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Part 02. 국내 수도 취수원 현황과 합리적 지하수 취수원 활용관리방안
2018년 04월 04일 (수) 09:28:40 워터저널 webmaster@waterjournal.co.kr

 Special Issue  매년 반복되는 가뭄, 해결방법 없나


“국내 수도 취수원, 지표수 집중현상 심각”


27년 이상 취수원 다변화 정책 실제 효과 미흡…비상시기 대체 취수원 절대 부족
미국·유럽·일본 등 공공 급수 대비 지하수 비율 20∼30%대…우리나라 1.8% 그쳐
지하수, 사적 개발·이용말고 공공개발·공급 통해 수량·수질 동시 확보 바람직


   
▲ 김 형 수
중원대 신재생에너지자원학과 교수
Part 02. 국내 수도 취수원 현황과 합리적 지하수 취수원 활용관리방안

국내 대체수자원 관련 법적 명시 없어

2016년 국토교통부의 ‘제4차 수자원장기종합계획 제3차 수정계획’에 따르면 우리나라의 연간 수자원 총량은 약 1천323억㎥이다. 이 중 이용가능한 수자원량(유출량)은 760억㎥로 수자원 총량의 57%에 해당한다. 그러나 이마저도 홍수 시 유출, 평상시 유출, 바다로 유실, 하천수 이용, 댐 용수 공급, 지하수 이용 등으로 소실되어 실제 수자원 총 이용량은 372억㎥, 총 수자원 양의 28%에 불과하다.

그러나 372억㎥ 중에서도 하천유지용수(하천의 유수가 정상적인 기능을 유지하기 위해 필요한 물)로만 100∼120㎥가 사용되고 있어, 실제 자연적인 물을 인공적으로 옮기는 ‘취수’(withdrawal 또는 intake)에는 약 250억㎥만 사용되고 있다. 이 중 실제 수돗물을 만들기 위해 취수하는 양은 65억㎥로, 수자원 총 이용량 대비 수도 취수량의 비율은 약 18%에 불과하다.

   
 
인구 증가로 물수요는 매년 늘고 있고, 나날이 빨라지는 기후변화로 강우량이 줄어 가뭄이 일상화되어 가는 가운데, 인공함양, 강변여과, 유출지하수 등 이른바 ‘대체수자원’ 또는 ‘취수원 다변화’라는 키워드에 관심이 높아지고 있다. 그러나 아직 국내에는 이와 관련한 어떠한 법적 명시도 없다.

수도 취수원 약 93%가 지표수에 집중

우리나라 수도 취수원을 구분하는 방식에는 시기에 따라 다소 차이가 있으나, 현재는 「수도법」 위임에 따라 ‘상수원관리규칙’의 △하천수 △복류수 △호소수 △지하수 △해수 △강변여과수 등 6가지 구분법을 사용하고 있다. 강변여과수는 5∼6년 전 추가됐다. 상수도 통계에서는 △하천표류수 △하천복류수 △댐 △기타 저수지 △지하수 등 수원 형태별로 구분하고 있다.

   
 
2015년 상수도 통계에 따르면, 우리나라 취수시설의 총 시설용량은 3천259만1천㎥/일, 연간 취수량은 65억5천200만㎥이다. 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.

즉, 하천표류수(45%)와 댐·호소수(46.9%)가 주요 수원으로, 이 둘을 합치면 전체 중 91.9%를 차지하고 있다. 하천표류수의 총 시설용량은 1천466만8천㎥/일(45.0%), 연간 취수량은 약 25억9천900만㎥(39.7%)이고, 댐의 총 시설용량은 1천528만㎥/일(46.9%), 연간 취수량은 약 32억6천900만㎥(49.9%)이다.

   
 
마을상수도 통계, 지자체간 편차 심해

우리가 흔히 ‘수도’라고 부르는 것은 「수도법」 제3조5항에 의거, 일반수도와 공업용수도, 전용수도를 합친 개념이다. 소규모 수도시설은 제3조13항에 별도로 정의되어 있는데, 이는 마을상수도와 소규모 급수시설, 전용상수도를 합한 개념으로, 급수인구 2천500인 이내 또는 500㎥ 미만의 작은 수도시설을 총괄적으로 일컫는다.

일반 수도에서 광역상수도와 지역상수도는 통계가 잘 도출되는 반면, 마을상수도는 그렇지 못하다. 좋은 수도 인프라를 가지고 있는 지자체가 있는가 하면, 마을상수도를 사용하는 지자체는 여전히 애로사항이 많다. 따라서 마을상수도 통계는 상수도통계에서 나오는 자료와 지하수 연보에서 나오는 자료 간 미스매칭(mismatching)이 발생하는 실정이다.

광역상수도는 둘 이상의 지방자치단체에서 원수나 정수를 공급하는 일반 수도이며, 지방상수도는 지자체가 관할 지역주민, 인근 지자체 또는 그 주민에게 원수나 정수를 공급하는 일반 수도를 말한다. 반면 마을상수도는 100명 이상 2천500명 이내의 급수인구에게 하루 20㎥ 이상 500㎥ 미만을 공급하는 수도를 말한다. 이보다 더 작은 범위의 소규모 급수시설은 100명 미만의 급수인구 또는 하루 공급량이 20㎥ 미만인 급수시설 중 지자체가 지정하는 급수시설을 일컫는다.

   
 
국내 연간 지하수 사용량 약 41억㎥

이때 지하수의 취수현황을 살펴볼 필요가 있다. 국토부와 K-water가 제시한 ‘2016년 지하수 연보’에 따르면 연간 지하수 사용량은 41억㎥ 정도로, 연간 수자원 총 이용량(372억㎥)의 약 11%에 해당하는 양이다.

실질적 취수가 이뤄지지 않는 하천유지용수 121억㎥를 고려한다면 수자원 총 취수량(251억㎥) 대비 약 15% 이상으로 다소 올라갈 것이다. 비록 세계 평균치에는 못 미치는 수준이나, 그렇다고 해서 다른 국가들에 비해 아주 부족하다고는 말할 수 없다.

그러나 수자원 총 이용량이 아닌 수도 취수원으로 범위를 한정하면 이야기가 달라진다. 수도 취수량 중 지하수가 차지하는 비율은 1.8%로 급격히 하락하고, 이마저도 제주도를 제외하면 0.3%로까지 떨어진다. 이러한 상황은 결국 지하수에 대한 개발이 대부분 민간 위주로 이루어지고 있다는 것이며, 지하수에 대한 공공 측면의 개발과 보전·관리가 매우 절실함을 보여준다.

   
 
   
 
미국, 지하수 수도 취수율 37% 수준

미국의 경우 2010년 미국의 주(州)별 지하수 수도 취수원 현황에 따르면, 전체 수자원 취수량 중에서 지하수가 차지하는 비율보다 전체 공공 급수에서 지하수가 차지하는 비율이 대부분 높게 나타나, 지하수가 지표수에 비해 상대적으로 공공 급수에 많이 사용되고 있음을 알 수 있다.

   
▲ 2010년 미국 주별 지하수 수도 취수원 현황에 따르면, 전체 수자원 취수량 중에서 지하수가 차지하는 비율보다 전체 공공 급수에서 지하수가 차지하는 비율이 대부분 높게 나타나, 지하수가 지표수에 비해 상대적으로 공공 급수에 많이 사용되고 있음을 알 수 있다.

2010년 미국의 전체 수자원 취수량 대비 지하수 취수 비율은 25%이며, 공공 급수 중 지하수가 차지하는 비율은 37%로 조사됐다. 특히 하와이(Hawaii)의 경우 90%가 넘는 최고 기록을 보였으며, 플로리다(Florida), 아이다호(Idaho), 미시시피(Mississippi) 등에서도 80%를 훌쩍 넘겼다.

이 밖에 아이오와(Iowa), 몬타나(Montana), 뉴멕시코(New Mexico), 사우스다코타(South Dakota) 등 총 21개 주에서 수도 취수원 대비 지하수 공급비율이 40% 이상인 것으로 파악됐다. 52개주 중 가장 낮은 비율을 보인 버지니아(Virginia)주도 10.7%에 달하는 것으로 나타났다.

유럽의 경우, 전반적으로 전체 수자원 취수량에서 지하수가 차지하는 비율보다 전체 공공 급수에서 지하수가 차지하는 비율이 높게 나타나 지하수가 지표수에 비해 상대적으로 공공 급수에 많이 활용되고 있는 것으로 조사됐다.

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. 즉, 조사된 국가 19개 중 11개가 60% 이상의 공공 급수 지하수 취수 비율을 가지고 있었다. 상대적으로 낮은 비율을 보인 국가는 아일랜드와 노르웨이였는데, 이들 국가도 각각 15%, 13%를 기록했다. 

   
 
수자원 취수 대비 지하수 비율 미미

일본 역시 지하수를 수도 취수원으로 적극적으로 활용하고 있다. 2001년 ‘일본의 수자원 현황(Water Resources in Japan)’에 따르면, 1995년 기준 일본의 연간 전체 수자원 사용량은 약 960억㎥로, 이 중 828억㎥를 지표수로부터, 나머지 132억㎥를 지하수로부터 공급받았다.

이때 지하수는 △산업(41억㎥/년) △공공 급수(38억㎥/년) △농업(31억㎥/년) △어업(13억㎥/년) △빌딩(9천만㎥/년) 순으로 사용됐다. 즉, 수자원 총 사용량 대비 지하수 공급비율은 약 14%, 수도 취수원 대비 지하수 공급비율은 약 23%로 파악됐다. 또, 공공 급수 중 지하수가 차지하는 비율은 약 25%로, 수도 취수원으로 범위가 좁아지면 지하수의 공급비율이 더 높아졌다.

   
 
이와 같은 현상은 미국과 유럽에서도 동일하게 나타나고 있다. 미국의 경우, 공공 급수 취수량 대비 지하수 비율보다 전체 수자원 취수량 대비 지하수 비율이 높은 곳이 알래스카, 아칸소, 켄터키, 미주리, 네바다, 뉴햄프셔, 뉴욕, 오레곤, 펜실베니아, 테네시 등 10곳밖에 되지 않았다. 유럽의 경우 조사된 19개국 중에서는 단 한 곳도 없었다.

이를 통해 우리나라의 전체 수자원 취수량 대비 지하수 비율보다 공공 급수 취수량 대비 지하수 비율이 현저히 낮은 특이한 현상은 무엇보다 지하수를 대부분 사적인 목적으로 개발·이용함에 따라 나타난 것으로 파악된다. 또 우리나라가 댐 건설 등을 통해 수자원 및 수도를 대량으로 공급하는 지표수 우선 정책에 집중하고, 지하수 공공 개발·이용 정책을 거의 수립하지 않은 점도 한 몫 했다고 판단된다.

공공 위주 지하수 개발·공급 필요

현재 우리나라의 수도 취수원은 지표수에 과도하게 집중되어 있다. 지난 30년 동안의 상수도 통계를 활용 분석하여 1974부터 2015년까지 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 27년간 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. 정밀수리지질 조사와 더불어 지하수 취수원 개발, 운용에 대한 객관적인 경제성 평가를 통해 지하수의 공공 수도 취수원 역할을 높일 필요가 있다.

   
 
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·확장하기 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.

경제성 분석 취수원 확보·운영해야
   
▲ 가뭄 등 비상사태에 시행되는 한시적인 지하수 개발과 공급은 지하수의 수도 취수원 역할을 높이기 어렵다.

결론적으로 앞으로의 지하수의 개발·공급·관리는 민간 위주가 아닌 공공 위주로 되어야 한다. 이를 통해 수량과 수질의 동시 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.

또 가뭄 등 비상사태에 시행되는 한시적인 지하수 개발과 공급은 지하수의 수도 취수원 역할을 높이기 어려우며, 평상시에 지하수 수도 취수원 개발과 지속적인 공급이 이뤄져야 실질적인 취수원 다변화와 국가의 물 안보를 이룰 수 있을 것으로 판단된다.

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

마지막으로 수도사업자의 정기적인 수도정비기본계획 수립 시, 다양한 취수원 개발과 운영에 대한 객관적인 편익 계산과 상대적인 경제성 분석을 수행함으로써 보다 합리적이고 경제적으로 취수원을 확보하고 운영할 수 있는 방안이 강구돼야 한다. 

[『워터저널』 2018년 4월호에 게재]

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