본문내용
1. 수리수문학과 운하
1.1. 수리수문학과 운하의 역사
수리수문학과 운하의 역사는 오래전부터 밀접한 관계에 있다. 인류는 생존을 위하여 지속적인 물 공급에 대해 연구했으며, 이 중에서 운하는 인류의 운송수단의 하나로 일찍부터 발달되어 왔다. 인간이 무리를 지어 사는 생활을 시작한 기원전 2500년경 또는 그 이전부터 고대 이집트인과 바빌로니아 사람들에 의해 대규모 댐과 함께 관개, 배수 공사, 운하, 수로 하수도 등이 건설되었다. 특히 고대 이집트 인들은 지중해와 홍해를 잇는 160km가 넘는 운하를 건설하기도 했으며, 더 오래전 인류가 문명을 가지고 생활하던 시대의 인도, 이란, 중국 등 고대 국가에서 관개시스템의 흔적이 발견되기도 하였다. 우리나라의 운하의 역사를 살펴보면 삼국시대부터 한강과 낙동강을 중심으로 운하를 이용해왔으며, 고려 시대의 기록을 보면 7km에 달하는 굴포천 운하가 발굴되기도 하였다. 이후 1932년, 부산과 여수를 이어 주던 1,420m의 통영 운하와 1934년 충남 강경에 홍수 방지를 위해 만들어진 1,440m의 강경 운하가 기록에 남아 있다. 가장 최근에 굴착된 운하로는 이명박 대통령이 주요 공약으로 내세워 실행한 후 논란이 많았던 경인 운하가 있다.
1.2. 운하의 종류
운하는 크게 기능적 구분과 구조적 구분 두 가지로 나뉜다. 기능적 구분으로 수운용 운하와 관개용 운하가 있으며, 구조적 구분으로는 수평 운하와 갑문 운하가 있다. 또한 건설 위치에 따라 도시 운하, 하천 운하, 내륙 운하로 나뉜다.
기능적 구분 중 수운용 운하에는 해양과 해양을 연결하는 해양선 운하와 내륙 교통을 위해 하천, 호수, 해만을 연결해 인공적으로 만든 수로로 2개의 하천을 연결하거나 어떤 하천과 병행하는 내륙 운하가 있다. 또한 농지에 용수를 공급하기 위한 목적으로 관개용 운하가 있다.
구조적 구분에서 수평 운하는 수로의 고저차가 거의 없는 운하이며, 갑문 운하는 서로 다른 두 강을 연결하는 경우 수위가 다른 바다를 연결하기 위해 사용된다. 보통 높고 낮은 두 수면을 연결할 경우 수로 속 유속이 너무 커지고 수심이 현저히 낮아질 때 갑문 운하를 사용한다.
1.3. 대한민국의 운하
대한민국에는 약 3,100km 가량의 17개 운하가 있다. 이 중에서 대표적인 운하로는 낙동강과 남한강을 이어주는 경부 운하와 영산강과 새만금을 이어주는 새만금 운하, 금강과 지천을 연결하는 충청 운하 등이 있다. 이 운하들은 주로 내륙 수운을 위해 건설되었다.
경부 운하는 낙동강과 남한강을 가로막는 소백산맥을 뚫어 인천에서 부산까지 이어지는 내륙 운송 수로이다. 총 길이는 540km이며, 한강에서 낙동강까지 500km 구간은 자연 하천을 이용하였다.
경인 운하는 대한민국 최초의 내륙 운하로, 굴포천 유역의 잦은 수해 피해를 막고 인천항의 물류 기능을 분담하기 위해 건설되었다. 경인 운하는 행주대교부터 계양구를 거쳐 황해로 이어지며, 폭 80m, 수심 6.3m로 설계되어 대형 선박의 통행이 가능하다.
이 외에도 대한민국 내에서는 지역을 연결하는 다양한 운하들이 건설되어 왔다. 그러나 대한민국 하천의 경사가 가파르고 잦은 홍수로 인해 운하를 운영하기에는 여러 제약이 따른다. 또한 대부분의 하천이 겨울에 얼어버리고 서해안의 조수간만의 차가 심하기 때문에 하천을 운하로 활용하기 어려운 실정이다.""
1.4. 세계의 운하
세계의 운하는 오래전부터 여러 국가에서 내륙 교통수단 또는 물류 이동수단으로 사용되어 왔다. 대표적으로 파나마 운하, 수에즈 운하, 킬 운하 등이 있다.
파나마 운하는 남북 아메리카 대륙을 연결하는 82km의 운하로, 물자 이동과 군사 목적으로 중요하게 사용된다. 파나마 운하를 통해 대서양과 태평양을 연결함으로써 시간과 비용을 절감할 수 있으며, 현재까지 세계 해상 물자 이동의 5%를 차지하고 있다.
수에즈 운하는 지중해와 홍해, 인도양을 연결하는 190km의 운하로, 유럽과 아시아 무역의 중심이 되고 있다. 수에즈 운하는 유라시아의 해상 실크로드를 연결하고 거리를 단축시켜 국제 무역에 매우 중요한 역할을 한다.
킬 운하는 발트해와 북해를 연결하는 98km의 운하로, 독일의 운하들 중 가장 긴 역사를 가지고 있다. 킬 운하를 이용하면 유틀란트 반도를 돌아서 가는 것보다 519km를 단축할 수 있으며, 군사적 목적으로도 많이 사용된다.
이처럼 세계 각국에서는 운하를 통해 물자 이동과 교통, 군사, 무역 등의 다양한 목적으로 활용해 왔다. 운하는 지리적 여건에 따라 각 국가의 필요와 목적에 맞게 발달되어 왔다.
1.5. 운하의 장단점
운하의 장점은 다음과 같다. 첫째, 운하는 내륙 운송의 효과적인 수단이다. 운하를 통해 화물과 여객을 수송할 수 있으며, 도로와 철도에 비해 운송비용이 저렴하다. 또한 장거리 수송에 적합하여 경제적이다. 둘째, 운하는 지역의 수리수문학적 환경을 개선하는 데 도움을 준다. 운하의 건설로 하천의 수량을 증가시키고 수질을 개선할 수 있다. 이를 통해 하천이 본래의 기능을 회복하고 생태계가 복원될 수 있다. 셋째, 운하는 지역 간 균형 발전에 기여할 수 있다. 운하의 건설은 접근성을 높이고 물류 비용을 감소시켜 낙후 지역의 경제 발전을 촉진할 수 있다.
반면, 운하의 단점은 다음과 같다. 첫째, 운하의 건설과 유지를 위한 막대한 비용이 소요된다. 초기 투자비용뿐만 아니라 지속적인 준설과 보수 작업이 필요하다. 둘째, 운하의 건설은 자연 환경에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 하천의 생태계 교란, 수질 오염, 토지 유실 등의 문제가 발생할 수 있다. 셋째, 운하는 기상 조건에 매우 취약하다. 가뭄, 홍수, 결빙 등의 자연재해는 운하 운영에 지장을 줄 수 있다. 넷째, 운하는 운송 속도가 느리고 정시성이 낮다는 단점이 있다. 이는 운하의 활용도를 제한하는 요인이 될 수 있다.
1.6. 경제성을 고려한 운하의 설계
대한민국의 물자 이동은 크게 도로, 항공, 철도, 해운으로 나뉜다. 이 중에서 도로를 통한 물자 이동은 단거리에 용이하고 편리함을 지녔으며 수송 목적으로서 대표적인 운송 수단으로 자리잡고 있다. 그러나 차량 증가, 도로의 부족 등의 문제로 인해 포화상태라 볼 수 있다. 철도의 경우 도로에 비해 과정이 까다롭고 작은 무게를 실을 수 없는 등 품목에 제한이 있어 점차 줄어들고 있는 추세다.
해운의 경우 경제가 성장함에 따라 점차 각광받고 있다. 이는 차량의 증가로 인해 비용이 증가함에 따라 대체 수단으로 떠오르고 있는 중이다. 또한 타 운송수단 대비 저렴한 유류 소비와 함께 적은 이산화 탄소 배출, 유류 대비 상 긴 수송 거리를 장점으로 볼 수 있다. 도로 운송수단인 트럭을 기준으로 비교해보면 트럭 대비 32% 적은 유류 소비, 같은 유류로 320% 이상 의 수송 거리, 20% 이상 절감 되는 이산화 탄소 배출량을 통해 경제적 임을 알 수 있다.
하지만 운하는 지속적 물 공급과 내륙 교통수단으로써 오래전부터 밀접한 관계에 있다. 운하는 철도, 도로와 함께 화물을 운송하기 위한 인공수로라고 말할 수 있다. 특히 대한민국은 경사가 가파르고 잦은 홍수가 발생하는 만큼 유량이 일정하지 않다. 이 뿐만 아니라 겨울엔 하천들이 얼어버리는 경우가 많고, 서해 쪽에선 조수간만의 차가 심하기 때문에 하천을 운하로 사용하기에 제약이 많은 것이 현실이다.
하지만 운하 건설은 수질개선, 수량확보 등 다양한 장점을 가지고 있다. 대표적으로 낙동강을 살펴보면 다른 계절에 비해 강수량이 여름에 집중되어 오랜 기간 동안 쌓인 오염물질로 인해 강바닥이 높아지게 되고, 저수량이 부족해진다. 이로 인한 낙동강 수질은 점점 악화되어 생활 용수에 문제가 되고 있다. 운하를 건설 시 낙동강의 수량이 2.5배 늘어난 17억 톤이 된다.
운하가 생기게 되면서 하천으로 유입되는 오염물질이 차단되는 효과를 볼 수 있으며, 수량이 늘어나게 됨에 따라 바닥에 쌓인 오염물질을 걷어내면서 오염 농도가 낮아진다. 게다가 우리나라의 지역 특성 상 건기가 긴 지역에서는 비가 올 때 물을 모아두었다가 생활 용수로 사용 가능하다는 장점이 있다.
하지만 운하를 운영하게 된다면 운송 수단에 대한 수질 오염 문제도 고려해야 한다. 배들이 이동하게 되면서 방류되는 폐수로 인해 수질이 나빠질 수 밖에 없다. 그나마 이 문제를 최소화하기 위해 배에서 방류되는 폐수를 유수 분리기를 이용해 물과 기름을 분리하고 물은 밖으로 배출, 기름은 배에 보관하였다가 정착할 때 처리시설로 보내게 되어있다. 하지만 배출되는 물에도 5ppm의 기름이 남아있다. 이때 배출되는 기름의 양을 선박의 이동 거리와 운하의 거리를 생각해 보면 상당한 양으로 나타난다.
따라서 경제성을 고려한 운하 설계를 위해서는 다양한 요소들을 고려해야 한다. 운하 건설로 인한 수질개선 및 수량증가의 효과, 대체 운송수단 대비 저렴한 유류 소비와 이산화탄소 배출 감소 등의 장점을 고려해야 한다. 하지만 운하 운영에 따른 수질오염 문제 등의 단점도 함께 고려되어야 할 ...
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16