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| 양수전 지하수위 양수중 지하수위 물지하수 | |
'물은 우주의 근본물질이며, 그것으로부터 모든 것이 생성되었고 마침내 그것으로 돌아간다'. 그리스 최초의 철학자이자 7현인(七賢人) 중 제1인자인 탈레스가 2600여 년 전 한 말이다. 물은 인간의 생명을 유지하기 위한 필수요소로서 몸무게의 약 71%를 차지하고 있다. 사람은 하루에 약 3ℓ의 물을 필요로 한다. 경제가 발전하고 문화수준이 높아질수록 물 수요는 증가한다.
지하수와 하천수
지구에 존재하는 수자원의 총량은 13억8500만 ㎦ 정도로 추산된다. 하지만 바닷물이 97.2%, 빙하가 2.14%를 차지해 실제로 인간이 쓸 수 있는 물은 극히 일부에 지나지 않는다. 구체적으로 살펴보면 지하수는 전체 수자원의 0.61%, 지표수(하천수 호수 등)는 0.009%에 불과하다. 따라서 인간이 쓸 수 있는 물(담수)의 98% 이상이 지하수라는 것을 알 수 있다.
하천수와 지하수는 물의 순환과정에서 볼 때 아주 밀접하게 관련되어 있다. 땅속으로 스며든 비가 대수층을 통과하고, 이 지하수가 하천으로 배출되어 강물이 된다. 강물의 양은 지하수의 유출량에 따라 좌우되는데 특히 갈수기 때는 그 정도가 더욱 커진다.
또한 하천수는 하천 밑바닥으로 스며들어 복류수(underflow)의 형태로 하천과 평행하게 흐르든지, 주변의 하성퇴적층 속으로 유입되었다가 하류에서 다시 하천으로 유출된다. 따라서 하천과 하성퇴적층 간의 수문학적인 상호작용은 하천의 유량과 수질을 이해하고 예측하기 위해 매우 중요한 요소이다.
강변여과수와 취수장
강변여과수는 강 주변에 강바닥보다 깊게 관정을 파서 하천수를 모으는 방법이다. 이 경우 하천수들이 강변의 퇴적층을 통과하면서 여과가 되어 자연적인 수질 개선효과가 있다. 따라서 독일 네덜란드 프랑스 오스트리아 스웨덴 미국 호주 일본 중국 이스라엘 등 여러 나라에서 강변여과수를 취수원으로 개발하고 있다.
독일에서는 19세기 후반부터 라인강변을 따라 취수정을 굴착, 강변여과수를 개발하여 음용수로 사용하고 있다. 독일의 뒤셀도르프 정수장과 오스트리아의 빈 정수장은 유럽의 대표적인 강변여과수 취수장이다. 지표수를 주변의 충적층에 함양시켜 취수하는 인공함양방식의 정수장으로는 네덜란드의 암스테르담 정수장, 독일의 에센 정수장, 프랑스의 크로시 정수장 등이 있다.
우리나라에서는 1990년대부터 한강과 낙동강 등 주요 강 유역에 강변여과수 개발타당성 조사가 실시되었다. 현재 낙동강 하류의 창원시와 함안군에서 강변여과수 취수장을 운영하고 있으며, 김해시에서도 강변여과수 취수장 건설공사를 진행 중이다.
창원시 강변여과수 활용
창원시는 수돗물 원수인 낙동강물의 오염 취약성과 배분량 한계를 극복하기 위해 수질오염에서 상대적으로 안전하고 갈수기에도 풍부한 물을 공급할 수 있는 강변여과수를 개발하게 되었다. 창원시는 북면 및 대산면의 낙동강 본류 하안지역 두 곳에 시설용량이 각각 하루 1만t인 취수장을 건설하였으며, 1단계 확장공사(2000∼2005년)의 완공으로 대산면 지역에 하루 6만 m●의 강변여과수를 추가로 개발하였다. 창원시는 확장공사를 계속해 오는 2016년이면 강변여과수 취수량이 하루 24만 m●가 될 것으로 예상하고 있다.
현재까지 우리나라의 먹는물(수돗물) 생산은 주로 지표수(하천수)를 직접 취수하는 방법을 이용하고 있다. 하지만 지표수의 수질 저하로 강변여과수와 같이 강변 퇴적층을 활용하는 방식이 활발하게 도입될 것으로 전망된다.
부산대학교 지구환경시스템학부
주최 : 국제신문 과학기술부 한국과학재단 부산과학기술협의회
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