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<연구기관 리포트> 기후변화 대응할 수자원기술 개발 방향
기사입력 2016-02-01 15:55:49. 폰트 폰트확대폰트축소
‘극한가뭄’ 시나리오 개발… 유역•권역별 물공급 계획 짠다

<국토교통부의 수자원 관련 올해 주요 계획>

△극한 가뭄에 대비한 안정적 물공급 시스템 구축

-원주·봉화·대덕 등 지자체 추진 소규모 댐 차질없는 추진(원주천·봉화 댐 12월까지 설계, 대덕댐 내년 10월까지 타당성 조사)

-지역이 희망하는 댐을 건설할 댐 희망지 공모제 도입(5월)

-용수 공급 및 홍수조절능력 재평가를 통한 댐 운영 등 개선

-댐·보·저수지 연계 운영 확대 및 해수담수화를 통한 임해산단 공업용수 공급방안 마련

-4대강 물의 활용방안 마련(10월) 및 하천수 허가제 개선

-지역별 물 부족 여부에 대한 가뭄 예경보제 도입(3월)

△홍수로부터 안전한 도시환경 조성

-21개 취약하천 유역종합치수대책 수립(2017년 완료)

-홍수 예보체계 강화 마스터플랜 마련(6월)

-국가·지방하천 종합정비계획 재수립(8월), 하천호안제품 안전성평가 인증제 마련(8월)

△기타 주요 과제

-한반도 수자원장기종합계획 마련(12월)

-유네스코 국제물연구교육센터 설립

-물 산업 기술·인력·해외진출 지원할 수자원산업육성법 제정

-ICT와 연계한 스마트 물관리 기술개발

-수자원관리 및 용수공급 등 국가별 물관리 목표를 고려한 맞춤형 해외진출 전략 수립(6월)

 작년 한반도를 강타한 42년래 가뭄의 여파로 물 관련 기술이 다시 주목받고 있다. 예산낭비란 범국민적 지탄 아래 수년간 평가절하된 4대강 살리기사업 등의 물 관련 프로젝트의 가치에 대한 재평가 움직임까지 일고 있다. 반면 국가안전처, 농림축산식품부 등 정부의 대책은 지하수를 개발하고 저수지를 준설해 부족한 물을 충당하겠다는 단기적 대책에 머물렀다. 연 강수량의 3분의2가 여름철에 집중되는 우리 기후 특성상 여름철 장마와 집중호우 때 수자원을 조절, 보관할 정밀한 기술이 뒷받침되지 않으면 메가가뭄(극한가뭄)은 올해도 재연될 수밖에 없는 상황이다.

 세계 평균의 1.6배에 이른 강수량에도 불구하고 유엔이 지정한 ‘물 부족 국가’인 우리 나라의 1인당 사용 가능한 수자원은 세계 평균의 6분의1에 그친다. 지구 온난화로 인해 2075년부터 장마전선이 오키나와와 중국 상하이에 머물 뿐, 더 이상 북상하지 않을 것이란 분석(일본 기상청)까지 나오는 상황. 메가가뭄이 현실화되면 작년 겪은 최악의 가뭄이 일상화될 가능성도 배제할 수 없다. 반면 수자원의 안정적 확보를 위한 다목적댐이나 저수지 건설은 환경 단체의 반발 아래 한걸음도 나아가기 힘든 처지다.

 국토교통부는 이런 문제를 해결하기 위해 각계의 물 전문가들이 동참한 ‘기후변화 대비 수자원 적응기술 개발 연구단’을 발족하고 작년부터 관련 기술 및 전략 개발에 나섰다. 2020년까지 가뭄에 대비한 안정적 용수수급 기술은 물론 기후변화로 인한 극한홍수 적응기법, 유역의 종합적 관리 및 복원기술을 고도화하는 동시에 이를 기반으로 국제 물 시장 진출을 가속화한다는 복안이다. 연구단이 최근 개최한 2년차의 자체 평가회의 보고 내용을 토대로 주요 수자원 관련 기술개발 방향을 점검해 본다.

 유역ㆍ권역별 극한 물부족 비상계획 짠다

 가뭄의 강도를 평가하는 기준은 통상적으로 심도, 규모, 지속기간이다. 그 중에서도 가장 중요한 지표는 지속기간이다. 태풍이나 집중호우와 달리 가뭄은 지속기간에 따른 피해 규모 차이가 크기 때문이다. 미국의 경우 10년 이상 지속되는 가뭄을 메가가뭄(극한가뭄)으로 규정하고 있지만 국내에서는 10년 이상 지속된 가뭄기록은 찾기 어렵다. 수자원장기종합계획이나 댐건설장기계획상 극한가뭄은 7년 주기로 반복되는 2년 연속 가뭄으로 규정한다.

 기후변화 영향으로 극한가뭄의 발생빈도가 늘어남에 따라 2019년까지 유역 및 권역별로 발생할 수 있는 극한 물부족 문제를 타개할 이머젼시 플랜(비상계획)을 짜는 게 정부와 연구단의 목표다. 이를 위해 극한 가뭄의 시나리오별로 가뭄 발생 및 대응능력을 평가하고 이에 대응할 비상대응 협력체계와 비상계획 수립지침도 개발할 계획이다.

 비상계획의 프레임 워크는 예방-대비-대응-복구 등 관련 단계별로 나뉜 가이드라인에 담긴다. 비상계획은 가이드라인의 구성요소이자, 구체적 실행계획으로 짠다. 극한 가뭄이 발생할 경우 이를 해소할 정책, 지원, 홍보 등 관련기관들의 역할을 중앙정부, 지자체, 가뭄 연관 기관들로 나뉘어 구체적이고 체계적으로 규정한다.

 작년 1차년도에서는 가뭄자료의 기초조사와 평가기법을 마련했고 올해 2차년도의 과제로는 극한가뭄 시나리오를 개발하고 취약지역 선정기술을 확보한 후 유역 및 권역별 극한가뭄 취약지역을 평가한 후 물 공급 우선순위를 선정하는 기법까지 확보한다. 내년부터 3년간은 극치수문자료에 대한 선형 및 비선형 모형을 통해 가뭄의 향후 전망을 중권역, 행정구역별로 진단하고 2017년에는 수문ㆍ기상학적인 극한가뭄 위험도를 작성하고 대응 가이드라인까지 마련한다. 2018∼2019년에는 가뭄 위험에 대한 통합적 평가방법과 대응체계를 구축한 후 가뭄단계별 국가 차원의 이머젼시 플랜을 개발한다는 방침이다.

 기후변화 시나리오별 투자도 최적화

 기후변화에 따른 수자원의 정량적 영향평가 모형을 개발해 이를 기반으로 한 국가 차원의 ‘수자원장기종합계획’을 수립하고 투자 우선순위에 맞춰 신규 수원지를 개발하는 방안도 추진한다. 기후변화에 따른 수량 영향평가는 권역별 용수공급능력, 용수공급 취약성으로 나뉘어 분석하며, 올해는 정량적 평가 모듈을 개발한 후 미래 시나리오에 기반한 용수수요 변화를 추정할 계획이다.

 이어 기후변화에 따른 수자원 영향평가 기술을 가뭄 피해가 두드러진 낙동강 유역 등에 시범적용한 후 이를 전국으로 확대해 기후변화 취약시설 및 지역을 도출하고 미래 지역별, 용도별 물부족 시나리오를 완성해 이에 대응할 용수공급 기후변화 적응전략을 수립하는 게 목표다. 미래 다목적댐, 저수지 등의 신규 수원개발은 이런 시나리오에 기반해 생활용수, 공업용수, 농업용수, 하천유지용수 등의 부족한 부문에 맞게 체계적이고 선제적인 방향으로 투자될 예정이다.

 기후변화에 대응한 저수지 및 댐의 운영기준도 수술한다. 저수지 운영기준은 예비율 적용 때 수질 문제까지 고려한 모형을 개발하고 가뭄 때와 평상시 운영모델을 구축하는 방향으로 손질한다. 댐의 경우 물을 가둬두는 예비율 기준을 정립함으로써 댐 수위를 일정수준 유지함으로써 극한 가뭄 등에 따른 용수공급 부족난을 해결하는 쪽으로 접근한다. 현 한국수자원공사의 다목적댐 운영방법만 해도 괌심, 주의, 경계, 심각 등 4가지 단계로 나눠 용수의 제한공급 비율만 제시할 뿐 실행 저수량이 정의되지 않는 등의 한계를 개선하기 위한 방안이다.

 세부적으로는 장래 유입량의 불확실성을 뛰어넘는 기준유입량을 설정하고 실수요량 기준으로 댐별 기준 저수량을 시점별로 설정해 기준저수량에 미달할 때 가뭄단계를 발령해 대응하는 방식이 검토된다. 댐별 가뭄현황 정보는 국민과 관련기관이 공유할 수 있도록 수공이나 홍수통제소 홈페이지를 통해 실시간 공지한다. 동시에 기존의 댐 비상용수 확보기준에 맞춰 댐 등 시설물의 설계지침과 운영가이드라인도 제시할 계획이다.

 극한홍수 대응ㆍ물순환 기법도

 가뭄 이전까지 물과 관련한 가장 큰 고민거리였던 태풍 등 극한홍수의 대응기술도 고도화한다. 이를 위해 기후변화에 따른 극한강우 시나리오를 만들어 하천 수방대책 때는 물론 토사ㆍ환경재해 등의 강우발 재해에도 종합적으로 대처할 계획이다. 홍수 시나리오별 대응체계 모듈을 작성하고 이에 따른 기관별 대응체계를 명시하는 방식이다.

 하천시설물의 기존 설계기준의 재검토 및 개편작업도 병행한다. 극한홍수 시나리오에 기반해 설계홍수량 산정모형을 새로 만들고 한강 등에 대한 시범적용을 거친 후 전체적인 설계기준을 재편하는 수순으로 진행한다. 동시에 하천시설물의 취약성을 분석할 가이드라인도 마련한다. 연구단이 설문 등을 통해 파악한 제방피해의 원인은 월류(39.6%), 침식(38.9%), 제체 불안정(11.5%), 구조물에 의한 파괴(10.0%) 순이었다. 이를 기반으로 피해에 취약한 제방별 성격을 분석해 체계적으로 보강하고 하천별 극한홍수에 대한 방어기준도 설정한다.

 국내에 산재한 1만8000여개의 댐과 저수지의 경우 준공 후 30년이 경과된 1ㆍ2종 댐이 60.3%에 다하는 등 고령화가 급속히 진행되고 있는 만큼, 치수안전도와 재개발 여부에 대한 평가 프레임워크를 개발해 적기에 보강 또는 신축한다. 최근 기후변화로 인해 댐의 치수안전도와 관련한 위험성이 가중되는 반면 신규 댐 추진은 환경단체 등의 반발에 막힌 상황. 결국 댐의 순기능을 최대하할 환경친화적 댐 설계기술 및 재개발 평가기술을 확보함으로써 투자 우선순위를 최적화하기 위한 방안이다.

 나아가 기후변화에 대비한 도시 유역의 물순환 영향 분석기술도 개발함으로쏘 도시 물순환 건전성 모델 및 평가기군에 기인한 투자를 통해 도시유역의 물순환 건전성을 확보하고 이에 필요한 기반기술의 매뉴얼도 작성한다. 또한 4대강 유역 등에 발생한 탁수피해를 저감할 댐 저수지, 하천, 보 연계의 모니터링 및 운영ㆍ관리기술도 개발하고 이를 반영한 기술ㆍ제도적 지침서도 개발한다.

 이렇게 확보한 물 관련 기술을 기반으로 한 통일준비, 나아가 해외시장 개척도 모색된다. 국내 물 관련 기업의 해외진출 때 가장 큰 애로점은 데이터 수집과 수문해석 및 분석 기술이 부족한 점이다. 사업단은 글로벌 기후ㆍ수문 시나리오를 개발한 후 이를 기반으로 전 지구의 수문모형 및 데이터베이스를 구축하는 방식으로 해외진출을 뒷받침할 계획이다. 국제 물 거래를 고려한 국가 가상수 데이터베이스와 미래 한반도 물이용 대응전략도 도출해 통일 한반도의 수자원을 총괄 관리해 최적화된 시너지를 낸다는 목표 아래 한반도 기후변화 수자원 영향평가기법과 전략시나리오도 작성한다.

 국내 물 기업들의 해외진출을 촉진할 기술경쟁력 배양에 더해 해외시장 상황을 체계적으로 분석해 최적화된 진출기법도 도출하고 이를 뒷받침하기 위해 필요한 법ㆍ제도적 대안도 도출, 정부에 제안함으로써 우리 물 관련 기업들이 세계적 기술ㆍ전략 경쟁력 아래 수출의 첨병으로 활약할 수 있는 기반도 마련한다는 목표다.

 정리=김국진 기자 jinny@

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