[과학을 읽다]"물수지(water balance)를 아시나요?"

국내 연구팀, 물부족 예측하는 기술 개발

▲스왓케이(SWAT-K)의 물순환 해석 개념도.[사진제공=KICT]

[아시아경제 정종오 기자] "물수지를 아십니까?"

물수지(water balance, 水收支)는 어떤 지역에서 일정 기간 동안 물 유입과 유출의 균형 상태를 말합니다. 장소와 시기에 따라 물수지 상태는 변합니다. 수자원의 합리적 이용을 위해 물수지는 매우 중요합니다. 국내 연구팀이 최근 농촌 지역의 지하수 고갈문제를 해결할 수 있는 시스템을 만들었습니다. 물이 언제 부족한지, 또 어떻게 대응해야 하는 지를 사전에 알 수 있는 것이죠.

한국건설기술연구원(KICT)은 겨울철 지하수를 이용하는 농촌지역에서 장기적 물부족 문제를 진단하고 예측하는 기술을 개발하고 현장에 적용했습니다. 국내 농가 대부분은 겨울철 소득창출을 위해 비닐하우스를 이용합니다. 이곳에서 화훼류, 과수류 등을 재배하고 있습니다.

온실 난방에 지하수를 사용하는 이른바 '수막재배'를 합니다. 수막재배는 겨울철에도 15도의 일정한 온도를 유지하는 지하수를 추출해 비닐하우스 지붕에 분사합니다. 수막이 만들어지고 물이 방출하는 열을 비닐하우스 보온에 이용하는 재배방식입니다.

수막재배 시설에서 사용된 지하수 사용량이 많고 사용된 지하수는 농수로를 통해 하천으로 방류돼 지하수가 고갈되는 문제점을 안고 있습니다. 수막재배 지역의 지하수 고갈문제를 해결하기 위해 KICT 연구팀은 스왓케이(SWAT-K)를 이용했습니다.

SWAT-K는 '지표수-지하수' 통합해석모델입니다. 우리나라 농촌, 도시지역에서의 인위적 물이용 변화와 지표수·지하수의 움직임을 동시에 분석할 수 있습니다. 강수로부터 대기로 소모되는 증발산량, 지표수 유출량뿐 아니라 땅속으로 스며드는 지하수 함양량, 지하수 이용에 따른 하천과 지하수의 상호 교환량 등을 유역단위로 파악합니다.

실제 충북 청원군 상대리 지역의 시험 부지를 대상으로 SWAT-K를 이용한 분석결과 장기적으로 지하수 부족이 예측됐습니다. 이를 방지하기 위해 사용된 지하수의 최소 10%를 땅 속에 재충전해야 장기적 물수지도 안정을 확보하는 것으로 분석됐습니다. 사용된 지하수 11%를 지하로 주입할 경우 최대 80㎝까지 지하수위가 상승하는 것으로 나타났습니다.

정일문 KICT 박사는 "이번 물수지 평가기법은 수막재배지역에서 지표수와 지하수를 동시에 고려한 국내 최초의 물부족 진단과 예측기법"이라며 "비닐하우스 농가지역을 포함한 전국 농업지역의 지하수 부족문제 해결의 좋은 사례가 될 수 있을 것"이라고 말했습니다.