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수자원보호

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해안도서 지하수위 AI로 예측한다고? 지하수 실시간 감시 모드 ON❗👀

해안·도서 지역은 지리적 특성상 하천이 잘 발달하지 않아 지하수에 대한 의존도가 매우 높습니다. 하지만 최근 기후 변화로 인한 가뭄과 강수량 불균형으로 인해 지하수위가 낮아지면서 해수가 지하로 침투하는 염해 문제가 심각해지고 있습니다. 이는 단순히 물이 부족해지는 것을 넘어 식수와 농업용수 오염으로 이어져 지역 경제와 주민들의 삶의 질을 위협합니다. 이에 한국건설기술연구원에서는 이러한 위험을 미리 예측하고 예방할 수 있는 혁신적인 관리 시스템을 개발하여 문제 해결에 앞장서고 있습니다. 새롭게 개발된 '해안·도서 지하수 관리 시스템'의 핵심은 인공지능(AI) 기술을 활용한 정밀한 수위 예측에 있습니다. 이 시스템은 각 관측소별 고유한 지하수위 특성을 반영하여 지역 맞춤형 정보를 제공하며, 웹 기반으로 구축되어 누구나 간편하게 데이터를 확인할 수 있다는 장점이 있습니다. 특히 중·단기적인 지하수위 하강을 미리 예측함으로써, 지자체와 관련 기관이 한정된 지하 수자원을 효율적으로 운영하고 비상 상황에 신속하게 대응할 수 있는 기반을 마련해주어 현장에서의 활용도가 매우 높을 것으로 기대됩니다. 시스템의 신뢰도를 높이기 위해 국제 표준 해석 기술인 통합 수문 분석 프로그램(SWAT)이 적용되었습니다. 이를 통해 강수량, 증발산량, 유출량 등 물순환 전반에 대한 정보를 체계적으로 분석하며, 최신 기후 변화 시나리오인 SSP를 도입하여 미래의 사회경제적 변화에 따른 수자원 변동성까지 예측합니다. 단순히 현재의 상태를 모니터링하는 수준을 넘어, 먼 미래의 기후 변화에 대응할 수 있는 과학적 근거를 제공한다는 점에서 본 기술은 지속 가능한 수자원 관리를 위한 필수적인 도구로 자리매김하고 있습니다. 이 시스템은 실질적인 피해 예방을 위해 염해 발생 기준 이하로 지하수위가 낮아질 경우 즉각적인 알림을 제공하는 기능을 갖추고 있습니다. 이를 통해 지역 주민과 지자체는 지하수 사용량을 조절하거나 대체 수자원을 사전에 확보하는 등 능동적인 대처가 가능해집니다. 또한 기존의 국가 지하수 관측 자료와 연계하여 분석의 정밀도를 높였으며, 각 지역의 행정 지표나 고유한 관리 수위 설정 기능을 추가하여 전국 어디서나 유연하게 적용할 수 있는 종합 솔루션으로서의 면모를 갖추었습니다. 이번 연구 성과는 제주특별자치도와 제주연구원 등 실제 현장 기관과의 긴밀한 협업을 통해 완성되었다는 점에서 큰 의의가 있습니다. 지역 특성을 반영하기 위한 치열한 고민과 현장 자문 과정은 연구의 실효성을 높이는 밑거름이 되었으며, 이는 주민들에게 실질적인 혜택을 주는 기술 개발로 이어졌습니다. 연구진은 이 시스템이 국내를 넘어 글로벌 해안 지하수 관리의 표준 모델로 자리 잡기를 목표로 하고 있으며, 물 걱정 없는 안전한 환경을 조성하기 위해 지속적인 기술 고도화에 힘쓸 계획입니다.

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[업글지구과학] 광물자원연구본부 탄소광물화사업단

지구온난화로 인한 기후 위기가 전 세계적인 화두로 떠오르고 있습니다. 지난 수십 년 동안 북극의 빙하가 급격히 줄어들고 혹독한 폭염이 일상이 된 현실에서, 탄소중립은 이제 선택이 아닌 필수가 되었습니다. 이러한 위기 상황을 극복하기 위해 제안된 혁신적인 방법 중 하나가 바로 ‘탄소광물화’ 기술입니다. 이 기술은 대기 중의 이산화탄소를 포집하여 고체 형태의 광물로 전환함으로써 탄소를 영구적으로 격리하는 원리를 바탕으로 합니다. 탄소를 단순히 줄이는 것을 넘어 새로운 자원으로 재탄생시키는 이 과정은 환경 보전과 산업 발전을 동시에 꾀할 수 있는 미래 지향적 해법으로 주목받고 있습니다. 탄소광물화 기술의 상용화를 위해 연구가 활발히 진행 중인 강원도 강릉은 지리적으로 특별한 의미를 지닙니다. 강원도는 전통적으로 석회석 산업이 발달해 있으며, 인근에 대규모 화력발전소와 시멘트 공장들이 밀집해 있는 지역입니다. 이러한 산업 현장들은 역설적으로 이산화탄소가 대량으로 배출되는 지점이기도 합니다. 따라서 탄소가 발생하는 현장에서 즉시 탄소광물화 기술을 적용할 수 있는 최적의 조건을 갖추고 있습니다. 청정 지역의 가치를 지키면서도 산업화 과정에서 발생하는 오염원을 직접 관리할 수 있다는 점이 강릉이 탄소중립 연구의 전초 기지가 된 핵심적인 이유라고 할 수 있습니다. 이 기술의 근간은 과거 21세기를 준비하며 개발되었던 유용자원 재활용 기술에 뿌리를 두고 있습니다. 초기에는 산업폐기물에 포함된 유해 중금속을 안정화하여 환경 오염을 막는 연구에서 시작되었으나, 그 과정에서 이산화탄소를 활용해 중금속을 광물 내부에 가두는 방식이 고안되었습니다. 이는 이산화탄소를 단순한 오염 물질이 아닌, 중금속 장벽을 형성하는 매개체로 활용하게 된 획기적인 전환점이었습니다. 이러한 공정을 거쳐 탄생한 결과물은 경량 골재와 같은 건설 자재로 활용되어 자원 순환의 선순환 구조를 만들어냅니다. 산업폐기물을 자원화하는 동시에 탄소를 격리하는 다목적 기술인 셈입니다. 탄소광물화 기술의 응용 범위는 건설 자재를 넘어 수자원 보호 영역까지 확장됩니다. 급격한 도시화로 인해 비가 내려도 땅으로 흡수되지 못하는 문제가 발생하고 있지만, 탄소광물화 기술로 만든 투수 블록은 이를 해결하는 열쇠가 됩니다. 빗물이 지하수로 원활하게 스며들게 함으로써 도시의 물 순환을 돕고 미래의 물 부족 문제에 선제적으로 대응할 수 있게 합니다. 이는 과학 기술을 통해 환경을 복구하는 속도를 높이려는 실천적 사례입니다. 인간의 활동이 자연을 변화시키는 속도에 맞춰 우리가 이를 얼마나 신속하게 복원할 수 있는지가 미래 환경의 안전성을 결정짓는 핵심 지표가 될 것입니다. 생활 밀착형 탄소중립을 위한 노력은 우리 주변의 일상 폐기물에서도 이루어지고 있습니다. 최근 사회적 문제로 대두된 일회용 종이컵이나 커피박을 탄소광물화 기술과 접목하여 친환경 종이 제품이나 농업용 비료로 재활용하는 연구가 대표적입니다. 특히 커피박 내 박테리아나 바이러스 문제를 이산화탄소 처리를 통해 안전하게 해결함으로써 환경 보호와 실용성을 동시에 확보하고 있습니다. 이러한 기술적 진보는 단순히 거대 담론에 머물던 탄소중립을 시민들의 일상으로 끌어들이는 역할을 합니다. 과학 기술을 통한 가치 창출은 지속 가능한 지구를 만드는 가장 강력한 도구가 될 것입니다.

[업글지구과학] 광물자원연구본부 탄소광물화사업단
한국지질자원연구원KIGAM iN 실험실
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