농업용 지하수 이용량 증가·염지하수 과잉 취수 등 원인
인공함양 위해 농업용수·염지하수 이용량 조절 필요
농업용수·염지하수 이용량 저감 효과 분석 시급 주문


제주서부지역 농업용 지하수 관정에 해수가 침투하면서 농작물 피해가 반복되고 있다.

해수침투는 가뭄으로 인한 함양량 감소, 염지하수 및 농업용수의 과잉 취수 등으로 규명되고 있지만 해수 침투를 차단하기 위한 정책은 답보상태를 보이고 있다.



▶실태=제주특별자치도 서부지역의 연평균 강수량은 1144㎜로 동부지역 1963㎜에 비해 적다.

지하수 함양률(36.5%)도 동부지역 41.6%보다 낮다. 지하수 취수허가량은 1일 515만5000㎥로 지속이용가능량은 1일 236만㎥이다.

서부지역은 가뭄발생빈도가 높은 편이다. 이로 인한 농업용 지하수 과다 사용으로 해수 침투가 발생해 농작물에 피해가 나타나고 있다.

한경·대정 지역의 경우 2009년, 2011년, 2017년에 해수 침투가 발생해 총 26공의 지하수 관정에서 염분농도가 높아졌으며, 7개 농가에서 농작물 피해를 입었다.

한국건설기술연구원이 해수 침투 원인을 분석한 결과 겨울~봄철 지하수 함양량 감소와 가을철 농업용수 사용량 증가가 원인으로 나타났다.



▶지하수 이용량 감량 효과 분석=제주연구원과 제주보건환경연구원이 지난해 지하수 이용량 감량에 따른 효과를 분석한 결과 농업용 지하수와 염지하수 이용량을 각 각 20%, 40% 감량시켰을 경우, 해수 침투량은 1.81~52.63%로 감소한 것으로 확인됐다.

농업용수 이용량 감량시 해수 침투량 감소보다 지하수위 상승효과가 더 크게 나타났으며, 염지하수 이용량 감량시 지하수위 상승효과는 미미했지만 해수 침투량 감소효과는 더 큰 것으로 나타났다. 농업용수와 염지하수 이용량을 동시에 감량한 결과 지하수위 상승효과 및 해수 침투량 감소 효과가 동시에 크게 나타났다.

가뭄시 농업용수 이용량을 20~40% 감량했을 경우, 해수 침투량은 2.91~4.79% 소폭 감소했지만 지하수위가 0m 이하로 하강하는 면적은 15.62~24.42%나 감소했다.

농업용 지하수와 염지하수를 동시에 감량한 경우 해수 침투량은 25.69~49.65% 감소했고, 지하수위가 0m 이하의 면적도 18.62~29.03% 줄었다.



▶인공함양 효과 분석=인공함양에 따른 모델 분석결과 무릉~영락리 해안지역의 해수 침투를 저감하기 위해서는 인공함양정을 하류지역에 설치하는 것이 효율적인 것으로 나타났다.

따라서 해수 침투 방지를 목적으로 인공함양을 한다면 해수가 침투되는 해안 지역에서 인공함양시키는 것이 상류지역에서 인공함양했을 때보다 더 효과적이나, 이 경우 지하수위는 함양지역 중심으로만 수위상승 효과가 나타나 유역 전체에 영향을 주지는 못하는 것으로 파악됐다.

특히 가뭄 시 하류지역에 3만㎥/일을 인공함양 할 경우 해수 침투량이 평상시(4만9200㎥/일) 보다도 적은 4만7000㎥/일 수준으로 크게 감소되는 결과가 나타나 인공함양에 따른 해수 침투 방지에 효과가 큰 것으로 나타났다.

인공함양정 개소 수에 따른 수위상승 및 해수 침투량 저감 영향은 큰 차이가 없었으나, 특정지역의 지하수위 상승 및 해수 침투량 감소를 위해서는 많은 양을 집중해서 함양시키고, 광범위한 효과를 기대하기 위해서는 인공함양정을 여러개로 분산해 설치하는 것이 적절한 것으로 분석됐다.



▶인공함양정 설치와 해수 침투 방지=제주연구원 박원배 제주지하수연구센터장은 해수침투 방지를 위한 인공함양정은 상류지역에 설치하는 것보다 해수 침투가 발생되는 해안지역에 설치하는 것이 더 효과적이라고 분석했다.

특히 특정지역의 국부적인 해수 침투를 방지하기 위해서는 많은 양을 집중적으로 함양시키고, 광역적인 해수 침투 방지를 위해서는 인공함양정을 여러 공으로 분산해 설치하는 것이 더 효과적이라고 했다.

또 서부지역에서 활용 가능한 지하수 인공함양수는 토양 유출수 및 소규모 용천수 4개소, 서림수원, 대정 담수 물놀이장 유입수 등이 있으며, 대정 및 판포하수처리장의 재처리수도 활용이 가능할 것으로 판단했다.

다만, 인공함양정의 설치 위치에 따라 지하수 함양능력 및 수질적 문제에 대한 검토가 선행돼야 한다고 주문했다.

인공함양 방법으로는 자연 침투형 저류지를 설치하는 방법과, 농업용 대형 저류지와 연계해 농업용수로 이용하지 않을 시기에 인공함양수로 활용할 수 있는 방안을 제안했다.

아울러 가뭄 시 염지하수 이용량을 20%만 감량시키더라도 해수 침투량이 평상시 해수침투량 수준으로 감소되는 것으로 나타나, 가뭄 시 해수 침투를 방지하기 위해서는 염지하수 이용량을 감량시켜야 할 것으로 파악됐다.

따라서 서부지역 해수 침투를 방지하기 위해서는 염지하수의 체계적인 이용량 관리가 필요하다. 특히, 서부지역 염지하수 중의 담지하수 혼합 비율이 34.8~51.6% 수준으로 염지하수 수질기준을 강화할 필요가 있으며, 지하수 관측정의 전기전도도 관측결과를 활용해 해수 침투 여부를 예측하고, 전기전도도 농도가 상승할 경우 염지하수 취수량을 단계별로 감량시키는 방안이 필요하다.

고대로 기자