연재_김범철 교수의 호수의 과학 21
파로호의 사례
부댐 건설에 의한 수질생태계 개선
김범철
· 강원대학교 농업생명과학대학 환경융합학부 에코환경과학전공
· 전 한국하천호수학회 회장
강원도 화천군 파로호 용호리의 지류 만입부에는 수년 전 작은 댐이 만들어졌다. 이 부댐은 수면적이 60만㎡ 정도이니 제법 큰 저수지 규모인데 붕어가 잘 낚이는 낚시터로 인기가 높다. 그런데 이 부댐은 파로호의 수위가 낮을 때는 드러나 보이고 독립된 호수의 형태를 띠지만 파로호의 수위가 높아지면 댐 전체가 물속에 잠겨 보이지 않게 되는 특이한 댐이다. 한 마디로 ‘호수 속의 호수’라고 할 수 있겠다. 화천군 간동면 용호리에 파로호의 상류부를 격리시키는 형태로 만들어져 있는데, 필자가 10여 년 전 환경부에 수생태계 개선을 위해 제안하여 만들어진 것이다.
▲수위변동이 큰 댐에서 부댐을 건설하여 생물서식처를 개선하고 본 댐의 수질을 보호하는 모식도.
대형 댐의 수위 변동은 생태계 건강성을 나쁘게 하는 요인
대형 인공호는 홍수기에 물을 채우고 그 물을 갈수기에 사용하고자 하는 목적으로 만든 것이니 수위변동이 있는 것은 당연한데 수위변동이 크다는 점은 생태학적으로는 큰 단점이다. 우리나라에서 수위변동이 가장 큰 호수는 소양호로서 홍수기와 갈수기의 수위차가 30m에 이르고, 파로호는 약 20m이다. 이런 호수에서는 갈수기에 바닥이 드러나 수변에 나대지가 펼쳐지는 것을 볼 수 있는데 상류지역에서는 그 폭이 수km에 달하기도 한다.
파로호의 상류부에서도 이와 같은 현상이 나타나는데, 매년 물에 잠겼다가 노출되어 건조되는 현상을 반복하기 때문에 동식물이 살기에 적합하지 않은 환경이다. 초여름에 수위가 급히 내려가면 어류의 알과 저서동물들이 노출되어 말라 죽는 모습도 보인다. 경사가 완만하고 토양이 쌓인 곳은 버드나무나 초본식생들이 단기간 자랄 수 있지만 경사가 가파른 곳은 식물이 전혀 살지 못하는 불모지대가 된다.
수위변동이 크면 수생식물이 살기가 어렵고 동물 다양성 감소로 이어진다. 수생식물은 적절한 수위가 유지되어야 살 수 있는데, 홍수기에는 완전히 물속 깊은 곳에 잠기고 갈수기에는 노출되어 건조한 땅이 된다면 생존할 수가 없다. 수생식물은 수생곤충과 어류의 서식처이고 산란장이므로 수생식물이 부족하면 동물도 줄어든다. 수초가 많은 곳에 물고기가 많은 것은 산란처와 먹이가 많기 때문이다. 그 때문에 수위변동이 큰 소양호와 파로호의 경우 수질은 최상이지만 동식물상의 건강성은 최악이다.
부댐은 수위변동이 큰 호수에서 생물서식처 개선을 위한 방안
부댐은 이러한 수위변동으로 인한 서식처 악화를 개선하기 위한 방안이다. 호수의 상류 일부를 구획하여 부댐(수중댐)으로 나누고 물을 가두어 두면 갈수기에도 물이 채워져 있어 건조되지 않으므로 수생동식물의 좋은 서식처가 된다. 산란장과 먹이가 풍부하니 어류를 비롯하여 각종 동물들이 늘어난다. 현재 파로호에는 화천군 간척면과 양구군 양구읍에 두 개의 부댐이 건설되어 있다. 이곳에는 수생식물이 많이 자라고 어류도 많다. 양구군에서는 양구읍의 부댐에 ‘한반도습지’라는 이름을 붙이고 낚시를 금지하고 있는데, 화천군에서는 낚시를 허용하여 파로호 용호리가 좋은 낚시터로 사랑받고 있다.
최근에 소양호의 신남지역 상류에도 부댐이 건설되어 이 호수를 ‘빙어호’라는 별칭으로 부르며 빙어낚시터로 개발하고 있다.
부댐은 수질개선에도 기여
부댐은 생물 서식처를 제공함으로써 대형 댐 생태계의 단점을 보완하는 것인데 수질개선에도 좋은 효과를 보여준다. 강우 시에 유입하는 흙탕물에는 진흙 입자와 녹조현상의 원인이 되는 인이 많이 함유되어 있고 농경지의 농약 등 각종 오염물들도 함유되어 있다. 그런데 부댐에서 며칠 체류하면 그 동안 식물플랑크톤이 수중의 인을 흡수하며 성장하고, 진흙 입자들과 결합하여 침강함으로써 인과 탁수를 동시에 제거하는 효과를 가진다. 호수에서 식물플랑크톤을 증가시키는 인을 부댐 내에 미리 침강시킴으로써 본 댐의 식물플랑크톤을 저감하는 것이다. 탁수에 함유된 진흙 입자만으로는 침강 제거하는 데에 시간이 오래 걸리지만 식물플랑크톤 세포가 표면에 끈적끈적한 점액질을 가지고 있으므로 진흙 입자들이 달라붙어 함께 침강하면 빨리 제거된다.
▲ 파로호의 상류 용호리의 지류부에 만들어진 부댐.
수질정화용 전처리댐
부댐을 수질정화의 목적으로 만든 경우에 수질관리분야에서는 전처리댐(pre-reservoir)이라는 이름으로 부르기도 한다. 즉, 오염물 침전지로 사용함으로써 본댐의 수질을 보호하자는 것이다.
전처리댐은 오래전에 독일의 반바흐 저수지가 선구적으로 시도한 방법이다. 상수원으로 사용하는 저수지의 상류부에 전처리댐으로 구획을 나누고 전처리댐에서 침강시킨 후 이를 또다시 정화장치를 거친 후 본댐에 넣어 줌으로써 본댐의 수질을 보호하는 것이었다. 필자가 이 댐을 방문하여 부댐에 올라서서 보니 한 쪽은 혼탁한 호수이고 한 쪽은 10m 바닥이 들여다보이는 맑은 호수로서 극명하게 대조되었다. 이후 세계 여러 곳에서 이러한 전처리댐을 수질개선에 적용하였다. 파로호에서도 장기간 수질 자료를 분석하니 부댐을 건설하기 전에 비하여 건설 후에 탁수가 확연하게 감소하여 북한강의 수질개선에 크게 기여하는 것으로 밝혀졌다.
부댐 내에 침강한 토사는 대개 수십 년에 한 번 정도 준설하면 된다. 우리나라의 많은 저수지들이 토사의 유입을 막는 대책이 없어 저수량이 줄어들고 댐의 수명이 짧아지는 문제를 안고 있는데, 토사가 부댐에 쌓이게 하고 주기적으로 이를 제거하면 본 댐의 저수량이 감소하는 문제도 막는 부수적 이점도 있다.
부댐으로 만들어진 호수에서 낚시를 즐기면서 생태계 개선의 의도를 함께 이해한다면 더욱 행복한 나들이가 될 것이다.