답변: 보나 댐이 주변환경의 각종 물리적 조건에 미치는 영향에 있어서는 높이만이 결정적인 역할을 하는 것은 아닙니다:
(1) 강의 경사가 완만한 곳에 세우는 보나 댐이 강 상류쪽에 위치한 지역에 미치는 영향은 강의 경사가 급한 곳에 같은 높이로, 혹은 더 높게 세울 때보다도 더 막대합니다.
(2) 보나 댐의 높이가 같더라도 수자원에 일으키는 손상과 그에 따라 수자원 활용에 끼치는 영향은 일반적으로 계곡의 폭이 좁은 경우보다 넓은 경우에 더 심합니다.
(3) 보나 댐의 높이가 같더라도 강 바닥을 준설한 경우가 준설하지 않은 경우보다 수질에 더 큰 악영향을 끼칩니다. 물론 기타 물리적 조건이 같을 때의 이야기입니다.
(4) 낙동강 합천보처럼 기초적인 수력학 법칙조차 고려하지 않고 산기슭 협곡 바로 아래에 보나 댐을 건설하면 골짜기 위쪽 높은 곳에 위치하는 지하수가 아래로 흘러내리지 못합니다. 뿐만 아니라 보나 댐에 막혀 수압이 높아진 강물, 갑작스런 집중호우로 불어난 빗물, 협곡을 따라 흐르는 샛강의 물도 강을 통해 흘러내려갈 수 없게 됩니다. 그래서 인근에 위치한 마을 전체와 경작지를 통째로 높이는 극단적인 조처를 취한다 하더라도 이 지역의 심각한 침수와 늪지화를 막을 수 없습니다. 같은 높이의 보나 댐을 건설하더라도 이렇게 나쁜 위치를 택하는 중대한 실수만 피했더라면 문제점은 현저히 줄어들었을 것입니다. 합천보처럼 문제가 심각한 사례의 경우, 이 장소에서의 보 건설을 포기하는 길밖에는 대안이 없습니다.
이런 몇몇 극단적인 사례는 보와 댐의 적절한 높이 결정 뿐 아니라 특히 주변의 물리적 조건과 주변환경에 미치는 영향에 유의해야한다는 사실을 보여주기에 충분하리라 여겨집니다. 물론 보나 댐의 높이에 대한 이런 논의와는 별개로, 가능하면 보나 댐의 건설 자체를 항상 피해야 한다는 기본 원칙은 여전히 유효합니다.
질문 2: 보나 댐의 건설이 지하수 상태를 개선하는가 아니면 악화하는가?
흔히 보나 댐을 가능한 한 많이 설치해야 하천환경에 더 많은 물을 확보할 수 있다고 전제합니다. 그렇게 해서 늘어난 물은 농림지 경영과 식수 및 공업용수 확보에 쓰여야 한다는 것입니다. 특히 지하수에 영향을 미치지 못하는 집중호우가 근래에 증가하고 있는 상황에서 보나 댐을 추가 설치하여 지표수를 모아두는 일은 연간강수량이 낮을 때 취할 수 있는 적절한 수단처럼 보입니다.
이런 대중적 시각을 기술적인 정보로 뒷받침하기 전에 우선 물관리와 관련하여 보나 댐 설치로 인한 물리적 화학적 변화를 밝힐 필요가 있습니다. 보나 댐 설치로 인한 영향은 주로 다음과 같습니다:
(1) 보나 댐은 강의 수면을 높이지만 그 때문에 수면이 넓어지고 정체됩니다. 보나 댐은 상류에 건설하는 대형댐과는 달리 비교적 경사가 완만한 강 구간에 세웁니다. 완만한 하천 구간에서는 유량 대비 수표면이 상대적으로 넓기 때문에 쉽게 수온이 오르고 특히 최근 기후변화로 수온상승은 더욱 현저합니다. 유량 대비 수표면이 넓으면 무엇보다 지구온난화가 예상되는 현실에서 상당량의 강물이 증발현상을 통해 사라집니다. 인공적으로 정체된 강물과는 달리 자연스럽게 흐르는 강에서는 특히 기온이 높고 유량이 적은 시기에 증발로 인한 물 손실이 적습니다. 물 흐름에 방해가 없는 하천의 수면 면적은 훨씬 작기 때문입니다.
(2) 보나 댐은 강물의 흐름을 정체시켜 강바닥에 불투수층 형성, 즉 방수코팅 현상을 일으키는 것으로 밝혀졌습니다. 강바닥에 퇴적물질이 쌓이는 물리적 변화와 중금속황화물 및 산화물이 쌓여 막을 형성하는 화학적 변화가 일어나 강과 지하수를 이어주는 강바닥에 난 작은 구멍들이 막힙니다. 결국 하천은 지하수에 물을 공급해주지 못하게 됩니다. 지하수에 물을 공급할 목적으로, 하천에서 떨어져 나온 옛 물길에 다시 강물을 대는 부차적 조치를 취한다 해도 효과를 볼 수 없습니다. 이곳에도 끊임 없이 퇴적물질이 쌓여 역시 바닥의 구멍이 막히기 때문입니다. 강 바닥의 방수코팅 현상이 초래하는 결과는 다음과 같습니다:
a. 보나 댐을 건설한 강 구간에서 식물 뿌리가 수분을 흡수할 수 있을 만큼 지하수의 양이 유지되지 못하고 감소하거나 사라집니다. 그 결과 농림업이 붕괴하고 강물 속, 강변 범람원 및 그 일대 지표면의 자연적인 생태적 다양성이 교란되고 척박해집니다.
b. 수질이 심각하게 악화되면서 특히 수자원 확보와 생물종 다양성에 부정적인 영향을 줍니다.
(3) 특히 여러 개의 보를 연속적으로 건설하는 경우 홍수가 발생하면 유속에 가속이 붙습니다. 유속이 빨라지면 높은 수위의 위험한 홍수가(첨부자료 1) 빠른 속도로 흘러내려가 지하수에 물이 공급되지 못합니다.
(4) 보나 댐의 건설은 강변 범람의 자연스러운 조건을 두 가지 측면에서 방해합니다.
-보나 댐이 건설되기 전 소규모 홍수에도 범람하곤 하던 수많은 잔가지 물줄기들은 강변 강화공사로 인해 강에서 분리됩니다.
-뿐만 아니라 강은 지하수의 확보와 하류지역의 홍수방지를 위해서 너르게 범람할 필요가 있는데 보나 댐을 건설하면 이것이 가능한 구간이 줄어듭니다. 범람이 자주 일어나도 그에 상응하는 긍정적 영향이 지하수에까지 미치지 않는 이유가 바로 이 때문입니다. 즉 범람 기간도 짧고 범람하는 정도도 미약하여 강바닥으로 물이 스며드는 현상이 감소합니다.
(5) 보나 댐으로 강물을 막으면 토사의 이동이 중단되어 보 너머 하류쪽 강구간에선 강바닥과 함께 수위가 내려갑니다. 강물의 수위가 비정상적으로 낮아지면 주변의 토지에서 지하수가 강 양옆 기슭을 통해 강으로 빠져나가는 현상이 일어납니다. 이때 보 하류 쪽의 수위 낮은 구간의 강기슭을 통해서만 지하수가 빠져나오는 것이 아니라, 보 너머 상류쪽 하천 구간변에 위치한 땅에 있던 지하수도 일부분 같이 딸려들어와 강물에 섞여 흘러내려가 버립니다. 보나 댐으로 강을 막아 놓으면 지속적 지하수관리에 의한 지하수의 양과 질에 비해서 지하수는 수량 감소를 겪으며, 그 결과 유역의 토지와 국민에게 물을 공급하는 일은 난관에 봉착하게 됩니다.
첨부자료
첨부자료 1: 라인강에 보를 설치한 이후로 100년빈도 홍수가 거의 매년 일어나는 현상을 보여주는 그래프. (출처, 독일 연방자연보호청장, 예셀 교수)
-세로축: 홍수위
-가로축: 라인강 상류에 설치된 보의 건설년도(1928년부터 1972년까지 총 10개)
-회색 막대: 식물성장기가 아닌 시기에 일어나는 홍수 (라인강에서 자연스러운 현상)
-검은 막대: 식물성장기에 일어나는 홍수 (라인강에서 이변)
도 표 설명: 1928년 최초의 보 설치 이후 1950년대부터 보를 줄줄이 건설하기 시작하면서 라인강의 홍수 간격은 짧아져 100년 빈도 홍수가 최근에는 몇 년 간격으로 일어난다. 아울러 라인 강에서 전혀 일어나지 않던 식물성장기 홍수마저 일어나는 이변이 생겼다(검은 막대). 도표 크게 보기
첨부자료 2: LAWA 공식지도(독일연방공화국 생물학적 수질지도 2000년, 연방환경청 제작)
부록
특별히 의미있는 두 가지 질문에 대한 답변
질문1: 보와 댐의 차이는 환경에 미치는 영향을 판가름하는 결정적인 기준인가?
답변: 보나 댐이 주변환경의 각종 물리적 조건에 미치는 영향에 있어서는 높이만이 결정적인 역할을 하는 것은 아닙니다:
(1) 강의 경사가 완만한 곳에 세우는 보나 댐이 강 상류쪽에 위치한 지역에 미치는 영향은 강의 경사가 급한 곳에 같은 높이로, 혹은 더 높게 세울 때보다도 더 막대합니다.
(2) 보나 댐의 높이가 같더라도 수자원에 일으키는 손상과 그에 따라 수자원 활용에 끼치는 영향은 일반적으로 계곡의 폭이 좁은 경우보다 넓은 경우에 더 심합니다.
(3) 보나 댐의 높이가 같더라도 강 바닥을 준설한 경우가 준설하지 않은 경우보다 수질에 더 큰 악영향을 끼칩니다. 물론 기타 물리적 조건이 같을 때의 이야기입니다.
(4) 낙동강 합천보처럼 기초적인 수력학 법칙조차 고려하지 않고 산기슭 협곡 바로 아래에 보나 댐을 건설하면 골짜기 위쪽 높은 곳에 위치하는 지하수가 아래로 흘러내리지 못합니다. 뿐만 아니라 보나 댐에 막혀 수압이 높아진 강물, 갑작스런 집중호우로 불어난 빗물, 협곡을 따라 흐르는 샛강의 물도 강을 통해 흘러내려갈 수 없게 됩니다. 그래서 인근에 위치한 마을 전체와 경작지를 통째로 높이는 극단적인 조처를 취한다 하더라도 이 지역의 심각한 침수와 늪지화를 막을 수 없습니다. 같은 높이의 보나 댐을 건설하더라도 이렇게 나쁜 위치를 택하는 중대한 실수만 피했더라면 문제점은 현저히 줄어들었을 것입니다. 합천보처럼 문제가 심각한 사례의 경우, 이 장소에서의 보 건설을 포기하는 길밖에는 대안이 없습니다.
이런 몇몇 극단적인 사례는 보와 댐의 적절한 높이 결정 뿐 아니라 특히 주변의 물리적 조건과 주변환경에 미치는 영향에 유의해야한다는 사실을 보여주기에 충분하리라 여겨집니다. 물론 보나 댐의 높이에 대한 이런 논의와는 별개로, 가능하면 보나 댐의 건설 자체를 항상 피해야 한다는 기본 원칙은 여전히 유효합니다.
질문 2: 보나 댐의 건설이 지하수 상태를 개선하는가 아니면 악화하는가?
흔히 보나 댐을 가능한 한 많이 설치해야 하천환경에 더 많은 물을 확보할 수 있다고 전제합니다. 그렇게 해서 늘어난 물은 농림지 경영과 식수 및 공업용수 확보에 쓰여야 한다는 것입니다. 특히 지하수에 영향을 미치지 못하는 집중호우가 근래에 증가하고 있는 상황에서 보나 댐을 추가 설치하여 지표수를 모아두는 일은 연간강수량이 낮을 때 취할 수 있는 적절한 수단처럼 보입니다.
이런 대중적 시각을 기술적인 정보로 뒷받침하기 전에 우선 물관리와 관련하여 보나 댐 설치로 인한 물리적 화학적 변화를 밝힐 필요가 있습니다. 보나 댐 설치로 인한 영향은 주로 다음과 같습니다:
(1) 보나 댐은 강의 수면을 높이지만 그 때문에 수면이 넓어지고 정체됩니다. 보나 댐은 상류에 건설하는 대형댐과는 달리 비교적 경사가 완만한 강 구간에 세웁니다. 완만한 하천 구간에서는 유량 대비 수표면이 상대적으로 넓기 때문에 쉽게 수온이 오르고 특히 최근 기후변화로 수온상승은 더욱 현저합니다. 유량 대비 수표면이 넓으면 무엇보다 지구온난화가 예상되는 현실에서 상당량의 강물이 증발현상을 통해 사라집니다. 인공적으로 정체된 강물과는 달리 자연스럽게 흐르는 강에서는 특히 기온이 높고 유량이 적은 시기에 증발로 인한 물 손실이 적습니다. 물 흐름에 방해가 없는 하천의 수면 면적은 훨씬 작기 때문입니다.
(2) 보나 댐은 강물의 흐름을 정체시켜 강바닥에 불투수층 형성, 즉 방수코팅 현상을 일으키는 것으로 밝혀졌습니다. 강바닥에 퇴적물질이 쌓이는 물리적 변화와 중금속황화물 및 산화물이 쌓여 막을 형성하는 화학적 변화가 일어나 강과 지하수를 이어주는 강바닥에 난 작은 구멍들이 막힙니다. 결국 하천은 지하수에 물을 공급해주지 못하게 됩니다. 지하수에 물을 공급할 목적으로, 하천에서 떨어져 나온 옛 물길에 다시 강물을 대는 부차적 조치를 취한다 해도 효과를 볼 수 없습니다. 이곳에도 끊임 없이 퇴적물질이 쌓여 역시 바닥의 구멍이 막히기 때문입니다. 강 바닥의 방수코팅 현상이 초래하는 결과는 다음과 같습니다:
a. 보나 댐을 건설한 강 구간에서 식물 뿌리가 수분을 흡수할 수 있을 만큼 지하수의 양이 유지되지 못하고 감소하거나 사라집니다. 그 결과 농림업이 붕괴하고 강물 속, 강변 범람원 및 그 일대 지표면의 자연적인 생태적 다양성이 교란되고 척박해집니다.
b. 수질이 심각하게 악화되면서 특히 수자원 확보와 생물종 다양성에 부정적인 영향을 줍니다.
(3) 특히 여러 개의 보를 연속적으로 건설하는 경우 홍수가 발생하면 유속에 가속이 붙습니다. 유속이 빨라지면 높은 수위의 위험한 홍수가(첨부자료 1) 빠른 속도로 흘러내려가 지하수에 물이 공급되지 못합니다.
(4) 보나 댐의 건설은 강변 범람의 자연스러운 조건을 두 가지 측면에서 방해합니다.
-보나 댐이 건설되기 전 소규모 홍수에도 범람하곤 하던 수많은 잔가지 물줄기들은 강변 강화공사로 인해 강에서 분리됩니다.
-뿐만 아니라 강은 지하수의 확보와 하류지역의 홍수방지를 위해서 너르게 범람할 필요가 있는데 보나 댐을 건설하면 이것이 가능한 구간이 줄어듭니다. 범람이 자주 일어나도 그에 상응하는 긍정적 영향이 지하수에까지 미치지 않는 이유가 바로 이 때문입니다. 즉 범람 기간도 짧고 범람하는 정도도 미약하여 강바닥으로 물이 스며드는 현상이 감소합니다.
(5) 보나 댐으로 강물을 막으면 토사의 이동이 중단되어 보 너머 하류쪽 강구간에선 강바닥과 함께 수위가 내려갑니다. 강물의 수위가 비정상적으로 낮아지면 주변의 토지에서 지하수가 강 양옆 기슭을 통해 강으로 빠져나가는 현상이 일어납니다. 이때 보 하류 쪽의 수위 낮은 구간의 강기슭을 통해서만 지하수가 빠져나오는 것이 아니라, 보 너머 상류쪽 하천 구간변에 위치한 땅에 있던 지하수도 일부분 같이 딸려들어와 강물에 섞여 흘러내려가 버립니다. 보나 댐으로 강을 막아 놓으면 지속적 지하수관리에 의한 지하수의 양과 질에 비해서 지하수는 수량 감소를 겪으며, 그 결과 유역의 토지와 국민에게 물을 공급하는 일은 난관에 봉착하게 됩니다.
첨부자료
첨부자료 1: 라인강에 보를 설치한 이후로 100년빈도 홍수가 거의 매년 일어나는 현상을 보여주는 그래프. (출처, 독일 연방자연보호청장, 예셀 교수)
-세로축: 홍수위
-가로축: 라인강 상류에 설치된 보의 건설년도(1928년부터 1972년까지 총 10개)
-회색 막대: 식물성장기가 아닌 시기에 일어나는 홍수 (라인강에서 자연스러운 현상)
-검은 막대: 식물성장기에 일어나는 홍수 (라인강에서 이변)
도 표 설명: 1928년 최초의 보 설치 이후 1950년대부터 보를 줄줄이 건설하기 시작하면서 라인강의 홍수 간격은 짧아져 100년 빈도 홍수가 최근에는 몇 년 간격으로 일어난다. 아울러 라인 강에서 전혀 일어나지 않던 식물성장기 홍수마저 일어나는 이변이 생겼다(검은 막대). 도표 크게 보기
첨부자료 2: LAWA 공식지도(독일연방공화국 생물학적 수질지도 2000년, 연방환경청 제작)