)
물순환이란 무엇인가
물은 비와 눈으로 땅에 내려와 조그만 하천을 지나 큰 강으로 흘러가면서 일부는 땅 밑으로 들어가거나 하늘로 증발되고, 나머지는 바다로 흘러가 다시 구름과 비가 되는 과정을 반복한다. 이것을 '물순환(water cycle)'이라고 한다. 지구에서 순환하는 물은 연간 57만7000㎦ 정도 된다고 한다. 바다에서 증발되는 물은 연간 50만2800㎦인데, 이 중 90%인 45만8000㎦는 비가 되어 바다로 떨어지고 나머지 10%(4만4800㎦) 정도만 육지로 떨어진다. 육지의 물은 11만9000㎦이며, 이가운데 7만4200㎦는 증발이나 증산에 의하여 대기로 돌아가며 35%인 4만4800㎦정도만 하천과 지하수의 유출에 의하여 바다로 흘러가거나 빙하 등의 형태로 남아 있게 된다. 이러한 순환의 과정에서 지구상의 많은 생명이 태어나고 성장한다. 또한 물은 지구가 적당한 기온을 유지할 수 있게 하고 비와 눈의 형태로 내리면서 공기 중의 먼지나 때를 씻어내며 하천을 깨끗이 하는 등 여러 가지 기능을 갖고 있다.
어, 물순환이 변해가네
인간은 자연적인 물순환계를 개조하면서 발전해 왔다. 특히 20세기 이후 도시로 인구가 집중되면서 빗물이 땅속으로 스며들지 못하는 지역이 확대되고, 하천부지가 줄었으며, 산림과 습지가 감소하는 등의 현상이 급속히 진행되었다. 그 결과 하천 유량의 변화와 지하수 등 용수의 고갈, 생태계 파괴 등이 일어났다.
도시로의 급격한 인구 및 산업의 집중과 도시지역의 팽창, 산업구조의 변화, 인구의 증가 및 고령화, 기상 이변, 무계획적인 개발 등으로 물의 순환계가 영향을 받고 있다. 유역의 토지이용 변화나 하천 하수도 등의 정비 상태에 따라 하천의 유량이나 지하수위 등 물 환경이 크게 변화한다.
도시화가 물순환계에 끼친 영향을 요약하면 △홍수 형태의 변화와 홍수피해 증가 △하천유량의 감소 △수질오염 △도시기후의 변화 △갈수 피해 요인의 증가 △방재대책상의 물부족 등을 꼽을 수 있다.
도시유역의 물순환은 어떻게 알 수 있나
도시유역의 물순환 해석은 도시화로 인한 물순환의 왜곡이나 변동을 분석하는 것이다. 물순환을 건강한 정상적인 상태로 되돌리거나 현 상태의 물순환 구조를 지속적으로 유지하기 위해 물순환 해석이 필요하다.
자연적인 요소와 인공적인 요소가 복잡하게 조합되어 있는 도시지역의 물순환 상태를 파악하기 위해서는 유역의 자연특성과 사회특성 등에 관한 기초 자료의 수집이 선행되어야 한다. 그 다음은 다양한 관측 결과를 토대로 물 순환계의 구조 및 인과관계를 평가하기 위한 모델링이 필요하다. 물순환의 문제점을 도출하기 위해 물순환 해석 모형을 이용, 현재의 상황과 향후 물순환계의 변화를 추정하는 과정을 거친다.
도시유역 물순환 개선법
빗물의 유출을 억제하고 저류기능을 강화하여 수자원 환경의 악화 등을 억제하는 시설을 '우수유출 저감 시설'이라 한다. 이러한 시설은 우수를 일시적으로 저류시키는 저류형과 지표면을 통해 지하로 침투시키는 침투형으로 구분된다. 미국이나 유럽과 같이 땅이 넓은 지역에서는 지역외 저류시설이 많이 발달되어 있다. 일본의 경우 땅값이 비싸기 때문에 침투에 관한 시설물을 최대한 활용하고 있다.
연구원에서 서울의 청계천 유역에 침투 트렌치를 설치할 경우를 가상해 시뮬레이션해 본 결과 갈수기에 하천 유량의 11% 정도를 증가시킬 수 있는 것으로 나타났다. 도시하천의 경우 이 같은 침투형 시설물을 활용하면 좋은 효과를 볼 수 있는 만큼 부산의 도심하천에도 적용할 수 있을 것이다. 한국건설기술연구원
☞ 주최 : 국제신문 과학기술부 한국과학재단 부산과학기술협의회 ☞ 장소 : 부산역 대회의실
주메뉴
ALL MENU