1. 서 론
최근 발생하는 가뭄과 수자원 부족 현상은 기후변화와 도시화, 인구증가 등으로 인한 물 수요 증가와 함께 지속적인 관리가 필요한 사항으로 나타나고 있다. 이는 우리나라에서만 발생하는 현상이 아니라 전 세계적인 현상으로서 인간이 살아가는 곳 어디에서나 중요하게 여겨지는 상황이다.
가뭄과 같이 물 부족 발생을 막기 위해서는 수요와 공급이 균형을 이루어야 하며 수요와 공급이 균형있도록 하는 것이 중요하다. 수자원 공급량을 늘려 물 부족 현상을 해소하는게 가장 효과가 크지만 댐 건설, 지하수 활용 등 공급량을 늘리는 방법엔 한계와 어려움이 많으므로 한정적인 수자원을 효율적으로 관리하는 것이 더 중요하다. 따라서, 이런 물부족 현상을 관리하기 위해서 수자원 관리가 필요한 지역을 찾고 물부족 발생 가능성이 높은 시기를 파악하는 게 중요하다.
발자국(footprint)이란 인간에 의한 환경 파괴 정도를 나타내기 위해 사용되는 용어이며, 이는 인간이 발자국을 내딛는 순간 환경 파괴가 일어남을 표현한 것이다. 최초로 사용된 개념은 생태발자국이며, 그 외에 탄소발자국 및 물발자국이 등장하였고, 에너지발자국, 자원발자국도 나타났다(KEI, 2012). 최근 전 세계적으로 물 부족에 대한 평가의 중요성이 점점 더 강조되고 있다(Liu et al., 2017).
물발자국(Water Footprint)은 수자원의 이용을 정량적으로 표현하기 위한 개념으로, 제품 생산 과정에서 소모되는 총수량을 나타내는 지표이다(Vanham et al., 2013; Mekonnen and Hoekstra, 2014). 이는 물의 사용량과 오염 정도를 함께 고려하여 환경적 영향을 종합적으로 평가할 수 있는 효과적인 방법으로 인식되고 있다(Hur et al., 2019).
물발자국의 세부 개념으로 제시된 블루워터(Blue Water)와 그린워터(Green Water)는 각각 기존의 물 부족 평가에서 고려하던 가용 수자원(지표수 및 지하수)과 토양 내 수분을 의미한다(Rodrigues et al., 2014; Veettil and Mishra, 2016). 블루워터는 지표면이나 지하에 존재하거나 흐르는 담수를 가리키며, 저수지⋅댐 등의 인프라를 통해 저장 및 공급되는 물을 포함한다. 반면 그린워터는 강수가 토양 또는 식생 내에 저장되어 증발산 과정에 활용되는 수분을 뜻하며, 주로 토양수와 증발산량 자료를 이용해 산정한다(Falkenmark and Rockström, 2006; 2010; Hoekstra et al., 2011; Rodrigues et al., 2014). 그린워터 및 블루워터를 고려한 물부족 평가에서 지역의 토지이용과 특성에 적합한 수자원 관리를 할 수 있다(Calder, 2007). 특히 농경지가 넓게 분포한 지역에서는 그린워터 부족이 발생할 경우 블루워터의 보충이 필요하므로, 그린워터 부족 정도를 평가함으로써 추가적인 관개가 요구되는 시기를 판단할 수 있다. Rodrigues et al. (2014)은 두 개의 소유역을 Veettil and Mishra (2016)는 한 유역에 속하는 31개의 주의 그린워터와 블루워터를 평가하였다. 모형을 이용한 물발자국 평가는 APEX-Paddy 모델을 적용하여 농업지역에서 적용한 사례(Mohammad et al., 2020; Kim et al., 2024)가 있으며 기후변화 시나리오를 이용한 평가(Choi et al., 2021)가 있다. 그러나, 물부족이라는 개념이 인류의 식량생활과 밀접하게 있기 때문에 농업지역에 많이 활용되었지만 도시지역에서의 평가 사례는 많지 않다.
본 연구에서는 SWAT 모형을 활용하여 도시지역에 대한 물발자국 평가를 블루워터와 그린워터 개념을 이용하였다. 점차 증가되는 도시화와 인구 집중에 따른 도시에서의 물수요 관리 및 수자원 부족 등에 관한 관심이 커지는 현실에서 이와 같은 도시지역 평가는 필요한 과정이라 생각된다. 해당 대상 지역은 과천시가 위치한 양재천 상류 유역으로서 블루워터와 그린워터를 산정함으로써 물발자국 관점에서의 물 부족 현상을 평가하였다.
2. 연구방법
2.1 분석 방법
본 연구의 진행 과정은 Fig. 1과 같이 크게 물부족 매개변수를 산정하기 위한 SWAT 모형을 구축하는 부분과 SWAT 모형으로부터 산정된 요소를 블루워터와 그린워터 개념을 이용해 물부족을 평가하는 부분으로 구분된다.
먼저 물부족 현상을 평가하기 위한 대상 유역에 대해 SWAT 모델을 구축한다. 유역에서의 물순환을 평가할 수 있는 SWAT 모델을 통해 지표 및 지하수, 토양 등에서의 수문학적 현상을 모의하며 장기간 모의를 통해 생성된 수문자료를 이용하여 물부족을 평가하는 자료로 활용한다. 물부족 현상을 평가하기 위한 그린워터와 블루워터는 SWAT 모델에서 산정된 요소를 이용하게 된다. 그린워터 분석은 SWAT 모형에서 산정되는 토양수분량(SW)과 증발산량(ET) 자료를 사용하여 평가한다. 블루워터 분석은 SWAT 모형에서 산정되는 유출량(WYLD)과 하천 환경유량(EFR) 자료를 사용하고 물 수요량은 실제 수자원 수요량 자료를 문헌을 통해 조사한 자료를 사용한다.
2.2 공간적 범위
대상범위는 과천시를 선정하였다. 과천시는 상류의 양재천 유역 면적은 약 39.86 km2로 대부분 과천시를 포함하고 있어 수문 자료를 평가하기에 유역구분이 용이한 도시이다(Fig. 2). 과천시 면적은 35.87 km2로 우리나라 국토(100,443.6 km2)의 0.035%, 경기도 면적(10,199.5 km2)의 0.35%를 차지하고 있다. 과천시를 가로 질러 흐르는 양재천은 관악산에서 발원하여 북동쪽으로 흐르며, 탄천과 합류하여 한강으로 이어지게 된다.
2.3 SWAT 모형
SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모형은 미국 농무부 산하 농업연구소(USDA Agricultural Research Service, ARS)에서 개발된 수문 모형이다.
1994년에 처음 개발된 이후 지속적으로 개선되어 왔으며, 다양한 토지 이용 형태를 가진 유역에서도 장기간의 수문 및 수질 모의가 가능한 모형이다. 또한, 토지 이용과 토양 특성을 함께 고려하여 물순환, 유사, 그리고 유기물질의 거동을 예측할 수 있도록 설계되어 있다. 일 단위의 강우 및 기상자료를 이용해 유출을 모의할 수 있는 모형으로, 이는 수문(hydrology), 토양 유실(erosion), 영양물질(nutrients/pesticides), 하도 추적(main channel processes)의 네 가지 부 모형(sub-module)이 있다. 수문 순환을 계산하는 모듈은 저류 방정식을 기반으로 하여 일 단위로 지표유출, 중간유출, 침투, 지하수, 증발산 등과 같은 물 수지를 산정할 수 있도록 구성되어 있다. SWAT 모형은 수문 및 수질을 다양한 공간적⋅시간적 범위에서 효율적으로 분석할 수 있는 도구로, 국내외 여러 연구와 실무 분야에서 폭넓게 활용되어 왔다(Arnold and Allen, 1996; Narasimhan et al., 2005; Gosain et al., 2006; Yang et al., 2007; Schuol et al., 2008). SWAT 모형에 의한 물 수지 분석은 Eq. (1)과 같이 물 수지 방정식에 의해 산정된다.
SWt는 최종 토양 수분량(mm)을, SW0는 i일의 초기 토양 수분량(mm)을 나타낸다. 또한 t는 시간(일)을 의미하며, Rday는 i일 동안의 강수량(mm), Qsurf는 같은 날의 지표 유출량을 나타낸다. Ea는 i일의 증발산량(mm), Perc는 토양층에서 투수층으로 이동한 총 투수량(mm), Qgw는 i일에 발생한 회귀수량(mm)을 뜻한다.
토양수에 대한 물수지 방정식(Eq. (1))은 블루워터와 그린워터 개념을 적용하여 유역으로 유입되는 전체 강수량을 나타낼 수 있으며, 이는 Eq. (2)로 표현된다. 본 연구에서는 그린워터와 블루워터를 산정하기 위하여 위의 물수지 방정식을 Eq. (2)와 같이 보았으며(Van Griensven et al., 2012) 이 식을 통해 강수가 블루워터와 그린워터로 분류됨을 나타낼 수 있다.
Water Yield (WYLD)는 각 HRU에서 배출되어 하천으로 흘러드는 전체 유출량을 의미한다. 한편, 지하수 저장량(Groundwater Storage)은 얕은 대수층에서 하천으로 유입되는 수량(GWQ)과 지하로 재충전되는 수량(GWRCHG)의 차이로 정의된다. Evapotranspiration은 증발산량은 토양수의 손실을 의미하며, Soil Storage (SW)는 토양 내부에 저장되어 있는 수분의 양을 나타낸다. Losses는 증발산을 제외한 다른 요인들로 인해 손실되는 수분의 양을 의미한다(Schuol et al., 2008).
2.4 그린워터 및 블루워터 산정
본 연구에서는 그린워터 및 블루워터 개념을 SWAT 모형에서 도출된 결과를 이용하여 분석하였다. 그린워터는 토양에 흡수된 물이 식물의 증발산에 의해 손실되는 물과 관련된 결과로서 SWAT에서 수용량인 증발산량(Evapotranspiration, ET)과 공급량인 토양수분량(Soil Water, SW)를 이용하여 산정하였다. 블루워터는 지하수로 저장되거나 하천에 흐르는 물을 의미하며 SWAT에서 지하수 영역인 지하수 재충진량(GW_RCHG)과 지하수(GW), 유출량(Water Yield, WYLD)을 이용하여 산정하였다.
2.4.1 그린워터
그린워터는 x유역 시간 t에 대한 그린워터 부족량(GWscarcity)을 Eq. (3)과 같이 공급량(GWavailability)과 수요량의 비율로 산출하였다(Hoekstra et al., 2011). GWfootprint는 SWAT 분석을 통해 산정된 실제 증발산량으로 ET를 이용하였다. GWavailability는 초기 토양이 함유하고 있는 토양 수분으로서 SWAT 분석 결과 중 Soil Water (SW)를 이용하였다. 여기서, 토양 수분량은 식물이 생장하는데 가능한 수분 함량을 의미한다. 토양 수분량을 그린워터에서 식물이 생장하는데 필요한 공급량으로 선정하였다.
2.4.2 블루워터
블루워터의 공급량(BWavailability)과 수요량(BWfootprint)를 이용하여 월별 블루워터 부족량(BWscarcity)을 산정하였다. 블루워터는 지표와 지하를 따라 이동하는 물을 의미하며, 본 연구에서는 유출량(WYLD)과 지하수 저장량의 차(GW_RCHG - GWQ)를 합산하여 산정하였다.
본 연구에서는 하천 생태계의 영향을 최소화하기 위해, 하천 유지에 필요한 환경유량 개념을 적용하여 블루워터의 공급량을 산정하였다. 여기서 환겨 유량은 하천을 유지할 수 있는 유량(Environmental Flow Requirements, EFR)으로 보았으며 전체 유출량에서 하천유지유량(EFR)을 제외한 양만을 공급량으로 산정하였다(Acreman and Dunbar, 2004). 공급량은 Eq. (4)를 이용하여 산출하였으며 Q는 해당 유역의 해당 시기의 유출량(m3/s)을 나타낸다.
하천 유지유량은 하천의 물리적 특성과 주변 생태계 조건의 영향을 크게 받기 때문에, 이를 정확히 산정하는 데에는 어려움이 존재한다(Veettil and Mishra, 2016). 이에 본 연구에서는 가정적 표준 도출 방법(Presumptive Standard Method)을 이용하였으며(Eq. (5)), 이는 평균 유출량의 20%에 해당한다(Hoekstra et al., 2011; Richter et al., 2012; Zeng et al., 2012).
블루워터의 수요량은 생활용수, 공업용수, 그리고 농업용수를 모두 포함한다. 이 중 생활용수는 상수도 보급 지역의 수요량, 상수도 미보급 지역의 수요량, 그리고 지하수 이용량을 합산하여 추정한다. 공업용수는 기존 산업단지와 개별 입지 기업의 수요량에, 향후 조성 예정인 산업단지 및 개별 입지 기업의 수요량을 더해 산정한다. 반면, 농업용수는 논, 밭, 그리고 축산 부문의 물 사용량을 합산하여 계산한다(Ministry of Construction and Transportation, Korea Water Resources Corporation, 2011). 본 연구에서는 경기도물수요관리 종합계획(GPG, 2020)에서 제시하는 과천시 용수 수요량을 사용하였다.
블루워터 부족량(BWscarcity)은 공급량(BWavailability)과 수요량(BWfootprint)의 비율로 산출하고 과정은 다음 Eq. (6)과 같다.
3. 연구결과
3.1 SWAT 모형의 구축
수문자료를 분석하기 위해 해당 유역에 대한 유역모형인 SWAT 모형을 하였다. 모형 모의 기간은 2014~2023년까지 10년간이며 모의를 위해 해당 기간 동안의 기상 및 수문자료를 수집하였다.
모형을 구축하기 위해서는 기상 및 지형, 관측 데이터 자료가 필요하다. 기상자료는 과천시와 인접한 서울 기상관측소 자료를 사용하였으며 일강우, 기온(최고⋅최저 및 평균), 평균 풍속, 상대습도, 그리고 일사량 자료를 활용하였다. 지형자료를 구축하기 위한 표고자료는 경위도 30 m 격자 크기의 수치고도 모델(Digital Elevation Model, DEM)이며 이는 국토교통부 국토지리정보원(https://www.ngii.go.kr/)에서 제공하는 수치지도를 이용하여 구축하였다. 토지이용 현황은 2023년 기준으로 작성된 중분류 토지피복도룰 환경부 환경지리정보서비스(http://egis.me.go.kr)에서 자료를 수집하였다. 또한, 토양 특성 자료는 농촌진흥청의 토양환경정보시스템(http://soil.rda.go.kr)에서 제공하는 정밀 토양도를 활용하여 모형 입력자료로 구축하였다. 점오염원 배출 특성을 반영하기 위해, 과천시의 양재천 방류 지점에 위치한 과천하수처리장의 일별 방류량 자료를 활용하여 입력자료를 구축하였다. 유량 보정을 위해 우면교 지점에서 측정된 ‘양재천1’의 관측 유량 자료를 수집하여 활용하였다. Fig. 3을 모형 구축에 사용된 지형자료이다. 소유역은 25개로 구분하였으며 소유역별 토지이용도는 교통지역과 산림지역, 주거지역, 기타로 구분하였다.
모형의 신뢰성은 Table 1과 같이 상관계수(R2)와 NSE를 이용하여 범위 내 적정성을 검토하였으며 검토 기간은 보정 2017~2019년, 검증 2020~2022년으로 설정하였다(Table 1, Fig. 4). 보정 결과, R2은 0.852로 나타나 Table 2의 평가 기준으로 “Very Good”으로 나타났다. 보정된 매개변수를 이용하여 검증한 결과, R2은 0.841, NSE은 0.804로 보정과 같이 “Very Good” 기준으로 나타났다. 따라서 구축된 모형으로 인한 유량 모의는 Table 1에서 보는 바와 같이 “Very Good” 수준으로 적절하게 이루어지고 있는 것으로 검토되었다(Fig. 4).
Table 1
Result of Calibration and Validation Using by SWAT-CUP
| Division | Period | Criteria | Performance | |
|---|---|---|---|---|
| Calibration | 2017~2019 | R2 | 0.859 | Very Good |
| NSE | 0.851 | Very Good | ||
| Validation | 2020~2022 | R2 | 0.841 | Very Good |
| NSE | 0.804 | Very Good | ||
Table 2
Monthly Average of Green and Blue Water
3.2 월별 물부족 평가
본 연구에서는 SWAT 모형의 분석 결과에서 산출된 각 구성 요소에 블루워터와 그린워터 개념을 적용하여 수자원 안정성을 평가하였다.
본 연구에서는 월별 평가를 통해 블루워터와 그린워터가 부족한 시기를 평가하였다.
3.2.1 그린워터 평가
그린워터는 식물이 직접 활용할 수 있는 수량으로써 수목과 작물의 생장에 직접적으로 영향을 미친다. 대상 유역의 경우 4월~10월까지 수요량이 공급량보다 높게 도출되어 해당 기간 그린워터가 부족한 것으로 나타났으며 여름 시기인 7~8월에 가장 높게 도출되었다. 이는 기존의 그린워터 연구(Veettil and Mishra, 2016) 결과와 비슷한 양상을 보인다. 그러나 해당 연구에서는 2~11월까지 수요량이 더 높게 나타나는 것에 비해 본 연구에서는 4~10월로 수요량 높은 시기의 전체 기간이 적게 나타났는데 이는 도시지역 특성상 산림과 농지의 면적이 상대적으로 적기 때문으로 판단된다.
그린워터 평가 결과, 본 대상 유역에서는 4월에서 10월까지 수요량이 공급량보다 커 식물의 생장에 필요하며 특히, 7-8월에 수요량이 가장 많은 시기에 그린워터 부족량이 가장 높게 나타나는 것으로 나타나 해당 시기에 대한 관리가 필요한 것으로 판단된다.
3.2.2 블루워터 평가
블루워터는 하천에서의 유량을 제외한 사용할 수 있는 유량으로서 공급량의 경우 강수량이 높은 8월에 가장 높은 값을 보였으며, 1월에는 가장 낮은 수준으로 나타났다. 수요량은 연평균을 사용하여 값이 일정하며, 수요량과 공급량을 비교한 결과 부족 비율이 1월이 가장 높고 여름철인 7~9월이 가장 낮게 나타남으로써 강우가 적은 겨울철이 가장 부족하며 하천유량을 제외하더라도 여름철 유량이 가장 풍족한 결과로 판단된다.
3.2.3 월별 평가 결과
그린워터와 블루워터의 부족량을 월 단위로 산정하여 분석하였다. 그 결과, 두 요소의 부족이 크게 나타나는 시기는 여름철과 겨울철로 구분되어 뚜렷한 계절적 차이를 보였다. 이러한 경향은 각각의 물 유형이 가지는 상이한 특성에서 비롯된 것으로 판단된다. 그린워터는 1월에 블루워터는 7-9월에 가장 부족한 것으로 나타났다(Table 2, Fig. 5).
토양에 포함된 수량이 중요한 그린워터와 지하수 및 하천 유출수가 중요한 블루워터는 계절별 특성에 따라 공급량에 차이가 나타나는 것으로 판단된다. 그린워터의 경우 농지와 산림이 많은 지역에서는 그린워터가 부족한 시기를 도출함으로써 농업 활동 등에 필요한 시기를 예측하여 식물 생장에 필요한 물을 공급할 시기를 결정하는데 중요한 자료로 활용할 수 있다.
블루워터의 경우 하천유량이 부족한 시기 등을 판단할 수 있어 가뭄 발생 등으로 인한 하천 생태계 보호, 하천 수질 관리 등을 위한 물 공급 시기 등을 결정하는 자료로 활용할 수 있다.
3.3 소유역별 물부족 평가
3.3.1 그린워터 평가
소유역별 그린워터를 평가하였다. Table 3에서 소유역별 토양함수량(SW)과 증발산량(ET)를 산정하였으며 소유역별 부족량을 평가하였다.
Table 3
Average Green Water and Blue Scarcity by Subbasin
평가 결과, 토양함수량(SW) 평균 623,682 mm, 증발산량(ET) 평균 1,330 mm, 부족률(GWScarcity) 0.23%로 나타났으며 Table 4에서 소유역 16, 24, 22, 14, 9 순서로 부족량이 높게 나타났다. 해당 유역들은 대부분 유역의 상류 지역으로서 경사가 급해 강우가 내렸을 때 토양에 물이 오래 머무르지 못하고 유출되는 지역들이다. 또한 상류지역은 대부분 산림이 분포하고 있어 상대적으로 증발산량(ET)이 높게 나타나 상대적으로 부족률이 높게 나타나는 결과를 볼 수 있다. 본 연구에서의 대상유역은 도시지역으로서 그린워터의 경우 농경지보다 산림의 영향을 크게 받게 되어 산림지역의 분포가 큰 소유역일수록 그린워터의 부족률이 높게 나타나는 것으로 판단된다.
Table 4
Rank of Greenwater and Bluewater Scarcity Rate
3.3.2 블루워터 평가
소유역별 블루워터를 평가하였다. Table 4에서 소유역별 지하수 함양량(GW_RCHG)과 지하수량(GWQ), 유출량(WYLD)를 산정하였으며 소유역별 부족량을 평가하였다.
지하수 함양량(GW_RCHG) 평균 4,829 mm, 지하수량(GWQ) 평균 4,495 mm, 유출량(WYLD) 평균 11,226 mm, 부족률(BWScarcity) 0.18%로 나타났으며 Table 4에서 소유역 5, 24, 10, 13, 20 순서로 부족량이 높게 나타났다. 해당 유역들 중 24, 10, 20은 유역의 상류 지역으로서 앞서 그린워터와 같이 경사가 급해 지하수로 유입되는 양이 적은 지역이다(Fig. 6).
지하수로 유입되는 양이 적어 블루워터가 부족한 경우로서 도시지역에서는 경사 등 지형적 조건외 토지이용에 따른 불투수 지역처럼 지하수 유입이 상대적으로 적어 블루워터가 부족한 경우도 발생할 수 있어 해당 소유역별 특성에 따라 관리를 다르게 접근할 필요가 있다.
3.3.3 소유역별 평가 결과
본 연구에서는 그린워터와 블루워터의 부족량을 소유역별로 평가하였다. 그린워터 및 블루워터 부족 높은 지역의 특성 및 위치 등을 평가하였으며 대부분 영향을 미치는 특성들인 토양함수량과 지하수 등의 영향을 크게 받는 것으로 나타났다.
토양에 포함된 수량이 중요한 그린워터와 지하수및 하천 유출수가 중요한 블루워터는 지역별 특성에 따라 차이가 나타나는 것으로 평가되었다.
토양수분량(SW)과 지하수(GWQ)는 경사가 급한 경우 중간유출(Lateral Runoff) 등으로 유출되어 토양이 머무르는 수량이 적어 지하수로 유입되는 양이 줄어들게 된다. 따라서, 유역 상류는 토양 및 지하수량이 상대적으로 지대가 낮은 지역에 비해 보유 수량이 적다. 또한, 유역의 상류는 대부분 산림이 분포하고 있어 증발산량(ET)이 도시지역에 비해 높아 그린워터가 부족한 지역으로 나타나게 된다. 블루워터의 경우 하천유량과 지하수량과 연관되어 지하수로 유입되는 물이 적은 상류 지역과 불투수 지역에서의 부족량이 큰 것으로 판단된다.
소유역 중 5번, 13번과 같은 도심지 유역은 하천의 지형적 특성(경사 등)외 도시적 특성에 따라 물부족이 큰 유역으로 평가된다.
4. 결 론
본 연구에서는 수문모형을 이용하여 도시지역에서의 물부족 평가를 물발자국 개념에서 나온 그린워터와 블루워터를 이용하여 평가하였다. 대상 유역은 양재천 상류의 과천시로서 수문학적 요소는 수문 모델인 SWAT를 구축하여 이용하였다.
물부족평가는 그린워터와 블루워터 개념을 도입하여 평가하였으며 그린워터는 식생성장에 필요한 물부족량, 블루워터는 수자원 이용량을 고려한 물부족 평가를 수행하였다.
먼저 평가 요소를 산정하기 위해 수문 모형인 SWAT를 구축하였으며 평가 요소 자료는 모델에서 결과값에서 토양수분량(SW), 증발산량(ET), 지하수함양량(GW_RCHG), 지하수량(GWQ), 유출량(WYLD)를 이용하였다. 평가는 시기에 따른 물부족 평가를 파악하기 위해 월별 변화를 평가하였으며 유역 특성을 고려하기 위해 소유역별 평가를 수행하였다.
월별 연구 결과, 그린워터의 경우 7~8월에 부족량이 높게 도출되었으며 겨울철인 1-2월은 낮은 부족량을 나타냈다. 그린워터에 영향을 미치는 증발산량은 기온이 상승하는 여름철에 가장 크게 나타났으며, 반대로 겨울철에는 가장 낮은 값을 보였다 분석 결과, 그린워터의 부족량은 강수량보다 기온의 변화에 더 큰 영향을 받는 것으로 확인되었다. 블루워터는 그린워터와는 달리 부족량이 7~8월에 낮게 나타나고 1~2월에 매우 높게 나타났다. 이는 블루워터 공급량이 강수량의 영향을 받기 때문으로 판단된다. 블루워터 수요량에는 생활용수, 공업용수, 농업용수 모두 포함되며 농업용수를 제외한 생활용수와 공업용수는 계절적 변동이 크지 않기 때문에, 블루워터의 부족량은 수요보다는 공급량의 변화에 더 큰 영향을 받는 것으로 분석된다. 따라서, 물 공급은 결국 강우의 영향을 받으며 강우량이 적은 시기는 부족량이 크고 강수량이 많은 시기는 부족량이 작은 양상이 보이게 된다.
소유역별 연구 결과, 그린워터는 평균 0.23% (0.15~0.63%), 블루워터는 평균 0.18% (0.04~0.75%)로 나타났다. 그린워터의 경우 유역의 상류지역이 부족량이 높게 도출되었다. 상류지역은 대부분 경사가 급하므로 토양에 머무르지 못하고 유출되어 그린워터로 사용할 수 있는 공급량이 줄어들게 되는 요인이 된다. 소유역별 부족량 순위가 대부분 유역의 상류지역으로 나타난 결과이다. 또한, 유역의 상류지역은 대부분 산림지역으로서 그린워터 산정에 크게 영향을 미치는 증발산이 크게 작용하는 지역으로 공급량은 적고 수요량이 큼으로서 해당 지역에서의 그린워터가 부족한 결과를 볼 수 있다. 블루워터의 경우도 부족한 지역으로 상류지역이 많이 선정되었다. 블루워터의 공급량이 연중 일정할 경우 지하수량의 영향을 많이 받게되는데 지하수도 토양수분량과 마찬가지로 유역 경사가 크게 되면 지하수로 유입되지 못하고 유출되어 블루워터 공급량을 감소시키게 된다. 따라서, 블루워터가 부족한 지역도 그린워터와 같이 유역의 상류로 나타나게 된다.
향후 연구에서는 기후변화의 영향을 고려하여 미래에 대한 평가를 통하여 유역별 수자원 관리에 더욱 효율적으로 활용할 수 있을 것으로 생각된다. 또한 토지이용별 블루워터 및 그린워터를 평가하여 토지이용 상태에 따른 물수요 및 물부족 현상 등을 평가하는데 활용 가능할 것으로 판단된다. 그리고 지자체에서 물수요종합관리계획을 수립하는데 있어 블루워터를 적용함으로써 장래 물수요 및 물공급계획을 수립하는 과학적 도구로도 활용성이 있으리라 기대된다.
PDF Links
PubReader
Full text via DOI
Download Citation
Print
