대체수자원

왜 배우는가: 대체수자원은 가뭄으로 기존 수원(댐·하천·지하수)이 부족할 때 용수 공급을 유지하는 수단이다. 가뭄 대책·수자원 계획 문항에서 정의, 종류, 개발방안을 묻는 형태로 반복 출제되므로 개념과 분류를 먼저 정리해 두어야 한다.

출제 이력: 제114회 3교시 3번, 제101회 2교시 4번, 제98회 1교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

대체수자원은 가뭄 등으로 기존 수원의 용수 공급이 부족할 때 이를 보충하기 위해 새로 개발하는 물 공급원으로, 하·폐수처리수 재이용, 빗물이용, 해수담수화, 강변여과수, 지하수 인공함양 등을 포함한다.

키워드: 대체수자원, 가뭄 대책, 물 재이용, 빗물이용, 해수담수화, 강변여과수, 지하수 인공함양, 이수 안전도

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 비가 적게 와서 댐과 하천의 물이 모자랄 때, 그 부족분을 다른 원천에서 얻는 방법이다. 여기서 '대체'는 기존 수원을 대신한다는 뜻이 아니라 기존 수원의 부족분을 보충한다는 뜻으로 쓴다.

정식 정의는 다음과 같다. 대체수자원은 기존 수원에 의존하지 않고 새로 확보할 수 있는 수자원으로, 용수 수요와 공급의 차이를 메우기 위해 개발·이용하는 물을 말한다.

물 재이용은 빗물, 오수, 하수처리수, 폐수처리수, 온배수를 물 재이용시설을 이용하여 처리하여 생활·공업·농업·조경·하천 유지 등에 다시 쓰는 것을 말한다. 「물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률」 제2조는 이를 법적 정의로 정하고 있다.

빗물이용은 건축물 지붕 등에 내린 빗물을 모아 처리하여 이용하는 것이다.

해수담수화는 바닷물에서 염분을 제거해 담수를 얻는 방법이다.

강변여과수는 하천 주변 충적층을 통과하며 자연 정화된 지하수를 취수하는 방식이다. 지표수를 간접적으로 취수하는 방법으로, 독일과 네덜란드 등 서유럽에서 100여 년 전부터 사용되었다.

지하수 인공함양은 강수나 하천수를 인위적으로 땅속에 침투시켜 지하수를 보충하고 이를 다시 취수하는 방법이다.

3. 등장 배경과 필요성

가뭄이 반복되고 기후변화로 강수 변동성이 커지면서 기존 댐과 하천수만으로는 안정적인 공급이 어려워졌다. 인구 증가와 도시화로 용수 수요는 늘고 있다.

이 때문에 공급을 늘리는 방법만으로는 한계가 있고, 기존 수원을 보완하는 대체수자원이 필요하다. 특히 하천 유지용수가 부족해지면 하천 건천화가 생기므로 대체수자원은 생활용수뿐 아니라 하천 유지에도 쓰인다. 「물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률」 제5조는 10년마다 물 재이용 기본계획을 수립하도록 정하고 있어 제도적으로도 물 재이용이 가뭄 대책의 한 축으로 자리 잡았다.

10년마다 수립하는 물 재이용 기본계획은 권역별 물 수요·공급 전망과 처리수 공급 목표를 포함한다. 가뭄 시 대체수자원의 필요성은 이 계획의 공급 부족 지역 대책과 직접 연결된다.

위 흐름은 가뭄으로 공급이 줄고 수요가 늘어나는 두 힘이 겹쳐 대체수자원이 필요해지는 구조를 보여준다.

4. 구성요소·원리·절차

대체수자원은 기존 수원(댐·하천·지하수)의 공급이 부족할 때 물 재이용, 해수담수화, 지하수 인공함양, 강변여과수 등으로 물을 확보하는 수단이다. 각 수단은 원수 확보, 처리, 저장·송수, 공급의 네 단계로 이루어진다. 아래 구성도는 원수 종류에 따라 처리 경로가 나뉘고 공급 단계에서 하나로 합쳐지는 구조를 보인다.

원리는 자연 수문 순환에서 벗어난 물을 인위적으로 만들어 쓰는 것이다. 재이용수는 오염 저감과 재처리로, 해수담수화는 역삼투(RO) 막 분리로, 인공함양은 지중 저류로 물을 확보한다. 각 방식의 에너지와 수질 조건이 다르므로 공급 대상에 맞춰 선택한다.

절차는 다음과 같다.

• 수요와 공급 부족량을 산정하고 용도별 필요 수질을 정한다.
• 원수 종류(하·폐수처리수, 해수, 지하수 등)를 선정한다.
• 처리 공정(막여과, 살균, 탈염 등)을 설계하고 용도별 수질을 검사한다.
• 저장 또는 함양 시설을 설치하고 송수관로로 공급한다.
• 수질 감시와 요금 체계를 운영한다.

재이용수는 용도별 수질검사 주기를 두고 관리한다. pH·탁도·잔류염소·냄새·색도는 매일, BOD·총질소·총인·총대장균군수는 매주, 염화물·전기전도도·중금속 등 미량유해물질은 매분기 검사한다.

해수담수화의 에너지 소요는 해수 RO는 하수 재처리 RO보다 단위 에너지 소요가 크다. 이 차이가 경제성을 결정하는 핵심 요인이다.

5. 관련 법령·기준·표준

「물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률」은 물 재이용을 위한 법적 틀이다. 주요 조문은 다음과 같다.

표 설명: 중수도는 대상 시설의 물 사용량을 기준으로 재이용률을 정한다. 기본계획은 권역별 물 수요·공급 전망과 처리수 공급 목표를 담는다.

표 설명: 처리수 사용 용도에 따라 수질기준이 달라진다. 지하수 충전용수는 지역지하수관리계획에 포함된 경우에만 적용한다.

재이용 시설 설치 승인 시 공공하수도관리청은 실시설계 도서와 소요사업비 및 재원조달방안을 제출한다. 인가 기준은 재이용사업계획의 타당성, 하천유지유량 영향 대책, 계획수량·수질의 적정성, 시설 위치·규모, 처리방식의 안전성과 경제성이다.

개정 연혁: 법 제9조는 2024년과 2025년에 개정되어 중수도 대상과 신고 절차가 바뀌었다. 세부 연도는 원문 머리말 기준이다.

6. 유형과 비교

대체수자원은 기존 수원(댐·하천·지하수)이 가뭄으로 부족할 때 이를 보완하는 수원이다. 물의 재이용, 해수담수화, 지하수 인공함양, 강변여과수, 빗물이용 등으로 나뉜다. 유형마다 수원, 처리 방식, 적용 조건이 달라 비교표로 정리한다.

위 표는 수원의 성격을 기준으로 나눈 것이다. 재이용과 빗물이용은 수질을 맞추는 처리 공정이 핵심이고, 담수화는 에너지가 핵심이다. 강변여과수와 인공함양은 자연 여과 능력을 이용하므로 대량 취수에 적합하다.