[중국] 중국 교통-리버풀대 연구팀, 지속가능한 도시 물관리 개선 위한 방법 개발

수질 문제 평가 및 도시 물환경 수용 능력 계산하는 시스템 개발

지속가능한 도시 개발 위한 정보에 입각한 의사결정에 도움 기대

 

중국 시안 자오퉁-리버풀 대학교(Xi'an Jiaotong-Liverpool University, XJTLU)의 연구진은 쑤저우의 수질 문제를 평가하고 도시의 물환경 수용 능력에 대한 전체 점수를 계산하는 시스템을 개발했다. 사진은 쑤저우의 물길. [사진제공(Photo Source) = XJTLU]

물은 도시가 성장하기 위해 꼭 필요한 자원이다. 도시의 지속가능한 발전은 얼마나 많은 양의 물을 공급하고 어떻게 분배하느냐에 달려있다. 따라서 도시가 경제를 친환경적으로 발전시키기 위해 물을 얼마나 잘 관리하는 지에 대해 평가는 하는 것이 중요하다.

중국 동부에 위치한 쑤저우는 풍부한 수자원과 복잡한 수계를 갖고 있으며, 도시 면적의 약 절반이 물로 덮여 있다. 쑤저우는 장강 삼각주 지역의 중요한 산업 개발 지역으로 급속한 도시화를 겪고 있다. 이로 인해 중국 정부는 하수 및 오염을 통제하면서 수자원과 증가하는 물수요를 관리하는 것에 어려움을 겪고 있다.

최근 『수자원 관리(Water Resources Management)』 저널에 게재된 연구에서 중국 시안 교통-리버풀 대학교(Xi'an Jiaotong-Liverpool University, XJTLU)의 연구팀은 쑤저우의 수질 문제를 평가하고 도시의 물환경 수용 능력에 대한 전체 점수를 계산하는 시스템을 개발했다. 연구팀이 개발한 계산 시스템는 지속가능한 사회 발전을 거치면서 수질 기준을 유지하기 위한 지역의 최대 물수용 능력(Water Capacity)을 측정한다.

연구팀은 쑤저우의 상수원 상태, 인간 활동의 영향, 도시의 사회경제적 요인 등 다양한 요인을 고려해 2001년 이후 쑤저우의 물수용 능력이 증가했다는 것을 발견했다 이러한 증가는 산업 구조 최적화와 하수 재이용 등 정부가 취한 조치가 효과적이었다는 것을 시사한다. 그러나 여전히 물환경 부분에 개선할 점이 남아있다.

이 연구의 결과는 도시계획자가 향후 전 세계적으로 지속가능한 도시의 미래 개발을 위해 정보에 입각한 의사결정을 내리는 데 도움이 될 것으로 기대된다.

도시 물수요 관리

자시 첸(Jiaxi Chen) 본 연구의 제1저자이자 샤오난탕(Xiaonan Tang) 박사의 지도를 받은 XJTLU 토목공학과 석사 졸업생은 "2001년부터 2021년까지의 데이터를 분석한 결과, 쑤저우의 물수용 능력이 시간이 지남에 따라 증가했다. 이는 물관리를 개선하고 더욱 효과적으로 물을 사용했음을 시사한다"며 "우리가 연구한 20년 동안 쑤저우의 산업 구조는 지속적으로 최적화됐고, 하수 수집과 처리에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있다. 이는 더 나은 물환경에 기여했다"고 설명했다.

이어 그는 "하지만 여전히 물수용 능력을 제약하는 요인들이 있다"며 "전체 물수용 능력은 증가했지만 쑤저우에서 이용 가능한 총 수자원은 변동은 있지만 전반적으로 소량 감소했다. 사용 가능한 수자원의 부족은 불균형한 물분배와 수질 악화를 초래할 수 있다"고 덧붙였다.

또한 그는 “급속한 도시화로 인해 점점 더 많은 사람들이 도시 지역에 살고 있다"며 "도시의 물소비 증가로 인해 쑤저우의 수도 시스템에 압력이 가중됐다”고 말했다.

개선조치

연구팀은 도시의 물과 환경 관리를 더욱 개선하기 위해 몇 가지 권장 사항을 제시했다. 

첸은 “우선, 생태계는 수자원에 직접적인 영향을 미치기 때문에 항상 보호해야 한다"며 “정부는 수질 오염을 원천적으로 막기 위해 하수 방류를 규제하고 호수와 습지 근처에 오염원을 배출할 수 있는 기업을 설립하는 것을 금지해야 한다. 강과 호수를 더 잘 관리하고 유지하는 것도 수질 환경을 개선할 수 있다"고 말했다.

그는 이어 "물보존에 대한 대중의 인식을 높이기 위한 노력도 필요하다. 일반 대중이 보다 효율적으로 물을 사용할 수 있도록 장려해야 한다"며 "거시적 차원에서 도시는 물수용 능력과 맞는 산업 구조로 전환해야 한다. 산업과 농업에서 청정 생산을 촉진함으로써 물소비와 오염물질 생산을 줄이고 물재이용 및 재사용률을 높일 수 있다"고 강조했다.

쑤저우 진지호. [사진제공(Photo Source) = XJTLU]

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NEW METHODS FOR IMPROVING WATER MANAGEMENT TO DEVELOP SUSTAINABLE CITIES

 

Water, as one of the essential natural resources, is vital for the growth of any region. How much water a city has access to and how water is distributed is a crucial part of sustainable development.

Therefore, it is important to assess how well a city can manage its water resources to develop the economy in a more environmentally friendly way.

Suzhou, a city in eastern China, has abundant water resources and complex water systems. Almost half of the city’s area is covered in water. It is also an important industrial development zone in the Yangtze River Delta region and has undergone rapid urbanisation. This makes it challenging for the authorities to manage water resources and the increasing demand for water while controlling sewage and pollution.

In a recent paper published in the journal of Water Resources Management, researchers from Xi’an Jiaotong-Liverpool University, China, created a system to evaluate the water quality challenges in Suzhou and calculate an overall score of the city’s water environmental carrying capacity. The score measures the maximum capacity of an area to maintain water quality standards while undergoing sustainable social development.

By considering various factors, including the condition of Suzhou’s water sources, the impact of human activities, and the city’s socioeconomic factors, the team found that the city’s water capacity has increased since 2001.

The rise suggests that measures taken by the government, like industrial structure optimisation and wastewater recycling, have been effective. However, there are still certain aspects that could further improve the water environment.

The findings from this study can help city planners make informed decisions for future development of sustainable cities worldwide.

Managing urban water demands

Jiaxi Chen, first author of the paper and a masters graduate of XJTLU’s Department of Civil Engineering who was supervised by Dr Xiaonan Tang, says: “We analysed data from 2001 to 2021 and found that Suzhou’s water capacity has increased over time, suggesting better water management and more effective water usage.

“During the two-decade period we studied, the industrial structure of Suzhou has been continuously optimised, and more and more attention is being paid to collecting and treating wastewater. This has contributed to a better water environment.”

However, Chen says, there are still factors straining the water capacity. “Although the overall water capacity has increased, the total water resources available in Suzhou have fluctuated over the years but slightly decreased in general. Lack of usable water resources can lead to unbalanced water distribution and worse water quality.

“Also, with rapid urbanisation, more and more people live in urban areas. The increasing water consumption in the city has added pressure to Suzhou’s drainage system,” she says.

Measures for improvement

The researchers have made several recommendations to further improve water and environmental management in cities.

Chen says: “First of all, the ecosystem should always be protected as it will directly impact water resources.

“The government should regulate sewage discharge and prohibit the setting up of polluting enterprises near lakes and wetlands to prevent water pollution at the source. Better control and maintenance of important rivers and lakes can also improve the water environment.

“Efforts should be made to increase public awareness of water conservation. The general public needs to be encouraged to adopt more efficient water-use practices.

“On the macro level, cities should modify their industrial structure towards one that is compatible with the water capacity. By promoting cleaner production in industry and agriculture, water consumption and pollutant production can be reduced, and water recycling and reuse rates can be enhanced.”

The study’s authors include Jiaxi Chen and Dr Xiaonan Tang, Senior Associate Professor at XJTLU’s Department of Civil Engineering. The paper “Towards sustainable cities: studying evaluation index of water environment carrying capacity” can be accessed online here.

[출처 = XJTLU(https://www.xjtlu.edu.cn/en/news/2023/12/new-methods-for-improving-water-management-to-develop-sustainable-cities) / 2023년 12월 1일]