수생태 복원기술, 유망산업 부상
4대강 살리기 하도정비·제방보강·천변저류지 조성 등에 적용 가능
수생태복원사업단, 자연성 최대한 고려한 생태복원기술 개발에 주력

▲ 유병호 단장

■ 수생태 복원기술 개발사업 개요    오늘날 우리나라의 많은 하천들은 이·치수 위주의 댐 건설, 하상 정비, 직강화, 콘크리트 제방화가 이뤄지면서 획일적이고 인공화된 모습으로 변화됐다.

또한 둔치에는 주차장, 체육시설, 공원 등 각종 인공시설과 구조물이 조성되면서 자연적인 모습을 잃어버리고 다양한 수서생물이 급속히 감소하는 등 하천생태계 본래의 건강성을 상실해왔다. 이에 따라 환경부는 이전의 수질 위주의 물관리 정책에서 하천의 건강성을 회복하고 훼손된 하천생태계를 복원하기 위한 방향으로 정책적 패러다임을 전환했다.

지난 2006년에 수립된 ‘물환경관리 기본계획’에서 명확하게 제시되었듯이 물환경 관리 정책 패러다임 전환의 가장 핵심적인 사안은 총체적 성격을 가진 수자원을 종합적으로 이해하고 이를 유지 보전하고자 하는 것이며, 이 내용은 ‘물고기가 뛰놀고 아이들이 멱감을 수 있는 생태적으로 건강한 물환경 조성’으로 비전화 됐다.

또한 물환경관리기본계획은 △생태하천 만들기 10년 계획 △푸른 한반도 만들기 △도랑 살리기 등의 계획으로 구체화됐으며, 기존의 「수질환경보전법」을 「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률」로 개정하여 수생태계 보전과 복원에 대한 제도적 기반을 마련했다.

정부는 이러한 정책을 성공적으로 수행하고 발전시키기 위해 지난 2007년 11월에 차세대핵심환경기술개발사업의 일환으로 추진되고 있는 ‘에코스타 프로젝트(Eco-STAR Project)’로 수생태복원사업단을 운영해 복원 기술 및 관련 제도, 교육 및 홍보프로그램, 인력양성 등을 개발하고 있다.

사업단을 통해 추진되는 실용화 중심의 복원기술 개발은 낙후된 수생태 복원기술을 21세기 녹색성장산업으로 육성하는데 지대한 역할을 할 것이며, 이를 통해 수생태계의 건강성을 회복하고 국민의 삶의 질 향상에 기여함을 목표로 한다.

연구개발 과제는 [표 1]과 같이 총 6개 분야 16개 과제로서, 2007년부터 2014년까지 6년6개월 간 4단계로 나눠 추진하고 있으며, 사업예산은 585억 원의 정부지원금과 256억 원의 민간부담금이 투자될 계획이다.

이중 실용화 중심의 연구개발은 아래의 [그림 1]과 같이 생물 서식처 복원기술을 비롯한 하상복원, 자연하안 창출, 수변생태벨트 조성기술 그리고 수생태계 유지에 필요한 용수 확보기술을 포함하여 비점오염 저감, 자연친화적 수질정화기술을 접목시켜 이를 분야별·유형별로 개발해 시스템화 하는데 목표를 두고 있다.

공공기술 분야는 종래의 개별 생물군 혹은 서식환경 지표를 이용하여 각기 평가하던 방법을 통합하고, 평가의 효율성과 적용성을 제고하기 위한 하천과 호수의 통합적 건강성 평가기법, 수생태 복원을 위한 위해성 평가, 수생태 복원에 대한 국민의 의식고취와 사회 경제적 가치 창출을 위한 수생태 복원에 관한 교육 및 홍보프로그램 개발, 법제도의 개선 및 정책대안 연구 등으로 구성돼 있다.

나머지는 생태하천 시범사업 기획연구로서, 각 분야별로 개발된 연구결과를 선정된 현장(하천)에 접목시켜 시스템화하는 동시에 적용성을 평가, 보완하는 사업이다.

▲ [표 1] 수생태 복원기술 개발 과제 현황

▲ [그림 1] 실용화 중심의 복원기술 개발 내역

■ 수생태 복원기술 개발 방향    훼손된 하천의 전형적인 모습을 살펴보면, 어느 나라를 막론하고 [그림 1]에서 보는 바와 같은 모습일 것이다. 즉, 구불구불한 자연 하도는 홍수방어와 소통의 목적으로 콘크리트 호안으로 직강화 됐다.

또한 하상 평면화, 주차장이나 농경지 등 둔치의 개발, 체육공원 등 과도한 친수시설 도입과 수변구역의 무분별한 개발로 인해 생물 서식처가 소실되고, 하천과 유역생태계 간의 횡적 연속성이 단절된 상태이다.

또한 이·치수를 위해 건설한 많은 댐과 보는 하천생태계의 종적 연속성을 단절시켰고, 유역의 도시화에 따른 토지이용 변화에 의한 물 순환 시스템도 크게 변화했다. 습지와 연못의 매립, 유역 불투수층 증가로 인한 유출율 증대와 지하 침투율 감소 등으로 하천에서 평상시 유량의 감소, 용수의 감소, 도시홍수의 발생 등이 빈번해졌다.

또한 이러한 하천생태계의 물리적 구조 변화는 하천의 자정능력을 감소시켰으며, 도시화에 의한 인구집중, 유출량 증가, 기계영농에 의한 농경지 확대와 과도한 비료 공급은 하천의 수질을 더욱 악화시켜 왔다.

▲ 수생태 복원기술은 하상복원, 자연하안 창출, 수변생태벨트 조성기술, 수생태계 유지에 필요한 용수 확보기술 등 자연친화적 수질정화기술을 접목시켜 이를 분야별·유형별로 개발해 시스템화하는데 목표를 두고 있다. 사진은 평창강 금당계곡의 자연하안 유도공법의 시험설치구간 전경.

이 결과 많은 생물서식처가 소실됐고, 하천생태계의 건강성은 크게 악화돼 왔다. 이러한 훼손의 모습은 하천과 같은 유수역 뿐만이 아니라 댐·저수지와 같은 정수역에서도 같다.

과도한 수위변동은 저수지 수변을 식생이 없는 나대지로 변화시켰으며 이로 인해 물고기들이 산란 장소를 잃는 등 서식환경이 악화됐고, 저수지를 둘러싸고 있는 육상생태계와의 횡적 연속성 단절과 저수지와 상·하류 하천과 종적 연속성의 단절로 인해 저수지의 생태 건강성도 악화돼 왔다.

수생태복원사업단에서는 이러한 훼손된 하천을 복원하기 위해 총 16개 연구개발과제 중 우선 순위를 고려하여 4개 분야 12개 과제를 우선적으로 집중 개발하고 있다. 먼저 제1분야인 ‘생물서식처 및 생태하천 복원기술 분야’에서는 훼손된 하천을 개선하기 위해 하천의 물리적 구조를 개선하는 연구에 중점을 두고 있다.

콘크리트 제방을 일부 없애거나 자연소재로 대체하여 식생이 살아 있고 하도 변형이 역동적인 자연 하안 유도기술, 여울과 소(沼)가 살아 있는 자연 하상 복원기술, 하상의 육역화로 인한 하천 공간 축소 방지 및 관리 기술, 배후습지, 굼치습지, 둠벙습지 등 다양한 유형의 습지, 인공식물섬과 같은 복합 서식처 및 서식처와 서식처를 연결하고 하천생물의 종횡적 이동을 확보하기 위한 생물 이동통로 조성 기술 등을 우선적으로 개발하고 있다.

그러나 하천의 물리적 구조가 개선되고 생물서식처가 복원된다 할지라도 깨끗한 수질과 적합한 수량이 확보되지 못한다면 궁극적으로 생태적 건강성을 회복하기 어려울 것이다.

▲ [그림 2] 수변 생태벨트 모식도

따라서 제2분야에서는 하수처리장 재이용수, 지하수, 유역 내의 저수지 등 다양한 공급원으로부터 생태용수를 확보할 뿐만 아니라 하천생태계를 유지시키기 위한 적절한 유량변동을 고려하는 기술을 개발하고 있다.

하천과 호수의 주요 오염원으로 대두되고 있는 도시·도로·농촌 비점오염원을 관리하는 기술과, 하상여과와 토양여과를 접목한 대용량 하상여과기술을 통해 오염된 하천수를 정화하는 기술 등을 개발하고 있다.

이상의 1분야와 2분야에서 개발하는 6개 기술은 훼손된 하천을 개선하고 복원하는데 매우 중요하며, 이를 통해 우리는 ‘물고기가 뛰어 놀고 아이들이 멱감는 하천’을 기대할 수 있을 것이다. 그러나 이렇게 건강하게 회복된 하천생태계가 지속적으로 유지되기 위해서는 생태계의 종·횡적 연속성이 확보돼야만 한다.

따라서 제3분야에서는 하천변에 수변녹지 조성을 통한 생태벨트 구축기술을 구축하고, 저수지 수변 나대지의 식생을 복원하고, 상류역에 생태호를 조성하는 기술을 개발하는 한편, 온실가스 발생을 저감하는 습지복원 기술을 개발하고 있다.

궁극적으로는 이상의 3분야 9개의 수생태 복원기술의 시스템화를 통해 ‘하천생태계-호수생태계-유역생태계’가 종·횡적으로 연결된 ‘블루 그린 네트워크(blue-green network)’ 구축을 실현하고자 한다.

생태하천사업, 대표적인 녹색뉴딜

■ 4대강 사업 수생태 복원기술    정부는 지난 1월6일 녹색(Green)과 뉴딜(New Deal)을 함께 추진하여 녹색경제를 구현하며 단기적인 경기침체에 대응할 뿐 아니라 중장기 성장동력을 확보하여 녹색성장의 기틀을 마련하기 위해 녹색뉴딜사업 추진방안을 확정 발표했다.

9개의 핵심사업과 27개 연계사업으로 이뤄진 녹색뉴딜은 저탄소 녹색성장과 관련되고 일자리 창출효과가 큰 사업을 중심으로 선정됐으며, 이중 단연 대표사업은 4대강 살리기라고 할 수 있다.

4대강 살리기 사업은 단순히 물 수요 및 각종 재해에 능동적으로 대처하기 위한 사업이 아니라, 수질과 수생태를 고려한 사업이라고 할 수 있다. 실제로 수질대책 사업에 3조9천억 원과 생태하천 사업에 3조1천억 원의 예산이 계획되어 총 사업비의 32%를 차지하고 있으며, 생태하천 비율은 총 사업비의 14%를 차지하고 있다.

또한 ‘살아 있는 강길 100 프로젝트’, ‘청계천+20 프로젝트’ 등의 사업이 2단계 녹색뉴딜사업에서 적극적으로 추진될 계획인 것으로 알려지고 있다. 이처럼 정부에서는 생태하천사업을 대표적인 녹색뉴딜 사업의 일환으로 추진하고 있다.

[표 2]는 수생태복원사업단에서 개발할 많은 기술 중 4대강 살리기 사업에 활용이 가능한 수생태 복원기술로서, 이러한 기술들이 적극적으로 활용되어 전국의 강과 하천들이 인간과 생물이 공존할 수 있는 생태하천으로 거듭나는데 도움을 주었으면 한다.

▲ [그림 3] 수생태 복원기술 개발방향

▲ [표 2] 4대강 살리기사업에 적용가능한 수생태 복원기술

■ 녹색성장 수생태 복원기술 역할    녹색성장은 환경과 경제가 상충된다는 고정관념에서 탈피하여 둘 사이의 시너지 효과를 극대화하려는 성장방식이다. 즉, 녹색성장은 ‘환경을 훼손하지 않는 경제성장’과 ‘환경을 동력으로 하는 경제성장’의 순환구조로 연결된다.

이러한 접근법은 하천관리에도 적용된다. 기존의 하천관리는 회색성장에 주안을 둔 개발에 치중했지만, 본 사업단에서 추구하는 기술개발은 하천의 생태환경을 훼손하지 않으면서 공생할 수 있는 녹색성장에 보다 큰 의의를 두고 있다.

수생태 복원 및 관리기술이 저탄소 녹색성장에 기여하는 사례를 제시해보면, 먼저 온실가스 감축과 관련하여 사업단에서는 ‘온실가스 흡수·저감능이 특화된 습지조성 및 관리기술 개발’과제를 통해 이산화탄소 흡수능력이 뛰어난 습지의 장점을 극대화시키고 있다.

또한 이산화탄소보다 온난화 효과가 21배나 큰 메탄가스의 주요 발생원으로 지목받고 있는 습지의 단점을 최소화하고 더불어 습지식물을 이용한 ‘바이오매스 에너지화’를 추구하고 있다.

두 번째로는 환경부의 녹색성장의 기반이 되는 10대 환경기술 개발의 중점 추진과제인 ‘생물자원 활용 및 복원기술 개발’ 과제의 기반기술을 제공하고 있다. 생물산업은 생물다양성협약 이후 녹색성장 산업으로 급성장하고 있으며, 생물산업과 자원의 동향은 생물종 복원과 더불어 서식처 복원에 중심을 두고 있다.

따라서 본 사업단에서 추진하고 있는 생물서식처 및 이동로, 생태벨트 조성 등을 통해 멸종위기종 및 고유종 보전, 그리고 생물종 다양성을 향상시켜 생물산업의 성장에 기여할 것이다.

세 번째로는 복원기술을 근거로 한 수생태 복원으로 생태적 서비스의 양적, 질적 향상, 예를 들면, 도시하천의 생태복원에 의한 시민의 생태휴식공간 제공과 같은 생태적 서비스에 대한 기대효과는 녹색성장이 추구하고 있는 국민이 체감하는 환경질 개선에 일익을 담당할 것이다.

실제로 대기질·수질정화, 토양유실 방지, 오염물질 저감, 홍수와 가뭄에 대처, 온도·바람·돌풍의 완화 등과 같은 생태적 서비스의 가치는 국가의 경제 총생산 합계의 두 배로 평가되고 있다.

특허 6건·매출 1천70억원 성과

■ 사업단 업적·계획    2010년 1월까지 수생태 복원기술 개발사업의 성과로는 특허등록이 6건, 출원 33건이 있으며, 학술활동으로는 SCI 논문게재 11편, 국내 논문게재 44편과 학술발표 183편이 있다.

특히 사업화의 실적으로는 총 1천70억 원의 성과를 거뒀는데, 그 내역은 생물서식처 및 생태하천 복원기술을 적용하는 강원도 영월 천변저류지 조성사업에서 1천65억 원, 충남 당진, 서울시 꿈의 숲, 경남도 함양, 광주광역시 광산구에서 도시 비점오염원 저감시설(Eco-Bio Filer)에서 5억1천만 원 등이다([표 3] 참조).

향후 2014년까지 특허 198건, 신기술 12건 등 210건의 지적재산권과 SCI 논문게재 51편, 국내논문게재 180편 및 5천억 원 이상의 매출실적과 9천 명 이상의 고용창출을 목표로 하고 있다.

▲ [그림 4] EBF-ECO Biofilter의 적용사례(도로, 주차장)

▲ [표 3] 수생태 복원기술 개발 연구의 성과

■ 전망 및 기대효과    수생태계의 복원은 정부의 선진적·미래지향적 물관리 패러다임 전환에 부응하는 중요한 실천과제이다. 이를 위해서는 하천의 규모와 위치, 유역특성, 자연성을 최대한 고려한 생태복원기술의 개발이 뒤따라야 하며, 그 중추적 기반을 수생태복원사업단이 담당하게 될 것이다.

수생태 복원 및 관리기술을 통해 실현되는 건강한 수생태계는 이산화탄소 저감효과와 함께 생태관광 활성화, 녹색 생활공간 조성, 여가문화 확산 등에 기여할 것이다.

또한, 수생태복원사업의 활성화와 함께 새로운 일자리 창출과 생태산업 분야의 시장 개척과 사업성 확보에도 기여할 것으로 예상된다. 앞으로 수생태계 복원에 투자되는 예산은 천문학적이며 따라서 그 시장도 매우 유망하다.

▲ 수생태복원 기술은 21세기의 국가와 기업의 경쟁력 있는 유망산업으로 발전할 가능성이 충분하다.

환경부는 훼손된 하천구간의 생태 복원을 위해 2007년부터 2015년까지 1조4천억 원의 예산을 집중 투자할 예정이다. 국토해양부를 중심으로 추진되고 있는 4대강 살리기 사업에서도 수질대책 사업에 3조9천억 원과 생태하천사업에 3조1천억 원의 예산이 계획되어 총 사업비의 32%를 차지하고 있으며, 생태하천 비율은 총 사업비의 14%를 차지하고 있다.

한편, 외국의 하천관리도 앞으로 자연친화적 생태복원의 패러다임을 따를 것으로 예상할 때 수생태복원 기술은 21세기의 국가와 기업의 경쟁력 있는 유망산업으로 발전할 가능성이 충분하다.

또한 수생태 복원사업은 공사 그 자체로 사업이 종료되는 것이 아니라 자연과 인간이 상생하는 방법을 찾아가는 과정이며 교육과 학습, 참여의 장이 될 것이고, 더나가 수생태 복원기술의 개발은 건강한 수생태계의 복원과 보전을 통해 국민의 삶의 질을 고양하고 지속가능한 미래를 바라볼 수 있게 할 것이다.