홍수 댐 건설과 가뭄 완화: 시나이 반도의 지속 가능한 해결책 모색
- Radwan Al-Weshah
- 2021년 10월 23일
- 4분 분량
폭발성 홍수와 지속적인 가뭄이라는 쌍둥이 재해가 전 세계의 건조 지역을 괴롭히는 가운데, The Earth & I는 이집트 남부 시나이 반도의 상황에 대한 그의 견해를 듣기 위해 존경받는 수문학자이자 교육자인 Radwan Al-Weshah 박사에게 연락했습니다. 과학과 전통은 그곳의 위기를 해결하기 위해 무엇을 하고 있습니까?
©jarekgrafik/Pixabay
시나이 반도는 홍수와 가뭄으로 황폐해졌습니다.
중동과 북아프리카의 대부분 건조 지역에서 폭발 홍수와 가뭄 문제는 인간의 생명과 생계에 심각한 위협을 가하고 있습니다 . 폭발 홍수는 강렬하고 갑작스러운 비에 대한 표면수 반응으로 리드타임이 거의 없이 빠르게 발생할 수 있으며, 높은 유속과 무거운 퇴적물 부하로 인해 피해가 발생합니다.
폭발성 홍수는 사회기반시설, 가축, 지역 식물과 동물을 손상시키거나 파괴할 수 있으며, 사망, 부상, 식수 오염, 질병, 사람들의 이주 등 심각한 건강 피해를 일으킬 수 있습니다.
이집트의 남부 시나이 반도는 자연 재해의 파괴에 익숙합니다. 시나이 반도의 남부 시나이 지역은 현지 담수원이 없고 먼 나일강 유역에서 물을 운반할 수 없습니다. 지속 가능한 표면수의 부족, 제한된 얕은 지하수 자원, 파괴적이고 빈번한 폭발 홍수 사건의 주기는 한편으로는 예외적으로 심각한 가뭄을 초래 하고 다른 한편으로는 홍수로 인한 피해를 초래합니다.
더욱 나쁜 점은, 이 지역에서 인간 활동이 증가하고 인간 정착지가 확장되면서 폭발 홍수의 영향이 심화되었고, 이로 인해 인명 피해가 늘어나고 사회경제적 문제가 발생했다는 것입니다.
©라야 샤베인/위키미디어 공용
가뭄에 시달리는 지역 사회와 작물을 위한 홍수수 수확
그러나 홍수 위험 및 재해 완화 대응 도구를 사용하여 이러한 부정적인 영향을 줄일 수 있는 희망이 있습니다. 특히 가뭄이 문제가 되는 지역에서 폭발 홍수수를 모아 저수지나 토양 수분에 초과분을 저장하는 방법을 개발하면 두 가지 재앙을 모두 긍정적으로 해결할 수 있습니다.
최근, 이집트 시나이 반도의 다양한 와디 (우기에 물을 운반하는 건조 수로) 에서 홍수 예측 및 완화를 위한 여러 연구가 수행되었습니다 . 한 연구에서는 지리 정보 시스템(GIS) 매핑과 수문 모델을 사용하여 홍수 유출량을 예측하는 방법을 제시하고 소규모 댐과 개방 수로를 사용하여 시나이에서 홍수 위험을 완화하는 방법을 논의했습니다.
또 다른 혁신적인 연구에서는 홍수 위험으로부터의 보호, 빗물 수확 프로세스, 다양한 수문 모델을 사용하여 시스템을 지하수층 재충전과 연결하는 방법에 대한 포괄적인 분석을 제시했습니다. 이 모든 것은 이집트 남시나이 반도의 와디 와티에에 대한 홍수 완화 계획의 일부로 설계되었습니다.
이러한 새로운 연구는 정책 결정자들이 표면수와 지하수 수문학을 통합해 폭발 홍수를 완화하고 활용하는 데 효과적으로 활용할 수 있습니다.
©Anton Lefterov/Wikimedia Commons
대규모 댐은 대가를 치르고 홍수를 막는다
일반적으로 홍수 완화 및 위험 관리 연구는 하드 엔지니어링 프로젝트 또는 소프트 엔지니어링 프로젝트에 초점을 맞춥니다.
하드 엔지니어링(구조적) 프로젝트는 과학, 기술, 그리고 약간의 난폭한 힘을 조합하여 와디가 범람하는 것을 막는 인공 구조물을 건설하는 것을 포함합니다. 하드 엔지니어링 프로젝트는 일반적으로 매우 성공적이며 와디에 큰 영향을 미칩니다. 불행히도 하드 엔지니어링 프로젝트의 영향은 유역의 생태계를 파괴할 수 있습니다.
댐과 같은 견고한 엔지니어링 구조물은 일반적으로 대량의 물을 봉쇄하는 것을 포함하므로 어떤 이유로 실패하면 와디가 자연스럽게 범람했을 때보다 몇 배나 더 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 또한 견고한 엔지니어링 프로젝트의 높은 비용과 기술적 및 유지 관리 요구 사항으로 인해 상당한 경제적 자원이 없는 국가에서는 실행이 불가능합니다.
시나이 사람들은 지속 가능하고 저렴한 솔루션으로 최선을 다하고 있습니다.
소프트 엔지니어링 프로젝트(이 지역의 기술적, 사회경제적 조건에 맞는 비구조적이고 저비용 메커니즘)는 홍수를 완전히 막으려 하지 않고 홍수로 인한 위험을 줄이기 위해 천연 자원과 지역 주민의 와디 지식을 활용합니다. 소프트 엔지니어링 프로젝트는 하드 엔지니어링 프로젝트보다 상당히 저렴하여 덜 발달된 국가에 더 적합합니다. 건설, 유지 관리 및 기술 요구 사항은 빈곤 국가의 외딴 지역에 있는 지역 주민이 구현할 수 있을 정도입니다.
소프트 엔지니어링 프로젝트는 와디 유역의 자연적 과정과 생태계를 교란하지 않고 대신 자연 구조물과 통합하고 어떤 경우에는 이를 개선하기 때문에 하드 엔지니어링 프로젝트보다 지속 가능성이 높습니다.
지하 콘크리트 저수지는 남부 시나이에 가장 적합한 물 수확 기술 중 하나인데, 부분적으로는 그곳에 사는 베두인족이 쉽게 유지할 수 있기 때문입니다. 베두인족은 또한 하피르 (건설된 흙 집수 연못)에서 홍수물을 포집하고, 물탱크를 사용하여 가정용 및 가축용으로 빗물을 수확합니다.
저렴한 가비온 댐은 돌을 채워 유연한 벽을 형성하는 와이어로 연결된 메시 바구니로 구성되며, 지하 저수지와 함께 사용되어 지역 이해 관계자로부터 많은 요청을 받았습니다.
©Joliet Jake/Wikimedia Commons
또한, 와디 베드(지역적으로는 오쿰(Oqum )으로 알려짐)의 낮은 흙 또는 돌 제방이 일반적으로 사용됩니다. 오쿰은 일반적으로 식물의 잔재로 보호됩니다.
어떤 경우에는 얕은 지하수층의 자연적 재충전이 와디 저지대의 퇴적물에서 발생할 수 있습니다.
북시나이 반도와 남시나이 반도에서 매년 활용할 수 있는 총 강수량과 폭발 홍수량은 약 13억 입방미터로 추산됩니다 .연구 에 따르면 이 양은 15억 입방미터까지 늘어날 수도 있다고 합니다. 연구에 따르면 이 양은 15억 입방미터까지 늘어날 수 있다고 합니다.
폭발 홍수로부터 물을 수확하고 활용하기 위해서는 잠재적인 물 수확 장소의 위치를 파악해야 합니다. 분산 유역 모델을 사용한 GIS 및 원격 감지는 과학자와 엔지니어가 이러한 위치를 파악하는 효과적인 도구로 사용하고 있습니다.
현대의 유역 모델링 시스템(WMS)은 유출 과정을 매핑, 조사, 모델링하고 강우수 수확을 최적화하는 데 매우 효과적인 것으로 입증되었습니다.
WMS는 위성 이미지를 사용하여 해당 지역의 물 흐름과 배수 용량, 최대 흐름 거리, 지표 흐름 거리, 유역 경사, 유역 면적, 연간 홍수량, 유역 길이를 포함한 일련의 측정값을 결정합니다.
이 데이터를 바탕으로 수문학자는 폭발홍수 총 방류량을 계산하고 저장 용량을 파악할 수 있습니다. 최종 제품은? WMS 모델은 표면수 수확에 적합한 잠재적 지역을 찾는 데 도움이 되고 갇힌 물이 충적층(모래와 자갈 퇴적물) 대수층으로 스며드는 것을 촉진할 수 있습니다.
과학자들은 점점 더 정교해지는 기술과 지역적 전통으로 남부 시나이의 수문학적 문제를 해결하는 데 도움을 받고 있지만, 수문 엔지니어와 다른 사람들이 그곳의 홍수와 가뭄의 연관성을 해결하려면 여전히 상당한 과제가 남아 있습니다. 이 지역과 세계의 다른 건조 지역에서 빈번한 폭발성 홍수와 지속적인 가뭄을 종식시킬 수 있는 지속 가능한 수자원 관리 시스템을 설계하고 구축하려면 추가 연구와 정치적 의지가 필요합니다.
*Radwan A. Al-Weshah is a Professor of Civil Engineering and former Dean of Scientific Research at the University of Jordan in Amman. Dr. Al-Weshah is a senior academic leader, professional technical consultant, and devoted educator in hydrology and water resource engineering. His leadership in engineering analysis, modelling in hydrological studies of floods and flood risk mapping, and design of major hydraulic structures extends throughout the Middle East and other parts of the globe.
댓글