차세대도시·농림융합기상사업단

도시생태

도심하천에서 도시생태와 기상의 관계를 연구하다

도심 속에 있는 하천은 우리의 삶과 밀접한 관계를 갖고 영향을 끼친다.

중랑천이나 양재천, 안양천, 홍제천과 같은 도시하천은 도시인들이 자연과 만나며 생활의 여유를 누릴 수 있는 쉼터공원이자 다양한 생물들이 서식할 수 있는 생태공간의 역할을 합니다. 그런데 기상기후 조건에 따라 도시하천의 생태계는 일시적으로 크게 악화되기도 하고, 모기처럼 사람들의 위생이나 건강을 위협하는 요인을 증식시키기도 합니다.

안양천의 경우 1970~1980년대 급속한 경제성장으로 공장폐수나 생활하수가 흘러 들어가 수질이 악화되었으나 이후 지속적인 시민들의 노력으로 1급수 어류들과 오염이 심한 곳에서도 서식할 수 있는 어류들이 공존하는 하천으로 탈바꿈하고 있는 곳입니다. 하지만 도시에서는 폐기물 처리장 등에서 발생한 폐수나 대기오염 물질이 강물에 녹거나 침전되고, 건물 콘크리트나 아스팔트 등으로 덮여 빗물이 침투하지 못하는 불투수면이 넓어 수질이나 물 속 생태계에 악영향을 미치는 일이 빈번합니다. 비가 오면 오염도가 높아져 수질이 악화되고 어류가 폐사하는 피해가 일어나기도 합니다.

우리 사업단의 융합과제 중 하나로 도시생태에 관한 서비스를 개발하는 프로젝트가 진행되고 있습니다. 기상기후 변화에 따라 도시생태계가 어떻게 변화하는지를 지속적으로 관측하고 분석하여, 어류 폐사 예보나 모기활동지수 등에 대한 예측모델을 만드는 과제가 우선적으로 이루어지고 있습니다. 이를 위해 2013년에는 도시생태 자동관측체계가 구축되었습니다. 위생곤충 활동지수와 수질 변화 연구를 위한 테스트베드가 안양천 유역에 설계되고 구축되었습니다. 이를 기반으로 2014년에는 도시 생태계 예보 지원 시스템의 원형이 설계될 것입니다.


고해상도 기상정보를 이용해 모기 활동을 예측하고, 예측정보를 국민에게 서비스한다면?

현재 국내에는 54종의 모기가 보고되어 있습니다. 도시에 서식하는 빨간집모기(Culex pipiens pallens)나 지하집 모기(C. p. molestus) 등이 대표적이고, 해외에서 유입된 말라리아나 뎅기열 같은 질병을 유발하는 모기들도 있습니다. 도심형 모기의 최적 생장 온도는 28~32℃, 성충 발생 최적 온도는 22~26℃로 이들의 활동은 기온이나 습도, 강수량과 광 주기 등에 많은 영향을 받습니다. 사업단은 민가 주변의 고인 물이나 웅덩이, 배수지, 하수도 등은 물론 아파트 지하실, 지하철 등의 관리실이나 하수관에 서식하는 이들 모기의 생태적 특징과 이들의 활동과 기상 변화와의 관계를 분석하여, 테스트베드 설계에 반영하였습니다. 2014년에는 관측 지점에 태양열 발전 모기측정기시스템을 설치하고 점차 테스트베드를 늘려 고해상도의 기상관측정보를 활용한 도시형 모기의 활동 예측 모델이 개발되면, 예측모델에 의한 보다 정밀한 도시생태계 예보서비스가 가능해질 것입니다.


우리 집 인근 도시하천에서 어류가 폐사하는 피해가 언제 일어날지 아닐지를 미리 알 수 있을까?

안양천 하류와 유입지천에 구축된 테스트베드에서는 수질 변화를 관측할 수 있는 자동측정기도 설치되었습니다. 수온과 탁도, 염분도, 엽록소, 전기전도도, 수위 등을 측정하는 것으로 기존에 우리나라에서 이루어진 단순 수질 검사나 유역 관리조사보다 더 종합적이고 정밀한 측정이 가능합니다. 여기서 나온 데이터를 이용해 강우량과 용존산소의 상관성 등을 알 수 있었으며, 강우 시 어류 생존 시험도 진행되었습니다.

지금까지 도시하천 수질을 예측하는 정형화된 모델은 없었습니다. 그 지역의 기온, 강우, 습도, 일사량과 같은 기상조건 뿐만 아니라 지형조건이나 토지 이용률 등 해당 지역의 특수성까지 반영해야 해서 그만큼 복잡하고 까다로운 일이기 때문이죠. 도시하천 수질예측 모델을 만들기 위해서는 기상 및 수질상태를 나타내는 다양한 데이터를 수집하고 모니터링하고, 이를 모델에 반영해야 하는 길고 긴 과정을 거쳐야 합니다. 추후 더 상세한 데이터가 축적되면 이를 기반으로 수질 악화 시 어류 폐사 발생 여부에 대한 연구와 예보도 이루어질 수 있을 것입니다. 또한 도시 생태계 관측과 분석, 모델 개발, 예측기술을 하나의 IT 시스템과 인프라에 통합하여 구축하는 WISE플랫폼이 완성되면, 대국민 도시생태계 예측·예보서비스의 새로운 장이 열리게 될 것입니다.