1. 머리말
GCC로 통칭되는 걸프연안 국가들은 20세기 중 후반부터 석유자원으로 부터 축적된 막대한 부를 바탕으로 도시국가를 건설하고 경제 강국으로 발 돋음 하고 있다. 그러나 석유자원은 유한한 자원으로 언젠가는 고갈의 위기 가 올 것이라는 위기의식에 먼 훗날의 지속가능 국가경영을 준비하기 위해 대체에너지 개발, 수자원의 확보, 스마트시티 구축, 미래 먹거리 생산 등에 초점을 맞추고 준비하고 있는 실정이다.
특히 7개의 토후국 연합체로 이루어진 아랍에미리트(UAE)의 경우 국토 의 대부분이 사막과 사막형 기후이며 페르시아 만 연안 등 대부분은 평탄하 지만 염분이 많다.
다만 사우디아라비아와 국경을 맞댄 알 아인지역의 풍부한 오아시스 지 대와 북동부 아하다르산맥 서쪽지역은 전통적으로 오아시스 농업이 발달했 으나 최근 농지의 확장, 인구증가와 함께 물소비수량의 증가로 인해 지하수 의 오염이 심해지고 지하수위가 저하되는 등의 부작용도 뒤따르고 있다.
우리나라와는 최근 바라카(barakah) 지역에 건설하는 560MW규모의 원 전 수주와 함께 농업부문에서도 한-UAE간 농업 R&D 협력 사업을 통해 농업기술전수, 병충해방제, 스마트팜지원, 수자원협력 등의 기회와 수요를 대비하여 고온 건조지대 농업에 대한 이해가 필요하고, UAE의 농업 생산
05
UAE의 수자원 현황 및 문제점과 극복방안
송 기 헌
한국농어촌공사 국제협력처 / 처장
songkey@ekr.or.kr
안 성 수
한국농어촌공사 국제협력처 / 부장
ssan@ekr.or.kr
이 창 욱
한국농어촌공사 국제협력처 / 차장
lcw0528@ekr.or.kr
구조에 대한 이해가 정보 확보, 농업구조의 특성 및 생산, 유통 구조에 대한 정확한 이해 증진이 필 요하다.
한국수출입은행(2011)에서는 GCC국가의 농업 부문에서 사업기회를 발굴하고, 기술제공을 통해 농산업을 선점해야 한다고 분석하고 있으며, 홍성 민(2011)은 한국의 중동진출은 아직 미개척 분야 인 농업부문에 투자 및 진출을 고려해야 하며, 한 국경제 및 농업개발의 경험은 중동의 식량문제 해 결에 도움이 될 것이라고 주장하고 있다(중동지역 의 식량부족 해결 및 확보방안, 2011년, 중동경제 연구소장 홍성민).
KRC는 그 동안 국내에서 수행한 농업생산기반 사업과 수자원개발의 경험과 노하우를 그리고 해 외농업개발 및 진출지원, 국제협력사업의 일환으 로 현지를 방문 조사하고 그 결과를 요약하여 본 보고서를 작성하였으며, 좀 더 진전되어 현지에 필요한 기술개발이 요구될 때에는 공사의 역량과 해외기술수출사업으로 축적된 인적 물적 네트워 크를 활용하여 보다 낳은 프로젝트 수행할 것이라 고 생각된다.
2. 현황
2.1 UAE국가개황 2.1.1 일반현황
◦ 국가명 : 아랍에미레이트 연합국(United Arab Emirates)
◦ 위치 : 아라비아반도 동부, 페르시아만 연안 (수도 : 아브다비 Abu Dhabi)
◦ 면적 : 83,600㎢ (97% 사막지대, 섬 제외)
◦ 인구 : 약 9,121천명 (남성 6,298천명, 순수 내 국인 1,000천)
2.1.2 기 후
◦ 전 국토의 97%가 사막으로 고온다습한 사막기 후, 여름에 매우 더우면서 건조
◦ 습도는 50% ~ 60%
※ 한국은 전국적으로 연중 60~75% 정도, 7월
~8월은 70~85%, 3월과 4월은 50~70%
정도임
◦ 반면 일부 연안지역은 여름에 덥고 습한 날씨 인데 습한 날씨는 걸프만으로 부터 북서풍이 불어오는 영향(출처 : AQUASTAT-FAO)
2.1.3 기온
◦ 5월 ~10월은 35~45℃로 매우 덥고, 11월부터 다음해 4월 까지는 15~35℃ 정도
◦ 겨울 : 대체적으로 14°C~23°C정도 온화한 날 씨, 내륙지역 4도 정도 간혹 하강
◦ 여름 : 내륙사막 50°C 까지 올라가는 매우 더 운 날씨
2.1.4 강수량
◦ 연평균 강수량 : 78mm (겨울 12월 ~ 3월 동 안 80%)
◦ 남부 사막 Liwa의 경우 40mm, 동북쪽산악 지역 160mm
2.2 수자원현황 2.2.1 총 수자원
◦ UAE의 수자원은 일반적인 지표수 및 지하수 를 포함한 수자원과 해수담수화처리수 및 하수 재처리수로 분류.
◦ Total water resources(㎥/year)
- UAE의 총 2013년 수자원량은 4,231MCM (여기서 1MCM은 백만 ㎥)
- 2018년 4.4Bil ㎥, 2030년 8.8Bil ㎥ 로 예상
① Water quantity of seawater desalination (담수화 수량) : 1,750MCM(41.4%)
② Ground water usage(지하수 사용량) : (43.7%)
③ Reprocessing water(재처리수) : 615MCM (14.5%)
④ Other secured water quantity(기타 확보된 收量) : 16MCM(0.4%)
◦ 지구촌의 수자원 총량은 1,386백만㎦ 이고 이 중
그림 1. 아랍에미레이트(UAE)
표 1. 수원별 수자원 개발량
구분 2009년 2013년 2020년 목표
개발량 비율(%) 개발량 비율 개발량 비율
지표수 16 0.4 150 3.0
지하수 2,200 65.5 1,850 43.7 125 2.6
재처리수 160 4.8 615 14.5 754 16.0
담수화수 1,000 29.7 1,750 41.4 3,688 78.4
계 3,360 100.0 4,231 100.0 4,717 100.0
(단위 : MCM)
자료 : World Bank, 2005. A Water Sector Assessment Report on the Countries of the Cooperation Council of the Arab States of the Gulf.
Available at http://siteresources.worldbank.org/ INTMNAREGTOPWATRES/Overview/20577193/GCCWaterSectorReport–Englishversion.
pdf, accessed 22 February. 2017.
97.5%가 바닷물, 나머지 2.5%가 담수이며 담수 는 빙하 및 만년설, 지하수, 지표수(호수 등) 그 리고 수증기 형태나 토양 수분으로 존재하고 있 다(미지질국 USGS, WWW.roplant.org).
◦ 반면 우리나라 수자원 총량은 1,297억㎥ 이 며 이 중 42%인 544억㎥은 수증기, 침투, 기 화 등에 의하여 손실되고, 나머지 753억㎥ 중 에서 우리가 사용하고 있는 용수량은 333억
㎥(26%)이며 생활용수 75억㎥(이용총량 대 비 22.5%), 공업용수 21억㎥(6.3%), 농업용수 159억㎥(47.7%), 유지용수 78억㎥(23.4%)이 이용된다.
2.2.2 UAE의 물 사용량
◦ 2009년 현재 UAE의 수자원 총량은 3,360백 만㎥이나 조사된 소비 총량은 3,110백만㎥으 로 우리나라 물 소비량의 약 10%에 불과.
◦ 이중 농업용수 사용이 1,805백만㎥(58.0%), 어메니티 용수가 482백만㎥(15.5%), 조경녹지 용수 347백만㎥(11.2%), 생활용수 332백만㎥
(10.7%), 상업 등 기타 145백만㎥(4.6%)
◦ 농업용수 사용량 1,805백만㎥ 중 5%는 담수처 리를 한 해수(海水)를 사용하고 있으나, 나머지 95%인 대부분의 농업용수는 지하수를 이용.
◦ 뿐만 아니라 조경 녹지용수 347백만㎥, 어메니 티 용수의 23%도 지하수를 이용하면서 지하수 이용에 따른 많은 문제점들을 내포하고 있음.
◦ 물사용료
- 물세도입, 보조금 삭감, 효율적인 물 사용 장려, 물 절약 중요성 인식제고
- 2015년 1월 1일부터 물 소비량에 1.7 디르 함/1㎥ (0.46 USD) 부과
- 2011년부터 물과 전기에 대한 할증요금제를
적용하는데 1일 소비량, 주거구분, 거주민의 신분에 따라 차등
(예 : 생활용수의 경우 Social card 소유내 국인 또는 외국인에 기준량 이하 소비시 사 용료 면제, 내국인 1일 9,804ℓ이하 사용 시, 외국인 2,801ℓ 이하 사용시 면제)
2.2.3 UAE의 농업용수
◦ UAE의 농업은 1990초에 UAE 경제의 소수 영 역이었고, UAE 국가형성 이후에도 단지 GDP 의 4%이하 정도 기여.
◦ 주 요 농 업 지 역 은 R a s a l - K h a i m a h 의 Diqdaqah, Umm al Qawain지역의 Falaj al Mualla, Sharjah지역의 Wadi adh Dhayd, 두바이의 Al Awir 및 Al Fujairah의 해안 지 역이며, 전체 경작 가능 토지는 대략 160,000 ha로 국토면적의 약 2% 수준
그림 3. 대표적 오아시스 농업지역 Al Liwa 그림 2. UAE의 전통적 농업지역
◦ UAE의 경작지 대부분은 1990년초 대략 400 백만주의 대추야자이며, 알리와(Al Liwa) 오아 시스 지역의 소규모 오아시스에서 주로 재배.
- 야자수 1구루당 물소비량은 180ℓ/d(65㎡/
year)로 연간 총 소비량은 260백만㎥
◦ 연방 정부와 에미리트 행정부는 농부에게 인센 티브를 제공 (정부는 50%의 비료(fertilizers, 양액), 종자(seeds), 농약(pesticides)를 지원) 또한, 기계류를 위한 대출과 기술 지원을 제공.
2.2.4 지하수의 이용
◦ 2013년 수자원 총량 4,231백만㎥ 중 1,850백 만㎥(43.7%)을 지하수에 의존
◦ 아부 다비 (Abu Dhabi)는 1971년 이전에는 지 하수가 주요 급수원으로 물은 무료로 제공
◦ 1973년의 석유 붐 이후 인구의 폭발적 증가에 따라 물사용량 급격하게 증가
- 1인당 550 ~ 650리터까지 증가
- 알아인(Al Ain)과 리와(Liwa)에서는 지하수 가 농업용으로 사용, 식수는 UAE전역의 담 수화된 해수 사용
◦ 1980년대 이후 지하수 사용 증가로 지하수 수 위가 내려가고 염분 함량이 늘어남
◦ 에미레이트에 최대 125,000개의 우물이 있는 것으로 추정되며 이 중 117,938개의 우물은 등 록 관리되고, 그 중 45%만이 가동 중에 있다 (GROUNDWATER WELLS INVENTORY A N D M A P P I N G F O R A B U D H A B I EMIRATE ABU DHABI, SEPTEMBER 2018 : ACBA보고서).
◦ 그림 4의 좌측 지하수 염분함량 조사도를 보면 걸프연안은 육지지역 약 20km 까지 해수 침 투가 진행되고 있음.
◦ 지하수를 많이 쓰는 중남부의 알 리와 지역과 북동부 지역의 중간 대수층 지하수의 염도는 600~2,000PPM 정도이며 약간의 제염시설 설 비로도 농업용수 사용이 가능하다(UAEZOOM, 2016. ‘96% is the ratio of tap water quality in Abu Dhabi.’ Available at www.uaezoom.
com/articles/
/, accessed 11 March. 2017).
◦ 반면 주요 농업지역인 Ras al-Khaimah의 Diqdaqah, Umm al Qawain지역의 Falaj al Mualla, Sharjah지역의 Wadi adh Dhayd에 서는 연간 지하수위가 1.5~5.0m까지 내려가 고, 두바이의 Al Awir지역의 경우 지하수위 저하량이 0.5~2.0m/year이며, 평균 지하수 의 깊이는 57m까지 저하되었고, 2014년도에
그림 4. 지하수 염분함량도
그림 5. 지하수 수위변화도
스웨이한(Sweihan) 지역은 46미터에서 104미 터까지 감소한 경우도 발생(The National, 21 February 2015. ‘Groundwater at danger level in UAE’).
◦ 우물 한 곳에서 채수량은 최소 0.13㎥/hr에서 최대 180㎥/hr 이상으로 평균 15㎥/hr 채수량 을 보여준다(18,303개의 관정에 수행 채수량 측정).
2.2.5 UAE의 전통적 물이용 방식
◦ UAE 등 아랍국가들은 전통적으로 오아시스 농업을 발달시켰으며 우물에서 취수된 물을 관 개수로를 통해 농경지 까지 흘려보낸 후 야자 수 등 농작물에 관개하였다.
◦ 관개수는 일반적으로 물소비가 많은 작물을 재 배하거나 밭고랑 관개방식을 통해 물의 사용 량이 많아져, 낙후된 수로시설과 관리손실로 50%이상 손실됨.
◦ 지하수 취수에 대한 통제와 관리부족 그리고 과 채류 등 자급량의 증가로 인해 관개면적이 증가 되고 이에 따라 과도한 취수로 인한 대수층의 지 하수는 염도의 상승과 수위저하를 가중시킨다.
3. 물이용방식의 개선
3.1 관개방식의 개선
◦ 중동국가들은 풍부한 화석연료자원으로 축적 된 재화로 전기의 생산 및 해수 담수화를 통하
그림 6. UAE 전통 우물 모형
그림 8. 전통 우물
그림 7. 권양장치
그림 9. 관개수로
여 전기와 물은 부족함이 없이 사용하고 있으 나, 유한자원임을 인식.
◦ 밭고랑 관개 방식은 물소비량을 50%이상 증가 시키는 반면, 유공 호스를 이용하여 근군역에 만 집중 관개하는 유공호스관개, 점적호스 또 는 drip irrigation 기술을 사용시 종래 시스템 보다 35%의 물 사용량을 절약 할 수 있다.
3.2 지하수 함양을 통한 잠재수자원 확보
◦ 2010년 자료에 따르면 지하수 이용량은 약 2,198백만㎥/year이나 아브다비환경비젼
Env2030에 따르면 817백만㎥ 까지 줄일 계획 이며, 부족되는 소비수량은 광역망 보급방식 으로 전환하여 담수화된 해수를 이용함으로써 현재 지하수 사용량의 10% 이하 까지 감소시 키는 안도 제시되고 있다.
◦ 관개수(1,805백만㎥)가 지하수 저장으로 되돌 아오는 흐름은 사용량 대비 약 25%로 추정되 나, 관개 등 물사용으로 지하수의 물충전을 증 가시킴에도 불구하고 지하수의 수질은 더 악화 되는데 토양중의 염기가 용해되어 대수층에 함 양되므로 오히려 지하수의 염분농도가 높아지 는 결과가 된다.
그림 11. 토양 염기분포도
(자료 : Ministry of Environment and Water, 2015. UAE State of Environment Report) 그림 10. 관개 방법
(a) 밭고랑 관개방법 (b) 수반관개 (c) 유공호스관개
◦ 한국농어촌공사에서는 진주지역 및 김해지역 의 과도한 지하수 취수에 의한 지하수위가 저 하된 지역에 지하수함양사업을 추진하고 있으 며, 양질의 용수 확보, 용수의 송수, 양수정 시 추 및 굴착, 지하수 함양의 절차를 거쳐 진주 단목지구의 경우 200ha의 면적에 1일 8,000
㎥의 용수함양, 송수거리 8.7km Pipe-line부 설, 양수정 4공, 함양공 25공 등 설치사업 추 진 중에 있다.
3.3 지하수 권역단위 개발을 통한 이용 효율성 증대
◦ UAE의 농업용 지하수 이용은 전통적 오아시 스 농업에 기반을 두고 있기 때문에 각각의 농 장 단위로 지하수가 개발되었으며, 약 125천개 소의 우물이 체계적으로 관리가 되지 않을 뿐 아니라 채수량도 차이가 많고(최소 0.13㎥/hr
~ 최대 180㎥/hr) 농업용수로 쓰는 지하수에
도 염분을 함유(600~2,000ppm)하고 있어 직 접 작물에 공급하지 못하고 농장별로 소규모 설치된 water treatment systems(역삼투식 제염장치)을 이용한 제염수를 이용하고 있다.
◦ 한국의 경우 제주도와 한국농어촌공사에서 는 제주지역의 농업용수시설인 관정, 저수지 의 개별적인 급수·관리 체계를 재편하는 제 주 농업용수 통합 광역화사업을 추진 중이며, 2004년 제주도 농업용수 종합계획을 수립하 고 2013이후 몇 차례의 가뭄을 격고 나서 예산 을 확보하여 2018년에 착수.
◦ UAE의 대표적 지하수활용 농업지역에서 각각 의 지하관정을 Pipe-Line Net(관망)를 통해 소 구역 또는 단위구역별로 집수함으로써 무분별하 고 무계획적 지하수 개발을 방지할 필요가 있다.
◦ 개발되어 집수된 지하수는 체계화된 수처리나 제염처리 장치를 거쳐 사용가능 용수로 전환 후, 국가로부터 공급되는 (해수의)담수화 처리 된 용수와 통합하여 각각의 농장에 다시 공급
그림 12. 지하수 인공함양 모식도
함으로써 지하수의 난개발 및 과도한 취수를 통 제하고 이용 및 관리가 용이한 시스템을 구축 (참조. 11)
◦ 농어촌공사에서는 관망 또는 계통간 연결된 농업 용수와 지역용수를 안정적 과학적으로 관리하기 위해 TM/TC System을 구축하여 자동계측 자동 컨트롤 동시 수행 시스템을 운영하고 있으며, 이 미 태국 이란 등에 기술수출이 이루어지고 있음.
3.4 시설단지 구조개선을 통한 절수농업 도입
◦ UAE의 시설하우스는 Smart farm의 단계까 지 발전되지 못한 net-type의 시설하우스로서 규모는 폭8m 길이34m의 fan-pad cooling 방식이 많이 보급되었으며, 기후 특성상 년 중 10월부터 이듬해 5월 까지 경작하고 대략 여 름기간 5개월은 휴경하므로, 시설 운영 기간이
그림 13. 염분제거장치
(a) 소규모농장 염분제거장치 (b) 선된 염분제거장치
그림 14. 제주 농업용수 통합 광역화 사업 계획도
그림 15. 제주 용수통합관리 모델
짧고 비효율적이며, 소비되는 용수량이 많아 지는 단점이 있다.
◦ 시설하우스에서 직광을 피하거나 폭염시 고온 장애가 발생하지 않도록 냉방시설을 할 경우 온도의 상승에 따라 에너지와 용수의 소비량 이 급격히 늘어나는데, 이를 경감시키는 구조 적으로 개선책 도입이 필요하며, 그 중 한 방 법으로 시설하우스에 그늘막 시설을 함으로써 최고 약 6°C 까지 시설내부 온도를 저하시키는 시스템의 도입 및 검증이 필요하다.
◦ 연구 결과에 의하면 시설내부에 1°C 의 온도 를 저하시킬 때 위 크기의 시설에서 약 1.1㎥
/d의 냉방용수가 절약된다는 연구 결과가 있 다(Water and Energy Use Efficiency of Greenhouse and Net house Under Desert Conditions of UAE, 2017, Dr. Abelaziz Hirich, ICBA)
◦ 시설하우스에서의 차광에는 여러 종류의 방법 이 모색되고 있으며, fog분사, 하우스 코팅, 구조적으로 차광막 설치(내부와 외부로 나누 어 설치가 가능)하는 방법 이 있으며 이 경우
시설의 설비도 간단하여 비용이 저렴한 장점이 있다.
4. 맺음말
◦ 조사반이 방문한 현지 아지만 사르자 농장의 크 기는 6.25ha(1변의 크기가 250m인 사각형 토 지) 인데 4개의 구역으로 나누어 대추야자, 초 지, 가축시설, 채소재배 등의 생산을 하고 있다.
◦ 용수는 지하수를 이용하지만 이 지역 지하수의 염도는 약 5,000ppm정도 이므로 제염장치를 이용해서 1일 약 10㎥를 처리하여 농업용수로 이용한다.
◦ 농업 방식은 농업전문 메니저를 책임자로 하고 상시인부 고용 시스템을 운영하며 자급농 위 주의 농업을 하고, 지주는 주말이나 쉬는 때에 주말농장 식으로 온 가족이 방문하여 어메니티 를 겸한 휴식의 장소로 이용된다.
◦ UAE에는 대규모 전문적 농장의 개발보다는 개별적 농장 개발이 많이 이루어지며, 자국민 들이 원할 때에는 정부는 일정한 토지의 제공
과 이에 필요한 것들을 지원하고 있으나, 시장 성 등 생산되는 작물의 품질, 농업기술의 한계 성, 지하수의 문제와 높은 온도 따른 고온장애 등 극복해야 하는 문제점들이 많다.
◦ 그러므로 이번 보고서에서는 그 중 UAE에서 시설하우스 도입이나 과학적 영농법 도입을 위 해 필요한 농업용수 이용에 관한 제언을 하며 맺으려 한다.
① 관개방식의 개선인데 전통적 밭고랑 관개는 또는 직접 급수방법은 물 소비량이 많아지므 로 일반 vegetable재배의 경우에는 유공호스 를 이용한 점적관수나 살수관개방법을 도입 하고, 대추야자 등 과수작물의 경우 보지력 이 높은 토양개량과 함께 유공호스방법으로 전환하여 소비수량을 극소화 하며 관개시기 별 모니터링을 강화한 과학적 영농으로 전환
② 지하수가 고갈되거나 수위가 급격하게 줄어 드는 지역 그리고 염도가 올라가는 지역의 지하수에 담수 함양으로 지하자원의 보존과 지하수 오염을 예방
③ 지하수 관망과 광역화로 지하수 난개발 및 무계획적 취수를 방지하고, 담수화된 해수 와 통합관리하여 용수의 효율적 운영 및 통 제가 가능토록 한며
④ 시설의 현대화, 기술 혁신으로 차광시설도 입, 반복이용량 증대, 4차 산업과 연계하는 Aquaponics 도입 등 절수 농법의 도입을 제안 한다.
◦ 열대 사막에서의 농업은 지금까지 전문서적에 의 존하거나 몇 번의 방문으로 해결하기가 어려운 난제이다. 그렇지만 문제점을 찾아나가다 보면 그 해결의 실마리가 없는 것은 아니라고 한다.
◦ 한국농어촌공사는 1960년대 이후에 불모의 농 지에서 옥토를 만든 주역이었고, 34km 의 방
조제를 막아 세계 최고의 간척지를 확보한 우 수 기술과 역량을 가지고 있다
◦ 또한 해외 농업과 농장 개발의 시각으로 중동 지역을 대할 때 처음 생소하고 막막한 해답 없 는 난제들이 해결되리라 믿고 있다.
참고문헌
1. 아랍에미리트 한국대사관 전형필 국토교통관, 2015, Abu Dhabi 물관련 현황 및 전망
2. 외교부, 2018, 아랍에미리트 개황
3. 홍성민, 2011, 중동지역의 식량부족 해결 및 확 보방안
4. ㈜워터닉스, 해수 담수화 시설
5. Abelaziz Hirich, Water and Energy Use Efficiency of Greenhouse and Net house Under Desert Conditions of UAE : Agronomic and Economic Analysis, ICBA
6. ICBA report, 2018, GROUNDWATER WELLS INVENTORY AND MAPPING FOR ABU DHABI EMIRATE ABU DHABI
7. Ministry of Environment and Water, 2015, UAE State of Environment Report.
8. The National, 2015, Groundwater at danger level in UAE.
9. U.A.E Climate, AQUASTAT-FAO.
10. UAEZOOM, 2016. 96% is the ratio of tap water quality in Abu Dhabi.
11. World Bank, 2005. A Water Sector Assessment Report on the Countries of the Cooperation Council of the Arab States of the Gulf.
12. 알오플랜트, www.roplant.or.kr 13. 구글 맵, www.google.com>maps 14. USGS, WWW.roplant.org
