60년 뒤 한국, 300만명은 ‘지하수 부족’ 겪는다

포스텍, 남한지역 지하수 수위 하강 예측

작업자가 지하수의 수위를 계측하고 있다. 게티이미지뱅크

2080년 한국에서 300만 명이 지하수 고갈을 경험할 수 있다는 국내 연구결과가 제시됐다. 지하수 수위가 낮아지면서 지하수를 얻는 데 어려움이 생기게 된다는 것이다.

지하수는 우리가 마시는 생수는 물론 공업용수와 농업용수의 공급원이다. 지하수 수위가 낮아지면서 우리 삶에 필수적인 물 자원을 수급하기 위해 지금보다 많은 자금을 투자해야 할 것이란 관측이 제기된다. 

감종훈 포스텍 환경공학부 교수와 박창균 포스텍 연구원(현 LG에너지솔루션 소속) 연구팀은 2009년부터 2020년까지 수집된 남한의 지하수 수위 데이터를 시간적‧공간적으로 분석해 이같은 결론을 도출한 연구 결과를 지난달 20일 국제학술지 ‘종합환경과학’에 발표했다.

연구팀은 2009년부터 2020년 기간 전국 5900개 지하수 관측소가 수집한 200여 개의 수위 데이터에 고급 통계 기술인 ‘기정상성 실증 직교 함수 분석(CSEOF)’ 기법을 적용해 지하수 수위의 주요 시공간 패턴을 추출했다. 이 기법은 기존 공간의 변화만을 살피던 기법에서 시간 개념을 추가한 기법이다. 시공간적 분석이 가능해 시간 흐름에 따른 자연환경의 변화를 분석할 수 있다.

CSEOF 기법으로 분석한 결과 남한 지역의 지하수 수위 패턴은 수위 계절과 가뭄의 반복 패턴과 유사한 특성을 보였다.

특히 얕은 수심의 지하수가 깊은 수심의 지하수에 비해 강수량 변화에 빠르게 반응했다. 얕은 수심의 지하수가 지역사회의 물 수요를 맞추고 가뭄을 완화하는 데 중요한 역할을 했다는 설명이다. 반면 깊은 수심의 지하수는 수평·수직 층 유입과 유출 등 복잡한 수문학(육지에 존재하는 물의 생성과 분포를 연구하는 학문)적 영향에 더 많이 작용했다.

이번 연구에서는 2009년 이후 한반도 서부지역 지하수 수위가 계속 감소하고 있다는 패턴도 확인됐다. 심층 지하수 수위 감소 추세가 계속되면 2080년까지 한반도 남서부 지역 중심으로 미취수 지역이나 신도시 개발 지역의 최소 300만 명이 지하수 고갈을 경험할 가능성이 있는 것으로 예측됐다.

한반도 지하수 고갈 발생 예상 지역과 시기. 포스텍 제공

학계에 따르면 지하수는 생태계와 사회경제 발전을 위한 주요 자원 중 하나로 수도 시스템이 부족한 산악 지역에서는 그 중요성이 더욱 부각된다. 그러나 최근 도시 개발 계획과 지표면 온난화 같은 요인으로 지하수 소실을 부추기고 있다. 지하수가 물 자원으로 기능하는 역할을 고려했을 때 기후 변화 대응을 위한 수자원 정책을 수립해야 한다는 조언이 나온다.

60년 뒤 한반도 지하수 수위를 예측한 이번 연구에 대해 감종훈 교수는 “국내 기관이 오랜 기간 축적한 양질의 다층 지하수 수위 빅데이터와 고급 통계 기술을 사용해 지하수 고갈 위험을 예측하는 데 성공할 수 있었다”며 “지하수 수위 하강 예측을 고려했을 때 지역적 균형뿐만 아니라 수자원의 지역적 균형을 포함한 통합적인 국토 개발 계획이 필요하다“고 덧붙였다.

이 연구는 행정안전부 재난안전 공동연구 기술개발사업과 한국연구재단 기초연구사업의 지원을 받아 수행됐다. 

[박정연 기자 hesse@donga.com]