매일안전신문 - 건설연, 한국형 통합물관리 플랫폼 개발...AI로 물 환경 변화 예측

▲ 기후변화 시나리오 적용 감천 유역 미래 홍수위 변화 및 취약구간 평가 수행 과정(AI 생성이미지, 한국건설기술연구원 제공)

[매일안전신문=이종삼 기자] 기후변화로 홍수와 가뭄의 발생 양상이 복잡해지는 가운데 물의 양과 수질, 수생태는 물론 재해 위험과 탄소배출까지 한꺼번에 분석할 수 있는 기술이 개발됐다.

한국건설기술연구원(건설연)은 물과 관련된 다양한 요소를 하나의 체계에서 분석·평가하는 '한국형 통합물관리 플랫폼(IWRM-K)'을 개발했다고 24일 밝혔다.

기존 물관리는 용수 확보와 수질 개선, 홍수 방어, 하천 관리 등 개별 분야를 중심으로 추진됐다. 하지만 기후변화와 도시화가 빠르게 진행되면서 각각의 문제를 별도로 다루는 방식만으로는 효과적인 대응이 어렵다는 필요성이 제기돼 왔다.

특히 하나의 유역에서 홍수와 가뭄이 반복될 수 있고 안정적인 물 공급 역시 수질과 생태환경뿐 아니라 에너지 사용과 온실가스 배출 등에 영향을 받는 만큼 여러 요소를 동시에 고려하는 관리체계가 중요해지고 있다.

이번에 개발된 IWRM-K는 수량·수질·수생태와 함께 홍수·가뭄, 탄소배출 등을 종합적으로 분석하는 플랫폼이다. AI와 빅데이터, 위성영상, 지리정보시스템(GIS), 수문·수리모형 및 기후변화 시나리오 등 다양한 디지털 기술이 활용됐다.

플랫폼을 이용하면 특정 물관리 정책을 적용했을 때 나타날 수 있는 영향을 여러 분야에서 동시에 분석하고 대안별 효과를 비교할 수 있다. 이를 통해 정책 수립 과정에서 필요한 판단을 지원하는 것이 핵심이다.

건설연 수자원하천연구본부 연구팀은 낙동강 유역을 대상으로 플랫폼의 적용 가능성을 분석했다. 최근 30년간의 수문 자료를 장기적으로 분석한 데 이어 기후변화 시나리오를 적용해 오는 2100년까지 물 환경이 어떻게 달라질 수 있는지 전망했다.

연구팀은 이를 토대로 물 공급과 수요를 비롯해 하천에서 확보할 수 있는 물의 수준과 관리 상태 등을 함께 평가할 수 있는 통합물관리 지표도 마련했다.

물의 이용 과정에서 발생하는 탄소배출량도 분석 대상에 포함됐다. 시범 분석에서는 2030년 국내 물순환 과정에서 발생할 것으로 예상되는 탄소배출량이 승용차 약 250만 대가 1년 동안 내뿜는 온실가스 규모와 비슷한 수준으로 분석됐다.

AI를 활용한 강수 및 홍수 대응 기술도 개발됐다. 연구팀이 2022년 태풍 '힌남노' 당시 상황에 기술을 적용한 결과 강수 예측 정확도는 기존 45%에서 52%로 7%포인트 높아졌다.

댐 운영에도 AI 시뮬레이션을 적용했다. 하류 지역에서 발생할 수 있는 침수 피해를 줄이는 동시에 댐의 안전성을 확보할 수 있도록 여러 운영 방안을 분석하는 방식이다.

하천의 홍수 위험을 보다 정밀하게 파악하기 위한 기술도 연구됐다. 위성영상과 3차원(3D) 스캔 자료를 이용해 하천 내 식생이 물의 흐름에 미치는 저항을 분석하는 기술을 개발했으며, 경북 김천시 감천 유역에서는 향후 홍수위 변화와 위험이 상대적으로 높은 구간을 찾아내는 실증 연구를 진행했다.

박선규 건설연 원장은 “IWRM-K는 물관리 일원화 정책을 기술적으로 구현하는 핵심 기반으로, 물관리 의사결정에 필요한 정보를 통합적으로 제공하고, 정책 대안의 효과를 정량적으로 비교·평가할 수 있다”며 “기후변화와 도시화로 홍수와 가뭄 등 복합적인 물 문제가 심화되는 상황에서 국내를 넘어 해외 유역관리 분야에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

한편 이번 플랫폼은 과학기술정보통신부의 지원을 받아 건설연이 수행하는 '디지털뉴딜 기반 통합물관리 기술 융합 플랫폼(IWRM-K) 개발(2022~2026)' 과제을 통해 개발됐다.

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