토지 이용 변화가 물 수율 및 증발산에 미치는 영향

토지 이용 및 토지 피복(LULC) 변화는 유역 수문 과정의 주요 동인이며, 특히 미국 남서부 지역의 급격한 변화는 수문학적 변동성을 심화시키고 있습니다. 본 연구는 텍사스 사이프러스 크릭 유역에서 LULC 변화가 물 수율과 증발산(ET)에 미치는 영향을 분석했습니다. 연구는 SWAT+ 모델을 활용하여 유역 수문학을 시뮬레이션하고, TerrSet LCM(Land Change Modeler)으로 2030년 및 2040년의 미래 LULC 패턴을 예측했습니다. 2000년부터 2040년까지의 LULC 지도를 기반으로 각 시나리오별 수문학적 변화를 모의했으며, SWAT+는 세 지점의 유량 데이터를 활용하여 성공적으로 보정 및 검증되었습니다. KGE 값은 보정 시 0.74~0.86, 검증 시 0.62~0.80으로 나타나 모델의 높은 신뢰성을 입증했습니다. 분석 결과, 목초지 면적은 49%에서 34%로 감소한 반면, 중강도 개발 지역은 6.1%에서 20.8%로 크게 증가했습니다. 이러한 LULC 변화에 따라 물 수율은 70.7% 증가한 반면, 증발산은 6.7%, 침투는 21% 감소했습니다. 목초지는 증발산 및 침투와 강한 양의 상관관계를, 물 수율과는 음의 상관관계를 보였습니다. 반면, 도시 지역은 물 수율과 강한 양의 상관관계(r > 0.9)를, 증발산 및 침투와는 음의 상관관계를 나타냈습니다. 본 연구는 LULC 변화가 홍수 심도-지속-빈도 곡선의 변화를 통해 홍수 위험을 증가시킴을 확인했습니다. 지속적인 도시화는 물 수율 증가와 증발산 감소를 유발하여 사이프러스 크릭 유역의 하류 홍수 위험을 심화시킨다는 결론을 내렸습니다. SWAT+/TerrSet LCM 프레임워크는 LULC 변화에 따른 수문학적 변화를 예측하는 데 활용 가능한 도구를 제공합니다.