스템 308

2.2.3. 국가수자원관리종합정보시스템 309

2.2.4. 토양지하수종합정보시스템 311

2.2.5. 통합수자원평가계획시스템 312

2.2.6. 농업기상정보시스템 314

2.2.7. 농촌용수종합정보시스템 315

2.2.8. 국가지하수정보센터 317

2.2.9. 물관리정보유통시스템 319

2.2.10. 물환경정보시스템 320

2.2.11. 국가재난정보센터 321

제3장 가뭄자료 분류체계 323

3.1. 자료분류 323

3.1.1. 자료 표준화 323

3.1.2. 가뭄자료 분류 325

3.2. 자료 구축 326

3.2.1. 데이터베이스 구축 326

3.2.2. GIS 데이터베이스 구축 326

제4장 가뭄자료관리시스템 구축 327

4.1. 시스템 구성 327

4.1.1. 시스템 구성 327

4.2. 시스템 개발방안 328

4.2.1. 요구사항분석 328

4.2.2. 설계 332

4.2.3. 구현 336

4.2.4. 테스트 339

4.3. 시스템 기능 343

4.3.1. 기본구성 343

4.3.2. 주요기능 345

부록A. Web-GIS Based Drought Monitoring System and Database Design 353

국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발(시스템 개발) - 2차년도 - 375

1. 가뭄 모니터링시스템 개발 375

제1장 서론 377

1.1. 연구개발의 목적과 필요성 377

제2장 국내·외 연구현황 379

2.1. 가뭄모니터링 기법 연구현황 379

2.2. 가뭄지수와 기상인자와의 상관관계 분석 연구현황 379

2.2.1. 가뭄지수의 평가 및 비교분석에 대한 연구 동향 380

2.2.2. 해수면온도를 활용한 연구 동향 381

제3장 우리나라에 적합한 가뭄 모니터링 기법의 개발 385

3.1. 표준강수지수[Standardized Precipitation Index] 386

3.2. 토양수분지수[Soil Moisture Index] 389

3.2.1. 토양수분 물수지모형 389

3.2.2. 표준화[Standardization] 393

3.3. 물가용지수[Water Availability Index]의 개발 394

3.3.1. Total Availability Water[TWA] 394

3.4. 가뭄등급의 통일 401

3.4.1. 가뭄 등급의 다양성 401

3.4.2. 등급 통일 기법 401

3.5. 개선된 가뭄지수의 적용 404

3.5.1. 적용지역 404

3.5.2. 표준강수지수의 적용 405

3.5.3. 토양수분지수의 적용 407

3.5.4. 물가용지수의 적용 409

3.6. 기상청 장기예보를 이용한 단기 가뭄 전망 416

3.6.1. 기상청 장기예보 417

3.6.2. 기상청 장기예보를 이용한 단기가뭄전망 418

제4장 시범지역의 가뭄 모니터링 기법의 적합성 평가 419

4.1. 통계적 분석 방법 419

4.1.1. 분석 방법 419

4.1.2. 유역별 가뭄 특성 분석 422

4.1.3. 지수별 가뭄특성 분석 434

4.2. 2009년 태백 가뭄의 분석 438

4.2.1. 개요 438

4.2.2. 가뭄지수의 적용 439

4.2.3. 광동댐의 분석 442

4.2.4. 태백 가뭄분석의 요약 451

제5장 가뭄지수와 기상인자와의 상관관계 분석 453

5.1. 분석 대상 자료 454

5.1.1. 강우 및 온도 자료 454

5.1.2. 해수면 온도 자료 460

5.2. 가뭄지수 산정 및 비교 분석 462

5.2.1. 팔머가뭄심도지수[Palmer Drought Severity Index] 462

5.2.2. 표준강수지수[Standardized Precipitation Index] 465

5.2.3. EDI 469

5.2.4. 가뭄지수의 비교 분석 472

5.3. 팔머가뭄심도지수와 해수면온도와의 상관성 분석 475

5.3.1. 군집 분석 475

5.3.2. 주성분 분석 482

5.3.3. 상관성 분석 496

2. 가뭄 피해지역 분석시스템 개발 505

2-1. 가뭄 피해지역 취약성 평가기법 개발 507

제1장 서론 507

제2장 취약성 개념 및 가뭄 취약성 평가 연구방안 509

2.1. 취약성 개념 509

2.2. 기후변화 취약성 평가 사례분석 510

2.2.1. 기후변화 영향 평가 및 적응시스템 구축 사례 510

2.2.2. 기후변화 취약성 평가지표의 개발 및 도입방안 사례 512

2.3. 가뭄 취약성 평가방안 514

제3장 가뭄 취약성 평가를 위한 사회경제적 가뭄평가 도입 517

3.1. 사회경제적 가뭄의 개념 517

3.2. 사회경제학적 가뭄평가 방법론 519

3.2.1. 설문조사를 통한 방법론 검토 519

3.2.2. 수요량 자료 수집 522

3.2.3. 공급량 자료 수집 525

제4장 사회경제학적 가뭄지수 산정 529

4.1. 용수공급능력 평가를 통한 사회경제학적 가뭄평가 529

4.1.1. 생활용수부문 용수공급능력 평가 529

4.1.2. 농업용수부문 용수공급능력 평가 531

4.2. 사회경제학적 가뭄지수[Socioeconomic Drought Index] 산정결과 533

4.2.1. SDI 산정 방법 533

4.2.2. SDI 산정 결과 및 통계적 검정 536

제5장 대상유역의 가뭄평가결과 비교검토 541

5.1. SDI와 기존 가뭄지수의 비교방안 541

5.2. SDI와 기존 가뭄지수의 비교 및 검토 542

제6장 결론 545

2-2. 가뭄 피해 취약성 평가기법의 시범지역 적용 547

제1장 서론 547

1.1. 연구목적 및 필요성 547

1.2. 연구추진계획 548

1.2.1. 농업부문 가뭄피해액 산정에 대한 연구추진계획 548

1.2.2. 생활용수부문 가뭄피해액 산정에 대한 연구추진계획 549

제2장 국내·외 가뭄피해관련 연구동향 551

2.1. 국내 가뭄피해 분석 방법 551

2.2. 국외 가뭄피해 분석 방법 554

제3장 부문별 가뭄피해자료 분석 563

3.1. 농업부문의 가뭄피해지역 분석 563

3.1.1. 농업부문 가뭄피해인자 검토 563

3.1.2. 농업부문 설문조사 및 분석 565

3.1.3. 농업부문 가뭄 피해관련 자료 수집 및 분석 567

3.2. 생활용수 부문 가뭄피해관련 자료분석 570

3.2.1. 생활용수부문 가뭄 피해인자검토 570

3.2.2. 생활용수부문 설문조사 및 분석 570

3.2.3. 생활용수부문 가뭄 피해관련 자료 수집 및 분석 572

제4장 부문별 가뭄피해액산정식 573

4.1. 농업부문 가뭄피해액 산정식 573

4.1.1. 농업부문 가뭄피해인자 선택적 민감도분석 573

4.1.2. 농업부문 가뭄피해관련 법령 및 규정 검토 576

4.1.3. 농업부문 가뭄피해액산정식 제안 576

4.2. 생활용수부문 가뭄피해액산정식 580

4.2.1. 생활용수부문 가뭄피해인자 선택적 민감도분석 580

4.2.2. 생활용수부문 가뭄피해 관련 법령 및 규정 검토 584

4.2.3. 생활용수부문 가뭄피해액 산정식 제안 584

제5장 부문별 가뭄피해액산정식 적용 587

5.1. 농업부문 가뭄피해액 산정 및 검토 587

5.2. 생활용수 부문 가뭄피해액 산정 및 검토 588

제6장 결론 591

6.1. 농업부문 가뭄피해액 산정에 대한 고찰 및 검토 591

6.2. 생활용수부문 가뭄피해액 산정에 대한 고찰 및 검토 593

6.3. 3차년도 연구계획 595

3. 가뭄 재해 대응시스템 개발 599

제1장 서론 601

1.1. 국가 가뭄관리계획 601

1.2. 중앙정부 가뭄관리계획 605

1.3. 지방자치단체 가뭄관리계획 606

제2장 가뭄재해 수준별 관리방안 분석 611

2.1. 가뭄재해 수준의 구분 611

2.1.1. 국외 현황 611

2.1.2. 국내 현황 613

2.2. 가뭄재해 수준별 대책 618

2.2.1. 중앙부처의 가뭄재해 대책 618

2.2.2. 지방자치단체 가뭄재해 대책 625

제3장 가뭄재해 법제도 개선방향 제시 633

3.1. 가뭄재해 대응 법제도 개선 필요성 633

3.1.1. 개요 633

3.1.2. 국내 가뭄대책의 제도적 보완 634

3.1.3. 가뭄재해의 대응의 문제점 개선 635

3.2. 가뭄의 법적 정의 639

제4장 가뭄재해 대응방안 개발 643

4.1. 가뭄재해 대응방안 가이드라인 643

4.1.1. 덴버시[미국] 643

4.1.2. 네바다 지역[Nevada County] 648

4.1.3. 빅토리아 주 [Victoria State] 및 멜버른 시[Melbourne City] 651

4.2. 국내 가뭄 단계별 대응 방안 시나리오 670

4. 가뭄 자료관리시스템 개발 677

제1장 서론 679

1.1. 연구배경 및 목적 679

1.1.1. 연구배경 679

1.1.2. 연구목적 679

1.2. 연구내용 및 방법 680

1.2.1. 연구내용 680

1.2.2. 연구방법 680

제2장 국가가뭄재해정보시스템 설계 681

2.1. 국가가뭄재해정보시스템 DB 및 아키텍쳐 분석 681

2.1.1. 국가가뭄재해정보시스템 DB 구축 681

2.2. 마르미 방법을 적용한 시스템 구축 과정 686

2.2.1. 요구사항 분석 687

2.2.2. 설계 694

2.2.3. 구현 및 테스트 700

제3장 국가가뭄재해정보시스템 구축 703

3.1. 시스템 구성 703

3.1.1. 시스템 구성 703

3.2. 시스템 기능 704

3.2.1. 기본구성 704

3.2.2. 주요기능 705

부록 A. Preliminary Report on an Internet Survey of Corn Growers Perceptions About the Use and Value of Seasonal Drought Forecasts 719

부록 B. 국가가뭄재해피해분석 자료 구축 설문 조사지 735

국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발(시스템통합) - 3차년도 - 751

제1장 서론 753

1.1. 연구배경 및 목적 753

1.1.1. 연구배경 753

1.1.2. 연구목적 754

1.2. 연구내용 및 방법 755

1.2.1. 연구내용 755

1.2.2. 연구방법 756

제2장 국내·외 연구현황 757

2.1. 가뭄모니터링 기법 연구현황 757

2.2. 국내·외 가뭄대책관리 연구현황 759

2.2.1. 국내 가뭄대책관리 759

2.2.2. 미국 765

2.2.3. 일본 769

2.2.4. 영국 770

2.2.5. 호주 771

2.3. 국내·외 가뭄모니터링 시스템 연구현황 771

2.3.1. 기상청 771

2.3.2. 미국[NDMC] 772

2.3.3. 미국 [USGS] 775

2.3.4. 호주 777

2.3.5. 기타 국가 778

제3장 국가 가뭄재해정보시스템 구성 781

3.1. 시스템 구성 781

3.2. 가뭄 모니터링 시스템 782

3.2.1. 기상수문 자료 모니터링 782

3.2.2. 용수공급 모니터링 793

3.2.3. 가뭄지수 모니터링 797

3.2.4. 가뭄 등급의 통일 825

3.3. 가뭄 전망 시스템 847

3.4. 가뭄상황관리 시스템 849

3.5. 가뭄재해 대응 시스템 856

3.5.1. 가뭄단계별 조치사항 857

3.5.2. 법/제도별 개선방안 886

3.5.3. 한국형 국가가뭄관리센터 구축방안 896

제4장 국가 가뭄재해정보시스템 개발 909

4.1. 시스템 개발환경 909

4.1.1. 시스템 기본구성 909

4.2. 시스템 주요기능 913

4.2.1. 국가가뭄재해정보시스템 913

4.2.2. Web 기반 프로토타입 시스템 930

부록 A. 국가가뭄관리센터 설립 근거법조항 935

부록 B. Spatial and Temporal Analysis of Climatic Extremes for Drought Study in South Korea 953

참고문헌 983

연구개발결과 활용계획서 1001

1차년도 국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발[기반연구] 44

1. 가뭄 모니터링시스템 개발 44

표 2.1. 일본의 가뭄 4단계 73

표 3.1. 가뭄의 정의(Wilhite and Glantz, 1985) 78

표 3.2. 지표수 공급지수의 가뭄심도별 분류 85

표 3.3. 정상강수백분율 가뭄 분류 86

표 3.4. 십분위(Deciles) 가뭄 분류 87

표 3.5. PDSI에 따른 습윤기와 건조기의 범위 88

표 3.6. SPI에 의한 가뭄의 분류 89

표 3.7. RDI에 의한 가뭄의 분류 90

표 3.8. 회귀인자 및 Phillips 가뭄지수의 가뭄심도별 분류 92

표 4.1. 낙동강 유역 강우관측소의 면적비 95

표 4.2. 지상 기상 관측소의 일람표 97

표 4.3. 낙동강 유역의 강우자료의 관측연수 98

표 4.4. 우리나라 과거 주요 가뭄년 99

표 4.5. 연강수량 부족과 농업피해 발생에 따른 과거 가뭄시기 100

표 4.6. 가뭄지수 심도 분류 101

표 4.7. SPI에 의한 가뭄의 분류 103

표 4.8. PDSI에 따른 습윤기와 건조기의 범위 113

표 4.9. MSWSI 산정 방법 비교 123

표 4.10. 낙동강 각 유역별 관측소와 댐유출량 사용 125

표 4.11. MSWSI 분포 적합도 분석 132

표 4.12. MSWSI 분류 132

표 4.13. SMI와 CMI간의 비교 136

표 4.14. 관측소별 토양의 물리적 특성값 140

표 4.15. SMI의 분포 적합도 분석 145

표 4.16. SMI 심도 분류 146

표 4.17. SMI에 따른 피해 정도 146

2. 가뭄 피해지역 분석시스템 개발 45

2-1. 가뭄 취약성 평가 기법 45

표 3.1. 인자선정 원칙 165

표 3.2. 요인별 대표인자의 선정 167

표 3.3. 홍수피해에 대한 지역안전도 평가 인자 168

표 3.4. 가뭄피해에 영향을 미치는 요인(예시) 169

표 3.5. PFD 산정을 위한 구성요소 170

표 3.6. 홍수 피해 영향을 미치는 주요 요인 및 대표 인자 172

표 3.7. 표준화 방법별 장·단점 174

표 3.8. 가중치 산정방법별 장·단점 175

표 3.9. 국내 홍수 관련한 인자의 선정방법 비교 177

표 4.1. Hazard의 각 인자별 등급 지수 181

표 4.2. 각 인자별 홍수의 Vulnerability 표준화 181

표 4.3. 가뭄으로 인한 영향범위 186

표 5.1. 취약성 지수 활용사례의 특징 비교 193

2-2. 국내·외 가뭄 피해액산정 기법 46

표 2.1. 자연재해 피해규모 연구동향 201

표 2.2. 현행 피해액 산정방법 적용의 예 203

표 2.3. 도별 곡종별 수확량 204

표 2.4. 곡종별 단가 205

표 2.5. 농작물 피해액(dj)(이미지참조) 205

표 2.6. 피해농작물 생육단계에 따른 비율 208

표 2.7. 생산비 피해액 산정 208

표 2.8. 지역별 농경지 피해계수 209

표 2.9. 복구지원금과 피해액의 비교 210

표 2.10. 인명 피해액 211

표 2.11. 지역별 가옥 동당 가격 212

표 2.12. 지역별 공공시설물 피해계수 212

표 2.13. 지역별 기타 피해계수 213

표 2.14. 지역별 간접 피해계수 214

표 2.15. 자연재해 피해액 분석에 적용성 검토 215

표 3.1. 국내 가뭄피해 추정 연구동향 217

표 3.2. 2001년 율무 피해면적 223

표 3.3. 국내가뭄 피해액 분석 적용성 검토 224

표 4.1. 국외 가뭄피해 분석 방법 연구동향 225

표 4.2. 가상의 관계농장의 제원 229

표 4.3. New Mexico Elephant Butte 관계 구역의 용수부족으로 인한 경제적 피해 231

표 4.4. 부족수량 1㎥당 증가노동비용 233

표 4.5. 국외 농업부문 피해액 분석에 적용성 검토 234

표 4.6. Albuquerque 에서의 가뭄으로 인하여 감소된 용수수요로 인한 경제적 손실 236

표 4.7. 가정용수 피해액 원단위표 237

표 4.8. 국내가뭄 피해액 분석에 적용성 검토 238

표 4.9. 지역별 방문지수와 방문소득지수 240

표 4.10. 국내가뭄 피해액 분석에 적용성 검토 241

3. 가뭄재해 대응시스템 개발 47

표 1.1. 자연재해대책법의 구성 249

표 1.2. 재난 및 안전관리기본법의 구성 253

표 2.1. 국가별 가뭄관리 현황 259

표 2.2. 국가별 가뭄관리의 세부현황 260

표 2.3. 가뭄 물은행의 거래내용 262

표 2.4. 미국 수법의 연안권과 전용권의 비교 265

표 2.5. 가뭄기간 입법 및 법안건수 266

표 2.6. 가뭄기간 입법 267

표 2.7. 최우수 관리방안 268

표 2.8. 국내외 가뭄관리 특징 비교 290

표 3.1. 광역 및 지방 상수도 시설 중복 개발 사례 296

4. 가뭄 자료관리 시스템 개발 48

표 3.1. 자료 구축 326

표 4.1. 시스템간의 인터페이스 요구사항 330

표 4.2. 시스템간의 연동 요구사항 331

표 4.3. 기술요구사항 332

2차년도 국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발[시스템 개발]) 48

1. 가뭄 모니터링시스템 개발 48

표 3.1. Crop coefficients 392

표 3.2. 수문조사연보의 예시 396

표 3.3. 안동댐 유역의 강우와 지하수위의 상관관계 399

표 3.4. 황강 유역의 강우와 지하수위의 상관관계 399

표 3.5. Classification of PDSI and RDI 402

표 3.6. Classification of SPI and SMI 403

표 3.7. 과거 가뭄기록과 WAI and MSWSI의 비교 414

표 3.8. 년단위 비교의 MAE 415

표 3.9. 2001년도 가뭄기록과 WAI and MSWSI의 비교 415

표 3.10. 2009년 초 기록과 WAI and MSWSI의 비교 416

표 3.11. 월단위 비교의 MAE 416

표 3.12. 예보자료와 실측자료의 비교 418

표 4.1. 안동댐 유역의 Transition matrix 423

표 4.2. 안동댐 유역 가뭄특성 분석 결과 426

표 4.3. 황강 유역의 Transition matrix 427

표 4.4. 황강 유역 가뭄 특성 분석 결과 429

표 4.5. 밀양강 유역의 Transition matrix 431

표 4.6. 밀양강 유역 가뭄특성 분석 결과 433

표 4.7. 광동댐 운영과 연계한 태백시 가뭄 진행과정 439

표 4.8. 2009년 태백지역의 토양수분 변화 440

표 4.9. 2009년 태백지역의 실제증발산량의 추정 441

표 4.10. 2009년 태백지역의 실제증발산량과 강수량의 비교 441

표 4.11. 광동댐 수위-유량 변환 공식 448

표 4.12. 광동댐 재원특성 448

표 4.13. 광역상수도 단계별 제한급수 현황 448

표 4.14. Case 1의 민감도 분석 450

표 5.1. 지상 기상 관측소의 일람표 456

표 5.2. 각 강우관측소에서 관측된 강우자료의 관측연수 458

표 5.3. PDSI에 따른 습윤기와 건조기의 범위 464

표 5.4. SPI에 의한 가뭄의 분류 467

표 5.5. EDI가뭄지수의 심도분류 471

표 5.6. 군집 분석에 따른 강우자료의 지역 구분결과 481

표 5.7. 군집 1의 평균 및 표준편차 486

표 5.8. 군집 2의 평균 및 표준편차 486

표 5.9. 군집 3의 평균 및 표준편차 487

표 5.10. 군집 4의 평균 및 표준편차 487

표 5.11. 군집 5의 평균 및 표준편차 487

표 5.12. 군집 6의 평균 및 표준편차 488

표 5.13. 공분산 행렬을 통해 산정된 군집 1에 포함된 주성분들의 고유치 489

표 5.14. 공분산 행렬을 통해 산정된 군집 2에 포함된 주성분들의 고유치 491

표 5.15. 공분산 행렬을 통해 산정된 군집 3에 포함된 주성분들의 고유치 493

표 5.16. 공분산 행렬을 통해 산정된 군집 4에 포함된 주성분들의 고유치 494

표 5.17. 공분산 행렬을 통해 산정된 군집 5에 포함된 주성분들의 고유치 495

표 5.18. 양(+)과 음(-)의 상관관계가 가장 큰 해수면 온도 관측 지역 502

2. 가뭄 피해지역 분석시스템 개발 50

2-1. 가뭄 피해지역 취약성 평가기법 개발 50

표 2.1. 가뭄 취약성 지수(Drought Vulnerability Index, DVI) 512

표 3.1. 시·도별 생활용수 수요량 산정결과(고수요 시나리오) 523

표 3.2. 시·도별 생활용수 수요량 산정결과(기준수요 시나리오) 524

표 3.3. 시도별 생활용수 수요량 산정결과(저수요 시나리오) 524

표 3.4. 수자원장기종합계획에서 제공하는 용수 수요량 산정 방법 525

표 3.5. WAMIS에서 제공하는 용수이용량 산정 방법 527

표 4.1. 경상도 생활용수부문 용수공급능력 우수지역 순위 530

표 4.2. 경상도 농업용수부문 용수공급능력 우수지역 순위 532

표 4.3. 경상도 생활용수 및 농업용수 과·부족량의 표준화결과 535

표 4.4. 경상도 생활용수 및 농업용수의 가중치 산정결과 538

표 4.5. 경상도 SDI 산정 및 지수화 결과 539

표 4.6. 생활용수, 농업용수의 정규성 검토결과 540

표 5.1. 가뭄지수(SPI3, PDSI, SDI)의 단위검토 및 비교분석방안 541

2-2. 가뭄 피해 취약성 평가기법의 시범지역 적용 51

표 2.1. 2001년 율무 피해면적 553

표 2.2. 국외 가뭄피해 분석 방법 연구동향 554

표 2.3. 가상의 관개농장의 제원 556

표 2.4. 갈수피해액 추정방법 내용일람 559

표 2.5. 부족수량 1㎥당 증가노동비용 561

표 3.1. 농업부문 주요 통계자료 565

표 3.2. 농업부문 주요 피해인자 566

표 3.3. 경상남도 대표작물 생산비(2008년 기준) 568

표 3.4. 도 별 쌀 도매가 569

표 3.5. 생활용수부문 피해인자 571

표 3.6. 제한급수 관련 자료(a) 572

표 3.7. 제한급수 관련 자료(b) 572

표 4.1. 작물별 생육단계별 생산비 투입비율(a) 579

표 4.2. 작물별 생육단계별 생산비 투입비율(b) 579

표 5.1. 농업 부문에 대한 가뭄 피해액(2006년 정곡) 587

표 5.2. 농업 부문에 대한 가뭄 피해액(2007년 정곡) 587

표 5.3. 생활용수 부문에 대한 가뭄 피해액(a) 589

표 5.4. 생활용수 부문에 대한 가뭄 피해액(b) 589

표 5.5. 생활용수 부문에 대한 가뭄 피해액(c) 590

표 6.1. 기존의 가뭄피해액 산정식의 단점 592

표 6.2. 가뭄피해발생시 상세피해보고 양식(농업부문) 596

표 6.3. 가뭄피해발생시 상세피해보고 양식(생활용수부문) 597

3. 가뭄 재해 대응시스템 개발 52

표 1.1. 국가 가뭄대책 기본방향 및 추진전략 603

표 1.2. 중앙부처의 가뭄관리계획 606

표 1.3. 가뭄재난 관리대책 607

표 2.1. 주요 가뭄단계 기준 611

표 2.2. 상습가뭄재해지역 중장기대책 분야 614

표 2.3. 상습가뭄재해지역 지정기준과 대책 단계 614

표 2.4. 단계별 제한급수 대책(환경부, 소방방재청) 619

표 2.5. 지방상수도 단계별 제한급수 대책(국토해양부) 621

표 2.6. 토양수분 비율의 건조상태 구분 623

표 2.7. 가뭄단계별 농업용수 관리계획 624

표 2.8. 농업부문 가뭄대책 집중관리지구 지정·관리 626

표 2.9. 경남지역 지방자치단체 상습가뭄재해지역 지정현황 629

표 2.10. 경상남도 상습가뭄재해 원인과 대책 총괄 629

표 2.11. 경상남도 상습제한 급수지역 현황 630

표 4.1. 미국 덴버시(Denver City) 가뭄대책(1단계) 645

표 4.2. 미국 덴버시(Denver City) 가뭄대책(2단계) 645

표 4.3. 미국 덴버시(Denver City) 가뭄대책(3단계) 647

표 4.4. 미국 덴버시(Denver City) 가뭄대책(4단계) 648

표 4.5. 야외 스프레이 관개 일정 649

표 4.6. 장비의 효율화와 물 절약 650

표 4.7. 기존 대책 대비 보완 672

표 4.8. 가정용 생활용수 단계별 대책 1 673

표 4.9. 가정용 생활용수 단계별 대책 2 673

표 4.10. 가정용 생활용수 단계별 대책 3 673

표 4.11. 서비스업 부문 단계별 대응책 - 음식료 및 숙박업 674

표 4.12. 서비스업 부문 단계별 대응책 - 수영장, 욕탕시설, 온천시설 등 674

표 4.13. 서비스업 부문 단계별 대응책 - 세차관련 675

표 4.14. 서비스업 부문 단계별 대응책 - 운동장, 공원, 잔디 및 녹지 675

표 4.15. 사적 편의시설 단계별 대응책 - 개인정원, 골프장 외 676

4. 가뭄 자료관리시스템 개발 53

표 2.1. 중요도 기준 689

표 2.2. 테이블 작성 699

표 2.3. 테이블 작성 700

3차년도 국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발[시스템통합] 53

표 2.1. 생활·공업용수의 가뭄단계별 대책 760

표 2.2. 농업용수의 가뭄단계별 대책 761

표 2.3. 부처별 주요 가뭄대책 762

표 2.4. 가뭄단계별 용수 관리계획 763

표 2.5. 국토해양부 가뭄상황별 단계구분 및 대처요령 764

표 2.6. 가뭄 비상대책 765

표 2.7. 콜로라도 주의 가뭄단계 구분 767

표 2.8. 네바다 주의 가뭄단계 구분 768

표 2.9. 미주리 주의 가뭄단계 구분 769

표 2.10. 일본의 가뭄단계별 조치사항 770

표 2.11. 영국의 가뭄단계별 조치사항 770

표 2.12. 가뭄단계별 가뭄현황 및 조치(미국 NDMC) 773

표 2.13. 백분위수별 유량상황(USGS) 776

표 3.1. 기상청 기상관측소 784

표 3.2. 전국 댐현황 789

표 3.3. 수요량 구분 794

표 3.4. 수요량 자료 산정 795

표 3.5. SPI에 의한 가뭄의 분류 799

표 3.6. 낙동강유역 시군구 SPI 가뭄지수 800

표 3.7. PDSI에 따른 습윤기와 건조기의 범위 805

표 3.8. 낙동강유역 시군구 PDSI 가뭄지수 807

표 3.9. 낙동강 유역 취수장 DB 814

표 3.10. SDI 산정 모듈 수식 821

표 3.11. SDI 가뭄지수 등급 분류기준 822

표 3.12. 국내 부처별 가뭄 상황 단계 구분 826

표 3.13. 가뭄 정도에 따른 가뭄지수의 등급 분류 827

표 3.14. 주요 가뭄 발생 현황 828

표 3.15. 과거 주요 가뭄 발생 현황 829

표 3.16. 가뭄 상태별 과거 가뭄 년의 분류 830

표 3.17. 우리나라 가뭄심도 분류기준 831

표 3.18. 가뭄지수에 따른 가뭄심도 분류기준 835

표 3.19. 과거 가뭄기록과 SPI의 비교 840

표 3.20. 과거 가뭄기록과 PDSI의 비교 842

표 3.21. 2001년도 가뭄기록과 SPI의 비교 845

표 3.22. 2001년도 가뭄기록과 PSDI의 비교 845

표 3.23. 2008년~2009년 초 가뭄기록과 SPI의 비교 846

표 3.24. 기상청 가뭄상황판단 기준 850

표 3.25. 농림수산식품부 가뭄상황판단 기준 851

표 3.26. 환경부 가뭄상황판단 기준 852

표 3.27. 국토해양부 가뭄상황판단 기준 853

표 3.28. 환경부·국토해양부 가뭄상황판단 기준 854

표 3.29. 본연구 가뭄상황판단 기준 855

표 3.30. 대도시지역 용수별 / 연도별 평균 수요량 산정 858

표 3.31. 대도시지역의 평균 생·농·공업용수 수요량 비율 858

표 3.32. 중소도시 지역 용수별 / 연도별 평균 수요량 산정 859

표 3.33. 중소도시지역의 평균 생·농·공업용수 수요량 비율 859

표 3.34. 농어촌지역 용수별 / 연도별 평균 수요량 산정 860

표 3.35. 농어촌지역의 평균 생·농·공업용수 수요량 비율 860

표 3.36. 공업지역 용수별 / 연도별 평균 수요량 산정 861

표 3.37. 공업지역의 평균 생·농·공업용수 수요량 비율 861

표 3.38. 각 지역별 생·농·공업용수 수요량 비교 862

표 3.39. 가뭄관리 대책의 선진사례 시사점 863

표 3.40. 지역유형별 가뭄단계 현황 864

표 3.41. 가뭄단계 구분 기준 865

표 3.42. 대도시지역의 가뭄대응 단계별 조치방안 866

표 3.43. 중소도시지역의 가뭄대응 단계별 조치방안 867

표 3.44. 농어촌지역 가뭄대응 단계별 조치방안 869

표 3.45. 공업지역 가뭄대응 단계별 조치방안 870

표 3.46. 가뭄 조치방안 마련을 위한 지역 유형구분 871

표 3.47. 16개 지역 유형별 가뭄대응 단계별 조치방안(예) 875

표 3.48. 지역특성을 반영한 가뭄조치방안 마련을 위한 평가지표 비교 877

표 3.49. 군위군 가뭄대응 단계별 조치방안 880

표 3.50. 청송군 가뭄대응 단계별 조치방안 881

표 3.51. 정부 중앙부처의 가뭄관리계획의 특성 892

표 3.52. 국가가뭄재해대책법(안) 894

표 3.53. 미국 NDMC와 국내 가뭄관리 현황 비교 897

표 3.54. 미국 NDMC의 특징 898

표 3.55. 국가가뭄관리센터의 대응계획 및 내용 901

표 3.56. 국가가뭄관리센터 설립 대안별 근거법령 902

표 3.57. 국가가뭄관리센터 설립 대안별 근거법령 구분 903

표 4.1. 테이블 정의서 911

표 4.2. 개발 환경 912

1차년도 국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발[기반연구] 27

1. 가뭄 모니터링시스템 개발 27

그림 1.1. 전체 연구흐름도 62

그림 2.1. 기상청 가뭄정보센터 64

그림 2.2. 한국건설기술연구원 가뭄현황정보 66

그림 2.3. 한국수자원공사 가뭄정보시스템 68

그림 2.4. 한국농어촌공사 농업가뭄정보시스템 69

그림 2.5. 미국가뭄경감센터 가뭄정보시스템 72

그림 2.6. 호주 연방 기상국 가뭄정보시스템 74

그림 3.1. 가뭄영향의 순서도 83

그림 4.1. 기상청 관할 강우관측소의 위치 94

그림 4.2. 분석대상 강우관측소 위치 96

그림 4.3. 73~08년 낙동강 유역 SPI(3개월) 평균 분석결과 103

그림 4.4. 73~08년 낙동강 유역 SPI(6개월) 평균 분석결과 104

그림 4.5. 73년 이후 SPI(3) 울진지점 105

그림 4.6. 65년 이후 SPI(3) 추풍령지점 105

그림 4.7. 65년 이후 SPI(3) 포항지점 105

그림 4.8. 65년 이후 SPI(3) 대구지점 105

그림 4.9. 65년 이후 SPI(3) 울산지점 106

그림 4.10. 65년 이후 SPI(3) 부산지점 106

그림 4.11. 73년 이후 SPI(3) 통영지점 106

그림 4.12. 73년 이후 SPI(3) 진주지점 106

그림 4.13. 73년 이후 SPI(3) 영주지점 107

그림 4.14. 73년 이후 SPI(3) 문경지점 107

그림 4.15. 73년 이후 SPI(3) 영덕지점 107

그림 4.16. 73년 이후 SPI(3) 의성지점 107

그림 4.17. 73년 이후 SPI(3) 구미지점 108

그림 4.18. 73년 이후 SPI(3) 영천지점 108

그림 4.19. 73년 이후 SPI(3) 거창지점 108

그림 4.20. 73년 이후 SPI(3) 합천지점 108

그림 4.21. 73년 이후 SPI(3) 밀양지점 109

그림 4.22. 73년 이후 SPI(3) 산청지점 109

그림 4.23. 73년 이후 SPI(3) 거제지점 109

그림 4.24. 73년 이후 SPI(3) 남해지점 109

그림 4.25. SPI(3) 2008년 1월, 2월, 3월 110

그림 4.26. SPI(3) 2008년 4월, 5월, 6월 111

그림 4.27. SPI(3) 2008년 7월, 8월, 9월 111

그림 4.28. SPI(3) 2008년 10월, 11월, 12월 111

그림 4.29. 73~08년 낙동강 유역 PDSI 평균 분석결과 114

그림 4.30. 73년 이후 PDSI 울진지점 115

그림 4.31. 65년 이후 PDSI 추풍령지점 115

그림 4.32. 65년 이후 PDSI 포항지점 115

그림 4.33. 65년 이후 PDSI 대구지점 116

그림 4.34. 65년 이후 PDSI 울산지점 116

그림 4.35. 65년 이후 PDSI 부산지점 116

그림 4.36. 73년 이후 PDSI 통영지점 116

그림 4.37. 73년 이후 PDSI 진주지점 117

그림 4.38. 73년 이후 PDSI 영주지점 117

그림 4.39. 73년 이후 PDSI 문경지점 117

그림 4.40. 73년 이후 PDSI 영덕지점 117

그림 4.41. 73년 이후 PDSI 의성지점 118

그림 4.42. 73년 이후 PDSI 구미지점 118

그림 4.43. 73년 이후 PDSI 영천지점 118

그림 4.44. 73년 이후 PDSI 거창지점 118

그림 4.45. 73년 이후 PDSI 합천지점 119

그림 4.46. 73년 이후 PDSI 밀양지점 119

그림 4.47. 73년 이후 PDSI 산청지점 119

그림 4.48. 73년 이후 PDSI 거제지점 119

그림 4.49. 73년 이후 PDSI 남해지점 120

그림 4.50. PDSI지수 2008년 1, 2, 3월 120

그림 4.51. PDSI지수 2008년 4, 5, 6월 121

그림 4.52. PDSI지수 2008년 7, 8, 9월 121

그림 4.53. PDSI지수 2008년 10, 11, 12월 121

그림 4.54. MSWSI 산정 과정 123

그림 4.55. abcd모형의 개념도(Makhlouf, 1994) 126

그림 4.56. abcd모형의 수행과정 128

그림 4.57. 1975년 1월의 잠재증발산량 129

그림 4.58. 1980년 1월의 잠재증발산량 129

그림 4.59. 1990년 1월의 잠재증발산량 130

그림 4.60. 2000년 1월의 잠재증발산량 130

그림 4.61. 정규분포형 빈도분석 131

그림 4.62. 극치분포형 빈도분석 131

그림 4.63. 로지스틱분포형 빈도분석 132

그림 4.64. 2007유역의 MSWSI 133

그림 4.65. 2011유역의 MSWSI 133

그림 4.66. 2020유역의 MSWSI 134

그림 4.67. 2022유역의 MSWSI 134

그림 4.68. 2201유역의 MSWSI 134

그림 4.69. 토양수분지수(SMI)의 기본 개념도 137

그림 4.70. 대구 관측소의 잠재증발산량 산정 결과 138

그림 4.71. 울진 관측소의 잠재증발산량 산정 결과 138

그림 4.72. 토양수분에서의 지속시간(D), 크기(M), 강도(S) 141

그림 4.73. 정규분포와 Severity와의 Q-Q Plot 142

그림 4.74. Log정규분포와 Severity와의 Q-Q Plot 143

그림 4.75. 지수분포와 Severity와의 Q-Q Plot 143

그림 4.76. 로지스틱 분포와 Severity와의 Q-Q Plot 144

그림 4.77. 감마분포와 Severity와의 Q-Q Plot 144

그림 4.78. 의성 관측소의 월별 SMI 산정 147

그림 4.79. 1984년 1월 가뭄지수 147

그림 4.80. 1984년 2월 가뭄지수 147

그림 4.81. 1984년 3월 가뭄지수 148

그림 4.82. 1984년 4월 가뭄지수 148

그림 4.83. 1998년 11월 가뭄지수 148

그림 4.84. 1998년 12월 가뭄지수 148

그림 5.1. SSA 기법의 개념도 150

그림 5.2. 분석에 이용될 해수면온도의 범위 153

그림 5.3. 기상청 장기예보 화면 154

그림 5.4. 기온과 강수량의 장기예보 화면 155

2. 가뭄 피해지역 분석시스템 개발 31

2-1. 가뭄 취약성 평가 기법 31

그림 1.1. 주요 연구내용 절차 160

그림 2.1. EU에서 정의한 취약도 산정과정 163

그림 3.1. 홍수피해잠재능의 평가요소 및 방법 170

그림 4.1. Xiang River Basin 180

그림 4.2. 홍수 Hazard 등급 지도 180

그림 4.3. CEVSA 모델 구조도 182

그림 4.4. 입력자료 국축 결과 183

그림 4.5. 입력자료 국축 결과 184

그림 4.6. GIS의 중첩기법을 활용한 가뭄 취약성 평가 185

그림 4.7. 방글라데시의 가뭄위험도평가 결과 187

그림 5.1. Xiang River Basin의 홍수 취약성과 위험도 평가지도 189

그림 5.2. 기후의 산림 식생 분포 190

그림 5.3. 기후변화에 따른 산림 취약성 지역 분포 190

그림 5.4. 전라남북도 2050년, 2080년의 벼 생산량 민감도 지수 분포 191

그림 5.5. 전라남북도 2050년, 2080년의 벼 생산량 취약성 지수 분포 192

그림 5.6. 수형도를 이용한 가뭄으로 인한 농업적 영향 평가 195

2-2. 국내·외 가뭄 피해액산정 기법 32

그림 2.1. 생육기간별 투입비율 기준도 207

그림 4.1. 가뭄피해의 개요(Ding et al., 2008) 227

그림 4.2. 가격변화가 없을 경우 가뭄으로 인한 농작물에 미치는 영향 228

그림 4.3. 가격이 증가하였을 경우 가뭄으로 인한 농작물에 미치는 영향 229

그림 4.4. 농업용수 가뭄피해액의 산정 232

그림 4.5. 농업용수 가뭄피해액 계산도표 233

그림 4.6. 가정용수 갈수피해액의 산정 237

그림 5.1. NDMC의 피해면적에 대한 정의 245

3. 가뭄재해 대응시스템 개발 32

그림 1.1. 재해의 분류(자연재해대책법 제2조1항에 의거) 250

그림 1.2. 자연재해관리체계 조직 구성 254

그림 1.3. 가뭄상황관리체계도 255

그림 2.1. 일본의 이수관리 체계 271

그림 2.2. 저수관리 흐름도 272

그림 2.3. 가뭄종합대책(지연, 1995.3) 277

그림 2.4. 댐 저수지 수위 변화 288

그림 2.5. 호주 퀸즐랜드 주의 수자원 프로젝트 현황 289

4. 가뭄 자료관리 시스템 개발 33

그림 1.1. 연구방법 304

그림 2.1. 가뭄정보시스템 306

그림 2.2. 가뭄정보시스템 웹사이트 구조도 307

그림 2.3. 농업가뭄정보시스템 308

그림 2.4. 국가수자원관리종합정보시스템 309

그림 2.5. 토양지하수종합정보시스템 311

그림 2.6. 통합수자원평가계획시스템 312

그림 2.7. 농업기상정보시스템 314

그림 2.8. 농촌용수종합정보시스템 315

그림 2.9. 국가지하수정보센터 317

그림 2.10. 물관리정보유통시스템 319

그림 2.11. 물환경정보시스템 320

그림 2.12. 국가재난정보센터 321

그림 3.1. 자료 구성 324

그림 4.1. 시스템 구성 327

그림 4.2. 기능 구성 343

그림 4.3. 로그인 345

그림 4.4. 메인화면 346

그림 4.5. 기초자료관리 347

그림 4.6. 수문 및 수자원 현황 348

그림 4.7. 모니터링 전망 349

그림 4.8. 피해분석 대책 350

2차년도 국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발[시스템 개발] 34

1. 가뭄 모니터링시스템 개발 34

그림 1.1. 전체 연구 흐름도 378

그림 3.1. 가뭄 지수의 산정 절차 385

그림 3.2. 추정된 Gamma 분포로부터 표준정규 분포로의 변환 예 389

그림 3.3. 토양수분지수의 모식도 390

그림 3.4. 물가용지수의 개략도 395

그림 3.5. 소천 관측소의 수위-단면적 396

그림 3.6. 2000년 1월부터 11월까지의 광동댐 수위 398

그림 3.7. 2000년 1월부터 11월까지의 광동댐 유입량 398

그림 3.8. 안동댐 유역의 강우와 지하수위의 상관관계 400

그림 3.9. 황강 유역의 강우와 지하수위의 상관관계 400

그림 3.10. 통일된 지수의 등급과 발생 빈도 404

그림 3.11. 적용 지역의 위치도 405

그림 3.12. 기존 SPI(O-SPI)와 수정 SPI의 적용결과 비교(황강 유역) 406

그림 3.13. 수정 SPI의 적용 결과 407

그림 3.14. 기존 SMI(O-SMI)와 수정 SMI의 적용결과 비교(황강 유역) 408

그림 3.15. 수정 SMI의 적용 결과 409

그림 3.16. 안동댐유역, 황강유역, 밀양강 유역의 WAI 410

그림 3.17. MSWSI 적용 결과 413

그림 3.18. 기상청 장기예보 417

그림 3.19. 기상청 장기예보를 이용한 가뭄지수 산정 결과 418

그림 4.1. 안동댐 유역의 Transition matrix 425

그림 4.2. 황강 유역의 Transition matrix 429

그림 4.3. 밀양강 유역의 Transition matrix 432

그림 4.4. 가뭄 상태별 지속 확률 435

그림 4.5. 가뭄 상태별 평균 지속 시간 436

그림 4.6. 가뭄 발생빈도 비교 437

그림 4.7. 2009년 태백지역의 가뭄지수 440

그림 4.8. High-Level Mapping Layer의 예 443

그림 4.9. Model Construction Layer of Case 1. 449

그림 4.10. High-Level Mapping Layer of Case 1. 450

그림 4.11. 수위에 따른 신뢰도 450

그림 5.1. 우리나라의 기상청 관할 강우관측소 위치 455

그림 5.2. 분석에 이용된 해수면온도의 범위 461

그림 5.3. 해수면온도 관측지점의 도시 461

그림 5.4. 1973년 이후 전국 PDSI 가뭄지수의 평균 464

그림 5.5. 1973년 이후 낙동강유역 PDSI 가뭄지수의 평균 465

그림 5.6. 1973~2008년 전국평균 SPI(3개월) 평균 분석결과 467

그림 5.7. 1973~2008년 낙동강 유역 SPI(3개월) 평균 분석결과 468

그림 5.8. 1973~2008년 전국평균 SPI(6개월) 평균 분석결과 468

그림 5.9. 1973~2008년 낙동강 유역 SPI(6개월) 평균 분석결과 469

그림 5.10. 73~08년 EDI 전국평균 분석결과 471

그림 5.11. 73~08년 EDI 낙동강 유역 평균 분석결과 472

그림 5.12. 강릉지점 비교분석결과 473

그림 5.13. 서울지점 비교분석결과 473

그림 5.14. 대구지점 비교분석결과 473

그림 5.15. 전주지점 비교분석결과 474

그림 5.16. 부산지점 비교분석결과 474

그림 5.17. 목포지점 비교분석결과 474

그림 5.18. 가뭄지수의 군집 분석을 위한 계층적 나무 다이어그램 478

그림 5.19. Pseudo Hotelling's T² 478

그림 5.20. 군집분석에 따른 강우관측소 구분 480

그림 5.21. 군집 1의 주성분 1 489

그림 5.22. 군집 1의 주성분 2 490

그림 5.23. 군집 1의 주성분 3 490

그림 5.24. 군집 1의 주성분 4 490

그림 5.25. 군집 1의 주성분 5 491

그림 5.26. 군집 2의 주성분 1 492

그림 5.27. 군집 2의 주성분 2 492

그림 5.28. 군집 3의 주성분 1 493

그림 5.29. 군집 3의 주성분 2 493

그림 5.30. 군집 4의 주성분 1 494

그림 5.31. 군집 4의 주성분 2 494

그림 5.32. 군집 5의 주성분 1 495

그림 5.33. 군집 5의 주성분 2 496

그림 5.34. 양의 상관계수가 큰 지역(지체 2개월) 498

그림 5.35. 음의 상관계수가 큰 지역(지체 3개월) 498

그림 5.36. 주성분 P11과 해수면 온도의 상관성분석결과(지체 2개월) 499

그림 5.37. 주성분 P11과 해수면 온도의 상관성분석결과(지체 3개월) 499

그림 5.38. 주성분 P21과 해수면 온도의 상관성분석결과(지체 2개월) 500

그림 5.39. 주성분 P31과 해수면 온도의 상관성분석결과(지체 2개월) 500

그림 5.40. 주성분 P41과 해수면 온도의 상관성분석결과(지체 2개월) 501

그림 5.41. 주성분 P51과 해수면 온도의 상관성분석결과(지체 2개월) 501

그림 5.42. 주성분 P61과 해수면 온도의 상관성분석결과(지체 2개월) 501

2. 가뭄 피해지역 분석시스템 개발 37

2-1. 가뭄 피해지역 취약성 평가기법 개발 37

그림 2.1. 취약성 분석도(유가영과 김인애, 2008) 513

그림 3.1. 수리시설물의 자료중첩 과정(박민지 등, 2010) 518

그림 3.2. 경상남도 인자별 중요도 조사 응답 수 521

그림 3.3. 경상북도 인자별 중요도 조사 응답 수 521

그림 3.4. 경상남도 자료수집 가능여부 응답 수 522

그림 3.5. 경상북도 자료수집 가능여부 응답 수 522

그림 3.6. 경상북도 생활용수 용수이용량(유효우량 포함) 526

그림 3.7. 경상북도 공업용수 용수이용량(유효우량 포함) 526

그림 3.8. 경상북도 농업용수 용수이용량(유효우량 포함) 527

그림 5.1. 경상도 사회경제학적 가뭄지수(SDI) 결과 542

그림 5.2. 2003년 경상도 가뭄지수 비교 543

그림 5.3. 2005년 경상도 가뭄지수 비교 543

그림 5.4. 국가가뭄재해 정보시스템 내 사회경제학적 가뭄지수 DB구축 현황 544

2-2. 가뭄 피해 취약성 평가기법의 시범지역 적용 38

그림 2.1. 가뭄피해의 개요(Ding et al., 2008) 555

그림 2.2. 가정용수 갈수피해액의 산정 557

그림 2.3. 농업용수 가뭄피해액의 산정 557

그림 2.4. 농업용수 가뭄피해액 계산도표(건설교통부, 2002) 560

그림 3.1. 농업부문 설문조사 분석결과 567

그림 3.2. 생활용수부문 설문조사 분석결과 571

그림 4.1. 농업부문 주요 피해인자 민감도 분석(a) 574

그림 4.2. 농업부문 주요 피해인자 민감도 분석(b) 574

그림 4.3. 농업부문 주요 피해인자 민감도 분석(c) 575

그림 4.4. 농업부문 주요 피해인자 민감도 분석(d) 575

그림 4.5. 생활용수부문 주요 피해인자 민감도 분석(a) 580

그림 4.6. 생활용수부문 주요 피해인자 민감도 분석(b) 581

그림 4.7. 생활용수부문 주요 피해인자 민감도 분석(c) 581

그림 4.8. 생활용수부문 주요 피해인자 민감도 분석(f) 582

그림 4.9. 생활용수부문 주요 피해인자 민감도 분석(g) 582

그림 4.10. 생활용수부문 주요 피해인자 민감도 분석(h) 583

그림 4.11. 생활용수부문 주요 피해인자 민감도 분석(i) 583

그림 4.12. 가뭄 모니터링 시스템 flowchart 585

그림 5.1. 2006년 농업부문(정곡) 가뭄피해액 588

그림 5.2. 2007년 농업부문(정곡) 가뭄피해액 588

그림 5.3. 2009년 생활용수부문 피해액 590

그림 6.1. 2007년 6·7·8월 전국단위 농업부문 누적가뭄피해액(예시) 595

3. 가뭄 재해 대응시스템 개발 39

그림 1.1. 국가 안전관리계획 추진경과 601

그림 1.2. 단계별 가뭄대응 방안 604

그림 1.3. 도·시·군 가뭄관리 체계 609

그림 3.1. 국내 가뭄대책 634

그림 3.2. 한국의 수자원 이용현황 636

그림 3.3. 일본의 수자원 이용현황 636

그림 3.4. 국내 가뭄재해 법적 대응체계 637

그림 3.5. 가뭄재해 법적 정의 기준 640

그림 3.6. 가뭄재해 정의 기대효과 641

그림 4.1. 멜버른 시 가뭄수준 단계 기준 652

그림 4.2. 가뭄조치 이행으로 인한 각 단계별 물 절약량 추정 652

4. 가뭄 자료관리시스템 개발 39

그림 1.1. 연구방법 680

그림 2.1. 마르미의 공정 개념도 683

그림 2.2. 미니 프로젝트의 역할 685

그림 2.3. 시스템 구축을 위한 단계별 프로세스 687

그림 2.4. 기본 도메인의 요구사항의 패턴 687

그림 2.5. 요구사항 정의서 예시 688

그림 2.6. ID 부여방식 693

그림 2.7. 설계구성 694

그림 2.8. 시스템 구현과정 701

그림 3.1. 시스템 구성 703

그림 3.2. 기능 구성 704

그림 3.3. 로그인 705

그림 3.4. 메인화면 706

그림 3.5. 프로젝트 관리 707

그림 3.6. 기초자료관리 708

그림 3.7. 수문 및 수자원 현황 709

그림 3.8. 수위 현황 710

그림 3.9. 댐 현황 711

그림 3.10. 급수인구 현황 712

그림 3.11. 미급수지역 현황 713

그림 3.12. 생활용수 현황 714

그림 3.13. 공업용수 현황 715

그림 3.14. 농업용수 현황 716

그림 3.15. 모니터링-전망 717

그림 3.16. 피해분석-대책 718

3차년도 국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발[시스템통합] 40

그림 1.1. 연구 흐름도 755

그림 2.1. 기상청의 가뭄정보센터 771

그림 2.2. 가뭄의 심도 분류기준(미국 NDMC) 773

그림 2.3. State에서 District로 제공되는 가뭄 모니터링 정보 774

그림 2.4. 미국의 가뭄모니터링 현황 775

그림 2.5. USGS 가뭄모니터링 시스템 776

그림 2.6. USGS 가뭄모니터링 시스템(실시간 하천유량상황) 776

그림 2.7. 호주의 가뭄모니터링 현황(호주 연방기상국 홈페이지) 777

그림 3.1. 시스템 구성도 781

그림 3.2. 기상·수문자료 782

그림 3.3. 기상청 강우관측소 787

그림 3.4. 낙동강유역 수위관측소 788

그림 3.5. 낙동강유역 댐 위치도 791

그림 3.6. 낙동강유역 저수지 위치도 792

그림 3.7. 용수공급 모니터링 흐름도 793

그림 3.8. 추정된 Gamma분포에서 표준정규분포로의 변환 예 798

그림 3.9. SPI 분석결과 803

그림 3.10. PDSI 분석결과 810

그림 3.11. 낙동강유역 SDI 보정계수 산정 흐름도 813

그림 3.12. 낙동강유역 취수장 및 수위관측소 유역면적 산정 820

그림 3.13. SDI 분석결과 823

그림 3.14. 가뭄지수의 등급 및 발생빈도의 통일화 831

그림 3.15. 기상청 관할 강우관측소 현황 832

그림 3.16. SPI(3개월) 가뭄지수 곡선 833

그림 3.17. PDSI 가뭄지수 곡선 834

그림 3.18. 낙동강유역 울진지역 SPI 적용 836

그림 3.19. 낙동강유역 울진지역 PDSI 적용 836

그림 3.20. 낙동강유역 영덕지역 SPI 적용 837

그림 3.21. 낙동강유역 영덕지역 PDSI 적용 837

그림 3.22. 낙동강유역 SPI 및 가뭄심도 적용 838

그림 3.23. 낙동강유역 PDSI 및 가뭄심도 적용 839

그림 3.24. 2011년 가뭄발생 당시 용수 현황(한국수자원공사, 2001) 844

그림 3.25. 가뭄전망 시나리오(무강우시) 847

그림 3.26. 가뭄상황관리 모식도 849

그림 3.27. 가뭄 상황관리 시스템 856

그림 3.28. 사례지역인 낙동강 유역 857

그림 3.29. 대상지역인 군위군 및 청송군의 지리적 위치 876

그림 3.30. 중앙기관분리 독립관리형 국가가뭄관리센터 조직도 및 업무 905

그림 3.31. 중앙기관산하 정보제공형 국가가뭄관리센터 조직도 및 업무 907

그림 4.1. 시스템 흐름도 909

그림 4.2. 데이터 흐름도 910

그림 4.3. 메인 화면 913

그림 4.4. 시스템 설정 914

그림 4.5. 강우 정보 915

그림 4.6. 수위정보 916

그림 4.7. 댐정보 917

그림 4.8. 저수지정보 918

그림 4.9. 용수정보 919

그림 4.10. SPI 분석 결과 920

그림 4.11. PDSI 분석 결과 921

그림 4.12. 사회경제학적 가뭄 분석 결과 922

그림 4.13. 사회경제학적가뭄정보 923

그림 4.14. 시나리오-무강우 924

그림 4.15. 시나리오-평년강우 925

그림 4.16. 시나리오-사용자 입력 926

그림 4.17. 시나리오-사용자 927

그림 4.18. 상황관리 928

그림 4.19. 조치방안 929

그림 4.20. Web 기반의 프로토타입 시스템 메인화면 930

그림 4.21. Web 기반의 프로토타입 시스템 구성 931

그림 4.22. Web 기반의 프로토타입 시스템 가뭄지수 모니터링 932

그림 4.23. Web 기반의 프로토타입 시스템 시나리오 분석 933

그림 4.24. Web 기반의 프로토타입 시스템 상황관리 934

I. 연구제목

국가 가뭄재해정보시스템 시범 개발

II. 연구목적

1. 본 과제의 최종목표인 국가 가뭄재해정보시스템은 가뭄 모니터링시스템, 가뭄 전망시스템, 가뭄 상황관리시스템, 가뭄재해 대응시스템으로 구성되어져 있으며, 본 시스템을 통하여 가뭄의 현황 및 전망, 가뭄경감대책 등을 시범지역에 적용하여 타당성을 검증하고 차후 5대강 권역 및 전국단위 시스템을 구축하여 국가 가뭄피해를 경감하고자 함.

2. 국가 가뭄재해정보시스템이라는 웹기반의 시스템을 구축함으로써 정책입안자 및 일반국민들이 자유로이 접속하여 가뭄에 대한 정보를 쉽게 얻을 수 있으며, 이를 통해 현재 또는 미래 가뭄상황을 판단하고 대비 또는 조치를 취함으로써 가뭄에 대한 적극적인 대응을 가능케 하고자 함.

III. 연구내용

1. 국내·외 가뭄 연구현황 조사

가. 국내·외 가뭄모니터링 기법 연구현황

나. 국내·외 가뭄대책관리 연구현황

다. 국내·외 가뭄모니터링 시스템 연구현황

2. 가뭄 모니터링시스템 개발

가. 가뭄 상황 발생 정보제공을 위한 기상·수문자료 모니터링

나. 사회경제학적 가뭄지수 산정을 위한 시군구별 용수 수요·공급량 구축

다. 표준강수지수, 팔머가뭄심도지수, 사회경제학적 가뭄지수의 시범유역 적용 및 결과 분석

라. 실시간 사회경제학적 가뭄지수 산정 모듈 개발 및 산출시스템 구축

마. 가뭄지수별 등급의 다양성 해결을 위한 가뭄 등급의 통일

3. 가뭄 전망시스템 개발

가. 시나리오 기반의 가뭄지수 분석을 통한 가뭄상황 전망시스템 개발

4. 가뭄 상황관리시스템 개발

가. 시군구별 가뭄 시나리오에 따른 사전대응 및 지자체 현장조사와 연계한 상황관리 체계 구축

나. 각 유관기관의 가뭄상황 판단기준의 통합 및 표준화

5. 가뭄재해 대응시스템 개발

가. 지역별 가뭄 특성을 고려한 가뭄단계별 조치사항 개발

나. 법/제도별 개선방안 제시

다. 한국형 국가가뭄관리센터 구축방안 제시

6. 국가 가뭄재해정보시스템 개발

가. 국가 가뭄재해정보시스템 기본 구성

나. 국가 가뭄재해정보시스템 구축

IV. 주요 연구성과

1. 가뭄 모니터링시스템 및 전망시스템 개발

2. 가뭄 상황관리시스템 및 대응시스템 개발

3. 국가 가뭄재해정보시스템 개발