상수원수의 손실과 오염을 막으려면

우리나라의 상수원수 취수량

2020년 우리나라 상수원수 취수량은 69억4천333만㎥이다. 그 중 하천표류수가 45억9천650만㎥로 가장 많고, 댐과 저수지가 17억3천902만㎥로 그 다음으로 많으며, 하천복류수와 지하수가 각각 4억6천253만㎥ 및 1억4천528만㎥이다([표 1] 참조). 

상수원수 취수원 중 팔당호 취수원은 팔당호를 하천형 호소로 보아 하천표류수로 구분하고, 연간 취수량은 16억1천275만㎥이다. 또한, 상수원수 취수원 중 하천복류수 및 지하수는 하천표류수가 지하로 침투한 것으로 하천표류수로 구분한다. 이와 같이 상수원수 취수원을 구분할 경우 연간 취수량은 하천표류수가 52억430㎥, 그리고 댐 및 기타저수지가 17억3천902억㎥이고, 전체에 대한 비율은 각각 75% 및 25%이다. 

일반 하천수로와 도수터널 

상류의 댐이나 저수지의 물을 상수원수로 사용하는 경우 하천을 도수로로 사용하여 하류의 수요처에 상수원수를 수송하는 방법과 댐이나 저수지에서 도수관로, 도수터널 등을 도수로로 사용하여 하류의 수요처에 상수원수를 수송하는 방법이 있다. 

하천을 상수원수 도수로로 사용하는 가장 대표적인 예가 수도권의 한강과 낙동강유역의 낙동강이다. 수도권의 최대 상수원인 팔당댐 상수원의 경우 상수원수의 발원지는 충주댐, 소양댐, 횡성댐, 괴산댐 등 상류의 호소들이며, 팔당댐 상수원수는 이들 댐의 물이 북한강과 남한강을 통해 유입된 것이다. 팔당댐을 기준으로 소양댐은 북한강 상류 85㎞, 충주댐은 남한강 상류 100㎞ 지점에 각각 위치해 있다([그림 1] 참조). 

낙동강 유역의 상수원수의 발원지는 상류의 안동댐과 임하댐 그리고 합천댐과 남강댐 등이다. 대구광역시는 안동댐과 임하댐에서 방류되어 낙동강을 따라 흘러온 하천표류수를 강정취수장 등에서 취수하고, 부산광역시는 안동댐과 임하댐, 그리고 합천댐과 남강댐에서 흘러온 하천표류수를 물금취수장 등에서 취수한다. 안동댐과 임하댐은 대구광역시 강정취수장으로부터 유하거리 150㎞, 부산광역시 물금취수장으로부터 유하거리 250㎞ 상류에 있다([그림 2] 참조). 

댐이나 저수지에서 상수원수를 취수하여 도수관로나 도수터널 등을 도수로로 사용하여 하류의 수요처에 상수원수를 수송하는 대표적인 예로 동복호의 물을 상수원수로 취수하여 도수터널을 통해 광주광역시에 공급하는 길이 12㎞, 지름 2m의 동복호 도수터널과 용담댐의 물을 상수원수로 취수하여 전주·익산·김제와 군산·장항 산업 기지 등 서해안 지역에 상수원수를 공급하는 길이 21.9㎞, 지름 3.1m의 용담댐 도수터널이 있다([그림 3] 참조). 

하천도수로의 상수원수 유실 및 오염

일반 하천수로에 의해 상수원수를 이송할 경우 2가지 심각한 문제가 발생한다. 하나는 상수원수가 수요처에 도달하는 하천구간에서 증발산, 지하침투 등에 의해 상수원수의 손실이 발생한다는 것이고, 다른 하나는 해당 하천구간의 중하류에 유입되는 다양한 종류의 다량의 유해오염물질에 의한 상수원수의 오염이다. 

댐이나 저수지의 상수원수를 하류 하천에 방류하면 증발산, 지하침투 등으로 인해 막대한 양의 상수원수 손실이 발생한다. 하천수로와 유사한 특성을 가지는 농업용수공급수로에 대한 한 조사결과에 의하면 수로손실량이 29~46% 범위인 것으로 나타났다([표 2] 참조). 

그러나 농업용수로의 경우 수로의 길이가 5㎞ 내외인 것에 비해 상수원수가 흐르는 하천수로의 길이가 수십~수백 ㎞인 점을 고려하면 하천수로에 의한 상수원수의 손실률은 최소한 50% 이상일 것으로 추정할 수 있다. 손실률이 50%일 경우 104억㎥, 즉 52억㎥의 물을 더 흘려주어야 하고, 손실률이 60%일 경우 130억㎥, 즉 78억㎥의 물을 더 흘려주어야 한다. 귀중한 수자원의 막대한 손실이다.

또한, 일반 하천수로에 의한 상수원수의 도수는 상수원수를 극심하게 오염시킬 수 있다. 예를 들어, 팔당댐 상수원의 물은 소양댐과 충주댐에서 방류된 상수원수로서 각각 85㎞와 100㎞ 길이의 북한강 및 남한강의 하천구간을 흘러 들어온 것이다. 소양댐과 충주댐의 수질은 항목에 따라 Ⅰa등급에서 Ⅰb등급을 나타내고 있으나, 팔당댐의 수질은 항목에 따라 Ⅰb등급에서 Ⅱ등급을 나타내고 있어 상수원수 수질로서는 부적합한 것으로 나타나고 있다([그림 4] 참조). 팔당댐상수원의 이와 같은 수질악화는 해당 하천구간에 250만 명의 생활하수, 산업폐수, 축산폐수, 농경지와 도시화지역 등 비점오염물질 등 다양한 종류의 수질오염물질이 대량 유입되기 때문이다. 

상수원수는 인공도수터널 등에 의해 취수해야

세계 어느 나라도 수십, 수백만 명의 대도시 주민에게 상수원수를 공급하는데 일반 하천수로를 사용하지 않는다. 세계의 모든 대도시들은 상류의 청정 상수원수를 취수하기 위해 콘크리트나 강철 등으로 된 도수터널을 건설하여 사용하고 있다. 미국 뉴욕 시는 613㎞의 도수터널을 건설하여 상류 청정 상수원수를 취수하고 있으며, 로스앤젤레스 시는 2천119㎞의 도수관로를 건설하여 상류 청정 상수원수를 취수하고 있다. 호주 멜버른 시는 1천300㎞의 도수관로를 건설하여 상류 청정 상수원수를 취수하고 있으며, 영국 런던 시는 16개 댐으로부터 292㎞의 도수로를 건설하여 상수원수를 취수하고 있다([그림 5] 참조). 

상류 청정호소의 상수원수의 수질을 유지하고 수량의 손실을 막기 위해서는 청정호소에서 취수한 상수원수를 자연하천이 아닌 인공도수터널, 인공도수로, 인공도수관로 등을 설치하여 수요처까지 이송하여야 한다. 인공적인 도수시설은 상수원수의 증발산 손실과 토양 침투손실을 막기 위해 콘크리트, 강철관 등의 재질의 소재를 사용하고 가능한 한 밀폐된 형태로 하는 것이 바람직하다. 귀중한 상수원수의 유실을 막고, 수질오염을 방지하기 위해서는 인공도수시설을 사용해야 한다.

[『워터저널』 2022년 7월호에 게재]