Ⅰ. 서 론
농업은 기후변화에 민감하게 반응하는 기후 의존적 산업으로 이상기후는 농작물의 생산을 위협하고 있다. 특히, 증가하고 있는 농업기상재해에 따른 피해는 미래 식량안보를 위협하는 국가적 문제로 대두되고 있다. 우리나라는 국토의 63%가 산악지형으로 유로 연장이 짧고 경사가 급하며 유량변동계수가 커 소유역별 유출 특성이 다양하게 나타나는 특징을 가지고 있다. 더불어, 우리나라의 전국 연강수량은 평년값 (1991~2020년)을 기준으로 1,306.3 mm이고, 이 중 54% (710.9 mm)가 여름철에 집중되어 있어 봄, 겨울철 강우가 적으며, 비우기의 무강우일수가 2주 이상 지속되면 농업가뭄에 노출될 가능성이 커진다 (Lee, 2015; ME, 2021; Hong and No, 2022). 이러한 기후환경의 변화, 소유역의 지형적 특성, 그리고 몬순기후의 우기 특성을 종합적으로 고려하여 지속 가능한 농업 및 농촌을 구축하기 위해 수자원 관리 방안 개발 등 기후변화에 대응할 수 있는 대책 마련이 다양하게 이루어지고 있다 (Park et al., 2012; RDA, 2019; MSIT, 2023).
현재 『기후변화대응 기술개발 촉진법』, MAFRA (2015)의 『농업⋅농촌 부문 가뭄대응 종합대책』과 같은 대책이 제시됨에도 불구하고 농업가뭄 피해 사례는 여전히 발생하고 이로 인한 농작물 피해 또한 꾸준히 증가하며 국내 농업의 안정성과 생산성을 위협하고 있다 (KREI, 2016). 이를 극복하기 위해 다양한 용수공급 대책의 수립과 대체농업용수 개발의 필요성이 지속적으로 제기되고 있으며 관련 연구가 활발히 이루어지고 있다 (Kim et al., 2020; Lim et al., 2021).
대체농업용수 개발과 관련하여, Lee et al. (2007)은 하수처리수를 농업용수로 재이용할 수 있는 기술을 현장 보급하기 위하여 관개용수로 하수처리수를 공급하고 있는 양수장에 하수 재처리시스템을 설치하며 수질 모니터링을 통한 안전한 관개용수 공급 시스템을 구성한 바 있다. 더불어 Jeong et al. (2013)은 하수처리수의 농업용수 간접재이용에 따른 논의 수질 및 토양환경 영향에 대한 연구를 수행한 바 있으며, 이 외에도 해수담수화를 통한 농업용수 공급과 같은 다양한 대체농업용수 연구가 지속되어 왔다 (Jeong et al., 2011; Park, 2015). 하수처리수의 농업용수 재이용 시스템 적용은 지역적 물부족 해소, 물순환 건전성 확보와 같은 사회⋅환경적 효과가 있는 반면, 초기 투자비용이 많이 들고 방류수의 수질상태에 대한 안전성 문제가 발생하며 이에 대한 심미적 저항감과 같은 부정적 인식을 가지는 경우가 있다 (Park and Jang, 2008; Kim et al., 2009; Hong, 2013). 또한, 적용가능한 지역이 하천, 바다 등의 수역과 하수처리장 인근 농업지역으로 제한된다는 지리적 한계가 존재한다. 이에 수리시설과 떨어져 있어 상대적으로 농업에 불리한 조건을 가지는 소규모 단위 밭작물 재배지의 용수확보 및 공급 방안에 대한 대체농업용수 확보 대책 개발이 요구되고 있다.
이에, RDA (2016, 2020)은 소규모 밭 필지 및 농가 단위에서 사용 가능한 대체농업용수를 확보하고자 강우시 지표유출수를 포집할 수 있는 빗물 집수 장치를 개발하였으며 현장 적용 실험을 통한 집수성능 및 효율을 정량적으로 평가한 바 있다 (Choi et al., 2018). 또한, 현재는 제안된 대체농업용수 시스템의 밭 필지 단위 적용한계를 극복하고자 중산간 소유역을 대상으로 강우 유출수 활용 대체농업용수 시스템의 고도화 연구가 진행되고 있다. 이와 같이 집단화 되어있지 않은 소규모 이수취약 밭 농업지역의 가뭄해소를 위한 대체농업용수에 관한 연구는 소작 규모의 국내 중산간 농업지역 특성을 고려할 때, 가뭄피해 해소를 위한 효과적인 대안일 수 있다. 그러나 대체용수 개발 및 시험적 연구가 지속적으로 이루어지고 있음에도 불구하고 실제 사업화를 위한 시스템 기술의 상용화 및 실용화에 대한 적용성 평가 연구는 미흡한 실정이다 (Park, 2011). 이러한 이유로 새로운 수자원 관리 방안 및 기술 개발에서 나아가 대체농업용수 시스템의 전국적 확대적용에 대한 기술적⋅과학적 적용 가능성 확보가 필요하다. 특히, 중산간에 위치한 농업지역은 농업용수 부족으로 인한 피해에 쉽게 노출되며, 소작 단위 피해에 대한 보고 사례가 적어 그 피해 규모를 가늠하기 어렵다. 이를 해소하기 위해서는 중산간 밭 농업지역을 대상으로 강우 유출수를 활용한 대체농업용수 시스템의 잠재적 적용 가능 지역을 추정할 필요가 있다.
중산간지역은 오지, 산간지대, 조건불리지역 등으로 불리며 유사한 용어로 혼용되고 있고, 보편적으로 일반 농산촌 평지의 주변부에서 산간부에 이르는 지역으로 적은 경지와 상대적으로 많은 임야를 가진 지역으로 정의한다 (Choi and Kim, 2017). 중산간지역은 우리나라 국토 면적의 약 54.1%를 차지하고 있으며 우리나라 전체 농업의 약 40% 이상이 중산간지역에 위치하고 있다 (Jang and Choi, 1998). 중산간지역은 자연조건의 영향을 크게 받는 농업이 주를 이루고 있는 반면 수리시설이 부족하고 뚜렷한 취수원이 없어 안정적인 용수공급이 어려우며 농업 생산성의 지역적 격차가 크다. 이에 소규모 가뭄 대책 및 대체농업용수 시스템의 적용효과를 기대할 수 있는 중산간 농업지역에 대해 적용 대상지를 추정하고 시스템의 사업규모 및 경제성 분석을 위한 근거자료를 제시할 필요가 있다.
본 연구에서는 강우 유출수를 활용한 대체농업용수 적용 사업의 우선순위 대상지를 선정하기 위하여 중산간 농업지역을 포함한 국내 이수취약 밭 농업지역의 평가 기준을 제안하고, 각 기준에 부합하는 대상지역에 대한 정량적 결과를 제시하고자 한다.
Ⅱ. 재료 및 방법
1. 강우 유출수 활용 대체농업용수 시스템의 개요
수리시설의 혜택을 받지 못하는 중산간 소규모 밭 농업지역은 가뭄뿐만 아니라 평상시 용수공급도 어려운 상황에 처해 있고, 이러한 물 공급 소외지역에 대한 대체용수개발 및 다양한 용수공급 방법론 개발이 이루어지고 있다. 최근 RDA (2016, 2020)은 이수 취약 농업 소유역의 비관개기 발생하는 강우 유출수를 저류하여 관개기에 활용하는 대체농업용수 시스템 기술을 개발하고, 현재 적용성 평가를 위해 현장 시험 연구를 진행하고 있다.
강우 유출수를 활용한 대체농업용수 시스템은 중산간 지역의 밭 농업지역을 대상으로 강우시 발생하는 지표유출수를 토사 제거 등 간단한 수처리 후 임시 저류하고 관개기에 이용이 가능하도록 하는 이수시스템이다. 본 시스템의 적용을 위해서는 일정 규모 이상의 단지단위 농업이 이루어지는 경우, 배후유역과 마을의 경사가 있어 강우시 발생하는 세류천 유출수의 자연유하식 집수가 가능한 경우 등 시스템의 입지 조건에 부합하는지에 대한 평가가 필요하다. 더불어 하수재이용 농업용수 적용과 달리 강우 유출수를 이용한 집수 시스템의 잠재적 적용 가능 대상 지역은 지형, 영농, 이수취약성을 종합적으로 고려하여 선별할 필요가 있다.
2. 이수취약 농업지역 평가인자 선정
대체농업용수의 수요가 있는 시스템 적용 대상지를 추정하기 위해서는 우선적으로 이수취약 농업지역에 대한 평가인자를 선정할 필요가 있다. 평가인자를 선정하기에 앞서 본 연구에서는 밭 농업지역을 대상으로 선정하고자 하였다. 이는 저수지나 양수장 등 수리시설이 대부분 논 농업지역의 용수공급을 위하여 설계되고 있어, 밭 농업지역이 상대적으로 농업가뭄에 더 취약하기 때문이다. 특히, 용수공급 계획이 수립되지 않은 소규모의 단지단위로 이루어진 중산간 지역의 농업지대에 대한 상기 강우 유출수 활용 대체농업용수 시스템의 적용성이 크다고 판단된다 (Choi, 2015).
가뭄은 일반적으로 기상학적 가뭄, 기후학적 가뭄, 수문학적 가뭄, 농업가뭄 등으로 구분하여 정의할 수 있으며, 이는 독립적으로 발생하는 것이 아닌 수문순환에 기초하는 현상이다 (Wilhite and Glantz, 1985). 기상학적 가뭄의 지속은 농업가뭄을 유발하고, 이는 하천이나 저수지의 수량 감소로 인한 수문학적 가뭄으로 이어진다. 이러한 연계성 때문에 농업분야의 가뭄 및 이수취약성 분석은 강수뿐만 아니라 농업용수 수요와 수리시설에 대한 요소도 함께 고려되어야 한다 (Ryu et al., 2002). 이에 따라 하천, 농업용 저수지 같은 수리시설의 용수공급 능력과 필요수량 등에 따라 농업가뭄의 취약정도를 평가하기 위한 방법 개발 및 적용 연구가 지속적으로 이루어지고 있다 (Jang et al., 2003; Nam et al., 2013). 농업용 수리시설은 기후변화에 따른 가뭄과 같은 기상재해에 직접적인 영향을 받으며, 기후변화의 영향을 고려하는 것은 농업분야의 취약성 평가에 있어 필수적이다. 이를 바탕으로 다양한 농업가뭄 취약성 평가 연구에서는 미래 기후변화의 영향을 고려하고 있다 (Nam et al., 2014; Jang et al., 2019; Kim et al., 2019). 더불어, Park et al. (2014)은 적절한 지역별 가뭄 대책의 수립을 위해 남한상세 기후변화 자료를 활용하여 해발고도에 따른 가뭄 발생의 지역적 차이에 대한 연구를 진행한 바 있다. 이러한 기존의 연구들은 기후변화와 관련된 수문학적 인자가 농업가뭄의 발생과 긴밀하게 연계되어 있음을 강조하며, 해발고도와 같은 지역 특성에 따른 취약성 평가의 필요성을 제기한다. 이를 토대로 가뭄의 특성을 고려하여 가뭄 취약성 평가에 필수적인 여러 인자들을 채택하였다.
이수취약 밭 농업지역에 대한 평가인자로 1) 수리시설 수혜구역 해당 여부, 2) 하천 인접성, 3) 저수지 인접성, 4) 기후변화 취약성, 5) 해발고도를 선정하고 대상지역을 추출하기 위한 조건을 설정하였다. 우선적인 이수취약 밭 농업지역의 조건은 저수지 및 양수장 등 이수 목적의 농업생산기반시설과 같은 수리시설로부터 직접적으로 용수를 공급받지 못하는 여건을 가지는 곳이다. 이러한 지역은 주변에 저수지, 하천과 같은 수리시설이 위치하지 않아 간접적 용수공급원에 대한 접근성이 낮은 농경지의 이수안전도가 낮다는 전제로 선별하였다. 더불어 미래의 안정적인 용수 확보 가능성에 대해 기후변화 취약성 및 영향에 대한 분석⋅예측 결과를 적용하였다 (Kim et al., 2024). 또한, 중산간에 위치한 밭 농업지역은 뚜렷한 취수원이 없고 용수공급원에 대한 접근성이 낮으며 사설 펌프 등을 이용한 물의 이동 또한 용이하지 않으므로 해발고도를 추가적 평가인자로 적용하여 대체농업용수 시스템 적용가능 이수취약 지역을 선정하고자 하였다.
Fig. 1은 선정 평가인자와 판별기준을 순차적으로 적용하여 이수취약 밭 농업지역을 도출하는 금회 연구의 흐름도이다. 더불어 근접한 밭 필지를 동일한 하나의 단지단위 농업지역으로 취급하고, 해발고도에 따른 네 가지 이수취약 밭 농업지역 추출 조건을 설정하여 각 조건에 따른 결과를 추가로 도출하여 비교하였으며, 각 기준에 따른 대상지역을 광역지자체 단위별로 제시하였다.
3. 연구자료 수집
이수취약 밭 농업지역의 추출을 위한 전국의 밭 필지 자료는 2022년 농림축산식품부가 개방한 농경지 전자지도 팜맵에서 밭과 과수 필지를 추출하여 사용하였으며, 저수지 수역의 인근에 위치하며 기존 수리시설의 수혜를 받아 용수공급의 안정성을 가지는 농업지역을 제외하기 위하여 한국농어촌공사의 2018년도 논⋅밭 수리시설수혜구역 자료와 2021년 국토지리정보원의 연속수치지형도 저수지 자료를 활용하였다. 또한, 하천 인접성을 평가하기 위해 2023년 국토교통부의 하천망도 자료를 통해 국가하천, 지방하천 (1급, 2급) 자료를 확보하여 사용하였다. 더불어, 2022년 한국농어촌공사가 공표한 『농어촌용수 및 농업생산기반시설 기후변화 영향⋅취약성 평가』 결과를 바탕으로 잠재적 이수취약성 정도를 고려한 대상지역을 선정하였으며, 고도에 따른 중산간 농업지역 분류를 위해 2023년의 국토지리정보원의 수치지형도 기반 국내 DEM (Digital Elevation Model)을 적용한 결과를 비교⋅분석하였다 (Table 1).
Table 1
Types and properties of research materials
Ⅲ. 결과 및 고찰
1. 이수취약 밭 농업지역 평가인자별 판별기준 설정
이수취약 밭 농업지역 추출을 위하여 선정한 평가인자에 대해 취약정보 및 범위에 대한 적절한 판별기준을 제안하고자 하였다. 밭의 용수공급을 위한 농업용 수리시설은 논 농업에 비해 열악한 환경에 처해있으며 밭기반 정비사업 또한 30 ha 이상의 단지로 집단화 된 밭을 대상으로 추진되고 있어 중산간 지역에 소규모로 산재되어 있는 밭 현실을 고려할 때 제한적이다. 또한 밭기반 정비사업의 대상지 선정 기준을 10 ha 이상 집단화된 밭으로 하향 조정하여도 전체 밭 면적의 24%에 불과하기 때문에 소규모의 필지로 분산되어 있는 밭의 용수공급 방안에 대한 연구가 필요하다 (KREI, 2014). 현재 강우 유출수를 활용한 대체농업용수 시스템 개발 연구는 장수와 합천의 테스트베드에서 진행 중에 있다. 테스트베드의 예상 밭 수혜 면적은 약 2.8 ha로, 2 ha 이상의 집단화된 밭에서 본 대체농업용수 시스템의 경제성 및 적용 가능성을 확인하였다. 이수취약 밭 농업지역의 기준 설정을 위해서는 산발적인 소작이 운영되는 농경지를 제외하여 경제성을 확보하고, 밭기반 정비사업의 대상지로 선정되기 어려운 소규모의 밭 농업지역 실태를 반영할 필요가 있다. 나아가, 본 대체농업용수 시스템은 강우 유출수를 저류하여 운영하는 방식으로 용수 공급시 이수개선 효과를 볼 수 있는 농경지의 한계면적을 고려해야 한다. 따라서, 밭 필지 사이의 거리가 30 m 이내인 밭들을 집단화하여 하나의 단지단위 밭 농업지역으로 구성하고, 2 ha 이상의 단지단위 밭부터 15 ha 미만의 단지로 구성된 밭을 본 연구의 대상지역으로 선정하였다.
이수취약 밭 농업지역은 주변에 수리시설 및 용수공급원이 없어 강우에 의존하며, 기상환경에 민감하고 농업가뭄에 취약한 지역을 의미하므로 저수지, 하천과 같은 수리시설의 수혜구역 내 밭을 포함한 주변 지역을 대상지역 선정 기준에서 제외하였다. 지하수법 제7조의2 및 동법 시행령 제12조의2에 따라 하천 인근의 기준은 하천구역의 경계로부터 300 m 이내의 범위로 명시하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 수혜구역 주변 지역의 기준을 300 m로 규정하고, 하천, 저수지, 수리시설 수혜구역을 포함한 해당 구역의 경계로부터 300 m 이상 이격된 지역을 잠재적 이수취약 밭 농업지역으로 판별하였다.
미래 기후변화의 영향에 따른 이수취약성을 고려하기 위해 IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)에서 제안한 기후변화 취약성 평가기준을 반영하였다. 기후변화 취약성은 기후노출 (Climate exposure), 민감도 (Sensitivity), 적응능력 (Adaptive capacity)으로 구분하여 평가하며 기후노출과 민감도를 잠재영향 (Potential impact)으로 정의한 바 있다 (IPCC, 2007). 일반적으로 기후노출과 민감도가 높으면 기후변화 취약성도 높게 평가되는 경향이 있으므로 잠재영향을 취약성의 지표로 해석하기도 한다 (Yoon et al., 2013). 이에 따라 기후변화 잠재영향 지표를 이수취약 밭 농업지역의 평가인자로 선정하였으며, 한국농어촌 공사의 『농어촌용수 및 농업생산기반시설 기후변화 영향⋅취약성 평가』 결과를 바탕으로 잠재영향 지수가 일정수준 미만일 경우 기후변화 취약성이 낮다고 판단하였다. Kim et al. (2021)의 선행연구에서는 기후변화 잠재영향의 지수를 0.4 미만은 ‘낮음’, 0.4 이상 0.6 미만은 ‘보통’, 0.6 이상 0.8 미만은 ‘높음’, 0.8 이상은 ‘심각’으로 분류한 바 있다. 이를 바탕으로 잠재영향 지수가 ‘낮음’에 해당하는 0.4 미만의 지역은 제외한 나머지 지역을 이수취약 기준으로 적용하였다.
이상의 평가인자와 기준을 적용하여 추출한 농업지역의 고도별 밀집도를 분석한 결과 지역별로 이수취약 지역의 위치 및 고도에 따른 특성 차이를 보이는 것으로 분석되었다. 일반적으로 중산간 지역의 사전적 의미는 해발 100~300 m의 고지대라고 제시되어 있다. 이를 바탕으로, 해발고도 차이에 따른 대상지역의 면적 및 단지단위 밭 농업지역의 개수를 분석하기 위하여 고도를 고려하지 않은 경우와 고도 100 m, 200 m, 300 m 이상의 경우로 구분하여 추출된 농업지역 면적 및 밭 농업 단지 개수를 분석하였다. Table 2은 대체농업용수 시스템의 적용 가능 대상지역을 추출하기 위해 적용한 상기 이수취약 밭 농업지역의 평가인자 및 판별기준을 정리한 표이다.
Table 2
Factors and each criteria for identifying irrigation- vulnerable agricultural areas
Fig. 2는 선정된 평가인자에 대한 대상지역 판별기준을 정립하고, 이를 순차적으로 적용하는 과정과 도출한 이수취약 밭 농업지역을 도식적으로 보여주고 있다.
2. 판별기준에 따른 이수취약 밭 농업지역 추출 결과
산포되어 있는 농경 필지의 인접성을 고려하여 밭 농업 단지단위의 구획을 설정하기 위해 필지 간 거리가 30 m 이내로 집단화 되어있는 밭⋅과수 농경지를 하나의 단지단위 밭 농업지역으로 정의하고, 이 중 2 ha 이상 15 ha 미만의 단지단위 밭 농업지역을 선별하였다. 전국의 밭 농업지역 전체 면적 703,213.5 ha 중 선별된 전국의 단지단위 밭 농업지역은 42,745개로, 204,419.1 ha의 면적을 가지며, 이는 전체 밭 면적 중 약 30%를 차지한다. 추출한 단지단위 밭 농업지역을 대상으로 수리시설 수혜구역, 하천, 저수지 및 기후변화 취약성 평가인자의 판별기준에 따라 각각의 대상지역을 추출하였다. 수리시설 수혜구역 기준에 따른 이수취약 밭 농업지역은 73,095.7 ha의 면적을 차지하며, 16,346개의 단지로 분석되었다. 하천, 저수지, 기후변화 취약성 평가인자 기준에 따른 대상지역 면적 및 단지단위 밭 농업지역의 개수는 각각 107,850.7 ha(23,221개), 43,269.6 ha(10,540개), 187,711.7 ha(39,394개)로 추출되었다. 이 중 저수지와 수리시설 수혜구역 평가인자를 적용하여 추출한 면적은 각각 전체 밭 면적의 21%, 36%를 차지하는 것으로 나타났으며 다른 판별기준 인자에 비하여 상대적으로 그 비율이 작게 나타났다. 이는 저수지와 수리시설 수혜구역 평가인자가 단지단위 밭 농업지역 면적의 상당 부분을 차지하고 있고, 이 시설들은 농업용수의 주요 공급원으로서 핵심적인 역할을 수행할 수 있음을 강조한다. 이를 통해 두 평가인자가 이수취약 밭 농업지역 가뭄해소의 효과가 큰 지배적 인자이며, 이수취약 밭 농업지역의 용수 확보 및 공급 대책에 있어 필수적으로 고려해야 할 요소임을 시사한다.
추출한 이수취약 밭 농업지역을 도별로 분류하였으며, 광역시 단위는 농업지역 면적이 적어 서울, 인천은 경기도, 세종, 대전은 충청남도, 광주는 전라남도, 대구는 경상북도, 울산과 부산은 경상남도로 편입⋅분류하여 정리하였다 (Table 3, Fig. 3). 수리시설 수혜구역 평가인자 기준에 따른 대상지역 중 가장 많은 면적을 차지하는 지역은 12,479.5 ha인 강원도이나 단지단위 밭 농업지역의 개수는 2,720개로 경기도가 가장 많은 것으로 나타났다. 또한, 기후변화 취약성 평가인자 기준에 따른 대상지역에서도 가장 많은 면적을 차지하는 지역은 29,767.2 ha인 전라남도이나 단지단위 밭 농업지역의 개수는 6,289개로 경기도가 가장 많은 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 경기도에 위치한 밭 농업 단지는 다른 지역에 비하여 상대적으로 규모가 작다는 것을 알 수 있다. 하천과 저수지의 평가인자 기준에 따른 대상지역은 각각 21,833.9 ha(4,439개)를 차지하는 전라남도, 9,665.4 ha (2,412개)를 차지하는 경기도에 가장 많이 분포하고 있는 것으로 나타났다.
Table 3
Area of vulnerable agricultural areas and number of villages by province according to criteria
3. 종합적 이수취약 밭 농업지역 추출 결과
대체농업용수 시스템의 적용 가능성을 종합적으로 평가하기 위하여 앞서 적용한 평가인자를 국내 중산간 밭 농업지역을 대상으로 중첩⋅적용하여 이수취약 밭 농업지역을 추출하였다 (Fig. 4). 수리시설 수혜구역, 하천, 저수지, 기후변화 취약성 평가인자를 동시에 고려한 전국 이수취약 밭 농업지역의 면적은 10,330.7 ha이며, 이는 총 2,635개의 밭 농업 단지로 이루어진 것으로 분석되었다. 또한, 추출한 이수취약 밭 농업지역을 도별로 분류한 결과 가장 많은 대상지가 분포하고 있는 지역은 면적 2,721.5 ha, 밭 농업 단지의 개수는 699개인 경기도이며, 두 번째로 많은 지역은 2,586.2 ha (609개)인 강원도로 나타났다.
Fig. 4
Distribution of area of water-vulnerable fields and the number of villages by province, The number inside the circle indicates the area
이러한 결과를 바탕으로, 단지단위 밭 농업지역의 고도 분포를 분석하기 위하여 수역 평가인자인 저수지, 하천 기준에 따라 추출한 이수취약 밭 농업지역과 모든 평가인자를 중첩하여 추출한 대상지역의 고도 분포를 비교하였다 (Fig. 5).
Fig. 5
Comparison of altitude distribution of agricultural areas with water vulnerability according to evaluation factors
하천, 저수지 각각의 개별 평가인자를 고려하여 추출한 대상지역은 주로 낮은 고도에 퍼져 분포하는 경향을 보였다. 특히, 경상북도, 경상남도, 충청남도 등의 지역에서 이러한 특징이 두드러진 반면, 모든 평가인자를 종합적으로 고려하여 추출한 대상지역은 낮은 고도의 농업지역이 다수 제외되고, 중산간으로 대상지역의 분포가 이동하는 경향을 나타냈다. 이는 하천, 저수지 등의 평가인자들이 낮은 지역에 위치하기 때문에, 비교적 저지대에 위치한 지역은 이수취약 밭 농업지역의 추출 기준에 부합되기 어렵다는 것을 의미한다. 이러한 결과를 통해 대체농업용수 시스템 현장 적용 사업의 우선순위 대상지를 선정하기 위하여 해발고도에 따른 이수취약 밭 농업지역의 분석이 필요하다고 판단하였다.
해발고도에 따른 이수취약 밭 농업지역의 분석을 위하여 고도 100 m 이상, 200 m 이상, 300 m 이상의 경우를 추출하여 해발고도를 고려하지 않은 기존의 대상지역 추출 결과와 비교하였다 (Table 4, Fig. 6). 각각의 조건별 대상지역 면적 및 밭 농업 단지의 개수는 고도 100 m 이상이 6,515.0 ha의 면적을 차지하며, 1,638개의 밭 농업 단지를 가지고, 고도 200 m 이상은 4,697.3 ha (1,158개), 고도 300 m 이상의 경우는 3,494.3 ha (838개)로 나타나 해발고도를 고려하지 않은 경우에 비하여 각각 -37%, -55%, -66%의 이수취약 면적 감소를 보였다. 해발고도를 고려한 모든 경우에서 강원도에 가장 많은 대상지역이 분포하고 있었으며, 강원도의 고도 100 m, 200 m, 300 m 이상인 지역에 해당하는 밭 농업 단지의 면적 및 개수는 각각 2,140.0 ha (563개), 2,263.2 ha (525개), 2,096.1 ha (483개)로 추출되었다.
Table 4
Area of vulnerable fields and agricultural areas and number of villages by province
Fig. 6
Comparison of the distribution of agricultural areas with irrigation-vulnerable fields and the number of villages applying additional altitude standards
추출한 이수취약 밭 농업지역의 해발고도에 따른 도별 특징을 파악하기 위해 해발고도를 고려하지 않은 경우에 대한 각 고도 기준 적용시의 면적 비율을 분석하였다 (Fig. 7, Fig. 8). 강원도 농업지역에 대해 추출된 이수취약 밭 농업지역은 해발고도를 고려하지 않은 경우 대비 고도 100 m, 200 m, 300 m 이상의 대상지역 면적 비율이 각각 93%, 88%, 81%로 분석되었으며, 고도 100 m 간격 고지대 기준에 따른 면적 변화율은 -7%, -6%, -7%로 해발고도에 따른 면적 감소가 적게 나타났으며, 이는 강원도의 이수취약 밭 농업지역이 비교적 300 m 이상의 고지대에 위치하여 있음을 보여준다. 경상북도의 대상지역 또한 해발고도를 고려하지 않은 경우에 대한 면적 비율이 크고, 고도 100 m 간격 고지대 기준에 대한 면적 변화율이 작아, 상대적으로 높은 고도에 위치하여 있는 것을 알 수 있다. 해발고도를 고려하지 않은 경우에 가장 많은 이수취약 밭 농업지역이 분포하는 것으로 도출되었던 경기도는 고도를 고려하지 않은 경우에 대한 면적 비율이 32%, 11%, 3%로 작은 값을 보였으며, 고도 100 m 간격 고지대 기준에 대한 면적 변화율은 -68%, -64%, -77%로 고도에 따라 큰 감소율이 나타났다. 이는 경기도에 위치한 밭 농업지역이 상대적으로 낮은 고도에 위치하고 있음을 보여준다. 경기도뿐만 아니라 전라남도, 충청남도 또한 밭 농업지역이 낮은 고도에 위치해 있어 해발고도에 따른 농업지역 면적 감소율이 크게 나타나는 분석 결과를 보인다.
Fig. 8
Comparison of area reduction rates in vulnerable agricultural areas according to altitude standards
나아가, 추출된 이수취약 밭 농업 단지의 면적 분포를 파악하기 위하여 2 ha 이상 15 ha 미만으로 이루어진 대상지를 2 ha 이상 5 ha 미만, 5 ha 이상 10 ha 미만, 10 ha 이상 15 ha 미만의 면적 기준으로 나누어 분류하였다 (Fig. 9). 도별 밭 농업 단지 면적 분포 분석 결과 전체적으로 2 ha 이상 5 ha 미만의 면적에 해당하는 대상지역이 가장 많이 분포하고 있었다. 특히, 전라북도는 고도 100 m, 200 m, 300 m 이상의 경우에서 2 ha 이상 5 ha 미만의 면적을 가진 대상지역의 개수가 각각 29개, 14개, 6개로, 이는 총 대상지역 개수인 31개, 15개, 6개에 대하여 모두 90%가 넘는 비율을 차지하고 있었다. 전라남도 또한 고도별 총 대상지역 개수인 63개, 33개, 13개에 대하여 2 ha 이상 5 ha 미만의 면적에 해당하는 대상지역 개수가 각각 55개, 31개, 12개로 나타나, 87%, 94%, 92%의 비율을 보였으며, 이로 인해 5 ha 미만의 작은 면적을 가지는 이수취약 밭 농업 단지가 상대적으로 많이 추출되었음을 알 수 있다. 이러한 결과는 분산된 소규모 단지단위 밭 농업지역에 대체농업용수 시스템 적용과 같은 용수공급 방안 마련이 필요함을 시사한다.
Ⅳ. 결론
수리시설의 용수공급 대상지역이 아니며, 안정적 용수공급이 어려운 중산간 지역에 산재하여 있는 밭 농업지역의 가뭄해소를 위해 지리적 한계를 극복한 강우 유출수 활용 대체농업용수 시스템 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 개발되고 있는 이러한 대체용수 확보시스템의 현장적용 및 실용화를 통한 사업성을 평가하기 위하여 농업가뭄에 취약하여 대체용수의 수요가 있는 국내 이수취약 밭 농업지역을 추출하는 판별기준을 제시하고 조건에 따른 대상지역을 추출하였다.
소규모 필지로 산재되어 있는 밭 농업지역의 대체농업용수 시스템 적용을 고려하여, 30 m 이내로 인접하여 있는 필지를 하나의 단지단위로 취급한 2 ha 이상 15 ha 미만의 단지단위 밭 농업지역을 평가대상으로 설정하였다. 이후 수리시설 수혜구역, 하천, 저수지로부터의 이격거리, 기존의 전국단위 농업용수 기후변화 취약성 결과를 고려하여 판별기준에 따른 이수취약 밭 농업지역을 추출하였다. 더불어 해발고도에 따른 이수취약 밭 농업지역 분포 특성을 분석하기 위하여 고도 기준 (100 m, 200 m, 300 m 이상)에 대한 농업지역을 지자체 단위로 추출하여 비교⋅분석하였다.
평가인자로서 수리시설의 수혜구역 인접성을 고려할 경우 이수취약 지역의 면적이 가장 크게 감소하고, 하천과 저수지의 인접성이 그 다음의 지배 인자로 평가 되었다. 모든 평가인자를 종합적으로 고려하여 추출한 전국의 이수취약 밭 농업지역은 2,635개의 밭 농업 단지로 이루어져 있으며 10,330.7 ha의 면적을 차지한다. 더불어 고도별 면적 변화율을 추출한 결과 고도 기준이 높아짐에 따라 감소하는 대상지역이 가장 적은 곳은 강원도로 나타났으며, 이는 강원도 내의 밭 농업지역이 상대적으로 높은 고도에 위치한 것을 보여준다. 또한, 대상지역의 밭 농업 단지의 면적 분석결과 2 ha 이상 5 ha 미만의 면적을 가지는 단지단위 밭 농업지역이 5 ha 이상의 면적을 가지는 대상지역에 비하여 상대적으로 많이 추출된 것으로 나타났으며, 이는 소규모로 산재된 이수취약 밭 농업지역을 위한 대체농업용수 공급 방안 마련이 필요함을 시사한다.
본 연구에서는 잠재적 이수취약 밭 농업지역을 추출하기 위해 저수지와 같은 농업용 수리시설로부터 특정거리 기준 (300 m) 이상 이격된 지역을 평가인자의 기준으로 설정하였다. 이는 전국을 대상으로 획일적인 기준을 적용한 결과이기 때문에 저수지 위치에 따른 상하류 특성을 반영하지 못하는 한계가 존재한다. 이를 보완하기 위해서는 지역적 특성을 보다 세밀하게 고려한 이수 취약성 평가 기준에 관한 지속적인 연구가 필요하다.
본 연구의 결과는 추후 가뭄해소 대책⋅기술 연구 및 강우 유출수를 활용한 대체농업용수 시스템의 실용화 및 우선사업 대상지 선정시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 향후 본 연구결과를 바탕으로 대체용수 확보시스템의 적용시 대상지역의 이수개선도, 작물 생산량 변화, 추가 확보가능한 용수량 등을 산정하여 이수개선효과 및 경제성에 대한 정량적 평가가 이루어질 수 있을 것이다.
