영산강·섬진강 수변완충지대 조성 효과 SWAT 모델링

유역통합관리연구원(IWMI)은 넥서스환경디자인연구원이 수행한 영산강·섬진강 수계 환경기초조사사업에서 「수변완충지대 효과분석을 위한 SWAT 모델링」을 위탁과제로 수행하였다. 위탁연구비는 1,500만원이며, 연구계획서는 2021년, 최종보고서는 2022년에 제출되었다. 주암댐·수어댐·동복댐·상사댐·장흥댐 상류 유역을 대상으로 하였다.

유역 전체 오염부하 가운데 비점오염이 차지하는 비중이 커지면서, 물가에 완충대를 두어 오염물질을 걸러 내는 수변완충지대의 중요성이 높아졌다. 다만 조성 효과를 따지려면 지금 얼마나 흘러드는지를 먼저 알아야 한다. 기존 부하량 산정은 토지이용별 원단위를 곱하는 방식이었는데, 농경지는 어떤 작물을 어떤 방식으로 재배하느냐에 따라 실제 부하량이 크게 달라진다. 본 연구는 일률적인 원단위 대신 댐 인근의 대표적인 영농 형태를 반영해 농업지역 비점오염 부하량을 산정하는 것을 목적으로 하였다.

모델은 STORM·ANSWERS·SWAT·HSPF·APEX를 비교해 선정하였다. 각 기법은 매개변수와 복잡도, 계산시간이 달라 대상지 환경에 맞는 선택이 필요하다. 농촌지역 유역 범위 모델링에 적합하고 수문·토양유실·영양물질·하도추적을 함께 다루는 SWAT을 적용하였으며, 수변완충지대의 폭을 단계적으로 넓히는 시나리오를 구성해 저감 효과를 정량화하였다.

동복댐 주요 소유역의 분석 결과, 계획홍수위 내 농경지만 초지화하는 1단계에서는 부유물질(SS) 저감률이 1.3%에 그쳤으나, 수변구역 50m까지 넓히면 13.1%, 250m는 38.0%, 500m는 55.6%, 토지매수 대상지역인 1,000m까지 확대하면 82.8%에 이르렀다. 총질소는 같은 범위에서 1.3%에서 81.3%까지, 총인은 0.9%에서 84.8%까지 저감되었다. 완충대의 폭이 곧 효과라는 점을 수치로 보여 준 결과로, 수변구역 지정과 토지매수 범위를 정할 때 비용 대비 효과를 비교하는 근거가 된다.