한국도시환경학회지제 15 권 3 호 167-175 (2015.12.31) ISSN 1598-253X Journal of the Korean Society of Urban Environment (2015) Vol. 15, No. 3, pp. 167-175 Development of Water Integration Management System in Yeongsan and Sumjin River Basins to counteract Megadrought by Climate Change Yong Woon Lee 1, Jae Sung Jung 2 1 Dept. of Environment and Energy Engineering, Chonnam National University 2 Dept. of Civil Engineering, Sunchon National University (Received 15 October 2015 : Revised 30 November 2015 : Accepted 9 December 2015) 기후변화에따른대가뭄에대응하는영산강 섬진강수계물통합관리시스템개발 이용운 1, 정재성 2 1 전남대학교환경에너지공학과 2 순천대학교토목공학과 (2015년 10월 15일접수, 2015년 11월 30일수정, 2015년 12월 9일채택 ) Abstract Global climate change is difficult to stop in the future, and the megaflood or megadrought can occur by the accompanying weather accident. The facilities for megaflood response are currently being constructed with government concern, but the case of the facilities for megadrought response is not with big concern. Thus, a water integration management system for megadrought response is developed in this study. The system is studied in Yeongsan and Sumjin river basins, and it can play a role from resolving current water-related conflicts to safety net of managing water available for use by changing the water circulation structure of the rivers in stages. Because domestic sewage continues to be discharged by the inevitable even in megadrought as long as human life is sustained, this study indicates that the effluent of sewage treatment plant can be the only alternative available as the supplement of water for living and industrial supply, which also leads to the extension of supply period, when the impounding water is running out with the continued drought. Thus, a series of facilities for repetitive circulation (effluent reservoir water intake purification domestic water treatment plant water supply) should be included as the most important facilities in the system. Key words: Climate change, Megadrought, Water use safety net, Sewage, Water quality 요약문전지구기후변화는앞으로피할수없는상황이고이에따른기상이변으로대홍수와대가뭄이발생할수있다. 현재대홍수대응시설은관심을갖고마련되고있으나대가뭄대응시설의경우에는관심도크지않은실정이다. 따라서본논문에서는대가뭄대응을위한물통합관리시스템을개발하여제시하였다. 이시스템은영산강 섬진강수계를대상으로연구되었고물순환구조를단계적으로변경함으로서현재의물관련갈등문제를해소하는역할에서출발하여종국적으로대가뭄시에생공용수의완전한공급안전망의역할까지할수있을것으로나타났다. 대가뭄시에도인간의삶이영위되고있는한하수는필연적으로발생할수밖에없고이러한하수는가뭄으로고갈되어가는상수원수의보충수로활용 ( 상수원수의고갈기간연장 ) 할수있는유일한대안이기때문에하수처리장방류수를보와같은저류조로유입시켜 방류수 취수 정화 정수처리장 물공급 의형태로반복 순환시키는일련의시설은이시스템에가장중요한시설로서포함되어야한다. 주제어 : 기후변화, 대가뭄, 용수안정망, 하수, 수질 Corresponding author E-mail : ywlee@jnu.ac.kr Tel : 062-530-1861 167
168 이용운 정재성 I. 서론 본연구의목적은영산강 섬진강수계를대상으로기후변화에따른대가뭄에대응하기위한물통합관리시스템을개발하는것이다. 기후변화에따라앞으로는강수량의계절변동성이심화되어대홍수와대가뭄이증가할것으로예상되고있다. (1) 국토교통부 ( 수자원공사 ) 에서는최근기상이변등대홍수에대비한댐의항구적안전확보를위해비상여수로를관할댐들에설치하였으나대가뭄에대비한특정시설들은설치되지않고있는실정이다. 가뭄은홍수와같이일정순간에발생하는것이아니라오랜기간동안천천히발생하였다가천천히해소되는경향이있어대가뭄시에는용수부족문제가장기화될우려가있다. 따라서도시생공용수부족이나고갈로인해커다란사회적재난이야기될우려가있는대가뭄의장기화에대비한대응시설의사전설치는사회안전망구축차원에서필요하다. 최근발생하고있는가뭄은어느지역에국한하여발생하는것이아니라전국적으로확대되어발생하는경향이있고가뭄발생주기도점차짧아지고있으며그피해또한증가추세에있다. 1967~1968 년에호남과영남지방을중심으로발생하였던가뭄은쌀생산량의 18% 를감소시킨최악의가뭄들중의하나이고, 그후에도 1976~1977 년, 1981~1982 년, 1994~1995 년, 2001 년에발생한가뭄등이우리나라의대표적인예이다. (1) 현재진행되고있는기후변화는막을수없는것이현실이기때문에그변화의증가속도를늦추기위한노력도하여야하겠으나앞으로의기후변화가되돌리기어려운상황임을인식하고이에대응또는적응할수있는용수관리전략을수립하여대가뭄시에도수질 수량적으로안전한생공용수를공급할수있도록할필요성이있다. 기후변화에대한정부간협의체 ( 이하 IPCC) 에서는 (2) 2100 년전지구적으로최대 4.7 o C, 한반도의경우에최대 6 o C 의기온상승이예측되고온실가스배출을멈춘다하더라도기후변화의영향과양상은수백년동안지속될것이라고평가하였으며, 전지구적으로기후변화의적응경험이축적되고있고적응계획과정책개발도이미시작되었다고밝히고있다. 또한 IPCC 에서발간한평가보고서는 (2) 극단적인강우와가뭄, 물부족, 열스트레스등과같이기후변화로인한많은위험요소들이도시지역에집중되어있다고언급하고있으므로이를극복하기위한도시지역인프라시스템구축은필요하다. 대가뭄시에는거의대부분의하천이나댐의물이동시에사라지거나줄어드는현상이함께발생하기때문에수질 수량적으로안전한물공급이곤란할수있 다. 이와같이거의모든수원이함께고갈되는대가뭄에고려할수있는수자원은크게 2 가지로구분할수있는데첫번째가해수이고두번째가하수정화순환수라고할수있다. 바닷물에서소금성분을주로제거하여수자원으로사용할수있는담수화방법 ( 담수제조 ) 은미래의수자원부족문제를해결할수있는방안으로관심이증대되고있다. 그러나해수담수화시설의설치는비상용수공급이아닌상시공급을목적으로할때합리적이나앞에서설명하였던대홍수때에만가동할댐의비상여수로들과같이수십년또는수백년에한번정도발생할수있는대가뭄에만비상가동을목적으로설치할경우 ( 특히해안이아닌내륙도시 ) 에는비용측면에서불합리할수있다. 해수담수화대신에하수정화순환수를수자원으로사용하는방법은평시에는깨끗한하천유지용수를공급할수있어해당수계의물사용용도의다변화및사용순환율을높일수있고생태계의안정성에도크게기여할수있다. 특히거의모든수원지의물이고갈되어가는대가뭄기간에는하수정화순환수가유일한생공용수원이라고할수있으며인간의삶이영위되고있는한하수는필연적으로발생할수밖에없으므로대가뭄시에하수의정화 순환반복빈도를평시보다증가시킨다면이러한하수정화순환수는대가뭄극복에크게기여하는수자원의역할을할수있을것이다. 여기에서하수정화순환수의수질은상수수자원으로활용할수있을정도의수준을의미한다. II. 재료및방법 1. 기후변화에따른가뭄전망 기후변화로인하여우리나라는물이용형태가점차바뀌고있으며, 물공급의불균형으로인해필요한물을제때에얻을수없는곳이많고, 도시화및산업화에따라하천과호수등이오염되고있어이용할수있는물의감소뿐만아니라사람들의건강은물론생태계에까지도피해를주고있다. 기후변화에따른강수량과가뭄의증가현상은시기차이를두고반복해서나타나고있는데, 우리나라에서도가뭄에직접적인영향을주는주요인자인연강수량은증가하는추세이나강수발생이여름철에집중되어있으며그외기간에는가뭄등의영향으로물부족현상을겪을수밖에없는경향을가지고있다. 이와같이우리나라는강수량의계절변동이크고인구밀도가높기때문에가뭄과홍수에대한취약성이매우높다고할수있다. (3)
기후변화에따른대가뭄에대응하는영산강 섬진강수계물통합관리시스템개발 169 Table 1. Useable water resources variation with drought frequency (4) (Unit : 10 6 m 3 /year) Highest drought Whole Regions country *) Han river Nakdong river Geum river Sumjin river Yeongsan river Once of five years 50,817 20,158 13,610 9,056 4,337 3,656 Once for ten years 43,170 17,376 12,069 7,510 3,747 2,469 Once for twenty years 39,155 15,483 11,100 7,288 2,930 2,353 Maximum for past years 33,676 14,400 58,733 5,577 2,808 2,158 * ) Data of Jeju and Ulleung islands were not included. Fig. 1. Increase in days of extreme heat and hot night in 2050. (5) 최근발생하고있는가뭄은어느지역에국한하여발생한다거나심하게발생하는것이아니라전국적으로확대되어발생하는경향을나타내고있다. 과거최대가뭄상황에서는이용가능한수자원량이평년 753 억 m 3 의 45% 수준인 337 억 m 3 까지대폭하락한경우도있다. 가뭄빈도의규모별로권역별가용수자원량은 Table 1 과같다. (4) 이는전국의실측기상자료들을통계분석한결과로서평균 5 년, 10 년, 20 년마다 1 회정도로나타난가뭄상황에서가용수자원량이 508 억 m 3, 432 억 m 3, 392 억 m 3 이고, 국내기상관측사상최대가뭄년에는 337 억 m 3 이었다는것이다. 5 대강유역별로는가뭄빈도와과거최대모두에서영산강유역의가용수자원량이가장적게나타났다. 한편우리나라의기후변화시나리오 (Fig. 1) 를살펴보면연간폭염은현재 8.8 일에서 2050 년에 25 일로 3 배정도증가하고연간열대야는현재 5 일에서 2050 년에 30 일로 6 배정도증가하며물부족은최대 3.3 배까지증가할것으로예상되고있다. (5) 2. 영산강 섬진강유역현황 영산강 섬진강의수계구성개념도는 Fig. 2 에보여지며, 이수계에위치한주요댐과보의유효저수량을 Table 2 에요약하였다. 영산강수계상류에위치하여수질이양호한농업용댐들 4 개는유효저수량의약 97%(2.5 억톤 ) 을관개면적 34,500 ha 에농업용수로이용하고있으며하천법에의한댐관리지침의댐하류하천의무방류량에따라나머지약 3%(8 백만톤 ) 을하천유지용수로방류하고있어갈수기에영산강유량이절대부족한실정이다. 특히하천물순환율을가장저하시키는농업용댐들이영산강상류에위치한것에덧붙여경작지에관개용수를공급하는대부분의용수간선이댐방류지점부터하천과격리된상태로영산강하류까지연결되어있어경작지사용후회귀수가영산강중 상류로유입되지않아영산강유량부족을심화시키고있다. 영산강의이러한하천여건때문에광주광역시하수
170 이용운 정재성 Table 2. Water storage of major dams and reservoirs in Yeongsan and Sumjin rivers (1) Name of dam Usable storage ( 10 3 m 3 ) Name of dam Usable storage ( 10 3 m 3 ) YS river DY JAS GJ NJ PN SC weir JUS weir 564,800 584,800 15,200 87,800 58,100 59,100 527,300 SJ river TJ river SJR JA BS DB DH SE JH 370,000 352,000 54,695 91,700 31,348 22,200 171,000 Fig. 2. Concept map on basin configuration of Yeongsan and Sumjin rivers. 처리장의방류수 ( 총시설용량 72 만 m 3 / 일 ) 가영산강갈수기유량의 67% 를차지하고있으며이에따라영산강의대표지점인영본 B 에서의수질이 2012~2014 년의평균 BOD 가 4.9 mg/l 로서전국에서가장나쁜수질상태를보이고있다. 영산강의물은하류몽탄취수장에서생공용수의취수중단 (1996 년 ) 이후에용수이용목적이농업용수로전락됨에따라타수계에비하여수질개선사업투자가저조할수밖에없는여건이다. 영산강유역은타수계에비해농경지비율이 29.8% 로가장높아농업용수공급이앞으로지속되어야하고이에따라향후광주광역시를포함한영산강권역발전여건에맞춘생공용수공급이수량 수질측면에서곤란할수있다. 중국과의교류증대등의영향으로광역시들중에서광주광역시는인천다음으로인구증가율 (2011 년기준 0.9%) 이높으며, 2005 년의생산지수를기준으로한광역시별제조업증가율도가장높고연간수출금액도부산과유사한규모이다. (1) 광주광역시를포함한영산강유역과전남남 동부권 은대부분의생활 공업용수를섬진강, 탐진강수계에의존하고있으나동부의광양만권이발전함에따라물수요가증가되고있어영산강권역주민들에게섬진강권역물을공급하는것에대한갈등현상이나타나고있다. 현재광주광역시의생공용수는섬진강수계인주암댐과동복댐에서도수하여이용되고있으며전남동부권은주암댐이나수어댐, 전남서 남부권은탐진강수계인장흥댐그리고전남서부권은영산강수계인평림댐에서용수를공급하고있다. 또한섬진강은유역변경방식으로타수계 ( 영산강, 동진강 ) 공급에따라하천유지용수를포함하여댐상류유량의 6.2%, 전체유역유량의 35.6% 만유역내이용이가능하여하류염해피해등에따른민원발생이계속되고있다. 섬진강댐은한국농어촌공사, 한국수력원자력 ( 주 ), 한국수자원공사, 동진강및섬진강지역주민등의이해관계와수리권이복잡하게얽혀있어, 용수의효율적인이용에대해서는구체적인대안이부족한실정이다. 특히섬진강상류인섬진강댐 ( 옥정호 ) 에서는하루약 80 만톤을발전용수로이용한후동진강유역농업용수로공급하고있는데, 추가적으로새만금간척지에용수공급을검토하고있는것으로알려져섬진강하류시 군에서는적극반대하고있는상황이다. 또한섬진강지류인보성강에주암댐이건설된후섬진강유지유량이감소되어, 섬진강하류재첩생산량이저하되었다는민원이하동군과광양시그리고구례군을중심으로발생하고있다. 최근에영산강수계인광주천 ( 광주광역시도심하천 ) 의수질오염과하천유지유량문제를해소하기위한용수를섬진강수계인주암댐광역상수원에서취수 (10 만 m 3 / 일 ) 하여공급하고있는데, 이에대하여섬진강하류주민들은수리권적인차원에서반대를하고있으며섬진강하류하천수의해수화관련수리권분쟁으로확대될우려가있다. 최근이상기후의빈번한발생으로주암호의경우에는 3 월에저수율이 20% 이하로떨어지는상황이많이
기후변화에따른대가뭄에대응하는영산강 섬진강수계물통합관리시스템개발 171 발생하고있으며, 이러한현상이강우시기인 6 월 ~7 월까지지속될경우지난 1960 년대후반과같은심각한물부족현상이우려되고있다. (1) 이러한현상은거의매년춘계갈수기에반복되는현상으로지자체용수관리자들에게는심각하게받아들여지고있으며, 이에따라중 장기적인용수관리대책을필요로하고있다. 3. 연구방법 3.1. 물통합관리의범위설정물통합관리는물을확보하기위한지역주민또는행정기관간의갈등해소, 기후변화등으로물에의해발생하는재해등의극복을위해하천유역간의물을적정하게배분 공급하는것을말한다. 즉, 1 개또는 2 개이상의수계유역전체를하나의유기체로통합관리함으로써물이용의효율성, 공평성, 지속가능성측면의시너지가극대화되도록하는것이다. 본연구에서물통합관리시스템구축의대상은 Fig. 2 에나타나는영산강 섬진강 탐진강수계유역전체와이에포함된댐과같은시설물들이다. 3.2. 물공급안전도에기초한대가뭄정의국토해양부의보고서에서는 (6) 가뭄이진행됨에따라체감하게되는물스트레스를 5 단계로분류하여가뭄시나리오별로물공급안전도를평가하는기준을다음과같이제시한바있다. 1 등급 ( 여유 ) : 극단적가뭄 ( 무강우 ) 에도제한급수가없이 6 개월이상정도의물공급능력확보 2 등급 ( 보통 ) : 수요관리병행시 6 개월이상공급가능 3 등급 ( 주의 ) : 가뭄시 10~30% 의공급제한필요 4 등급 ( 압박 ) : 가뭄시 30~50% 의제한급수필요 5 등급 ( 심각 ) : 무강우시 50% 이상의제한급수필요 본연구에서도가뭄을물공급안전성측면에초점을두고있으므로대가뭄을정의함에있어이러한개념의도입은합리적일수있다. 대가뭄으로인해생공용수의제한급수사태가발생하거나발생우려가있으면이를해소하기위한물통합관리시스템의가동이이루어져야하기때문에생공용수공급보충목적을위한시스템가동시기가대가뭄상황이라고할수있다. 따라서본연구에서는물통합관리시스템구축공간범위내에위치한하나의정수장에서라도가뭄으로인해물공급안전도가 3 등급이상에해당하는상황이발생하면이를대가뭄이라정의하기로한다. 3.3. 물통합관리의목표달성기준및시나리오개발본연구에서물통합관리시스템개발목표의달성기준은용수종류별로완전한공급안전망을확보하는것이다. 이러한기준을달성하기위한물순환구조변경계획의수준은낮음, 보통, 높음으로대별할수있는데낮음단계는현재상태의용수관리안전성을그대로유지하는것이고, 보통단계는기존에고려된바있는계획을적용하여용수관리안전성을향상시키는것이며, 높음단계는새로운방안을개발 적용하여용수관리안전성을완전하게확보시키는것이다. 여기에서용수관리의완전한안전성은소요수량확보뿐아니라용수이용목적에맞는수질등급의확보도포함한다. 영산강 섬진강수계의물통합관리시스템구축의주요목적은대가뭄에대응하는용수관리안전망확보이나시스템의효용성을높이기위하여현재의물관련갈등문제들을시급성이있는것부터점차해소하는역할도할수있도록시스템개발방향을설정하였다. 이러한시스템개발방향과위에서설정한시스템구축기준이단계적으로실현될수있도록영산강 섬진강수계물순환구조변경계획의수준을서로다르게적용하여 3 개의시스템개발시나리오들을개발하였다. 시나리오 I 은하천유지용수와농업용수에서보통단계그리고생공용수에서낮음단계의적용이며시나리오 II 는하천유지용수와농업용수에서높음단계그리고생공용수에서보통단계의적용이고시나리오 III 은시나리오 II 를포함하고생공용수에서높음단계의적용이다. 따라서시나리오 III 이완성되면하천유지용수, 농업용수, 생공용수공급의완전한안전망이구축될수있고이는본연구에서설정한물통합관리시스템개발목표기준이달성됨을의미한다. III. 결과및고찰 영산강 섬진강수계의물통합관리시스템은시나리오 I 부터 III 까지단계적으로적용함으로서구축될수있으며주요내용은해당수계의물순환구조변경이다. 시나리오별주요내용은다음과같고, 각시나리오의투자비용에관한세부내용은다른문헌에 (1) 나타나있다. 1. 시나리오 I 4 대강살리기사업에서신규조성된승촌보및죽산보 (Fig. 2) 상류에기설치되었던양수장 4 개소를보강하여벼이앙기동안 [5 월초 ~6 월말 ( 갈수기 ) 약 45 일 ] 에상류댐들이아닌승촌보및죽산보에서기존농업용수간선까지보저류수 ( 갈수기 600 만톤, 13 만톤 / 일 ) 를압
172 이용운 정재성 Fig. 3. Scenario I for water integration management. 송한후인근경작지에농업용수로공급하는것이다 (Fig. 3). 대신에승촌보및죽산보에서공급되는농업용수량만큼의물을상류 4 개댐들에서영산강유지용수로하천으로직접방류 ( 장성댐 황룡강, 담양댐 광주댐 영산강상류, 나주댐 지석천 ) 하여갈수기동안에영산강본류의유량을증대시키는것이다. 시나리오 I 의또따른사업계획은광주천상류용연마을에저수량 6,650 천 m 3 규모의저류지 ( 이하용연저류지라한다 ) 를건설하여광주천및영산강에하천유지용수를공급하는방안이다. (7) 이저류지의사용목적을시나리오 III 에서와같이기후변화에대비한생활용수공급까지확대하여추진한다면그실현가능성은높아질수있을것이다. 저류지건설위치와인접한곳에동복댐을수원으로하는용연정수장 ( 시설용량 20 만 m 3 / 일 ) 이있어용연저류지는생공용수수원으로사용하기에도적합한위치라고할수있다. 그러나용연저류지의유역면적이크지않아계획저수용량인 6,650 천 m 3 를항상유지시키기위해서는물을추가공급받을대체수원지가필요하다. 이러한대체수원지로서 2 곳이고려될수있는데동복댐과승촌보이다. 동복댐과용연정수장간에연결수로가이미있기때문에동복댐에물의여유가있을때이수로를이용하여용연저류지로물을보내활용하는방안이다. 하지만이방안은대가뭄시에동복댐도고갈될수있고물의여유가없을때는활용할수없다는단점을내포하고있다. 따라서본연구에서는동복댐활용시와같은문제가없는승촌보저류수활용을선택하였다. 그이유는현재광주천상류로광주하수처리장방류수의송수시설 ( 시설용량 10 만 m 3 / 일 ) 과영산강본류물의송수시설 ( 시설용량 4.3 만 m 3 / 일 ) 이승촌보와접하고있 으므로이러한기존시설을보완하면용연저류지까지승촌보저류수를상시송수할수있다는이점이있다. 사람이용수를쓰는한하수발생이이루어지므로마를수없는승촌보이며, 이보의저류수를용연저류지로보낼때에는현재하수처리장에위치한취수지점을승촌보내로변경하여야한다. 용연저류지의또다른활용으로서저류수를평시에는하천유지용수로공급하되승촌보나죽산보에서조류대발생이일어나면조류제어용수로일시에대량방류하는것이다. 이와같은조류제어방법은주암호원수 10 만 m 3 / 일을광주천에방류하여승촌보로유입시킴으로서조류량 ( 클로로필농도 ) 의일부가감소된사례가있고, 2012 년한강의조류대발생시충주댐의방류에의한조류량의감소효과가나타난바있다. (1) 또한용연저류지와승촌보간의물순환구조는승촌보저류수의수리학적체류시간을줄일수있어승촌보수질향상에도기여할것으로기대된다. 용연저류지의저류수는하천유지용수나조류제어용수로서의사용이주요목적이나농업용수가부족할경우에는승촌보와죽산보로이저류수를흘려보내양수장을통한 (Fig. 3) 농업용수의공급역할도할수있다. 그러나시나리오 I 은하천유지용수와필요시농업용수의공급량을높일수있으나해당수계의수량, 공급시설등의제한때문에하천유지용수와농업용수의완전한공급안전망이라고할수없다. 2. 사니리오 II 시나리오 II 는시나리오 I 에덧붙여영산강농업용댐과신규보간의저류수를완전교차이용하는방안을포함한다 (Fig. 4). 영산강의하천유지용수부족현상은시나리오 I 에서언급하였던벼이앙기동안만이아니라연중불규칙하게빈번히나타나고있다. 그러나영산강상류댐들을관할하고있는농어촌공사에서는댐저류수로하천유지용수를공급하였다가강우로댐의물을다시채울수있다는보장이없이는댐의의무방류량 ( 전체수량의약 3%) 이상으로하천유지용수를공급할수없는것이현실이다. 따라서영산강의하천유지용수부족시기와댐의농업용수공급시기가서로일치하지않아나타나는문제점을해결하기위해서는농업용수나하천유지용수가서로필요할때마다시기에관계없이상호 WIN-WIN 거래가가능케할수있는댐과보간의저류수완전교차이용방안이마련되어야한다. Fig. 4 에보이는바와같이댐과보간의저류수교차이용방안은승촌보 장성댐, 죽산보 나주댐사이에연결송수관로
기후변화에따른대가뭄에대응하는영산강 섬진강수계물통합관리시스템개발 173 수간의교차이용에우선하여농업용수와생공용수간의교차이용도가능하다. 시나리오 II 는순환수량을늘리는방법을통해하천유지용수량의제한에서벗어날수있으며특정시기에농업용수량의부족이발생하면하천유지용수와의교차이용을통해이를극복할수있을것이다. 따라서시나리오 II 는하천유지용수와농업용수의완전한공급안전망이라고할수있다. 3. 시나리오 III Fig. 4. Scenario II for water integration management. 시설의설치가필요하다. 광주하수처리장의물이매일유입되는승촌보와이보의하류에인접한죽산보는마를수없는보들이기때문에장성댐, 나주댐등에서대가뭄으로인해농업용수공급이어려울때에도보저류수의농업용수활용이가능하다. 또한완전교차저류수이용시설을활용하여조류대발생시에승촌보및죽산보의저류수를순환시킨다면보의정체시간단축에따른조류량감소와수질개선효과도기대할수있다. 이러한경우에는보의저류수를상류농업용댐내로유입시킬것이아니라댐방류점아래까지송수하여순환시키는시설을설치하는것이바람직하다. 즉댐방류점인근에보의저류수를농업용수로공급할때의저류수방류점과저류수순환목적만을위해공급될때의저류수방류점을분리 설치해야할것이다. 이때영산강의수질개선효과를더욱높이기위해서는댐과보간의저류수순환시에간단한순환수여과시설을거치게하는방안도고려할필요성이있다. 시나리오 II 에따른농업용댐과보간의저류수완전교차이용시설은농업용수와하천유지용수를관리하는서로다른기관들간에상호 WIN-WIN 거래의목적만을위해설치된다면타당성에서미흡한면도있겠으나뒤에나오는시나리오 III 에서설명될기후변화에대응하고적응할수있는시설 ( 생공용수부족시에장성댐저류수를황룡강으로방류하여정수장으로보내는송수로 ) 로까지설치목적이확대된다면타당성이있는방안이라고할수있다. 특히섬진강수계에서영산강수계로공급하는생공용수가부족하여질경우에는시나리오 III 에서나타나겠지만농업용수와하천유지용 앞에서설명하였던바와같이우리나라는과거에도큰가뭄이발생한사례가많고앞으로기후변화로인해가뭄의빈도와규모가증가할것으로전망되고있으므로이러한대가뭄에대비할수있는광주 전남지역의용수관리안전망을구축할필요성이있다. Fig. 5 에보여지는바와같이영산강 섬진강 탐진강수계의부분적인수자원통합관리는시대별필요성에따라그대상을점차늘여가면서이루어져왔는데, 본연구에서는대가뭄생공용수관리안전망을구축하기위하여기존의부분별통합관리시설을포함하는물순환구조변경방안을시나리오 III 으로제시하였다 (Fig. 5). 시나리오 III 은영산강수계만을대상으로하는시나리오 I, II 를포함하여영산강 섬진강 탐진강전체수계의효율적통합관리를목표로개발되었다. Figs. 3~5, 특히 Fig. 5 에나타난물통합관리수계개념도의이해를높이기위해서는 Fig. 2 의영산강 섬진강 탐진강전체수계구성도를함께비교하며볼필요성이있다. 영산강 섬진강 탐진강수계의통합관리의접근을용이하게하는가장중요한시설은섬진강수계에위치한동복댐과주암댐의물을광주광역시의상수원수로공급 ( 약 40 만 m 3 / 일 ) 하는도수로가이미있고상수사용후에하수는광주하수처리장을거쳐영산강으로유입되고있기때문에영산강과섬진강은이미연결된부분통합관리가되고있다고할수있다. 특히최근에광주광역시에서는주암댐의물을도수하여광주천유지용수 ( 시설용량 10 만 m 3 / 일 ) 를공급하고있으며주암댐도수공급량이부족할경우에는이의대체용수로광주하수처리장방류수를송수 ( 시설용량 10 만 m 3 / 일 ) 하여하수처리장상류에위치한광주천의유지용수로활용하고있고, 이와병행하여영산강본류의물을취수 ( 시설용량 4.3 만 m 3 / 일 ) 하여광주천유지용수로공급하고도있어, 광주천을중심으로한영산강 - 섬진강그리고영산강 - 광주천간에하천유지용수의통합관리가이미이루어지고있다.
174 이용운 정재성 Fig. 5. Scenario III, and water supply amount for cross-use. 또한시나리오 I 에서승촌보저류수를광주천상류의용연저류지까지송수하는방안은제시되었으나대가뭄시에용연저류지의물을상수원수의보충수로공급하기위해서는이저류지로부터인접한용연정수장 ( 시설용량 20 만 m 3 / 일 ) 까지송수관로의신설이필요하다. 한편현재는쓰이고있지않으나농업용수공급을위한수로가섬진강지류인동복천에서영산강상류까지그리고탐진강에서나주댐인근까지존재하며, 영산강지류인황룡강에서광주정수장까지연결하는상수원수의취수관로가있다 (Fig. 5). 또한현재목포시의상수원은탐진강장흥댐이나근래까지주암댐에서목포시로용수를공급하였던기존수로의이용이가능한상황이다. 영산강 섬진강 탐진강수계의수자원통합관리를위한기존설치수로및신규계획수로 ( 시설포함 ) 뿐아니라용수교차이용량은 Fig. 5 에나타낸바있다. 지역 수계간용수교차이용량은광주하수처리장 ( 시설용량 72 만 m 3 / 일 ) 의방류수량을일당 60 만 m 3 / 일로설정하고이를중심으로용수관리안전망노선별교차이용량을산정하였다. 광주하수처리장으로부터매일방류되는 60 만 m 3 / 일은승촌보로유입되고, 이어서죽산보로흘러감으로보별최대취수시설용량은승촌보 30 만 m 3 / 일, 죽산보 30 만 m 3 / 일로하였다. 승촌보취수시설 (30 만 m 3 / 일 ) 은평시에용연저류지로 15 만 m 3 / 일 ( 평시가동량 10 만 m 3 / 일 ), 장성댐으로 15 만 m 3 / 일 ( 평시가동량 10 만 m 3 / 일 ) 로분리하여공급하도록하였다. 죽산보취수시설 ( 시설용량 30 만 m 3 / 일 ) 은평시에하 천유지용수로공급 (20 만 m 3 / 일 ) 하고, 대가뭄시에주암호수계로생활용수공급목적으로 30 만 m 3 / 일을보내야할경우에는최대시설용량으로가동한다. 죽산보에서나주댐을거쳐주암호로유입된물은주암호수계의생활용수로 20 만 m 3 / 일을공급하고나머지 10 만 m 3 / 일은기존에설치된수로를통해주암호에서목포시까지보내어대가뭄시에탐진강장흥댐의용수부족량을보충시키는역할을하도록한다. 장성댐과담양댐사이의상호연결수로는시설용량이 10 만 m 3 / 일이며담양 광주간의영산강상류유지용수나보의조류제어목적으로담양댐에서추가방류한양만큼이를보충하기위해승촌보에서물을취수하여장성댐을거쳐담양댐으로보내는시설이다. 그러나향후전남서부권시 군발전에따라평림댐의용수만으로는이지역의생활용수가부족할것으로판단됨으로이를대비하여수질이특히양호한담양댐의물을장성댐을거쳐평림댐으로 5 만 m 3 / 일을보내고필요시담양댐 장성댐 황룡취수장으로이어지는수로를형성시켜광주광역시의또다른비상용수원의역할도할수있도록한다. 한편본연구에서는광주하수처리장방류수만을교차이용기반수 (60 만 m 3 / 일 ) 로고려했으나영산강중 상류의타시 군에서도약 10 만 m 3 / 일의하수가영산강으로유입되고있다. 광주하수처리장으로부터유입되는약 60 만 m 3 / 일을정화 순환시키는시나리오 III 은 물을받기만하던영산강을물을줄수도있는영산강 으로물순환구조를변경시킴으로서대가뭄으로
기후변화에따른대가뭄에대응하는영산강 섬진강수계물통합관리시스템개발 175 인해섬진강 탐진강수계의가용수량이고갈되더라도최소한의생공용수를영산강에서공급할수있는구조라고할수있다. 시나리오 II 에서이미설명한바와같이광주하수처리장방류수가유입되는승촌보에서용수를공급하기위해서는수질정화시설이포함된물순환 ( 취수 수질정화 댐저류 정수 재사용 ) 시스템이필요하다. 이때승촌보및죽산보 (Fig. 2) 양안의고수부지 ( 홍수터 ) 하부에다공성유공관이있는모래여과시설을설치 운영한다면상수원수로사용가능한하천생활환경기준수질등급 III 이하의양호한수질을가진하수정화순환수의확보가가능한것으로나타났다. (1) 그러나이러한정화시설은평시와대가뭄시로구별하여용수이용목적에따른수질정화수준에맞게가동될필요성이있다. 시나리오 III 은하수정화순환수를대가뭄시에고갈되어가는상수원수의보충수로활용하는방법을통해생공용수의완전한공급안전망이될수있을뿐만아니라시나리오 III 의일부인시나리오 II 의실현을통해하천유지용수와농업용수의완전한공급안전망도될수있다. 그러나본연구에서제시하고있는생공용수의완전한공급안전망의상한선은대가뭄으로인해급수제한이아닌급수중단사태가발생하는대재난직전의상황까지로한정하는것이타당하다. 하지만물공급안전도가 3 등급이상인대가뭄이시작되어물공급제한사태가발생하면시나리오 III 의시스템운영에따라하수정화순환수를상수원수보충수로공급하여평시에공급하던상수원수가고갈되는기간을늦춰감으로써급수중단사태인대재난이발생하는것을방지할수있다. 또한가뭄대응시에용수공급은하천유지용수, 농업용수, 생공용수순으로감량할필요가있다. IV. 결 론 1. 기후변화는막을수없는상황이기때문에온실가스저감정책과병행한기후변화대응또는적응정책도필요하다고 IPCC 에서밝힌바있으므로우리나라에서도사회안전망구축차원에서기후변화대응물통합관리시스템개발에적극적인관심과노력을기울여야할것이다. 2. 이러한시스템은각수계별로안고있는용수배분관련갈등문제, 수질개선문제, 대가뭄대응생공용수확보문제등이함께해소될수있게다목적 용도로개발되어야시스템의효용성을높일수있고이에따라물통합관리의시너지효과도극대화될수있다. 3. 본연구에서는영산강 섬진강수계를대상으로물순환구조의단계적변경에의한다목적용기후변화대응물통합관리시스템을개발하였으며, 이시스템은현재영산강 섬진강수계가안고있는물관련갈등문제를해소하는역할에서출발하여종국적으로는대가뭄시에생공용수의완전한공급안전망의역할까지할수있을것으로나타났다. 4. 대가뭄시에도고갈되지않고항상배출되어지는하수는가뭄의지속과함께고갈되어가는상수원수의보충수로활용 ( 상수원수의고갈기간연장 ) 할수있는유일한대안이기때문에하수처리장방류수를상수원수수준으로정화시키면서정수처리장을거쳐생공용수로반복공급하는순환시설은대가뭄에대비한물통합관리시스템구축에가장중요하게포함되어야한다. 사 사 본연구는영산강유역환경청 영산강 섬진강수계하천유지용수확보방안 의연구비지원을받아수행되었으며, 이에깊이감사드립니다. References 1. 영산강유역환경청, 영산강 섬진강수계하천유지용수확보방안, pp.279-411 (2013). 2. ( 재 ) 광주광역시기후변화대응센터, 기후변화에관한정부간협의체 (IPCC) 제5차평가보고서에따른시사점과광주광역시기후변화대응정책방향, pp.14-27 (2014). 3. 환경부국립환경과학원, 한국기후변화평가보고서 2010, pp.384-388 (2011). 4. 국토해양부, 수자원장기종합계획 (2011~2020), pp. 33-42 (2011). 5. 박정규, 기후변화와물관리여건전망, 국민의물복지확대를위한물환경관리방안세미나, 대한상하수도학회, 대한환경공학회, 한국물환경학회, 한국하천호수학회, 한국환경공단, pp.49-59 (2012). 6. 국토해양부, 국가수자원관리지표설정보고서, p.105-108 (2008). 7. 광주광역시, 광주천정비종합기본계획보고서, pp.9-27~9-31 (2004).