[미국] 2050년까지 물 부족 억제 전략
물 부족(water scarcity)은 개발도상국만의 문제는 아니다. 캘리포니아 주 국회의원들은 현재 유권자들에게 75억 달러에 달하는 비상 물 계획을 제안할 예정이며, 미국 연방 관리자들은 2013년 애리조나 주와 네바다 주에 거주하는 주민에게 2016년 콜로라도 강의 송수(water deliveries)의 삭감에 직면하고 있다고 경고한 바 있다.
관개 기술, 산업 및 거주자 습관과 결합한 기후 변화 등이 물 부족 문제의 근원이다. 해결할 수 없는 문제로 여겨짐에도 불구하고, 캐나다 맥길 대학(McGill University)과 위트레흐트 대학(Utrecht University) 소속의 연구진은 단 35년에 걸쳐 물 부족을 상당히 감소시키고 상황을 전환시킬 수 있다고 제안했다.
Nature Geoscience에 발표된 새로운 논문에서, 연구진은 물 스트레스(water stress)를 효과적으로 줄이기 위하여 전 세계 다양한 지역에서 다양한 방법이 결합될 수 있다고 믿고 있는 6개 핵심 지역에 대한 전략을 제시했다. 물 스트레스는 하천으로부터 이용할 수 있는 물의 40 % 이상이 이미 사용되고 있기 때문에 이용할 수 없는 지역에서 발생한다. 물 스트레스가 발생하는 상황으로 전 세계 인구의 약 1/3이 영향을 받고 있으며, 만약 현재의 물 사용 유형이 지속된다면, 이번 세기 말까지 전 세계 인구의 약 50 %가 물 스트레스의 영향을 받게 될 것이다.
연구진은 물 스트레스를 줄이기 위하여 6개 핵심 전략 지역을 해수의 담수화 노력 증대, 더 많은 저수지의 구축 등을 포함한 어려운 경로(hard path)의 조치와 지역 사회 규모의 노력, 의사 결정, 효율적인 기술과 환경 보호의 결합 덕분에 수자원 공급의 증가 대신 물 수요를 억제하는데 초점을 맞추는 유연한 경로(soft path)로 구분했다. 인구와 같은 특정의 유연한 경로를 결정하는 일부 경제적, 문화적 및 사회적 요인 등은 그 제어가 어려운 반면, 유연한 경로 조치는 물 스트레스를 억제하는 관점에서 보다 더 실제적인 경로를 제공하는 것으로 연구진은 믿고 있다.
전 세계 문제를 해결하는 획기적인 단일 방법은 없다고 맥길 대학 도시공학부(Department of Civil Engineering) 소속의 교수이며, 이 논문의 저자 중 한 사람인 Tom Gleeson 교수는 밝혔다. 그러나 전 세계 규모에 대하여 문제를 조명함으로써, 연구진은 만약 이러한 전략 중 네 가지 전략이 동시에 적용된다면, 물 스트레스에 처한 인구가 지속적으로 증가하는 대신에 물 스트레스에 직면한 전 세계 많은 사람들을 실제적으로 안정화시킬 수 있다고 계산했다.
물 스트레스를 받고 있는 인구에서 상당수 감축은 2050년까지 가능하다고 공동 저자인 위트레흐트 대학 물리 지리학부(Department of Physical Geography) 소속의 Yoshihide Wada 박사는 밝혔다. 그러나 강력한 위원회의 전략 노력이 이러한 목표를 실현하는데 요구된다고 Wada 박사는 덧붙였다.
* 물 스트레스를 줄이는 전략
A. 유연한 조치(soft measure)
1. 농업 물 생산성은 일반적으로 관개가 이루어지고 있는 스트레스를 받는 농업 지역에서 개선될 수 있다. 2050년까지 2% 가까이 물 스트레스를 받는 인구의 비율 억제는 신품종(new cultivar) 또는 영양분 적용의 효율성 증대 등을 통하여 달성될 수 있다. 우려를 불러일으키는 사안에는 유전자 조작(genetic modification)과 부영양화(eutrophication)의 영향 등이 포함된다.
2. 또 관개 효율이 관개된 농업 유역에서 개선될 수 있다. 담수 관개(flood irrigation)를 살수 장치(sprinkler) 또는 드립(drip) 방식으로 전환하는 것이 이러한 목표를 달성하는데 도움을 줄 수 있지만, 투자비용이 상당하고, 토지 염류화 작용(soil salinization)이 뒤따라 발생할 수 있다.
3. 가정 및 산업의 물 사용에서 개선이 상당한 가정 또는 산업용 물 사용 감축을 통하여 물 스트레스를 받는 지역에서 달성될 수 있다. 예를 들면, 물 기반 시설에서 누수의 억제와 물 재활용 시설의 개선으로 이러한 목표를 달성할 수 있다.
4. 인구 성장 속도의 제한이 모든 물 스트레스를 받는 지역에서 도움을 줄 수 있지만, 완전한 물 스트레스 완화는 예를 들면, 가족계획과 감세 조치(tax incentives) 등의 도움을 통하여 2050년까지 인구를 85억 명 아래로 유지하는 것을 필요로 한다. 그러나 이러한 방안은 주어진 현재의 동향에서 달성이 어려울 수 있다.
B. 어려운 조치(hard measure)
1. 저수지에서 물 저장을 증가시키는 것은 원칙적으로 저수지를 보유하고 있는 모든 스트레스를 받고 있는 지역에서 도움을 줄 수 있다. 이러한 전략은 예를 들면, 기존 저수지의 크기를 더욱 더 크게 만들고, 침전물을 줄이거나 새로운 저수지를 건설함으로써 부가적인 600 km3의 저수 용량을 필요로 할 것이다. 이 전략은 상당한 자본 투자를 암시하고 있으며, 부정적인 생태 및 사회적 영향을 가질 수 있다.
2. 해수의 담수화는 담수 처리장의 용량 또는 수를 증가시킴으로써 해안 지대 물 스트레스를 받는 지역에서 증대될 수 있다. 50배 증가는 상당한 투자, 에너지 비용 및 안전하게 폐기될 수 있는 폐수의 생성 등을 암시하는 중요한 차이를 나타낸다.
그림1> 물 스트레스를 억제하기 위한 전략의 지역적인 실현 가능성을 보여 주는 지도. 대부분의 물 스트레스 하에 있는 지역은 6개 중략 중 최소 5개 전략이 적용될 수 있다.
[출처 = KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』/ 2014년 9월 5일]
[원문보기]
Reducing water scarcity possible by 2050
Water scarcity is not a problem just for the developing world. In California, legislators are currently proposing a $7.5 billion emergency water plan to their voters; and U.S. federal officials last year warned residents of Arizona and Nevada that they could face cuts in Colorado River water deliveries in 2016.
Irrigation techniques, industrial and residential habits combined with climate change lie at the root of the problem. But despite what appears to be an insurmountable problem, according to researchers from McGill and Utrecht University it is possible to turn the situation around and significantly reduce water scarcity in just over 35 years.
In a new paper published in Nature Geoscience, the researchers outline strategies in six key areas that they believe can be combined in different ways in different parts of the world in order to effectively reduce water stress. (Water stress occurs in an area where more than 40 percent of the available water from rivers is unavailable because it is already being used – a situation that currently affects about a third of the global population, and may affect as many as half the people in the world by the end of the century if the current pattern of water use continues).
The researchers separate six key strategy areas for reducing water stress into "hard path" measures, involving building more reservoirs and increasing desalination efforts of sea water, and "soft path" measures that focus on reducing water demand rather than increasing water supply thanks to community-scale efforts and decision-making, combining efficient technology and environmental protection. The researchers believe that while there are some economic, cultural and social factors that may make certain of the "soft path" measures such as population control difficult, the "soft path" measures offer the more realistic path forward in terms of reducing water stress.
(The details about each of the six key strategy areas are to be found below.)
"There is no single silver bullet to deal with the problem around the world," says Prof. Tom Gleeson, of McGill's Department of Civil Engineering and one of the authors of the paper. "But, by looking at the problem on a global scale, we have calculated that if four of these strategies are applied at the same time we could actually stabilize the number of people in the world who are facing water stress rather than continue to allow their numbers to grow, which is what will happen if we continue with business as usual."
"Significant reductions in water-stressed populations are possible by 2050," adds co-author Dr. Yoshihide Wada from the Department of Physical Geography at Utrecht University, "but a strong commitment and strategic efforts are required to make this happen."
Strategies to reduce water stress
"Soft measures"
1. Agricultural water productivity could be improved in stressed basins where agriculture is commonly irrigated. Reducing the fraction of water-stressed population by 2% by the year 2050 could be achieved with the help of new cultivars, or higher efficiency of nutrients application. Concerns include the impacts of genetic modification and eutrophication.
2. Irrigation efficiency could also be improved in irrigated agricultural basins. A switch from flood irrigation to sprinklers or drips could help achieve this goal, but capital costs are significant and soil salinization could ensue.
3. Improvements in domestic and industrial water use could be achieved in water stressed areas through significant domestic or industrial water use reduction, for example, by reducing leakage in the water infrastructure and improving water-recycling facilities.
4. Limiting the rate of population growth could help in all water-stressed areas, but a full water-stress relief would require keeping the population in 2050 below 8.5 billion, for example, through help with family planning and tax incentives. However, this could be difficult to achieve, given current trends.
"Hard measures"
5. Increasing water storage in reservoirs could, in principle, help in all stressed basins with reservoirs. Such a strategy would require an additional 600 km3 of reservoir capacity, for example, by making existing reservoirs larger, reducing sedimentation or building new ones. This strategy would imply significant capital investment, and could have negative ecological and social impacts.
6. Desalination of seawater could be ramped up in coastal water-stressed basins, by increasing either the number or capacity of desalination plants. A 50-fold increase would be required to make an important difference, which would imply significant capital and energy costs, and it would generate waste water that would need to be disposed of safely.
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