▲ 세이치 노하라(Seiichi Nohara) / 일본 국립환경연구소 실장

훗카이도의 쿠시로 습지의 경우 1950년대 이후 유역 대부분이 농경지로 개발됐다. 하지만 미세퇴적물이 하류에 점차 퇴적돼 하도(河道)가 변형되거나 훼손되는 문제가 발생하자 주변 생물들은 사라지기 시작했고 홍수가 빈발해 지역 주민들의 피해가 늘어났다.

쿠시로강과 그 습지대는 두루미를 포함하여 수많은 야생동물의 생태계로 유명하며 또한 방문객들에게 야생의 자연 모습을 그대로 선사하고 있다. 하지만 특히 습지대의 경우 최근 10년 사이에 사람들의 왕래가 빈번해지면서 이 습지의 자연생태계는 극심한 스트레스를 받았다.

마침내 일본의 환경성이 주도적으로 발 벗고 나서 2002년에 해당 지역의 NGO들과 지방정부 및 관계기관들과 협력하여 습지의 생태계 복원 프로젝트를 가동시키게 된다. 이 복원 프로젝트는 글자 그대로 ‘자연환경의 복구’를 주 내용으로 하는데, 「자연복원법」 제2조를 보면 자연적인 복구라는 개념을 “강, 습지, 수생식물과 해초 등의 서식지, 숲 등의 잃어버린 자연요소와 기타 환경요소들을 지방정부와 지역주민 및 NPO, 관계기관, 전문가 등의 협조아래 다시 복구 및 보존하는 활동을 의미한다”라고 정의하고 있다.

이러한 분위기에서 쿠시로 습지의 자연복구 과제는 자연환경 복구를 위한 하나의 모델로 자리잡게 된다. 즉, 주요 목표를 설정하고 조건을 식별하여 프로젝트를 기획하고 실제적인 작업을 수행하며 그 결과를 모니터링 하는 이러한 일련의 핵심적인 프로세스들을 통칭하여 이른바 ‘자연복구를 위한 쿠시로 모델’이라 명명하고 미래의 환경복구 프로젝트에서의 하나의 모형으로 정립코자 한 것이다.

 

쿠시로 습지는 일본에서 가장 큰 습지로 일본에 남아있는 습지 면적의 60%를 차지한다. 쿠시로 습지가 일본의 가장 원시적인 지형 중의 하나임에도 불구하고 그 면적은 빠르게 감소하고 있다.
쿠시로 습지의 복구목적은 과거 람사르협약에도 등록이 되었던 1980년 당시의 모습으로 습지를 복원하는 것이었다. 이 대원칙을 전제로 다시 다음과 같은 3가지의 하부목표들을 설정했는데, 그것들은 바로 △자연환경의 보호 및 보존 △복구와 농업과의 조화 △지역사회로의 기여이다.

 

▲ 쿠시로 습지는 일본에서 가장 큰 습지로 일본에 남아있는 습지 면적의 60%를 차지한다.

이 대원칙과 3개의 소원칙을 기준으로 또 다시 8가지의 행동목표를 수립했는데, 그 기준들은 프로젝트의 절차, 조직의 구성, 지역주민과 지역사회와의 협력 등을 중심으로 복구프로젝트를 세우는 것이다.

복구프로젝트에서 대원칙의 목표로 설정한 것이 1980년의 모습으로 습지를 되돌리자는 것으로 이 목표의 수립은 2001년 5월에 결정되었다. 이 목표를 달성하기 위해서 집수구역의 유사유출이 40% 감소되어야만 하고, 총질소(T-N) 부하가 30% 감소해야만 한다.

이런 대책을 실행시키기 위해 2003년에 자연복원촉진법에 따라 쿠시로습지자연복원위원회가 설립됐다. 이 위원회는 습지, 구 하도, 유사체제, 식생, 유량복원, 공공협력에 대한 6개의 소위원회로 구성되어 있다.

이러한 소위원회들은 모든 복원 대책에 대한 계획, 운영, 평가를 맡고 있으며 위원회에 그 결과를 보고한다. 통제된 현장실험과 광범위한 경험적 연구가 복원 활동을 과학적으로 뒷받침하기 위하여 동시에 수행됐다.

1980년은 쿠시로 습지에 있어 ‘기념적인 해’라 할 수 있는데, 그 이유는 이 해에 쿠시로 습지가 람사르협약에 등록이 되었기 때문이지만, 그 뒤로 점차 시간이 흐르면서 많은 훼손이 일어나게 되었다. 그 중의 한 예가 습지의 일부가 그 뒤로 농지로 전용이 된 것이다.

 

▲ [그림 1] 세계의 강들의 어종의 수

메콩강은 티벳트 산맥에서 발원하여 인도차이나의 6개국을 거쳐 4천800㎞를 흘러 베트남의 메콩 델타 지역까지 이르는 강으로서 그 총 유역은 일본의 2배에 이르는 면적이다. 또한 전 세계 204개 강에서 보이는 어종들이 모두 이 메콩강에서도 서식하고 있는 것으로 밝혀졌다.

연구보고서에 의하면 메콩강의 어류 다양성은 아마존 다음으로 세계에서 2번째로 다양하게 분포하는 것으로 알려졌다. 메콩강은 일본과는 상당히 멀리 떨어져 있지만 일본은 메콩강 유역에 있는 여러 국가들과 가령 도로·댐의 건설을 위한 공적개발원조(ODA) 차관을 공여하는 등의 방법으로 밀접한 관계를 유지해 왔다.

이에 우리는 메콩강의 강 유역을 중심으로 환경영향평가를 위한 방법론을 개발시키고자 한다. 이러한 차원에서 먼저 영양소의 농도와 유역에서의 침전물의 활동특성 등을 조사하기 위해 댐과 유역의 개발이 가져오는 생태학적 영향을 고찰하는 작업을 수행했다.

 

▲ 메콩강은 건기와 우기의 강수량이 현저히 차이가 나서 우기 때는 홍수의 위협을 많이 받고 있다.
▲ 메콩강의 댐 건설이 환경에 미치는 영향도를 연구함으로써 댐이 결과적으로 자연적인 강의 역동성에 어떠한 영향을 미치는 지를 파악하고 있다.

댐의 건설이 환경에 미치는 영향도를 연구함으로써 댐이 결과적으로 자연적인 강의 역동성에 어떠한 영향을 미치는 지를 계량화하고자 한 것인데, 좀 더 구체적으로 수해지역의 변화양상과 강의 침전토사가 댐의 하류로 어떻게 이동하는 지를 파악코자 했다.

먼저 첫 번째의 수해지역에 대한 변화양상의 조사에서 분산유역모델(distributed watershed model)(Danish Hydraulic Institute 가 개발한 Mike-SHE, Mike-11 Enterprise and Mike 21C)을 동원하여 수치적 시뮬레이션을 통해 그 수리적 수치들을 계량적으로 도출하는데 성공했다.

이 연구의 대상지역은 미얀마, 태국, 라오스의 삼각 경계점에서부터 하류방향으로 100㎞가 뻗어 나간 강의 주 수로를 택해 연구를 실시했다. 이 삼각 경계점의 상류 쪽으로는 이미 2개의 댐이 건설되어 있고 추가적으로 몇 개의 댐이 건설계획에 놓여 있다.

우리는 이 하류의 강을 따라 매 10∼20㎞ 정도의 간격을 두고 총 6개의 구역을 나눠 데이터를 추출한 후 이를 또 다시 매 5㎞ 마다 상기의 수리모델을 위한 제 패러미터들을 계산해 냈다. 아울러 중앙부를 기준으로 하여 홍수조사를 실시했다.

특히 우리는 시뮬레이션 결과들을 댐이 건설되기 전과 후(1991년부터 2002년까지 Manwan 댐에 대한 데이터를 참조)의 각각의 시뮬레이션 결과들과 비교해 보았는데, 여기에 동원된 데이터는 MRC가 장기간에 걸쳐 축적한 데이터, 즉 △메콩강 하단 유역에 대한 수리연감 △강 모니터링 데이터 △Chiang Sean에서의 수위와 강물 방류에 대한 데이터를 활용했다.

또한 태국의 DWR(물자원부)가 운영하는 웹사이트에서 메콩강에 대한 자료들을 참고했다. 한편, 국부적인 지형적인 정밀데이터를 추출하기 위해 ADCP(음향식도플러유속계)를 사용하여 강바닥의 지형적 특성과 강물의 유속 등을 측정했다.

 

목표기간은 Manwan 댐이 건설되기 전후인 1991년과 2002년이다. 수리적인 시물레이션의 도구로는 MIKE-SHE, MIKE11-Enterprise, MIKE21C(DHI사가 개발)를 사용했다. 즉, 이 모델들을 동원하여 실험을 함으로써 각 모델마다 방수량과 침전사토의 이동특성들에 대한 데이터들을 추출했다.

침전토의 양에 대한 계산은 한 지정점에서 부피에 대한 침전량과 바로 그 옆의 지정점에서의 부피에 대한 침전량과의 차를 통해 계산하는 방법을 사용했다. 시뮬레이션의 정확도를 검증하기 위해 Chiang Sean 도시가 획득하고 있는 수위(water level)에 관한 매년마다의 장기간에 걸친 수위데이터를 활용했다.

▲ 메콩강 수질조사 장면.

방수량과 침전토의 부하량과의 관계를 분석하기 위해서 2007년 11월에서 2008년 11월까지 연구대상 지역에서 강물을 샘플링하여 그 혼탁도를 매달 측정하여 분석했다. 그리고 1991년과 2002년의 방수량과 강 유속을 1㎞ 간격으로 매 1시간의 시간간격으로 자체적으로 설정한 유역유출모델을 동원하여 직접 시뮬레이션을 했다.

이렇게 추출된 결과들은 GIS 포맷으로 컴파일링 한 후 매핑을 통해 하나의 단순화시킨 공간상의 구성으로 간단하게 결과에 대한 이해가 가능하도록 했다.

우리가 시뮬레이션한 방법은 하나의 같은 유역을 대상으로 연간의 유출(runoff) 프로세스를 2가지 서로 다른 조건, 즉 1991년도의 패러미터들과 2002년도의 패러미터들을 각자 적용시키는 방법으로 시뮬레이션 했다.

이 때 강수량에 대한 데이터는 2002년도 한 해에서의 연간 데이터만을 기준으로 했다. 그 결과 1991년도의 방수량이 2002년도의 방수량보다 더 크다는 결론을 도출했고 또한 8월 말에서 12월까지의 방수량이 최고점에 이른다는 것이 확인되었다.

각 연도마다 강수량의 기준은 2002년도의 강수량 데이터를 그대로 둘 다에 적용시켰다. 2002년의 강 유역에 대한 조건에서 9월에서 12월까지는 침전물의 부유량이 감소하는 것으로 나타났다.

GIS 데이터베이스에서 업데이트가 가능한 것들은 지형적인 특성에 관한 것으로 가령 강 유역의 구조, 범람원, 강바닥의 지형구조, 기후 및 수리적인 관찰데이터 등으로서 이것들을 계절적인 수리적 특성을 계산할 수 있도록 구성시켰다.

우리는 수문학적(또는 수리학적) 문헌 데이터 및 야외 측정치에 근거하여, 이러한 시뮬레이션들(분포 또는 분산된 강우의 흐름, 1차원 부유 이동, 2차원 홍수지역 분석)의 결과를 확인했다.

2002년 강수량과 1991년 강 유역 패러미터들을 이용한 가상의 수문학 분석은 강 유역의 발달 전과 후를 평가할 수 있는 유용한 도구가 될 수 있을 것이다. 마지막으로, 우리는 연간 홍수 일수에 따라 홍수지역을 분류했다. 연중 2차원 홍수 분석에 따라, 공간적·일시적 물 분포의 양을 정했으며, 이를 디지털 지도에 표시했다.