이효상 충북대학교 토목공학과 교수 "물 순환, 수문학적 접근 필요"

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본보는 지난달 19일 사단법인 한국물순환협회와 공동으로 '기후위기 무엇이 문제인가'를 주제로 1차 포럼을 진행했다. 1차 포럼을 통해 수십년간 이어져 온 우리나라의 물관리 체계와 문제점 등을 들여다보는 등 현상을 진단했다. 이제는 해결법 찾기다. 해결법을 찾기 위해 가장 시급한 일이 어느 부분에 방점을 찍은 것인가다. 전문가들은 가장 먼저 '물' 그 자체에 집중해야한다고 입을 모은다. 물을 관리하기 위해선 물을 제대로 알아야한다는 것이다. 이효상 충북대학교 토목공학과 교수의 '충북 초강 유역의 물수지 분석 사례'와 최종수 국가물관리위원회 위원의 '도시화로 인한 물순환 변화 및 대안' 발표가 그 답이 될 것이다. 발제에 이은 토론에서는 전문가들의 물순환에 대한 각기 다른 시각이 돋보였다. 물순환체계 구축을 위한 다양한 대안들이 제시됐고 구체적인 행정적 대응들도 소개됐다. 본보는 이번 포럼의 주제발표와 토론 내용을 알기 쉽게 정리했다.

'물순환 체계와 지속 가능한 통합 물관리'란 주제로 11일 청주시 도시재생허브센터에서 열린 지속 가능한 안전 충북의 길 포럼에서 이효상 충북대 토목공학부 교수가 '충북 초강 유역의 물수지 분석 사례'란 주제로 발표를 하고 있다.

ⓒ 김용수기자

［충북일보］이효상 충북대학교 토목공학과 교수의 물순환에 대한 문제접근은 '수문학'에서 출발한다.

수문학은 말 그대로 물에 대한 학문으로, 물의 생성, 순환, 분포, 이동, 상호작용 등 지구상의 물의 순환과정 전반을 다루는 학문이라 정의할 수 있다.

이 교수는 11일 '지속가능한 안전충북의 길' 포럼 주제발표에 나서 "수문학은 인류의 생활에 대한 반응을 포함한 자연 화학적·생물학적인 환경의 상호작용을 취급하는 과학"이라며 "물 순환을 알기 위해선 수문학적 접근이 필요하다"고 주장했다.

수문학의 역사는 고대 그리스 시대로 거슬러 올라간다.

고대 그리스의 철학자인 탈레스가 "만물의 근원은 물이며 모든 것은 물로 돼있다"고 말했다는 것이 수문학의 시초다.

이후 수문학은 수천년을 거쳐 점점 더 체계화됐고, 17세기 후반에 들어 '빗물이 하천유량의 근원'이라는 과학적 접근을 하기 시작했다.

ⓒ 김용수기자

그러면서 1930년대 이후 물을 관측하기 위한 수문학의 많은 이론과 방법 등이 개발됐고 이 교수도 수문학적인 측면에서 연구를 시도했다.

이 교수는 충북지역의 유역에 대한 연구에 특히 집중했다.

학문적으로 유역은 수문분석의 기본단위로, '지형적인 분수계로서 계류나 하천의 임의 단면을 통과하는 유량에 직접적인 공헌을 하는 지역'을 말한다.

충북지역의 경우 크게 보면 한강 유역과 금강 유역으로 구성돼 있다.

이 교수가 그중에서도 집중한 것으로 물 수지 분석이다. 물 수지 분석은 유역 단위의 물 수입과 보유, 지출을 분석하는 방식이다.

각 유역별로 강우량은 얼마나 되고 하천으로 빠져나가는 유량은 얼마나 되고, 증발량은 얼마나 되는 지를 분석하는 연구법이다.

경제 개념인 들어오는 돈(수입)과 나가는 돈(지출)을 물에도 적용한 셈이다.

물 수입량은 유역에 내리는 강수량에 인접유역으로부터의 땅속 지하수 유입, 관개용수 등을 더한 수치이고 물 지출량은 강물 유출, 자연 증발, 지하수 유출, 유역 외 공급용수 취수 등을 더한 수치다.

그는 "우리나라의 경우 총 유출량 731억㎥ 중 약 366억㎥를 수자원으로 이용하고 있고 생활-농업-공업 등의 용수 이용은 244억㎥, 하천유지유량은 122억㎥가 이용되고 있다"고 진단했다.

충북지역의 물 수지 분석을 위해 이 교수는 연구를 위해 영동군 초강 유역을 표본 연구대상으로 삼았다.

초강유역은 금강 유역의 일부분으로, 산지 73%, 농경지 21%의 구성비를 보이는 도내 자연 유역이다.

이곳에서 이 교수는 증발산량을 실측하고 강수량과 유량 등을 관측했다.

이 교수의 연구자료를 결론부터 얘기하자면 초강 유역 실측자료를 분석해 볼 때 홍수기에 충북지역에 내리는 강우량 중 57%가 증발된다.

비홍수기에는 증발량이 더욱 심각해져 강우량 대비 73%에 달한다.

이 교수는 "향후 충북지역 유역의 건전한 물순환을 위해서는 체계적인 손실량-증발산량의 관리가 필요하다"는 입장이다.

특히 봄, 여름철의 과도한 손실량 발생으로 인한 수자원의 손실량을 예의주시해야한다고 진단한다.

강 뿐만 아니라 호수나 하천 등의 직접적인 손실량의 확인도 필요하다.

이를 위해 이 교수는 기간분리의 필요성도 역설했다.

이 교수는 "물 수지 분석을 할 때 1년을 기준으로 분석을 하는 것이 아니라 유출특성분석은 홍수기와 비홍수기로 기간을 나눠야 개별 특성을 분석할 수 있다"고 강조했다.

향후 연구를 더욱 발전시킬 방안도 제시했다.

해마다 유출 특성의 편차가 발생하고 있기 때문에 꾸준한 연구와 유역토양저류 함수 모형 등을 통한 저류량의 변화 등을 고려한 분석이 필요하다는 것이다.

이 교수는 "충북지역의 경우 산림지역의 식생이 증발산량과 토양수분량 등과의 관계에 영향을 미치는 지 살펴봐야 한다"며 "향후 더 많은 연구를 진행해 신뢰도를 높여야 한다"고 강조했다. / 김정하기자