1. 서 론

근래 우리나라 하천 정책의 목표는 물리·화학적 지표를 관리하는 체계에서 물환경의 전반적인 영역인 수생태계를 보존하고 복원하는 방향으로 전환되고 있다. 국내의 하천복원사업은 1987년도부터 오염하천정화사업을 시작으로 지금에 이르고 있다. 그 후 1990년대에 들어서면서 양재천 및 태화강 생태하천 복원사업 등이 성과를 거두면서 전국적으로 다양한 생태하천 복원/조성 사업이 진행되고 있다. 그러나 생태하천 복원사업은 개별 하천의 고유한 특성에 대한 정보를 수집하고, 계획, 실행, 평가 및 사후관리를 통해 복원목표에 부합되도록 사업이 추진되어야 하지만, 계획단계에서부터 사업대상 선정 기준이 명확하지 않아 정량적인 평가가 이루어지지 않고 있기

때문에(Gyeonggi Research Institute, 2008), 하천복원 우선순위 선정에 있어서 어려움이 발생하고 있다. 또한 기초조사 자료를 바탕으로 한 하천특성에 맞는 명확한 복원목표 설정이 이루어지지 않기 때문에, 생태하천 복원사업의 대부분은 획일화된 사업이 진행되고 있는 실정이다.

하천의 특성을 반영한 생태하천 복원 및 향후 관리를 위해 Cho (1997)은 하천의 생태적 복원에 직접 활용 될 수 있는 평가항목을 선정하여 하천의 물리적 구조 등을 파악할 수 있는 평가기법을 개발하여 현장에 적용하였고, Lee et al.(2003)는 한강유역에 도시, 농촌, 산지하천의 자연도 평가를 수행하여 하천들 간의 특성을 비교·분석하였다. Kim (2006)는 하천정비의 효과와 하천 환경기능을 포함한 종합적인 평가를 위해 하천자연도 평가 및 전과정 평가, 어메니티 평가, 경제적 편익에 대한 평가 등을 제시하였다. 그러나 국내의 기존 연구들이 하천의 물리적·구조적 특성을 중심으로 평가가 이루어졌지만, 하천복원 및 관리의 본질은 생태계로서 하천이 보여주는 자연적이고 역동적인 성질을 회복하는 것이기 때문에, 하천의 물리적, 화학적, 생물학적인 요소에 대한 복합적인 평가가 이루어져야 할 것이다. 그러나 국내에서는 하천의 다양한 요소에 대한 복합적인 평가는 아직 미흡한 수준이다. 한편, USDA (2009)의 경우에는 하천의 건강성에 영향을 주는 요소로 수로상태, 수문조건, 제방, 수변의 수량 및 수질, 식생, 수면, 웅덩이, 어류 및 수생물 서식처, 염분 등의 요소를 제안하는 등 물리적, 구조적 평가 외에 생태계 조건을 평가할 수 있는 방안 등을 제시하였다.

이상의 하천 환경 평가요소에 있어서, 최근 홍수, 가뭄, 도시의 물부족, 수질 오염 및 에너지 수요 증가 등의 원인으로 주목되고 있는 기후변화 또한 하천관리에서 고려해야할 중요한 요소임에 틀림이 없다. 기후변화 시나리오에 따른 분석결과, 한반도에서 향후 기온상승은 지속적으로 이루어질 것이라고 예측되었으며(National Institute of Meteorological Research, 2011), 이에 따라 기온과 매우 밀접한 관계를 가지는 수온 또한 변화가 클 것은 분명하며, 이런 변화에 의한 수생태계 및 수체 내 구성요소에 미칠 영향은 매우 높을 것으로 예상된다(Han, 2011). 이러한 기후변화로 인한 강수량과 기온의 변화는 하천의 유량과 수온의 변화에 직접적인 영향을 미치고 있으며, 강우편중 및 강우강도 증가는 유역의 침식도를 증가시켜 탁수발생을 증가시키고 있고, 탁수 발생과 감소 후 잔류 영양물질은 조류발생에 영향을 미친다(Han River Watershed Management Committe, 2010). 또한 기후변화로 인해 가뭄 또한 발생빈도가 증가하고 있으며, 가뭄이 지속될 경우 유량감소로 인한 하천 수질악화 뿐만 아니라 수생식물의 서식처 손실과 감소로 인해 생태계에 부정적 영향을 미치게 될 것이다. 따라서 향후 하천복원 및 관리에 있어 기후변화로 인한 유량 및 유사량 등의 물리적 영향과 수질 및 수온등의 화학적 영향, 수생물 등의 생물학적 영향을 각 소유역 및 각 하천별로 그 영향 정도를 분석하는 등의 평가기법 개발연구 및 이를 토대로 취약구간을 선정하여 실제 하천에 반영하는 등의 연구가 필요할 것으로 보인다.

본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 물리적, 화학적, 생물학적 요소를 선정하여 각 지점별로 분석 및 평가하였으며, 이를 토대로 취약구간 및 우선 복원지점을 선정하였다. 이를 위해 SWAT 모형을 이용하여 기후변화 시나리오에 따른 홍수량, 갈수량, 유사량의 변화를 모의하였고, 환경부의 수질 및 수생태 건강성 조사 자료를 이용하여 수질 및 IBI, KSI와 같은 화학 및 수생물 지표를 평가에 반영하였다. 또한 기후변화에 의한 기온 상승에 따른 낙동강 수온 변화와 이에 의한 수생물 서식처 영향 역시 평가에 반영하였다. 이를 통해 기후변화에 취약한 지점을 선정하였고, 이들 지점에 있어서 향후 하천 복원 및 관리 방향에 대해 제시하였다.

2. 대상유역 및 평가지점 선정

연구대상 유역인 낙동강 유역은 우리나라 4대강 유역 중 두 번째로 큰 유역으로 하폭이 넓고 평탄하나, 유출이 불규칙하여 홍수와 유사 그리고 가뭄으로 인한 피해가 빈번히 발생하는 유역이다. Fig. 1은 낙동강 국가하천 양안 2km와 지류하천 양안 1km 지대를 대상으로 GIS 분석을 통한 토지피복 변화를 살펴본 결과이다. Fig. 1을 살펴보면, 지난 약 30년 간 사이 시가지는 948.40% 증가, 산림은 9.79% 감소, 농경지는 23.59% 정도 감소한 것으로 나타났다(Fig. 1). 한편 수자원 확보, 홍수 조절, 수질 개선 등을 위한 댐의 건설로 수역은 153.06%가량 증가하였다. 시가지의 증가 및 산림 감소로 인해 기후변화에 의한 가뭄 및 홍수에 대한 위험성은 더 크게 노출되었으며, 이로 인한 야생동물 서식환경 및 하천 수질환경은 과거에 비해 악화되었을 것으로 보인다.

기후변화와 함께 강수량 및 기온의 증가는 지역에 따라 차이는 있으나 대부분 상승할 것으로 전망되고 있으며, 기후변화를 완화하기 위한 노력이 없이 현재 추세대로 온실가스를 계속 배출한다면(RCP8.5), 21세기 말에 한반도 평균 기온은 6.0℃ 상승, 강수량은 20.4% 증가할 것으로 보고되고 있다(National Institute of Meteorological Research, 2012). 따라서 향후 하천관리를 위한 각 지점별 평가항목은 기후변화에 따른 유출량과 유사량, 갈수기의 유량변화 뿐만 아니라, 수질 및 수생태 전반에 걸친 항목을 선정하여 평가에 반영해야 한다. 이를 위해 유역모형을 통한 모의뿐만 아니라, 낙동강 유역 내 환경부 수질측정 지점 198개소와 ‘수생태 건강성 조사 및 평가(Ministry of Environment, 2010)’의 조사지점 150개소를 비교하여 일치하는 지점 48개소를 선정하였다(Fig. 2). 물론 48개 지점을 대상으로 낙동강 유역 하천에서의 물리, 화학, 생물학적 영향을 분석하고 평가하기에는 그 평가 지점 수가 적은 것이 사실이다. 그러나 수질과 수생태 측정지점이 충분치 않은 현실적인 한계로 인해, 현 시점에서 평가가 가능한 최대한의 지점에 대한 연구로서 그 의의가 있다고 할 수 있다.

3. 하천관리 평가항목

본 연구에서는 각 소유역 및 평가지점별 물리·화학·생물학적 요소 간의 영향을 분석하였다. 물리적요소로 홍수량, 유사량, 갈수기 유량변화율 등 3개 항목, 화학적요소로는 BOD, T-P, 수온변화 등 3개 항목, 생물학적요소로는 멸종위기 및 외래 어류종 등의 관리 어류종, 어류생물보전지수(IBI), 대형저서무척추동물의 한국오수생물지수(KSI), 수온변화에 따른 서식처 변화 등 4개 항목으로 총 10개 항목에 대해 평가를 실시하였다(Fig. 3). 

3.1 물리적요소

기후변화에 따른 유역의 유량, 유사량 등의 변화를 분석하기 위해 한반도 기후특성을 잘 재현하고 있는 GCMs인 CGHR (T63)에 의한 A1B 온실가스 배출시나리오와 이를 토대로 기 구축된 SWAT모형(Korea Environment Institute, 2010; Kang et al., 2011)을 적용하였다. 모형의 검증은 2004년 8월부터 2006년까지 수행되었으며, 연중 일별자료를 중심으로 이루어졌다. 측정망 자료에 대한 2004년부터 2009년까지 수행된 유량 및 유사량의 보정 결과의 일부는 Fig. 4와 같으며, 실측자료를 이용한 모형효율 등의 평가 결과는 Table 1에 나타내었다. 모델효율의 범위와 신뢰 구간을 설정하기 위해 Donigian (2000)이 제시한 조건을 참조하였으며, 유량의 경우 % difference ≤ 25와 R2 ≥ 0.5을 만족할 때까지 보정을 실시하였다. 각각의 Fig. 4와 Table 1을 살펴보면, 구축된 유역모형이 신뢰도가 있는 것을 볼 수 있다.

본 연구에서는 구축된 유역모형을 통해 낙동강 소유역 별로 미래의 기간별(Future1: 2011∼2040년; Future2: 2041∼2070년; Future3: 2071∼2100년) 현재(1980∼2009년) 대비 홍수량, 갈수량, 유사량의 변화를 살펴보았다. 특히, 갈수기 하천의 유량감소율에 따른 취약구간 평가를 위해 누적강우를 계산하여 미래의 기간별 갈수년을 선정하여 수중생물의 산란에 영향을 주는 기간인 2∼5월의 현재기간 평균유량 대비 감소율을 분석하였다. 미래 기간별 누적강우량 분석결과, Future1에는 2025년(696mm), Future2에는 2067년(662mm), Future3에는 2071년(773mm)이 대표적으로 강우가 적을 것으로 분석되었다(Fig. 5). 우리나라 연평균 강우량이 1,284mm인 것을 감안하였을 때, 기간별 누적강우량은 약 52∼60%에 해당하는 강우량이다.

3.2 화학적요소

수질 및 수온의 변화는 기상 및 기후, 인위적인 오염물질 유입 등 다양한 영향인자들이 시·공간적으로 연계되어 변화하는 특성을 지니고 있다. 기온증가에 따라 산소의 용해도가 감소하고 유기물질의 분해가 촉진되면 용존산소의 농도가 감소할 수 있고, 수온의 증가는 수온에 민감한 저서생물의 성장도, 산란기 등에 큰 영향을 미치기 때문에 수생태계의 건강성확보를 위한 하천관리 및 복원을 위해서는 수온에 대한 관리가 필요할 것이다.

본 연구에서는 하천을 대상으로 하기 때문에 대표적인 항목으로 BOD, T-P, 수온변화 등 3개 항목을 평가하였다. 한편, 본 연구가 미래 기후변화를 고려하고 있다는 점에서 향후 수질요소가 현재 대비 어느정도 영향을 미칠 것인가에 대해 분석이 필요할 것이다. 그러나 최근 Korea Environment Institute (2011)의 보고서에 따르면 유량과 달리 수질은 기후변화에 따라 그 경향성이 뚜렷하지 않은 것으로 되어 있어 본 연구에서는 현재 수질 현황을 고려하여 평가에 반영하였다. 이는 수질항목이 기후변화에 대한 영향도 중요하겠지만, 상류 유역의 토지이용 현황 및 오염도, 유달율 등 다양한 요인에 의해 좌우되기 때문에 기후변화 요인에 대한 미래 영향을 예측하기에는 한계가 있다. 따라서 물리적요소와 달리 화학적요소는 환경부 ʻ수질측정망 자료ʼ를 이용하여 평가하였다. 또한, 수온변화 예측은 2004∼2009년의 8일 간격 측정 수온자료와 기온자료를 이용하여 회귀식을 산정하였다(Fig. 6). Fig. 6은 Fig. 1에서 유역의 최상류 부근의 A지점에서 분석된 회귀식을 보여준다. 이상의 각 지점별로 수온-기온의 회귀식을 분석하고, CT63 A1B 시나리오의 미래 기온자료를 이용하여 각 지점별 2011년부터 2100년까지의 일별 수온변화를 예측하였다. 본 논문에서는 지면의 한계로 자세한 사항은 생략하였고, 이와 관련된 상세한 설명은 Kang et al.(2013)의 연구에 서술되어 있다.

3.3 생물학적요소

생물학적요소를 평가하기 위해 ‘수생태계 건강성 조사 및 평가’ 자료(Ministry of Environment, 2010)를 이용하였으며, 평가항목으로는 관리 어류종, 담수생태계의 건강성을 평가할 수 있는 어류생물보전지수(IBI: Index of biological integrity), 장·단기적인 물환경의 변화를 평가할 수 있는 저서성 대형무척추동물 한국오수생물지수(KSI: Korean saprobic index), 수온변화에 따른 어류서식처 변화 등 4개 항목을 선정하였다. 여기서 관리 어류종으로는 하천 내 법정보호 어류종과 고유 어류생태계를 위협하는 외래 어류종을 구분하였으며, 지점별로 출현 현황을 파악하여 하천관리의 필요 여부를 평가하는데 반영하였다. 또한, IBI 및 KSI지수에 대한 설명은 Ministry of Environment (2010)을 참고하면 된다. 한편, 기후변화에 따른 수온 상승에 의한 어류 서식처 적합성에 미치는 영향을 평가하기 위해 기존의 Eaton et al.(1995)과 Jung et al.(2011)의 연구와 같이 낙동강 유역에 서식하는 정수성 및 기수성, 회유성, 외래종 어류를 제외한 48개 지점내의 21개 어류종에 대한 최대내성한계온도를 산출하여 분석하였으며, 이를 통해 기후변화 시나리오를 적용한 수온 상승 예측 결과에 따른 지점별 어류 서식처 영향 정도를 분석하였다. 이와 관련된 상세한 설명은 Kang et al.(2013)에 소개되어 있다. IBI와 KSI 지수에 대한 등급은 환경부에서 정한 5개 등급에 따라 동일하게 점수를 주었으며, 관리어류종 및 수온 상승에 따른 서식처 영향 역시 대상 구간에서 발견된 최대 종수 및 서식처 영향 정도에 따라 5개 등급으로 나누었다.

4. 평가결과

4.1 물리적요소 평가결과

Fig. 7은 구축된 SWAT 모형을 통해 계산된 홍수량, 유사량, 갈수량에 대한 각 소유역별 취약구간을 표시한 결과이다. 계산 결과에 따른 평가를 위해 총 A-E 등급의 5개 등급으로 구분하여 점수화하였고, A등급에서 E 등급으로 갈수록 더 취약한 구간을 보여준다. 각 등급의 구분은 현재 대비 변화율을 계산하여, 가장 큰 변화율을 보이는 구간을 E, 가장 작은 변화를 보이는 구간을 A로 하여 각 소유역별 등급을 산정하였다.

낙동강 유역의 기후변화에 따른 유출량의 변화율은 본류구간 보다는 상대적으로 내성천, 영강, 반변천, 회천, 남강댐 상류, 금호강 등의 지류구간에서의 변화가 클 것으로 분석되었으며, 특히 영강A 유역의 경우 유출량의 변화가 매우 클 것으로 분석되었다. 특히, 지류구간에서의 유사량 변화율은 유출량의 변화율보다 큰 것으로 나타났다. 한편, 내성천과 반변천 등의 경우는 유사량의 변화율이 현재 대비 상대적으로 가장 큰 증가율을 나타내고 있어 향후 이들 하천의 하천관리에 있어서 토사관리가 중요할 것으로 판단된다.

미래 기간별 누적강우량이 가장 적은 3개 년(2025, 2067, 2071년)의 어류 산란시기에 유량 감소율이 큰 유역을 평가하여 기후변화에 취약한 구간을 분석한 결과, 본류구간에서는 낙본D 유역에서 갈수기에 유량 감소율이 평균 32.6%로 크게 나타났으며, 지류구간에서는 이안A는 30.7%, 감천A는 17.4%, 금천A는 16.5%, 남강D는 16.0%, 미천A는 15.9% 순으로 유량 감소율이 크게 나타났다. 그 외에 낙본E, 낙본F, 병성A, 길안A, 위천A, 위천B, 밀양A, 남강C 유역에서는 유량감소율이 10%이하인 것으로 분석되었다. 이상의 홍수 증대 및 갈수기시 유량 감소가 심화될 것으로 예상되는 지역의 경우, 어류 서식처뿐만 아니라 어류 산란기에 영향을 줄 수 있으므로 물리적인 서식처 조성 등의 하천관리 복원 및 관리 방안이 검토되어야 할 것이다.

4.2 화학적요소 평가결과

Fig. 8은 환경부 수질 측정망으로부터 정리된 각 지점별 수질 데이터를 등급별로 구분한 것과 수온 상승 등의 화학적 요소에 대한 평가결과를 보여준다. 그림에서 A에서 E 등급으로 갈수록 수질이 악화되거나, 하천 수온의 상승 폭이 더 큰 경우이다.

낙동강 평가지점의 2008년과 2010년의 평균 BOD값은 각각 1.5mg/L와 1.4mg/L로서 우리나라 수질기준(2010년 1월의 환경부 기준고시)에 의거할 때 Ib(좋음)등급을 보였고, 각각 0.4∼3.7mg/L와 0.6∼4.0mg/L의 변이 폭을 보였다. 지점별로는 상류에서 하류로 갈수록 BOD가 증가하는 양상을 보였으며, 특히 대구, 부산과 같은 대도시 주변 지점에서는 BOD가 높은 값을 나타내었다. T-P의 2008년과 2010년의 평균값은 각각 0.10mg/L(범위: 0.01∼0.51mg/L)와 0.07mg/L(범위: 0.01∼0.33mg/L)인 것으로 나타났다. BOD의 경우는 평균값은 감소한 것으로 분석되었지만 변이폭은 증가한 것으로 나타났고, T-P의 경우는 전반적으로 값이 감소하는 양상을 나타내고 있어 양호한 수준인 것으로 분석되었다. 그러나 내성천, 금호강, 남강 합류지점 등에서는 수질이 악화된 것으로 분석되어 하천관리가 요구되고 있다.

2011∼2100년에 대해 수온변화를 예측한 결과, 3개의 기간(Future1: 2011∼2040년, Future2: 2041∼2070년, Future3: 2071∼2100년)의 예측 평균수온은 각각 15.91℃, 16.96℃, 17.50℃으로 분석되었다. 이는 현재 평균수온 15.53℃ 대비 각각 0.38℃, 1.43℃, 1.97℃ 상승할 것으로 예측된 것이며, 최대 수온증가는 2.62℃로 분석되었다. 또한 낙동강 본류를 중심으로 상류 보다는 하류 구간에서 수온 상승 폭이 더 크게 나타났으며, 특히 부산 및 남해 부근에서 수온 상승이 가장 큰 것으로 나타났다(Kang et al., 2013).

4.3 생물학적요소 평가결과

Fig. 9는 생물학적 요소에 대한 평가결과를 보여준다. Fig. 9에서 관리 어류종 중 낙동강 유역 48개 평가지점에서 조사된 멸종위기종은 얼룩새코미꾸리(Koreocobitis nactongensis)와 흰수마자(Gobiobotia nakdongensis) 2종이었으며, 낙동강 상류 유역(낙본B, 낙본D, 용전A, 내성A, 내성 B)에서 주로 발견되는 것으로 나타났다. 또한 외래도입종은 떡붕어(Carassius cuvieri), 큰입배스(Micropterus salmoides), 블루길(Lepomis macrochirus) 3종이 조사되었으며, 낙동강 상류(금호강 기준)에서는 떡붕어(Carassius cuvieri)와 큰입배스(Micropterus salmoides)가 주로 발견되고, 하류에서는 큰입배스(Micropterus salmoides)와 블루길(Lepomis macrochirus)이 주로 발견되는 것으로 조사되었다. 특히 금호강에서 낙동강 합류지점(낙본G, 금호B, 금호C)과 낙동강 하류지역의 낙본I, 낙본K, 낙본M, 밀양B 등의 단위유역에서는 외래도입종이 2종 이상 발견되어 관리가 필요한 것으로 평가되었다.

각종 환경 요인들에 대한 어류의 내성, 영양상태, 풍부도, 분포양상 등을 나타내는 어류생물보전지수(IBI)는 환경부 기준으로 5개 등급 중 평균 C등급을 나타냈지만, 전반적으로 낮은 수치를 나타내고 있어 어류에 대한 관리가 요구되고 있다. 한편, 한국오수생물지수(KSI)의 경우, 평균 B등급을 나타냈다.

어류 21종에 대한 미래기간의 서식처 감소율을 산정한 결과 Future1기간에 평균 21.9%, Future2기간에 평균 36.3%, Future3기간에 평균 51.4%의 적합 서식처가 감소하는 것으로 분석되었다. 또한 낙동강 본류를 포함하여 내성천, 위천, 금호강 상류 지점 등에서 수온 상승에 따른 어류 서식처의 영향이 큰 것으로 나타났다(Kang et al., 2013).

5. 종합평가 결과

앞에서 산정된 10개의 각 요소 별 점수를 10점 만점으로 하여 산정한 후, 물리, 화학, 생물학적 항목별로 평균하여 최종 종합점수 30점으로 평가하였다. Table2는 각 항목별 점수 및 이들 점수의 총합을 모두 나타낸 것이다. Table 2 를 살펴보면, 물리적 요소에 대한 평가결과, 가장 점수가 높은 지점은 금천A, 낙본D, 내성A, 반변A, 남강C, 내성B, 이안A, 반변B, 영강A 순으로 나타나, 본류 보다는 지류 구간에서 점수가 높게 산출되었다. 또한 화학적 요소에서는 낙본N, 낙본M, 금호C, 낙본K, 낙본G, 낙본H, 금호B, 낙본G, 낙본D, 내성B 순으로 점수가 높게 나왔으며, 생물학적 요소에서는 낙본G, 낙본N, 낙본K, 회천A, 황강B, 낙본M, 낙본D, 내성A, 낙본E, 밀양B 순으로 나타났다. 화학 및 생물학적 요소에서는 물리적 요소와 달리 지류구간에서 높은 점수를 나타내는 것으로 분석되었다. 또한 이를 세 요소를 모두 합산한 결과, 기후변화의 영향을 포함하여 향후 예상되는 취약구간 상위 10개 지점은 낙본N, 낙본G, 금호B, 내성A, 낙본D, 낙본M, 밀양B(2개 지점), 낙본E, 내성B 순인 것으로 나타났다. 낙본N, 낙본G, 낙본M, 낙본E의 낙동강 본류의 경우 물리적 요소 보다는 화학 및 생물학적 인자의 점수가 상대적으로 높게 나타났으며, 낙본D는 세 요소 모두 높은 점수를 나타냈다. 또한 내성천의 경우 역시 세 가지 인자 모두 높은 점수를 나타냈다. 특히 내성A의 경우, 관리 어류종이 있으며 수온에 따른 서식처의 영향이 상대적으로 크고, 어류 생물지수의 점수가 비교적 열악하여 생물학적인 면에서 상대적으로 취약한 것으로 분석되었다. 한편, 금호강 및 밀양강의 경우 물리적 인자의 점수는 상대적으로 낮으나, 생물 및 화학적 인자의 점수가 상대적으로 높게 나타났다. 이상의 평가 결과를 토대로 본류와 지류, 또한 본류의 구간별 특성 및 각 지류의 특성이 서로 다르게 나타남을 확인하였다. 이를 근거로 향후 각 지점별 특성에 맞도록 홍수 및 가뭄 등에 의한 서식처 보호를 위한 방안, 오염원 관리 및 수생물 보호 등을 위한 차별성 있는 복원 계획 및 관리 방안 마련이 가능할 것으로 예상된다.

6. 결 론

본 연구에서는 홍수, 가뭄, 유사량 등의 물리적 인자와 수질, 수온 등의 화학적인자, IBI 및 KSI 등의 수생물 건강성 평가지표 및 외래종과 멸종위기종 등의 관리 어종 분포, 수온 상승에 따른 서식처 영향 등 생물학적 인자를 포함하여 총 10개 인자를 선정하고, 낙동강 유역 각 소유역 및 하천 별로 분석하여 평가하였다. 이를 위해 낙동강 유역에 대한 SWAT 모형을 구축하였고, A1B 기후변화 시나리오에 따라 분석하였으며, 수질 및 수생태를 평가하기 위해 환경부 측정 데이터를 이용하였다. 또한, 기존의 연구에서 제시한 기후변화 시나리오에 따른 미래 수온 변화 및 수온 상승에 따른 어류 서식처 영향 분석 결과를 평가에 반영하였다.

각 소유역 및 하천별로 평가한 결과를 토대로 평가 점수가 높은 취약구간 상위 10개 지점(낙본N, 낙본G, 금호B, 내성A, 낙본D, 낙본M, 밀양B(2개 지점), 낙본E, 내성B)을 도출하였다. 또한, 낙동강 본류구간에서는 물리적 요소 보다는 생물·화학적 요소가 상대적으로 평가 점수에 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 지류구간에서는 반대로 생물·화학적 요소 보다는 물리적 요소가 더 많은 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 한편, 지류하천에서 각 지점이나 구간의 특성에 따라 다르게 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 그러나 본 연구에서 제시된 기후변화에 따른 물리적 요소의 변화와 화학 및 생물학적 요소의 변화 결과에는 분명 한계가 있다. 그 첫 번째로는 각 요소에서 적용한 토지이용 형태가 현재와 동일하다는 것인데, 토지이용 형태의 변화에 따라 향후 토사유출량 및 수온 증대 등에 변화가 있을 것으로 예상되지만, 각 지역별로 하천주변 토지가 어떻게 변화될 지에 대한 예측은 매우 어려운 것이 사실이다. 두 번째로는 최근 여러 연구자들에 의해 제시되는 것 처럼 기후변화에 의해 난분해성 유기물질의 농도가 점차 증가하고 있고, 이에 의해 수생태계에 영향을 미치는 것으로 보고되고 있으나, 본 연구에서는 이러한 분석을 추가하지 못하였다.

이상의 연구결과, 낙동강 유역의 경우 본류와 지류에 대해 서로 다른 목표 및 관점을 가지고 하천관리 및 생태복원이 이루어져야 할 것이며, 하천은 본래 다양한 요인에 의해 영향을 받기 때문에 각 지점의 물리·화학·생물학적 특성을 반영한 생태하천 복원 및 관리 방향이 제시되어야 할 것이다. 예를 들어, 내성천의 경우 예측된 유출량과 유사량의 변화율이 다른 소유역에 비해 상대적으로 크며, 법정보호종인 흰수마자가 존재하고, 어류생물지수 IBI가 상대적으로 취약했으며, 수온변화에 따른 서식처 감소율이 매우 높은 지점인 것으로 나타났다. 따라서 이와 같은 물리, 화학, 생물학적인 각 요소별 특성에 맞도록 향후 이 지역에 대한 생태하천 복원 및 하천 관리를 위해서는 유출량 증대에 따른 홍수방어와 하천 유역에 대한 토사관리가 필요하고, 법정보호종 관리 및 하천유량 확보, 수변림 조성 등을 통한 어류 서식처 확보 등이 필요할 것이다. 이상과 같이 향후 하천 관리에 있어서는 장기적인 관점에서의 하천관리가 필요하고, 생태복원을 위해서는 수량과 수질, 그리고 생태계를 고려한 종합적인 평가와 이를 통한 생태하천 복원 우선순위 선정 등이 이루어져야 할 것이다. 이와 같은 측면에서 본 연구에서 제시하는 기후변화를 고려하여 종합적인 하천 평가 방법은 향후 하천복원 및 관리 우선순위 선정 및 방향을 제시하는 것에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.