국내 농가 대부분은 겨울철 소득창출을 위해 비닐하우스를 이용한 화훼류, 과수류 등을 재배하고 있으며, 특히 온실 난방에 지하수를 사용하는 수막재배를 하고 있다.

수막재배는 겨울철에도 15℃의 일정한 온도를 유지하는 지하수를 추출해 비닐하우스 지붕에 분사함으로써 수막을 형성하고 물이 방출하는 열을 비닐하우스 보온에 이용하는 재배방식을 뜻한다.

다만 수막재배 시설에서 사용된 지하수 사용량이 많고 사용된 지하수는 농수로를 통해 하천으로 방류돼 지하수가 고갈되는 문제점을 안고 있다. 

수막재배 지역의 지하수 고갈문제를 해결하기 위해 KICT 연구진은 보유기술인 SWAT-K(스왓케이)를 이용해 비닐하우스 설치 지역 내의 장기적인 물부족량을 예측하고 가뭄 등에 따른 대응 전략을 제시했다.

SWAT-K는 지표수-지하수 통합해석모델로서 우리나라 농촌, 도시지역에서의 인위적인 물이용 변화와 지표수·지하수의 움직임을 동시에 분석할 수 있다.

이번 연구개발에서는 강수로부터 대기로 소모되는 증발산량, 지표수 유출량뿐만 아니라 땅속으로 스며드는 지하수 함양량, 지하수 이용에 따른 하천과 지하수의 상호 교환량 등을 유역단위로 파악했다. 

충북 청원군 상대리 지역의 시험부지를 대상으로 SWAT-K를 이용한 분석결과, 장기적으로 지하수 부족이 예측됐으며 이를 방지하기 위해 사용된 지하수의 최소 10%를 땅속에 재충전해야 장기적인 물수지(water balance, 水收支)도 안정을 확보하는 것으로 나타났다.

물수지는 어떤 지역의 일정 기간 내의 물의 유입과 유출의 균형상태를 말한다. 장소와 시기에 따라 물수지 상태는 변하는데, 수자원의 합리적인 이용을 위해 물수지를 분명하게 알아야 한다. 

KICT 연구진은 시험부지를 대상으로 다년간에 걸쳐 겨울철 수막재배기간의 지하수 이용과 여름철의 자연 지하수 충전을 모두 고려해 분석했다.

사용된 지하수 11%를 지하로 주입할 경우, 최대 80㎝까지 지하수위가 상승하는 것으로 예측됐다. 

KICT 정일문 박사는 “이번 물수지 평가기법은 수막재배지역에서 지표수와 지하수를 동시에 고려한 국내최초의 물부족 진단 및 예측기법으로 비닐하우스 농가지역을 포함한 전국 농업지역의 지하수 부족문제 해결의 좋은 사례가 될 수 있을 것”이라고 말했다.

KICT가 개발한 물부족 예측 기술은 국토교통부의 ‘수변지하수 활용 고도화 연구단’의 지원으로 한국지질자원연구원(KIGAM)과 공동으로 개발됐다.

세이프투데이 윤성규 기자(sky@safetoday.kr)