댐은 물을 채워 전기를 만들고 용수를 공급하는 시설로 알려져 있지만, 강원도 화천의 평화의 댐은 담수율이 평소 0%대에 머물도록 비워져 있습니다. 수문 없이 바닥에 뚫린 4개의 배수 터널과 북한강 상류의 지리적·안보적 조건이 빚어낸 독특한 구조적 비밀을 살펴봅니다.
강원도 화천, 휴전선을 넘어온 북한강이 처음 마주하는 댐이 있습니다. 높이 125m, 아파트 40층에 달하는 이 거대한 구조물 위로는 화천과 양구를 잇는 도로가 지나갑니다. 차를 타고 댐 꼭대기에 올라 남쪽을 보면 화천댐이 채운 호수(파로호)가 눈앞에 펼쳐지지만, 북쪽을 바라보면 까마득한 콘크리트 사면 아래로 실개천 같은 강물 한 줄기만 흐를 뿐입니다. 물이 가득해야 할 저수 공간이 완전히 비어 있는 기이한 풍경입니다.
한눈에 보는 핵심 요약
평화의 댐은 물을 저장해 쓰는 일반 다목적댐이 아니라, 북측 상류의 돌발 방류와 붕괴 위협에 대비해 언제든 물을 받아낼 수 있도록 그릇 전체를 비워두는 전용 홍수조절 댐입니다.
1. 소양강댐과 정반대: 왜 물을 채우지 않고 비워둘까?
일반적인 댐은 물을 채워 용수로 활용하고 수력 발전을 합니다. 소양강댐처럼 홍수기 직전에 수위를 3m가량 낮춰 비를 받아낼 여유 공간을 마련하는 줄타기를 하죠. 그러나 평화의 댐은 26억 3천만 톤이라는 거대한 저수 용량을 평소에 단 1%도 채우지 않고 비워둡니다. 실제로 비가 쏟아지던 2023년 7월 장마철에도 담수율은 겨우 0.3%에 불과했습니다.
이토록 거대한 공간을 비워두는 이유는 두 가지입니다. 첫째, 북한강 상류에 위치한 북한의 금강산댐(임남댐)이 붕괴하거나 물을 일시에 방류할 때 이를 받아낼 빈 그릇이 필수적이기 때문입니다. 둘째, 평화의 댐은 군사분계선 남쪽 11km 지점에 자리 잡고 있어, 물을 해발 195m 이상 채우면 호수가 거슬러 올라가 북한 영토의 농경지와 마을이 침수[1]되는 남북 분쟁 문제가 발생하기 때문입니다.
2. 진흙 대신 돌을 쌓고 앞면을 콘크리트로 감싼 공학적 선택
1986년 정부 발표 이후 1988년 서울 올림픽 전까지 1년 3개월 만에 1단계 공사를 마쳐야 했습니다. 한겨울 혹한기에는 콘크리트가 얼어붙어 굳지 않으므로 거대한 콘크리트 중력식 댐을 짓기 어려웠습니다. 그렇다고 소양강댐처럼 중심부에 진흙벽을 둔 사상 댐(흙·돌댐)을 지을 수도 없었습니다. 평소 물이 닿지 않고 댐 내부가 말라 있으면 진흙 차수벽에 균열[2]이 생겨 누수가 발생하기 때문입니다.
결국 공학진이 내린 결론은 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐(CFRD)[3]이었습니다. 주변 계곡의 바위를 깨뜨려 산더미처럼 쌓고, 물이 닿는 앞면 비탈에만 콘크리트 슬래브를 덧씌워 수압을 견디게 한 구조입니다. 이 방식은 겨울철에도 돌을 쌓아 올릴 수 있고, 향후 북측 상황에 맞춰 댐 뒤쪽으로 돌을 덧붙여 손쉽게 높이를 증축할 수 있다는 결정적 장점이 있었습니다.
- 하부 다짐: 수압을 지탱하기 위해 앞면 슬래브 바로 뒤에는 7.5cm 이하의 잘게 깬 돌을 고르게 깔고, 뒤쪽으로 갈수록 최대 1.8m의 큰 암석을 배치했습니다.
- 기초 보강: 댐 바닥 암반의 틈새로 물이 새어나가지 못하도록 암반에 구멍을 뚫고 시멘트 밀크를 고압 주입하는 차수 그라우팅 처리를 마쳤습니다.
- 겨울철 특별 공정: 영하의 기온으로 살수 다짐이 불가능하자 물 뿌리기를 생략하는 대신 80cm 두께로 얇게 깔고 롤러로 6회 연속 다지는 공법을 적용했습니다.
3. 댐 꼭대기가 아닌 ‘산속 바닥’에 뚫린 4개의 배수 터널
평화의 댐에는 상부에 물을 쏟아내는 일반적인 여수로 수문이 없습니다. 대신 강 우측 산체를 관통하는 지름 10m, 길이 1km 안팎의 영구 배수 터널 4개가 바닥 인근에 뚫려 있습니다. 마치 마개를 뽑아둔 욕조에 수도꼭지를 튼 형상입니다.
평상시 흘러오는 강물은 터널 입구 높이까지만 찰랑이다가 자연 배수되어 그대로 하류 화천댐으로 방류됩니다. 홍수량이 유입 터널 4개의 처리 용량을 초과할 때만 댐 뒤로 수위가 일시적으로 차오르고, 비가 멎으면 저절로 수위가 낮아지도록 설계되었습니다. 이 무문(無門) 영구 터널이야말로 평화의 댐이 인위적인 조작 없이도 늘 비어 있을 수밖에 없는 핵심 장치입니다.
4. 80m에서 125m로: 허물지 않고 덧붙여 키운 증축의 드라마
1993년 감사원 감사로 북한 수공 위협이 과장되었다는 사실이 드러나며 한때 존폐 위기까지 겪었습니다. 그러나 1999년 집중호우 때 빗물을 가두어 수도권 수해를 막아냈고, 2002년 초 북한 임남댐의 이상 방류 및 균열 징후가 포착되면서 증축이 긴급 결정되었습니다. 높이 80m 상태에서 북측 댐이 붕괴해 월류할 경우, 월류수[4]가 뒷비탈의 사석을 휩쓸어 댐 전체가 붕괴할 수 있었기 때문입니다.
- 1단계: 정상부 긴급 보강 (2002년)
물이 댐 정상을 넘더라도 무너지는 속도를 늦추기 위해 도로 상판 전체를 70cm 두께의 철근 콘크리트로 포장하고 암반에 6m 앵커 철근을 박아 결속했습니다. - 2단계: 2차 증축 공사 (2002~2005년)
기존 80m 댐을 허물지 않고 배면 사면에 470만㎥의 암석을 덧붙여 높이 125m, 정상 해발 270m 규모로 체적을 키웠습니다. 중심축이 하류로 66m 이동했습니다. - 3단계: 치수능력 증대 및 배면 콘크리트화 (2012~2018년)
극단적 홍수로 물이 댐 상단을 월류하더라도 제체가 깎여나가지 않도록 댐 뒷면 전체를 롤러다짐콘크리트(RCC)로 전면 보강했습니다.
증축 과정에서 세 번째와 네 번째 배수 터널에 수문을 설치해 담수용 댐으로 전환하는 방안도 검토되었으나, 상류 침수로 인한 남북 갈등 우려와 상시 비워두어야 하는 안보적 목적 때문에 최종 취소되었습니다. 1988년에 남겨둔 수문 설치 구조물 자리는 오늘날까지도 개방형 자연 방류 통로로 남아 있습니다.
5. 북한 임남댐과 마주 보며 서울의 물길을 지키다
현재 북한 임남댐의 총저수량은 약 26억 2천만 톤이며, 이를 마주 보는 평화의 댐 저수 용량은 26억 3천만 톤입니다. 상류의 거대한 그릇 하나가 가득 담을 수 있는 수량을, 하류의 비어 있는 그릇 하나가 고스란히 받아낼 수 있도록 대치하고 있는 형국입니다.
북한이 임남댐의 물을 동해안 발전소로 우회 방류하면서 화천댐 유입량은 연간 30억 톤에서 14억 톤으로 급감했습니다. 하지만 돌발 방류는 지금도 발생합니다. 평화의 댐은 겉보기에 물 한 방울 없는 쓸쓸한 콘크리트 계곡처럼 보이지만, 언제 닥칠지 모를 상류의 재앙을 묵묵히 받아내기 위해 365일 온몸을 비워두는 든든한 방패입니다. 우리가 서울에서 사용하는 수돗물 역시 이 문 없는 터널을 통과해 흘러온 북한강 물의 일부입니다.
| 궁금증을 풀어주는 댐 상식 Q&A |
| Q. 평화의 댐에는 정말 물이 하나도 없나요?A. 완전히 바닥이 마른 것은 아닙니다. 바닥에 뚫린 배수 터널 입구가 강바닥에서 10~20m 위에 위치해 있어, 터널 입구 높이 아래에 해당하는 약 0.3% 수준의 물은 상시 고여 있습니다. |
| Q. 수문을 달아 평소에 물을 채워 전기를 생산하면 안 되나요?A. 평화의 댐에 물을 채워 수위가 해발 195m를 넘어가면 군사분계선 너머 북한 측 농경지와 마을이 침수됩니다. 이는 남북 간 심각한 군사·외교적 분쟁을 초래할 수 있어 수문 없이 자연 배수되도록 유지하고 있습니다. |
용어 주석
[1] 침수: 물이 넘쳐흘러 주변 땅이나 농경지, 주택 등이 물에 잠기는 현상.
[2] 균열: 흙이나 콘크리트 구조물이 건조하거나 압력을 받아 갈라져 터진 틈.
[3] 콘크리트 표면차수벽형 석괴댐(CFRD): 바위와 돌을 산더미처럼 쌓아 댐 몸체를 만들고, 물을 막는 면에만 얇은 콘크리트 판을 덮어 방수하는 구조의 댐.
[4] 월류수: 댐의 저장 한계를 넘어 제방 꼭대기 위로 넘쳐흘러 떨어지는 물.
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