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역사

수도는 기원전부터 존재해왔으나 체계적인 시스템으로 기능을 발휘한 것은 로마 제국에 들어와서부터이다. 그러나 로마 제국 내의 도시에 설치된 수도시설도 제국이 쇠미해짐에 따라 보수와 준설이 제대로 시행되지 않아 3세기말에는 옛날같이 기능하지 않게 되었다. 그결과 일부의 수도가 중세를 통하여 근근이 이용되는 것에 불과했다. 중세의 취락은 일반적으로 규모가 작았으므로 음료수를 시내의 샘이나 우물에서 길어다 마셨는데 성벽 안에 고밀도로 거주한 도시에서는 물 부족과 배설물 처리가 심각한 위생문제였다.

13세기에 들어와 파리·런던 교외 구릉지의 용천에서 시의 성곽 안까지 도수하는 매우 소규모의 수도가 만들어졌지만, 대부분의 시민은 물장사가 운반해온 강물을 사는 수밖에 없었다. 나쁜 물이 질병을 가져온다는 것은 기원전부터 알려져 있었는데, 고대 이집트인은 물을 햇빛과 공기에 접촉시킨 후 침전시켜 헝겊이나 모래로 여과하는 법, 또 물을 끓임으로써 물이 정화된다는 것 등을 이미 알고 있었다.

15세기 이후에 와서 모래와 목탄을 번 갈아 층층이 충전한 여과 탱크가 고안되기는 했지만 개인저택과 물 판매업자가 사용하는 데 지나지 않았다. 중세 말기부터 유럽 대륙의 하천변과 하구부의 교통·수송의 요지에 도시가 번창하게 되었는데, 이들 도시에서는 배의 항로인 하천의 물이 오염될 것을 경계하여, 음료수원으로 주로 지하수와 주변고지의 샘물을 끌어다 썼다. 이런 생각은 라인 강 연변의 도시 등 유럽 각지에 지금도 계승되고 있다.

이에 비해 16세기에 들어와 인구가 급증한 런던과 파리에서는 양질의 샘물이 크게 부족해지자, 부득이 템스 강과 센 강의 물을 수차로 대량 양수해 공급하는 수도가 런던에서는 1581년에, 파리에서는 1608년에 설치되었다. 이것으로 도시생활의 불편함과 불결함이 상당히 개선되었으나 직접 마실 수 있는 물은 아니었다. 그후 수십km 떨어져 있는 곳의 샘에서 물을 끌어오는 공사에 성공한 회사가 나타났다. 런던 시내에는 비싸지만 양질의 물을 공급하는 3개의 회사와 템스 강에서 값이 싸고 풍부한 저질의 물을 공급하는 5개의 회사가 지역에 따라 병존했다.

1830년대부터 콜레라가 빈번히 유행했다. 1850년경부터 콜레라는 오염된 음용수에 의해 감염된다는 것, 강물이라도 여과된 물을 공급받는 지역에서는 환자수와 사망자수가 모두 낮다는 것이 경험적으로 알려지게 되었다. 1852년 런던에서는 '수도수도법'이 공포되었다. 그 요점은 템스 강에서의 취수는 런던에서 30km 이상 떨어져 있는 상류에 한하며, 하천수는 여과한 후에 공급해야 하고, 5년 이내에 상시급수를 달성해야 한다는 것이었지만, 시내의 수도가 실질적으로 이 법률과 같이 된 것은 1870년 이후였다.

한편 파리에서는 나폴 레옹 1세 때 센 강의 오염하수에 의존하지 않아도 되도록 103km나 떨어져 있는 우르크 강으로부터의 도수로를 완성했으나(1811), 수원하천과 도수 도중에서의 오염이 심해서 잡용으로밖에 쓸 수 없었다. 이에 따라 더욱 양질의 수원을 찾아내다가 1865년에 130km 떨어져 있는 용천에서 도수해 직접 음용할 수 있는 수도를 완성했다. 이후 오늘날까지 시내의 옛날 시가지 부분에는 양질의 음용수도와 잡용수도가 병존하게 되었다.

구성

수량의 풍부성과 수질의 청정성은 시민이 수도에 기대하는 요건 이다. 따라서 수량·수압·수질을 급수의 3요소라고 한다. 그때문에 상수도는 수원에서 물을 모아 도시까지 운반하여 집집마다 급수하는 시스템과 수질의 양호성을 보존하는 시스템을 강조한다.

수원과 물 수송 시스템은 수원에서의 수자원 부존량 변동을 평활화하기 위한 수원림과 저수지와 하천 간의 융통시설, 물의 수송·분배를 원활히 행하기 위한 도수관과 펌프 시설, 아침·저녁에 집중되는 물 사용량의 시간변동 및 화재와 진재에 대비한 시가지 내의 정수 저류시설, 수량의 유통과 수압을 급수구역의 전역에 걸쳐 제어하는 컨트롤 시스템 등으로 구성되어 있다.

한편 수질 보전시스템은 수원유역의 산림보호와 토지이용 제한, 오염방지의 감시와 규제의 기구, 수질의 안정성을 높이기 위한 정수처리, 수도관 안에서의 열화방지 조치 등으로 되어 있다. 즉 수원에서부터 정수장을 거쳐 가정의 수도꼭지까지 유기적으로 연결된 일체의 시스템이 되어야만 수도의 기능을 수행할 수 있다.

수원

상수도의 수원에는 수량의 풍부함과 안정성, 수질의 양호함과 오염될 가능성이 낮을 것 등이 요구된다. 좋은 수원의 선택과 유지는 수도의 핵심사항이다. 일반적으로 용천, 지하수, 산림지역에서 유출된 상류 하천수 등은 양질이며 양적으로도 안정되어 있으므로, 비교적 소규모의 수도에서는 이것들을 수원으로 할 수 있다. 그러나 이들 수원은 보통 수량이 한정되어 있으므로 도시 규모가 커지게 되면 그 수요를 충당하기 위해 유량이 많은 하천수에 의존해야 할 경우가 많다.

지하수·지표수도 그 근원은 유역 내의 강수이며, 강수 일수가 한정되어 있으므로 그 강수를 일정한 곳에 저류하여 평균화하지 않으면 매일 필요로 하는 수도의 수원으로는 이용할 수 없다. 그래서 인공저수지를 만들고, 천연 호소나 습지대를 이용하여 홍수류를 저류해놓았다가 그것을 갈수기에 보급하여 하류의 물 이 용에 충당해야 한다. 특히 물 수급이 핍박한 지역에서는 십수 년 또는 수십 년에 1회 발생 하는 소우년을 대비한 비축 댐을 계획하는 등 안정된 수자원 확보에 노력을 쏟고 있다.

상류유역의 산림과 호소에 의한 천연적인 유출조절기능과 함께 인공저수지로 유출량을 조절해도 수요수량의 증대를 충당할 수 없게 되면, 의존하는 집수유역면적을 확대할 수밖에 없다. 그 수단은 2가지가 있다. 하나는 하류 취수, 즉 같은 하천이라도 유역 내의 보다 많은 지류와 배수를 집수한 하류부나 하구부에서의 취수로 수량을 확보하는 일이며, 또 하나는 다른 지역의 하천으로부터 물을 끌어들이는 장거리 도수이다. 후자에는 물이 남는 유역에서 부족한 유역으로 물을 옮기는 경우와, 강수량의 계절분포와 유황이 다른 하천의 물을 융통하는 경우가 있는데, 이 두 경우는 모두 도수 터널과 펌프 설비를 설치함으로써 물 수급을 광역에서 평균화하는 방법이다.

이외에 해수 담수화장치, 빌딩 내에서의 순환 재이용설비 등은 물 처리 비용이 증가하므로 상시 운전되는 것은 아니지만, 댐 등에 의한 수자원 개발을 고도의 물처리를 통해 보완하는 설비로서의 의미를 가지고 있다. 한편 취수지점의 하류화와 저수 의존율의 증대는 수질면에서 지극히 중대한 문제를 안고 있다. 즉 취수지점의 하류화는 중·하류부에 발달한 농지와 도시·공장지대로부터의 배수가 상시 혼입할 뿐만 아니라, 각종 사고에 의해 오염이 될 위험을 안고 있다. 그러므로 수량의 증대와 교환으로 인해 상실된 수질의 안전을 보완하기 위하여 고도의 수역 감시와 물 처리에 의한 대응을 필요로 하지만, 완벽을 기하기는 어렵다. 다음으로 원수 중에 차지하는 저수된 물의 비율 증대와 저수기간의 장기화도 수질악화의 원인이 된다.

저수지 상류가 산림역뿐인 경우에는 수질의 열화가 적지만 유역 내에 관광시설이나 양어장·양돈장이 생긴다든지, 중류유역의 댐과 호소에 농지와 취락의 폐수가 유입하는 경우에는 저수지의 수질을 악화시킨다. 이와 같이 저수비율의 증가와 하류취수는 하천이용률을 높여 물 수요량 증대에 대처할 수 있는 유력한 수단인 반면, 수질에 심각한 문제를 야기하게 되었다. 더구나 상·하류에서의 비용부담문제, 즉 수원 수질보호에 필요한 상류유역의 개발억제에 대한 보상, 배수의 고도처리와 안전대책비용의 부담문제 등 해결해야 할 많은 문제점을 안고 있다.

수질관리

어느 나라에서든 상수도는 직접 음용 가능한 물의 공급을 목적으로 하고 있다. 그 구체적 수질요건으로서 각국에서는 수질기준이 정해지고 수돗물의 수질 레벨이 향상 되었다. 그러나 오염이 확산되고 분석기술이 진보한 오늘날에는 환경수 중에서 많은 종류의 인공합성 화학물질이 미량이지만 검출되고 있어 안전한 물의 기준은 유동적인 상태이다.

영국과 네덜란드에서는 종래부터 수돗물의 수질요건으로서, 종합적으로 판단할 때 건전해야 한다고만 규정했다. 세계보건기구(WHO)에서는 종래의 수질기준(스탠더드)에 대신하여 새로이 수질 지침(가이드 라인)을 작성했다(1984).

여기에서는 음료수의 안정판정의 기준과 처리목표로서의 기준은 각국이 그 국내상황(물 사정, 사회 전체의 환경 레벨, 기술력, 경제력 등)을 감안하여 결정해야하는 것이며 지침은 그것을 위한 기초자료의 제공에 불과하다는 전제 아래, 오염물질별 유해정도·검출한계·감지한계폭 등의 기준을 자세하게 제시하고 있다.

배수시설

정수장에서 정화된 물은 시가지 가까이에 설치된 배수지까지 송수관으로 송수된다. 수원으로부터 정수장을 통과하여 배수지에 이르기까지의 시설은 하루종일 일정한 수량으로 운전된다. 배수지에서 시가지 내에 있는 각 수요자의 부지 경계까지 수돗물을 관으로 공급하는 부분을 배수시설이라고 한다. 시설은 배수지, 배수 펌프, 배수관, 배수 컨트롤 시스템으로 되어 있고, 각 가정의 급수관은 배수소관에서 분기된다. 배수의 요점은 급수구역 내의 어느 집에서 언제 수도꼭지를 열어도 필요한 양의 청정한 물이 힘차게 나오게 하는 데 있다.

한국의 상수도

전통적으로 하천이나 지하수의 물을 길어 생활용수로 사용했던 한국에서, 근대적 의미의 상수도 시설이 등장한 것은 20세기초이다.

개항과 근대화의 물결 속에 서울·부산·인천·목포 등의 도시에 인구가 집중되자 자연히 물이 부족하게 되었고, 수인성 전염병이 만연함으로써 상수도 시설의 필요성이 크게 대두되었다. 이러한 분위기 속에서 1903년 미국인 콜브란과 보스토윅이 대한제국 정부로부터 상수도부설경영의 특허를 받아냈으며, 영국인 회사인 조선수도회사가 이 특허권을 양도받아 1906년 8월 뚝도수원지공사를 시작하게 되었다.

1908년 이 수원지가 완공되어 서울시에 수도를 공급하게 되었는데, 이것이 한국 상수도의 효시이다. 이후 수도사업은 부산·인천·평양·대구 등의 도시로 확대되어나 갔다.

그후 한일합병이 이루어짐에 따라 1910년 이후에는 조선총독부가 수도사업을 관장하게 되었다. 조선총독부는 도시선정과 급수지역을 엄격히 규제하면서 거의 일본인 기술진에게만 시공하게 했다. 점차적으로 진행된 수도사업 결과 8·15해방 당시 수도보급현황은 급수도시 총 83개소, 급수인구 약 200만 명에 달하게 되었다.

그러나 해방 이후 인구의 도시집중현상 이 가속화됨에 따라 절대공급량이 부족하게 되었고, 6·25전쟁으로 전국 40여 개 도시의 수도시설이 파괴됨으로써 급수부족 문제는 더욱 심각한 양상을 띠게 되었다. 그러던 중 1954년부터 국제원조로 급수시설의 복구·확장·신설공사가 진행되어 제1차 경제개발5개년계획 기간에는 급수보급률이 22％로 확대되었다. 그후 꾸준히 추진된 수도사업으로 급수보급률은 계속 증가해 1971년에는 36％, 1976년에는 50％, 1981년에는 57％를 나타냈다.

한편 1976년 부터는 수도사업이 완전독립채산제로 운영되게 되었으며, 국제금융기관과 외국정부 차관에 의한 정부재정융자를 통해 서울·인천·부산·대구·대전·청주·광주 등 7개 도시의 수도 시설을 개선하는 일도 시작되었다. 한편 1960년대부터 도시인구가 팽창하고 생활수준이 향상되어 각종 생활용수의 수요가 증가하고, 공장폐수와 생활하수가 한강하류에 흘러들어 서울의 수도원인 한강이 오염됨에 따라, 수원지를 팔당으로 옮기는 수도권광역상수도사업을 시행하게 되었다. 그결과 1981년 제1단계와 제2단계 사업이 완수되어 서울을 비롯한 수도권 4개 지역에 약 260만t의 물을 공급하게 되었다.

그리고 1984년에는 1976년에 착공된 금강수계사업이 완공되어 충청남도와 전라북도의 27개 도시에 생활용수를 공급하게 되었다.

8·15해방 이후 한국의 수도사업은 발전을 거듭하여, 1954년 22％에 불과하던 급수보급률이 1986년에는 64％, 1991년에는 80％로 크게 향상되었으며, 해방 당시 100개소가 안 되던 급수도시도 약 400여 개소로 늘어났다. 그러나 아직도 읍·면 지역은 시지역에 비해 매우 뒤떨어져 있고 상수도가 보급되지 않은 지역도 남아 있는 실정이므로, 1996년까지는 보급률을 85％로 높이고 급수도시도 약 500개소로 늘릴 계획이다.

이를 달성하기 위해 정부는 현재 광역상수도사업 및 지방상수도확장사업 등을 실시하고 있다. 한편 산업경제의 발전, 폭발적인 인구증가, 생활수준 향상에 따른 폐기물의 폭증 등으로 수질이 심하게 오염됨에 따라 수질오염문제는 상수도사업에서 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 가정에서 흘러나오는 생활폐수나 정수처리 되지 않은 채로 공장에서 흘러나오는 폐수 등이 상수원들을 심하게 오염시켜 식수로 적합하지 않은 물이 공급되기도 하는 등 문제의 심각성은 점점 커지고 있다.

또 몇몇 수원지는 오염도가 너무 높아 식수는 물론 공업·농업 용수로도 사용할 수 없는 것으로 나타났다. 따라서 전국적인 광역수질오염조사를 실시해 정확한 수질오염의 정도와 원인을 밝힘과 동시에 오염원을 막을 제도적 장치를 마련하는 것이 시급한 과제가 되고 있다.