전문가 기고

“강우·유출 모델기반 원스톱 물관리 시스템 개발
국민 눈높이 맞춘 통합 가뭄지수 정보 제공 주력”

수문기상협력센터, 수공·기상청·농어촌공사 협업 ‘통합 가뭄지수 합의’ 도출
기상학적·농업적·수문학적 가뭄지수 중첩한 후 혼합 통해 가뭄강도 파악 가능

2014년 4월 1일 개소된 수문기상협력센터는 계속해서 규모 및 업무를 늘려왔으며, 지난 2015년 말 한국농어촌공사가 합류하는 등 센터 조직 확대의 논의가 이뤄짐에 따라 2016년 1월 확대 개소를 하게 됐다. 센터에서 수행한 첫 번째 과제는 기상청에서 R&D 수탁을 받아 진행된 ‘강우­유출 모델기반 원스톱 물관리 시스템 기술개발’로 기상청의 수치모델 자료와 연계한 원스톱 물관리 시스템을 구축했다.

이후 접경지역의 실시간 수문 상황을 예측·감시하고 수문기상정보를 확보하는 ‘북한 수문기상정보 공동생산 기술개발’, 한반도의 미래 물환경 변화에 대한 공동 대응방안을 도출하는 ‘물관리를 위한 기후변화 시나리오 활용’, 수문기상 빅데이터를 생산하는 공동기술을 개발 및 활용하는 ‘수문기상 빅데이터 활용 및 산출기술개발’ 과제 등을 수행해 왔다. 특히 이 중 기후변화 빅데이터 등의 과제는 기상청에서 수탁한 첫 번째 과제의 후속으로 K-water의 예산으로 수행됐다.

기상·수문모델 융합해 통합모델 개발

센터의 첫 번째 과제인 ‘강우­유출 모델기반 원스톱 물관리 시스템 기술개발’ 과제는 기상청이 보유하고 있는 장·단기 예보모델의 결과를 물관리에 활용할 수 있는 방안을 찾고자 제기됐으며, 기상청 수치모델자료와 K-water 수문모델의 연계를 통한 유출 분석 및 웹표출 시스템을 통한 통합 물관리 서비스 지원체계 구축을 추진방향으로 설정하고 연구를 진행했다.

연구에 활용한 모델은 LDAPS, UM3.0, RDAPS 등 기상예측모델과 장기모델인 GloSea5, 그리고 K-water가 보유하고 있는 분포형 수문모형인 K-DRUM과 현업에서 활발하게 활용되는 모델인 COSFIM을 결합해 분석했다. 이러한 모델의 융합을 통해 물관리 통합시스템을 개발하고, 국내 댐유역에 검증하는 방식으로 연구가 수행됐다. 남강댐을 대상으로 풍부한 지상관측자료를 수집·검증하고 이를 군남 홍수조절지 접경지역에 적용해 연구한 결과 장기예보는 설계(architecture)를 수행하는 수준에 그쳤고, 주로 단기모델로서 완성된 시스템을 홍수관리에 활용할 수 있는 방안을 집중적으로 개발했다.

이에 원스톱 물관리 시스템을 통해 보다 빠른 현업화 및 실질적인 물관리가 가능하고, 기상청 확률 장기예보를 활용함으로써 이수기 물관리 수행을 위한 의사결정과정을 지원할 수 있게 됐다. 또 물관리가 어려운 북한 등 미계측 지역의 수자원평가를 수행할 수 있게 되어 효율적인 댐 운영이 가능해졌다. 센터는 이러한 시스템의 예측 및 분석 결과를 그래프, 분포도, 표 등으로 나타낸 웹표출 시스템을 구축하고 현업활용에 용이하도록 지원하고 있다.

북한지역에 대해서는 산발적으로 다양한 지역에서 수집된 북한 수문기상정보를 통합하고 체계적으로 관리함으로써 궁극적으로 북한의 물관리 대응력을 강화시키고 재해예측 정보를 확보하고자 2년간 과제를 추진, 지난해 말 완료했다.

현재는 이러한 정보를 활용해 접경지역의 레이더 정보 및 GPM(전구강수관측위성)·GCOM/W1(전구변화관측미션)의 위성자료를 확인함으로써 북한에서 필요로 하는 강수 및 토양수분 등의 정보를 산출해 표출하고, 포털시스템을 통해 기상청에서 북한지역의 기상정보까지 보여주는 서비스를 제공하고 있다.

뿐만 아니라 북한 수문기상 포털시스템은 기상청의 세계기상통신망(GTS), 지상관측망(AWS) 정보를 실시간으로 수신하거나 DB에 자동저장하며, GIS 기반의 시각화를 통해 북한지역의 기상 및 기후정보, 가뭄 및 홍수정보 분석결과를 제공한다.

지난해 새롭게 시작한 기후변화 시나리오 활용 과제는 기상청이 보유하고 있는 표준 시나리오와 세계에서 공인되는 여러 기후변화 시나리오를 통계 기반의 상세화 기법을 적용해 분석하고, 유출 및 수질분석 등 모델 체인을 구성해 기후변화가 물관리 분야에 어떠한 영향을 미칠 수 있는지 분석·표출하는 과제이다. 현재까지 오차보정 및 상세화 기법을 수립하고 유역유출­저수지·하도 수질모형 체인을 구성했으며, 기후변화 수문환경변화전망 표출시스템 기반을 시범적으로 구축한 상태다.

빅데이터 과제는 세계적으로 널리 주목받고 있는 빅데이터 분야를 물관리에 적용하는 방안을 연구하는 과제로 국내외 선진사례, 정책동향 등을 활용해 다양한 수문기상정보 유통이 어떻게 이뤄지는지, 각 기관에서 어떤 시스템을 활용하는지 등을 광범위하게 분석했다. 나아가 3개 기관이 협력하는 수문기상협력센터가 향후 추진할 만한 과제를 도출해 우선추진과제를 설계했다.

이 외에도 수문기상협력센터는 홍수기 대비 지방기상청이 참여하는 유관기관 간담회 및 수문기상 협력강화를 위한 워크숍, 수문기상 해외시장 진출전략 공동 세미나 등을 개최하고, K-water 교육원에 기상정보 교육과정을 신설해 기상·물관리 분야의 정책협력 및 인력교류가 활발히 이뤄지도록 했다. 아울러 2015년 3∼4월에는 기상산업진흥원과 함께 ‘에티오피아 재해경감을 위한 기상관측 및 조기경보 시스템 구축사업’을 진행함으로써 전문가 자원을 지원하는 등 해외진출에도 힘쓰고 있다.

[『워터저널』 2016년 2월호에 게재]