한탄강 사랑 :: [진실] 한탄강 댐 홍수조절용댐의 진실

이름: 최종철

2005/3/7(월)

[진실] 한탄강 댐 홍수조절용댐의 진실

♣ 한탄강댐 홍수조절효과의 진실

1. 홍수량이란?

홍수량은 기본홍수량과 계획홍수량 2가지가 있다.

자연상태에서 홍수조절시설(댐,분수로등)이 전혀 없다고 가정했을 때 해당지점에 흐르는 홍수량 중 가장 크게 나타나는 홍수량(첨두홍수량)을 기본홍수량이라 하며, 상류의 댐등 홍수조절에 의해 절감되는 량을 뺀 홍수량을 계획홍수량이라 한다.

따라서 상류에 댐등 홍수조절시설이 없다면 기본홍수량과 계획홍수량은 동일하다. 임진강 상류에는 이북측에 건설된 중.소규모 댐이 많지만 별도의 홍수조절용량을 규정하지 않았음으로 설사 일부 홍수조절역할을 한다고 하더라도 무시한다.
따라서 현재까지는 임진강은 기본홍수량과 계획홍수량은 동일하다.

기본 홍수량을 정함에 있어서 먼저 홍수량 채택방법(기왕최대홍수량 또는 최적홍수량)을 선정해야한다.
과거에 방생한 홍수 중 가장 크게 나타난 홍수를 기왕최대홍수라 하며, 임진강 문산 지점의 경우 1996년에 발생한 24,000톤/초(톤/초를 cms로도 표기하며, 이하 cms로 통일)가 기왕최대홍수량에 해당한다. 한편 국민소득, 주민의 안전의식, 사회적 영향등 피해정도를 감안하여 적절한 크기의 홍수규모를 채택하는 방법이 있으며, 100년 빈도를 채택할 경우 19,800cms(강우량은 1일 401mm, 2일 574mm)가 되며, 200년을 채택할 경우 22,600cms(강우량은 1일 445mm, 2일 643mm)가 된다.

일반적으로 하천계획에서는 최적홍수개념을 도입하며, 임진강의 기본홍수량은 하천전문가교수들의 자문을 얻어 100년 빈도 19,800cms을 정하는 것이 적정하다는 판단을 하여 결정한 것이다. 따라서 임진강 본류는 100년 빈도홍수 19,800cms정도만 나라에서 책임지고, 나머지는 천재지변으로 취급하겠다는 국가의 치수정책의지이다.

다시 말하면 1996년 홍수(24,000cms)와 1999년 규모(20,400cms)의 홍수는 앞으로도 국가에서 감당이 불가능함을 의미한다.

한편 100년 빈도 홍수량 19,800cms라는 의미는 “거의 무한대에 가까운 장기간을 기준으로 할 때 평균 100년에 1회 정도는 19,800cms이상 크기가 발생함”을 의미하며, 따라서 19,800cms가 올해 또는 내년에 발생할 수도 있지만 반면 앞으로 500년이 지나서도 발생하지 않을 수도 있다.

2. 임진강의 기본 및 계획홍수량은 얼마로 정하였는가?

임진강 문산지점은 과거 2002년 7월 이전까지만 해도 100년 빈도 기본 및 계획홍수량은 동일하게 16,200톤/초로 설정했다.

그러나 최근 큰 홍수량이 빈발하였고, 과거보다 비교적 잘사는 나라가 되었고, 국민의 안전의식도 높아져서 기본홍수량을 과거보다 3,600cms가 많은 19,800cms로 더 높게 설정할 필요가 있다고 판단한 것이다. 증가시킨 3,600cms에 대해서는 군남댐 700cms, 한탄강댐 2,700cms, 장단천변저류에서 200cms를 조절토록 분담시켜 계획홍수량은 당초대로 16,200cms으로 결정한 것이다.

여기서 100년 빈도를 선정한 이유는 타유역의 대하천을 감안하여 순전히 정책적인 판단에 의한 것이며, 홍수량을 더 커지게 결정한 것도 홍수량이 늘어난 것이 아니라 정책적 판단에 의해 계획(설정)하는 것이다.

따라서 수치가 옳고 그름을 논할 성질의 것이 아니라 우리나라 국민소득 및 안정의식수준이면 이러한 정도는 지역주민들이 동의해 줄 것으로 믿고 결정한 것이다. 이는 장래 어느 도시를 계획할 때 도시계획 인구를 설정하는 것과 비슷하다. 목표시기에 이르러 실제인구가 계획인구보다 많다면 과부하가 걸릴 것이고, 적다면 여유 있는 도시계획이 될 것이며, 홍수량도 같은 논리로 이해하면 된다.

그러나 19,800cms를 실측자료를 근거로 하지 않았다는 점과 유역의 토지이용상태, 피복상태에 따라 다를 것이지만 낙동강(위천합류전 유역면적 7840, 홍수량 11384cms), 금강등 타 유역의 유사 면적에 비해 월등히 크다는 사실은 충분히 논란의 여지가 있다. 하지만 이 수치마저 부정한다면 논의 자체를 부정하는 셈이 되므로 일단 받아들이기로 하였다.

3. 만일 설계빈도를 200년 빈도로 높인다면 어떻게 될 것인가?

2002년 태풍 “루사”이후 지방하천의 경우 50년 빈도로 계획하던 과거의 추세가 가옥밀집지역은 200년 빈도로 바뀌어지는등 상향추세에 있다. 그러나 국가하천은 사업비가 많이 들고, 지역별로 각기 다른 시간을 두고 폭우가 내리는 경향이 있음을 감안하여 하구 대도시 부근만 200년 빈도로 하고 대부분 100년 빈도로 계획하고 있다. 따라서 100년 빈도로 정함에는 적당하다고 보아진다.

한편, 과거 “96년, ‘99년 2차례나 발생한 홍수가 100년 빈도에도 훨씬 넘쳤다는 사실은 100년빈도 홍수를 너무 작게 산출했음을 의심해 볼 수 있다.
경험적으로 100년 동안 경험한 홍수중 가장 큰 홍수를 100년 빈도 홍수정도라고 보면 적당하다. 따라서 금번 산정한 기본홍수량 19,800cms는 50년 정도(100년 동안 2번째 큰 홍수는 1996년 홍수 20,400cms라고 보았음)도 못 미치므로 이러한 경우 빈도를 더 높여 이를 만회코자 하는 방법도 있다.

만일 계획빈도를 200년 빈도로 상향조정할 경우 기본홍수량은 19,800cms가 아니라 22,600cms로 될 것이며, 이러한 경우 군남, 한탄강댐, 장단천변저류지를 건설하고도 모자라 임진강변 제방들을 전부 증고하거나 한탄강댐과 거의 같은 댐 또 하나 건설해야할 것이다.

사실 이러한 결정을 하기 위해서는 경제성검토를 실시해야 한다. 홍수빈도를 키우면 홍수피해를 줄이는 반면 시설비용이 많아 저서 빈도를 키워 시설하는 비용과 피해가 감소되는 비용(편익)과 비교하여 편익이 비용보다 클 때에 홍수빈도를 상향조정하는 것이다.

그러나 한탄강댐은 다목적댐을 하더라도 경제성이 없으며, 홍수조절 전용댐을 한다면 더욱 경제성이 없어져, 경제성은 전혀 무시하고 오직 “주민의 생명과 재산이 중요하므로 정책적인 판단에 의해”이라는 빌미를 들어 강행 결정한 것이다.

4. 2,700톤/초란 수치는 무엇을 의미하는가?

금번 조정소위에서는 “천변저류2개소(400만톤의 장단지구와 800만톤의 석장2지구)와 이들 효과만큼 용량을 감안하여 한탄강댐 규모를 축소하라.”는 결정문을 발표했다.
여기에서 장단지구는 이미 착공을 시작했고, 군남댐과 마찬가지로 기존시설로 보기로 합의한 사항이기 때문에 빼야 옳으며, 한탄강댐(3.1억톤)은 2,700cms의 조절효과가 있음을 전제로 하여 800만톤의 석장2지구 효과(정부측의 계산에 의하면 143cms 조절효과)만큼 댐규모를 축소하라는 의미이다.

“임진강하류 문산지점에서 100년 빈도 홍수량은 19,800cms이다.”라는 사항은 정책적 판단에 의해 결정하였음은 전술한바와 같다. 이중 기존에 건설된 제방들이 16,200cms를 견딜 수 있으며, 임진강본류에 건설될 4,300만톤의 군남댐이 700cms정도 조절효과가 있으며, 장단천변저류(400만톤)가 200cms이고, 한탄강댐은 2,700cms의 효과가 있다고 보았다.

석장2지구의 조절효과는 정밀 분석할 일이지만 정부측에서는 2004년 9월 15일 143cms로 제시한 값에 다소 유리한 150cms으로 가정해보자. 그렇다면 한탄강댐의 홍수조절효과는 2,550(2,700-150)이상 되어야 “기존의 한탄강댐보다 축소된 댐”라는 용어가 합당하여 결정문 자체의 모순이 발생치 않는다.

그러나 한탄강댐의 조절효과가 2,550cms보다 작다는 것이 입증된다면 “기존의 한탄강댐보다 확대된 댐”으로 표현해야 옳음으로 결정문 자체는 무효(無效)가 된다.

이에 대해 지속위는 불안을 느낀 나머지 부랴부랴 “2700cms보다 현저하게 미달”이란 표현을 써 해명하기에 이르렀다.

즉 한탄강댐의 홍수조절효과가 2,700cms이라는 가정하에 “댐축소”란 결정문을 발표했지만 만일 그 효과가 2,550cms보다 작아진다면 “댐확대”의 결정문이어야 하므로 결정문 자체를 무효화 될 수도 있는 수치이다.

5. 2,700톤/초의 조절효과 보다 작아질 가능성은 없는가?

결정문에서도 언급된 바와 같이 절차의 잘못, 수치의 잣은 변경, 자문교수들의 편봐주기등으로 정부측 자료의 신뢰성이 없음을 인정한 바 있으며, 따라서 1년동안 공동협의회에서는 반드시 새로이 댐의 홍수조절 효과를 분석할 것을 언급하였다.

그럼에도 불구하고 비전문가들로 구성된 “조정소위”는 2,550cms보다 작아질 것에 대한 가능성은 미처 생각지 못하여 “기존의 한탄강댐보다 축소된 댐”으로 발표한 것이다.

한탄강댐의 유역(1,279㎢)은 임진강 문산지점(7,677㎢)의 16.6%에 해당하는 유역이다. 따라서 한탄강댐 상류의 물을 100% 차단하고 한점 안 흘려보내더라도 16.6%의 조절효과에 불과하다.

그러나 100%차단하기 위해서는 약 6.4억톤(유역면적1,279x 강우량0.574x 유출계수0.88백만톤)의 저류용량이 필요하지만 한탄강댐의 저류용량은 3.1억톤(50%)에 불과하므로 용량측면에서는 50%를 차단(실제로는 차단이 아니라 하루 또는 이틀을 지체시키는 셈)하며, 첨두홍수량은 60%(4,850cms중 1,970cms를 줄여서 내려 보냄)를 조절하는 셈이므로 아무리 크게 잡아도 10%(면적율 16.6%x 차단율 60%) 정도 즉 2,000톤/초(19,800x10%) 내외가 산출된다.

그러나 정부측은 한탄강댐 유역만 특히 하류에 큰 영향을 주는 지역으로 모델링하여 13.6%(2,700톤/초)의 효과가 있다는 주장을 하고 있다.

임진강 문산지점을 기준으로 하여 10%와 13.6%는 수치적으로 큰 차이 없다고 느껴지지만 한탄강댐의 효과를 따질 때는 35%의 큰 차이가 난다. 만일 2,700cms가 2,000cms로 변경된다면 경제성도, 투자효과도 2/3줄어들며, 석장2지구 같은 800만톤짜리 천변저류도 5개나 더 건설해야 된다.

그러나 이러한 단순히 계산되는 수치들도 소위 전문가(대학교수)들이 무슨 무슨 모델이니 하면서 어려운 용어를 써서 일반인들은 쉽게 접근 못하는 전문가영역으로 취급되고 말았다. 따라서 권위 있는 전문가교수들의 양심선언에 의하지 않고는 해결이 사실상 어렵다.

권위 있는 전문가교수들은 대부분 기존질서에 학습된 기득권 세력들로서 가장 큰 혜택을 누리고 있는 집단이므로 양심선언을 할 리가 없으며, 따라서 우리가 이를 입증하기에는 현실적으로 너무나 어렵다.

6. 정부측이 제시한 2,700cms은 왜 불합리한가?

홍수량의 산정과정은 복잡하여 일반인들이 이해하기는 어렵다. 따라서 비유량(단위면적당 홍수량, 홍수량÷유역면적)과 홍수기여율(어느 유역이 하류 홍수에 미치는 영향율)로 쉽게 설명코자한다. “비유량(比流量)은 면적이 클수록 작으며, 기여율은 자체면적이 차지하는 율과 거의 비슷함”이 교과서적 정론이다.

임진강 하류부의 홍수량은 여러 지천 유역들의 홍수량이 합해져서 결정되며, 특별한 이유가 없는 한 비유량은 면적이 클수록 점점 작아져야 하며, 기여율은 해당면적 비율과 거의 비슷해야한다.

그러나 금번 한탄강댐관련 계획 자료는 한탄강댐유역만은 이러한 기본 정론을 모두 무시하고 특별히 크다는 논리로 억지를 부리고 있다.
한탄강댐지점의 첨두홍수량을 4,850cms(유역면적 1,279)로서 비홍수량이 3.8cms/㎢이며, 임진강문산지점(7,677)의 홍수량은 19,800cms로서 임진강유역 평균비유량은 2.58cms/㎢로 제시 했으며, 두 지점만을 놓고 볼 때는 모순점이 없다.

그러나 한탄강댐 옆에 위치하는 영평천 1.82cms/㎢(면적565, 홍수량 1,072), 신천1.66cms/㎢(면적339, 홍수량563), 사미천 1.10cms/㎢(면적462, 홍수량509), 임진강상류에 위치하는 고미탄천 2.29cms/㎢(면적1055,홍수량2421)로서 한탄강댐유역만 특히 크게 하고, 다른 유역은 줄여 평균비유량 2.58cms/㎢로 맞추었다.

기여율도 한탄강댐유역의 면적비는 16.6%인데 반해 홍수기여율은 23.4%로 유독 크며, 한탄강댐 옆에 위치하는 영평천 면적비는 7.4%인데 반해 홍수기여율은 5.1%, 신천은 면적비는 4.4%인데 반해 홍수기여율은 2.8%, 사미천은 면적비는 6.0%인데 반해 홍수기여율은 2.8%,임진강상류에 위치하는 고미탄천의 면적비는 13.7%인데 반해 홍수기여율은 10.7%로 해당면적에 비해 전부 작다.

이러한 말도 안 되는 논리를 계속 주장하므로 비전문가인 조정소위도 너무하다 싶어 신뢰성이 부족하므로 조절효과 재산정하라는 지시를 하게 된 것이다.
<표1 참조>

정부측에서 적용한 홍수량산정방법은 일반 하천에서 산정하는 방법(HEC-1)과 동일하다. 다만 입력과정에서 한탄강댐만 특히 크게 산정되도록 모델링(컴퓨터 입력자료)했을 뿐이다.

7. 반대측이 2,000cms정도를 제시한 근거는 무엇인가?

반대측은 3가지 방법으로 홍수조절효과를 계산했다.

첫번째로 면적비법을 적용한 결과 1,980cms이 계산된다. 한탄강댐을 100% 완전 차단하더라도 16.6%이며, 이중 60%를 잠시 지체시켰다가 흘려보내므로 10%(16.6x60%) 1,980cms의 조절효과가 있다고 보는 것이다.

두번째로 Myer-Garris식을 적용하면 1,405cms이 산정된다. 과거 컴퓨터가 없던 시절 myer-garris가 유도한 식을 많이 사용하였다. 건교부는 과거 이러한 식을 적용하여 대형댐 건설의 필요성을 강조하였다. 실제로 이식은 최근 개발된 식과 비교하면 상당히 작은 댐건설 효과의 값을 나타내 주고 있으며, 따라서 댐의 효과가 적으니 더 많은 수의 댐이 필요하다고 강조하하였던 것이다.

세번째로 정부측이 적용한 모델(HEC-1)로 합리적인 입력자료(매개변수)들을 변경하여 적용한 결과 2,300cms으로 계산된다. 정부측은 의도적으로 한탄강댐 조절효과가 크게 나타나도록 불합리한 계수들을 적용하였음으로 이를 합리적인 수치들로 변경하여 계산한 결과이다.

8. 맺음말

홍수량은 해당시설물 자체의 안정성 확보를 위한 홍수량과 그 시설물이 하류에 미치는 영향을 분석하기 위한 홍수량 2가지로 분석해야한다.

해당시설물 안정성확보를 위해서는 가능한 한 크게 설정함이 좋다.

예를 들면 소양강댐의 기본홍수량 12,000cms(유역면적2,700㎢)은 한강 인도교의 200년 빈도의 기본홍수량은 38,000cms(유역면적 25,000㎢)에 비해 면적은 10%에 불과하지만 홍수량은 32%로 크다. 이는 소양강댐의 중요성을 감안하여 소양강댐자체의 안정성을 보장하기 위하여 한강 인도교 홍수량비보다 크게 잡은 것이다. 같은 논리로 한탄강댐 자체의 안정성확보를 위해서 100년 홍수량 4,850cms는 임진강 문산지점 19,800cms에 비해 면적은 16.6%이지만 홍수량은 24.5%로서 소양강댐에 비해 오히려 작은 느낌이 든다.

댐건설이 하류에 미치는 영향을 분석하기 위해서는 해당유역을 타유역과 동일한 조건으로 보아야 한다.

즉 소양강댐은 100%완전 차단하더라도 10%의 비율에 불과하다. 이중 약 50%의 홍수를 차단(홍수저절용량 5억톤)하므로 소양강댐이 하류 인도교에 미치는 영향은 전체의 5%에 불과하다. 같은 논리로 한탄강댐의 유역면적은 16.6%이며, 이중 60%를 차단하므로 10%에 불과함에도 안정성 확보를 위한 홍수량 24.5%를 적용하여 13.6%의 효과가 있다고 산출한 것이다.

상기에서 보는바와 같이 금번 새로이 산정한 한탄강댐의 조절효과는 1,400cms에서 2,300cms로 변화폭이 크며, 어떠한 경우든 정부측이 주장하는 값보다 훨씬 작다. 특히 과거에 건교부에서 댐이 필요하다고 주장한 시절에 적용한 공식이 가장 작게 나타난다. 즉 myer-garris식을 적용하면 댐건설의 효과가 가장 작게 산정되므로 치수계획측면에서 많은 숫자의 댐이 필요하다는 결론이 산출되므로 가장 안전측인 반면 댐 자체의 타당성 측면에서는 가장 약하게 산정된다.

한편 정부측에서 최신기술이라고 적용한 세번째 방법은 댐의 건설숫자는 가장 작게 산정되지만 댐 건설 자체의 타당성은 가장 크게 나타난다.

지금은 한탄강댐의 효과를 크게 나타나도록 해야 건설의 타당성(妥當性)이 산정되므로 건교부측은 세 번째의 공식(公式)을 적용하여 산정한 것이다.

즉 큰 수계의 댐의 갯수를 정할 때는 효과가 작은 공식을 적용하고, 댐의 필요성을 강조할 때는 효과가 크게 나타나는 공식을 적용하여 논리를 맞추려고 하고 있다. 본인의 생각으로 가장 합리적(合理的)인 수치는 면적비법인 2,000cms 정도가 타당할 것으로 생각된다. 끝.

2005. 3. 7.

한탄강사랑(www.hantanlove.net) 게시판중에서...

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