서론

하천 인근에서 농경지 경작 및 생공용수 등의 이용을 위한 지하수의 취수는 하천수량 감소의 주요 원인으로 인식되고 있다(Kim et al., 2012a). 지하수법 제7조의 2에 따르면, 하천구역경계로부터 대통령령이 정하는 범위 안에서 지하수를 개발이용할 경우 지하수영향조사서를 첨부하여 국토교통부장관과 미리 협의해야 하고, 국토교통부장관은 하천 인근에서의 지하수개발이용이 하천의 수량에 영향을 미친다고 인정되는 경우에는 취수량, 취수기간의 제한 및 취수금지 등을 요청할 수 있게 되어 있다. 여기서 하천 인근이라 함은 지하수법 시행령 제12조 2에 근거하여 하천구역의 경계로부터 300 m 이내로 지정되어 있다. 이와 같이 하천수와 연계하여 하천 인근 지하수를 관리하도록 법제화되어 있음에도 불구하고 하천 인근에서의 지하수 개발이용 현황 파악이 미흡하고 실무에서 하천수량에 미치는 영향평가도 정성적 분석 위주로 제한되어 옴에 따라 하천 인근 지하수의 체계적 관리가 현실적으로 매우 어렵다.

하천수량에 미치는 지하수 이용 영향을 파악하기 위해서 현장계측(Kim et al., 2012b), 수문모델링 분석(Lee and Chung, 2007; Kim et al., 2013b; Lee et al., 2015b), 해석해 적용(Kim, 2010; Lee et al., 2016a; Lee et al., 2016b) 등 다양한 방법들이 적용되어 점차 정량적인 분석을 시도하고 있으며, 이를 위한 기초자료 수집을 목적으로 하천 인근 지역에 대한 수리특성 조사 연구(Kim et al., 2013a; Lee et al., 2013; Lee et al., 2015a)도 수행되고 있다. 하천 인근 지하수 관리를 위해서는 이러한 지하수 이용 영향 분석과 수리특성 조사도 중요하지만, 우선적으로 하천 인근 지하수 이용 현황 파악이 이뤄져야 한다. 매년 발간하는 지하수조사연보에서 전국적으로 시군구 단위 또는 중권역 단위의 지하수 개발이용 현황과 분석자료를 제공하고 있으나, 하천 인근 지역에 대한 현황은 별도로 조사되고있지 않아 하천 인근에서의 지하수 이용 특성 파악이 미흡한 실정이다.

이에 본 연구에서는 안성천 유역을 대상으로 하천인근에 위치한 지하수 관정의 취수계획량과 관정분포수를 GIS 기반으로 조사하여 그 결과를 토대로 하천 인근 지하수의 이용 특성 분석과 지하수 관리의 개선방향을 제시하고자 한다.

재료 및 방법

안성천 유역의 면적은 1,658.66 km2이고 표준유역은 15개이다. 표준유역내에 위치한 허가 및 신고관정의 자료는 국가지하수정보시스템(GIMS)의 시군구별 지하수 자료를 기반으로 추출하여 총 4만 여공이 분포하고 있음을 확인하였다(Fig. 1). 이를 표준유역별로 구분하여 관정수, 이용량 등을 집계한 후 하천구역에서 거리별로 분포하는 관정 및 취수계획량을 별도로 추출하였다.

Fig. 1.

Groundwater wells in the Anseongcheon watershed.

한편, GIS 분석을 위해 안성천 수계를 격자간격 30 m로 분할하여 분석하였기에 이에 따른 오차는 일부 포함될 수있다. 또한 취수계획량 자료는 안성천 수계 내에 포함된 시군구별 지하수이용실태정보(국가지하수정보센터) 자료를 수집하여 표준유역별로 집계한 것으로 시군구 자료의 이상치나 누락치에 따른 오차 또한 포함될 수 있다. 또한 본 연구에서는 취수계획량을 중심으로 분석하였고, 원단위 이용량 산정 부분은 포함시키지 않았다.

Table 1과 Fig. 2는 안성천 수계내 지하수 취수계획량을 표준유역별로 집계한 것으로 작게는 약 8천6백 m³/일부터 많게는 14만 m³/일까지 유역별로 큰 차이를 나타내고 있다. 농업용 저수지 혜택이 주어지는 유역인 이동댐(9번), 기흥댐(10번) 유역과 하천수 취수가 지배적인 아산방조제에서 가까운 소유역(15, 16, 18번)은 지하수 취수계획량이 상대적으로 작으며, 하천수 취수가 없는 안성천 본류 중상류 주위의 소유역은 비교적 지하수 취수계획량이 많아 지하수 의존도가 높다. 수계 전체적으로는 지하수 취수계획량이 약 1백만 m³/일으로 하천수 허가량의 약 1/3정도 차지하고 있어 지하수 이용량이 많은 유역에 속한다.

Fig. 2.

Planned groundwater pumping rates for the Anseongcheon watershed.

결과 및 고찰

이격거리별 취수계획량

하천경계로부터 이격거리별 취수계획량을 분석한 결과는 다음 Fig. 3과 같다. 법적인 하천인근인 300 m 이내에 포함된 취수계획량은 약 30만 m³/일로 나타났고 2 km 이내에는 약 100만 m³/일이 포함되는 것으로 나타났다. 또한 Fig. 4는 하천인근인 300 m 이내에 포함된 취수계획량의 소유역별 분포를 나타낸 것으로 유역에 따라 1,000 m³/일 미만부터 60,000 m³/일 이상까지 다양하게 분포하고 있는 것으로 나타났다. 주로 상류부에서 취수계획량이 큰 이유는 하류부의 경우는 하천으로부터 용수공급이 가능하기 때문인 것으로 판단된다.

Fig. 3.

Planned groundwater pumping rates according to distance from the stream.

Fig. 4.

Planned groundwater pumping rates near the stream (<300 m).

하천경계로부터 이격거리별 취수계획량의 백분율을 분석한 결과는 다음 Table 2와 같다. 하천으로부터 300 m 이내에 29.7%, 500 m 이내에 44.7%, 1,000 m 이내에 71.1%, 2,000 m 이내에 96.3%의 계획량이 분포하는 것으로 나타났다.

이격거리별 관정수

하천경계로부터 이격거리별 관정수를 분석한 결과는 다음 Fig. 5와 같다. 법적인 하천인근인 300 m 이내에 포함된 관정은 11,586개소, 2 km 이내는 38,177개소가 포함되는 것으로 나타났다. Table 3에는 하천으로부터의 이격거리별 관정 분포율을 나타냈다. 하천으로부터 300 m 이내에 28.8%, 500 m 이내에 44.9%, 1000 m 이내에 73.1%, 2000 m 이내에 95.0%의 계획량이 분포하는 것으로 나타났다. 참고로 안성천 수계 단위면적당 관정수는 24.2개/km2이며 이는 지하수 연보에 나타난 2016년 전국 평균인 16.2개/km2를 상회하며 경기도 평균인 24.3개/km2와 유사한 수치이다(MOLIT, 2016).

Fig. 5.

Number of pumping wells according to distance from the stream.

허가/신고별 지하수 취수계획량 및 개소수

지하수 관정중에서 허가시설은 농업용인 경우 양수능력 150 m³/일(토출관직경 50 mm)을 초과하는 경우와 생공용수인 경우는 양수능력 100 m³/일(토출관직경 40 mm)을 초과하는 경우에 해당한다. 원칙적으로는 양수능력을 기준으로 허가/신고시설을 구분해야 하나, 본 연구에서는 취수계획량을 기준으로 구분하였다. 또한 지하수조사연보에서는 허가시설/신고시설/기타시설로 구분하고 있으나, 여기서는 기타 시설을 신고시설에 포함시켜서 분석하였다. 이에 따라 안성천 수계 전체의 관정에 대한 취수계획량을 허가관정과 신고 관정으로 구분하여 분석한 결과는 다음 Table 4와 같다. 소유역별로 편차는 있으나 전체 관정의 취수계획량 중에 허가량의 비율은 16.3%에 불과하고 나머지 83.7%는 신고관정의 계획량인 것으로 나타났다. 또한 Table 5에 나타난 바와 같이 개소수의 경우에 있어서도 전체 관정 40,186개소 중 허가관정수는 685개소로 차지하는 비율은 1.7%에 불과한 것으로 나타났다.

하천인근 허가/신고관정의 지하수 취수 특성

하천인근은 하천구역에서 300 m 이내에 포함되는 지하수 관정으로 허가관정과 신고관정별 분포를 파악하였다. Table 6에 나타난 바와 같이 하천인근 관정의 전체 취수계획량 307,938 m³/일 중 허가관정은 35,020 m³/일로 11.4%, 신고관정은 272,918 m³/일로 88.6%에 해당하는 것으로 나타났다. 또한 안성천 수계 전체 관정 중 하천인근에 포함된 허가관정의 취수계획량 비율은 20.6%, 하천인근에 포함된 신고관정의 경우는 31.3%로 나타났다. Table 7에 나타낸 개소수를 보면 하천인근 관정수 11,586개소 중 허가관정의 수는 164개소로 1.4%에 불과했으며 신고관정은 98.6%에 해당되는 것으로 나타나 신고관정의 밀집도가 하천인근에 집중돼 있는 것으로 나타났다. 전체 허가관정시설 대비 하천 인근 허가관정수의 비율은 23.9%, 전체 신고관정시설 대비 하천인근 신고관정수의 비율은 28.9%로 나타났다. Fig. 6~7은 하천인근의 허가관정 취수계획량 분포도와 신고관정 취수계획량 분포도를 나타낸 것으로 신고관정의 취수계획량이 월등히 많은 것으로 나타났다. 또한 일부 소유역의 경우는 허가관정수는 없고 신고관정만 존재하기도 했다.

Fig. 6.

Permitted groundwater pumping rates near the stream (<300 m).

Fig. 7.

Declared groundwater pumping rates near the stream (<300 m).

하천인근 허가/신고관정의 용도별, 지질별 특성

하천인근에서 이용되는 허가/신고관정의 용도별 현황을 파악한 결과 전체 농업용 시설은 205,518 m³/일, 생공용 시설은 102,420 m³/일로 파악되었다. 이 중에서 농업용 허가시설은 10,187 m³/일로 전체 농업용 중 5.0%를 차지하는 것으로 나타났고 농업용 신고시설이 나머지 95%인 195,331 m³/일인 것으로 나타나 하천인근에서 사용되는 농업용 관정은 거의 신고시설인 것을 알 수 있었다. 전체 생공용수의 경우는 중에서 허가시설은 24,833 m³/일로 24.2%, 신고시설은 75.8%인 77,587 m³/일인 것으로 나타나 생공용수 역시 신고시설이 주를 이루는 것으로 파악되었다. 또한, 개소수에 있어서도 농업용 하천인근 관정 5,017개소 중 허가시설의 경우는 49개소로 1.0%에 해당하는 것으로 나타났고, 나머지 99.0%는 신고관정이었다. 생공용수의 경우 총 6,569개소 중 허가시설은 115개소로 1.8%에 해당하고 나머지 98.6%는 신고관정으로 나타났다.

다음으로 하천인근의 관정을 충적관정과 암반관정으로 분류하여 허가와 신고시설에 따른 비율을 검토하였다. 충적관정의 총 계획량 174,767 m³/일 중 허가시설은 5.3%에 해당하는 9,201 m³/일, 나머지 94.7%인 165,566 m³/일은 신고시설로 파악되었다. 암반관정의 총 계획량 307,938 m³/일 중 허가시설은 25,819 m³/일에 해당하는 19.4%였고, 나머지 80.6%인 107,351 m³/일은 신고시설이었다. 허가시설 중 충적관정은 26.3%, 암반관정은 73.7%로 허가시설의 대부분은 암반관정임을 알 수 있었다. 반면 신고시설 중 충적관정의 비율은 60.7%, 암반관정은 39.3%로 신고관정에서는 충적관정의 비율이 훨씬 더 높은 것을 알 수 있었다. 관정 개소수에 있어서도 하천인근 전체 충적관정 7,668개소 중 허가시설은 23개소인 0.3%에 불과했으나 신고시설은 99.7%인 7,645개소를 차지했다. 하천인근 암반관정의 경우 총 3,918개소 중 허가시설은 141개소로 3.6%, 나머지 96.4%는 신고시설인 것으로 나타났다. 허가시설 중 충적관정의 개소수 비율은 14.0%, 암반관정은 86%로 나타났고, 신고시설의 경우 충적관정은 67.0%, 암반관정은 33.0%로 각각 파악되었다.

결론

본 연구에서는 하천으로부터의 이격거리에 따른 관정의 비율과 하천 인근에 포함된 관정의 비율과 분포 특성을 파악하기 위해 안성천 수계를 대상으로 조사하였다. 안성천 수계 전체 관정 중 하천인근에 포함된 허가관정의 취수계획량 비율은 20.6%, 하천인근에 포함된 신고관정의 경우는 31.3%로 나타났다. 특히 하천 인근 관정의 전체 취수계획량 307,938 m³/일 중 허가관정은 35,020 m³/일로 11.4%, 신고관정은 272,918 m³/일로 88.6%에 해당하는 것으로 나타나 하천 인근에서 신고관정의 취수비율이 월등히 높은 것으로 분석되었다. 지하수법 제7조의 2에 따르면, 하천 인근에서 지하수를 개발·이용할 경우 지하수영향조사서를 첨부하여 국토교통부장관과 미리 협의하도록 되어 있으나 허가관정의 경우에만 해당되기에 하천 건천화 예방에 기여하는 효과가 제한적이다. 따라서 하천 인근에서 신고관정의 수와 취수량이 훨씬 많은 것을 감안하면 허가관정뿐만 아니라 신고관정에 대한 적극적이면서도 신중한 관리가 필요할 것으로 판단된다. 또한 하천수량에 미치는 영향을 고려하여 하천 인근지하수를 체계적으로 관리하기 위해서는 하천 인근 지하수정보 수집 체계가 마련되어야 하며, 유역 물관리 측면에서 보면 공 단위 관리체계에서 유역 단위 관리체계로의 전환이 필요하다.