생산량을 늘리고 국민을 위한 물 공급을 개선하세요
쿠바에서 가장 긴 강이자 국가 식량 안보에 큰 영향을 미치는 카우토 강 유역은 기후 변화와 사회경제적 발전이라는 이중적인 영향으로 전례 없는 어려움에 직면해 있습니다. 시에라 마에스트라 산맥에서 발원하여 그란마, 올긴, 산티아고 데 쿠바, 라스 투나스 등 4개 주요 농업 지역을 흐르는 340km가 넘는 이 유역은 쿠바 인구의 약 10%에 해당하는 관개용수와 생활용수를 제공합니다. 그러나 최근 수십 년 동안 이 지역은 심각한 가뭄을 반복적으로 겪었으며, 특히 매년 11월부터 4월까지의 건기에 심했습니다. 연평균 강수량이 최대 1,200mm에 달함에도 불구하고, 노후된 저수 및 배수 시스템으로 인해 이 지역은 심각한 물 부족에 자주 시달리고 있습니다.
쿠바의 기상 측정 자료가 매우 제한적인 상황에서, 천연자원환경부(현 농업환경부 ) 수자원과학연구소 소속 Tran Anh Phuong 박사와 Tran Bao Chung 마스터가 이끄는 연구팀은 "쌀 생산량 증대 및 국민 용수 공급 개선을 위한 해결책 제시를 위한 기초로서 Cauto 강 유역의 지표수 자원 현황 및 염분 침투 예측 연구"(코드 NDT.100.CU/21)를 수행했습니다. 이 연구는 쿠바와의 협력 의정서에 따라 수행되었으며, 연구 자금은 과학기술부 국가과학기술사업국(현 과학기술부 국가과학기술개발기금)의 지원을 받았습니다.
이 임무는 현장 관측소의 자료로 보정된 고해상도 CHIRPS 위성 강우 자료를 사용하여 유역 전체의 가뭄의 시공간적 특성을 분석합니다. 연구팀은 1981년부터 2023년까지 3개월, 6개월, 9개월 간격으로 가뭄 스트레스 지수(SPI)를 계산하여 가뭄의 빈도, 강도, 그리고 범위를 파악했습니다.
연구 결과에 따르면, 이 지역 전체의 평균 가뭄 빈도는 전체 기간의 15~17%에 달했으며, 가장 심각한 가뭄은 1988년, 1992년, 1998년, 특히 2004~2005년에 발생했으며, SPI 지수가 -2 이하로 떨어져 극심한 가뭄 상황을 나타냈습니다.
가뭄은 빈번하게 발생할 뿐만 아니라 건기 동안 그 심각성이 증가하는 경향이 있다는 점이 주목할 만합니다. Mann-Kendall 방법을 사용한 통계 분석 결과, 건기에는 SPI 지수가 점진적으로 감소하는 반면, 우기에는 강수량이 증가하는 경향이 있습니다. 이는 지구 기후 변화의 영향으로 강수 체계가 변화하고 있음을 명확히 보여줍니다.
연구팀은 가뭄을 식별하는 데 그치지 않고 지형에 따른 차이도 심층적으로 분석했습니다. 하류 평야 지역은 상류 산악 지역보다 가뭄이 더 오래 지속되고 훨씬 더 심했습니다.
현재 수자원의 상태를 보다 포괄적으로 파악하기 위해 저자는 SWAT(수문 시뮬레이션)과 WEAP(수자원 할당)를 통합한 모델을 개발하여 현재와 2050년까지의 시나리오 모두에서 유역 전체의 공급-수요-물 균형 주기를 완전히 평가했습니다.
시뮬레이션 결과에 따르면 현재 카우토 강 유역의 총 용수 수요는 연간 약 11억 9,400만 세제곱미터이며, 이 중 96%는 농업 , 특히 벼와 밭작물에 사용됩니다. 가정용과 가축용 용수 수요는 각각 3%와 1%에 불과합니다. 그러나 21세기 중반까지 농업 경제 발전에 따른 경작지 확대로 총 용수 수요는 연간 13억 9,400만 세제곱미터(16.6%)로 증가할 것으로 예상되지만, 인구는 소폭 감소할 것으로 예상됩니다.
반면, 물 공급량은 증가하지 않을 뿐만 아니라, 특히 우기에 증발량이 증가함에 따라 소폭(약 2.5%) 감소할 것으로 예상됩니다. 이는 기온 상승 추세에 따른 불가피한 결과입니다. 결과적으로 물 불균형은 더욱 심각해져 총 부족량은 현재 1억 7,200만 세제곱미터에서 2050년에는 2억 6,200만 세제곱미터로 52% 이상 증가할 것입니다. 물 부족 위험이 가장 높은 지역은 바야모 지역의 SB3 및 SB12 유역으로, 쌀 생산이 집중되어 있고 물 수요가 매우 높습니다.
보정된 위성 데이터를 사용하여 희소 측정 네트워크 대체
이러한 결과를 바탕으로 연구팀은 쿠바의 수자원 관리 및 기후변화 적응을 위한 일련의 적용 가능성이 높은 솔루션을 제안했습니다. 우선, SWAT-WEAP과 CHIRPS, IMERG, ERA5 위성 데이터를 결합한 통합 모델 활용을 지속적으로 확대하여 관리 기관의 의사결정 지원 시스템을 구축해야 합니다. 이 시스템은 가뭄 조기 예측, 물 배분 최적화, 실제 공급 능력에 맞춰 작물 재배 계획을 실시간으로 조정하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한, 모든 시나리오에서 자원 배분에서 국내 용수와 가축의 우선순위를 확보해야 합니다. 또한, 작물 구조도 재검토하여 바야모 지역 SB3, SB12, SB4 유역의 벼처럼 물 부족 가능성이 높은 지역에 많은 양의 물이 필요한 작물의 재배를 제한해야 합니다.
이 연구의 핵심 중 하나는 보정된 위성 데이터를 활용하여 희소한 측정망을 대체하여 쿠바와 같은 개발도상국에 효율적이고 저비용의 접근 방식을 제시한 것입니다. 이러한 결과는 쿠바의 수자원 관리 개선에 도움이 될 뿐만 아니라, 유사한 문제에 직면한 전 세계 여러 강 유역에도 적용될 수 있습니다.
이 획기적인 연구는 지구 환경 문제를 해결하는 데 있어 데이터 과학과 모델링의 엄청난 잠재력을 다시 한번 입증했으며, 국제 수자원 관리 분야에서 베트남 과학자들의 뛰어난 공헌을 인정한 것입니다.
출처: https://nhandan.vn/nghien-cuu-giai-bai-toan-xam-nhap-man-tren-cac-luu-vuc-song-post925040.html
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