김형수 중원대 신재생에너지자원학과 교수

 특집  물관리일원화 위한 상수도 선진화 방안

 

“국내 수도 취수원 대비 지하수 비율 1.8%로 저조”

제주도 제외시 0.3%까지 떨어져…미국 33%·일본 23%·유럽 30∼40% 수준
기존 취수원 관리 경제성 평가 통해 공공 위주 지하수 개발·관리로 정책개선 시급


▲ 김 형 수
중원대 신재생에너지자원학과 교수
Part 03. 수도 취수원 현황과 환경변화 따른 취수원 선진화
방안

환경부, 올해 물관리일원화 추진

새정부의 ‘국정운영 5개년 계획’의 100대 과제가 나왔다. 국정계획은 크게 5개의 국정전략으로 구성돼 있으며, 이 중 세 번째 전략인 ‘내 삶을 책임지는 국가’(총 32개 과제)에 환경부가 추진하는 ‘지속 가능한 국토환경 조성’이 속해 있다.

지속 가능한 국토환경 조성은 △보전과 이용이 조화되고 사람과 동물이 공생하는 국토환경 조성 △4대강 재자연화와 통합물관리로 이·치수가 조화되는 하천 조성을 핵심 목표로, 국토 보전·이용의 조화, 4대강 재자연화, 안전한 물환경 등의 내용을 다루고 있다.

특히 안전한 물환경 분야는 이원화 된 물관리를 통합·참여 기반으로 하는 패러다임의 전환을 주요 내용으로 하고 있다. 이에 따라 환경부는 올해 물관리 일원화를 추진하고 2018년까지 유역관리위원회 설치 등 유역 거버넌스(governance)를 구축할 방침이다.

또 2022년까지 취수원 다각화, 광역·지방상수도 통합 등을 통해 안정적인 물공급 체계를 구축하고, 2022년까지 노후 상수관망 현대화(1천717㎞), 물순환도시 5개소 건설, 하수 재이용(1억1천만㎥/년 이상) 등 상시 가뭄 극복 물순환 체계를 마련할 방침이다.

수도 취수원, 수원 따라 6가지로 구분

 

이에 따라 각 시·도에서는 환경부의 방침에 맞는 발전 비전과 공약을 발표했다. 특히 경기도와 부산광역시의 비전과 공약에 주목할 만하다. 경기도는 ‘글로벌 경쟁력을 갖춘 세계적인 메가시티로 조성’이라는 비전 아래 청정 상수원(취수원) 다변화로 깨끗한 수돗물을 공급하겠다고 밝혔고, 부산시는 ‘동북아 해양 수도로 육성’을 비전으로, 상수원 다변화 모색 및 생태관광 조성 등을 주요 공약으로 내걸었다.

여기서 공통적으로 언급되는 ‘수도 취수원’은 「수도법」 및 동법 시행령의 위임에 의거, 상수원관리규칙 제3조(수원의 구분)에 따라 △하천수 △복류수 △호소수 △지하수 △해수 △강변여과수 등 6가지로 구분된다. 강변여과수는 2010년 상수원관리규칙이 개정되면서 추가됐다. 1975년부터 발표되고 있는 상수도통계에서는 △하천표류수 △하천복류수 △댐 △기타 저수지 △지하수 등 수원 형태별로 구분하고 있다.

 
국내 수도 취수원은 하천표류수(49%)와 댐·호소수(44%)가 대부분을 차지하고 있다. 2015년 상수도통계에 제시된 상수도 취수원별 시설현황에 따르면, 총 시설용량은 3천259만1천㎥/일, 연간 취수량은 65억5천200만㎥이다. 이 중 하천표류수의 총 시설용량은 1천466만8천㎥/일(45.0%)이며, 연간 취수량은 약 25억9천900만㎥(39.7%)이다. 댐의 총 시설용량은 약 1천528만㎥/일(46.9%), 연간 취수량은 약 32억6천900만㎥(49.9%)이다.

수자원 이용 대비 상수도 취수 18%

2016년 ‘제4차 수자원장기종합계획 제3차 수정계획’에 따르면, 2015년 기준 국내 수자원 총량은 약 1천323억㎥이다. 이 중 이용 가능한 수자원의 양(유출량)은 760억㎥(57%)이며, 손실량은 563억㎥(43%)이다. 홍수 시 유출되거나 바다로 유실되는 양 등을 제외하면 연간 수자원 총 이용량은 372억㎥(28%)이다.

이 중 수돗물을 만들기 위해 취수하는 양은 65억㎥으로, 수자원 총 이용량 대비 상수도 취수량의 비율은 약 18%에 불과하다. 그러나 여기에는 약간의 허수가 포함되어 있다. 미국 등과 달리 우리나라에서는 수자원 이용량에 하천유지용수(122억㎥)를 포함시키고 있다. 만약 이 하천유지용수의 양을 제외한다면 수자원 총 이용량 대비 상수도 취수량이 차지하는 비율은 다소 증가할 것이다.

또 2015년 기준 지하수 이용량은 약 41억㎥로, 이는 수자원 총 이용량의 약 11%에 해당하는 양이다. 우리나라 연평균 강수량이 세계 평균의 1.6배에 달하는 반면, 국내 1인당 강수량이 세계 평균의 6분의 1에 불과한 상황을 고려할 때, 지하수는 국민들에게 적지 않은 기여를 하고 있음을 알 수 있다.

국내 지하수 개발, 민간 위주로 진행

 
 

2015년 상수도 통계에 따르면 국내 수원별 수도 취수원은 △댐·저수지(1천568만4천㎥/일, 48.1%) △하천표류수(1천466만8천㎥/일, 45.0%) △하천복류수(166만7천㎥/일, 5.1%) △지하수(57만2천㎥/일, 1.8%) 순이다. 그러나 여기서 제주도를 제외하면 △댐·저수지(1천566만9천㎥/일, 48.8%) △하천표류수(1천466만8천㎥/일, 45.7%) △하천복류수(166만7천㎥/일, 5.2%) △지하수(10만5천㎥/일, 0.3%) 등으로 나타난다.

 
이때 지하수의 비율에 주목할 필요가 있다. 연간 수자원 총 이용량 중 지하수가 차지하는 비율은 약 11%이나, 수도 취수원으로 범위를 한정하는 순간 지하수 비율은 1.8%로 급감한다. 이마저도 제주도를 제외하면 0.3%가 된다. 이러한 상황은 결국 지하수에 대한 개발이 대부분 민간 위주로 이루어지고 있다는 것이며, 지하수에 대한 공공 측면의 개발과 보전·관리가 매우 절실함을 보여준다.

 
환경부의 ‘2025년 전국수도종합계획(2016년)’에 따르면, 2013년 전국의 지하수 취수량은 약 53만5천㎥/일이다. 이 중 43만8천㎥/일, 약 81.67%가 제주도에서 취수가 이뤄지고 있다. 지하수를 취수하는 타 지자체로 경기(4만㎥/일), 강원(1만9천㎥/일), 전남(1만2천㎥일), 충북(1만㎥/일) 등이 있으나 미미한 수준이며, 지하수를 전혀 취수하지 않는 특·광역시가 서울을 비롯해 부산, 대구 등 7개나 된다.

일본, 수도 취수 대비 지하수 공급 23%

 

우리나라와 달리 일본은 지하수를 수도 취수원으로 적극적으로 활용하고 있다. 2001년 ‘일본의 수자원(Water Source in Japan)’에 따르면, 1995년 일본의 연간 강수량은 1천714㎜로, 6천500억㎥에 해당하는 양이다. 이 중 약 2천300억㎥(35%)에 달하는 양이 증발산(evapotranspiration)되고 이용 가능한 수자원의 양은 4천200억㎥(65%)이다.

이용 가능한 수자원은 다시 직접 유출(direct runoff)과 기저유출(base flow)로 약 2천억㎥가 소실되고, 2천200억㎥가 이용 가능한 지표수의 양이 된다. 이 중 실제 지표수로 이용된 양은 820억8천㎥이며, △농업(550억㎥/년) △공공 수도(127억㎥/년) △산업(95억㎥/년) △어업(44억㎥/년) △빌딩(7억㎥/년) 등에 사용됐다.

한편 지하수 이용량은 약 132억㎥로, △산업(41억㎥/년) △공공 수도(38억㎥/년) △농업(31억㎥/년) △어업(13억㎥/년) △빌딩(9천만㎥/년) 순으로 사용됐다. 일본의 연간 수자원 총 이용량은 지표수와 지하수의 양을 합친 약 960억㎥이다. 이때 수자원 총 이용량 대비 지하수 공급비율은 약 14%, 수도 취수원 대비 지하수 공급비율은 약 23%로, 공공 수도로 범위가 좁혀지면 지하수의 공급비율이 더 높아지는 것을 알 수 있다.

하와이, 지하수 공급 최고…100% 육박

 

미국도 일본과 비슷한 양상을 보이고 있다. 2005년 기준 총 취수량은 약 15억5천430만㎥/일(41만600Mgal/일)이며, 이 중 지표수는 약 12억4천160만㎥/일(32만8천Mgal/일), 지하수는 약 3억1천268만㎥/일(8만2천600Mgal/일)이다.

지표수는 △발전(7억5천330만㎥/일) △관개(2억8천353만㎥/일) △공공 수도(1억1천205만㎥/일) △산업용수(5천678만㎥/일) △수산양식(2천601만㎥/일) 순으로 사용됐으며, 지하수는 △관개(2억252만㎥/일) △공공 수도(5천527만㎥/일) △축산(1천416만㎥/일) △산업용수(1천177만㎥/일) △광산(961만㎥/일) 등의 순으로 사용됐다.

이로써 미국의 수자원 총 이용량 대비 지하수 공급비율은 약 20%이며, 수도 취수원 대비 지하수 공급비율은 약 33%이다. 미국 역시 공공 수도로 범위가 좁혀질 경우 지하수가 차지하는 비율이 더 높아지는 것으로 확인됐다.

구체적으로 2010년의 미국 50개 주(州)의 공공 수도 지하수 취수 현황을 살펴보면, 하와이(Hawaii), 플로리다(Florida), 아이다호(Idaho), 미시시피(Mississippi), 아이오와(Iowa), 몬타나(Montana), 뉴멕시코(New Mexico), 사우스다코타(South Dakota) 등 총 21개 주에서 수도 취수원 대비 지하수 공급비율이 40% 이상인 것으로 파악됐다. 특히 하와이의 지하수 공급비율은 전체 50개 주 중 가장 높은 비율로 100%에 육박했다. 

▲ 2010년의 미국 50개 주의 공공 수도 지하수 취수 현황을 살펴보면, 하와이, 플로리다, 아이다호, 미시시피, 아이오와, 몬타나, 뉴멕시코, 사우스다코타 등 총 21개 주에서 수도 취수원 대비 지하수 공급비율이 40% 이상인 것으로 파악됐다.

지하수 취수여건 열악…정책 미흡

유럽의 경우, 19개 주요국에 대해 수도 취수원 대비 지하수 공급비율을 조사한 결과 평균 약 30∼40%로 나타났다. 특히 덴마크는 100%로 나타났으며, 오스트리아, 헝가리, 이탈리아 등 3개국이 80% 이상, 독일, 그리스, 폴란드, 룩셈부르크, 네덜란드, 유고슬라비아, 벨기에 등 7개국이 60% 이상으로 그 뒤를 이었다. 공공 수도 지하수 취수 비율이 20%에 못 미치는 나라는 아일랜드와 노르웨이, 2개국뿐이었다.

또 수자원 총 이용량 대비 지하수 비율과 공공 수도 취수량 대비 지하수 비율을 각각 조사한 결과, 몰타(Malta)를 제외한 모든 국가에서 후자의 수치가 더 높은 것으로 드러났다.

이처럼 일본·미국·유럽 등에 대한 조사를 통해, 국내 수자원 총 이용량 대비 지하수 비율보다 수도 취수원 대비 지하수 비율이 현저히 낮은 것은 자연적 조건 혹은 사회·경제적인 조건 때문이 아니라 지하수에 대한 정책적 무관심 때문이라는 결론이 섰다.

지난 2016년 지하수조사연보에 따르면, 국내 지하수 시설은 총 162만5천 개, 연간 지하수 이용량은 약 40억9천400만㎥이다. 지난 20년간 지하수조사연보 자료를 활용 분석한 결과, 지하수 조사 연구에서 수도의 원수 취수량 산정 시 마을(간이)상수도는 통계 지표에 반영이 제대로 안 되고 있으며, 전국 지하수 취수시설의 54%가량이 설치년도 미확인 상태로 관리가 방치되고 있는 실정이다. 

수도 취수원 지표수 집중 현상 심각

이처럼 현재 우리나라의 수도 취수원은 지표수에 과도하게 집중되어 있다. 지난 30년간의 상수도 통계를 활용 분석하여 1974∼2015년 전국 취수시설의 취수량 및 수원별 변화를 살펴본 결과, △하천표류수 △저수지(저수지수·댐+수공댐(광역)·기타) △하천복류수 순이며 지하수의 비율은 모든 연도에서 5% 미만인 것으로 나타났다. 여기서 제주도를 제외하면 국내 수도 취수원은 거의 100% 지표수에 의존하고 있다.

이는 1991년 낙동강 페놀사건이 터진 이후 25년간 지속적으로 국가가 주장해 온 취수원 다변화 노력이 전혀 현실화되지 않고 있음을 보여준다. 특히 지하수 개발이 특정 지역(제주도)에서 대부분 개인 위주로 진행되고 있어 지하수의 보전·관리에도 문제가 발생할 여지가 크다.

따라서 민간 중심의 지하수 개발·이용은 최대한 지양하고, 공적 기관인 국가 혹은 지자체가 지하수를 개발하여 개인에게 공급하는 방향으로 정책 개선이 시급하다. 이에 앞서 기존의 수도 취수원 개발·관리에 대한 경제성 평가 후 향후 취수원 관리 방향을 재설정하는 것이 바람직하다.

국내 실정 맞는 대체수자원 개발 시급

아울러 지표수 이외의 다양한 대체수자원의 개발 노력이 필요하다. 대체수자원은 댐 용수, 하천표류수 등 전통적 방법이 아닌 빗물 이용, 하·폐수 재이용, 해수담수화 등 새로운 취수방식으로 확보되는 수자원을 말한다.

최근 들어서는 관련 기술의 발전으로 대규모 시설 구축에 따른 수자원 확보 방안보다는 지역의 특성을 반영하고 환경적인 악영향을 최소화하면서 물부족 문제를 해소할 수 있는 대체수자원의 개발에 대한 관심이 높다.

현재 국내 실정에 적합한 대체수자원 활용 방안으로 △해수담수화 △중수도·빗물 이용 등의 활용 증대 △지하수댐·강변여과 등의 지하수 인공함양 확대 △수요·공급체계 선진화(Grid system) △대용량 지하수 취수원 개발 등이 거론되고 있다.

이러한 시스템으로 전환·확장을 위해서는 부품·소재 분야의 기술 개발, 관련 시설 확충, 가동률 제고, 운영·관리 역량 확보 등 다각적인 노력이 요구된다. 그러나 오랜 시간 규모의 경제 논리로 움직여 온 국내 수도산업이 과연 새로운 패러다임에 어떻게 적응할 수 있을지에 대해서는 많은 고민과 논의가 필요하다.

국가 차원의 수리권 개념 정립 필요

▲ 앞으로의 지하수의 개발·공급·관리는 민간 위주가 아닌 공공 위주로 되어야 한다. 이를 통해 수량과 수질의 동시적인 확보와 더불어 지속 가능한 개발을 실현할 수 있다.

결론적으로 앞으로의 지하수의 개발·공급·관리는 민간 위주가 아닌 공공 위주로 되어야 한다. 이를 통해 수량과 수질의 동시적인 확보와 더불어 지속 가능한 개발을 실현할 수 있으며, 일상적인 수도 공급을 통해 가뭄이나 수질사고 등 비상 시 지하수의 비상용수 역할 극대화 효과도 기대할 수 있다.

아울러 취수원 다변화 실현을 위해 수도사업자에게 두 가지 이상의 취수원 확보를 의무화하는 등의 강제적인 정책의 도입을 고려해야 한다. 에너지 분야의  ‘신재생에너지 의무할당제(RPS)’와 같은 제도가 좋은 예이다. 

마지막으로 지하수에 대한 국가 차원의 수리권(水利權) 해석과 개념 정립이 필요하다. 지하수를 사적인 재산으로 간주하고 일부 공적 규제만 허용하는 현행 방식으로는 대규모 지하수 수도 취수원 개발 시 발생하는 문제 해결에 한계가 있을 것으로 예상되는 바, 지하수 공수(公須) 개념의 도입이 조속히 요구된다. 

[『워터저널』 2017년 10월호에 게재]

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