AI 기술이 지키는 깨끗한 물, 새로운 물환경 관리의 시작[정책발언대]

기후변화가 일상이 된 시대다. 전례 없는 집중호우와 가뭄, 수온 상승은 하천과 호소의 물환경을 빠르게 변화시키고 있으며, 수질 변화와 녹조 발생 역시 과거의 경험과 직관만으로는 예측하기 어려워지고 있다. 특히 이러한 변화는 단순한 환경 문제에 그치지 않고, 먹는 물의 안전성과 수자원의 안정적 확보, 나아가 국민의 건강과 재난 대응에 직접적인 영향을 미친다. 물환경의 불확실성이 커지면서 깨끗한 물을 안정적으로 확보하는 일은 국민의 건강과 안전을 지키는 핵심 국가 과제가 되었으며, 물환경을 보다 정확하고 선제적으로 파악할 수 있는 관리체계의 구축이 요구되고 있다.

그동안 수질관리는 현장에서 시료를 채취해 실험실에서 분석하는 방식이 주를 이뤘다. 높은 정확성을 담보할 수 있다는 장점이 있지만, 많은 인력과 시간이 필요하고 급변하는 물환경을 실시간으로 파악하기에는 부족함이 있다. 이런 문제를 보완하기 위해 최근에는 초분광 센서, 수질센서, CCTV, 인공위성 등 첨단 물환경 관측기술을 활용해 실시간으로 감시하는 체계가 빠르게 구축되고 있다. 기존의 측정 자료 뿐만 아니라 이러한 관측기술에서 생성되는 데이터까지 더해지면서 자료의 규모와 복잡성은 과거와 비교할 수 없을 만큼 커지고 있다.

이처럼 방대한 자료들을 실시간으로 정밀하게 분석하기 위해서는 사람의 경험이나 기존 분석 방식만으로는 한계가 있기 때문에 다양한 자료를 통합적으로 해석할 수 있는 새로운 분석 체계가 필요하다. 최근 인공지능이 핵심 기술로 활용되고 있으며, 물환경 관리 전반으로 활용 범위를 넓혀가고 있다. 특히, 인공지능 기술을 활용한 미래의 물관리는 단순히 현재 상태를 측정하는 수준을 넘어, 변화 가능성을 미리 예측하고 문제를 사전에 예방하는 방향으로 전환되고 있다.

수자원 분야에서는 강우와 유출을 실시간으로 분석해 홍수 위험을 예측하고, 댐과 저수지의 운영을 최적화하여 홍수 피해를 줄이는 치수 분야는 물론, 기후변화에 따른 가뭄과 물 부족에 대응하기 위해 용수 수요와 공급을 예측하고 수자원을 효율적으로 배분하는 이수 분야에도 활용되고 있다. 정수 시설 운영에서도 인공지능과 정보기술(ICT)을 접목하여 수질을 24시간 감시하고 운영을 자동으로 최적화하는 등 자율 운영 체계를 통해 정수처리의 안정성과 효율성을 높이는 연구가 추진되고 있다.

국립환경과학원에서도 수질관리 현장에 인공지능 기술 활용을 확대하고 있다. 대표적으로 녹조 및 수질 예측과 모니터링, 오염원 관리 및 추적 등 모니터링 분야에 도입하고 있다. 기존 조류경보제 경보 발령은 현미경으로 사람이 직접 유해 남조류를 계수하여 운영해 왔으나, 인공지능 영상분석 기술로 계수 방식을 자동화하여 분석 시간을 단축하고 데이터의 객관성과 일관성을 높이고 있다. 이 기술은 신속한 조류경보와 과학적 의사결정을 지원하는 중요한 기반이 될 것이다.

또한, 센서 기반의 원격탐사와 인공지능을 결합한 실시간 녹조 모니터링 기법도 빠르게 발전시키고 있다. 초분광 센서와 인공위성에서 관측되는 방대한 데이터를 인공지능이 분석함으로써 하천과 호소의 녹조 발생과 확산을 지속적으로 감시할 수 있게 됐다. 이러한 접근은 가축분뇨 관리에도 확장되어 유역의 잠재적 오염원을 효율적으로 파악하고 추적하는 연구가 진행되고 있다.

물환경은 여러 요인이 복합적으로 작용하는 대표적인 분야로서 인공지능을 활용한 수질관리 체계의 개선은 미래형 수질관리로 나아가는 중요한 전환점이 될 것으로 기대된다. 국립환경과학원은 앞으로도 인공지능과 과학적 데이터를 나침반 삼아, 기후위기 시대에도 국민이 신뢰할 수 있는 안전한 물환경을 지키는 데 최선을 다할 것이다.