편집 : 2018.11.16 금 17:23
로그인 회원가입 전체기사 기사제보 PDF보기
자세히
> 뉴스 > 특집/이슈/진단
     
Part 04. 물환경 회복 위한 수질·수량·수생태계 통합물관리 체계
2018년 09월 05일 (수) 10:03:44 워터저널 webmaster@waterjournal.co.kr

 특 집   Ⅱ. 통합물관리 추진 방향과 전문가 정책제언(하)


“금강유역, 2014년 통합 물 건전성 낮은 편”


대청댐 하류·금강하구언 물복지 나빠…용담댐은 사회적 서비스 낮아
하천 종합건전성·물 사회적 서비스간 조화 이룬 수자원정책 수립 시급


   
▲ 하 성 룡
충북대학교 도시공학과 교수

Part 04. 물환경 회복 위한 수질·수량·수생태계 통합물관리 체계

하천, 인간 물이용·생태적 가치 총합

통합물관리 체계는 하천이 가진 수문·생태적 건강성(River Soundness)과 물의 사회적 서비스(Human Service)의 조합으로, 이 둘을 독립적인 개념으로 보고 상대평가 후 종합평가하는 것이 바람직하다. 하천의 종합건전성은 환경·생태적 건강성과 하천의 회복력 등을 종합적으로 평가한 개념이고, 물의 사회적 서비스는 물공급, 물이용, 물 서비스 관리, 물 서비스의 형평성 등을 아우르는 개념이다.

하천의 가치는 인간의 물이용 관점의 가치와 생물의 서식처로서 생태학적 가치의 총합이다. 따라서 하천의 종합건전성 평가는 하천이 가진 수문·환경·생태학적 건강성을 복지의 측면에서 평가함으로써 하천의 자연성을 회복하고 인간과 자연이 공유할 수 있는 친수공간으로서 하천을 만들기 위한 것이다. 이를 통해 인간의 사회·경제·문화적 욕구를 충족할 수 있는 지속가능한 물복지 정책을 수립하고 수자원정책의 변화를 고려한 종합 평가지표를 개발하는 것을 목적으로 한다.

하천의 종합건전성은 수문학적 건강성과 생태적 건강성을 합친 개념으로, 크게 △수량 △수질 △수생태 건전성 평가를 토대로 산출한다. 이때 평가에 활용되는 주요 지표는 수량의 경우 고유량(High Flow), 저유량(Low Flow), 영유량(Zero Flow), 변동성(Variability), 계절성, 건천화 일수 등, 수질의 경우 생물학적산소요구량(BOD), 총인(T-P), 총대장균군, 클로로필-a 등, 수생태의 경우 부착돌말류(TDI), 저서성 무척추동물(BMI), 어류(FAI) 등이다.

   
 
수량 건전성, 하천건천도로 평가

수량 건전성 평가는 관측유량 자료와 모델에 의해 모의된 자연유출량을 이용하여 산출한다. 고유량(High Flow)은 1년 중 최고 또는 두 번째로 높은 월유량(monthly steam flow)을 대상으로 산정하고, 저유량(Low Flow)은 1년 중 가장 낮거나 두 번째로 낮은 월유량을 대상으로 산정한다. 영유량(Zero Flow)은 하천이 마르거나 이와 유사한 상황을 갖는 시간에 대한 비율이며, 변동성(Variability)은 월별 하천 유량의 변동성을 반영하여 산정한다.

수량 건전성 평가 일환으로 금강유역 상·하류 일대의 건천화 빈발 지역을 알아보기 위해 건천화일수를 조사한 바 있다. 2002년부터 2015년까지 하천유지유량 고시지점(국토부)에 대한 연간 하천건천화 일수 산정 결과, 2000년 하반기 이후로 건천일수는 증가 추세에 있는 것으로 나타났다. 특히, 하류보다는 상류에서 건천화 일수가 높은 것으로 나타났으며, 지역별로는 해포 290일, 진천 210일, 오창 200일 순으로 높았다.

수량 건전성 평가는 국토부가 하천유지유량 고시지점을 선정하고 기준 유량을 고시한 것에 따라, 고시지점 기준유량과 해당 지점의 실제 유량을 비교하여 이뤄진다. 실제 유량이 고시 기준유량 이하인 일수(D)를 기준으로 5단계로 분류, 하천의 건천 상태를 평가한다. 기준유량을 고시하지 않은 지점은 실제 유량과 자연상태의 평균 갈수량을 비교하여 하천건천화 일수를 산정한다.

보통 1등급을 양호, 2등급을 보통인 상태로 보며, 3단계는 약간 나쁨, 4단계는 나쁨, 5단계는 매우 나쁨 단계로 구분한다. 1∼2단계는 현재 상태를 유지하고 3단계부터 지하수 취수 제한, 유역 관리 등의 중장기 개선대책을 추진한다. 4∼5단계는 건천화 개선유량을 직접 확보하는 등의 특단의 대책을 추진한다.

   
 
중권역별 수질목표기준 설정·평가

한편, 환경부는 「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률」에 따라 전국 주요 하천의 생활환경기준의 목표기준과 달성기간(2025년)을 고시하여 각종 수질개선대책을 수립하도록 하고 있다. 하천의 생활환경기준은 수질과 수생태계 상태에 따라 매우 좋음부터 매우 나쁨까지 총 7단계로 구분된다. 목표기준에 대한 평가는 2007년부터 적용해 시행 중이며, 전국 하천 116개 지점을 대상으로 하고 있다. 화학적산소요구량(COD)과 총인(T-P), 총유기탄소량(TOC)에 대해 각각 평가한다.

그 예로 미호천(美湖川)은 하천 생활환경기준 평가에서 ‘보통’(상위 4번째) 등급을 받았고, 이에 대한 중권역별 수질목표기준 만족도 평가(2006∼2016년)에서도 ‘보통’ 등급을 받았다. 특히 생물화학적산소요구량(BOD)이 5㎎/L, 총인(T-P)이 0.2㎎/L를 기록하여 BOD 수치가 기준 목표치에 못 미치는 때가 많았던 것으로 관측됐다.

게다가 이러한 수질초과 현상은 물이 많을 때보다 오히려 물이 적을 때 더 자주 발생하는 경향을 보였는데, 이는 기후변화로 유례없는 가뭄이 지속되기라도 하면 훨씬 더 큰 어려움을 겪어야 함을 시사한다.

수질 목표기준 달성률(%)은 목표수질 설정구간 수를 목표수질 달성구간 수로 나눈 값에 100을 곱한 값이다. 2007년부터 2016년까지 한강·낙동강·금강·영산강 등 대권역에 대하여 중권역별 수질목표 기준에 대한 달성률을 산정한 결과, BOD는 연도별로 달성률이 높아지고 있고, T-P는 2010년 이후 큰 폭으로 증가 추세에 있는 것으로 나타났다. 다만 영산강 수계는 2013년 하반기를 기점으로 점차 감소 추세에 있었다.

금강 상하류, 수생태 건전성 낮아

수생태 건전성 평가는 부착돌말류(TDI), 저서성 무척추동물(BMI), 어류(FAI) 등을 주요 대상으로 한다. 부착돌말 영양지수는 각 구간에서 출현한 종의 상대밀도, 종의 오염민감도 및 지표값을 사용하여 계산하고, 저서동물지수는 출현한 각 지표생물군의 유기물오염 평가값 및 지표가중치를 적용하여 산출한다. 어류는 총 국내총수, 여울성 저서종수, 민감종수 등 8개의 메트릭 총합으로 건강성을 평가한다.

2016년 환경부의 ‘하천 수생태계 현황조사 및 건강성 평가’에 2008∼2016년 한강·금강·낙동강·영산강의 부착돌말지수(TDI)의 변화에 대한 조사결과가 나왔다. 금강은 차츰 개선되다가 최근 3년 사이에 다시 나빠지고 있으며, 영산강도 초반에는 폭넓게 개선되는 듯 했으나 최근 들어 다시 악화되는 상태다. 한강과 낙동강은 2008년과 2016년 사이 변화가 거의 없었다.  

우리나라의 하천은 수량 분야에서 공간적 변화는 적으나 시간적 변화(기후의 영향)가 큰 편이다. 수질 분야에서 주로 댐 하류나 미호천·갑천·금강 공주, 금강 하구 등은 건전하게 나타났으며, 논산천은 수질개선이 매우 나쁜 것으로 나타났다. 수생태 분야에서는 금강이 상하류 유역과 관계없이 전반적으로 낮은 건전성을 보였다.

이로써 종합건전성은 대청댐 기준으로 상류지역이 높고 계속적인 수질개선이 이뤄지고 있으며, 하류지역은 점진적으로 개선 추세(논산천 제외)에 있는 것으로 드러났다. 이는 하수처리장 개선, 하천복원사업 등의 영향으로 보인다.

   
▲ 금강유역의 종합건전성은 대청댐(사진) 기준으로 상류지역이 높고, 계속적인 수질개선이 이뤄지고 있으며, 하류지역은 점진적으로 개선 추세에 있는 것으로 나타났다.

지수산정 신뢰성 위해 가중치 적용

하천 종합건전성의 주요 평가지표는 자료의 정량성, 대표성, 건강성, 지속성을 기준으로 크게 수량, 수질, 수생태 부문으로 구분했다. 먼저 수량 부문에서는 수문학적 특성을 반영한 ‘물 스트레스(Water Stress)’ 지표로, 중권역별 물의 풍부도(고유량), 하천의 건천화 상태(영유량, 건천화일수), 수변·수생태 환경을 대표하는 환경·생태유량(저유량, 변동성, 계절성)으로 구분했다.

수질 부문에서는 수환경을 대표할 수 있는 지표와 하천의 위해요인을 대표할 수 있는 지표를 선정했다. 이에 따라 하천의 이화학적 특성(BOD, T-P), 녹조(클로로필-a), 친수(총대장균군), 인간의 활동에 의한 오염정도(T-BOD, T-TP) 등으로 구분했다. 수생태 부문에서는 하천 수생태의 상태와 서식, 수변환경 등을 대표할 수 있는 부착돌말류(TDI), 저서성 무척추동물(BMI), 어류(FAI) 등을 선정했다.

이를 토대로 최종 하천 종합건전성 지수는 수량건전성 지수를 나타내는 H, 수질건전성 지수인 W, 수생태건전성 지수인 A를 합한 값이다. 다만 이와 같이 다수의 지표를 활용하는 경우, 지수 산정 방법의 신뢰성을 확보하기 위해 각 지표의 중요도를 나타내는 가중치(weight)를 적용하는 방안을 고려해 볼 수 있다.

그 중 하나로 엔트로피 가중치는 수문학적 이산확률변수 X의 확률분포가 균일분포를 전제할 때, 엔트로피가 최대값을 지니는 특성을 가진다. 이에 엔트로피 특성(응집도)에 따라 가중치를 부여한 결과, 지표별 가중치 중 수량 부문은 건천화일수, 수질 부분은 T-TP, 수생태 부문은 어류가 크게 나타났다.

하천 종합건전성, 대청댐 하류서 낮아

또 엔트로피 가중치를 적용하여 2008년, 2011년, 2014년도 등 연도별로 시계열 분석을 한 결과, 수량 건전성 평가에서 전반적으로 지수 값이 감소하는 추세로 나타났다. 수질 건전성은 갑천, 금강공주 등 하류 중권역을 중심으로 증가 추세로 나타났으며, 수생태 건전성은 전반적으로 감소했으나 2011년 이후로 뚜렷한 양상을 보였다.

하천의 종합 건전성은 대청댐 유역을 기준으로 상류 유역은 전반적으로 증가했으나, 하류 지역은 다소 감소하는 경향을 보였다. 특히 갑천 유역의 경우 건전성은 낮았으나 뚜렷한 상승세를 보이고 있었다. 이는 하수관거정비, 하천복원사업 등 다양한 오염원 방지대책에 힘입은 것으로 판단된다.

한편, 물의 사회적 서비스 평가의 지표체계는 K-water가 제시하고 있는 물 복지 지표에 기반하여 작성했다. 그러나 물의 사회적 서비스를 포괄적이고 종합적으로 평가하기 위해서는 현재 지표에서 영역을 확대할 필요가 있다. 이에 개선된 지표체계에서는 기존의 평가지표에서 내용을 세부적으로 다루거나 공간적 영역을 확장하는 개념에서 △물공급 △물이용 △물 서비스 관리 △물 서비스 형평성 등 총 4개 영역으로 구분하고 있다.

물공급 부문은 기존의 풍부하고 건강한 물공급 부문에서 다루지 않은 중수, 빗물 등을 추가적으로 반영했다. 물이용 부문에는 물 자원 및 주변지역 활용 측면에서 생태계서비스 지표를 포함시켰다. 물 서비스 관리 부문에는 기후변화 관련 재난 지표이자 물과 관련된 안전사고(방재시설 등) 지표인 취약성 평가 지표를 포함시켰다. 마지막으로 물 서비스 형평성 부문에는 물의 공급 및 공평한 사용을 나타내는 환경정의와 환경복지 지표를 보완했다.

대청댐 상류, 물 서비스 관리 높아

이로써 물의 사회적 서비스 평가의 부문별 주요 지표는 △물공급 - 유수율, 용수이용량, 미급수인구, 물 수급률 등 △물이용 - 1인 1일 물 사용량, 대체수원량, 상하수도 보급률 등 △물 서비스 관리 - 수도요금 현실화율, 상하수도 자립도 등 △물 서비스 형평성 - 노령인구 및 기초생활수급자 당 물 수급률과 1인 1일 물 사용량 등이다. 미급수인구 지표를 제외하고 모든 지표는 지수 값이 높을수록 긍정적인 결과를 나타낸다.

이를 통해 물의 사회적 서비스를 평가한 결과, 물공급은 용담댐 하류·보청천·대청댐 상류·초강·갑천 등은 좋음으로 나타난 반면, 금강공주, 금강하구언, 용담댐은 나쁨으로 나타났다.

물 이용 부문에서는 갑천, 대청댐 하류, 미호천은 좋음으로, 용담댐, 논산천, 영동천은 나쁨으로 나타났다. 물 서비스 관리는 대청댐 기준으로 상류 유역이 좋은 것으로 나타났다. 물 서비스 형평성은 무주남대천, 용담댐하류, 영동천은 좋았으나 대청댐 하류, 금강하구언, 논산천은 나쁨으로 드러났다.

결과적으로 사회적 서비스는 갑천, 대청댐 상류, 용담댐 하류는 좋은 반면, 금강공주, 용담댐, 논산천 등지는 나쁨으로 조사됐다. 또 부문 및 전체 평가 결과, 갑천이 전체적으로 물의 사회적 서비스가 잘 이루어지고 있는 데 비해, 금강공주, 용담댐은 상대적으로 서비스 수준이 낮은 것으로 나타났다.

   
 
2014년 금강 통합 물 건전성 낮은 편

하천 종합건전성 평가와 마찬가지로, 엔트로피 가중치를 적용해 물의 사회적 서비스 평가를 진행했다. 우선 2008년, 2011년, 2014년 전체 평균에 대한 연도별 시계열 분석을 해본 결과, 물공급 부문은 미호천은 개선됐으나 전체적으로 비슷한 수준이었고, 물이용 부문은 전체적으로 개선되는 경향을 보였다.

또 물 서비스 관리 부문은 미호천, 초강, 금강하구언을 제외하고 증가하는 경향을 보였으며, 물 서비스 형평성 부문은 영동천, 대청댐 하류, 대청댐을 제외하고 전반적으로 증가하는 추세에 있는 것으로 나타났다. 결과적으로 물의 사회적 서비스 부문은 영동천, 초강을 제외하고 전체적으로 증가하는 경향을 보였다.

마지막으로 통합 물 건전성 평가를 위해 하천의 종합건전성과 물의 사회적 서비스를 독립적인 개념으로 상대평가 후 종합평가 한 결과, 2014년 기준 금강유역의 물의 사회적 서비스는 하천 종합건전성에 비해 비교적 잘 이루어져 있는 것으로 나타났다.

그러나 대청댐 하류, 금강하구언, 논산천은 물복지가 좋지 않고, 용담댐은 하천건전성은 좋으나 사회적 서비스는 낮은 것으로 나타나, 하천의 종합건전성과 물의 사회적 서비스 간 적절한 조화를 이룰 수 있는 수자원 정책이 필요하다고 결론 내렸다.

   
 
최상류 하천·도랑 관리대책 절실

우리나라의 물줄기는 크게 강, 천(개천, 내(川)), 시내(실개천), 개울, 도랑 등으로 나뉜다. 강이나 하천은 통해 관리되고 시내는 소하천 정비계획으로 관리가 이뤄지고 있는 반면, 개울이나 도랑은 구체적인 관리계획이 없는 실정이다.

따라서 도랑과 개울 살리기를 추진하면서 오염부하의 유입을 차단·저감하려는 노력을 병행하는 종합적 유역관리 차원의 접근이 요구된다. 또 음식점이나 숙박업소, 공장이나 축사 등의 점오염원(Point Source) 관리와 함께 도로·농경지·임야 등의 비점오염원도 관리해 나가야 한다.

또 우리나라에서 농경지나 농업용수로 또는 주거지복개하천은 도랑에서 제외되어 있다. 현재 지도상 추출된 도량유역은 2만2천107곳으로 총 면적은 6천470㎢에 이르며 이는 금강유역 면적의 65.3%에 달한다.

따라서 앞으로는 농경지주거지(토지피복 중분류 주거지역)를 포함하는 도랑 유역을 우선 관리대상으로 고려해야 한다. 이 경우 관리대상 도랑유역은 7천224곳으로 금강유역 면적의 28.8%를 관리하게 되는 것이다.

게다가 현재 금강수계 도랑유역의 총 총인(T-TP) 배출부하량은 2007년 기준 4천117.8㎏(금강수계 전체 배출량의 58.1%)이며 도량유역별 총인 배출부하량은 평균 0.6㎏/㎢/일, 최대 5.6㎏/㎢/일이다. 이에 도랑관리를 위한 통합 데이터베이스(DB) 구축이 시급하다. 각각의 조사지점별 도랑과 도랑 유역을 전산화하여 최상류 하천(도랑)까지도 관리할 수 있는 통합 컨트롤타워가 절실히 요구된다.

[『워터저널』 2018년 9월호에 게재]

     관련기사
· Part 05. 거버넌스 관점의 통합물관리 정책제언· Part 06. 정부조직 개편 따른 성공적 연착륙 방안
· Part 07. [전문가 토론] 통합물관리 정책방향· [특집] Ⅱ. 통합물관리 추진 방향과 전문가 정책제언(하)
ⓒ 워터저널( http://www.waterjournal.co.kr ) 무단전재 및 재배포금지 | 저작권문의  

     

워터저널소개 | 제휴안내 | 광고안내 | 불편신고 | 개인정보취급방침 | 청소년보호정책 | 이메일주소무단수집거부
(주)물사랑신문사 우) 138-838 서울 송파구 삼전동72-3 유림빌딩 | TEL 02-3431-0160 | 청소년보호책임자 : 배철민국장
Copyright 2010 워터저널. All rights reserved. mail to waterjournal@hanmail.net