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[현장탐방] 한강물환경연구소·팔당호 견학기
2018년 07월 04일 (수) 09:39:40 워터저널 webmaster@waterjournal.co.kr

 현장탐방  한강물환경연구소·팔당호 견학기


본지, 양평군 양수리 소재 ‘한강물환경연구소’ 탐방
‘한강1호’ 승선 팔당호 수질상태·수생태 서식 확인

  (팔당호 수질조사선)                                                                                           

2천600만 수도권 주민의 식수원인 팔당호·한강수계 물환경 생태연구 중추 역할
한강자원 소중함 인식할 수 있는 체험 공간인 ‘한강물환경생태관’ 2008년 건립
유순주 소장, “기후변화 등 수생태계 위협 요소 증가…환경보전 노력 강화해야”


본지는  지난 6월 11일 류재근 회장(㈔한국환경학술단체연합회장)을 비롯해 임직원들과 올해로 창립 30주년을 맞은 경기도 양평군 양수리에 있는 한강물환경연구소(소장 유순주)를 방문하여 2천600만 수도권 시민의 식수원인 팔당호와 한강물환경생태관을 견학, 팔당호의 수질상태와 수생태 서식에 대해 알아보고 유순주 소장과 대담하는 시간을 가졌다. 

   
▲ 본지 지난 6월 11일 류재근 회장((사)한국환경학술단체연합회장)을 비롯해 임직원들과 환경보건뉴스 김병오 발행인은 올해로 창립 30주년을 맞은 한강물환경연구소를 방문해 2천600만 수도권 시민의 식수원인 팔당호와 한강물환경생태관을 둘러보았다. 사진은 수질조사선 ‘한강1호’ 승선에 앞서 선착장에서 기념촬영 모습. 오른쪽부터 배철민 편집국장, 김병오 환경보건뉴스 발행인, 본지 류재근 회장·배민수 기자·고재옥 발행인, 유순주 한강물환경연구소장, 동지영·최해진 기자


한강수계 물환경 개선·수생태계 건강성 확보 연구 선도

남한강과 북한강이 만나는 경기도 양평군 양서면 양수리 두물머리에 위치한 한강물환경연구소는 한강수계를 연구하기 위해 설치된 환경부 국립환경과학원 산하 물전문연구기관이다. 1988년 12월 31일에 국립환경연구원 호소수질연구소(초대 소장 류재근)라는 명칭으로 신설되었고, 2005년 7월에 현재 명칭으로 개칭되었다.

한강물환경연구소의 주요 업무는 팔당호를 포함한 한강수계 하천·호소의 수질 및 생태계 보전에 관한 조사와 연구로, 학문적 수준을 뛰어 넘는 현장 실용화 중심의 환경기술을 개발하기 위해 노력하고 있다. 이러한 연구결과는 상수원 보호를 위한 수질관리정책 수립의 핵심자료로서 환경부 등 관계기관에 제공된다.
 

   
▲ 팔당호로 유입되는 북한강 하류.

연구기능 부문을 보면 크게 유역환경연구실, 물환경화학연구실, 담수생태연구실로 구분된다. 유역환경연구실은 △오염발생 특성에 관한 연구 △수역구간별 적정 목표수질 설정에 관한 연구 △수질오염총량관리제 시행 관련 연구 △수질오염총량관리 관련 유량측정망 운영 △비점오염원 관련 연구 등을 수행한다.

물환경화학연구실은 △수계별 수질화학물질 배출원 및 오염도에 관한 연구 △수계별 수질측정망 운영 및 정밀조사 △수계별 수질 유해물질 데이터베이스 구축 및 관리 △수질자동측정망·퇴적물측정망·방사성물질측정망 운영 등의 업무를 맡아하고, 담수생태연구실은 △하천 및 호소의 생태 구조에 관한 연구 △조류 발생원인 규명 및 제어기법에 관한 연구 △생물기원성 이취미에 관한 연구 △수계의 환경생태에 대한 홍보 및 교육 등을 실시한다.

물환경측정망 운영 국가 공인 환경측정자료 생산

특히 물환경측정망 조사기관으로서 한강물환경연구소는 수질·자동·퇴적물·방사성물질측정망 운영을 통해 국가 공인 환경측정자료를 생산하고 있다. 수질측정망을 통해 한강의 하천이나 호소 등 수질보전대상 공공수역에 대한 수질 현황을 종합적으로 파악하고, 이미 집행된 주요 정책 사업 효과를 분석하여 장래 수질보전정책수립을 위한 기초자료로 활용하고 있다. 현재 한강수계 총 81개 지점(하천 76개, 호소 5개)에서 41개 수질항목을 대상으로 연 36∼48회 정도 조사를 진행하고 있다.

수질자동측정망의 경우 한강수계 총 23개 지점에서 측정된 데이터를 수질TMS관제센터에서 수집하여 환경부, 국립환경과학원(4대강 물환경연구소), 한국환경공단에 전송하고, 해당 기관에서는 전송된 자료에 대한 실시간 모니터링을 수행하고 있다. 이러한 수질감시경보 체계를 통해 수질오염사고가 발생하더라도 신속한 대응조치가 가능하다.

수저(水底) 퇴적물의 이화학적 특성을 조사하고 환경질을 평가하기 위한 퇴적물측정망은 한강수계 총 78개 지점(하천 38개, 호소 40개)에 위치해있으며, 하천퇴적물은 23개 항목을 대상으로 연 2회, 호소퇴적물은 그보다 많은 68개 항목을 대상으로 연 1회 조사된다. 이를 통해 퇴적물이 수질과 수생태계에 미치는 영향에 대한 기초자료를 확보할 수 있다.

방사성물질측정망은 공공수역에 대한 방사성물질 세슘(134Cs, 137Cs)과 요오드(131I) 현황을 조사하고, 방사성물질과 방사성폐기물의 공공수역 유입 여부를 조사하기 위해 설치됐다. 한강물환경연구소는 한강수계 총 30개 지점(하천 27개, 호소 3개)을 대상으로 연 2회 조사를 실시하고 있다.

   
▲ 팔당호로 유입되는 남한강 하류.

한강수계 유량 관측망 48개 지점 운영

아울러 물환경연구소는 이취미(異臭味) 발생에 대한 분자생물학적 특성연구를 하고 있다. 지난 2011년 겨울부터 그 이듬해 여름까지 팔당호에 남조류가 대량 발생하면서 상수원수 내 이취미 물질 관리에 대한 관심이 증가했다. 실제로 한강수계 내 미소생물의 대량 증식으로 이취미 농도가 증가하고 있다.

이취미 원인조류 중 아나베나(Anabaena)와 같은 부유성 남조류에 대한 연구는 다수 진행되었으나 저서성 남조류를 포함한 연구는 미비한 실정이다. 이에 따라 부유성 및 저서성 남조류의 분자생물학적 연구를 통해 이취미를 유발하는 원인생물의 생리·생태적 특성을 파악하고자 한다.

또한 물환경 보전을 위한 유역관리 정책을 수립하고 이행평가의 과학적인 근거 자료를 확보하기 위해 남한강 충주호(19개), 북한강 수계(10개), 한강 본류 및 유입지천(10개), 경안천(2개), 임진강수계(7개) 등 48개 지점에서 한강수계 유량 관측망을 운영 중이다. 요일별 수계 내 수리·수문 변동을 반영하기 위해 평균 8일 간격으로 유량을 동시 측정하며, 연 36회 이상 유량 측정을 실시하고 있다.

대상 수계의 유역구간별 측정지점에서 하상 특성에 적합하게 일정 구간을 구획하여 구간별 유속을 측정하고, 대상 지점에서의 하상단면을 작성하여 실측된 유속과 하상단면 값을 이용해 유량을 산정한다. 이를 통해 유량의 변화 추세를 파악할 수 있고, 한강수계 오염총량관리 시행을 위한 기준유량 설정 등 주요 수질정책의 기초자료로 제공하여 활용하고 있다. 
 
2008년 5월 한강물환경생태관 건립·운영

한편, 한강물환경연구소가 운영하는 한강물환경생태관은 물환경생태에 대한 이해와 한강자원의 소중함을 인식하는 체험공간을 조성하고 한강유역에 대한 연구성과를 보존·관리하기 위해 2008년 5월 건립됐다. 연간 1만 명 이상의 관람객이 한강물환경생태관을 방문해 한강 생태를 체험하고 물의 중요성을 알아가고 있다.

   
▲ 한강물환경연구소가 운영하는 한강물환경생태관은 물환경생태에 대한 이해와 한강자원의 소중함을 인식하는 체험공간을 조성하고 한강유역에 대한 연구성과를 보존·관리하기 위해 2008년 5월 건립됐으며, 연간 1만 명 이상의 관람객이 방문해 한강생태를 체험하고 물의 중요성을 알아가고 있다.
   
 
   
 
주요 관람코스로는 복합문화공간인 ‘행복의 물’을 비롯해 5개 주제 전시공간인 △물 그리고 한강(인터렉티브 영상공간) △생명의 물(생태 구역) △정보의 물(과학 구역) △재미의 물(감성체험 구역) △시간의 물(역사 구역) 등이 있다. 특히 ‘생명의 물’에서는 천연기념물부터 플랑크톤, 양서류, 파충류, 갑각류 생물들까지 한강에 사는 다양한 생물을 만나볼 수 있다.   

로비 한쪽에는 증강현실기법을 적용한 스마트폰 어플리케이션 ‘한강물환경연구소 잠자리이야기 AR’을 이용해 가상의 3D 잠자리를 현실에서 감상해볼 수 있는 체험 구역이 마련되어 있다. 팔당호에 서식하는 아시아실잠자리, 왕잠자리, 노란측범잠자리의 비행 모습이나 잠자리의 구조, 잠자리 유충의 우화(羽化)와 먹이사냥 등을 생생하게 관찰할 수 있어 관람객들의 많은 관심을 끌고 있다.

팔당댐·취수장 등 한강 물사랑 생태체험

다음으로 우리 일행은 팔당호 수질조사선인 ‘한강1호’를 타고 팔당호의 수질 상태와 수생태 서식에 대해 알아보았다. ‘한강1호’는 국립환경과학원에서 녹조 등 각종 수질오염으로부터 팔당상수원을 보호하기 위해 총 4억7천만 원을 투입해 건조한 선박으로, 수심측정기, 자가발전기 등 부속 기자재를 장착하여 수질·퇴적물·수생태계 등의 환경시료를 현장에서 채취·측정할 수 있다.

‘한강1호’는 한강물환경연구소 옆 선착장을 시작으로 팔당상수원보호구역, 족자섬, 팔당댐 및 취수장, 팔당호 수질측정지점 순으로 돌았다. 한강유역환경청 한강수계관리위원회에서는 매년 4∼11월 매주 화요일부터 금요일까지(1일 1회 오후 2시) 일반 시민들을 대상으로 생태학습선 프로그램을 운영하고 있다.

   
▲ 양평군 양수리 두물머리에서 바라본 팔당호 전경.
이날 선착장을 떠나 선상에서 바라본 팔당호는 2천600만 수도권 주민의 상수원이자 수많은 종의 물고기, 수생식물, 동·식물플랑크톤 등의 서식지로 더불어 살아가야 할 소중한 자연 그 자체였다.

팔당호는 1973년 팔당댐 축조로 조성된 인공호로 서울에서 동쪽으로 약 4.5㎞ 떨어진 경기도 남양주시 능내리에 위치해 있다. 남한강과 북한강, 경안천이 유입되고 있으며, 북한강이 전체 유입량의 40.5%, 남한강이 57.0%, 경안천이 2.5%를 차지하고 있다. 평균 수심은 약 6.5m로 얕아 수온과 용존산소(DO)의 분포가 비교적 일정하고, 연평균 체류시간이 3.0∼6.7일 정도로 짧은 하천형 호소이다.

팔당호 유역은 총 면적 2만3천800㎢에 만수(萬水)면적이 36.5㎢, 저수용량은 2억4천400만㎥ 정도로, 국내외 다른 호소와 비교해 만수면적에 비해 유역면적이 넓어 호소의 수질·수생태가 유역의 영향을 상대적으로 크게 받는다. 유순주 소장은 “특히 경안천 유역은 전체 팔당호 유역의 3%에 불과하나 수량이 적은 반면 오염원이 밀집되어 있어 철저한 수질관리가 필요한 유역”이라고 말했다.

상수원 보호구역 지정해 개발행위 엄격 제한

양수대교를 건너 양수리환경생태공원을 지나면 팔당댐 상수원 보호구역이 모습을 드러낸다. 상수원 보호구역은 상수원 확보와 수질보전을 위해 「수도법」에 따라 쓰레기나 동물의 사체류를 버리는 행위, 가축의 방사·어렵 또는 조류를 포획하는 행위, 유영·목욕이나 세탁, 기타 수질을 오염시키는 행위를 금지한 구역이다.

서울과 수도권 주민의 식수원을 보호하기 위해 지정된 팔당댐 상수원 보호구역은 남양주시 42.4㎢(26.7%), 양평군 25.7㎢(16.2%), 광주시 83.6㎢(52.6%), 하남시 7.1㎢(4.5%) 등 4개 시·군에 걸쳐 있다. 이 구역은 개발제한구역이기도 하며 정부에서는 각종 개발행위를 엄격히 제한하고 있다.

   
▲ 두물머리 한복판에 위치한 족자섬에는 철새인 가마우지가 무려 1만 마리가 넘게 서식하고 있어 이들의 엄청난 먹성 때문에 어족자원이 줄어들고 있는데다가 분변으로 인해 나무들이 고사하고 수질오염을 일으켜 인근 주민들의 민원이 심각한 수준이다.
왔던 길을 다시 돌아 나가다 보면 족자섬이 눈에 들어온다. 남한강과 북한강이 만나는 두물머리 한복판에 위치한 족자섬은 발자국 모양을 닮았다고 하여 ‘족자’라는 이름이 붙었다. 사람의 발길은 닿지 않지만 현재 관심 필요종인 가마우지의 최대 서식처이다. 개체수만 해도 무려 1만 마리가 넘으며, 그 수는 매년 기하급수적으로 늘어나는 추세다.

그만큼 팔당호의 생태환경이 좋아진 것으로도 볼 수도 있으나, 이들의 엄청난 먹성 때문에 어족자원이 줄어들고 있는데다가 분변으로 인한 오염으로 인근 주민들의 민원이 심각한 수준이다.

족자섬을 지나 한강 상류로 넘어오면 팔당댐이 그 모습을 드러낸다. 팔당댐은 당초 수력발전용으로 지어졌으나, 지금은 국내 최대 규모의 광역상수원으로서 더 중요한 역할을 담당하고 있다. 평수기에는 하류지역에 약 200㎥/초 정도의 물을 계속해서 흘려보냄으로써 하류지역 수질오염 저감에도 기여하고 있다.

상·하류 취수장 18개…매일 830만여㎥ 취수·공급

팔당댐 오른쪽에는 팔당 취수장이 자리하고 있다. 취수장(取水場)은 수돗물의 용수를 위해 강이나 저수지 등에서 원수(源水)를 끌어들여 정수장으로 보내는 시설로, 팔당호의 상·하류에서는 매일 830만여㎥ 정도를 취수해 수도권 일대 정수장으로 공급하고 있다.

팔당댐 상류에 △팔당1∼3 △광주·용인 공동 △금남 △양서 등 6개의 취수장이 있으며, 하류에는 △하남 △덕소 △강북 △도곡 △토평 △암사 △구의 △복정(한강) △풍납(인천) △풍납 △자양(일산) △자양 등 12개의 취수장이 있다. 이들의 총 설계시설용량은 1천722만8천500㎥이고, 하루 평균 취수량은 828만5천148㎥이다.

취수장에서 얼마 떨어지지 않은 곳에는 팔당호 수질측정지점이 있다. 팔당호는 호수 만수(萬水) 면적에 비해 유역면적이 매우 커, 상대적으로 오염에 매우 취약한 형태적 특징을 지닌다. 유순주 소장은 “팔당댐 상류의 북한강 수계는 평화의 댐을 포함해 6개의 대형 댐이 있어 유량조절 기능을 갖추고 있는 반면, 남한강 수계는 충주댐의 방류량에 직접적인 영향을 받는다”고 설명했다.

팔당호 유역의 인구는 1990년도 약 40만 명에서 2013년도 88만4천 명으로 약 2.2배 증가하고 생활오수 발생량은 2.4배 증가했다. 특히 폐수 배출업소는 3.6배, 산업폐수 발생량은 2.3배로 크게 늘었다. 유 소장은 “이와 같은 오염원의 증가는 팔당호 수질에 직접적으로 영향을 미치므로 주의 깊은 오염원 관리가 필요하다”고 말했다. 

   
▲ K-water가 운영하고 있는 팔당 취수장 전경. 팔당호 내에 6개의 취수장과 하류에 12개 취수장 등 18개의 취수장 있어 이곳에서 매일 830만여㎥의 원수를 취수해 수도권 일대 정수장으로 공급하고 있다.

팔당호 조류, 수온 등 수리·수문학적 요인 커

유 소장에 따르면, 현재 팔당호의 수온은 연평균 13.6℃ 수준으로, 6월부터 9월까지는 평균 20℃ 이상으로 수온이 유지되고 있다. 생물화학적 산소요구량(BOD) 농도는 ‘한강수계 상수원 수질관리 특별종합대책’이 본격적으로 시행된 1999년을 정점으로 점차 낮아지고 있고, 화학적 산소요구량(COD) 농도는 1990년대 2∼3㎎/L 수준에서 꾸준히 늘고 있다.

총인(T-P), 총질소(T-N)와 같은 영양염류는 수생생태계를 유지하는 데 필수적인 요소이나 너무 많으면 수생식물종의 불균형을 초래하고 유해조류의 대량 증식을 일으켜 사람의 건강까지 위협할 수 있다. 팔당호의 총질소(T-N) 농도는 1991년 가장 낮은 수준을 나타낸 이후 매년 증가하다가 1997∼1998년을 정점으로 하여 현 수준을 유지하고 있다. 총인(T-P)은 1991년 이후 꾸준히 감소하다가 2003부터 증가하더니 2005년부터는 다시 감소 추세에 있다.

 한편, 조류(식물플랑크톤) 생체량을 간접적으로 보여주는 클로로필-α 농도는 대체로 강우량이 적어 수체의 체류시간이 길어지는 봄철과 가을철에 높고, 집중강우로 체류시간이 짧아지는 겨울철에 가장 낮은 농도를 보인다. 팔당호의 클로로필-α 농도는 2001년까지 지속적으로 증가했으나 그 이후에는 매년 감소하고 있다.

아울러 조류 발생량은 이미 팔당호 내에 충분한 영양염이 분포하기 때문에, 총인이나 총질소와 같은 영양염류의 증감보다는 오히려 수온, 체류시간, 강우량과 같은 수리·수문학적 요인에 더 큰 영향을 받는다. 유 소장은 “지난 2017년 팔당호의 연평균 BOD는 1.05㎎/L로 나타났는데(12월 제외), 이는 팔당호 BOD 측정을 시작한 1994년이래 역대 최상 수준”이라고 말했다.

   
▲ ‘한강1호’ 선상에서 바라본 팔당댐 전경.

팔당호 수질보전·수생태계 건강성 확보에 주력

팔당호는 수도권 인구의 주요 상수원이자 수생생물의 터전으로서 큰 가치를 지니고 있다. 이에 환경부에서는 오염으로 손상된 호수를 복원하고 수질오염 확산을 사전에 방지하기 위한 보다 적극적인 대처방안을 강구해 왔으며, 팔당호 유역이 직면해 있는 다양한 환경문제 해결을 위해 많은 사업과 연구를 진행하고 있다.

한강물환경연구소도 팔당호를 포함한 한강수계 하천과 호소의 수질·수생태계 보전에 관한 연구로 △수질측정망 운영자료 등 과학적 수질자료 구축 △유역환경조사 평가연구(팔당유역 수질보전 종합진단평가연구·비점오염원 관리 강화 연구 등) △한강수계 환경기초조사사업 △담수생태계 기능해석 연구(조류경보제 운영 등) 등을 지속적으로 수행해 왔으며, 연구결과는 상수원 보호를 위한 수질관리정책 수립의 핵심자료로 환경부 등 관계기관에 제공해 왔다. 또 매년 환경단체, 학교, 연수원 등 4천여 명에게 생태체험교육을 하는 등 현장환경교육의 중심 역할을 담당하고 있다.

   
▲ 유순주 한강물환경연구소장이 팔당호 수생태계 현황에 대해 설명을 하고 있다.
유순주 소장은 “지난 10여 년간 팔당호 및 그 주변지역의 환경보전 및 오염 저감과 관련한 수많은 문제를 해결하는 데 많은 발전이 있었다”며 “한강물환경연구소와 한강유역환경청 그리고 팔당호에 접해 있는 각 지자체들의 상호 협조와 투철한 환경보전 의지가 그 밑거름이 되고 있다”고 말했다.

그러나 유 소장은 “계속되는 인구 증가, 기후변화, 외래 생물종의 침입 등에 따라 팔당호와 그 유역은 수질오염뿐만 아니라 생태계 건강마저 위협받고 있는 실정”이라며 “환경 보전을 위한 앞으로의 노력을 보다 지속적으로 강화시켜 나갈 계획”이라고 강조했다. 

 [사진 = 배철민 편집국장 / 취재·정리 = 동지영·최해진 기자]

 [『워터저널』 2018년 7월호에 게재]

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