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두삼 지
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1 187 기후변화에 대비한 대체수원 활성화 방안 빗물 인공함양 중심으로 박원배* 고기원** Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ 목 차 서언 대체수자원 이용 현황 빗물이용 활성화 방안 정책제언 Ⅰ 서 언 대체수자원이라는 용어에 대해 사전적, 학문적, 법적으로 정의를 내린 사례는 없 다 다만, 일반적으로 대체수자원이란 댐 용수, 하천 표류수, 지하수 등을 통한 전통 적인 수자원확보가 아닌, 기타 다른 인위적인 방법으로 확보된 수자원 으로 통용되 고 있다 우리나라는 최근까지도 지속가능한 수자원으로써 대체수자원에 대한 인식 이나 여건이 미흡하여 대체수자원을 이용하고자 하는 노력이 부족할 뿐만 아니라 이 에 명확한 개념조차 정립하지 못한 상태이다 물론 상수도망이 보급되기 전에는 빗 물을 주로 생활용수로 이용하였으나, 경제성장에 따른 도시화 및 산업화에 따른 상 수도망이 갖춰진 이후에는 빗물을 획일적인 우수관거 시스템인 하수도나 차집관거 등을 통해 하천으로 일시에 유출시켜 하천이나 댐 등에 저류 저장함으로써 홍수 예 방이나 갈수기를 대비하는 개념으로 빗물을 활용하였다 대체수자원에 대한 체계적인 개발 이용 및 관리를 위한 제도적 수단 마련은 20세 * 제주발전연구원 선임연구위원 ** 환경자원연구원 물산업육성부장

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3 기후변화에 대비한 대체수원 활성화 방안 189 Ⅱ 대체수자원 이용 현황 대체수자원이라 함은 전통적으로 수자원을 취수하는 댐 용수 이용, 하천표류수 이 용, 지하수 직접 이용 등의 방법이 아닌 새로운 개념의 수자원 취수 방식으로 확보되 는 수자원을 지칭한다 일반적으로 대체수자원이라 함은 빗물, 해수담수화, 지하댐 및 지하수 함양 등이 있다 우리나라의 경우 1990년대 후반 들어 대체수자원이라는 용어를 사용하기 시작하였으나 이에 대한 명확한 정의 없이 보조수자원이나 신규수 자원 등의 용어와 혼용하여 사용하고 있다 또한, 대체수자원인 빗물rainwater인 경우 학문적 법적 정의를 내린 문헌은 없으 며, 국어사전에서 용어의 개념을 살펴보면 빗물이란 비가 내려서 고인 물 로 정의하 고 있다 반면, 수문학적인 관점에서의 개념은 빗물이란 비가 내린 강우rainfall가 직접유출direct runoff이 발생하지 않은 상태를 유지하는 천연자원 으로 정의하고 있다 20세기 후반 들어 소득증대에 따른 생활용수의 오 남용 및 도시화 산업화를 지원 하기 위한 용수의 대규모 소비에 의한 물 부족 현상과 다량의 용수를 공급하기 위한 댐이나 상수도망 개발에 따른 환경문제의 대두로 빗물관리의 중요성이 서서히 대두 되기 시작하였고, 특히 비점오염원의 증가로 인한 하천 수질 및 해양 오염이 빗물에 대한 관심을 확대시켰다 더욱이 1990년대 이후 기후변화에 의한 집중호우의 빈발 및 지속적인 용수수요를 공급하기 위한 댐 등을 건설하기 위한 시설적지의 감소와 환경훼손 등으로 빗물 이용 및 관리에 대한 개념이 치수위주의 홍수예방 뿐만 아니 라 환경보전에 대한 관심도 증대하고 있는 실정이다 본 연구에서는 대체수자원인 빗물과 지하수 인공함양에 관련하여 제주도내에 설 치된 규모가 큰 빗물이용시설과 인공함양정을 중심으로 소개하고자 한다 빗물이용 시설은 크게 3가지 유형으로 분류할 수 있다 즉, 건축물의 지붕에 내리는 빗물을 저 류저장시설에 집수시켜서 이용하는 빗물이용시설 과 지표수를 저류시켜 사용하기 위한 저수지, 그리고 골프장에서 발생하는 지표수와 그린에 살수한 물을 재순환 사 용하기 위해 시설한 골프장 저류시설 이다

4 일반논문

5 기후변화에대비한대체수원활성화방안 지붕 빗물받이 이물질여과장치 덮개 개구부 초기우수배제시설 밸브 빗물저류조 배수관 지붕 빗물받이 이물질여과장치 덮개 개구부 초기우수배제시설 배수관 빗물저류조

6 일반논문 지붕 빗물받이 이물질여과장치 초기우수배제시설 플라스틱빗물저류조 지붕 빗물받이 여과장치 초기우수배제 지하빗물저류조

기후변화에 대비한 대체수원 활성화 방안 193 지표수저수지는 공공용 3개소와 사설 1개소가 있는데, 총 시설 규모는 1,145천톤 이며 농업용수와 축산용수로 이용하고 있다 특히, 공공용 저수지는 1960년대 초반에 논농사에 필요한 물을 공급하기 위해 시설되었으나 최근에 와서는 밭작물 용수로 이 용하고 있다 < 표 지표수 저수지 개발현황 명 칭 위 치 합계

7 기후변화에 대비한 대체수원 활성화 방안 193 지표수저수지는 공공용 3개소와 사설 1개소가 있는데, 총 시설 규모는 1,145천톤 이며 농업용수와 축산용수로 이용하고 있다 특히, 공공용 저수지는 1960년대 초반에 논농사에 필요한 물을 공급하기 위해 시설되었으나 최근에 와서는 밭작물 용수로 이 용하고 있다 < 표 지표수 저수지 개발현황 명 칭 위 치 합계 개소 용수저수지 제주시 한경면 용수리 어승생저수지 제주시 해안동 귀엄저수지 제주시 애월읍 수산리 광령저수지 제주시 애월읍 광령리 제동목장 제주시 조천읍 교래리 22> 5 저수용량 천톤 1, 용 도 농업용 상수도 농업용 농업용 축산용 서귀포 월드컵경기장의 빗물이용시설은 지붕집수면적 14,200 제곱미터에 내린 빗물을 이용하여 조경용수, 화장실 세정용수 등 잡용수로 이용하고 있다 한국공항 주 유리온실은 서귀포시 표선면 가시리 소재 제동목장 부지 내에 위치해 있는데, 2002년부터 20,160제곱미터의 유리온실에서 파프리카를 재배하고 있다 <사진 21> 한국항공주 유리온실 빗물저장시설 설치 모습

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9 기후변화에대비한대체수원활성화방안

10 196 일반논문 14개 골프장 중 2년간 빗물 이용률이 50% 이상인 골프장은 핀크스를 비롯한 5개 레이크힐스, 캐슬렉스, 블랙스톤, 제피로스이며, 빗물 이용률이 60% 수준을 유지한 골프장도 5개소스카이힐, 나인브릿지, 엘리시안, 로드랜드, 봉개프라자인 것으로 조 사되었다 2007년을 기준으로 할 때, 연간 용수사용량이 가장 많은 골프장은 블랙스 톤로서 1,156천 그 다음은 스칼이힐로서 1,090천 이며, 연간 600천 이상인 골프 장은 핀크스746천, 엘리시안607천 이다 < 표 23> 제주도내 골프장별 빗물 및 지하수 이용량 단위 : 천톤 년 년 저류지 골프장별 저류지 이용율 개소수 용량 계 지하수 빗 물 계 지하수 빗 물 이용율 개소 핀크스 레이크힐스 스카이힐 캐슬렉스 나인브릿지 엘리시안 로드랜드 라 온 해비치 크라운 봉개프라자 블랙스톤 수농 제피로스 사이프러스 에버리스 라헨느 한라산 테디벨리 % 19 % 153 2,940 6,380 2,650 3, ,038 3,470 5, , ,

11 기후변화에 대비한 대체수원 활성화 방안 197 골프장의 빗물 이용량 변화를 보면 2007년의 총 용수사용량은 2006년보다 816천 이 증가하였는데 그 중 지하수 이용량은 소폭으로 증가94천 한 반면, 빗물 이용량 은 722천 이 증가하였다 이 같은 현상은 제주특별자치도 지하수관리 기본조례 에 서 월간 빗물이용 기준수량을 월간 빗물이용 기준수량에 미달한 경우에는 가산금을 부과하도록 규정하고 있을 뿐만 아니라, 골프장에 대한 지하수 원수대금 부과요율이 월간 지하수 이용량 30,000 을 초과한 경우에는 고율의 누진이 적용되도록 규정제 57조 별표 12한 긍정적인 효과로 해석되고 있다 2 지하수 인공함양 지하수 인공함양정 시설로 제주도내에는 감귤을 비롯하여 채소 및 화훼재배를 위 한 비닐하우스와 유리온실이 많이 설치되어 있는데, 이들 지역에 집중호우가 내리면 주변 농경지 및 도로가 침수되는 문제가 발생하여 주민들이 빗물 처리에 많은 애로 를 겪어왔다 또한, 도시지역의 확대, 도로개설 구간의 증가, 초지개간 면적의 증가 등에 의해 지하수 함양면적이 점진적으로 감소하고 있어 장기적으로는 빗물을 지하 로 침투시키기 위한 방안이 필요하였다 따라서, 제주도에서는 비닐하우스나 유리온 실 시설에 의한 농경지 침수문제를 해결함으로써 주민의 애로사항을 해소함과 아울 러, 지하수 함양면적 감소에 따른 함양량 감소문제를 적극적으로 해결하기 위해 2000년 1월 28일 개정된 제주도개발특별법현행 제주특별자치도 설치 및 국제자유도 시 조성을 위한 특별법 이하 특별법 에 지하수 인공함양정 설치 를 국내에서는 최초로 제도화하였다 지하로 주입하는 물은 비닐하우스나 건축물의 지붕에 내린 빗 물을 지면과 접촉하지 않고 곧장 주입토록 함으로써 지하수의 질과 양을 동시에 보 전할 수 있도록 하고 있다 특별법 제316조 및 지하수관리 기본조례 제38조에 근거하여 인공함양정 시설은 상 부보호시설 등 지하수오염을 방지하기 위한 시설기준에 따라 설치하여야 하며, 농 축 임 수산산업용 비닐하우스, 유리온실, 지붕면적이 넓은 공장 창고 학교 관람장 공 공기관 청사 등을 대상으로 하고 있다 권장대상 인공함양정 설치시 시설비 80%까 지 보조를 하고 있다 지하수 인공함양정은 2007년 12월말 현재 총 73개에 설치되어 연간 611천 의 빗

12 198 일반논문 물이 지하수로 함양되고 있으며, 민간인에게 약 1억원의 시설비가 보조되었다 도내 에 설치된 지하수 인공함양정은 비포화대 관정방식으로 시설하고 있으며, 대부분 비 닐하우스 시설이 많은 서귀포시 남원읍 위미리 남원리 신례리 지역과 도순동 서홍동 지역에 밀집되어 있고, 대정읍 보성리 신평리와 애월읍 고성리 지역에도 설치되어 있다 < 표 지하수 인공함양정 시설현황 함양량 구분 시설수 톤년 계 권장대상 연구사업 24> / 집수면적 사업비 천원 보조금 천원 , , , , , , , , ,500 44, ,000 <그림 22> 지하수 인공함양정 설치 위치도

13 기후변화에 대비한 대체수원 활성화 방안 < 표 연도별 지하수 인공함양정 설치현황 집수면적 사업비 년도별 개소수 유형별 함양량 년 천원 계 시설하우 스 25> / , , ,398 38, ,600 65, , 보조금 천원 97, ,986 97,556 85,504 21,846 84,092 45, ,330 10,200 72,984 42, ,200 46, ,680 18,222 33,000 19, ,764 34, ,000 7,220 제주도에서는 제주지역의 지질특성에 적합한 지하수 인공함양기법을 개발하여 지 하수 인공함양을 적극적으로 장려함과 동시에 대규모 인공함양사업을 추진하는데 기초자료를 얻기 위해 2004년부터 제주시 애월읍 봉성리에 위치한 제주도농산물원 종장에 인공함양정과 관측정을 설치하여 농산물원종장에 시설된 비닐하우스 중 10 개동9,000평에 내리는 빗물을 한 곳으로 모아 함양정으로 침투시키면서 필요한 연 구를 수행하고 있는데, 연간 집수 가능한 빗물의 양은 약 45,000톤 정도의 빗물이 함 양정을 통해 지하수로 함양될 수 있다 이처럼 빗물이용시설 또는 지하수함양시설을 설치해 빗물을 인위적으로 지하로 침투시키거나 빗물을 시설물 관리에 활용함으로 써 ① 지하수를 지속 가능한 자원으로 안정적으로 이용할 수 있고, ② 지하수 함양량 감소문제가 해소되며, ③ 하류지역으로 일시에 배출되는 유출량을 감소시켜 농경지 침수, 도로유실, 주택침수 등의 수해를 방지할 수 있으며, ④ 저류된 빗물이나 지표수 를 시설물관리에 사용함으로써 지하수 취수량을 줄임은 물론 지하수 취수에 따른 비 용이 절감되며, ⑤ 상수도 사용량을 줄임으로써 수돗물 생산비용을 절감시켜 예산운 영에 여유가 생기게 되는 등 여러 가지 효과를 기대할 수 있다

14 200 일반논문 <사진 24> 비닐하우스에 내린 빗물을 모으기 위한 집수시설의 모습 <사진 25> 지하수 인공함양정으로 빗물이 함양되고 있는 모습

15 기후변화에대비한대체수원활성화방안 빗물받이 2 집수시설 3 이물질여과장치 4 초기우수배제시설 5 정류및침전조 6 인공함양정

16 202 일반논문 Ⅲ 빗물이용 활성화 방안 빗물이용에 관한 제도 1 제주특별자치도에서는 2000년 지하수 인공함양정 설치제도를 법제화한 것을 시작으 로 2004년 빗물이용시설 설치 및 빗물이용 제도화, 2006년 골프장 등에 대한 월간 빗물 이용 기준수량 상향조정 및 지하수 인공함양정설치 허가제 도입 등 빗물이용을 활성화 하기 위한 제도적 개선을 꾸준히 추진하여 왔다 제주특별자치도 설치 및 국제자유도 시 조성을 위한 특별법 제316조 및 지하수관리 기본조례 제37조제1항에 근거한 빗물이 용시설 의무적 설치대상은 골프장 부지면적 6만 제곱미터 이상, 온천개발 사업계획 면 적 10만 제곱미터 이상인 사업장으로 하고 있다 관광사업그랜드호텔, 신라호텔, 롯데 호텔, 칼호텔 및 관광지구 단지에 대해서는 1일 평균 지하수 이용량 500톤 이상을 기 준으로 하고 있다 < 표 빗물이용시설 설치대상 제 조제 항 관련 별표 구 분 시설의 종류 설치대상 가 체육시설의설치ㆍ이용에관한법률시행령 별표 의 규정에 의한 골프장 중 부지면적이 만제곱 미터 이상인 골프장 나 온천법 제 조제 항의 규정에 의한 온천개발사업 빗물이용시설 또는 의무적 지하수인공함양저류 중 사업계획면적이 만제곱미터 이상인 사업 설치대상 다 관광진흥법 제 조제 호의 규정에 의한 관광사업 지 중 일 평균 지하수 이용량이 톤 이상인 시설 라 관광진흥법 제 조제 호 및 제 호의 규정에 의 한 관광지 및 관광단지 조성사업 중 일 평균 지하수 이용량이 톤 이상인 시설 가 비닐하우스 또는 온실 권장 빗물이용시설 또는 나 농ㆍ축ㆍ임ㆍ수산산업용 지붕면적이 넓은 공장ㆍ창고ㆍ학교ㆍ관람장ㆍ 대상 지하수 인공함양정 공동주택ㆍ공공기관 청사 등 31> 37 1, 비고 : 1 의무적 설치대상 이라함은 사업시행자가 부지여건ㆍ시설물 배치계획 등을 감안하여 빗물이용시 설이나 지하수 인공함양저류지 중 개 종류이상의 시설을 의무적으로 설치ㆍ운영하여야 하는 대 상을 말한다 1

17 기후변화에 대비한 대체수원 활성화 방안 203 권장대상 이라 함은 법 제 조제 항의 규정에 의하여 시설비의 일부를 보조할 수 있는 대상을 말한다 < 표 빗물이용시설별 규모 및 빗물이용기준수량 제 구 분 시설의 종류 시설규모 별표 의 의무적 설치 대상 중 가호 및 나호 월간 빗물이 용 기준수량을 충족시킬 수 빗물이용시 있는 규모 별표 의 의무적 설치 대상 중 설 의무적 다호 및 라호 월간 빗물이 설치대상 용 기준수량을 충족시킬 수 있는 규모 지하수 저류지 시설용량 톤 인공함양 부지면적 연평균 강우량 저류지 지하수 함양율 지하수 인공함양정 공 이상 권장 인공함양정 굴착구경 이상 대상 빗물이용시 지붕면적과 연평균 강우량을 설 고려한 적정 규모 32> 7 : 7 : 37 조제 항 관련 별표 월간 빗물이용 기준수량 별표 의 의무적 설치 대상 중 가호 및 나호 월간 용 수사용량의 이상 2, 8 7 : 40% 별표 의 의무적 설치 대상 중 다호 및 라호 월간 용 수사용량의 이상 7 : 10% : 비고 : 지하수 인공함양 저류지 시설은 개소 이상 개별시설로 설치할 수 있으나 합산한양은 상기의 시설용량 이상이어야 한다 부지면적 은 녹지공간을 포함하는 당해 사업의 총 부지면적을 말한다 의무적 설치대상 중 중수도를 이용하는 경우에는 월간 용수사용량에서 중수도 사용량을 감한 양을 월간 용수사용량으로 간주한다 연평균 강우량 및 지하수 함양율 은 제주도 수문지질 및 지하수자원종합조사 Ⅲ 보고서의 자 료를 적용한다 의무적 설치대상의 빗물이용시설의 시설규모는 월간 빗물이용 기준수량을 평년의 기상 상황 하 에서 연중 사용할 수 있는 규모의 시설을 의미한다 특별법 제316조제2항의 규정에 의한 보조금 지급 대상은 제37조제1항 별표 7의 규정 에 의한 권장대상 빗물이용시설 중 10 이상의 빗물이용시설을 설치한 경우나 3,300 이상 집수면적지붕면적의 빗물을 인공함양 시키는 경우 시설비 보조금액은 총 공사 비의 100분의 80을 지원하고 있다 또한 도지사는 제37조제2항 별표 8의 규정에 의한 월간 빗물이용기준수량에 미달하여 빗물을 사용한 자에 대해서는 다음의 산식에 따라 원수대금을 가산하여 부과할 수 있다 가산금 = 월간 빗물이용 기준수량 월간빗물이용량 원수공원가의 500%

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19 기후변화에 대비한 대체수원 활성화 방안 205 월의 강수량이 평년 강수량 대비 일정 비율 또는 일정량 이하로 일정기간 지속될 때에 는 월간 빗물이용 기준수량 적용률을 단계별로 낮추어 주는 것이다 셋째, 일정 규모 이상 비닐하우스 시설에 대한 인공함양정 설치 의무화 제주도내에는 한라봉을 비롯하여 화훼제배 등을 위한 비닐하우스 또는 유리온실이 시설된 지역이 많으며, 이들 시설은 날이 갈수록 증가하고 있다 이들 시설은 빗물이 지하로 침투할 수 있는 지표를 비닐 또는 유리로 차단시켜버림으로서 지하수 함양면적 의 감소를 초래하고 있을 뿐만 아니라, 집중호우 때에는 막대한 양의 빗물이 일시적으 로 주변 토지로 넘쳐흘러 농지가 침수되는 피해를 일으키고 있다 또한, 비닐하우스의 빗물은 일시에 하천이나 배수로를 통해 바다로 빠져나가 버림으로써 직접 유출률을 증 가시키는 요인으로도 작용하고 있다 따라서, 도 전역을 대상으로 비닐하우스 및 유리온실 시설현황에 대한 전수조사를 실 시하고, 일정 규모 이상의 비닐하우스 및 유리온실에 대해서는 일정기간 내에 지하수 인공함양정 시설을 설치하도록 경과규정을 두고, 신규로 비닐하우스 및 유리온실을 시 설하고자 하는 자에도 지하수 인공함양정의 설치를 의무화할 필요가 있다 물론, 지하 수 인공함양정 설치에 따른 보조금은 현행대로 지원하는 것이 필요하다 넷째, 공공 건축물에 대한 빗물이용시설 의무화 빗물이용을 활성화하기 위해서는 무엇보다도 공공시설이 모범을 보여야 한다 특히, 국가나 제주특별자치도, 그리고 제주특별자치도 산하 지방공기업, 대학교 및 초중등학 교 등 공공기관에서 일정 규모이상의 건축물을 신축하고자 하는 때에는 빗물이용시설 을 의무적으로 설치하고 이용하도록 강제화할 필요가 있다 대부분의 공공 건축물은 지붕 면적이 넓고, 조경시설 등이 갖추어지기 때문에 빗물집수가 용이하고, 청소 및 조 경용수 등으로 이용할 수 있는 여건을 지니고 있다 다섯째, 빗물이용 활성화를 위한 기초연구의 강화 현재까지 제주도 지역을 대상으로 빗물이용을 정책적 및 제도적으로 강화해 나가는 데 학술적인 뒷받침을 하기 위한 기초연구는 거의 전무한 실정이기 때문에 빗물이용에 대한 기초연구계획이 수립되어 지속적으로 추진되어야 할 것이다

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21 기후변화에대비한대체수원활성화방안

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발간등록번호 제정 2010 년 6 월 개정 2012 년 9 월 국립환경과학원 National Institute of Environmental Research

발간등록번호 제정 2010 년 6 월 개정 2012 년 9 월 국립환경과학원 National Institute of Environmental Research 발간등록번호 11-1480523-001074-01 국립환경과학원 National Institute of Environmental Research 발간등록번호 11-1480523-001074-01 제정 2010 년 6 월 개정 2012 년 9 월 국립환경과학원 National Institute of Environmental Research - i - - ii