도시화와 물문제, 그리고 스마트 워터 시티
유엔(UN)은 2050년까지 세계 인구의 70% 이상이 도시에 거주할 것으로 전망하고 있습니다. 급격한 도시화는 누수, 수질 오염, 홍수 등 다양한 물문제를 심화시키며, 기후변화까지 더해져 도시 운영 전반에 부담을 가중시킵니다. 이를 해결하기 위해 등장한 개념이 바로 스마트 워터 시티(Smart Water City, SWC)입니다.
SWC는 도시 물관리 전 과정을 빅데이터와 AI 같은 첨단 정보통신기술(ICT)을 활용해 실시간으로 모니터링하고 선제적으로 관리하는 시스템입니다. 기존의 사후 대응 방식을 넘어, 관로나 수처리 시설의 상태를 24시간 추적하여 이상 징후를 감지하고 문제를 예방합니다. 이를 통해 수질 안정성과 운영 효율을 동시에 높이며, 도시 물문제 해결의 핵심적인 접근 방식을 제시합니다.
스마트 워터 시티(SWC)의 동향
스페인의 바르셀로나나 덴마크의 코펜하겐 등 유럽 주요 도시에서는 실시간 센서를 통해 폭우 시 하천 범람을 예방하거나 도시 내 누수를 줄이는 스마트 워터 시티 시범사업을 운영하고 있습니다. 미국 몇몇 대도시도 노후된 상수관로의 상태를 관망운영관리시스템으로 정량화하고, 과거 수질 데이터에 AI 기술을 적용해 교체·수리 시점을 예측하는 프로젝트를 시행 중입니다.
국제수자원학회(IWRA), 아시아물위원회(AWC) 등의 국제기구는 이러한 사례들을 모니터링·지원하면서, 스마트 워터 시티 확산을 위해 글로벌 표준과 핵심성과지표(KPI)를 제시하고 있습니다.
기존 파이프라인 관리 방식의 한계와 실시간 탁도 모니터링
스마트 워터 시티(SWC)가 선제적 물관리의 가능성을 보여주고 있음에도, 파이프라인은 여전히 사후 대응 위주로 관리되고 있습니다. 노후관이 많은 관망에서 문제 징후를 사전에 파악하기 어려워, 대규모 누수·수질 오염이 이미 심각해진 뒤에야 대응하는 구조가 고착화된 것입니다. 이는 막대한 보수 비용과 시간 낭비뿐 아니라, 시민들의 안전한 식수 공급에 대한 불안감을 키우는 주요 원인이 됩니다.
특히 수돗물을 기피하는 가장 큰 이유는 정수장의 물 자체가 아닌, 배관을 거치면서 발생할 수 있는 오염 위험입니다. 오래된 관로나 가정 내 노후 수도관에서 미생물·부유물질이 유입돼 수질이 변질될 수 있다는 걱정 탓에, 생수나 정수기를 이용하는 경우가 늘어나는 추세입니다.
이러한 문제를 근본적으로 개선하기 위해서는 실시간 센싱과 예측 유지보수가 필수적이며, 그중에서도 탁도(Turbidity) 모니터링이 핵심적 역할을 합니다. 탁도 데이터는 물속 부유물 농도를 측정해, 오염이나 누수의 미세 변화를 조기에 포착하게 해주기 때문입니다. 관로 곳곳에서 탁도를 실시간으로 추적하면, 오염 지점이나 노후로 인해 이상 현상이 나타나는 구간을 정확히 pinpoint할 수 있어, 필요한 구간만 집중적으로 교체·수리함으로써 전체 유지보수 비용을 크게 절감할 수 있습니다. 동시에 시민들에게는 안정적이고 깨끗한 수돗물 공급을 보장할 수 있어, 수돗물 기피 현상을 완화하는 데에도 도움이 됩니다.
이제는 관마다 수질을 모니터링할 수 있습니다.
1.유지보수·검교정 부담 최소화
최대 10년 무보수 가능 TheWaveTalk의 혁신적인 초소형 탁도 센서는 세계 최초로 물때(biofilm)이 끼어도 측정값에 영향을 주지 않습니다. 기존 탁도계처럼 몇 달 주기로 교정·점검해야 하는 부담을 크게 덜어줍니다.
자동 검교정
매 측정마다 센서가 스스로 데이터를 보정하므로, 전문가가 교정 작업을 직접 수행할 필요가 없습니다. 이는 인력·예산을 절감하고, 측정 정확도를 자동으로 유지하게 만듭니다.
2.파이프라인 개별 구간까지 수질 관리 가능
소형화·모듈화
센서가 작고 설치가 간편해, 파이프라인 내부나 펌프장, 수처리 시설 등 개별 관마다 장착할 수 있습니다. 이는 기존에는 어려웠던 세밀한 관망 수질관리를 가능케 합니다.
고정밀 측정
미세한 탁도 변화도 놓치지 않아, 오염 혹은 누수 발생 초기 단계를 빠르게 포착하고 즉시 대응할 수 있습니다.
3.실시간 통합 관제와 예측 유지보수
클라우드 연동센서로부터 전송된 데이터를 SCADA나 IoT 기반 대시보드로 통합해, 관로 곳곳의 상태를 상시 모니터링할 수 있습니다.
AI 예측 분석 축적된 탁도 변동 패턴과 과거 데이터 이력을 빅데이터·AI 기술로 학습한다면, 향후 고장 발생 가능 구간과 시점을 사전에 알림으로써 선제적 보수와 비용 절감을 실현합니다.
기대 효과와 제언
수질 안정성 실시간 모니터링과 조기 대응으로 시민에게 깨끗하고 안전한 수돗물을 공급할 수 있습니다.
운영 효율성 사고가 나기 전에 필요한 구간만 보수하므로, 불필요한 대규모 공사를 줄이고 인력·예산 낭비를 최소화합니다.
지속가능성 에너지 사용을 줄여 기후변화·인구 증가로 가중되는 물 문제에 탄력적으로 대응할 수 있습니다.
파이프라인 개별 관리
개별 관마다 센서를 설치해 관망 전 구간의 세밀한 수질 데이터를 확보함으로써, 관망 내부 상태를 상시 확인하고 체계적인 예측 관리를 가능케 합니다.
스마트 워터 시티 프로젝트는 이처럼 실시간 센싱과 예측 유지보수를 핵심 기술로 삼고 있습니다. 각 도시 상황에 맞춰 KPI를 설정하고, TheWaveTalk과 같은 무보수·고정밀 센서를 통해 도시가 사후 대응형에서 선제적·지능형 관리 체제로 전환하도록 돕는 것이 궁극적인 목표입니다.
결국, 이러한 센싱 기술의 도입은 기존 파이프라인 운영 방식을 근본적으로 바꾸어, 시민들이 기피하던 수돗물을 안심하고 마실 수 있는 환경을 조성하는 데 크게 기여하게 될 것입니다.
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