환경정책기반공공기술개발사업최종보고서 [ 413-111-006 ] 물환경정책대응기술 (Technologies for the Water Environmental Policy) 비점저감시설설계기법및최적기법선정의사결정지원시스템개발 Development of Design Manual and DSS for NPS Control 2016. 03 LH 공사토지주택연구원최종수
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요약서 사업명환경정책기반공공기술개발사업과제번호 413-111-006 단위사업명 과제명 최종성과기술 연구책임자 물환경정책대응기술 대분야 - 중분야 비점저감시설설계기법및최적기법선정의사결정지원시스템개발 비점오염저감시설설계 / 시공 / 유지관리매뉴얼, 비점오염저감시설정보관리시스템 최종수 최종연도참여연구원수 총연구기간참여연구원수 연락처 042-866-8651 이메일 연구기관명및소속부서명 9 명 66 명 jongsoo @lh.or.kr 한국토지주택공사토지주택연구원 기술단계 참여기업 최종연도연구개발비 총연구개발비 총연구기간 연구기관유형 물환경정책대응기술 개발 대일 /( 주 ) 헥코리아 /( 주 ) 이도 정부 : 160,000,000 원민간 : 53,000,000 원계 : 213,000,000 원 정부 : 880,000,000 원민간 : 293,000,000 원계 : 1,173,000,000 원 11.05~ 16.03 (59 개월 ) 대기업 위탁기관명 헥코리아위탁책임자이경도 개발목적및필요성연구개발결과 ( 필요성 ) 비점오염물질저감및도시물순환체계개선을위해 LID 기법이확대적용되고있으나, 관련지침이미비하고유역특성에적합한기법을선정하는데어려움이있어이에대한대안마련이필요함 ( 목적 ) LID 기법적용을위한설계 시공 유지관리지침개발과유역특성에적합한 LID 기법선정을위한의사결정지원시스템 (DSS;Decision Support System) 개발을최종목표로함 1 비점오염저감시설설치신고제도개선방안도출 - 비점오염원설치신고제도의합리적인운영을위해국민신문고를통해설치신고시기조정등을제안하여환경부입법예고까지반영함 2 LID 기법설계 시공 유지관리지침을개발 - 국내외비점오염저감시설관련지침을토대로저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설로분류하여지침을작성함 - 각시설별시설개요, 상위규정상요구기준, 기존관련지침의고려항목을분석하여설계 시공 유지관리지침을제시함 - 관련지침은 LH 사업지구 LID 기법적용시반영함으로써연구성과의현장적용성을검증하였음 - ii -
3 비점오염저감시설정보관리시스템 - 웹기반의정보관리시스템을구축하여, 기술개발업체가자사의기술에대한정보를업로드하도록함으로써시설의처리효율, 비용, 설계지침등의상세한정보를게시함 - 양질의비점오염저감시설정보를일반인, 공무원, 전문가에게체계적으로제공하여비점오염저감시설의합리적인적용을도모함 4 LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발 - 비점오염저감시설정보관리시스템과연동하여비점오염저감시설 (LID 시설포함 ) 을설치하고자하는자가유역특성에적합한기법을선정할수있도록비점저감시설선정, 제품선정을지원해주는의사결정지원시스템을개발함 공정 제품 사진및 도면 - iii -
성능사양및 기술개발수준 ( 지침 ) 국내관련지침을종합적으로분석하여각지침의장단점을보완한것이며, 실무자가직접활용할수있도록체크리스트방식을취하였음 ( 정보관리시스템 ) 비점오염저감시설에대한국내최초웹기반의정보시스템으로기술개발업체와기술수요자간사이버장터의역할을수행함 ( 의사결정지원시스템 ) 전문가가아니더라도유역특성에적합한저감시설을선정하기에유용한시스템임 활용계획 ( 지침 ) 현장활용성을제고하기위해 LH 사업지구 LID 기법설계시반영하였으며향후세종행복도시등활용범위를확대할계획임 ( 정보관리시스템 ) 비점오염저감시설및 LID 기법에대한신공법, 신자재를발굴하는창구로활용할계획임 ( 의사결정지원시스템 ) 사업시행자및지자체의비전문가가 LID 도입을위해개략적인계획및예산수립시활용가능함 특허 출원 ( 국내 ) 건등록 ( 국내 ) 건 출원 ( 국외 ) 건등록 ( 국외 ) 건 논문 SCI 급 3 건일반 1 건 주요성과 인증신기술인증건신기술검증건 매출국내매출원해외수출원 정책활용제안 4 건채택건 기타 프로그램등록 2 건 색인어 ( 각 5 개이상 ) ( 한글 ) 저영향개발기법, 설계지침, 의사결정지원시스템, 오염부하 ( 영문 ) LID(Low Impact Development), Design Manual, DSS(Decision Support System), Pollutant Loading - iv -
요약문 연구개발결과의보안등급 보안등급분류 보안과제 일반과제 결정사유 본과제는실증화과제로일반과제로분류 평가의착안점및기준 구분세부내용평가의착안점및기준 1 차년도 2 차년도 3 차년도 조사대상지역선정 기법별기존설계적용사례분석및기법별설계시고려요소도출 기존 LID 기법에대한모니터링을통해오염부하저감효과등을분석 LID 기법별특징을검토하고기법선정시의의사결정인자결정 운영실태및문제점분석을토대로 LID 적용기법의개선방안도출 LID 기법의설계지침수립및기법별유지관리고려요소도출 오염부하해석시스템개발을위한시설별처리효율분석 최적대안선정에지배적인의사결정지원인자도출 LID 기법별유지관리지침수립 최적의사결정지원시스템베타버전개발 LID 기법운영실태분석에필요한조사대상지역선정여부 LID 기법별설계시고려요소도출여부 모니터링여부및이를통한오염부하저감효과도출여부 LID 기법별특징도출여부와최적기법선정에필요한의사결정인자결정여부 기존 LID 기법에대한모니터링을토대로적용과정의개선방안도출여부 LID 기법별설계지침수립여부 기존적용된 LID 시설별처리효율분석여부 최적대안선정에필요한의사결정지원인자도출여부 현장관리자가직접활용가능한 LID 기법별유지관리지침수립여부 최적의사결정지원시스템베타버전개발여부 - v -
수립된설계유지관리지침의 Test Bed 적용및보완 수립된설계유지관리지침의 Test Bed 적용여부 4 차년도 Test Bed 모니터링 Test Bed 를대상으로한모니터링수행여부 5 차년도 최종평가 개발된의사결정지원시스템의 Test Bed 적용및보완 연구성과의현장적용성검증을위한 Test Bed 운영 Test Bed 적용및보완절차를거쳐시스템최종버전개발 LID 기법별설계및유지관리지침 개발 LID 기법선정을위한 최적의사결정지원시스템개발 개발된시스템 Test Bed 적용여부 연구성과의 Test Bed 적용을통한현장적용성검증여부 최적의사결정지원시스템최종버전개발여부 LID 기법의설계및유지관리에적용할수있는설계및유지관리지침개발여부 유역특성에적합한 LID 기법선정에필요한최적의사결정지원시스템개발여부 - vi -
Ⅰ. 연구과제명 주관과제명 : 비점저감시설설계기법및최적기법선정의사결정지원시스템개발 Ⅱ. 연구개발의목적및필요성 ( 필요성 ) 비점오염물질저감및도시물순환체계개선을위해 LID 기법이확대적용되고있으나, 관련지침이미비하고유역특성에적합한기법을선정하는데어려움이있어이에대한대안마련이필요함 ( 목적 ) LID 기법적용을위한설계 시공 유지관리지침개발과유역특성에 적합한 LID 기법선정을위한의사결정지원시스템 (DSS;Decision Support System) 개발을최종목표로함 Ⅲ. 연구개발의내용및범위 ( 주요연구내용 ) LID 기법도입에필요한설계 시공 유지관리지침을개발하고유역특성에적합한 LID 기법을선정하는데필요한의사결정지원시스템 (DSS:Decision Support System) 을개발함 ( 세부연구내용 ) 관련지침개발과 DSS 개발을주요연구내용으로하고 세부연구내용은다음과같음 1 비점오염저감시설설치신고제도개선방안도출 - 개발사업및사업장에적용된비점오염저감시설을대상으로운영실태및문제점을분석하고이를토대로향후비점오염저감시설적용에있어설치신고제도에대한개선방안을제시함 2 LID 기법설계 시공 유지관리지침개발 - 비점오염저감시설및우수유출저감시설등관련시설에대한국내외지 침을분석하여설계 시공 유지관리에대한지침을개발함 3 비점오염저감시설정보관리시스템 - 새로이개발되는비점오염저감시설을발굴하고자웹기반의정보관리시스템을구축함 - vii -
- 해당시스템은기술을개발하는업체에게는사이버장터의역할을수행 하고, 기술을도입하는사업시행자및지자체에게는신공법, 신자재를 발굴하는기능을수행함 4 LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발 - 설계담당자가유역의특성에적합한 LID 기법을선정할때필요한최적기법선정의사결정지원시스템을개발함 - 평택고덕신도시등 LH 사업지구에적용하여현장적용성을검증함 Ⅳ. 연구개발결과 1 비점오염저감시설설치신고제도개선방안도출 - 비점오염원설치신고제도의합리적인운영을위해국민신문고를통해 설치신고시기조정등을제안하여환경부입법예고까지반영함 2 LID 기법설계 시공 유지관리지침을개발 - 국내외비점오염저감시설관련지침을토대로저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설로분류하여지침을작성함 - 각시설별시설개요, 상위규정상요구기준, 기존관련지침의고려항목을분석하여설계 시공 유지관리지침을제시함 - 관련지침은 LH 사업지구 LID 기법적용시반영함으로써연구성과의현장적용성을검증하였음 3 비점오염저감시설정보관리시스템 - 웹기반의정보관리시스템을구축하여, 기술개발업체가자사의기술에대한정보를업로드하도록함으로써시설의처리효율, 비용, 설계지침등의상세한정보를게시함 - 양질의비점오염저감시설정보를일반인, 공무원, 전문가에게체계적으로제공하여비점오염저감시설의합리적인적용을도모함 4 LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발 - 비점오염저감시설정보관리시스템과연동하여비점오염저감시설 (LID 시 - viii -
설포함 ) 을설치하고자하는자가유역특성에적합한기법을선정할수 있도록비점저감시설선정, 제품선정을지원해주는의사결정지원시스템 을개발함 Ⅴ. 연구개발결과의활용계획 ( 기대효과 ) 그간 LID 기법적용의제약요인으로작용했던설계 시공 유지관리지침의부재와 LID 기법선정의어려움이해결됨으로써 LID 기법의확대적용에기여 LID 기법에대한정보관리시스템이구축됨으로써기술개발업체는기술 을홍보할수있고지자체및사업시행자는신공법을검토할수있는 사이버장터의역할수행이가능함 - ix -
SUMMARY Ⅰ. Title Total Project Name : Development of Design Manual and Decision Support System for Non-Point Pollution Source Control Ⅱ. The Objective & Necessity of the Research (Necessity) Although the LID technique is being applied more broadly for non-point pollutant reduction and urban water cycle improvement, related guidelines are lacking and there are difficulties in selecting the appropriate technique which suits the basin characteristics, and as such, measures addressing these issues are needed (Purpose) The ultimate goal is to develop a decision support system (DSS) for the development of design/construction/maintenance management guidelines for applying the LID technique and selection of LID technique suitable for basin characteristics Ⅲ. Contents and Scope (Main research content) Develop design/construction/maintenance management guidelines needed for implementation of LID technique; develop DSS needed for selection of LID technique suitable for basin characteristics (Detailed research content) The main research content will be development of related guidelines and DSS, while the detailed research content will be as follows: - x -
1 Derive at improvement measures for non-point pollution reduction facility installation reporting system - Use the development project and non-point pollution reduction facility applied as project site for analysis of operation status and problems; based on which to present improvement measures for installation reporting system for application of future non-point pollution reduction facilities 2 Development of LID technique design/construction/maintenance management guidelines - Analyze domestic and international guidelines on relevant facilities, such as non-point pollution reduction and rainfall-runoff reduction facilities, for the purpose of developing design/construction/ maintenance management guidelines 3 Non-point pollution reduction facility information management system (IMS) - Establish a web-based IMS for discovery of newly developing non-point pollution reduction facilities - This system performs the role of a cyber marketplace for the company which develops the technology and the function to discover new engineering method and materials for construction contractors and local municipalities which implement the technology 4 Development of optimal DSS for LID technique selection - Develop optimal technique selection DSS needed when the person in charge of design is selecting LID technique suitable for basin characteristics - Test on-site applicability by applying it to Pyeongtaek Godeok New City and LH Corporation project sites - xi -
Ⅳ. Results Develop DSS that is linked to non-point pollution reduction facility IMS and can support non-point pollution reduction facility and product selections, so that anyone who wishes to install a non-point pollution reduction facility (LID facility included) can select the technique which is suitable for the basin characteristics 1 Derive at improvement measures for non-point pollution reduction facility installation reporting system - For more reasonable operation of non-point pollution source installation reporting system, propose adjustment of installation reporting period through Korea s e-people portal and even reflect preliminary announcement on legislation by the Ministry of Environment 2 Development of LID technique design/construction/maintenance management guidelines - Based on domestic and international guidelines related to non-point pollution reduction facilities, draft guidelines classified as impound facilities, artificial wetlands, infiltration facilities, and vegetation system - Present design/construction/maintenance management guidelines by analyzing facility outlines for each facility, higher regulatory requirement criteria, and consideration points in existing relevant guidelines - On-site applicability of study results on relevant guidelines were tested by reflected them when applying LID technique to LH Corporation project sites 3 Non-point pollution reduction facility IMS - Establish web-based IMS to allow technology developers to upload information on their technology, thereby publishing detailed information on treatment efficiency, cost, and design guidelines of the facility - xii -
- By systematically providing high quality non-point pollution reduction facility information to the general public, government employees, and experts to promote reasonable application of non-point pollution reduction facilities 4 Development of optimal DSS for LID technique selection Ⅴ. Business Application Based the Outcomes Will contribute to expanded applicability of the LID technique by addressing the difficulty in selecting LID technique and lack of design/construction/maintenance management guidelines which had been constraints up to now on application of the LID technique By establishing an IMS for the LID technique, it makes it possible to play a role of cyber marketplace where technology developers can promote their technologies, while local municipalities and construction contractors can review new engineering methods - xiii -
목 차 1. 연구개발과제의개요 1 1-1. 연구개발목적 1 1-2. 연구개발의필요성 1 1-3. 연구개발범위 4 2. 국내외기술개발현황 5 2-1. 국내기술개발현황 5 2-2. 국외기술개발현황 9 3. 연구수행내용및결과 16 3-1. 연구개발의내용 ( 범위 ) 및최종목표 16 3-2. 연구개발결과및토의 18 3-3. 연구개발결과요약 97 4. 목표달성도및관련분야기여도 ( 환경적성과포함 ) 99 4-1. 목표달성도 99 4-2. 관련분야기여도 100 5. 연구결과의활용계획등 101 6. 연구과정에서수집한해외과학기술정보 102 7. 연구개발결과의보안등급 103 8. NTIS 에등록한연구시설 장비현황 104 9. 연구개발과제수행에따른연구실등의안전조치이행실적 105 10. 연구개발과제의대표적연구실적 106 11. 기타사항 107 12. 참고문헌 108 부록 ( 기타부록, 지침서, 매뉴얼, 안내서, 핸드북등 ) - xv -
표목차 < 표 1-1> 개발사업에적용가능한비점오염저감시설 2 < 표 1-2> 저영향개발접근방법의이점 3 < 표 2-1> 저영향개발 (LID) 기술요소가이드라인개요 6 < 표 2-2> 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼개요 6 < 표 2-3> 기존유사기술에서도출할수있는요소 7 < 표 2-4> Low Impact Development(LID) Guidance Manual 개요 9 < 표 2-5> The Practice of Low Impact Development 개요 10 < 표 3-1> 비점오염원설치신고대상개발사업및사업장 18 < 표 3-2> 전통적빗물관리와새로운빗물관리 (LID) 의특성비교 25 < 표 3-3> 토지이용계획별적용가능한저영향개발 (LID) 기법 27 < 표 3-4> 토지이용계획별적용가능한저영향개발 (LID) 기법 28 < 표 3-5> 사후환경영향조사대상사업및조사기간 ( 단지개발사업등 ) 29 < 표 3-6> 기존유사기술에서도출할수있는요소 33 < 표 3-7> 비점저감시설별가이드라인작성목차 37 < 표 3-8> 비점저감시설정보 PDF 매뉴얼의시설별영문명칭수정 39 < 표 3-9> 비점저감시설제품등록항목 40 < 표 3-10> 가입형태별정보관리시스템개선사항 42 < 표 3-11> 컨텐츠통합및개선내용 44 < 표 3-12> 참고문헌항목분류 47 < 표 3-13> 비점저감시설관련업체현황 47 < 표 3-14> 비점오염저감제품제품소개등록 52 < 표 3-15> 비점오염저감제품설계 / 시공등록 53 < 표 3-16> 비점오염저감제품유지 / 관리등록 55 < 표 3-17> 비점오염저감제품기본정보등록 55 < 표 3-18> 정보관리시스템및의사결정지원시스템시설항목연계 59 < 표 3-19> 등록제품에대한시설구분분류개선 60 < 표 3-20> 시설선정로직의항목분류 63 - xvi -
< 표 3-21> 기존시스템토지이용구분및토지이용별적용가능시설 64 < 표 3-22> 개선시스템토지이용구분및토지이용별적용가능시설 64 < 표 3-23> 의사결정항목부연설명내용 65 < 표 3-24> 시설물선정결과표출개선 67 < 표 3-25> AHP의선호구조 69 < 표 3-26> 설치면적및규모의제약 77 < 표 3-27> TOPSIS 계산로직 77 < 표 3-28> 비점제품의사결정을위한항목별표준점수적용표 78 < 표 3-29> 비점오염저감시설시설별저감효율, 기타항목에대한기본값 78 < 표 3-30> 비점오염저감시설저감효율 80 < 표 3-31> 지목별발생부하원단위 (kg/ km2 일 ) 81 < 표 3-32> 테스트베드지점별 LID 선정을위한입력자료상세 84 < 표 3-33> 의사결정지원시스템에의한 LID 선정결과 85 - xvii -
그림목차 < 그림 1-1> 저영향개발기법 (LID) 의개념도 3 < 그림 2-1> 데이터중심의하천유역물관리의사결정지원시스템 11 < 그림 2-2> CDSS Map Server 시스템 12 < 그림 2-3> WaterView 의시스템구성도 13 < 그림 2-4> IQQM의주요구성요소 14 < 그림 2-5> Waterware 의시스템구조 15 < 그림 3-1> 택지개발사업지구의비점오염원설치신고서예시 20 < 그림 3-2> 김포신도시의식생수로적용위치도 21 < 그림 3-3> 김포신도시의식생수로적용사례 21 < 그림 3-4> 비점오염원설치신고제도개선제안 24 < 그림 3-5> 비점오염저감시설설계및시공지침 30 < 그림 3-6> 비점오염저감시설유지관리지침 31 < 그림 3-7> 비점저감시설정보관리시스템의활용목적 32 < 그림 3-8> 비점오염저감시설의시설별분류 36 < 그림 3-9> 비점저감시설매뉴얼 ( 예시 : 인공습지 ) 38 < 그림 3-10> 정보시스템회원가입메뉴 41 < 그림 3-11> 가입회원관리시스템화면 42 < 그림 3-12> 관리자접속시제품승인관리기능 43 < 그림 3-13> 비점정보관리시스템메인화면 44 < 그림 3-14> 개선된제품정보 ( 예시 : 침투통 (LID-PB)) 45 < 그림 3-15> 등록제품 PDF 다운로드예시 ( 고효율인공습지 ) 46 < 그림 3-16> 비점오염저감시설정보관리시스템 50 < 그림 3-17> 비점오염저감시설정보관리시스템제품등록및회원가입 51 < 그림 3-18> 비점오염저감제품정보입력단계 52 < 그림 3-18> 비점오염저감제품정보입력단계 ( 계속 ) 53 < 그림 3-19> 비점오염저감제품설계및시공입력단계 54 < 그림 3-20> 비점오염저감제품유지 / 관리입력단계 56 - xviii -
< 그림 3-21> 비점오염저감제품기본정보입력단계 57 < 그림 3-22> 의사결정지원시스템시설체크박스 61 < 그림 3-23> 의사결정지원시스템로그인화면 62 < 그림 3-24> 시설선정의사결정시스템 UI 개선 66 < 그림 3-25> 시설물선정결과표출화면 67 < 그림 3-26> 최적기법선정모식도 68 < 그림 3-27> 불투수면적비기준이원비교 Matrix 71 < 그림 3-28> 토양형기준이원비교 Matrix 72 < 그림 3-29> 강우유출수관리기준이원비교 Matrix 73 < 그림 3-30> 수질관리인자기준이원비교 Matrix 74 < 그림 3-31> 유지관리기준이원비교 Matrix> 75 < 그림 3-32> 기타인자기준이원비교 Matrix 76 < 그림 3-33> 제품의사결정지원시스템에서선정된제품순위 79 < 그림 3-34> 제품의사결정지원시스템에서선정된제품비교평가 80 < 그림 3-35> 저감효율시스템의입력, 결과표출화면 81 < 그림 3-36> 평택고덕신도시지형특성분석 83 < 그림 3-37> LID 시설선정을위한의사결정지원시스템적용위치도 84 < 그림 3-38> 평택고덕신도시 LID 도입계획 ( 안 ) 85 < 그림 3-39> 의사결정지원시스템구동결과 : A 지역 86 < 그림 3-40> 의사결정지원시스템구동결과 : B 지역 87 < 그림 3-41> 의사결정지원시스템구동결과 : C 지역 88 < 그림 3-42> 의사결정지원시스템구동결과 : D 지역 89 < 그림 3-43> 비점저감시설선정을위한의사결정지원시스템로그인 90 < 그림 3-44> 기초자료입력 ( 토지이용입력포함 ) 90 < 그림 3-45> 의사결정항목의선택 (AHP 로직적용 ) 91 < 그림 3-46> 의사결정항목의선택 (AHP 로직적용 ) 92 < 그림 3-47> 의사결정지원시스템시설선정 92 < 그림 3-48> 선정시설및제품선정을위한가중치 93 < 그림 3-49> 의사결정지원시스템제품선정결과 94 < 그림 3-50> 선정제품에대한비교분석 94 < 그림 3-51> 선정제품에대한비교분석 95 - xix -
< 그림 3-52> 비점오염발생부하량및저감효율산정결과표출 96 < 그림 3-53> LID 기법설계및시공, 유지관리지침수립 97 < 그림 3-54> 비점오염저감시설정보관리시스템구축 98 < 그림 3-55> LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발 98 - xx -
1. 연구개발과제의개요 1-1. 연구개발목적 LID 기법적용을위한설계및유지관리지침개발과최적의 LID 기법선정을위한의사결정지원시스템 (DSS; Decision Support System) 개발을목적으로하였다. 이를위해기존 LID 기법의운영실태분석, 오염부하해석시스템개발, 설계및유지관리지침개발, 최적의사결정지원시스템개발을수행하고자하였다. 1-2. 연구개발의필요성 도시지역에서발생하는비점오염원은강우시지표면의오염물질이빗물에씻겨유출되는오염원으로강우시유출량이집중되는특성때문에처리가대단히곤란한오염원이다. 비점오염원은오염물질의유출이강우시에만집중되고, 오염원이넓은지역에분산되어있기때문에오염원으로서의중요성이인식되지못하였다. 하지만강우유출수에의한오염부하가매우크고, 특히도시지역의경우는중금속등의독성물질함유가능성이높아이에대한적절한제어방안이요구되고있다. 정부의 4대강물관리종합대책에의하면수계전체오염원중비점오염원이차지하고있는비율을 22 37% 로추정하고있고, 팔당상수원비점오염원에대한연구 (2000) 에서는 1999 년말기준총배출부하량 (BOD 기준 ) 의 44.5% 가비점오염원에의한것으로조사되었다 ( 환경백서, 2001). 도시하천을오염시키는주요원인은비점오염원이므로이에대한대책이없는한도시하천의수질개선을기대하기란어렵다. 따라서, 도시지역의비점오염원이적정관리되어오염물질의일정량을제거할수있다면도시유역하천의수질개선에크게기여할것으로기대된다. 이러한취지에서 ' 06.04 수질및수생태계보전에관한법률 이개정됨으로써비점오염원설치신고제도가도입되었으며이는우리나라비점오염원관리에있어큰전환점이되었다. 비점오염원설치신고제도는비점오염물질배출량이많은개발사업및사업장의경우비점오염원설치를신고하고적절한저감시설을설치하도록하는제도이다. 대상사업은환경영향평가대상이되는대규모개발사업중 12개유형의사업, 부지면적이 1만m 2 이상인제철시설, 섬유염색시설등 9개유형의사업장이그대상이된다. 개발사업에따른비점오염저감을위해적용가능한시설은 < 표 1-1> 에나타낸바와같다. - 1 -
< 표 1-1> 개발사업에적용가능한비점오염저감시설 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 6) 구분시설종류특성 자연형시설 장치형시설 저류시설 인공습지 침투시설 식생형시설 여과형시설 와류 ( 渦流 ) 형시설 스크린형시설 응집ㆍ침전처리형시설 생물학적처리형시설 강우유출수를저류 ( 貯留 ) 하여침전등에의하여비점오염물질을줄이는시설로저류지ㆍ연못등을포함 침전, 여과, 흡착, 미생물분해, 식생식물에의한정화등자연상태의습지가보유하고있는정화능력을인위적으로향상시켜비점오염물질을줄이는시설강우유출수를지하로침투시켜토양의여과ㆍ흡착작용에따라비점오염물질을줄이는시설로서유공 ( 有孔 ) 포장, 침투조, 침투저류지, 침투도랑등을포함토양의여과ㆍ흡착및식물의흡착 ( 吸着 ) 작용으로비점오염물질을줄임과동시에, 동ㆍ식물서식공간을제공하면서녹지경관으로기능하는시설로서식생여과대와식생수로등을포함 강우유출수를집수조등에서모은후모래ㆍ토양등의여과재 ( 濾過材 ) 를통하여걸러비점오염물질을줄이는시설중앙회전로의움직임으로와류가형성되어기름ㆍ그리스 (grease) 등부유성 ( 浮游性 ) 물질은상부로부상시키고, 침전가능한토사, 협잡물 ( 挾雜物 ) 은하부로침전ㆍ분리시켜비점오염물질을줄이는시설망의여과ㆍ분리작용으로비교적큰부유물이나쓰레기등을제거하는시설로서주로전 ( 前 ) 처리에사용하는시설응집제 ( 應集劑 ) 를사용하여비점오염물질을응집한후, 침강시설에서고형물질을침전ㆍ분리시키는방법으로부유물질을제거하는시설전처리시설에서토사및협잡물등을제거한후미생물에의하여콜로이드 (colloid) 성, 용존성 ( 溶存性 ) 유기물질을제거하는시설 상기의저감시설중개발사업및사업장에적용되는시설은처리효율및설치의용이성을고려하여대부분장치형시설이다. 하지만, 적용된시설에대한조사결과지하화에따른적정한유지관리가곤란한점등장치형시설의문제점이제기되어최근에는자연형시설또는저영향개발기법 (LID:Low Impact Development) 으로전환되는추세이다. 개발사업에대한 LID 기법은유역의수질에가장큰영향을미치는토지이용에대해다양한친환경적토지이용기법을도입함으로써사전예방적차원에서유역관리를가능하게하는기법이다. 즉, 도시지역에서기존의물관리정책을개선하고정책효과를극대화시키기위해수질, 수량, 물순환등을종합적으로고려한통합적인물관리대책이라할수있다. - 2 -
< 그림 1-1> 저영향개발기법 (LID) 의개념도 ( 출처 : 한강수계관리위원회 (2009)) < 표 1-2> 저영향개발접근방법의이점 환경적이점 - 건전한물순환시스템조성 - 홍수방지및생물의서식처제공 - 강우유출수에포함된오염물질정화 - 수목등의식생보전및회복등 개발자의이점 - 부지배치계획, 강우조절장치의설치나개조에대한새로운대안제시 - 매력적인근린지구를조성하는데기여하여시장가치향상 - 우수관리및비점오염저감시설의건설비및관리운영비삭감 - 대규모저류지확보를위해소요되는부지를다른다양한가치생산에이용가능 지방자치단체나지역사회의이점 - 홍수방지 - 생물의서식지보호 - 식수공급유지 - 우수관리시설및비점오염저감시설의유지비축소 - 도로, 연석등다른기초설비의저비용화 - 지역사회의외관과미적가치향상 - 부지의자산가치증대 - 비용효율이높은도시건설 - 하수처리시설의비용삭감 자료 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 ( 환경부, 2010) 이와같이 LID 기법은유역의종합적인물관리대책으로장치형시설에대한대안으로제시되고있으나, LID 기법에대한설계기준이부족하고현장적용성에대한검증이부족해설계담당자가실제현장에적용하기를꺼리고있는실정이다. LID 기법은특정공법을선정하는장치형시설과는달리단지의설계및계획과정에서토지이용도, 유역특성등을고려하여다양한설계기법이도입되어야하기때문에현재의국내여건을감안할때 LID 기법이대규모개발사업지구에적용되기에는어려움이있는상황이다. - 3 -
1-3. 연구개발범위 본연구과제가도출하고자하는연구성과물은 LID 기법적용확대에대비하여기법별설계및시공, 유지관리지침을수립하고현장의실무자가최적의 LID 기법을선정하는데필요한의사결정지원시스템 (DSS:Decision Support System) 을개발하고자하며, 이를위한연구주제는다음 4가지로구분할수있다. - 비점오염저감시설설치신고제도개선방안도출 - LID 기법설계및시공, 유지관리지침수립 - 비점오염저감시설정보관리시스템구축 - LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발 각연구주제별연구성과물도출을위한세부연구내용은다음과같다. 1 비점오염저감시설설치신고제도개선방안도출 - 개발사업및사업장에적용된비점오염저감시설을대상으로운영실태및문제점을분석하고이를토대로향후비점오염저감시설적용에있어설치신고제도에대한개선방안을제시하였다. 2 LID 기법설계및시공, 유지관리지침수립 - 정부는개발사업의비점오염저감시설로 LID 기법적용확대를추진하고있어 LID 기법별설계기준수립이시급히필요하다. 본연구에서는설계실무자가 LID 기법을개발사업에반영하기위해필요한설계및시공기준을수립하고해당시설의적정유지관리를위한유지관리지침을제시하였다. - 개발된지침은주관연구기관인 LH공사사업지구에적용하여보완과정을거침으로써지침의현장적용성을검증하였다. 3 비점오염저감시설정보관리시스템 - 비점오염저감시설로적용된 LID 기법에대한오염부하저감효과를분석하고자하며이에필요한저감시설모니터링은 4대강수계설치된 43개시범설치시설의모니터링결과를활용하였다. 4 LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발 - LID 기법선정은토지이용도등유역의특성과각기법별적용조건을종합적으로고려하여이루어져야한다. 이를위해본과업은현장의설계실무자가개발사업에적합한 LID 기법선정시필요한의사결정지원시스템을개발하였다. - 4 -
2. 국내외기술개발현황 2-1. 국내기술개발현황 가. 국내 LID 기법관련지침현황 최근저영향개발 (LID) 의중요성이부각되면서국토부는친수구역조성지침 (2012), 지속가능한신도시계획기준개정 (2012) 및도시 군계획시설의결정 구조및설치기준에관한규칙개정 (2013) 등을통해 LID 기법을확대도입하고있다. 환경부는 2013 년부터저영향개발 (LID) 방안을도입하여사전예방, 강우유출저감을유도하는방향으로비점오염원관리방향을전환하고있다. 관계부처합동으로수립한 제2 차비점오염원관리종합대책 (' 12 ' 20) 에따르면물순환구조개선을통한강우유출량저감을위해저영향개발적용확대, 비점오염저감형그린빗물인프라조성등을포함하도록하고있다. 이를위해환경부에서는 건강한물순환체계구축을위한저영향개발기술요소가이드라인 (2013) 을마련하고국내저영향개발에대한인식확산및현장적용을촉진하기위해기술요소의선정, 설치및유지관리방법등을제시하였다. 이러한내용은환경부 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2014) 에저영향개발 (LID) 기법에관한내용이반영되었다. 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2014, 환경부 ) 에서는시행규칙의비점오염저감시설의설치및관리운영기준에대한기술적인세부사항의해설을포함하고있다. 비점오염저감시설의선정을위한고려사항을제시하고, 시설의설치와운영관리를적절히수행하도록각시설별설계방법및설계시주의사항, 유지관리등의주요사항들을제시하고있다. 저영향개발(LID) 기술요소가이드라인 (2013, 환경부 ) 은관련제도미비와개발사업자의저영향개발이해부족으로현장적용이미흡한점을보완하기위해기술요소에대한자세한해석을포함하고있다. 식생체류지, 옥상녹화, 나무여과상자, 식물재배화분, 식생수로, 식생여과대, 침투도랑, 침투통, 투수성포장, 모래여과장치, 빗물통등에대해장단점및기법을소개하고있다. 또한개발사업자와설계 시공업체, 지자체관계자등이도시개발, 산업단지개발, 도로개발사업에저영향개발기법을도입할때검토사항을제시하였다. 개발사업추진단계별저영향개발검토사항을제안하고있으나실제적용시의사결정은어려울것으로사료된다. 또한기본적으로사업자들이나지자체관계자들의자발적인저영향개발도입을전제로하고있는만큼인센티브나의무규정없이실제적용으로이어질지에대한우려도있다 ( 강정은외, 2014). 국내유사지침현황 - LID 기법을활용한자연형비점오염원관리방안마련 ( 환경부, 2009) - 5 -
- 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 ( 소방방재청, 2010) - 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 ( 국립환경과학원, 2012) - 지속가능한신도시계획기준 ( 국토해양부, 2012) - 환경영향평가시저영향개발 (LID) 기법적용매뉴얼 ( 환경부, 2013) - 저영향개발 (LID) 기술요소가이드라인 ( 환경부, 2013) - 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 ( 환경부, 2014) - 개발사업시행자등의우수유출저감대책세부수립기준 ( 국민안전처, 2016) < 표 2-1> 저영향개발 (LID) 기술요소가이드라인개요저영향개발 (LID) 기술요소가이드라인 ( 환경부, 2013) 목적 적용범위 저영향개발기술요소를소개하고이를적용하는경우검토해야하는제도적, 기술적사항을제공하는데목적이있음 다양한개발사업에적용가능한기술요소를소개함대규모개발사업장에만국한되는것이아니라개인사업장, 소규모공동주택, 공공청사 학교, 도심재개발사업등다양한토지이용사업에적용할수있음신규개발과재개발사업뿐아니라이미개발된지역에대해서도도시인프라개량을통해저영향개발기술요소를적용할수있음 구성 개발사업추진단계별저영향개발기술요소적용방안제시 저영향개발기술요소별설치및유지관리가이드라인제시 - 공통사항, 식생체류지, 옥상녹화, 나무여과상자, 식물재배화분, 식생수로, 식생여과대, 침투도랑, 침투통, 투수성포장, 모래여과장치, 빗물통 저영향개발기술요소선정및적용방안제시 < 표 2-2> 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼개요 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 ( 환경부, 2014) 목적 적용범위 구성 수질및수생태계보전에관한법률 제 2 조제 13 호의비점오염저감시설의설치및관리 운영기준에대한세부적인기준을제시함으로써비점오염저감시설의설계및유지관리의적절한수행을유도하고이를통해효과적인비점오염원의관리가이루어지도록하는데그목적이있음 수질및수생태계보전에관한법률 제2조제 13호에서규정한비점오염저감시설을법제53 조내지제 57 조에의해설치및관리시에적용할수있음또한소규모환경영향평가대상사업붕비점오염을저감하기위한시설설치시에도적용가능함 비점오염저감시설의선정방법제시 -비점오염저감시설의규모및용량결정 / 비점오염저감시설의선정시고려사항 자연형시설, 저영향개발 ILID) 기법시설, 장치형시설의종류별설치및관리 운영매뉴얼제시 -자연형시설 : 저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설 -저영향개발 (LID) 시설 : 식생체류지, 나무여과상자, 식물재배화분 -장치형시설의종류 : 여과형시설, 와류형시설, 스크린형시설, 응집 침전처리형시설, 생물학적처리형시설 모니터링계획수립및평가방법제시 - 6 -
나. 정보관리시스템구축사례 < 표 2-3> 기존유사기술에서도출할수있는요소 기존유사기술요소특허 No. 시설물유지관리시스템및시설물유지관리방법 정보수집 정보의체계화 의사결정지원인자도출 10-0606861-000 (2006. 07. 18) 전자카탈로그서비스제공방법및그시스템 공급자 / 수요자간의원활한거래지원 웹기반시스템 10-1032474-000 (2011. 01. 27) 네트워크기반의사업자분석시스템및제공방법 의사결정지원수단 10-0688446-000 (2007. 01. 18) (1) 시설물유지관리시스템및유지관리방법 개요 - 도로, 교량, 하천등시설물유지관리의효율성증진을위한시스템 - 현장업무의전자화 - 시설물유지관리에필요한정보의체계화 - 합리적인시설물유지관리의사결정지원 - 시설물유지관리시스템및방법에관한기술 이루고자하는기술적과제 - 시설물에대한체계적인관리 - 사용자의편의를위한현장업무의전자화 - 시설물유지관리를위한관리자의의사결정지원 유사점 - 시설물에대한정보를 DB화하여체계화 - 정보들을수집하여데이터베이스에저장하고시설물에대한보고서를생성하여제공 - 수집된정보들을통해사용자의의사결정을지원 차별성 ( 기존기술 ) - 별도의시스템및사용자 ( 정부기관 ) 의독자적인네트워크로구축 차별성 ( 개발시술 ) - 웹기반에서불특정다수의공급자를이용한정보DB 구축 - 수요자 / 공급자의상호정보교류를위한사이버공간제공 - 7 -
(2) 전자카탈로그서비스제공방법및그시스템 개요 - 온라인상에서전자카탈로그서비스를제공하는방법및그시스템에관한것 - 단말기로부터전자카탈로그에등록할제품정보를수신하고, 데이터베이스에저장 - 온라인상에서용이하게전자카탈로그를생성할수있으며, 생성된카탈로그를용이하게수정 / 편집하여소비자들에게쉽게정보를제공 이루고자하는기술적과제 - 온라인상에서전자카탈로그를용이하게생성 수정. - 제품홍보및온라인거래를활성화 유사점 - 수요자 / 공급자간의원활한거래지원 - 제품생산자의직접적인제품등록및홍보 - 제품설명서개념의전자브로셔를생성및제공 다. 의사결정지원시스템개발사례 인하대학교김계현교수는 GIS를이용한수질오염부하산정의사결정지원시스템및그운영방법 을통해 GIS를이용한수질오염부하산정의사결정지원시스템및그운영방법을제안하였다. 이는오염가능지역특히, 농촌지역의다양한오염원데이터베이스를구축함으로서지역오염원의특성분석이가능하고, 오염원의발생위치및오염이심각한지역, 하천으로의집적과정을파악할수있는정보를제공하고있다. 이를통해오염물질의배출경로에대한효율적인관리와수질모델링을통한수질예측이가능하도록하여농촌지역환경관리를위한정책수립시정확한의사결정을지원하는 GIS 활용시스템이다. 개발된의사결정지원시스템을적용하면, 농촌지형정보기본도및주제도구축, 농촌지역의다양한오염원데이터베이스구축으로지역오염원의특성분석이가능하고, 오염원의발생위치및오염이심각한지역, 하천으로의집적과정을파악할수있으므로오염물질의배출경로에대한효율적인관리가가능하다. - 8 -
2-2. 국외기술개발현황 가. 국외 LID 기법관련지침현황 LID 기법은 1990 년대미국 Maryland의 Prince George' s County에서본격적으로시작되어이미사업화가활발하게진전되고있다. 유럽과미국은기존도시의확장내지재생을위해서와도시수역수질과수량관리를위한유용한도구와방법으로확대적용되는추세이다 ( 현경학외, 2014). 미국에서는해당지역의토지이용과개발에대한결정권한을가지고있는지자체를중심으로조례마련등제도화및적용이이루어지면서각지자체에서그지역에적합한형태로의지침등이발간되었다. 일본의경우자치단체를중심으로빗물관리와관련하여유출억제나물순환체계의개선등에관련된조례를설치 운용하고있으며, 재해예방에대해많은관심을기울이고있어자치단체의방재조례와빗물관련조례를연동하여운용하는사례가많다. 자치단체별로자치법령에근거하여지침을제정하였다. Low Impact Development(2005, Washington State University) 는보도, 도로및주차장, 교차로, 가로수등의사업대상지계획및배치, 식생보호, 재조림및유지관리, 청소등의내용과 LID 기술요소 ( 옥상녹화, 빗물차집, 식생사면, 유역최소화, 식생체류 ) 등의설계및모델링가이드등을포함하고있다. Low Impact Development(LID) Guidance Manual(2009, Kitsap Home Builders Foundation) 은미국워싱턴주키트샵카운티지역의 LID 기법적용위주로구성되어있다. LID 기술요소로투수성포장, 옥상녹화, 빗물저류, 생태저류, 나무화분여과장치, 생태저류시설, 식생저류시설, 식생체류시설등의설계기준을포함하고있다. 도로배수및물보호계획가이드 (2011, 독일 ) 은독일의도로노면수처리를위하여빗물저류시설, 빗물처리시설 ( 경유체분리설비, 침전수조, 침윤설비, 저류토양필터, 빗물정화조등의설계내용을포함하고있다. 일본치바현에서수환경시스템을도입한택지개발을권고하기위해 침투시설의계획을위한해설서 를배포하였다. 침투시설의계획은지반의침투능력조사에서부터침투시설에의한유출억제효과와그효과를반영한조정지등의홍수조절용량산정에이르기까지많은단계에거쳐기술적인검토와계산이요구된다. 개발업자들이이와같은작업을원활하게수행할수있도록각단계별로필요한자료와진행방식등을상세하게수록한해설서를작성하여배포하였다 ( 전북발전연구원, 2012). 국외유사지침현황 - The Practice of Low Impact Development(2003, HUD' s Office of Policy Development and Research) - 9 -
- Low Impact Development(Technical Guidance Manual for Puget Sound)(2005, W ashington State University) - Low Impact Development(LID) Guidance Manual(2009, Kitsap Home Builders Foundation) - 긴급호우대책 에기초한 공공시설의일시저류시설등의설치에관한기술지침 (2012, 도쿄도도시정비국 ) < 표 2-4> Low Impact Development(LID) Guidance Manual 개요 Low Impact Development(LID) Guidance Manual(Kitsap Home Builders Foundation, 2009) 목적 구성 미국워싱턴주키트삽카운티지역에서 LID 기법적용을목적으로함 키트삽지역의 LID 기법 LID 적용을위한평가및계획설계및유출수모델링가이드각 LID 시설별설계표준을제시 - 투수성도로, 토양개량, 옥상녹화, 빗물통, 생태저류, 나무화분여과장치등도로가장자리, 사업용지부분, 차도관리등을대상으로설계가이드를제시 < 표 2-5> The Practice of Low Impact Development 개요 The Practice of Low Impact Development(HUD's Office of Policy Development and Research, 2003) 목적 구성 LID 기법을설계하고적용하는방법과강우유출수와오염수관리방안제시를목적으로함 LID 기법의적용, 계획, 대상지선정등을포함하는개요 LID 기법의강우유출수관리시스템제시 -LID 기법적용시개략적인효율과적용시단위비용견적을제시 LID 기법의오염수처리방법제시 LID 기법의설계접근방법제시 < 표 2-6> Low Impact Development(Technical Guidance Manual for Puget Sound) 개요 Low Impact Development(Technical Guidance Manual for Puget Sound)(Washington State Univ. 2005) 목적 구성 지역별로 LID 기법을평가하고배치, 계획하기위한가이드라인제시를목적으로함 Puget Sound 지역현황사업대상지계획및배치 - 보도, 도로및주차장, 교차로, 가로수, 사업부지배치, 건물설계등유지관리, 청소및개량통합관리 - 식생저류지역, 토양개량지역, 투수성포장, 옥상녹화, 저영향시스템등워싱턴지역의 LID 기법설계및유출수모델링가이드제시 - 10 -
나. 국외의사결정지원시스템관련기술개발동향 (1) 미국 1 WARSMP W ARSMP(W atershed and River Systems Management Program) 는이해당사자들간의합리적인물배분과실시간적인유역수자원보존량과이용가능량의파악및평가를위해미개척국 (USBR) 과지질조사국 (USGS) 에서공동으로개발하였다. 이프로그램은유역단위의물과환경자원관리지원목적의분석도구로서수문학적인거동을모의하는수계모형과하류의물사용량을고려한저수지운영모형, 하천수리및상류흐름조건에따른구간단위의생화학적모의모형들이하나의시스템으로결합되어있다. 또한개척국이운영하는댐군을중심으로한유역단위수자원계획및관리 ( 물배분의사결정 ) 에활용하고있으며, 다른모형과의연계및사용을위해필요한소프트웨어와모형의개발을지원하기도한다 (Frevert 등, 2000, 고익환등, 2002). W ARSMP의핵심은시스템안에결합된 MMS나 RiverW are와같은주요분석도구들이공통의데이터베이스인 HDB(Hydrologic DataBase) 와연계되어있다는데있다. HDB는주로시계열수문자료, GIS 속성자료, 통계정보및수자원관리에필요한자료들을저장하게되며관계형 DB로설계되었다. 이러한데이터중심의연계는 < 그림 2-1> 에도시된바와같이데이터중심의하천유역물관리의사결정지원시스템의기반이되며, 한모형의출력결과가데이터베이스에저장되어다른모형의입력자료로사용될수있고, 개별모형수행에필요한 GIS나통계분석과같은보조적인도구들에도연결되어있다. < 그림 2-1> 데이터중심의하천유역물관리의사결정지원시스템 개발된 W ARSMP 는 San Juan 과콜로라도하천유역에적용되었다. San Juan 유역에 서는수질문제, 멸종동식물보호, 콜로라도와뉴멕시코주간의물배분협약관련문제 - 11 -
의조정해결에이프로그램을사용하였고, 콜로라도강유역의경우기존의 CRSS(Colorado River Simulation System) 의운영률들을 RiverW are 의운영률기반모의운영모형으로대체함으로써장기수자원계획수립및정책입안업무와중기운영계획설정에활용하였다. < 그림 2-2> 는콜로라도강유역의의사결정지원시스템인 CDSS(Colorado Decision Support System) 의 GIS 정보를제공하는 Map Server 시스템을나타낸것으로써기본적인지형정보를비롯하여강우, 증발산등의기상정보와토지이용현황, 각종수자원시설물에대한정보를맵상에서확인할수있다. 최근에는뉴멕시코주의 Rio Grande 유역과네바다주와캘리포니아주의 Truckee 하천유역의물관리에도적용되었으며, 이지역의용수사용을둘러싼물배분을조정하기위하여단기유역수자원부존량과이용가능량의파악및평가, 물배분의사결정지원에이프로그램을활용한바있다. < 그림 2-2> CDSS Map Server 시스템 2 TVA 물관리시스템 TVA의물관리시스템은 WaterView, RiverWare, Terra 로구성된다. WaterView 는 TVA가 Voith Siemens Hydro Power Generation 사와공동으로개발한모듈기반의시스템으로서 < 그림 2-3> 에서와같이 Core 모듈, Optimizaiton 모듈, Environmental 모듈, Maintenance-Cost 모듈등으로구성되며, 다양한 SCADA 시스템과연계되어운영된다. 특히, 저수지운영을위한도구로써 USBR의 WARSMP와동일하게 RiverWare 시스템을이용하고있는것이특징이고, 물관리와관련된정보를인트라넷기반으로공유하기위한물관리포털사이트의역할을담당하는 Terra 가상호연계되어사용된다. - 12 -
< 그림 2-3> WaterView 의시스템구성도 (2) 호주 IQQM(Integrated Quantity and Quality Model) 은호주 NSW(New South Wales) 주의 DIPNR(Department of Infrastructure Planning and Natural Resources) 에서수자원관리정책에대한계획및평가를위해개발한수문학적모의모형으로써유량뿐만아니라수질및각종환경이슈를고려할수있으며, 조절하천 (Regulated Stream) 및비조절하천 (Unregulated Stream) 에대해모두적용할수있다. 또한행정구역의이해관계에따른경계와환경적문제가포함된물수지문제의해결시적용할수있으며, 연속형 (Continuous) 모형으로써모의기간은수백년으로도설정이가능하고, 모의단위시간은일단위로운영되나경우에따라서시단위까지가능하다 ( 고익환, 2004). IQQM은 < 그림 2-4> 와같이 In-Stream Water Quantity & Quality Model 과 Ground Water Quantity&Quality Model 로구성된 River System Model 과 Sacramento 모형을기반으로한 Rainfall-Runoff Model, Gate Operation Model, Climate Model 로구성되며, 그외에통계분석및데이터검색, 그래프출력등을위한도구들을포함하고있다. - 13 -
< 그림 2-4> IQQM 의주요구성요소 In-stream W ater Quantity Modeling 모듈은하천시스템에서의흐름을모의하는역할을한다. 하천시스템은일련의 Node와 Link로연결된 Schematic Diagram으로구성된다. Node는유입 (Inflows), 저류 (Storage), 유출 (Outflow) 및그외에다른시설물로구성되고, 흐름추적은 Link에서이루어진다. 하도추적방법 (Flow Routing) 에는 Muskingum Routing방법과지체시간을이용한비선형추적방법 (Non-linear Routing with Lag) 이적용된다. 또한이모형에는다양한형태의저수지뿐만아니라저수지의조합을모델링할수있는기능을가지고있다. 또한저수지운영에있어서 IQQM은저수지와하천에서의취수가능한수자원양에대한평가와관리를모의하는데유용하며, 수자원평가모듈을포함한다. In-stream Water Quality Modeling 모듈은 US EPA에서개발된 QUAL2E 프로그램에기반하여개발되었으며, Rainfall-Runoff Model 은캘리포니아수자원국과미국기상청 (NW S) 에서공동개발된 Sacramento 모형에기반을두고개발되었다. Sacramento 모형을 IQQM의모듈로변형하여구성하였고, IQQM의표준입출력자료의포맷을따르게하였다. 또한매개변수보정의속도를개선하기위해 Pattern Search Optimization Routine을포함하였다. 이러한 IQQM은 NSW와 Queensland 를통과하는 Border River와같은대하천에서부터 Cox River의지류와같은소하천에이르기까지다양하게적용되었으며, 그밖에베트남의메콩강에도적용된바있다. - 14 -
(3) 유럽연합 유럽연합 (EU) 의 Waterware 는 1992 년부터 5년간영국을비롯한이탈리아, 아일랜드, 오스트리아의연구진이공동으로수행했던 EUREKA EU 487 프로젝트의산출물로써하천유역관리자가수량과수질, 수환경을고려한효율적인수자원관리를할수있도록지원하기위한분석도구로개발되었다. 또한 W aterware 는수자원계획입안시개발의한계를결정하고새로운환경입법과수자원개발에따른환경적영향을평가하는데활용이가능하며, 신규자원의개발전략과하천및지하수의오염제어전략을수립하는데도적용가능하다. 제5세대 hydroinformatics 시스템인 Waterware 에서는 < 그림 2-5> 의시스템구조도와같이 GIS와데이터베이스기술, 모델링기법, 최적화기법, 전문가시스템을복합적으로활용할수있도록설계되었다. 이를바탕으로모의운영모형등의모델링기법을이용하여여러대안의결과를예측함과동시에최적화기법과전문가시스템을합성시킨인공지능기법을이용하여최적의대안을선정할수있도록지원한다. 이시스템은 GIS 지리정보기반의데이터베이스와포괄적인하천네트워크편집기능등으로구성되어있으며, 지하수와지표수오염제어, 수요예측, 수자원계획및수문학적모의해석등의기능을포함한다수의분석도구들과연계되어있다. 새로운구성요소들이기존에사용되는인터페이스와부합한다면필요시현재사용중인모형을대체하거나더많은모형을추가하는데에도제약을받지않으며, 궁극적으로는각구성요소에서자료의이용가능성과요구되는정도수준에맞추어여러개의모형에서한가지를선택하여사용하게된다. < 그림 2-5> Waterware 의시스템구조 - 15 -
3. 연구수행내용및결과 3-1. 연구개발의내용 ( 범위 ) 및최종목표 가. 연구개발의최종목표 LID 기법적용을위한설계및유지관리지침개발과 LID 기법선정의최적의사결정지원시스템개발을최종목표로하였다. 해당목표달성을위해기존 LID 기법의운영실태를분석하여기존비점오염저감시설의설치신고제도개선, LID 기법의설계및시공, 유지관리지침개발, 비점오염저감시설정보관리시스템구축, 최적의사결정지원시스템개발을주요과업내용으로수행하였다. - 16 -
나. 연도별연구개발의목표및내용 구분연구개발의목표연구개발의내용비고 기존 LID 기법의운영실태분석조사대상지역선정주관 1 차년도 LID 기법별설계유지관리지침수립 기법별기존설계적용사례분석및기법별설계시고려요소도출 주관 최적의사결정지원시스템개발 LID 기법별특징을검토하고기법선정시의의사결정인자도출 위탁 기존적용된 LID 기법에대한개선방안도출 운영실태및문제점분석을토대로 LID 적용기법의개선방안도출 주관 2 차년도 LID 기법별설계지침수립 LID 기법의설계지침수립및기법별유지관리고려요소도출 주관 최적의사결정지원시스템개발기법별특성인자도출위탁 LID 기법별설계유지관리지침수립 LID 기법별유지관리지침수립주관 3 차년도 최적의사결정지원시스템개발 최적저감시설선정을위한의사결정지원시스템베타버전개발 위탁 개발된지침의 Test Bed 적용및보완 수립된설계유지관리지침의 Test Bed 적용및보완 주관 4 차년도 최적의사결정지원시스템개발 개발된시스템의 Test Bed 에적용및보완 위탁 설계및유지관리표준지침서작성 기존지침의 Test Bed 적용결과를토대로지침을보완하여최종본수립 주관 5 차년도 최적의사결정지원시스템개발 Test Bed 적용및보완절차를거쳐시스템최종버전개발 위탁 - 17 -
3-2. 연구개발결과및토의 가. 비점오염저감시설설치신고제도개선방안도출 (1) 비점오염원설치신고제도의개요 국내의경우일정규모이상의개발사업을할경우와폐수배출시설을설치하고자할경우 수질및수생태계보전에관한법률 에의거하여환경부장관에게비점오염원설치신고를하도록하고있는데, 이제도를비점오염원설치신고제도라한다. 해당제도는 4 대강비점오염원관리종합대책 을뒷받침하기위해 2006 년 4 월에도입되었다. 설치신고대상사업은 < 표 3-1> 에제시된바와같이환경영향평가대상이되는대규모개발사업과부지면적이 1만m2이상인제철시설, 섬유염색시설등의사업장중폐수배출시설설치사업장이다. 비점오염원관리제도는 수질및수생태계보전에관한법률제53조 에법적근거를두고있으며, 이를통해비점오염원의설치를신고하고방지시설설치를의무화하였다. 비점오염원설치신고서제출시의구비서류는개발사업등에서발생하는주요비점오염원및비점오염물질에관한자료, 개발사업등의평면도및비점오염물질의발생 유출흐름도, 개발사업등의유지관리및강우유출수의저감방안등에관한비점오염저감계획서, 비점오염저감시설설치 운영 관리계획및비점오염저감시설의설치명세서및도면등이다. < 표 3-1> 비점오염원설치신고대상개발사업및사업장 개발사업 사업장 환경 / 교통 / 재해등에관한영향평가법 시행령별표1 제1호가목부터다목에해당하는사업도시개발산지개발산업입지및산업단지특정지역개발에너지개발체육시설설치항만, 도로, 철도, 공항건설폐기물처리시설, 분뇨처리시설설치수자원개발국방, 군사시설설치하천이용및개발등토석, 모래, 자갈등의채취관광단지개발폐수배출시설을설치하는사업장중부지면적 1만m2이상인사업장 제철시설, 섬유염색시설석탄, 원류및우라늄광업비금속광물광업음 식료품제조업목재및나무제품제조업펄프, 종이및종이제품제조업코크스, 석유정제품및핵연료제조업 화합물및화학제품제조업고무및플라스틱제품제조업비금속광물제품제조업제 1 차금속산업, 전기, 가스및증기업도매업및상품중개업하수처리업, 폐기물처리업및청소관련서비스업 - 18 -
해당제도운영의문제점및개선방안도출을위해 LH 공사비점오염원설치신고서를 대상으로설치시설의종류, 규모별설치비용, 제도운영상의문제점을검토하였다. (2) 비점오염원설치신고제도의문제점분석 LH 사업지구비점오염원설치신고서를대상으로해당제도의문제점및개선방안을도출하였다. LH 사업지구에적용된비점오염저감시설을대상으로시설의규모별설치단가를산출하였으며, 분석대상시설은 8 개업체의 12 가지시설이었으며, 모두장치형시설이었다. (3) LID 기법적용확대를위한지속가능한신도시계획기준개정 대규모신도시개발시적용기준이되는지속가능한신도시계획기준 ( 국토해양부, 2012) 을검토하여 LID 기법확대를위해필요한관련기준및지침을마련하였다. (4) 비점오염원설치신고제도의문제점및개선방안 ( 가 ) 설치시의문제점 누적유출강우량기준 5 mm를기준으로시설규모를산정하고있으나, 실제적용되는시설은다소과다하게설계되고있어사업시행자에게는원가상승의원인으로작용하고있다. 비점오염원설치신고제도에대한사업시행자의이해부족으로환경영향평가수행기관에서해당신고절차를대행하는경우가대부분이기때문에비점오염저감시설은유역의특성및오염물질유출특성과무관하게환경영향평가업체가선정하는경우가많다. 이과정에서환경영향평가업체는비점오염저감시설관련업체의협조를받아설계도서를작성하고이를토대로환경부에비점오염원설치신고를하고있다. 유역특성에대한충분한고려없이저감시설이선정되었기때문에향후저감시설시공단계에서시설의변경이요구되는경우가있으나, 당초설치신고서에설계도면을반영한업체의민원제기와담당자의설계변경에대한부담으로시설변경을거의불가한실정이다. < 그림 3-1> 은 LH공사택지개발사업지구의비점오염원설치신고서의예시로, 해당신고서에는시설명을비롯한세부설계도면이제시되어있으며, 타개발사업의비점오염설치신고서또한이와유사한형태를취하고있다. - 19 -
< 그림 3-1> 택지개발사업지구의비점오염원설치신고서예시 관련법에의거사업계획확정후 30 일이내설치명세서와도면을포함하여설치신고 를하도록하고있으나, 설계담당자의해당분야에대한이해부족으로충분한검토 가불가한실정이다. ( 나 ) 시설이관및운영상의문제점 ' 06 년비점오염원설치신고제도가마련된이후비점오염원설치신고를한개발사업이최근들어준공이되고있으며, 이에따라비점오염저감시설의지자체이관도본격화되고있다. 하지만, 비점오염저감시설에대한지자체의이해부족으로지자체가시설의이관을꺼리고있는실정이다. < 그림 3-2> 와 < 그림 3-3> 은김포신도시에적용된식생수로시설로우수유출및비점오염물질저감을위해적용되었으나, 시공직후해당시설에대한인근주민들의민원이제기되고, 유지관리의어려움을이유로김포시가이관을꺼리는문제로인해당초의목적과는달리혐오시설로전락하는사례가있었다. - 20 -
< 그림 3-2> 김포신도시의식생수로적용위치도 < 그림 3-3> 김포신도시의식생수로적용사례 지자체에서는유지관리의어려움을빌미로사업시행자에게별도의유지관리비용을요구하는경우도많다. 해당시설에대한이해도부족및예산부족으로인해지속적인유지관리가거의전무한실정으로당초해당시설이목표한처리효율달성을위해서는유지관리를강제할수있는방안마련이시급하다. 일부여과재를이용하는시설의경우특허여과재인경우가대부분으로교체시고가의비용을요구하는경우가많고, 해당업체도산시여과재의교환이불가능한경우가많다. - 21 -
( 다 ) 비점오염원설치신고제도의개선방안 설치신고시특정공법의도면을포함할경우향후시설변경이곤란한점을감안하여가급적상세한도면및자재에대한내용은포함하지않도록한다. 해당내용을위주로하는 초기우수처리시설설계개선방안 은 LH 내부방침으로기수립하였다. 전술한 LH 내부방침이실행력을갖기위해서는비점오염원설치신고시관련기관인유역환경청등에서상세도면첨부없이도설치신고가가능하도록제도의탄력적인운용이필요할것으로사료된다. (5) 비점오염원설치신고제도개선 비점오염원설치신고제도의합리적인운영을위해국민신문고를통해신고시기등의조정을제안하였다. 환경부가해당제안을수용하여관련법령인 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙 에대한개정령안을마련하였다 (2014.10.10.). 시행규칙개정입법예고 ( 안 ) 1) 환경부공고제2014-575 호 수질및수생태계보전에관한법률 시행규칙을개정함에있어국민에게미리알려이에대한의견을듣고자그제안이유와주요내용을행정절차법제41조에따라다음과같이공고합니다. 2014 년 10월 10일환경부장관 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙일부개정령안입법예고 1. 제안이유공공수역으로유출하거나버리는행위가금지되는토사 ( 土砂 ) 의기준을환경부령으로정하도록하는 수질및수생태계보전에관한법률 이개정 ( 법률제12519 호, 2014. 3. 24. 공포, 2014. 9. 25. 시행 ) 됨에따라법률에서위임된사항을정하는한편, 개발사업의비점오염원설치신고시기조정, 비점오염저감계획에의저영향개발방안포함, 기존부지의비점오염저감시설의설치시점마련등의비점오염원관리절차를개선ㆍ보완하려는것임. 2. 주요내용가. 공공수역으로유출하거나버리는행위가금지되는토사 ( 土砂 ) 의기준규정 ( 안제26 조의2 신설 ) 육상의건설공사에한하여적용하며토사 1천킬로그램이상또는배경농도 ( 탁수가 1) 환경부공고제 2014-575 호 - 22 -
혼합되기전농도 ) 값을제외하고증가된하천 호소의부유물질 (SS) 농도가 100m g/l 이상인경우유출을금지하되시간당 10mm 이상의강우가 1시간이상지속될때또는누적강우량 30mm 이상일때에는적용하지아니함. 나. 통행제한도로 구간의통행증발급주체확대 ( 안제27조제 3항제3호개정 ) 통행증발급기관을통행제한도로 구간시점관리지자체장에서운행차량의진입시점관할지자체장으로확대다. 측정기기의운영 관리기준에적합하게부착해야하는측정기기대상에예비형식승인을득한측정기기도반영 ( 안제50조개정 ) 신제품의시장진입활성화를도모하고자 환경분야시험 검사등에관한법률 제 9조의2에환경측정기기예비형식승인장비의제작 수입및유통 판매를허용한예비형식승인제도도입취지를반영하여예비형식승인을득한환경측정기기도수질측정기기에부착하여사용가능하도록함. 라. 개발사업의비점오염원설치신고시기조정 ( 안제73조제 1항개정 ) 개발사업의비점오염원저감시설설치신고를현행 환경영향평가법 에따른승인또는사업계획을확정한날부터 30일이내가아닌사업의공사개시전에완료하도록충분한기간을부여함. 마. 비점오염원설치신고서류에저영향개발방안을포함 ( 안제73조제 2항및제74조제 1 항개정 ) 도시개발및산업단지조성등비점오염원설치신고대상은저영향개발방안을포함하여비점오염저감계획을마련하도록함. 바. 기존부지의비점오염저감시설의설치시점규정 ( 안제75조제 1항개정 ) 이미공사가완료된사업부지나사용중인시설부지의비점오염저감시설은비점오염원설치신고수리후, 1년이내에설치를완료하도록규정함. 사. 상수원의수질보전을위한통행제한도로 구간의현행화 ( 안별표 11 개정 ) 기설치된통행제한도로 구간중도로이 신설, 주소변경등에의한변경사항반영 현행화 3. 의견제출본개정안에대하여의견이있으신개인이나단체는 2014 년 11월 19일까지다음사항을기재한의견서를환경부물환경정책과로제출하여주시기바라며, 그밖에자세한사항은환경부홈페이지 (www.me.go.kr/ 법령마당 / 입법예고 ) 를참고하시기바랍니다. 가. 입법예고사항에대한조항별의견 ( 찬반여부와그이유 ) 나. 성명 ( 법인ㆍ단체인경우에는그명칭및대표자성명 ), 주소및전화번호다. 보내실주소 : 세종특별자치시도움6 로 11-6 정부세종청사 6-3 동환경부물환경정책과 : 044) 201-7018 FAX : 044) 201-7000 e-mail : forworth@korea.kr - 23 -
< 그림 3-4> 비점오염원설치신고제도개선제안 - 24 -
나. 환경영향평가시저영향개발기법적용매뉴얼수립 2) (1) 연구의접근방법 도시지역의비점오염원관리및건전한물순환체계확보를위해저영향개발 (LID: Low Impact Development) 기법이적극검토되고있으나, 개발사업에대한적용을확산하기위한제도적기반이미비한실정이다. 개발사업에대한환경영향평가협의시저영향개발 (LID) 기법적용을유도하여도시지역에서의물순환기능을개선함과아울러비점오염물질을줄이고자하였다. 이에따라국내외유사지침현황과관련정책의추진현황을분석하고저영향개발 (LID) 기법의종류및적용시고려사항, 개발사업의단계별저영향개발 (LID) 기법적용방안을제시하고자하였다. (2) 저영향개발 (LID) 기법의개요 저영향개발 (LID) 기법은국내외에서다양하게정의되고있는데, 개발로인해변화하는물순환상태를자연친화적인기법을활용해최대한개발이전에가깝게유지하도록하는것이공통된사항이다. < 표 3-2> 전통적빗물관리와새로운빗물관리 (LID) 의특성비교 구분 전통적빗물관리 새로운빗물관리 (LID) 명칭 중앙집중식빗물관리 분산형빗물관리 기본방향 빗물을빠르게집수하고배제 빗물을발생원에서머금고가두기 계획목표 개발후첨두유출량증가의감소 개발후총유출량증가의감소 주요시설 빗물펌프장, 저류지 소규모침투및저류시설 한계 물순환장애및건천화 집중호우시효과의한계 도심홍수, 기후변화로인한집중강우등으로도시물순환체계에대한개선필요성이대두되고있다. 비점오염원설치신고제도도입 ( 06.04) 이후 4대강수계비점오염저감시설에대한모니터링결과장치형시설에비해자연형시설이효율및유지관리측면에서유리하다는결론이도출된다. 저영향개발 (LID) 기법은매우다양하고, 하나의기법이저류, 여과, 증발산등복합적다기능을수행하는경우가많으므로분류하기가쉽지않으며, 국내에서는도입초기단계로그종류가법적으로규정되거나분류되어있지않은상황이다. 2) 환경영향평가시저영향개발기법적용매뉴얼 ( 환경부, 2013) - 25 -
본매뉴얼은 수질및수생태계보전에관한법률 에서규정하고있는자연형비점오염저감시설을대상으로하였으며, 본매뉴얼에수록되지않은기법의설치및관리 운영기준은 건강한물순환체계구축을위한저영향개발 (LID) 기술요소가이드라인 (2013.4, 환경부 ) 를따른다. (3) 관련정책의추진현황 박근혜정부 140 대국정과제 의과제 99( 기상이변등기후변화적응 ) 는기후변화의위기를기회로활용한 지속가능사회 구현으로지속가능한물순환체계구축및적응대책수립지원에서개발사업추진시저영향개발기법적용을확대하도록추진계획을제시하고있다. 비점오염원관리를위한관계부처합동의중장기국가종합대책인 제2차비점오염원관리종합대책 ( 12.05) 은도시분야의추진대책과제로저영향개발 (LID) 기법적용확대, 도시물순환기능회복을위한관련규정제 개정및비점오염저감형그린빗물인프라조성등을제시하였다. (4) 저영향개발 (LID) 기법의종류및적용시고려사항 저류형시설 ( 저류지 ), 인공습지, 침투형시설 ( 투수성포장, 투수블럭, 침투도랑, 침투통, 침투트렌치 / 침투관, 침투측구, 침투저류지 ), 식생형시설 ( 수목여과박스, 식생수로, 식생여과대 ) 을대상으로하였으며, 법적설치기준및관리 운영기준은 수질및수생태계보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18에근거하였다. (5) 개발사업의단계별저영향개발 (LID) 기법적용방안 ( 가 ) 전략환경영향평가단계에서의저영향개발 (LID) 기법적용검토 전략환경영향평가제도는환경에영향을미치는상위계획을수립할때에환경보전계획과의부합여부확인및대안의설정 분석등을통하여환경적측면에서해당계획의적정성및입지의타당성등을검토하여국토의지속가능한발전을도모하는것이다. 전략환경영향평가협의시저영향개발 (LID) 기법적용기본방향 - 전략환경영향평가대상행정계획중정책계획은사업의구체성이부족하기때문에저영향개발 (LID) 기법을적용하는데한계가있다. 저영향개발 (LID) 기법적용은개발기본계획을대상으로하는것을원칙으로한다. - 개발기본계획은구체적인개발구역의지정에관한계획또는개별법령에서실시계획등을수립하기전에수립하도록하는계획임을감안하여구조및용량등에대한내용보다는저영향개발 (LID) 기법적용위치, 주변토지이용계획을고려한기법적용등을검토한다. - 저영향개발 (LID) 기법의취지를감안하여발생원제어, 별도시설설치최소화등을적 - 26 -
용하며, 수환경의보전또는환경친화적토지이용항목에포함하여적용된사항을제 시하도록한다. < 표 3-3> 토지이용계획별적용가능한저영향개발 (LID) 기법 토지이용 자동차도로 보행자및자전거도로 주차장 공원 저영향개발 (LID) 기법및적용방안 적용가능기법 - 완충녹지가있는도로 : 식생수로, 침투도랑 - 완충녹지가없는도로 : 침투통, 침투트렌치, 수목여과박스 적용방안및고려사항 - 공동주택지인근등사람의동선이많은곳은물고임등우려가있는경우에는일정시간경과후자연배수또는전량침투되는기능을갖추도록함 적용가능기법 : 투수성포장, 투수블럭 적용방안및고려사항 - 보행자도로및자전거도로에적용하며, 차량통행이많지않은이면도로에도적용이가능함 - 보행자민원을최소화하기위하여전면투수포장보다는부분포장을우선고려함 적용가능기법 : 투수성포장, 투수블럭 적용방안및고려사항 - 주차장부지는투수성포장및투수블럭등의적용을원칙으로함 - 보행자민원을최소화하기위하여전면투수포장보다는부분포장을우선고려함 적용가능기법 - 저류지, 침투저류지, 식생수로, 식생여과대 적용방안및고려사항 - 공원일부지역에저류지등을설치하여공원에서의우수유출수에대한저류기능및친수공간조성기능을수행하도록함 ( 나 ) 환경영향평가단계에서의저영향개발 (LID) 기법적용검토 환경영향평가제도는환경에영향을미치는실시계획 시행계획등의허가 인가 승인 면허또는결정등을할때에해당사업이환경에미치는영향을미리조사 예측 평가하여해로운환경영향을피하거나제거또는감소시킬수있는방안을마련하는것이다. 환경영향평가협의시저영향개발 (LID) 기법적용기본방향 - 대상사업의구체적인실시계획이수립되는단계임을감안하여저영향개발 (LID) 기법의적용위치, 규모, 효율등에대한구체적인내용을제시하도록한다. - 환경영향평가서에는강우유출모델수행등을통해우수유출저감효과를제시하고, 유지관리여부확인을위해사후환경영향조사항목에 LID 기법에대한조사항목, 조사시기등을포함한다. - 27 -
- 적용구역은개발지역내주변보다상대적으로고도가낮은곳에배치하며, 빗물이자연유하되는경로를고려해야한다. - 도로및주차장등불투수면과녹지등투수면을연계함으로써불투수면에서유출된강우유출수가투수면으로유입될수있도록우수배제체계를고려하며, 하중이크지않은도로 ( 보행자도로및자전거도로등 ) 는투수성포장또는블록설치를원칙으로한다. - 저영향개발 (LID) 기법의단위시설개수는최소화하거나또는그이상의기법이선형으로연결되도록배치하고, 대형화하여유지관리가용이하도록한다. - 환경영향평가서작성시적용된저영향개발 (LID) 기법의세부설계도면및유지관리에필요한세부사항 ( 유지관리비용, 유지관리항목등 ) 을기술하도록한다. < 표 3-4> 토지이용계획별적용가능한저영향개발 (LID) 기법 토지이용 자동차도로 보행자및자전거도로 주차장 공원 저영향개발 (LID) 기법및적용방안 적용가능기법 - 완충녹지가있는도로 : 식생수로, 침투도랑 - 완충녹지가없는도로 : 침투통, 침투트렌치, 수목여과박스 적용방안및고려사항 - 도로노면의유출수가주변녹지로유입될수있도록계획고및구배를고려함 - 공동주택지인근등사람의동선이많은곳은물고임등에따른민원발생우려가있는경우에는일정시간경과후자연배수또는전량침투되는기능을갖추도록함 적용가능기법 : 투수성포장, 투수블럭 적용방안및고려사항 - 보행자도로및자전거도로에적용하며, 차량통행이많지않은이면도로에도적용이가능함 - 보행자민원을최소화하기위하여전면투수포장보다는부분포장을우선고려함 - 해당기법은공극막힘에따른투수능유지가곤란한한계가있기때문에일정기간투수성능유지를담보할수있는기술이어야함 적용가능기법 : 투수성포장, 투수블럭 적용방안및고려사항 - 주차장부지는투수성포장및투수블럭을적용하되, 주차장부지에투수성기법을적용하기곤란한경우주변에침투도랑, 침투통등을설치함 - 보행자민원을최소화하기위하여전면투수포장보다는부분포장을우선고려함 적용가능기법 - 저류지, 침투저류지, 식생수로, 식생여과대 적용방안및고려사항 - 공원내설치되는시설의경우사람의이용과접촉이빈번한시설이므로도로노면유출수등주변의오염도높은강우유출수가유입되지않도록함 - 28 -
( 다 ) 사후영향평가조사서검토시이행여부점검방안 사후환경영향조사는사업자가해당사업을착공한후그사업이주변환경에미치는영향을조사하는것이다. 사후환경영향조사대상사업및조사기간은다음 < 표 3-5> 와같다. < 표 3-5> 사후환경영향조사대상사업및조사기간 ( 단지개발사업등 ) 대상사업 조사기간 도시의개발사업사업착공시부터사업준공후 3 년 ~5 년까지 ( 세부대상사업에따라상이 ) 산업입지및산업단지의조성사업 도로의건설사업 사업착공시부터사업준공시까지및사업준공후입주율이 70 퍼센트에도달한다음해부터 3 년간 ( 사업준공후 7 년이되는해에도입주율이 70 퍼센트에도달하지않은경우에는 7 년이되는해에만사후환경영향조사를실시한다 ) 사업착공시부터사업준공후 3 년까지 관광단지의개발사업사업착공시부터사업준공후 3 년 ~5 년까지 ( 세부대상사업에따라상이 ) 특정지역의개발사업 사업착공시부터사업준공시까지또는준공후 3 년 ~5 년까지 ( 세부대상사업에따라상이 ) 저영향개발 (LID) 기법에대한조사항목, 조사주기등이환경영향평가협의내용과일치하는지의여부를검토하도록한다. 유지관리상태가환경영향평가서에제시된범위를초과하지않은지의여부를확인한다. 환경영향평가협의내용과일치하지않거나평가서에제시된범위를현저히초과하는등추가적인대책이필요하다고인정되는경우조치를취하도록한다 ( 환경영향평가법 제36조 ( 사후환경영향조사 ) (6) 연구수행결과 국내외비점오염저감시설관련지침을토대로저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설으로분류하여지침을작성하였다. 분류된시설에해당하는세부시설에대하여시설개요, 법적기준, 기존자료의고려항목, 세부지침에대하여기술하였다. 세부내용으로는기존유사지침현황, 시설별기준, 체크리스트등으로구성하여작성하였다. < 그림 3-5>, < 그림 3-6> 은성과물인 비점오염저감시설설계및시공지침, 비점오염저감시설유지관리지침 의표지와차례, 구성을나타내고있다. 비점오염저감시설기법별설계및시공지침과유지관리지침은별책의성과물로작성하였으므로본보고서에서는해당내용을생략한다. - 29 -
다. 비점오염저감시설설계및시공지침 3) (a) 표지 (b) 세부시설 (c) 세부설치및시공지침 (d) 설계및시공체크리스트 < 그림 3-5> 비점오염저감시설설계및시공지침 3) 세부지침은부록으로별첨함 - 30 -
라. 비점오염저감시설유지관리지침 4) (a) 표지 (b) 세부시설 (c) 세부유지관리지침 (d) 유지관리체크리스트 < 그림 3-6> 비점오염저감시설유지관리지침 4) 세부지침은부록으로별첨함 - 31 -
마. 비점오염저감시설정보관리시스템구축 (1) 시스템구축의목적 비점저감시설에대한정보를체계화하여비점저감시설정보관리시스템을구축한다. 업체들의자발적제품등록에따른비점저감시설에대한방대한정보수집, 체계화적으로정보를 DB화한다. 각시설의제품정보를전자브로셔로생성하여제공하고, 제품특성을비교및분석할수있도록다양한형태의보고서폼출력기능제공한다. 시설정보 DB를이용하여의사결정지원인자요소를도출한다. 도출된인자를바탕으로 LID기반의최적의사결정지원시스템을개발한다. < 그림 3-7> 비점저감시설정보관리시스템의활용목적 - 32 -
(2) 유사시스템사례분석 < 표 3-6> 기존유사기술에서도출할수있는요소 기존유사기술요소특허 No. 시설물유지관리시스템및시설물유지관리방법 정보수집 정보의체계화 의사결정지원인자도출 10-0606861-000 (2006. 07. 18) 전자카탈로그서비스제공방법및그시스템 공급자 / 수요자간의원활한거래지원 웹기반시스템 10-1032474-000 (2011. 01. 27) 네트워크기반의사업자분석시스템및제공방법 의사결정지원수단 10-0688446-000 (2007. 01. 18) ( 가 ) 시설물유지관리시스템및유지관리방법 개요 - 도로, 교량, 하천등시설물유지관리의효율성증진을위한시스템 - 현장업무의전자화 - 시설물유지관리에필요한정보의체계화 - 합리적인시설물유지관리의사결정지원 - 시설물유지관리시스템및방법에관한기술 이루고자하는기술적과제 - 시설물에대한체계적인관리 - 사용자의편의를위한현장업무의전자화 - 시설물유지관리를위한관리자의의사결정지원 유사점 - 시설물에대한정보를 DB화하여체계화시킴 - 정보들을수집하여데이터베이스에저장하고시설물에대한보고서를생성하여제공함 - 수집된정보들을통해사용자의의사결정을지원함 차별성 ( 기존기술 ) - 별도의시스템및사용자 ( 정부기관 ) 의독자적인네트워크로구축 차별성 ( 개발시술 ) - 웹기반에서불특정다수의공급자를이용한정보DB구축 - 수요자 / 공급자의상호정보교류를위한사이버공간제공 - 33 -
( 나 ) 전자카탈로그서비스제공방법및그시스템 개요 - 온라인상에서전자카탈로그서비스를제공하는방법및그시스템에관한것임 - 단말기로부터전자카탈로그에등록할제품정보를수신하고, 데이터베이스에저장 - 온라인상에서용이하게전자카탈로그를생성할수있으며, 생성된카탈로그를용이하게수정 / 편집하여소비자들에게쉽게정보를제공할수있음 이루고자하는기술적과제 - 온라인상에서전자카탈로그를용이하게생성, 수정할수있음 - 제품홍보및온라인거래를활성화할수있음 유사점 - 수요자 / 공급자간의원활한거래지원 - 제품생산자의직접적인제품등록및홍보 - 제품설명서개념의전자브로셔를생성및제공 (3) 기술개발의배경 ( 가 ) 제도적인배경 전체수계오염원중비점오염원의비율이 22~37% 이고, 특히도시수질오염배출량의약 50% 를차지하여도시하천을오염시키는주요원인이된다. 2006. 4. 수질환경법개정 ( 제 53조 ) 으로비점오염방지시설설치와관련된업무처리요령및기준을정함으로서비점오염원관리를강화하였다. 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙 별표 18의비점오염저감시설의설치및관리, 운영기준에따라비점오염물을관리하도록하였다. - 강우시유출량집중 - 오염원이넓은지역에분산 - 도시지역의경우중금속등의독성물질함유 ( 나 ) 기존기술의문제점및한계 비점저감시설물에대한자료들이일정한기준없이산재되어있다. 비점저감시설물에대한설계요소가정립되어있지않다. ( 다 ) 기술개발의해결과제및기대효과 - 34 -
비점저감시설물에대한정보를체계화하여시설물정보통합관리시스템구축하고자한다. 업체들의자발적제품등록에따른비점저감시설물의대한방대한정보수집과체계화적으로정보를 DB화시키고자한다. 각시설물제품정보를전자브로셔로생성하여제공하고, 제품특성을비교및분석할수있도록다양한형태의보고서폼출력기능을제공하고자한다. (4) 비점저감시설정보관리시스템개발및개선 ( 가 ) 정보관리시스템개발방향 정보관리시스템개발의목표는양질의비점오염저감시설정보를일반인, 공무원, 전문가에게체계적으로제공하여비점오염저감시설의합리적인적용을도모하는데있다. 이러한목표달성을위해서는비점저감시설에대한기본정보및설치운영현황을사용자가알아보기쉽게제공하고기업의비점오염저감시설등록을활성화하여자발적인시설물 DB가구축되도록유도하여시스템을활성화시키는것이고시스템정보를지속적으로갱신유지관리하여비점 LID 시설의확대보급을기반을확보하는것이매우중요하다할수있다. 본연구에서는기존이원화되어있었던비점정보관리시스템과 LID정보시스템을통합한비점오염저감시설정보관리시스템을최종적으로개발하였다. 또한, 2014 년개정된비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 ( 환경부, 2014) 의비점저감시설분류기준에의거하여비점오염원저감시설을시설별로는자연형, 장치형및전처리시설로구분하고기능별로는저류, 침투, 식생, 장치, 전처리, 기타시설로구분하여 DB를새롭게구성하였고, 시스템접속자정보 DB개발, 웹디자인개선및참고문헌작성을수행하였으며최종적으로시스템오류검증을상세하게수행하여정보관리시스템의질적수준을향상시켰다. ( 나 ) 비점오염저감시설정보관리시스템개발및개선의필요성 최근비점오염저감시설설치확대및 LID 기법을기반으로하는택지개발이활성화됨에따라비점오염원저감시설및 LID 기법을활용하고자하는정책입안자의관련정보수요가지속적으로증가하고있고비점제품업체들의수도많아지고있는추세이며비점오염원관리기술연구단의비점오염저감시설정보관리시스템에서제공하는관련정보 DB의활용도는지속적으로증가하고있으며기개발된정보관리시스템을최신정보로갱신하고사용자의접근성을고려하여수정보완개발할필요가있다. ( 다 ) 주요개발및개선사항 비점정보관리시스템의주요개선사항은정보관리시스템시설, 제품등록 DB보완개발, 시스템접속자정보 DB 개발, 웹디자인개선및참고문헌작성이다. 첫번째로정보관리시스템시설및제품등록 DB보완개발은비점정보관리시스템과 - 35 -
LID정보시스템통합을위해정보관리시스템컨텐츠및 DB를새롭게구성하고개정된비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 ( 환경부, 2014) 에근거하여비점저감시설 PDF 매뉴얼을최신자료로업데이트하였다. 두번째로시스템접속자정보 DB 개발에서는회원가입을통한로그인기능을탑재하여가입형태 ( 사업시행자, 기업, 일반 ) 에따른시스템사용권한을부여하였다. 마지막으로웹디자인개선및참고문헌작성은통합된비점정보관리시스템의전체디자인을개선하고각시스템의중복요소를삭제하였으며정보관리시스템홈화면을새롭게구성. 또한참고문헌 DB 다운로드는문헌정보를항목별로분류하여사용자가편리하게필요문헌을검색할수있도록수정하였다. ( 라 ) 정보관리시스템시설, 제품등록 DB 보완개발 ➀ 정보관리시스템비점오염저감시설컨텐츠 DB 자료재분류 환경부의수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 6 에따르면 LID 시설은자연형비점오염저감시설에포함되어있다. 본연구에서는기개발된비점정보시스템과 LID 정보시스템을통합하였으며개별시스템에구성되어있는 DB의 Facility code 및 category 를재정리하였다. 정보관리시스템의비점오염저감시설 DB는시설별, 기능별로재분류하였으며시설별분류는자연형, 장치형, 전처리시설로분류하였고기능별분류는저류, 침투, 식생, 장치형, 전처리, 기타시설로분류하였다. < 그림 3-8> 비점오염저감시설의시설별분류 - 36 -
➁ 비점저감시설정보재분류에따른매뉴얼수정및자료추가 기존비점정보시스템과 LID정보시스템에혼재되어있던비점저감시설별가이드라인을재분류하여일관성있는요소기술가이드라인을작성하였다. 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 ( 환경부, 2014), 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 ( 국립환경과학원, 2012) 및관련매뉴얼을참고하여비점오염저감시설요소기술설계에필요한기술자료를최신자료로업데이트하였다. 새롭게만든비점저감시설가이드라인은표지디자인을변경하였으며내용개정날짜에대한정보를수록함. 또한가이드라인의영문명칭은 LID GUIDANCE DOCUMENT 로명명하였다. < 표 3-7> 비점저감시설별가이드라인작성목차 개요 시설의장단점 고려사항 정의 특성 구성및처리단계 종류 장점 단점 시설선정시고려사항 시설설치기준 관리 운영기준 설계용량산정 처리효율 - 적용사례 국외사례 국내사례 기존비점정보관리시스템및 LID 정보관리시스템의자료보완 시설별저류, 침투, 여과등기능과특성을자세하게분석 시설물종류에대한자료를자세히수록하여시설물설치시정보 제공 시설별설치후발생하는부가적인이점과시설물효과의한계점 제시 시설별설치기준을제시하여합리적인설계도출에활용 시설별유지관리방법및적용성을정리 설계용량산정방법및산정식을제시 BOD, TN, TP 이외 TSS, 유출량저감효율, 기타오염물질의처리효율제시 기존비점정보관리시스템및 LID 정보관리시스템의자료보완 국내및국외사례를통해시설물설계시활용 참고문헌 - 추가되는정보에대한참고문헌을제시 - 37 -
< 그림 3-9> 비점저감시설매뉴얼 ( 예시 : 인공습지 ) ➂ 비점저감시설시설명칭및영문명업데이트 분류된비점저감시설에대한국문및영문명칭은비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 ( 환경부, 2014), 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 ( 국립환경과학원, 2012) 등에제시된명칭을참고하여표준화된명칭으로수정하였다. - 38 -
< 표 3-8> 비점저감시설정보 PDF 매뉴얼의시설별영문명칭수정 구분 시설물명칭개선전 시설물명칭개선후 시설명영문명시설명영문명 빗물정원 Rain Garden 빗물정원 Rain Garden 저류시설 습식연못 Retention Pond ( 삭제 ) - 지하저류조 Underground Storage Tank 지하저류조 Underground Storage Tank 유수지 Retarding Basin 저류지 Stormwater Pond 자 연 인공습지인공습지 Constructed Wetland 인공습지 Constructed Wetland 침투관 / 측구 / 통 Infiltration Pipe Infiltration Gutter Infiltration Collector 침투관 / 측구 / 통 Infiltration Pipe Infiltration Gutter Dry Wells 침투도랑 Infiltration Trench 침투도랑 Infiltration Trench 형 시 설 침투시설식생형시설 장치형시설전처리시설 - - 침투저류지 ( 추가 ) Infiltration Basins 침투화분 ( 화단 ) Infiltration Planter Flow Through Planter 침투화분 ( 화단 ) Infiltration Planter Flow through Planter 투수성포장체 Porous Pavement 유공포장 Porous Pavement 나무여과상자 Tree Box Filter 나무여과상자식물재배화분 ( 추가 ) Tree Box Filter Planter Box 식생수로 Vegetated Swale 식생수로 Vegetated Swale 식생여과대 Vegetated Filter Strip 식생여과대 Vegetated Filter Strip 식생체류지 Bioretention 식생체류지 Bioretention 옥상 / 벽면녹화 Green Roof Green Wall 옥상 / 벽면녹화 Green Roof Green Wall 모래여과시설 Sand Filter 모래여과시설 Sand Filter 제조여과시스템 스크린시설 (CDS) Manufactured Filtering System Continuous Deflective Separation 제조여과시스템 스크린시설 (CDS) Manufactured Filtering system Continuous deflective separation 와류형시설 Downstream Defender 와류형시설 Downstream Defender 기타시설 ( 추가 ) - - 빗물집수장치 ( 추가 ) Rainwater Harvesting - - 빗물저류조 ( 추가 ) Rainwater Pocket ➃ 비점오염저감제품정보표출기능개선 정보관리시스템의제품등록항목은전체입력시제품소개, 설계시공, 유지관리, 기본정 보에이르는상당히많은분량의제품정보를입력하여야하지만필수입력항목만입력 - 39 -
하더라도제품등록이가능하도록하였다. 필수입력항목 : 구분, 제품명, 제품개요및특징, 최대처리효율, 시공가능지형조건등으로간소화하였다. 로그인을하지않고비점저감시설소개및등록메뉴를클릭하면등록된모든비점저감시설정보 DB의열람이가능하며개별제품을선택하게되면제품명, 제품개요및특징, 최대처리효율 (%), 시공가능지형조건표출등선별된정보만제공하도록하였다. 관리자 : 개별기업의제품개발정보전체가조회, 승인, 반려가가능하도록개발하였다. 기업회원 : 개별기업의제품등록, 관리가가능하도록개발 ( 자사제품의등록, 수정, 삭제등 ) 하였다. 일반로그인의경우제품정보의조회만가능하며제품등록, 승인, 반려, 삭제관련항목등은시스템에표출되지않도록하였다. 제품단가의단위는천원단위로고치고 100000 원으로표기된내용은 100,000 으로콤마표기완료하였다. < 표 3-9> 비점저감시설제품등록항목 1 단계 제품소개등록 2 단계 설계시공등록 3 단계유지관리등록 4 단계기본정보 항목 내용 구분 비점오염저감시설의분류 * 제품명 등록할제품의명칭입력 * 제품개요및특징 제품에대한간략한설명및특징입력 구성재료또는장치 제품의재료및장치정보입력 제품규격 제품의규격 ( 박스형, 원통형 ) 정보및단가정보입력 원천기술명 특허, 실용신안, 환경신기술인증형황업로드 * 최대처리효율 (%) 비점오염저감제품의수질처리효율입력 * 시공가능지형조건 제품시공이가능한지형조건입력 처리과정 / 처리원리 비점오염저감시설의처리과정및원리입력 상세도 ( 설계도 ) 제품의상세도입력 설계지침서또는시방서 제품의설계지침서및시방서입력 설계고려사항 제품설계시기초및필수고려인자입력 시공순서 제품시공순서입력 현장설치기간 제품의현장설치기간입력 시공비 제품토공비및시설공사비입력 시공사례 제품의기존시공사례입력 유지 관리비 유지및관리비용입력 유지관리항목 운영시필요한유지관리항목입력 관리 운영지침 제품의관리 운영지침입력 * 기본정보등록 회사관련정보를입력하는부분 키워드 제품과연관되는검색키워드입력 참고 ) * 는필수입력항목 - 40 -
( 마 ) 시스템접속자정보 DB 개발 ➀ 회원가입기능추가및권한설정 회원가입메뉴에서사업시행자, 기업, 일반회원이회원으로가입하게되면회원등급변경신청이자동으로관리자메일로전달된다.( 최초가입시일반회원등급 ) 가입회원 ( 사업시행자, 기업, 일반 ) 에대해관리자가시스템권한설정을하면이후에권한에맞는시스템및정보이용이가능토록시스템을개발하였다. < 그림 3-10> 정보시스템회원가입메뉴 사업시행자 : 웹페이지의모든정보가열람가능하다. 기업회원 : 웹페이지의모든정보가열람가능하다 ( 타사제품정보의경우제한적정보열람가능 ), 다만, 자사제품정보는제품정보등록및승인요청, 수정, 삭제가가능하다. 일반회원 : 웹페이지의모든정보가열람가능하다 ( 제품정보의경우제한적정보열람가능 ) - 41 -
< 표 3-10> 가입형태별정보관리시스템개선사항 구분회원가입입력사항권한부여 사업시행자 기업회원 일반회원 아이디 비밀번호 담당자명 이메일 기관명 주소 연락처 / 팩스 회사로고 ( 이미지 ) 아이디 비밀번호 담당자명 이메일 회사명 주소 연락처 / 팩스 홈페이지 아이디 비밀번호 담당자명 이메일 회사명 주소 연락처 / 팩스 웹시스템의모든정보열람가능 기업회원이업로드한제품정보전체열람가능 의사결정지원시스템연계접속가능 웹시스템의모든정보열람가능 ( 다만, 타사제품정보의경우제한적열람가능 ) 자사제품등록및관리서비스제공 기업회원이등록한제품은기업이승인을요청하고관리자가승인을완료한경우공식적으로제품정보가시스템에표출됨 다만, 기업이제품정보를재수정하게되면다시승인요청으로자동변환되며관리자승인완료후웹시스템에다시표출 기업로그인후제품등록완료및제품수정후승인요청시승인요청이접수되었다는내용은자동으로관리자에게전송됨 일반회원은웹페이지모든정보열람가능단, 제품정보의경우제한적정보열람가능 ➁ 관리자로그인후권한및기능 회원가입사업시행자, 기업회원, 일반회원에대한사용자관리 ( 회원관리 ) 시스템을개발하였다. 사용자관리시스템은등급별회원조회, 회원등급조정, 등록회원삭제등가능이있다. 관리자는웹시스템접속통계현황을조회할수있다. < 그림 3-11> 가입회원관리시스템화면 - 42 -
관리자는개별기업이등록한비점오염저감제품에대한승인, 반려, 삭제권한을가질수있다. 기업이새로운제품을등록하고승인을요청하게되면신규제품등록에대한최종승인요청메일이관리자에게전달된다. 관리자는웹시스템로그인하여승인요청제품에대한검토후제품승인가능, 제품승인이완료된제품은웹시스템에서사업시행자, 기업, 일반에게제품정보를선별적으로제공한다. 반려항목을새롭게생성하여승인요청한제품에대한반려가능. 반려된제품의경우기업이다시제품정보를수정하여승인요청이가능하다 ( 반려단계추가 ) 관리자가제품삭제, 제품정보를수정할수있는기능을추가하였다. < 그림 3-12> 관리자접속시제품승인관리기능 ( 바 ) 웹디자인개선및기타수정사항 ➀ 비점정보관리시스템컨텐츠재구성 비점정보시스템의비점오염원개요, LID정보시스템의 LID 개요에관한일반적인설명내용을통합구성하였다. 비점정보시스템과 LID 정보시스템의중복요소를삭제하였다. 비점저감시설정보 메뉴명 비점오염저감시설종류 로수정하였다. 환경부비점오염원사이트 (nonpoint.me.go.kr) 와내용중복우려로상단부의 비점오염 - 43 -
원, LID 메뉴를삭제하였다. < 표 3-11> 컨텐츠통합및개선내용 구분 통합 상단컨텐츠 비점오염원정의종류영향 LID( 저영향개발 ) 설치및운영현황 비점저감시설종류 시설소개및등록 참고문헌 정의 기술요소 세부컨텐츠 적용효과 저감방안처리효율 관리정책방향적용사례 토지주택공사, 환경공단설치운영현황 DB 관련제도 비점저감시설 LID 시설정보 D 개별기업에서업로드하고승인한제품 B( 시설별, 기능별 ) 비점및 LID 관련문헌정보 DB ➁ 비점정보관리시스템메인화면생성 비점오염저감시설에대한정보전달편의성을위해비점정보관리시스템접속화면은전 체적인구성요소를확인하기쉽도록홈화면을추가하여재구성하였다. < 그림 3-13> 비점정보관리시스템메인화면 ➂ 시설소개및등록 제품정보의가독성제고 기개발된비점오염저감시설정보관시시스템의경우개별회사에서등록한 LID 제품 관련자료의전체적인구성이다소산만하여재구성이필요하였다. - 44 -
- 제품개요, 특징에관한 TXT의경우내용의줄이맞지않아들여쓰기를통일성있게구성하였다. - 제품사진정보클릭시팝업창에서사진이정확하게표출되지않는기능을개선하였다. - 최대처리효율 (%) 간결하게표로정리하였다. < 그림 3-14> 개선된제품정보 ( 예시 : 침투통 (LID-PB)) - 45 -
➃ 기업제품정보 PDF 브로셔형태제공 기업이등록한비점오염저감시설제품정보를 PDF 형식으로다운로드가능하도록개발하였다. PDF 보기기능을코딩, 디자인을통해브로셔형태로제공하여웹시스템활용성을증대시키고자하였다. < 그림 3-15> 등록제품 PDF 다운로드예시 ( 고효율인공습지 ) ➄ 참고문헌항목분류및자료형식통일 다양한참고문헌중필요한자료를간단하게찾을수있게분류작업이필요하였다 : 카테고리분류 다운로드가가능하도록 PDF파일로업로드하였다. 1순위 : 발행처가나다순으로정리하였고, 2순위 : 발행년도순으로정리하였다. 개별기업에서올린자료를삭제하였다. - 46 -
< 표 3-12> 참고문헌항목분류 구분기술보고서세미나및보고자료지침및가이드라인연구논문 참고문헌수 ( 국문 / 영문 ) 23 / 7 2 / 4 21 / 14 11 / 1 ➅ 비점저감시설관련업체정보추가조사 비점정보관리시스템에서등록된관련업체를포함한비점저감시설관련사업을수행중인업체현황을조사하였다 ( 향후웹시스템에제품정보등록요청공문발송시활용할계획이다.) < 표 3-13> 비점저감시설관련업체현황 연락처업체명성명 Office FAX HP E-mail 그룹한어소시에이트윤희재 02-521-1122(61 02-521-1744 010-3411-1212 hjyun@grouphan.com 0) 비고 녹스코리아 신준배 043-845-9293 043-858-1811 jbsin1222@nate.com 추가 뉴보텍 조규홍 02-475-8811 02-485-0808 010-2851-0172 yim95@naver.com 대일텍 황현호 02-575-9013 02-575-9014 010-3458-5209 str3h@naver.com 대일ENG 지훈 031-321-0233 031-335-8475 3210233@naver.com 추가 덕산그린 하성호 031-386-5057 031-386-5058 ecogreen88@hanmail.net 추가 도담이엔씨 이상원 031-420-4770(1 12) 031-420-4450 240@dodamenc.co.kr 동명기술공단정충열 02-6211-7886 02-6211-7560 010-8974-4952 maerad77@naver.com 동인김강호 051-831-9636~7 051-831-1830 donginhc@daum.net 동해산업홍신의 02-861-0054 02-861-0059 suhong@oilseparator.co m 추가 레드그린한창근 055-329-2229 055-321-7451 010-4859-8600 rg@redgreen.co.kr 레인보우스케이프 김정호 031-768-1891~3 031-768-1894 gtr001@naver.com 추가 백년기술 전계현 031-500-3501~4 031-500-3505 ojjunkh@hanmail.net 추가 블루그린링크이지희 02-2055-1832~4 bglimk@hanmail.net 추가 비손푸른엔지니어링 유정석 02-445-5805 02-445-5806 pishoneng@naver.com 추가 - 47 -
스톰파크 조인구 02-900-1407 stormpark1@naver.com 추가 쎄파주식회사 홍신의 02-861-7771 02-861-7713 suhong@separator.co.kr 추가 씨에스이 이수연 031-404-0033 031-404-4077 010-4944-9764 ysy3524@nate.com 아썸 김병희 02-502-0724 02-502-0725 hee5858@hanmail.net 추가 아이오티솔루션 조진행 031-715-6408 010-8960-3002 jhcho@iot-s.co.kr 알에스티엔씨 최승도 02-3425-2700 02-447-3755 rst62@daum.net 추가 어스그린코리아 한경수 02-858-2970 02-858-2971 010-3729-1799 egkorea1@hanmail.net 에스비비 박임염 055-724-0204 055-342-2215 010-2926-6106 girina1981@naver.com 에스코 RTS 김태성 02-2008-0504 02-2008-0575 010-4474-4223 tskim@enrtech.co.kr 에코비전 21 김종석 031-337-1959 031-337-1958 vjlv1004@naver.com 추가 에코빅 윤종석 02-2109-5741 02-2109-5747 ecovic@ecovic.co.kr 추가 에코스타 권은미 02-2157-8563 02-2157-8577 010-5296-4407 emgwon@daum.net 에코스타 최인욱 02-960-0660~1 02-960-3005 ecostars@hanmail.net 추가 에코포인트 안병기 070-8233-0901 031-826-0474 ecopoint@hanmail.net 추가 엔비너지 김명관 02-866-8007 02-866-8037 mgkim@envinergy.co.kr 추가 유니에코 김민기 02-2685-2030 02-2685-2031 hjlee-1014@hanmail.net 추가 유비이엔씨 조성진 070-4351-5780 010-7621-0745 csjsok@naver.com 유성테크 이윤배 063-222-7968 063-224-5670 kt7969@naver.com 추가 일신네이쳐 김재학 02) 473-4527 02-473-4528 isnature@empas.com 제영 윤여진 031-595-0241 031-595-0232 010-6866-7284 che0241@daum.net 가이아 강동호 02-6254-1742 eagle1@naver.com 추가 고려환경박상면 031-737-2323 031-737-2327 010-2689-8043 krreaenc@koreaenc.co.k r 추가 비씨오 오병철 031-465-7581 02-6280-7518 011-214-6699 ohttuki@chol.com 추가 에쓰이네스트 최정화 02-6464-7101~2 010-4033-4948 jhchoi@senest.co.kr 엔포텍디에스 박정희 031-423-2973 031-423-2974 pjh6472@nate.com 추가 워터메니지먼트 권진욱 031-566-3933 031-566-3935 010-9024-7595 kwonjinwook@nate.com - 48 -
젠스텍박상현 02-578-3628 02-578-3629 genst21@naver.com 추가 푸른환경 ENG 윤영애 055-329-4946~7 055-329-4944 3294946@hanmail.net 추가 중앙아스콘최종수 031-861-2280 031-863-7130 010-6312-9897 jimin6536@hanmail.net 지엘이엔씨이성우 051-971-7561 051-971-7933 010-5397-7930 glenc@daum.net 코이라이엔티백남열 051-336-6177 051-337-6177 darkbny@hanmail.net 추가 한국종합환경 김주열 02-555-9966 02-562-3088 yu110sky@koget.co.kr 추가 한국휴로드배병진 042-489-9705 042-489-9706 010-4137-8724 huroad2010@naver.com 한길토건이광수 010-2832-5831 bhanddt@hanmail.net 한수종합조경 나종식 02-323-1361 02-323-0730 hstimber@chol.com 추가 JK 스톰파크 김영남 031-357-3860 031-357-3820 LID 솔루션허건영 070-7522-1682~ 3 greenhobby11@naver.co m 추가 032-501-1684 lidwater@naver.com 추가 (5) 제품등록가이드라인개발및시스템탑재 새롭게리뉴얼된웹시스템에부합하는제품등록가이드라인개발및시스템을탑재하였다. 기업회원에게제품등록방법에대한상세절차설명을하였다. ( 가 ) 제품등록가이드라인주요내용 1 비점오염저감시설정보관리시스템소개 2 정보관리스템비점오염저감제품등록방법 3 비점오염저감시설등록승인및수정 ( 나 ) 비점오염저감시설정보관리시스템소개 - 49 -
비점오염원이수질오염에서차지하는비중은해마다증가하고있으며수질관리와쾌적한친수공간을위해비점오염원관리의중요성은지속적으로증대되고있습니다. 효율적인비점오염원관리방안과비점오염저감시설의최적설계적용을위해한국환경산업기술원차세대에코이노베이션기술개발사업의 4세부과제 (LHI) 에서는 비점오염저감시설설계기법및최적기법선정의사결정지원시스템개발연구 를진행하고있으며본연구의성과로비점오염저감시설정보관리시스템 ( 이하 " 정보관리시스템 ") 을시범개발운용하고있습니다. 정보관리시스템은비점저감시설정보, 설치및운영현황, 비점저감시설소개및등록, 의사결정지원시스템등의자료를제공하여비점오염저감시설을설치하고자하는지자체, 공사, 유관기관의비점오염저감시설선정시의사결정의효율성을극대화하도록개발된웹사이트입니다. < 그림 3-16> 비점오염저감시설정보관리시스템 ( 다 ) 정보관리시스템비점오염저감제품등록방법 웹페이지주소 : http://npslid.hecsystem.com ➀ 제품등록및회원가입 정보관리시스템에비점오염저감제품을등록하기위해서는 회원가입 이필요하며, 회원 가입후로그인하여 비점저감시설소개및등록 에서제품을등록할수있다. - 50 -
회원가입및로그인 비점오염저감제품등록 < 그림 3-17> 비점오염저감시설정보관리시스템제품등록및회원가입 ➁ 비점오염저감제품정보입력 의정보입력단계는제품소개등록, 설계 / 시공등록, 유지 / 관리등록, 기본정보등록으로구분되어있으며항목별로 필수입력 이설정되어있다. 필수입력 항목은 * 으로표시되어있고미입력시다음단계로진행되지않는다. ( 필수입력항목 : 제품명, 제품개요및특징, 최대처리효율, 시공가능지형조건 ) 비점오염저감제품정보입력단계제품소개등록 설계 / 시공등록 유지 / 관리등록 기본정보등록 1 단계 : 제품소개등록 - 비점오염저감제품의개요및특징, 규격등기초적인항목을작성하는부분으로제품 선정시가장중요한부분이다. - 51 -
< 표 3-14> 비점오염저감제품제품소개등록 항목구분제품명제품개요및특징구성재료또는장치제품규격원천기술명최대처리효율시공가능지형조건처리과정 / 처리원리 내용 비점오염저감시설은총 16 개로구분되어있음 비점오염원저감시설의항목을분류하는단계로정확히입력요망 등록할제품의명칭입력 제품에대한간략한설명및특징입력 한글, 영문, 숫자혼용가능하며한글기준 500 자이내로작성 제품의재료및장치정보입력 제품의규격 ( 박스형, 원통형 ) 정보및단가정보입력 단가의경우토공비, 시설공사비를제외제품비용만입력 특허, 실용신안, 환경신기술인증형황업로드 PDF, 그림형식으로업로드요망 비점오염저감제품의수질처리효율입력 수질처리효율의경우비점오염저감제품결정에주요항목으로국가기관및자체시험결과등록요망 제품시공이가능한지형조건입력 현장여건을감안하여정확히입력요망 비점오염저감시설의처리과정및원리입력 최대 12 단계까지입력가능 ( 이미지형태 ) 비점오염저감제품정보입력단계 < 그림 3-18> 비점오염저감제품정보입력단계 - 52 -
비점오염저감제품정보입력단계 ( 계속 ) < 그림 3-18> 비점오염저감제품정보입력단계 ( 계속 ) 2 단계 : 설계 / 시공등록 - 실제제품의설계 / 시공시필요한정보를입력하는부분으로설계도, 설계시고려해야 할사항, 시공순서등을상세히기재하여야한다. < 표 3-15> 비점오염저감제품설계 / 시공등록 항목상세도 ( 설계도 ) 설계지침서또는시방서설계고려사항시공순서현장설치기간시공비시공사례 내용 제품의상세도입력 이미지파일로상세도및설계도첨부가능 제품의설계지침서및시방서입력 제품설계시기초및필수고려인자입력 비점오염원저감제품의항목을분류하는단계로정확히입력요망 제품시공순서입력 최대 9 단계까지입력가능 ( 이미지형태 ) 제품의현장설치기간입력 토공기간을제외한현장시공기간입력 제품토공비및시설공사비입력 제품의기존시공사례입력 시공사례를첨부하여설명가능 - 53 -
비점오염저감제품설계및시공입력단계 < 그림 3-19> 비점오염저감제품설계및시공입력단계 - 54 -
3 단계 : 유지 / 관리등록 - 제품의실제운영시필요한비용과유지및관리방안등을입력하는부분이다. < 표 3-16> 비점오염저감제품유지 / 관리등록 항목유지 관리비유지관리항목관리 운영지침 내용 유지및관리비용입력 회또는분기에따른비용이아닌 year 기준으로비용산출 (ex: 1 회유지비 100 만원, 1 년에 4 회필요 100 만원 4 회 =400 만 /year) 운영시필요한유지관리항목입력 상세사진첨부가가능 제품의관리 운영지침입력 유지 / 관리입력단계 < 그림 3-20> 비점오염저감제품유지 / 관리입력단계 4 단계 : 기본정보등록 - 회사관련정보와키워드를입력하는부분이다. < 표 3-17> 비점오염저감제품기본정보등록 항목 기본정보등록 키워드 내용 회사관련정보를입력하는부분 회원가입시입력된정보자동으로입력 ( 키워드제외 ) 제품과연관되는검색키워드입력 - 55 -
기본정보입력단계 < 그림 3-21> 비점오염저감제품기본정보입력단계 - 56 -
바. LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발 (1) LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발방향 본연구에서는정보관리시스템에서개선된비점오염저감시설분류기준을바탕으로시설선정의사결정시스템을개선하였으며토지이용선택항목의경우택지개발사업이나비점오염시설저감사업에서적용되는토지이용현황을반영하여시스템의계산로직을수정하였다. 의사결정지원시스템 DB와정보관리시스템 DB의실시간연동이가능하도록데이터베이스를통합하고 LID 시설설치에따른수질개선효과에대한계산로직을추가하여양질의의사결정지원정보제공을할수있도록하였다. (2) LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발의필요성 LID DSS TOOL BOX는비점저감시설 (LID시설포함 ) 을설치하고자하는정책입안자, 사업시행자에게비점저감시설선정, 제품선정을지원해주는시스템으로 LID 시설을처음접하는비전문가들의의사결정을지원하는데반드시필요한시스템이라할수있다. 특히우리나라의경우 LID 시설이초기도입단계이므로이러한시스템에대한수요가늘어나고있는추세이다. (3) 주요개발사항 정보관리-의사결정지원시스템 DB 연동항목구분및 DB 수정 - 의사결정지원시스템-정보관리시스템 DB연동및가시화표출디자인 / 개발 - 기등록된비점오염저감시설정보재분류 - 의사결정지원시스템로그인방법개선 시설선정의사결정지원시스템개선 - 시설선정시스템에서기초입력자료및항목선택 DB 개선 - 실무에서적용성이높은토지이용현황을대상으로토지이용항목재구분 - 기존토양형선택은 A, D type 만가능 : 선택가능토양형을 A, B, C, D type으로변경 - 기초입력자료및의사결정항목들의부연설명 - 시설선정시스템의기초입력자료및항목선택 UI 개선 - 의사결정지원시스템 MAP창삭제 - 기초입력자료에서면적양방향단위변환가능하도록수정 ( m2 ha, ha m2 ) - 시설물선정결과에서시설물에따른설치소요면적, 길이, 개수등단위구분 - 57 -
- 의사결정항목에따른민감도및가중치확인및테스트 제품선정의사결정지원시스템개선 - 비점오염원저감시설정보관리시스템등록제품정보와연동한제품선정계산로직수정 - 선정된제품정보에대한비교분석내용도표로표출 의사결정지원시스템저감효율계산시스템개발 - LID 시설설치전, 후에대한비점오염원발생부하량계산로직개발 - LID 적용전, 적용후에대한 BOD, T-N, T-P 발생부하량및저감효율계산및그래프표출 (4) 정보관리시스템-의사결정지원시스템 DB 연동항목구분및 DB 수정 ( 가 ) 정보관리시스템-의사결정지원시스템 DB 연동 정보관리시스템시설소개및제품등록메뉴의 DB 분류체계를기준으로의사결정지원시스템항목분류를재구성하였다. 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙 별표 6의비점오염저감시설분류기준을참고하여정보관리시스템 시설소개및등록 시설물의분류항목을결정하였다. 최적시설을도출할때일관성있는 DB 연계를위해정보관리시스템및의사결정지원시스템시설물분류체계를동일하게구성하였다. - 58 -
< 표 3-18> 정보관리시스템및의사결정지원시스템시설항목연계 정보관리시스템시설소개및등록구분항목 정보관리시스템 - 의사결정시스템통합 ( 비점오염저감시설관리운영매뉴얼기준 ) 순번항목비고항목 14 유수지 저류지 1 저류지 8 지하저류조 2 지하저류조 28 29 인공습지습식연못삭제 ( 내용무 ) 3 4 지표면흐름습지지하흐름습지 1 17 투수성포장체 유공포장유공포장삭제 ( 내용무 ) 5 유공포장 11 침투저류지 6 침투저류지 9 10 12 13 18 22 침투통 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투집수정침투측구 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투관 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투관 / 측구 / 통침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 통합삭제 ( 내용무 ) 통합통합삭제 ( 내용무 ) 7 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 25 식생여과대 8 식생여과대 24 식생수로 9 식생수로 15 식생체류지 10 식생체류지 4 6 19 20 27 침투화분통로화분침투화분 ( 화단 ) 나무여과상자식물재배화분수목여과박스 나무여과상자 삭제 ( 내용무 ) 삭제 ( 내용무 ) 삭제 ( 내용무 ) 삭제 ( 내용무 ) 11 12 나무여과상자식물재배화분 - - - 13 침투조 16 21 23 26 옥상 / 벽면녹화빗물집수장치빗물주머니빗물정원 삭제 ( 내용무삭제 ( 내용무 ) 삭제 ( 내용무 ) 삭제 ( 내용무 ) - - 7 5 모래여과시설 여과형시설제조여과시스템 여과형시설 14 여과형시설 2 3 스크린시설 (CDS) 와류형시설 15 16 스크린시설 (CDS) 와류형시설 - 59 -
( 나 ) 기등록된비점오염저감시설정보재분류 비점오염저감시설정보관리시스템에기등록된제품의시설구분 DB 를수정하였다. < 표 3-19> 등록제품에대한시설구분분류개선 시설물명칭개선전 시설구분개선후 제품명등록자시설구분시설구분 UDT 침투우수관 ( 주 ) 한국수안 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) PN빗물저류조 ( 주 ) 한국수안 지하저류조 지하저류조 SA침투형빗물받이 ( 주 ) 한국수안 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 에코매직투수블록 에코탑 유공포장 유공포장 HYBRID STORM ( 주 ) 에스코알티에스 장치형시설 여과형시설 G-Filter 명성이엔씨 장치형시설 여과형시설 PE블록모듈형빗물저류시설 주식회사장호 지하저류조 지하저류조 EBF(Eco Bio Filter) 신강하이텍 ( 주 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 식생수로 LID 솔루션 식생수로 식생수로 초기우수장치형 (SW-1) 알에스티이엔씨 ( 주 ) 장치형시설 여과형시설 초기우수장치형 (SW-3) 알에스티이엔씨 ( 주 ) 장치형시설 여과형시설 초기후수장치형 (SW-2) 알에스티이엔씨 ( 주 ) 장치형시설 여과형시설 침투관 (LID-PP2) LID 솔루션 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 (LID-IT) LID 솔루션 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투측구 (LID-PT2) LID 솔루션 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투통 (LID-PB) LID 솔루션 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 잔디및자갈셀 ( 주 ) 백년기술 유공포장 유공포장 매트릭스탱크침투도랑 ( 주 ) 백년기술 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 매트릭스탱크침투저류조 ( 주 ) 백년기술 침투저류지 침투저류지 매트릭스탱크지하저류조 ( 주 ) 백년기술 지하저류조 지하저류조 재해용저류지 ( 지상저류를통한초기우수처리시설 ) 알에스티이엔씨 ( 주 ) 침투저류지 침투저류지 AOS SEPARATOR 해동에이앤씨 장치형시설 여과형시설 EPB SYSTEM ( 주 ) 에코포인트 장치형시설 여과형시설 EPF SYSTEM ( 주 ) 에코포인트장치형시설여과형시설 EPR SYSTEM ( 주 ) 에코포인트장치형시설여과형시설 EPS SYSTEM ( 주 ) 에코포인트전처리시설여과형시설 NP-MASTER ( 주 ) 에코빅장치형시설여과형시설 SP-Tank SEAP 주식회사지하저류조지하저류조 SP-Tank SEAP 주식회사침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) UNP-SYSTEM 주식회사유니에코장치형시설여과형시설 대일필터 (D-Filter) ( 주 ) 대일 ENG 장치형시설여과형시설 CSM-Filter ( 주 ) 푸른환경 ENG 장치형시설여과형시설 M-Filter ( 주 ) 에코스타장치형시설여과형시설 EcoTank ( 주 ) 엔포텍디에스 장치형시설 여과형시설 STORM SF-1 SYSTEM 코리아이엔티 ( 주 ) 장치형시설 여과형시설 Stormvest-V ( 와류 + 경사판침전 ) ( 주 ) 일신네이쳐 전처리시설 와류형시설 - 60 -
( 다 ) 의사결정지원시스템가시화표출디자인개발 시설선정을위한의사결정지원시스템의비점저감시설분류항목표출디자인수정적용 하였다. < 그림 3-22> 의사결정지원시스템시설체크박스 ( 라 ) 의사결정지원시스템로그인방법개선 의사결정지원시스템은비점오염저감시설정보관리시스템에서선행로그인을한관리자혹은사업시행자의경우바로의사결정화면으로이동할수있게하였다. 비점오염저감시설정보관리시스템로그인한사업시행자, 관리자가의사결정지원시스템버튼을클릭하면별도의로그인절차없이바로시스템구동이가능하다. 다만 http://npslid.hecsystem.com/dss/dss_login.do 로바로접속하였을경우아이디비밀번호자동로그인이되지않기때문에시스템초기화면에 비점오염저감시설정보관리시스템아이디, 비밀번호입력후구동가능합니다. 라는문구를화면하단에표출하였다. - 61 -
< 그림 3-23> 의사결정지원시스템로그인화면 (5) 의사결정지원시스템시설선정로직개선 ( 가 ) 시설선정시스템항목분류 DB 개선 환경부 (2014) 비점오염저감시설설치및관리, 운영매뉴얼상에제시되어있는비점오염저감시설중자연형시설인저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설 13가지를의사결정지원시스템시설물선정로직에적용하였다. 기개발된시스템에서인공습지를지표면흐름습지, 지하흐름습지로구분하고침투조, 식물재배화분을추가하였다. 기존의사결정지원시스템의토지이용구분 ( 주거지, 빌딩및건물, 산업지역, 농촌지역, 경관지역, 도로, 기타 ) 은비점오염저감시설물을토지용도별로세밀하게구분하여산정할수없었다. 주거시설, 교통시설, 공간시설, 공공문화체육시설로분류하고각토지이용시설에서세분화하여설치가능한비점오염저감시설물을분석할수있다. - 1차로직 : 토지이용및각종제약조건들을이용하여우선시설물을선정하는로직 - 2차로직 : AHP 로직을이용하여시설물별우선순위를결정하는로직 - 3차로직 : 설치가능면적및개략공사비를제시하여사업시행자에게정보를제공하는로직 - 62 -
< 표 3-20> 시설선정로직의항목분류 시설구분 저류시설 인공습지 침투시설 저류지, 지하저류조 지표면흐름습지, 지하흐름습지 유공포장, 침투저류지, 침투도랑, 침투조 의사결정인자 식생형시설토지이용구분강우유출수관리인자수질관리인자유지관리인자불투수면적비율토양형지하수심경사 식생여과대, 식생수로, 식생체류지, 나무여과상자, 식물재배화분 공공주택, 주차장, 보도, 공원, 광장, 녹지및공지, 교육시설, 운동장, 사회복지시설, 공공근린시설 저류, 여과, 침투, 증발산, 지하수 BOD, TSS, T-N, T-P 관리빈도, 퇴적제거, 관리인력 21% 이하, 22~37%, 38~66%, 67% 초과 A 타입, B 타입, C 타입, D 타입 1.2m 이내 10% 초과 ( 나 ) 택지개발에서적용하는형식으로토지이용항목재구분 기존의사결정지원시스템의토지이용구분 ( 주거지, 빌딩및건물, 산업지역, 농촌지역, 경관지역, 도로, 기타 ) 은비점오염저감시설물을토지용도별로세밀하게구분하여산정할수없었다. 주거시설, 교통시설, 공간시설, 공공문화체육시설로분류하고각토지이용시설에서세분화하여설치가능한비점오염저감시설물을분석할수있다. - 63 -
< 표 3-21> 기존시스템토지이용구분및토지이용별적용가능시설 구분 주거지 빌딩 / 건물 산업지역 농촌지역 경관지역 도로 기타 저류지 - - O O O - O 지하저류조 O - O - - - O 지표면흐름습지 - - O O - - O 지하흐름습지 - - O - - - O 투수성포장 O - - - - O O 침투저류지 O - - - - O O 침투도랑 O O - - - O O 침투조 O - - - - O O 식생여과대 O - O O O - O 식생수로 O - O O O - O 식생체류지 O - O O O - O 나무여과상자 O O O O O O O 식물재배화분 O O O O O O O < 표 3-22> 개선시스템토지이용구분및토지이용별적용가능시설 구분 주거시설교통시설공간시설공공문화체육시설 아파트 ( 공공주택 ) 주차장보도공원광장 녹지및공지 교육시설운동장사회복지시설 근린공공시설 저류지 - - - O O O - - - - 지하저류조 O O O - - - O O O O 지표면흐름습지 - - - O O - O - - - 지하흐름습지 - - - O O - O - - - 투수성포장 O O O O O - O - O O 침투저류지 O - - O O O O O O O 침투도랑 O O O O O O O O O O 침투조 O O - O O O O O O O 식생여과대 O - - O O O O - O O 식생수로 O O - O O O O - O O 식생체류지 O - - O O O O - O O 나무여과상자 O O O O O O O O O O 식물재배화분 O O O O O O O O O O ( 다 ) 토양형선택을 A, B, C, D type 전체토양형에대해적용가능토록설정 기존의사결정지원시스템의토양형은 A와 D형으로선택하여계산하였다. 토양형은 A, B, C, D형 4가지가있으므로사용자가혼란이생길경우가있으므로 B, C형을추가하여로직계산하도록하였다. - 64 -
( 라 ) 기초입력자료및의사결정항목에대한부연설명 토양형의경우개량가능한토양으로인하여토양형이변경될수있으므로토양형을선택하지않아도시설물선정결과가도출되기때문에부연설명이필요하다. 기초입력자료및의사결정항목들의부연설명을통해의사결정지원시스템이해도를향상시킬수있다. < 표 3-23> 의사결정항목부연설명내용 기초입력자료 의사결정항목 구분 유역관리 강우유출수관리 수질관리 유지관리 기타인자 배수면적 설치면적 적용강우 토지이용 불투수면적비 토양형 저류여과침투증발산지하수함량 BOD TSS TN TP 유지관리빈도퇴적물제거유지관리인력 지하수심도 유역경사도 부연설명 비점오염저감시설물의영향범위 비점오염저감시설물설치가능면적 비점오염저감시설물저감시설물설치지역의강우 비점오염저감시설물적용가능토지용도 유역의토양특성관련항목중복선택불가능 불투수면적비가클수록투수율이낮아짐불투수면적비가크면침투가우수한시설설치 개량가능한토양으로인하여토양형이변경토양형을선택하지않아도시설물선정결과가도출 비점저감시설의홍수, 물순환관련관리항목중복선택가능선택시저류기능이우수한시설물이선정선택시여과기능이우수한시설물이선정선택시침투기능이우수한시설물이선정선택시증발산기능이우수한시설물이선정선택시지하수함량기능이우수한시설물이선정처리하고자하는수질인자입력중복선택가능 BOD 처리효율이우수한시설물선정 TSS 처리효율이우수한시설물선정 TN 처리효율이우수한시설물선정 TP 처리효율이우수한시설물선정비점오염시설물최적효율을유지하기위한관리항목중복선택가능유지관리빈도가적은시설물이우선순위퇴적물제거빈도가적은시설물이우선순위유지관리인력투입빈도가적은시설물이우선순위중복선택가능지하수심도가 1.2m 이하인경우우선순위 유역경사가 10% 이상인경우우선순위 - 65 -
( 마 ) 시설선정시스템의기초입력자료및항목선택 UI 개선 시설선정시기초입력자료 ( 부지면적, 설치면적, 적용강우, 토지이용 ) 와의사결정항목선택 ( 유역관리, 강우유출수관리, 유지관리, 수질관리, 기타인자 ) 에서인자들을선택할때스크롤바를상하로이동시켜야하기때문에선택항목들을비교분석하기어려운점이있었다. 한화면에서기초입력자료와의사결정항목을선택할수있게재배치하여사용자에게비교분석의편의성을제공하였다. < 그림 3-24> 시설선정의사결정시스템 UI 개선 ( 바 ) 의사결정지원시스템 MAP창삭제 의사결정지원시스템시설물선정로직및제품선정로직에서 MAP창의지형도, 토지이용도, 토양형 MAP, 지하수위 MAP, 유역경사도는선정결과에영향이없으므로로직계산과정과연동이되지않는 MAP창을삭제하고의사결정항목을사용자편의에맞게재배치하였다. - 66 -
( 사 ) 의사결정지원시스템기초입력자료에서면적양방향으로단위변환가능하도록수정 의사결정지원시스템에서비점저감시설의배수면적및설치면적입력시단위양방향변 환기능을개선하였다 ( m2 ha, ha m2 ) ( 아 ) 시설물선정결과에서시설물에따른설치소요면적, 길이, 개수등단위구분 기존비점오염저감시설선정결과에서시설물종류와관계없이설치소요면적 ( m2 ), 길이 (m), 개수 (EA) 결과의단위가m2로표기되어있었다. 단위가통일되어있어혼돈이일어날수있으므로시설물종류별로설치소요면적 ( m2 ), 길이 (m), 개수 (EA) 로구분하여단위표기를하였다. < 표 3-24> 시설물선정결과표출개선 구분 단위 구분 단위 저류지 면적 ( m2 ) 침투조 면적 ( m2 ) 지하저류조 면적 ( m2 ) 식생여과대 면적 ( m2 ) 지표면흐름습지 면적 ( m2 ) 식생수로 면적 ( m2 ) 지하흐름습지 면적 ( m2 ) 식생체류지 면적 ( m2 ) 투수성포장 면적 ( m2 ) 나무여과상자 개수 (EA) 침투저류지 면적 ( m2 ) 식물재배화분 면적 ( m2 ) 침투도랑 면적 ( m2 ) < 그림 3-25> 시설물선정결과표출화면 ( 자 ) 의사결정항목에따른민감도및가중치부분재확인 저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설 13 가지에대해토지이용및각종제약조건 - 67 -
들을이용하여우선시설물을선정하는로직을개선하였다. 의사결정지원시스템에서의사결정세부항목을중복으로선택하면가중치의민감도가낮아질수있어산정결과의순위가비슷하게도출되는경우가발생하므로 AHP 로직의매트릭스를분석하여각의사결정항목에대한가중치확인할수있도록하였다. ( 차 ) 개선된시설물의사결정지원시스템의다기준의사결정기법 비점오염저감시설의사결정지원시스템시설선정로직은배수구역의토지이용특성, 유역특성 ( 불투수면적비, 토양형, 유역경사, 지하수심도 ), 강우유출수관리, 수질관리, 유지관리능력을종합적으로고려하여다기준의사결정이가능하도록고도화하였다 다기준의사결정기법은 Virginia' s Stormwater Impact Evaluation: Developing an Optimization Tool for Improved Site Development, Selection and Placement of Stormwater Runoff BMPs(2009, Virginia Polytechnic Institute and State University) 에서 BMP 선정로직으로적용한 AHP(Analytic Hierarchy Process, 계층적분석과정 ) 기법을적용하였다. 또한, 배수구역의토지이용특성은공공주택, 주차장, 보도, 공원, 광장, 녹지및공지, 교육시설, 운동장, 사회복지시설, 공공근린시설으로분리하여설치가능시설물평가하였다. 개발된시설물선정로직은배수구역면적, 강우 ( 초기우수 5mm) 에대한비점저감시설의규모 ( 넓이, 폭, 길이등 ) 가계산되며실제설치가능면적이시설물최소설치규모 ( 계산결과 ) 보다작을경우선정에서제외하도록하였다. 또한, 환경부 (2014) 에의거하여침투도랑의경우처리면적 2ha이상인경우제외하였으며식생수로는계산된바닥폭이 2.5m 를초과할경우제외하도록하였다. 적용시설 적용기준 적합시설 부적합시설 < 그림 3-26> 최적기법선정모식도 - 68 -
1 다기준의사결정기법 (AHP) 가계층화분석과정 (AHP) 의개요 Saaty에의해제안된계층화분석과정 (AHP) 은의사결정문제를계층구조화하고, 이원비교를기초로평가기준들의가중치 ( 상대적중요도 ) 와각평가기준하에서대안들의상대적선호도를도출한후, 이를계층구조에따라종합화하여비교대안들의종합적선호도및평가순위를도출하는방법이다. AHP에서평가기준들의가중치와평가기준별대안들의상대적선호도는아이겐벨류방법 (eigenvalue method) 에의하여계산되며, 평가자가수행한이원비교에대한일관성비율 (CR, consistency ratio) 을구하여판단의일관성을검토한다. AHP에서비교대안들의종합적선호도는표준화된비율척도 (ratio scale) 로표현되므로비교대안의종합적선호도또한 MAUT처럼우열의판단이명확한이원적선호관계로표현한다. AHP는복잡한문제를계층구조화하여관리가능한문제들로분해하고, 정량적이고정성적인평가기준모두를고려할수있다는장점은있으나, 다음과같은단점도갖고있다. 첫째, 평가기준간의가중치산출과평가기준별대안들의상대적선호도측정을위해수행되는이원비교는평가기준및비교대안의수가추가되거나삭제될때마다다시수행되어야하는번거로움이있다. 둘째, 비교대상 (n) 의수가증가함에따라의사결정자가판단해야할평가횟수 ( n( n - 1)/2 ) 는급증한다. 셋째, 이원비교행렬에대한일관성비율의해석과타당성여부가명확히검증되지못한다. 넷째, 9점비율척도를사용함으로써선호의기수적일관성 (cardinal consistency) 문제가발생할수있다. 다섯째, 대안이추가되거나삭제될경우기존대안의순위역전 (rank reversal) 현상이발생할수있다. - 69 -
< 표 3-25> AHP 의선호구조 구분 선호함 (preference) 무차별함 (indifference) 일관성 (consistency) 역수조건 (reciprocality) 선호관계 P j (a,b) > 1 이면 a 는 b 보다선호된다 P j (a,b) =1 이면 a 와 b 는무차별하다 P j (a,b) P j (b,c) =P j (a,c) 이면대안간선호도판단은일관성이있다 P j (a,b) =1/P j (b,a ) 이면 a 와 b 의선호도는역수관계에있다 나다기준의사결정기법 (AHP) 적용 비점저감시설설치에대한평가기준별대안들의상대적선호도를도출한후계층구조에따라종합화하여종합적선호도및평가순위도출한다. 평가기준 : 유역관리 ( 불투수면적비, 토양형 ), 강우유출수관리 ( 저류, 여과, 침투, 증발산, 지하수함양 ), 수질관리 (BOD, TSS, TN, TP), 유지관리 ( 유지관리빈도, 퇴적물제거, 유지관리인력 ), 기타인자 ( 지하수심도, 유역경사도 ) 평가기준에대한시설물별상대선호도평가 ( 이원비교자료, Matrix) 는비점오염저감시설의설치및관리운영매뉴얼 ( 환경부, 2014), Virginia' s Stormwater Impact Evaluation(Virginia water resources research center, 2009) 를기초로작성하였다. 평가기준에대한상대선호도평가결과시설물별상대점수가계산되며계산된상대점수의합이 1이되도록표준점수로변환하여선호도최종평가를한다. 2 다기준의사결정방법의이원비교자료구축가불투수면적비 불투수면적비는수질처리용량및오염물질제거율을산정하는데영향을주며여과형시설의경우유출되는퇴적물크기에따라막힘현상이일어날수있으므로불투수율 66% 미만지역에는설치를권장하지않음 - 70 -
< 그림 3-27> 불투수면적비기준이원비교 Matrix 나토양형 토양에따른침투속도는유출에영향을주므로설계시고려해야한다. 토양 A형은침투율이매우크며자갈이있는토양이며상대적으로토양 D형은침투율이매우작고, 점토질토양층이다. 토양형 A는높은침투속도로인하여식생수로, 침투저류지등설계시강우가시설유지되지못하고토양으로침투되어시설체류시간등산정에어려움이있다. 토양형 D 는미사, 모래, 점토등으로구성되어낮은침투속도는나타내는데이는불투수성지역에서의작용과유사하여설계시고려되어야한다. - 71 -
< 그림 3-28> 토양형기준이원비교 Matrix 다강우유출수관리 강우유출수관리능력은저류, 여과, 침투, 증발산, 지하수함량으로구분한다. 비점오염저감시설별강우유출수관리능력은비점오염저감시설의설치및관리, 운영매뉴얼 ( 환경부, 2014) 을참고하여작성하였다. 식생수로등의식생형시설이나침투시설등은지하수함양이가능하며, 지하수함양이필요한지역에는지하수함양을고려하여비점오염저감시설을선정한다. 비점오염저감시설은수질및수량측면에서고려되는것이바람직하며특히저류시설은수질뿐만아니라수량측면에서도홍수예방, 수로보호등의부가적인효과가있다. - 72 -
< 그림 3-29> 강우유출수관리기준이원비교 Matrix 라수질관리 ( 오염물제거 ) 비점오염저감시설별저감효율은 BOD, TN, TP, TSS 에대한시설물별저감효율을기초로이원비교를수행하였다. 처리효율은수질오염총량관리기술지침 ( 국립환경과학원, 2012) 를기초로한다. - 73 -
< 그림 3-30> 수질관리인자기준이원비교 Matrix 마유지관리 비점오염저감시설별선정시고려해야할유지관리용이성항목은유지관리빈도, 퇴적물관리, 유지관리인력을기준으로작성하였다. 비점오염저감시설의설치및관리, 운영매뉴얼 ( 환경부, 2014) 의비점오염저감시범시설의유지관리용이성을기초로작성하였다. - 74 -
< 그림 3-31> 유지관리기준이원비교 Matrix - 75 -
바기타인자 지하수심도의경우지하수심도가높을경우침투가어려워비점오염저감시설운영에영향을주며침수시설은 1.5m 이상떨어지는것이바람직하며오염물질의종류와양, 토양특성등을종합적으로고려하여이격해야한다. 경사도의경우심한경사는식물뿌리, 토양구조등에영향을주어시설마다요구하는경사도가다르며경사도가안정되면유지및보수에용이하다. 침투저류지 (Infiltration Basin), 침투도랑 (Infiltration Trench) 는 10% 경사가요구되며식생여과대 (Vegetated Filter Strip) 등은 20% 경사가요구된다. 또한빗물을유입시켜처리하기위하여비점오염저감시설의주변부지는적정한경사도를주어강우유출수가자연적으로수집되도록설계해야한다. < 그림 3-32> 기타인자기준이원비교 Matrix ⓷ 설치면적및규모의제약 시설선정시스템은배수구역면적, 강우 ( 초기우수 5mm) 에대한비점저감시설의규모 ( 넓이, 폭, 길이등 ) 가계산됨 실제설치가능면적이시설물최소설치규모 ( 계산결과 ) 보다작을경우선정에서제외 환경부 (2014) 에의거하여침투도랑의경우처리면적 2ha이상인경우제외하였으며식생수로는계산된바닥폭이 2.5m 를초과할경우제외 - 76 -
< 표 3-26> 설치면적및규모의제약 구분모든시설침투도랑식생수로 설치면적및규모의제약 설치가능면적이설계면적 ( 계산결과 ) 보다작을경우선정제외 처리면적 2ha 이내 바닥폭최대 2.5m 이하 (6) 제품선정시스템개발 ( 가 ) 비점오염저감시설정보관리시스템등록제품과연계한개발 제품선정의사결정주요고려항목 : BOD, TN, TP. SS. 경제성, 시공성, 유지관리등을종합적으로고려한다. 제품선정을위한시설물 DB는비점오염저감시설정보관리시스템에등록되어있는시설물을기초로다기준의사결정방법에의하여채택한다. ( 나 ) 제품선정로직 (TOPSIS) - 제품선정을위한다기준의사결정기법으로 AHP 로직배제 : AHP 로직의경우개별제품에대한상대비교를하여야하는어려움이있으며제품업데이트시의사결정 MATRIX의전체수정이불가피함 유지관리의어려움 - 절대평가점수를기준으로의사결정항목별가중치를적용하여이상적인최상의대안을계산할수있는 TOPSIS 모형적용 - 선정된제품결과를클릭하면비점오염저감시설정보관리시스템과연동되어제품소개에관한상세정보를볼수있도록개발 < 표 3-27> TOPSIS 계산로직 단계 내용 Step 1 Create an evaluation matrix normalized matrix ( 의사결정항목 - 제품별평가및정규화 ) Step 2 Calculate weighted normalized decision matrix ( 가중치반영 ) Step 3 Determine the worst alternative and the best alternative ( 최적값, 최악값계산 ) Step 4 Calculate distance between the target alternative and worst/best condition ( 간격계산, di+, di-) Step 5 Calculate the similarity to toe worst condition ( 최악해에대한근접도계산 ) : 근접도계산결과가작으면최악해에근접하므로 worst 한결과이며크면반대임 - 77 -
( 다 ) 제품선정매개변수에대한표준점수부여 제품선정을위한매개변수로는수질항목 (BOD, TN, TP, SS) 및경제성시공성, 유지관리성등이있다. 수질항목의경우제품등록기업에서입력한수질저감효율값을기초로표준점수로변환하여시스템에적용한다. 다만수질저감효율이누락된경우에는환경부에서제시하고있는비점오염저감시설별저감효율기본값으로적용하게된다. 또한, 경제성, 시공성, 유지관리등의항목은개별기업의제품등록정보로판단하기힘들므로비점오염저감시설의설치및관리운영매뉴얼 ( 환경부, 2014) 에서제시하고있는수치를표준점수로환산하여적용한다. < 표 3-28> 비점제품의사결정을위한항목별표준점수적용표 점수 BOD TN TP SS 경제성 시공성 유지관리 9 90.00 85.00 85.63 97.81 2.36 3.88 3.88 8 80.00 75.00 76.88 95.44 2.08 3.63 3.63 7 70.00 65.00 68.13 93.06 1.80 3.38 3.38 6 60.00 55.00 59.38 90.69 1.52 3.13 3.13 5 50.00 45.00 50.63 88.31 1.23 2.88 2.88 4 40.00 35.00 41.88 85.94 0.95 2.63 2.63 3 30.00 25.00 33.13 83.56 0.67 2.38 2.38 2 20.00 15.00 24.38 81.19 0.39 2.13 2.13 1 10.00 5.00 15.63 78.81 0.11 1.88 1.88 < 표 3-29> 비점오염저감시설시설별저감효율, 기타항목에대한기본값 저감효율 (%) 비점오염저감시설 BOD T-N T-P TSS 경제성시공성유지관리 저류시설 인공습지 저류지 34.00 28.00 36.00 80.00 0.50 2.00 2.0 지하저류조 25.00 24.00 20.00 80.00 0.25 2.00 3.0 지표면흐름습지 53.00 37.00 60.00 80.00 0.77 3.00 3.0 지하흐름습지 53.00 37.00 60.00 80.00 0.77 2.00 3.0 유공포장 75.00 83.00 65.00 80.00 2.00 2.00 3.0 침투시설 침투저류지 69.00 58.00 69.00 80.00 0.67 2.00 3.0 침투도랑 ( 관 / 측구 / 통 ) 77.00 62.00 73.00 80.00 1.67 2.00 3.0 침투조 69.00 58.00 69.00 80.00 0.67 2.00 3.0-78 -
식생여과대 44.00 42.00 42.00 80.00 2.00 3.00 3.0 식생수로 34.00 45.00 51.00 80.00 0.83 3.00 3.0 식생형시설 식생체류지 54.00 49.00 65.00 80.00 0.67 2.00 2.0 나무여과상자 54.00 49.00 65.00 80.00 1.00 2.00 2.0 식물재배화분 54.00 49.00 65.00 80.00 1.00 2.00 2.0 여과형시설 50.00 46.00 54.00 80.00 2.50 4.00 4.0 장치형시설 와류형시설 16.00 11.00 22.00 80.00 2.50 4.00 3.0 스크린시설 (CDS) 15.00 9.00 19.00 80.00 2.50 2.00 3.0 ( 라 ) 의사결정지원시스템에서선정된제품정보들을표로가시화 제품선정결과에서제시된제품들의특징, 처리효율, 규격, 단가, 시공비등을비교분석하여사용자에게편의성을제공하였다. 5개제품까지선택가능하며순위에관계없이비교하고자하는제품을선택할수있다. < 그림 3-33> 제품의사결정지원시스템에서선정된제품순위 - 79 -
< 그림 3-34> 제품의사결정지원시스템에서선정된제품비교평가 (7) 저감효율산정시스템개발 ( 가 ) 비점오염발생부하량계산방법을이용한계산로직적용 토지계지목별연평균발생부하원단위값을적용하여비점오염발생부하계산 수질오염총량관리기술지침 ( 국립환경과학원, 2012) 등에근거한비점오염저감시설저감효율적용및비점오염도입에따른효과분석툴개발 시설선정시나리오에서채택한단위유역별비점저감시설설치규모 ( 시설종류및개수 ) 에따른효과제시 < 표 3-30> 비점오염저감시설저감효율 구분 BOD T-N T-P 저류형침투형여과형생태저류형 저류지 34 28 36 지하저류조 25 24 20 인공습지 53 37 60 투수성포장 75 83 65 침투저류지 69 58 69 침투도랑 77 62 73 침투통, 침투관, 측구 53 72 46 식생여과대 44 42 42 식생수로 34 45 51 모래여과시설등 50 46 54 침투화분 75 73 72 빗물정원, 통로화분 54 49 65-80 -
( 나 ) 토지계발생부하원단위계산 토지계의발생부하량은유량과수질을연속측정하여수문곡선 (hydrograph) 과오염부하곡선 (pollutograph) 을도출하여이로부터월별부하량을산정한다. 지역의특성에따라유역내전체토지계를구획하여조사하는것을원칙으로하나, 다음의방법으로대표유역을선정하여도출된표본조사결과를동질한유형의토지계에적용할수있다. 토지계발생부하량에대한실측조사가어려울경우에는지목별면적과연평균발생부하원단위를이용하여연평균발생부하량을산정할수있다. 토지계발생부하량 지목별면적 지목별연평균발생부하원단위 < 표 3-31> 지목별발생부하원단위 (kg/ km2 일 ) 지목 BOD T-N T-P 전 1.59 9.44 0.24 답 2.30 6.56 0.61 임야 0.93 2.20 0.14 대지 85.90 13.69 2.10 기타 0.96 0.76 0.03 수질오염총량관리기술지침 ( 국립환경과학원, 2012) - 전 은지목별면적중전, 과수원을포함 - 답 은지목별면적중답 - 임야 는지목별면적중임야 - 대지 는대지, 공장용지, 학교용지, 도로 ( 도로사면제외 ), 철도용지 ( 철도선로및사면제외 ), 주차장, 주유소용지, 창고용지, 체육용지 ( 골프장, 스키장제외 ), 유원지, 종교용지, 사적지를포함 도로사면및철도선로는기타에산입하며, 골프장, 스키장은실제토지이용형태에따라해당지목에산입함 - 기타 는광천지, 염전, 제방, 하천, 구거, 유지, 양어장, 수도용지, 공원, 묘지, 목장용지, 잡종지를포함 ( 단, 목장용지중 축사면적 은 대지 지목을적용 ) - 하천부지점용용지는토지이용형태에따라해당지목에산입함 ( 다 ) 저감효율시스템개발 의사결정항목으로총배수면적 (ha) 과토지이용 ( 전, 답, 임야, 대지, 기타 ), 비점오염저감시설배수면적 (ha) 이있다. - 81 -
비점오염저감시설배수면적은총배수면적을초과할수없다. 각비점오염시설의저감효율과토지이용별발생부하량원단위를고려하여 LID 적용 전 후발생부하량이산정된다. < 그림 3-35> 저감효율시스템의입력, 결과표출화면 (8) 평택고덕신도시저영향개발기법도입을위한의사결정지원시스템적용 ( 가 ) 테스트베드자료조사및적용대상지점선정 본연구에서개발된 LID 의사결정지원시스템 (LID DSS TOOL BOX) 을평택고덕신도시저영향개발기법도입을위한의사결정도구로우선적용하였다. 모형적용을위해평택고덕신도시의토지이용계획및유역경사, 토양형, 지하수심등지형특성을상세히분석하여모형의물리적매개변수로입력하였다. LID 시설선정을위한테스트베드적용대상은공원, 근린공공시설, 공공주택, 보도의총 4개지점이다. - 82 -
토지이용 유역경사 토양형 지하수심도 < 그림 3-36> 평택고덕신도시지형특성분석 ( 나 ) 의사결정지원시스템테스트베드적용을위한자료입력 평택고덕신도시개발계획을반영하여총 4개지점에대한의사결정지원시스템구동하였다. 물리적매개변수는 GIS 분석데이터를기초로입력 : LID 토지이용별유역면적, LID시설설치면적, 토양형, 불투수면적비, 지하수심도, 유역경사 의사결정매개변수 : 유역관리 ( 불투수면적비, 토양형 ), 강우유출수관리 ( 저류, 여과, 침투, 증발, 지하수함량 ), 수질관리 (BOD, TSS, TN, TP), 유지관리 ( 유지관리빈도, 퇴적물제거, 유지관리인력 ) - 83 -
< 그림 3-37> LID 시설선정을위한의사결정지원시스템적용위치도 < 표 3-32> 테스트베드지점별 LID 선정을위한입력자료상세 구분 토지이용현황 배수면적 (m 2 ) 설치가능면적 (m 2 ) 불투수면적비 A 공원 24,306 400 21-37% D 형 B 근린공공시설 68,546 1,400 C 공공주택 54,269 1,000 D 보도 32,343 2,000 66% 초과 66% 초과 66% 초과 토양형유역경사 A 형 A 형 D 형 10% 이하 10% 이하 10% 이상 10% 이하 지하수위 1.2m 이하 1.2m 이상 1.2m 이상 1.2m 이상 의사결정인자 저류, 여과, TSS, 유지관리빈도, 유지관리인력 여과, 침투, 증발 TSS, TN, TP 여과, 침투, TSS 여과, 침투, 증발산, TSS, 유지관리빈도 ( 다 ) 의사결정지원시스템구동결과 의사결정지원시스템구동결과 A지역의경우지하흐름습지, B지역, D지역은유공포장, C 지역은식생체류지, 식물재배화분등이적합한것으로검토된다. 의사결정지원시스템에서도출된 LID 시설선정결과를기초자료로평택고덕신도시 LID 도입계획을상세수립하였다. 평택고덕신도시 LID 도입계획 ( 안 ) 의총시설면적은 113,966 m2이며기대효과는오염 - 84 -
삭감부하량 2,200kg/ 일, 저류, 침투량 91,204 m3이다. < 표 3-33> 의사결정지원시스템에의한 LID 선정결과 구분 A지역 B지역 C지역 D지역 추천순위지하흐름습지, 지표면흐름습지, 식생여과대유공포장, 침투저류지, 침투조나무여과상자, 식생체류지, 식물재배화분유공포장, 식물재배화분, 나무여과상자 < 그림 3-38> 평택고덕신도시 LID 도입계획 ( 안 ) - 85 -
< 그림 3-39> 의사결정지원시스템구동결과 : A 지역 - 86 -
< 그림 3-40> 의사결정지원시스템구동결과 : B 지역 - 87 -
< 그림 3-41> 의사결정지원시스템구동결과 : C 지역 - 88 -
< 그림 3-42> 의사결정지원시스템구동결과 : D 지역 (9) 시설선정의사결정지원시스템 ( 가 ) 로그인 http://npslid.hecsystem.com/dss/dss_login.do - 89 -
< 그림 3-43> 비점저감시설선정을위한의사결정지원시스템로그인 ( 나 ) 기초자료입력 배수면적, 설치면적m2을입력하면자동으로 ha 변환 : 배수면적, 적용강우는시설물의면적산정의기초자료가되는중요한인자로계산된시설물면적이설치면적 ( 사용자입력 ) 을초과하면시설선정에서제외된다. 적용강우는설계강우량으로부터환산된누적유출고로 5mm를입력한다. 토지이용은공공주택, 주차장, 보도, 공원, 광장, 녹지및공지, 교육시설, 운동장, 사회복지시설, 공공근린시설로구분짓는다. < 그림 3-44> 기초자료입력 ( 토지이용입력포함 ) ( 다 ) 의사결정항목선택 불투수면적비, 토양형은중복선택불가 : 토양형 A형은침투율이매우크며자갈이있는토양이며토양형 D형은침투율이매우작고, 점토질토양층이다. 강우유출수관리, 수질관리, 유지관리, 기타인자는중복선택가능하다. 강우유출수관리 : 시설물의강우유출관리기능선택 수질관리 : 처리하고자하는수질인자입력 유지관리 : 유지관리가필요한경우항목체크 기타인자지하수심도 : 지하수심도 1.2m 이하인경우체크 - 90 -
기타인자유역경사도 : 유역경사가 10% 이상인경우체크 토양개량을실시할예정인경우 : 토양형미선택이가능하다. 분류별항목중고려대상이아닌경우미선택이가능하다. < 그림 3-45> 의사결정항목의선택 (AHP 로직적용 ) ( 라 ) 시설물선정결과 시설물선정결과의점수의총합계는 1이된다. 설치소요면적 / 개수 (EA) 는수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 ( 국립환경과학원, 2012) 및비점오염저감시설의설치및관리운영매뉴얼 ( 환경부, 2014) 에서제시하고있는산정방법적용한다. 개략공사비는단위면적당공사비조사를수행하여현재개략적인공사비용을담은내용으로현장여건에따라공사비용이변할수있으므로참고용으로만활용한다. - 91 -
< 그림 3-46> 의사결정항목의선택 (AHP 로직적용 ) (10) 제품선정의사결정지원시스템 ( 가 ) 시설선정 비점저감시설선정을위한제품선정의사결정지원시스템 (LID DSS TOOL BOX: Product Ver. 1.0) 을이용한시설물채택이가능하다. 시설선정이필요없을경우스킵이가능하다. < 그림 3-47> 의사결정지원시스템시설선정 ( 나 ) 선정시설최종채택및의사결정항목별가중치부여 제품선정을위한반영시설물우선선택중복선택이가능하다. 시설선정시스템의시설항목 (13가지 ) 과장치형시설이추가되어있다. 제품선정을위한수질인자, 경제성, 시공성, 유지관리성에대한사용자가중치입력이 - 92 -
가능하다. 1.0, 0.8, 0.6, 0.4, 0.2, 0.0, 사용자입력으로구분하여체크한다. < 그림 3-48> 선정시설및제품선정을위한가중치 ( 다 ) 제품선정결과표출 비점저감제품선정결과를점수, 추천순위순으로표출하며제품정보는비점오염저감시설정보관리시스템 (npslid.hecsystem.com) 과연동하여제공한다. 선정된제품에대한비교분석정보 5개까지비교분석이가능하다. - 93 -
< 그림 3-49> 의사결정지원시스템제품선정결과 < 그림 3-50> 선정제품에대한비교분석 (10) 저감효율산정시스템 ( 가 ) 총배수면적, 토지이용및 LID 시설적용면적입력 LID 시설이적용되는총배수면적을입력한다. - 94 -
토지이용입력 : 토지이용은전, 답, 대지, 기타로분류되어있다. LID 시설적용면적의경우저류시설, 인공습지, 침투시설등총 13개항목이있으며만약총배수면적보다 LID 시설적용면적이크면경고창이뜬다. 모든항목입력후모형수행 < 그림 3-51> 선정제품에대한비교분석 ( 나 ) 비점오염저감시설설치효과표출 비점오염저감시설의저감효율과토지이용별발생부하량원단위를고려하여 LID 적용 전 후발생부하량이산정된다. - 95 -
< 그림 3-52> 비점오염발생부하량및저감효율산정결과표출 - 96 -
3-3. 연구개발결과요약 가. 비점오염저감시설설치신고제도개선방안도출 비점오염원설치신고제도의합리적인운영을위해국민신문고를통해설치신고시기 조정등을제안하여환경부입법예고까지반영하였다. 나. LID 기법설계및시공, 유지관리지침수립 국내외비점오염저감시설관련지침을토대로저류시설, 인공습지, 침투시설, 식생형시설로분류하여지침을작성하였다. 각시설별시설개요, 상위규정상요구기준, 기존관련지침의고려항목을분석하여설계 시공 유지관리지침을제시하였다. 관련지침은 LH 사업지구 LID 기법적용시반영함으로써연구성과의현장적용성을검증하였다. < 그림 3-53> LID 기법설계및시공, 유지관리지침수립 - 97 -
다. 비점오염저감시설정보관리시스템구축 웹기반의정보관리시스템을구축하여, 기술개발업체가자사의기술에대한정보를업로드하도록함으로써시설의처리효율, 비용, 설계지침등의상세한정보를게시하였다. 양질의비점오염저감시설정보를일반인, 공무원, 전문가에게체계적으로제공하여비점오염저감시설의합리적인적용을도모하였다. < 그림 3-54> 비점오염저감시설정보관리시스템구축 라. LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템개발 비점오염저감시설정보관리시스템과연동하여비점오염저감시설 (LID 시설포함 ) 을설치하고자하는자가유역특성에적합한기법을선정할수있도록비점저감시설선정, 제품선정을지원해주는의사결정지원시스템을개발하였다. < 그림 3-55> LID 기법선정을위한최적의사결정지원시스템 개발 - 98 -
4. 목표달성도및관련분야기여도 4-1. 목표달성도 연차연구개발목표연구개발수행내용달성도 (%) 비고 ( 미진사유 ) 기존 LID 기법의운영실태분석 기존시설을대상으로저감시설종류, 설치비용, 저감시설운영실태분석 100% 해당사항없음 1 LID 기법별설치기준수립 단지의계획및설계단계에서직접적용할수있는설계기준제시 100% 해당사항없음 최적의사결정지원시스템개발 LID 기법별특징을검토하고기법선정시의의사결정인자결정 100% 해당사항없음 기존적용된 LID 기법에대한개선방안도출 신도시개발시 LID 기법적용확대를위한관련기준개정 ( 지속가능한신도시계획기준, 국토해양부 ) 비점오염원설치신고제도관련 LH 내부관련지침개정 100% 해당사항없음 2 LID 기법별설계지침수립 기존관련지침을대상으로각시설별설계지침항목도출 각시설별세부설계지침작성 100% 해당사항없음 최적의사결정지원시스템개발 최적대안선정에필요한의사결정인자도출 웹기반의비점저감시설정보관리시스템구축 100% 해당사항없음 3 LID 기법별설계유지관리지침수립 최적의사결정지원시스템개발 환경영향평가시저영향개발 (LID) 기법적용매뉴얼작성 비점오염저감시설유지관리지침매뉴얼작성 최적대안선정에필요한의사결정인자도출 비점저감시설정보관리시스템의베타버전개발 100% 100% 해당사항없음 해당사항없음 4 수립된설계유지관리지침의 Test Bed 적용및보완 연구성과의현장적용을위해평택고덕신도시를 Test Bed 선정 Test Bed 인평택고덕신도시에 LID 기법적용시연구성과로도출된설계및유지관리지침을활용 적용과정을통해지침의보완방안도출 100% 해당사항없음 개발된시스템의 Test Bed 에적용및보완 Test Bed 인평택고덕신도시에 LID 기법적용시연구성과로도출된의사결정지원시스템을활용하여유역특성별최적기법선정 100% 해당사항없음 5 연구성과의현장적용성검증을위한 Test Bed 운영 연구성과로도출된지침및의사결정지원시스템을 Test Bed 에적용함으로써현정적용성검증 100% 해당사항없음 최적의사결정지원시스템개발 Test Bed 적용및보완절차를거쳐시스템최종버전개발 100% 해당사항없음 - 99 -
4-2. 관련분야기여도 가. 기술적측면 본과업의수행에따라기대되는기술적효과는그간 LID 기법의적용에제약요인으로작용했던설계지침의부재와유역특성을적합한 LID 기법선정의어려움이해결됨으로써 LID 기법의확산에기여할것으로판단된다. 대규모개발사업에 LID 기법이적용됨으로써새로운 LID 기법이개발될수있는기술적인모티브를제공할것으로판단되며, 이를통해새로운 LID 기술이개발되고, 유역맞춤형 LID 기법선정기술이발전됨으로써 LID 기법확산이가속화될것으로기대된다. 나. 환경적측면 수질과수량으로이원화되어관리되던기존물순환체계가수질, 수량, 물순환등을종합적으로고려한통합적인물관리대책으로전환이가능할것으로기대된다. 유역특성을고려한 LID 기법을적용함으로써비점오염저감과아울러우수유출저감효과의건전한물순환체계구축이가능할것으로판단된다. 이를통해최근전세계적인화두가되고있는녹색도시조성을기대할수있다. 다. 경제적 산업적측면 비점오염저감시설및우수유출저감시설로 LID 기법적용이확산됨으로써새로운기술개발을위한산업및기업이나타날것으로기대된다. 이는수년전비점오염원설치신고제도도입으로장치형시설에관한기술개발과아울러관련분야의산업이폭발적으로증가한사례와비슷한경우가될것으로판단된다. 반면, LID 기법의확산으로장치형시설분야산업에는부정적영향을미칠수있다. 라. 일자리창출측면 본과업의결과에따라 LID 기법의적용이확산됨으로써관련분야의산업발전으로새로운일자리창출이기대된다. 하지만, 기존장치형시설분야산업및시장의위축이우려되기때문에신규일자리창출이라기보다는기존장치형시설분야인력의전환고용이라고판단된다. - 100 -
5. 연구결과의활용계획 5-1. 도시개발사업 LID 기법도입시활용 본연구수행을통해도출된결과는설계 시공 유지관리지침, 비점오염저감시설정보관리시스템, 최적기법선정의사결정지원시스템으로대분할수있다. 각성과물은도시개발사업에 LID 기법을도입할때반드시필요한것으로그활용도는매우높을것으로예상된다. 관련지침은 LID 기법을설계 시공하는과정에서평택고덕신도시, 세종행복도시의 LID 기법도입방안마련시기반영되었으며향후타사업지구에도활용될것으로기대된다. 유지관리지침은지자체가 LID 기법을이관후관리할때활용함으로써시설의적절한효율유지가가능할것으로판단된다. 비점오염저감시설및 LID 기법을개발하는업체는자사기술에대한홍보를고민하고기술을선택해야하는지자체및사업시행자는최적의기술을찾는어려움이있다. 따라서기술개발업체와사업시행자간정보를교류할수있는사이버장터가필요하며, 본연구에서개발한정보관리시스템이그역할을수행하고있을것으로판단된다. 기술개발업체는자사의기술을정보관리시스템에게시하고사업시행자가해당시스템에서해당사업에적합한최신공법및자재를선택할수있는것이다. 사업시행자및지자체가 LID 기법도입계획을수립할때는개략적인도입방안및소요예산산출이필요한데전문가의도움없이담당자가결정하기에는한계가있다. 본연구에서개발한의사결정지원시스템은이와같은고민을하는담당자를지원하기위한시스템이다. 즉, LID 기법을도입하고자하는유역에적합한기법을제시하고해당기법을도입하기위해필요한개략적인비용과설계제원을산출해준다. 비용과설계제원은비점오염저감시설정보관리시스템에게시된정보와연동하도록되어있어업체는개발한기술을홍보할수있고사업시행자는신공법및신자재를즉시확인할수있는것이다. 5-2. 환경부관련사업에활용 빗물유출제로화사업및비점오염저감사업, 촉촉한물순환선도도시등환경부가국고지원사업으로추진하는다양한사업에본연구성과가활용될것으로기대된다. 구체적인활용분야로는설계 시공지침은설계및시공과정에서활용될것이며, 비점오염저감시설정보관리시스템은사업지구에적합한시설및기법을선정하는데유용하게활용될것이다. - 101 -
6. 연구과정에서수집한해외과학기술정보 해당사항없음 - 102 -
7. 연구개발결과의보안등급 보안등급분류 보안과제 일반과제 결정사유 본과제는실증화과제로일반과제로분류 - 103 -
8. 국가과학기술종합정보시스템 (NTIS) 에등록한연구시설 장비현황 해당사항없음 - 104 -
9. 연구개발과제수행에따른연구실등의안전조치이행실적 연구실안전환경을위한관련조치는 LH 의내부규정에의거하여이행하도록함 - 105 -
10. 연구개발과제의대표적연구실적 번호 구분 ( 논문 / 특허 / 기타 1 논문 논문명 / 특허명 / 기타 Flood reduction analysis on watershed of LID design demonstration district using SWMM5 소속기관명 한국토지주택공사토지주택연구원 역할논문게재지 / 특허등록국가 제 1 저자 Desalination and Water Treatment Impact Factor 논문게재일 / 특허등록일 사사여부 ( 단독사사또는중복사사 ) 특기사항 (SCI 여부 / 인용횟수등 ) 1.173 2012.02.10 10 회 2 논문 Characteristics of heavy metals in soil in infiltration splash blocks and rain gardens for management of roof runoff from apartment buildings 한국토지주택공사토지주택연구원 제 1 저자 Desalination and Water Treatment 1.173 2013.05.13 3 논문 Analysis of the impact of low impact development on runoff from a new district in Korea. 한국토지주택공사토지주택연구원 제 1 저자 Water Science & Technology 1.106 2013.09.01 2 회 4 논문 건설현장탁수제어를위한원통형여과장치의처리효율분석 한국토지주택공사토지주택연구원 제 1 저자 ( 사 ) 한국물환경학회지 2014.09.30 단독우수논문상 5 6 비점관리를위한기타 ( 제품선정프로의사결정지원시스그램 ) 템 (C-2015-002043) 기타 ( 프로그램 ) 비점관리를위한시설선정의사결정지원시스템 (C-2015-002042 ) 한국토지주택공사토지주택연구원 한국토지주택공사토지주택연구원 대한민국 2015.01.29 대한민국 2015.01.29-106 -
11. 기타사항 11-1. 이과제와동일내용또는유사내용을전공또는연구하는과학자및기술자의소속과성명 김계현, 인하대학교지리정보공학과교수 김석구, 한국건설기술연구원연구위원 김영철, 한서대학교 00과교수 김이형, 공주대학교토목환경공학과교수 김이호, 한국건설기술연구원연구위원 김준하, GIST 환경공학과교수 방기웅, 한밭대학교토목환경공학과교수 서성철, 한국환경공단차장 신현석, 부산대학교교수 최지용, 서울대학교교수 하성룡, 충북대학교교수 한무영, 서울대학교교수 11-2. 이과제가성공적으로수행되는경우연구개발내용이게재될수있는저명전문학술지 한국수자원학회논문집 한국물환경학회논문집 대한토목학회논문집 대한환경공학회논문집 Journal of Hydraulic Engineering Journal of Hydraulic Research Journal of Environmental Engineering Ecological Engineering Journal of Hydro-environment Research Desalination and W ater Treatment W ater Science and Technology - 107 -
12. 참고문헌 환경부 (2011), 4대강수계비점오염저감시설모니터링및유지관리. 국립환경과학원, 2012, 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침. 국립환경과학원, 2012, 수계오염총량관리기술지침. 환경부, 2008, 비점오염저감시설의설치및관리운영매뉴얼. 환경부, 2014, 비점오염저감시설의설치및관리운영매뉴얼. Geosyntec consultants, 2013, Stormwater Best Mangement Practices: Guidance Document. K. Paul Yoon, 1995, Multiple Attribute Decision Making An Introduction. Virginia Polytechnic Institute and State University, 2009, Virginia' s Stormwater Impact Evaluation: Developing an Optimization Tool for Improved Site Development, Selection and Placement of Stormwater Runoff BMPs. - 108 -
( 부록 ) - 110 -
환경산업선진화기술개발사업 비점오염저감시설설계및시공지침 비점오염원관리기술연구단
참여연구진 연구총괄 최종수토지주택연구원건설환경연구실환경에너지연구단연구위원 연구진이정민토지주택연구원건설환경연구실환경에너지연구단수석연구원현경학토지주택연구원건설환경연구실환경에너지연구단수석연구원이유진토지주택연구원건설환경연구실환경에너지연구단연구원공영산토지주택연구원건설환경연구실환경에너지연구단연구원이수연토지주택연구원건설환경연구실환경에너지연구단연구원 - 2 -
차례 I. 기존유사지침현황 3 1. 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 3 2. 분산형빗물관리시스템의설계및유지관리가이드라인개발 (2008, 구자용외 ) 5 3. LID 기법을활용한자연형비점오염원관리방안마련 (2009, 환경부 ) 6 4. 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원외 ) 9 5. 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 (2010, 소방방재청 ) 12 6. 긴급호우대책 에기초한 공공시설의일시저류시설등의설치에관한기술지침 (2012, 도쿄도도시정비국 ) 15 7. 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) 20 II. 시설별기준 24 1. 비점오염저감시설의공통법적기준 24 가. 법적설치기준 ( 시행규칙별표 17) 24 나. 법적관리 운영기준 ( 시행규칙별표 18) 24 2. 저류시설 26 가. 저류지 26 3. 인공습지 37 4. 침투시설 46 가. 침투도랑 46 나. 침투통 55 다. 침투트렌치 / 침투관 66 라. 침투측구 77 마. 침투저류지 85 바. 수목여과박스 ( 침투화분 ) 94 사. 투수성포장 101 5. 식생형시설 122 가. 식생수로 122 나. 식생여과대 130
제 1 장 기존유사지침현황
I. 기존유사지침현황 1. 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) - 3 -
I. 목적및적용범위 1. 목적 2. 적용범위 II. 비점오염저감시설의선정 1. 비점오염저감시설의개요가. 비점오염원의정의나. 비점오염물질의종류다. 비점오염저감시설 2. 비점오염저감시설의규모및용량결정 3. 비점오염저감시설의선정시고려사항가. 개요나. 토지이용특성다. 물리적타당성라. 기후및지역적요소마. 유역요소바. 강우유출수관리능력사. 오염물질제거아. 지역사회와환경요소자. 비용의적정성차. 유지관리의용이성카. 안전성타. 기타고려사항 III. 시설별설치및관리 운영매뉴얼 1. 자연형시설가. 저류시설나. 인공습지다. 침투시설 - 4 -
라. 식생형시설 2. 장치형시설가. 여과형시설나. 와류형시설다. 스크린형시설라. 응집 침전처리형시설마. 생물학적처리형시설 IV. 모니터링계획수립및평가방법 1. 개요 2. 모니터링계획수립가. 목적에따른모니터링계획수립나. 모니터링방법결정다. 모니터링위치선정라. 모니터링주기및시료채취방법마. 조사항목의결정바. 강우사상의선정 3. 모니터링평가방법 - 5 -
2. 분산형빗물관리시스템의설계및유지관리가이드라인개발 (2008, 구자용외 ) 1장서론 1.1 연구배경 1.2 연구목적 1.3 연구내용및방법 2장빗물관리의필요성및물순환특성 2.1 빗물관리의필요성및문제점 2.2 도시개발에의한물순환변화 2.3 도시유역물순환해석기법 3 장분산형빗물관리의개념및국내 외빗물관리현황조사 3.1 분산형빗물관리의개념 3.2 국내 외빗물관리시설의설치및운영현황 4 장효과적인빗물관리를위한제도및주요결정사항검토 4.1 국내 외빗물관리관련법률및제도 4.2 분산형빗물관리를위한주요결정사항 5장분산형빗물관리시스템의설계및유지관리가이드라인 ( 안 ) 5.1 총론 5.2 분산형빗물관리시스템의계획가이드라인 5.3 빗물관리시설별설계가이드라인 5.4 분산형빗물관리시스템의유지관리가이드라인 6 장결론 참고문헌 - 6 -
3. LID 기법을활용한자연형비점오염원관리방안마련 (2009, 환경부 ) - 7 -
제 1 장서론 1-1. 연구의필요성과목적 1-2. 연구의범위및방법 제2장 LID 기법의특성및적용실태 2-1. LID 기법의특성 1. LID 기법의정의및등장배경 2. LID 기법의특성 2-2. LID 기법의적용실태 1. 국내 2. 국외사례 제3장 LID 기법을활용한비점오염원관리 3-1. 기존의비점오염원관리수단및시사점 1. 기존비점오염원관리수단 2. 정책분석및시사점 3-2. LID 기법을이용한토지이용별비점관리방안 1. 비점오염원관리를위한 LID 기법의기본원칙과적용기준 2. 토지이용계획단계에서의 LID 기법적용 3. LID 기법의요소기술 3-3. 경제성평가에의한 LID 기법적용확대전략 1. 개발사업평가기술 2. LID 기법적용사업사례 3. LID 기법의장단점 4. 시사점 3-4. LID 기법적용을위한제도개선방안 1. LID 기법적용관련국내제도검토 2. LID 기법적용관련국외제도검토 3. LID 기법적용을위한제도개선방안 - 8 -
제4장 LID 기법의구체적적용방안 4-1. LID 기법의세부적용방안 1. LID 기법적용을위한절차 2. LID 기법기술요소의선택방법 3. 토지이용별 LID 기법의세부적용방안 4-2. 비점오염저감을위한 LID 기법에대한지침서마련 1. 생태저류시설 2. 생태저류셀 3. 식생사면 4. 식생습지 5. 옥상녹화 6. 나무화분여과장치 7. 집수정 8. 건식우물 9. 여과장치 10. 홈통필터 11. 도로청소 12. 모래여과장치 13. 수질정화습지 14. 침투도랑 15. 투수성포장 16. 단절 17. 흐름분배기 18. 유역최소화 19. 집중시간 20. 토양개량 21. 조경기술 22. 식물재배화분 23. 재조림 24. 빗물통 25. 오염예방 - 9 -
4-3. 사례지역에서의적용사례 1. 기존지역 2. 신규지역 제 5 장결론및정책건의 5-1. 결론 5-2. 정책건의 - 10 -
4. 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원외 ) 제 1 장총칙 1. 목적 2. 적용범위 제2장개발사업비점오염원관리방향 1. 비점오염원의정의및종류 2. 개발사업비점오염원및기존비점오염관리방안 3. 개발사업비점오염원관리방향 4. 저영향개발접근방법 (LIDA: Low Impact Development Approaches) 제3장비점오염원관리시설종류및설치기준 1. 생태면적가. 시설개요나. 공간유형별구조및설치기준다. 생태면적산정방법 2. 빗물이용시설가. 시설개요나. 구성요소별설치기준다. 관리 운영기준 3. 침투시설가. 침투통나. 침투관다. 침투측구라. 투수성포장 (Porous Pavement) 마. 침투화분 (Infiltration Planter) 바. 침투도랑 (Infiltration Trench) 사. 침투저류지 (Infiltration Basin) - 11 -
4. 여과시설가. 빗물정원 (Rain Garden) 나. 통로화분 (Flow Through Planter) 다. 수목여과박스 (Tree Box Filter) 라. 식생수로 (Vegetated Swale) 마. 식생여과대 (Vegetated Filter Strip) 바. 모래여과시설 (Sand Filter) 사. 제조여과시스템 (Manufactures Filtering System) 5. 저류시설가. 습식연못 (Stormwater Pond) 나. 인공습지 (Stormwater W etland) 제4장비점오염관리계획의수립및삭감부하량산정방법 1. 비점오염원관리계획의수립가. 비점오염관리계획의수립절차나. 비점오염저감시설의세부적용예 2. 비점오염삭감부하량산정방법가. 개요나. 비점오염저감시설별삭감부하량산정방법 제5장비점오염관리계획수립예 1. 산업시설개발사업가. 개발사업개요나. 비점오염관리계획다. 시설별설계및삭감량산정 2. 공동주택개발사업가. 개발사업개요나. 비점오염관리계획다. 시설별설계및삭감량산정 3. 골프장개발사업가. 개발사업개요 나. 비점오염관리계획 - 12 - 다. 시설별설계및삭감량산정
4. 교량개발사업가. 개발사업개요나. 비점오염관리계획다. 시설별설계및삭감량산정 제 6 장참고문헌 - 13 -
5. 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 (2010, 소방방재청 ) 제1장총칙 1.1 목적 1.2 적용범위 1.3 우수유출저감시설의정의 설치목적 1.4 우수유출저감시설의분류 1.5 우수유출저감시설의종류 제2장우수유출저감대책수립 2.1 목적 2.2 배수구역및목표연도의설정 2.3 목표연도확률강우량결정 2.3.1 우량관측소의선정 2.3.2 지속기간별강우량자료수집 2.3.3 확률강우량산정 2.3.4 강우강도식유도 2.3.5 설계강우의빈도설정 2.3.6 설계강우의시간분포방법결정 2.3.7 확륭강우증가량산정 2.4 목표연도불투수면적비율결정 2.4.1 유출곡선지수 (CN) 의개요 2.4.2 CN값을이용한유효우량결정 2.5 홍수유출해석 2.5.1 홍수도달시간산정 2.5.2 홍수량산정방법결정 2.5.3 임계지속기간을고려한홍수량산정 2.5.4 현재및목표연도의유출총량산정 2.6 우수유출목표저감량산정 2.7 우수유출목표저감량배분 2.7.1 우수유출저감시설배치계획시고려사항 2.7.2 단계별고려사항 ( 지역외저류시설 ) 2.7.3 형식별고려사항 ( 지역외저류시설 ) - 14 -
2.8 지역외우수유출저감시설규모계획 2.9 지역내우수유출저감시설규모계획 제3장저류시설의종류 구조 설치및유지관리기준 3.1 저류시설의종류 3.1.1 지역외 (Off Site) 저류시설 3.1.2 지역내 (On Site) 저류시설 3.2 저류시설계획 3.2.1 저류시설계획 3.2.2 저류시설의다목적이용계획 3.2.3 방류구시설계획 3.3 저류시설의유지관리 3.3.1 개요 3.3.2 일반관리 3.3.3 점검세부지침 3.4 저류시설모니터링시방서 3.4.1 목적 3.4.2 제어 계측시스템구성및운영 제4장침투시설의종류 구조 설치및유지관리기준 4.1 침투시설의계획수립을위한조사및시험 4.1.1 현장조사 4.1.2 자료조사 4.1.3 토질 지하수위조사 4.1.4 현장침투시험 4.2 침투시설의규모계획 4.2.1 설계침투량의산정 4.2.2 투수성보도블록의 CN 4.2.3 침투트렌치의 CN 4.2.4 침투집수정의 CN 4.3 침투시설의배치계획 4.3.1 설치수량의기준 4.3.2 설치장소의주의사항 - 15 -
4.3.3 시설의조합 4.4 침투시설의종류, 시공및유지관리 4.4.1 침투통 4.4.2 침투트렌치 4.4.3 침투측구 4.4.4 투수시멘트콘크리트포장 4.4.5 투수아스팔트콘크리트포장 4.4.6 투수성보도블록 - 16 -
6. 긴급호우대책 에기초한 공공시설의일시저류시설등의설치에관한기술지침 (2012, 도쿄도도시정비국 ) 제1장총설 1.1 본지침의목적과내용 1.2 본지침의적용 1.3 본지침의대상일저류 침투시설 1.3.1 본지침서의대상으로하는저류시설의종류 1.3.2 본지침서의대상으로하는침투시설의종류 1.4 본지침의운용 1.5 본지침의구성 제2장일시저류 침투시설등의개요 2.1 일반사항 2.2 저류시설에대해서 2.3 지표면저류 2.3.1 교정저류 2.3.2 공원저류 2.3.3 주차장저류 2.3.4 동사이저류 2.4 지하저류 2.4.1 지하저류시설의특징 2.4.2 지하저류시설의구조 2.4.3 저류조의부재별특징 2.5 쇄석저류 2.5.1 쇄석저류의특징 2.5.2 쇄석저류구조 2.6 옥상저류 2.6.1 옥상저류개요 2.6.2 옥상저류시설의특징 2.6.3 옥상저류시설의구조 2.7 침투시설 2.7.1 침투관 - 17 -
2.7.2 침투받이 2.7.3 도로침투받이 2.7.4 침투측구 2.7.5 투수성포장 투수성평판포장 2.7.6 저류침투조 2.7.7 침투정제3장조사 계획 3.1 일반사항 3.2 실시흐름 3.3 일시저류 침투시설등을설치하는공공시설 3.3.1 신축재개발계획이있는공공시설에설치 3.3.2 일시저류 침투시설등의설치우선순위가높은공공시설에설치 3.4 공공시설이소재하는유역확인 3.4.1 호우대책계획유역 ( 대책촉진유역 ) 3.4.2 종합치수대책특정하천유역 3.4.3 특정도시하천침수피해대책법유역 3.5 개발계획등의제원 및 공공시설의제원 확인 3.6 침투시설의설치에관한조사 검토 3.6.1 일반사항 3.6.2 포화투수계수의결정흐름 3.6.3 침투시설에적합한지형구분 3.6.4 도쿄도침투능력지도의이용 3.6.5 토지조건도사용 3.6.6 침투시설의설치에있어서고려해야할상황 3.6.7 현지침투능력조사 3.7 배치계획검토 3.7.1 일반사항 3.7.2 배치가능한일시저류 침투시설등의선정 3.7.3 빗물의집 배수계통검토 3.7.4 기설의집 배수설비를활용한배치검토예 3.8 방류위치수용가능용량확인 3.8.1 일반사항 - 18 -
3.8.2 배수에관한신고와협의내용 3.9 후속을고려한조사계획 제4장설계 4.1 일반사항 4.2 대책메뉴결정까지의검토흐름 4.3 필요한설계대책량의산출 4.4 지표면저류설계 4.4.1 일반사항 4.4.2 지표면저류시설의필요한설비 4.4.3 지표면저류의저류수심 4.5 지하저류시설의설계 4.5.1 일반사항 4.5.2 설계상의유의점 4.6 쇄석저류시설의설계 4.7 옥상저류시설의설계 4.8 침투시설의설계에유의점 4.8.1 침투시설의대상빗물 4.8.2 침투시설측면에되메움재에대해 4.9 플라스틱저류 침투시설의설계 4.9.1 기초 4.9.2 상단이용 4.9.3 유지관리를고려한설계 4.9.4 일시적인지하수위상승 4.10 침투받이및침투관설계 4.11 투수성포장설계 4.11.1 일반사항 4.11.2 투수성포장의설계조건 4.11.3 투수성포장재료 4.12 저류 침투량의확인 4.13 설계 저류량의산정 4.14 설계침투량의산정 4.14.1 단위설계침투량산정 - 19 -
4.14.2 설계침투량의산정 4.15 공공시설설치일시저류 침투시설의평가 4.15.1 일반사항 4.15.2 침투시설의저류량환산방법 4.16 배수시설의선정 4.16.1 배수방식 4.16.2 오리피스의배수 4.16.3 오리피스설계 4.16.4 오리피스의설계예 4.16.5 펌프에의한배수 4.16.6 펌프운정방법설계도서에명시 4.16.7 저류조오버플로우관 4.17 유지관리에배려한설계 4.18 후속조치고려한설계 4.19 공공시설에일시저류시설의설계사례 제 5 장시공 5.1 저류시설의시공 5.1.1 일반사항 5.1.2 시공방법 5.1.3 시공관리 5.1.4 안전대책 5.1.5 시공완료후의검사 5.2 침투시설의시공 5.2.1 일반사항 5.2.2 침투시설의시공순서 5.2.3 침투받이침투관, 침투측구, 도로침투받이, 공극저류침투시설의시공사례 5.2.4 투수성포장의시공예 5.2.5 침투시설시공관리 5.2.6 안전대책 5.2.7 시공완류후의검사 - 20 -
제6장유지관리 6.1 일반사항 6.2 유지관리의내용 6.3 점검작업 6.3.1 일반사항 6.3.2 정기점검 6.3.3 비상시점검 6.3.4 기능점검 6.4 청소및기능회복 6.5 대장등의정비 6.6 시설별유지관리내용 6.6.1 저류시설의유지관리내용 6.6.2 침투시설의유지관리내용 6.7 유지관리체제제7장후속 7.1 일반사항 7.2 모니터링 7.2.1 모니터링체제 7.2.2 모니터링항목의예 7.2.3 공공시설의부지에모니터링 7.3 적절한일시저류 침투시설운영에대한추적조사 7.4 일시저류 침투시설보급을위한 PR 7.4.1 일반사항 7.4.2 가까운곳에의 PR - 21 -
7. 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) 제 1 장총칙 1. 목적 2. 적용범위 제2장수질오염총량관리의비점오염원관리방향 1. 비점오염원의개념 2. 기존의비점오염원관리방향 3. 수질오염총량관리의비점오염원관리방향 4. 저영향개발과그린빗물인프라 제3장비점오염원관리시설종류및설치기준 1. 생태면적가. 시설개요나. 공간유형별구조및설치기준다. 생태면적산정방법 2. 빗물이용시설가. 시설개요나. 구성요소별설치기준다. 관리 운영기준 3. 침투시설가. 침투통나. 침투관다. 침투측구라. 투수성포장 (Porous Pavement) 마. 침투화분 (Infiltration Planter) 바. 침투도랑 (Infiltration Trench) 사. 침투저류지 (Infiltration Basin) 4. 여과시설가. 빗물정원 (Rain Garden) 나. 통로화분 (Flow Through Planter) - 22 -
다. 수목여과박스 (Tree Box Filter) 라. 식생수로 (Vegetated Swale) 마. 식생여과대 (Vegetated Filter Strip) 바. 모래여과시설 (Sand Filter) 사. 제조여과시스템 (Manufactures Filtering System) 5. 저류시설가. 습식연못 (Stormwater Pond) 나. 인공습지 (Stormwater W etland) 제4장비점오염삭감계획의수립및부하량산정 1. 비점오염삭감계획의수립가. 비점오염삭감계획의수립절차나. 비점오염저감기법의세부적용예 2. 비점오염삭감부하량산정방법가. 개요나. 토지계비점오염삭감부하량산정방법 제5장비점오염관리계획수립예 1. 산업시설개발사업가. 개발사업개요나. 비점오염관리계획다. 시설별설계및삭감량산정 2. 공동주택개발사업가. 개발사업개요나. 비점오염관리계획다. 시설별설계및삭감량산정 3. 골프장개발사업가. 개발사업개요나. 비점오염관리계획다. 시설별설계및삭감량산정 - 23 -
4. 교량개발사업가. 개발사업개요나. 비점오염관리계획다. 시설별설계및삭감량산정제6장참고문헌 - 24 -
제 2 장 시설별기준
II. 시설별기준 1. 비점오염저감시설의공통법적기준 가. 법적설치기준 ( 시행규칙별표 17) 1) 공통사항 1 비점오염저감시설을설치하려는경우에는설치지역의유역특성, 토지이용의특성, 지역사회의수인가능성 ( 불쾌감, 선호도등 ), 비용의적정성, 유지ㆍ관리의용이성, 안정성등을종합적으로고려하여가장적합한시설을설치한다. 2 시설을설치한후처리효과를확인하기위한시료채취나유량측정이가능한구조로설치하여야한다. 3 침수를방지할수있도록구조물을배치하는등시설의안정성을확보한다. 4 강우가설계유량이상으로유입되는것에대비하여우회시설을설치하여야한다. 5 비점오염저감시설이설치되는지역의지형적특성, 기상조건, 그밖에천재지변이나화재, 돌발적인사고등불가항력의사유로제2호에따른시설유형별기준을준수하기어렵다고유역환경청장또는지방환경청장이인정하는경우에는제2호에따른기준보다완화된기준을적용할수있다. 6 비점오염저감시설은시설유형별로적절한체류시간을갖도록하여야한다. 7 비점오염저감시설의설계규모및용량은다음의기준에따라초기우수 ( 雨水 ) 를충분히처리할수있도록설계하여야한다. ⅰ) 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결정하여야한다. ⅱ) 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5밀리미터이상의강우량을처리할수있도록하여야한다. ⅲ) 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. 나. 법적관리 운영기준 ( 시행규칙별표 18) 1) 공통사항 1 설치한저감시설의보존상태와주변부의여건, 상황등을파악하여시설물의기능을유지하기어렵거나어렵게될우려가있는부분을보수하여야한다. 2 슬러지및협잡물제거 ⅰ) 저감시설의기능이정상상태로유지될수있도록침전부및여과시설의슬러지및협잡물을제거하여야한다. ⅱ) 유입및유출수로의협잡물, 쓰레기등을수시로제거하여야한다. - 27 -
ⅲ) 준설한슬러지는 폐기물관리법 에따른기준에맞도록처리한후최종처분하여야한다. 3 정기적으로시설을점검하되, 장마등큰유출이있는경우에는시설을전반적으로점검하여야한다. 4 주기적으로수질오염물질의유입량, 유출량및제거율을조사하여야한다. 5 시설의유지관리계획을적절히수립하여주기적으로점검하여야한다. 6 사업자는제75조제 1항에따라비점오염저감시설을설치한경우에는지체없이그설치내용, 운영내용및유지관리계획등을유역환경청장또는지방환경청장에게서면으로알려야한다. - 28 -
2. 저류시설 가. 저류지 1) 시설개요 강우유출수를저류하여침전등에의하여비점오염물질을줄이는시설로사전재해영향성검토제도에서총유출량및첨두유출량을줄이기위한저류지와는구분됨 출처 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) - 29 -
2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 17) 1 자연형저류지는지반을절토ㆍ성토하여설치하는등사면의안전도와누수를방지하기위하여제반토목공사기준을따라조성하여야한다. 2 저류지계획최대수위를고려하여제방의여유고가 0.6 m 이상이되도록설계하여야한다. 3 강우유출수가유입되거나유출될때에시설의침식이일어나지아니하도록유입ㆍ유출구아래에웅덩이를설치하거나사석 ( 砂石 ) 을깔아야한다. 4 저류지의호안 ( 湖岸 ) 은침식되지아니하도록식생등의방법으로사면을보호하여야한다. 5 처리효율을높이기위하여길이대폭의비율은 1.5 : 1 이상이되도록하여야한다. 6 저류시설에물이항상있는연못등의저류지에서는조류및박테리아등의미생물에의하여용해성수질오염물질을효과적으로제거될수있도록하여야한다. 7 수위가변동하는저류지에서는침전효율을높이기위하여유출수가수위별로유출될수있도록하고유출지점에서소류력이작아지도록설계한다. 8 저류지의부유물질이저류지밖으로유출하지아니하도록여과망, 여과쇄석등을설치하여야한다. 9 저류지는퇴적토및침전물의준설이쉬운구조로하며, 준설을위한장비진입도로등을만들어야한다. (2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 18) 1 저류지의침전물은주기적으로제거하여야한다. - 30 -
3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려, : 미고려 ) 설치 구분 항목 공통 자료1 자료2 자료3 시스템입력항목 적용가능위치 유역특성 지하수위및 설기반암과의거리 치 비용의적정성 조 토지이용의특성 건지역사회의수인가능성 유지관리의용이성 유역경사도 기준유역면적 침투속도 시설규모산정방법 침강지제원 저류지제원 전처리시설 우회시설설치여부설 조경계획수립 계차수층설치 및 시공 유지관리 유지관리및안전을위한기타시설설치 시설안정성확보방안 설치비용 시료채취및 유량측정가능여부 수온상승방지 부유물질처리방안 침식방지방안 체크리스트 세부시공지침 유지관리비용 유지관리활동및 계획체크리스트 공통 : 수질및수생태보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료 1: 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 자료 2: LID 기법을활용한자연형비점오염원관리방안마련 (2009, 환경부 ) 자료 3: 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) - 31 -
4) 세부설치및시공지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능위치 1 비교적넓은부지면적이소요되므로기존도시지역에적용하기에는한계가있으며, 신규개발지역에적용할경우토지이용계획수립시설치부지를사전에확보하는것이유리하며, 조경부지를활용하는방안도가능하다. 2 고밀도도심지를제외한주거단지, 산업단지, 각종공원, 도로, 주차장등다방면의입지에서적용이가능하다. 3 저류지의입지선정시설치부지는홍수시침수위험이없는곳에위치하여야하며, 최소한의터파기작업으로최대의저류공간을확보할수있는곳이바람직하다. ( 나 ) 지하수위및기반암과의거리 1 지하수위가지표에인접하여있어침투기능확보가불가능하거나, 매립지, 성토지등지반의안정성에영향을줄수있을경우설치에신중하여야한다. 2 계절에따른최고지하수위나기반암의깊이와침투율에따라 30 90 cm의깊이로굴착되며, 깊게굴착할수록토양과자갈층또는연못표면에서더많은양을저류할수있다. 3 지하수위와기반암의인접여부에따라설치가제한적이므로충실한기초공사가중요하다. ( 다 ) 유역의경사도 1 불규칙한경사도를갖는곳은바람직하지못하며, 경사도 15 % 미만이어야한다. (2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 강우의유입을확보하기위해일정이상의배수구역을가지는것이좋다. 지하수로부터유입이없는경우기저유출량으로수위를유지할수있는배수구역을가지는것이바람직하다. 수위유지를위한최소배수면적은유출부소규모연못형성이중목적저류지의경우 40,000 m 2 이며, 일반적으로 100,000 m 2 이상이바람직하다. 2 높은지하수면이위치한지역, 유출부에막힘방지시설이설치된경우에는보다적은배수구역을고려할수있다. 3 부지면적은배수면적의 1 %( 얕은습지의경우 1.5 %) 이상으로한다. ( 나 ) 토양의침투율 - 32 -
1 저류지부지의토양이가지는침투율은영구연못의수위유지에중요한요소일뿐아 니라, 저류지아래에대수층이위치할경우를고려하여야하므로실험을통해침투율 을확인하여야한다. ( 다 ) 시설의적정규모산정방법 1 저류지수질처리용량 (W QV) 산정 여기서, WQ v P A R V WQ V = 수질처리용량 (m 3 ), A= 유역면적 (m 2 ), P= 설계강우량 (mm), R V = 체적유출계수 (=0.05+0.009 I, I= 불투수율 (%)) ( 라 ) 침강지제원 1 하나의유입구로전체설계강우유출수의 10 % 이상이유입되면유입구하단에침강지를설치하는것이좋다. 2 침강지의용량은수질처리용량 (WQv) 의 10 % 이상으로하는것이좋고, 최대수심은 1.2 m 1.8 m 정도로하는것이좋다. 3 침강지에는기간별침전물퇴적량을측정할수있도록퇴적심측정표시장치를설치할수있다. 침강지바닥은퇴적물제거가용이하도록경질로설치하는것이유리하며구조물을설치할경우포장블럭으로시공할수도있다. 침강지의유지관리를위한장비가접근할수있도록유지관리용도로가설치되어야한다. ( 마 ) 저류지제원 1 강우유출수의유입및유출이원활한구조로설계되어야한다. 포장면에서유출되는강우유출수를유입시켜저감하는시설이므로유입및유출이매우중요하다. 강우유출수의원활한유입을위해유입부와포장면사이의유입수로확보가필요하며, 유입수로는강우가지체되거나역류되지않는형태로설치되어야한다. 2 이상강우에대비하여원활한배수를위한유출부의월류폭을넓게하여인근지역의침수로부터안정성을확보하여야한다. 3 저류지는일반적으로유입부, 전처리부, 저류부, 식생및피복, 토양층, 지하배수구, 월류부로구성된다. 4 저류지는저류용량및침투량이제한적이므로용량을초과하는우수유입시침수등의피해가발생하지않도록인접한우수관로와의연계가중요하다. 5 배수면적으로부터계산된수질처리용량 (W Qv) 을저장하기위해연못혹은습지의조합을통해수질처리공간을확보하여야한다. 만약저류지가재해방지기능을동시에갖는영구저류지일경우방재용량과수질처리용량은별개로계산되는것이타당하다. 6 저류시설에서수질처리효율은다단계형태 (multiple cell), 유로 (flowpath) 의연장, 낮은수면적부하, 복잡한미세지형 (microtopography), 추가적인처리방법 ( 연못, 저류시간연 - 33 -
장, 습지의조합 ) 등으로향상시킬수있다. 7 저류지의제방경사는다음의사항을고려하여설계한다. 유지관리와보수를위한 3:1( 가로 : 세로 ) 이하로설치하는것이바람직하며나머지부분도 2:1( 가로 : 세로 ) 이하로설치하는것이바람직하다. 제방높이가 3.0 m 이상이고경사가 3:1( 가로 : 세로 ) 이상이면안전소단을설치하는것이좋다. 사석으로보강된제방은경사가 2:1( 가로 : 세로 ) 이하로하는것이좋다. 8 처리효율을향상시키기위한형상은다음과같다. 적절한기하학적형상은단회로 (short-circuiting) 를방지할수있으며저류지내에서단회로가발생하면목표로하는오염물질제거효율을달성하기어렵다. 최소장폭비는 1.5:1 이되어야하며단회로의발생을방지하기위해서는 3:1 보다커지는것이바람직하다. 저류지의형태는쐐기모양이좋은데그이유는유입된강우유출수가점진적으로통수면적이증가하는방향으로진행하면서유속이줄어들어침전효율이향상되기때문이다. 단회로방지등을통한처리효율향상을위해도류벽이나중도등을설치하여저류지형상을최적화할수있다. 저류지의최대수심은성층화현상과무산소조건이일어나지않도록 2.4 m를초과해서는안된다. 또한최소수심은 0.9 m 1.2 m 사이가바람직하다. 저류지의윤곽과형상은불규칙한형상으로조성하여최대한자연적경관을갖도록한다. 9 유출구는하류에침식을유발하지않도록유출관의단면을확대하는것이좋다. 저류지유출구바로아래의수로는침식을방지하기위하여사석 (rip-rap) 을까는방법, 감세공등으로보완할수있다. 유출구보호및효과적오염물질처리및저류를위한유출부의구조는다음과같다. 저류지로부터유출유량은수직수위조절구조물 (riser) 과배수통관 (barrel) 에의해제어될수있다. 방류통은수직으로세워진원통관로로저류지의바닥에고정부착된다. 방류관은방류통에수평으로부착된관로를지칭하며제방하단의물을운반하는기능을담당한다. 방류통은유지관리와보수시접근성이편리하도록저류지의제방내부에설치한다. 방류통의유출수오리피스는설치목적 ( 비점오염저감, 방재목적 ) 에따라다양한높이에설치할수있으며그크기는저류지용량에따라결정된다. 저류지의용도가단순히강우유출수에함유된비점오염물질의제거라면유출구의구조는단순한월류웨어형태면가능하다. 모든형식의저류지바닥에는배수용관로를설치하여야한다. 배수관로에는밸브를갖추어저류지를완전배수또는부분배수해야하는상황에대처할수있도록한다. 배수관의관경은계산값보다한단계큰관으로결정하는것이좋다. 10 저류지의수심유지를위하여이용가능한물이충분하도록물수지를산정하여야한다. 11 저류지내유로는최대한길게하고, 길이대폭의비율은 2.0 이상으로한다. - 34 -
12 유로경사는 0.5 1.0 % 로한다. 13 저류지를구성하는강우유출수규모별유출구설치기준은다음과같다. 대상용량 확장저류 하천수로보호 (CPV, 1년빈도 -24 시간강우 ) 제방범람홍수조절 (QP25, 25 년빈도 -24 시간강우 ) 최대홍수조절 (Qf, 100 년빈도 -24 시간강우 ) 유출부 유출구 유출구 Slot 여수로 설치기준 확장저류용량을 24 시간에걸쳐배수 최소직경은 75mm 이상 1 년빈도의강우사상의첨두유량을 24 시간에걸쳐배수 최소직경은 75mm 이상 25 년빈도의강우사상의첨두유량을개발전수준으로유지 100 년빈도의강우사상의첨두유량을안전하게통수 ( 바 ) 전처리시설설치 1 토사와협잡물이저류시설로유입되지않도록유입부전단에전처리조를설계하여시 설의안정성을도모한다. ( 사 ) 우회시설설치 1 저류지설계시시설의안정성을저해할수있는유량이상으로강우유출수가유입될경우를대비하여비상여수로등의우회시설을설치하여야한다. 특히저류지에설치되는우회시설은유입유량이저류지를경유하여자연적으로유출될수있는비상여수로와유입유량이저류지를경유하지아니하고유출될수있는우회수로등이있다. 다만, 공사중에설치하는침강지또는저류지는우회수로를만들경우토사가공공유역으로직접방류될우려가있으므로특수한경우를제외하고는우회수로를고려하지않는것이좋다. ( 아 ) 조경계획수립 1 식생의활착이중요한요소이므로토양층확보가필요하며침투능확보를위해쇄석등으로하부를치환할경우최소한의식생토층의확보가필요하다. 2 수종의선정시고려사항 : 개발예정지의기후, 토양침수빈도, 지하수위등의환경조건에적합함과동시에홍수등의외력으로부터저항할수양력을유지한수종인것이바람직하다. 일반적으로생태저류형시설에자생하고있는수종은지역의기후와환경에적합한수종이다. 따라서수종의존치또는식재를실시하는경우에는대상하천의식생조사결과및지역내에서자생하고있는식생의상황을충분히고려해서수종을선정하는것이바람직하다. 기후 : 개발예정지의기후에적합한수종을선정하는것이바람직하다. - 35 -
지하수위 : 지하수위가높으면뿌리의아래로생장이방해되는일이잇다. 생태저류형시설의넓게분포하는수종의대부분은지하수위의상황에따라뿌리형태를변화시켜생장하지만, 일부수종은지하수위에대한적응성이낮고, 지하수위가높을경우에는도복되기쉬우므로주의가필요하다. 토양 : 수종에따라서는토양의조건이한정되는것이있다. 식재할장소의토양의조건에맞는수종을선정해야한다 음양성 : 수목에는일사량이많은장소를좋아하는양수와그늘을좋아하는음수가있다. 독립식물과같이직사광선을전면으로받는경우에는양수가바람직하다. 또간벌등에의해일사조건이변하는경우에는음양성에주의해야한다. 내전정성 : 생태저류형시설에서수목을치수적인필요성에의해전정 ( 가지치기 ) 을할경우가있으므로내전정성이있는수종이적합하다. 생장속도 : 일반적으로생장이빠른수종은조기에뿌리가활착하므로내력을기대할수있기때문에적합하다. 수리및수질특성 : 식생의생장에영향을주는수리특성은유속, 하상변동등이있고, 수질특성에는수온, 용존산소, BOD, TN, TP 등이있다. 외래종 : 생태학적견지에서는그지역의특성에적합한재래종이바람직하다. 한번들여오면그분포의확대등에의해생태계의영향을미치는외래종도있기때문에외래종을도입하는경우에는그영향에대해서충분한검토가필요하다. 3 식재위치의선정 : 식생의거동은수종에따라약간의차이는있지만, 일반적으로흐름에대하여안정, 회복, 훼손및유실로구분할수있다. 일반적으로식생의거동에영향을미치는수리특성은유속이다. 식생뿌리가뻗는범위에대한특성파악 : 식생뿌리가생태저류시설에미치는영향을확인하기위해수목근계의특성을파악한다. 식생뿌리가조밀하게발달한범위를근계권이라부른다. 이근계권은일반적으로수관폭의약 2 배정도이다. 뿌리가성기게분포하는버드나무종류의수종에서는근계권을엄밀히정하기가어렵지만수평방향을뻗은뿌리의평균적인범위는수관폭의약 2 배정도라고알려져있다. 생태저류시설에영향을미치는비교적굵은뿌리는대부분이범위안에있다. 식생중에는뿌리가경사면을따라성장하기도한다. 버드나무종류가대표적이며지하수위가높은곳이나햇볕이잘드는경사면등에많다. 뿌리의성장방향과굵기에따라서는시설을손상시킬수있으므로주의해야한다. 나무의뿌리가생장함에따라저수호안이밀려나변형될수있다. 주변틈에서성장하는경우뿌리의비대생장에의해서배료가떨어져나가는사례도있다. 식생의전도및유실방지대책검토 : 식재된식생이외력에의해쓰러지거나흐름에떠내려가지않도록적절히대책을강구한다. 홍수시식생이뽑혀서유실되면다른시설물에악영향을줄수있고, 식생뿌리가뽑힌웅덩이가세굴되어근처의시설물에좋지않은영향을미칠수있다. 따라서식생을식재하는경우식생이쓰러지거나떠내려가지않도록외력이작은장소에한정하거나또는내력이큰식생을선정하여야한다. - 36 -
4 저류지설계시가능한습지식물식재를장려하여야하며, 이때습지식물은수중소단, 안전소단및사면을따라, 혹은저류지의얕은지역내에식재되어야한다. 5 저류지완충지역내의토양은시공중에안정성을확보하기위하여견고한다짐작업이이루어지기때문에식물의뿌리활착이원활하지못해이토양에서는식물을식재하면식물이죽거나생장에저해를받게된다. 따라서, 계획식재부지주위에는크고깊은구멍을파고다져지지않은상층토로뒷채움하는것이바람직하다. 6 경험적으로식재공은뿌리부분의직경보다 3배정도깊고넓어야하고, 용기에서자란근경의경우에는 5배정도깊고넓어야한다. 이렇게함으로써줄기가자유롭게생장할수있다. 7 음지식물, 겨울에동해를받기쉬운식물, 풍해가우려되는식종은삼가해야한다. 수목류나관목류의밑둥주위에는추가적으로식재면덮기 (extra mulching) 를함으로써습기를보존하고잡초를억제하는데있어효과적이다. ( 자 ) 차수층설치 1 저류지가석회암지형 (karst), 자갈섞인모래 (gravelly sand), 혹은절리가있는암반층 (fractured bedrock) 등침투율이높은토양에위치할경우에는저류지내영구연못의물을저류하기위해차수층설치가필요할수도있다. ( 차 ) 유지관리및안전을위한기타시설설치 1 유지관리도로는유지관리의편의를위하여공공도로나개인도로를통한저류지접근이가능해야한다. 유지관리용도의접근로는중장비에버틸수있도록충분히안정화되어야하고경사는완만하게하는것이좋다. 접근성이요구되는시설로는침강지, 방류통, 방류구등이며가급적자동차가진입, 운행및방향전환하는데문제가없어야한다. 2 극한홍수상황에대비하여비상여수로가구비되어야한다. 여수로는제방위로물이넘쳐흐르는것을방지한다. 극한홍수조건에서수위와제방정상부까지최소한 60 cm 의여유고가제공되어야한다. 3 안전시설로펜스의설치를고려하는것이좋다. 저류지제방내측에안전소단및수중소단을설치하여혹시발생할익사사고등에대비하는것이좋다. 안전소단 (safety bench) 은수질처리용량수위경계선으로부터저류지사면끝방향으로 5 m 정도설치될수있으며, 최대경사는 6 % 정도이다. 수중소단 (aquatic bench) 은상시수면경계선 (normal shoreline) 으로부터안쪽으로약 5 m에설치될수있고, 최대깊이는평시만수위이하 45 cm이다. 4 최종방류구의관경이 1.2 m 보다클경우에는접근을차단하기위한시설을설치하는것이좋으며, 저류지내수영이나낚시를금지하기위하여안내경고판을설치하는것이좋다. - 37 -
( 카 ) 설치비용 항목 단위 예상단위가격 ( 단위 : 원 ) 굴착 m 3 13,000 16,000 생태저류매개체 m 3 70,000 100,000 여과섬유 m 2 2,000 8,000 자갈 m 3 50,000 60,000 관통된암거배수파이프 (10.16 cm 직경 ) 30cm 당가격 10,000 20,000 식물개 10,000 30,000 뿌리덮개 m 3 50,000 60,000 ( 타 ) 부유물질처리방안 1 저류지의부유물질이저류지밖으로유출하지아니하도록여과망, 여과쇄석등을설치할필요가있다. 저류지의상부에는낙엽및협잡물등이있을수있으며, 하절기에는조류의번성에의해조류가공공수역으로배출될수있어이에대한대비가필요하다. 다만, 여과망을사용할경우에는협잡물에의한막힘이우려되므로주의하여야한다. ( 파 ) 침식방지방안 1 유입 유출을비롯한저류지내에서의통수시침식이유발되어서는안되며, 내구성증가를위해철근콘크리트관을사용하는경우접합부가방수가되도록하는것이좋다. 유입 유출관이누수가될경우관과토양이접하는부분의침식이발생하고관의안전성에중대한위해를가할수있다. 2 하나의유입구로전체설계강우유출수의 10 % 이상이유입되면유입구하단에침강지를설치하는것이좋다. 유입구부근은침식이되지않도록적절히보호되어야하며, 저류지로유입되는관은부분침수되어도된다. 유입구에수로를설치하는경우에는유입수로는건치석이나이와동등한성능을발휘하는방법에의해안정된구조로하여물의유속에의해침식을일으키지않도록하는것이좋다. 또유입구후단또는침강지의전단부는쇄석등을설치하여침식을방지하는것도좋다. 3 유출구는하류에침식을유발하지않도록유출관의단면을확대하는것이좋다. 저류지유출구바로아래의수로는침식을방지하기위하여사석 (rip-rap) 을까는방법, 감세공등으로보완할수있다. - 38 -
(3) 설계및시공체크리스트 물리적 환경적실현가능여부 설치부지의홍수시침수위험여부 설치지역의경사도 ( 불규칙경사지양 /15% 미만 ) 하류부수온의적정성 - 수온이낮을시조치사항 수위유지를위한최소배수면적 ( 일반적 : 100,000 m 2, 유출부소규모연못형성이중목적저류지 : 40,000 m 2 ) 저류지부지의토양침투율확인 저류지유입전처리시설 침강지용량 ( 수질처리용량의 10% 이상 ) 침강지최대수심 (1.2 1.8 m) 침강지바닥의경질도 침강지유지관리용도로확보여부 저류시설구조 수질처리공간확보여부 ( 재해방지기능을갖는경우별도용량확보 ) 저류지의제방경사 - 유지관리및보수부 3:1( 가로 : 세로 ) 이하, 기타부 2:1( 가로 : 세로 ) 이하 - 사석으로보강된경우 2:1( 가로 : 세로 ) 이하 필요시안전소단의설치 ( 제방높이 3.0 m 이상, 경사 3:1 이상시 ) 저류지의장폭비 ( 최소 1.5:1 이상, 3:1 이상이바람직 ) 저류지최대수심 (2.4 m 이하 ) 유출구부근의수심적정성 저류지내유로경사 (0.5~1.0%) 저류지형상의적정성 ( 쐐기형, 불규칙형상등 ) 점검사항확인비고 기타수질처리향상방안 ( 다단계형태, 유로의연장, 낮은수면적부하, 복잡한미세지형, 추가적인처리방법등 ) 유입 유출시안전여부 유입구 유출구부근침식방지방안 유입부침강지설치여부 ( 하나의유입구로전체강우유출수의 10% 이상유입시 ) 유출부의수위조절을위한적정구조여부 저류지바닥의배수용관로및밸브설계여부 - 배수관관경적정성 ( 계산값보다한단계이상 ) 유입 유출부배수관의누수여부 저류지부유물의유출방지시설 ( 여과망, 여과쇄석등 ) - 39 -
식생방안완충지역의조성여부수종선정시고려사항검토 ( 기후, 지하수위, 토양, 내전정성, 생장속도등 ) 식생의전도및유실방지대책수립완충지역내부적절한식물종포함여부 ( 음지식물, 풍해 동해취약식물 ) 유지관리및안전을위한기타시설비상여수로등의우회시설설치여부 - 제방여유고 ( 극한홍수조건에서수위와제방정상부까지 60 cm 이상 ) 침투율이높은토양에설치할경우차수층설치유지관리용도로설치여부유지관리용도로의안정성, 경사도, 도로폭확보기타안전시설의확보여부 ( 펜스, 안전소단및수중소단설치고려 ) 침강지, 유출부에대한접근성안내경고판설치여부 - 40 -
3. 인공습지 1) 시설개요 침전, 여과, 흡착, 미생물분해, 식생식물에의한정화등자연상태의습지가보유하고있는정화능력을인위적으로향상시켜비점오염물질을줄이는시설 출처 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 17) 1 인공습지의유입구에서유출구까지의유로는최대한길게하고, 길이대폭의비율은 2 : 1 이상으로한다. - 41 -
2 다양한생태환경을조성하기위하여인공습지전체면적중 50 퍼센트는얕은습지 (0~0.3 미터 ), 30퍼센트는깊은습지 (0.3~1.0 미터 ), 20 퍼센트는깊은못 (1~2 미터 ) 으로구성한다. 3 유입부에서유출부까지의경사는 0.5 퍼센트이상 1.0 퍼센트이하의범위를초과하지아니하도록한다. 4 물이습지의표면전체에분포할수있도록적당한수심을유지하고, 물이동이원활하도록습지의형상등을설계하며, 유량과수위를정기적으로점검한다. 5 습지는생태계의상호작용및먹이사슬로수질정화가촉진되도록정수식물, 침수식물, 부엽식물등의수생식물과조류, 박테리아등의미생물, 소형어패류등의수중생태계를조성하여야한다. 6 습지에는물이연중항상있을수있도록유량공급대책을마련하여야한다. 7 생물의서식공간을창출하기위하여 5 종부터 7 종까지의다양한식물을심어생물다양성을증가시킨다. 8 부유성물질이습지에서최종방류되기전에하류수역으로유출되지아니하도록출구부분에자갈쇄석, 여과망등을설치한다. (2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 18) 1 동절기 (11 월부터다음해 3 월까지를말한다.) 에는인공습지에서말라죽은식생 ( 植生 ) 을제거 처리하여야한다. 2 인공습지의퇴적물은주기적으로제거하여야한다. 3 인공습지의식생대가 50 퍼센트이상고사하는경우에는추가로수생식물을심어야한다. 4 인공습지에서식생대의과도한성장을억제하고유로 ( 流路 ) 가편중되지아니하도록수생식물을잘라내는등수생식물을관리하여야한다. 5 인공습지침사지의매몰정도를주기적으로점검하여야하고, 50 퍼센트이상매몰될경우에는토사를제거하여야한다. - 42 -
3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려 ) 구분항목공통자료 1 자료 2 자료 3 설치조건 적용가능위치 유역특성 시스템입력항목 지하수위 비용의적정성 토지이용의특성 지역사회의수인가능성 유지관리의용이성 유역경사도 기준유역면적 설치 유지관리 설계 및 시공 침투속도 토양특성 시설규모산정방법 침강지제원 인공습지제원 우회시설설치여부 식생방안 차수층설치 유지관리및안전을위한기타시설설치 시설안정성확보방안 설치비용 시료채취및유량측정가능여부 부유물질처리방안 유량공급대책 조경및완충계획수립 체크리스트 유지관리비용 유지관리활동및계획 체크리스트 공통 : 수질및수생태보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료1: 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 자료2: LID 기법을활용한자연형비점오염원관리방안마련 (2009, 환경부 ) 자료3: 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) - 43 -
4) 세부설치및시공지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능위치 1 심한가뭄과높은증발량에의해수위가완전히고갈되지않도록물수지분석을실시할필요가있다. 2 인공습지가기존의습지내에설치되는것은바람직하지않다. 다만, 유역복원의일환으로기존의훼손된습지를복원하는것은허용될수있다. 3 인공습지의주변지형이경사가급한사면으로습지를둘러싸고있어서는안된다. 이러한경우는일조량을감소시켜식물의생장에장애가될수있고, 또한식물의수확등유지관리시안전문제를일으킬수있다. 4 공사비를절감하고주위경관과어울리기위해서는굴착작업이최소한의수준으로선정하는것이바람직하며인공습지로의유입수로경사는 15 % 이하인지확인할필요가있다. 5 인공습지는다양한지역에적용할수있는데토사유입이많은지역에는적용하기곤란하다. 6 도로등운송로와테마파크, 골프장등스포츠레저시설, 택지를포함한도시화지역이나도시화가진행되고있는지역에적용할수있다. 7 자연습지를비점오염저감시설의습지로전용할수없으며또한필요에따라지역내에공사중훼손될가능성이있는멸종위협이나보호종동식물이있는지를조사할필요가있다. 8 주거, 상업, 공업지역에적합하고여과대와같은전처리 BMPs, 식생여과대및다른토사를포착하는설비와연결될수있지만, 토사유출이많은장소나안정되지않은지역에설치하는것은바람직하지않다. ( 나 ) 지하수위 1 건기시유입되는기저유량의측정과함께지하수위와토양침투속도를측정하여습지로유입되는물의양 ( 유입량, 강수량, 지하수유입량 ) 이습지로부터손실되는물의양 ( 유출량, 침투량, 증발산량 ) 보다많은지여부를분석한다. 2 습지가위치할지역에보호를요하는대수층 ( 인근주민의식수원등 ) 이있으면차수막을설치하거나습지로부터지하수위가최소한 0.6 1.2 m 이상거리를두는것이바람직하다. ( 다 ) 유역의경사도 1 인공습지로의유입수로경사는 15 % 이하, 유로경사는 0.5 1.0 % 로한다. - 44 -
(2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 부지면적은배수면적의 1 %( 얕은습지의경우 1.5 %) 이상으로한다. ( 나 ) 토양의침투율 1 수분을충분히보유할수있거나어느정도침투가일어날수있어야하며식물의생장에문제가없어야한다. 2 식물씨앗의파종이나식재이전에토양이식물의생장에는문제가없는지조사할필요가있고문제가있다면객토작업에대한검토가필요하다. 그러나지하수위가높지않은지역에서투수성이너무큰토양은정상적인습지유지에어려움을줄수있다. 3 지반의토양은수문학적토양그룹 "C" 또는 D" 가습지조건에유지에적합하며 A" 나 B" 그룹토양이주종을이루는지역에서습지를조성하고자할경우바닥을라이닝처리하는것을검토할필요가있다. 4 현장부지의토질평가는현장보링시험자료와투수시험결과에근거할수있으며, 습지조성시굴착한토사는지정된장소에잘모아두었다가추후습지바닥이나제방축조공사에서활용할수있다. ( 다 ) 토양특성 1 토양은큰잔재물이없는것이좋으며, 식물생장에적합한 ph, 전기전도도, T-N. T-P, 유기물함량을갖춘사양토가적당하다. 식물생장에저해를주는다른물질들이혼합되거나들어가면안되며, 식재토양에는유해한잡초가없어야한다. 2 굴착된지역은일반적으로아래와같은구성을가진 사양토 또는 양질사토 로분류된가공매개물로채워진다. 50 % 모래 30 % 최소점토를함유한식재토양 20 % 파편으로된경재뿌리덮개 ( 라 ) 시설의적정규모산정방법 1 인공습지의설계절차는저류지와유사하며, 다양한생태환경조성을위한수심별수질처리용량의할당및다양한습지식생을조성한다는점에서다르다. 2 인공습지의설계용량은수질처리용량및홍수조절용량 ( 필요시 ) 을저류하고안전하게통수시키기위한저류용량을말한다. 수질처리용량 (W Qv) 산정 WQ v P A R v 여기서 WQ v = 수질처리용량 (m 3 ), A = 유역면적 (m 2 ), P = 설계강우량 (mm) R v = 체적유출계수 (=0.05+0.009 I, I= 불투수율 (%)) - 45 -
( 마 ) 침강지제원 1 유입부의침강지는수질처리용량의 10 % 이상의규모로설계하고, 최대수심은 1.2 1.8 m 로한다. ( 바 ) 인공습지제원 1 건기시에수위유지를위해서는공사중바닥다짐작업을하고여의치않으면진흙이나반투수층또는차수막을이용하여바닥에라이닝공사를실시한다. 라이닝재료의사용여부는물수지분석후에결정한다. 2 동절기에는습지에서얕은수심을갖는구역이동결되어습지의전체적인효율을떨어뜨릴수있으며, 이기간동안식생이자랄수없게되면식물의세포로섭취되는영양물질또는오염물질의양이감소한다. 습지내수생식물이없는경우에는퇴적물이부상하여자유스럽게이동하게되고이때강우에의해급작스럽게유입유량이발생할경우체류시간이짧아져퇴적물입자가습지밖으로유출되는일이일어날수있다. 따라서동절기에강우활동이일어나는지역에는수심이깊은연못을두어동결을방지하는것이바람직하다. 3 인공습지의유입구에서유출구까지의유로는최대한길게하며, 길이대폭의비율은최소한 2:1 이상으로하는것이좋다. 4 강우시방류하천또는수로의수위증가가습지유출수의원활한흐름에영향을미치지않도록유출부를설계하는것이좋다. 인공습지유출구는공공수역과연결되어지는경우, 하천, 수로등이강우량에따라수위가증가하여공공수역의수위가인공습지의수위와동일하게되는순간부터유출이발생하지않을수있어이에대한주의가필요하다. 5 습지에는물이연중항상있을수있도록유량공급대책을마련할필요가있다. 6 인공습지의전체표면적은적어도배수면적의 1 %( 얕은습지의경우 1.5 %) 이상으로하는것이좋다. 그러나부지면적이제약받을경우에는초기강우를저류하여수심을증가시키거나이중목적저류방안을모색할수있다. 7 처리효율, 수생식물의성장, 용존산소농도등을고려할때, 평균 0.3 m 정도가유리하지만다양한생태환경을조성하기위하여인공습지전체면적중 50 % 는얕은습지 (0 0.3 m), 30 % 는깊은습지 (0.3 1.0 m), 20 % 는깊은못 (1 2 m) 으로구성한다. 8 인공습지는불규칙해야하며장폭비는 2:1, 최적비는 4:1 정도이며가급적유입구와유출구사이의거리는멀수록단회로 (short circuiting) 의발생을최소화시킬수있다. 9 장폭비는수심이얕은지역, 중도, 둑또는돌망태 (berm, gabion) 를이용하여크게할수있으며, 이러한구조는수리학적효율을향상시킬수있다. 10 수질처리용량의최소 20 % 이상은수심 1.2 m 이상의깊은수심지역으로설계하는것이바람직하고, 또한그수심구간은모기유충을먹고사는물고기, 연못생물체등의서식지역할을할수있다. 11 습지바닥은내부유로와지형을최대한이용할수있도록설계한다. 인공습지의오염물질제거능력이비표면적 ( 표면적 / 체적 ) 이증가할수록증대된다. 이비율은습지의수 - 46 -
면적을증가시키거나습지내다양한수심으로복잡한지형을형성함으로써가능하다. 12 유출전퇴적물의재부유를막기위해 1 2 m 깊이의소규모연못 (micropool) 을조성한다. 습지의유출구에조성되는작은연못의한지점으로처리수를모으는기능과함께유출구막힘및퇴적물재부상방지, 그리고습지유출수의수온을낮추는기능을수행한다. 소규모연못의체적은수질처리용량 (W Qv) 의 10 % 이상이되는것이좋다. 13 하부토양층의투수성이낮거나 ( 다짐된토질또는점토질토양 ) 토양층의두께가얕은지역의경우암거를적용하는것이바람직하다. 이때암거는배수시스템과연결되어야하고암거가사용된다면유지 / 관리등이용이한우물이설치되어야한다. 자갈층은강우유출수의임시적인저류지로서의기능을하게되며, 저장된강우유출수는암거또는하부토양층으로침투에의해배수된다. 만약암거가설치되어있다면막힘현상을최소화시키기위하여암거주위로자갈층을배치시켜야한다. ( 사 ) 전처리시설설치 1 퇴적물을조절하기위해유입구에침강지를설치한다. 침강지는강우유출수내토사나부유물질이인공습지에유입되어축적되지않도록사전에제거하는토사제거기능을수행하며침강지의구조는추후에기계적인방법에의해퇴적물을청소할수있도록설계한다. ( 아 ) 우회시설설치 1 유입구에월류웨어를설치하여우회유량에대비하여야한다. ( 자 ) 식생방안 1 인공습지는생태계의상호작용및먹이사슬로수질정화가촉진되도록정수식물, 침수식물, 부엽식물등의수생식물과조류, 박테리아등의미생물, 소형어패류등의수중생태계를조성하여야한다. 2 식물종의선정, 식재, 풀베기일정의수립등은중요한인공습지설계과정중의하나이다. 식생의정착은시간에따른자연적인식생유도, 인공적으로어린식물체를직접식재하는방법, 식물의씨앗파종과같은 3 가지방법에의해가능하다. 3 비점오염원저감을위한인공습지에정수식물군락을조성하는가장신뢰할수있는방법은지역수생식물양묘장으로부터재배식물을이식하는것이다. 습지를조성하는데이식방법이사용될때이식하기좋은시기에만식재하도록한다. 습지식물은겨울을나는데필요한뿌리보존력을확보할수있도록충분한성장기간이필요하다. 4 생물의서식공간을창출하기위하여 5 종부터 7 종까지의다양한식물을심어생물다양성을증가시킨다. 식물종을선정할때최우선적으로고려할사항은과거에인공습지에서성공적인적용이이루어져검증되었는지여부를확인해야하며손쉽게구할수있는식물종이어야한다. 또한인공습지에식재할식물은성장잠재력, 생존력, 식재와유지비용등을고려하여선택하여야한다. 이에가장바람직한종은부들, 갈대, 고랭이등의정수식물이고습지의다양한역할을기대한다면비정수성수생식물의도입도 - 47 -
고려할수있다. 5 한품종의식재수종은적합한생육요구수심을기준으로구분된각식재지역에식재한다. 6 인공습지는다양한식물종과함께조밀한밀도를유지하는것이좋다. 습지내부와밖의식물군락은각각의기능을고려하여선정하며영양물질과오염물질의제거뿐만아니라다양한동식물서식지제공이라는측면에서도중요한사항이다. 7 습지표면적의절반정도를식재하고적당한깊이로식재를한다면, 습지는 3년안에군락이형성될수있다. 8 식재밀도는식물의정착속도와식재비용에영향을미치며, 1 4 본 /m 2 가바람직하다. 그러나이는향후식생의번식을고려한것이기때문에조밀한식생밀도를확보하는데는오랜시간이걸린다. 따라서인공습지의조기안정화및조경적측면, 식재수종의번식력등을고려하여식재본수를증가시킬수있다. 9 대부분의인공습지는상부토양이아닌하층토에조성되어졌기때문에습지식물의성장에필요한영양물질과유기물이보통부족하게된다. 이러한부지에서는식재부위를표토 (top soil) 또는수변지역의표토로덮을수있다. ( 차 ) 조경및완충계획수립 1 조경계획에는습지식생을조성하고유지하는방법을제시하여야하며, 조경계획에는최소한다음과같은사항을포함하여야한다. 조경지역에대한경계설정및이에따른식재종선택, 식재계획, 습지기반 ( 필요시토양교체포함 ) 을준비하는과정과식재재료원등이포함된다. 2 조경계획에서는인공습지와완충지역내에야생생물과조류들이이용할수있는시설등을고려할수있다. 3 완충지역은인공습지의수위경계선부터바깥쪽으로최소 8 m 거리까지조성되는것이좋다. 또관목류는제방에식재하지않는것이좋다. ( 카 ) 차수층설치 1 습지가위치할지역에보호를요하는대수층 ( 인근주민의식수원등 ) 이있으면차수막을설치하거나습지로부터지하수위가최소한 0.6 1.2 m 이상거리를두는것이바람직하다. 2 침투율이높은토양 (NRCS 분류 A, B 유형 ) 에설치할경우차수층을설치한다. ( 타 ) 유지관리및안전을위한기타시설설치 저류지해당사항을준용함 ( 파 ) 부유물질처리방안 1 부유성물질이습지에서최종방류되기전에하류수역으로유출되지아니하도록출구 부분에자갈쇄석, 여과망등을설치할필요가있다. 인공습지의상부에는낙엽및협 - 48 -
잡물등이있을수있으며, 하절기에는조류의번성에의해조류가공공수역으로배출될수있어이에대비가필요하다. 다만, 여과망을사용할경우에는협잡물에의한막힘이우려되므로주의하여야한다. 특히인공습지에부유식물또는조류가번성하는경우에는여과쇄석, 여과망등과아울러배플을설치하는것을고려하여야한다. - 49 -
(3) 설계및시공체크리스트 점검사항 확인 비고 물리적 환경적실현가능여부 인공습지의수위유지가능여부 - 물수지분석실시 - 바닥에라이닝처리필요시라이닝설계의적절성습지설치부지의경사도 ( 유입수로경사 15% 이하 ) 토사유입여부주변에자연습지, 보호종동식물존재여부확인토양의투수성, 성분의적합성및대수층존재여부확인인공습지유입전처리시설유입부침강지용량 ( 수질처리용량의 10% 이상 ) 침강지최대수심 (1.2 1.8 m) 침강지바닥의경질도침강지유지관리도로확보여부기계적인방법으로청소할수있는구조설계인공습지구조인공습지전체표면적은배수면적의 1%( 얕은습지 1.5%) 이상유로의길이대폭의비율은최소한 2:1 이상인공습지내다양한수심의공존여부 (1 전체면적중 50% 는얕은습지 (0 0.3 m), 30% 는깊은습지 (0.3 1.0 m), 20% 는깊은못 (1 2 m)) 수리학적효율향상을위한장폭비의확보여부유출부소규모연못의조성 ( 수질처리용량의 10% 이상 ) 유량공급대책마련습지바닥은내부유로와지형을최대한이용할수있는구조로설계토양의투수성및토양층이얕은지역은암거를적용 - 배수시스템과연결여부 - 유지관리가용이한우물설치여부 - 막힘현상최소화를위한암거주위자갈층배치유입 유출시안전여부유출수의원활한흐름에영향을미치지않는유출부설계부유성물질의유출을막기위한적정시설의설치 ( 자갈쇄석, 여과망등 ) 식생방안식물종의선정, 식재, 풀베기일정수립지역내수생식물양묘장으로부터의이식 ( 불가시대책 ) 생물다양성확보 (5~7 종권장 ) 식생조밀도의적정성 (1~4 본 /m 2 ) 식물동성태의적정성 ( 구입가능여부, 생존력, 유지비용등 ) 완충지역의조성 ( 수위경계선으로부터바깥쪽으로최소 8 m) 유지관리및안전을위한기타시설 저류지해당사항을준용함유지관리도로설치여부유지관리도로의안정성, 경사도, 도로폭확보침강지, 유출부에대한접근성제방여유고 ( 극한홍수조건에서수위와제방정상부까지 60 cm 이상 ) 기타안전시설의확보여부 - 유입구에월류웨어를설치하여우회유량대비침투율이높은토양에설치할경우차수층설치 - 50 -
4. 침투시설 가. 침투도랑 1) 시설개요 자갈등으로채워진도랑형태의처리시설로강우유출수가도랑을통해유하하는동안침투에의해처리하는시설 출처 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) - 51 -
2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표17) 1 침전물로인하여토양의공극이막히지아니하는구조로설계한다. 2 침투시설하층토양의침투율은시간당 13 밀리미터이상이어야하며, 동절기에동결로기능이저하되지아니하는지역에설치한다. 3 지하수오염을방지하기위하여최고지하수위또는기반암으로부터수직으로최소 1.2 미터이상의거리를두도록한다. 4 침투도랑, 침투저류조는초과유량의우회시설을설치한다. 5 침투저류조등은비상시배수를위하여암거등비상배수시설을설치한다. (2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표18) 1 토양의공극이막히지아니하도록시설내의침전물을주기적으로제거하여야한다. 2 침투시설은침투단면의투수계수또는투수용량등을주기적으로조사하고막힘현상이발생하지아니하도록조치하여야한다. - 52 -
3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려 ) 설치 구분항목공통자료 1 자료 2 자료 3 자료 4 자료 5 자료 6 유지관리 설치조건 설계 시공 유역특성 토지이용특성 토양특성 유역경사도 지하수위 / 기반암과의거리 겨울철동결여부고려 지역사회수인가능성 토사유입여부 시설과의이격거리 매설물의유무 독성물질유입여부 기준유역면적 침투속도 시설규모산정방법 전처리시설 우회시설설치여부 시설안정성확보방안 세부설계지침 시설구성요소 설치비용 관측정설치 가동이전토사대책 수질확보방안경관확보방안설계체크리스트 시공시기세부시공지침 시공체크리스트유지관리비용 유지관리시기 / 주기 유지관리체크리스트 시스템입력항목 공통 : 수질및수생태보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료1 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 자료2 : LID 기법을활용한자연형비점오염원관리방안마련 (2009, 환경부 ) 자료3 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원 ) 자료4 : 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 (2010, 소방방재청 ) ( 침투시설전반 ) 자료5 : 긴급호우대책 에기초한 공공시설의일시저류시설등의설치에관한기술지침 (2012, 도쿄도도시정비국 ) ( 침투시설전반 ) 자료6 : 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) - 53 -
4) 세부설치및시공지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능지역 1 비교적넓은부지면적이소요되므로기존도시지역에적용하기에는한계가있으며, 신규개발지역에적용할경우토지이용계획수립시설치부지를사전에확보하는것이유리하며, 조경부지를활용하는방안도가능하다. 2 주거지역또는상업지역의강우유출수처리에적합하며, 폭이좁은긴도랑형태이므로저류지를설치할수없는작은부지나배수구역가장자리및자투리땅에쉽게설치할수있다. 3 다음지역에는설치할수없다. 토석류가발생할우려가있는장소로지정된지역 절벽붕괴의우려가있는장소로지정된지역 산사태위험이있는장소로지정된지역 토사재해의우려가있는지역 토사재해경계구역중건축물에파괴가발생하여주민에게현저한위해가생길우려가있는지역 4 시설부지의침투속도또는투수성을파악하기위해시설바닥으로부터최소 1 m 정도하부토양의특성을확인하여야한다. 침투시설에적합한토성은양토 (loam), 사질양토 (sandy loam), 양질양토 (loamy sand) 이고침투속도는 13 210 mm/hr 정도이며, 이범위이하또는이상의토양은침투목적에부적합하다. 5 침투시설의막힘이나운영실패를방지하기위하여침투시설이설치되는토양은점토함유율 20 % 이하, 미사 / 점토함유율 40 % 이하여야한다. 점토가 30 % 이상포함된토양은구조적으로불안정하고동상현상 (frost heaving) 이발생하며모래성토양은과도한배수성때문에부적합하다. 과거매립지역이었던곳이나성토지역에는침투도랑을설치하는것은바람직하지않다. 6 아래와같이투수성을크게기대할수없는토질에대해서는설치가능지역에서제외한다. 투수계수가 10-7 cm/s 보다작은경우 공극률이 10 % 이하로흙이단단한경우 입도분포에있어점토가차지하는비율이 40 % 이상의경우 7 빗물을유입시켜처리하기위하여비점오염저감시설의주변부지는적정한경사도를주어강우유출수가자연적으로수집되도록설계하여야한다. 8 부지경사가 6 % 이상인곳에는침투도랑을설치하는것은바람직하지않다. 9 입자상오염물질 ( 토사 ) 을적게함유한불투수층지역강우유출수처리에적합하고토사부하량이비교적낮은지역에한정하여적용해야한다. - 54 -
( 나 ) 지하수위 / 기반암과의거리 1 지하수위는비점오염저감시설의운영에영향을준다. 지하수위가높을경우침투가어렵기때문에지하수위와는일정간격을이격하여야한다. 2 지하수오염을방지하기위하여침투시설의바닥은현장토질시험에의해결정된계절적인높은지하수위 (high water table) 혹은기반암 (bedrock) 으로부터수직으로최소 1.2 m 이상이격시켜야한다. ( 다 ) 겨울철동결여부 1 겨울철동결로인해기능이저하되지않는지역에설치하는것이바람직하다. ( 라 ) 지역사회수인가능성 1 지역사회의의견을적극적으로수렴 반영하고불쾌감, 선호도등을고려해야한다. 2 지역사회적용성은다음의 3가지요소를측정하여평가한다. 시장조사및선호도조사 지역주민의민원발생여부 경관적쾌적성여부 ( 마 ) 시설과의이격거리 1 지반침하및지하수오염의우려가있는지역에서침투시설을설치할경우에는주위시설과적절한이격거리를두는것이좋다. 빌딩기초로부터 7.5 m 이상 우물로부터 30 m 이상 지표수로부터 30 m 이상 지표수상수원으로부터 120 m 이상 2 침투시설의간격을너무가깝게하면침투류의상호간섭에의해침투량이저하된다. 따라서침투시설은서로 1.5 m 이상거리를두고설치하는것이바람직하다. ( 바 ) 독성물질유입여부 1 유독물질등을처리하는공장, 유해한오염물질과다배출지역에서는비점오염물질특성에맞는저감시설설치가바람직하며, 토양오염의가능성이있는경우오염물질이지하로침투되지못하게시설바닥에차수층 ( 遮水層 ) 을설치하여야한다. 2 지하수보호를위하여공단지역등고농도의용존성오염물질과중금속이유출될가능성이높은지역이나고농도의농약류가유출되는지역에침투도랑을설치해서는안된다. - 55 -
(2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 침투도랑의배수면적은 2 ha 이내로하는것이좋다. 이조건은침투시설이막히는것을방지하기위한것으로, 일반적으로배수면적이크면토사및부유물질의유입부하가높아져침투시설보다는저류지와같은다른비점오염저감시설을이용하는것이합리적이다. ( 나 ) 토양의침투율 1 침투시설하층에위치한토양의침투율은 13 mm/hr 이상이어야한다. ( 다 ) 시설규모산정방법 1 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결정하여야한다. 2 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5 mm 이상의강우량을처리할수있도록하여야한다. 3 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. 4 침투도랑의설계용량은수질처리용량을일시저류및적정시간내에하부토양을통해침투 배제시키기위해필요한용량이다. 5 침투도랑의자갈충전층깊이및공극율, 하부토양의침투속도등을고려하여침투도랑의깊이를결정하고, 해당조건에서수질처리용량을일시저류할수있는도랑규모가되도록도랑의표면적을결정한다. - 56 -
1 수질처리용량 (WQ v ) 산정 WQ v = 10-3 P A R v 여기서, WQ v = 수질처리용량 (m 3 ), A= 유역면적 (m 2 ), P= 설계강우량 (mm), R v = 체적유출계수 (=0.05+0.009 I, I= 불투수율 (%)) 2 최대침투도랑깊이 (d max ) 결정 K T d m ax P g 침투도랑의깊이 (d) 는지하수위및 d max 를고려하여설치기준 (1.0 2.5 m) 에적합하도록 결정 여기서, d max = 침투도랑의최대깊이 (m) p g = 충진물의공극율 ( 자갈의경우 0.32 적용 ) K= 하부토양의종기침투속도 (mm/hr) T= 배수시간 (hr, 일반적으로 48 시간 ) 3 침투도랑면적 (A t ) 산정 WQ v A t P g d Kt 여기서, A t = 침투도랑의표면적 (m 2 ), d= 침투도랑의두께 (m), t= 충진시간 (hr, 일반적으로 2 시간으로가정 ) ( 라 ) 전처리시설 1 고농도의토사또는탄화수소 ( 석유및유지 ) 를함유한유출수는침투도랑에막힘현상을일으킬수있으므로, 이러한경우모래여과, 토사스크린, 습지, 잔디여과대와같은설비를통해전처리가되어야한다. 2 침투시설의막힘현상을방지하기위해계획된강우유출수의 25 % 용량을저류할수있는침강지, 웅덩이등을전처리시설로설치하는것이바람직하다. 3 전처리시설에서침투시설로유입될때식생대를조성하고이를통과하여유입되도록하는것이좋다. 조성된식생대는토사유입을저감시키고유입유속을완화시키는기능을하게된다. 전처리시설로부터의침투시설로의유입속도는 1.5 m/s 이하로하여침식이발생하지않도록하여야한다. 식생대등이유속을감소시키고, 토사의유입을저감시킴으로서침투시설의막힘현상을저감시킬수있다. ( 마 ) 우회시설설치여부 1 모든침투시설은강우후가능한최대 3 일이내에수질처리용량을배제하도록설계하 며용량을초과한유량에대비하여우회시설을확보하는것이바람직하다. ( 바 ) 세부설계지침 1 도랑의깊이는유지관리가용이하도록 1 2.5 m 사이에서결정하고폭은 7.5 m 이하로 - 57 -
하는것이좋다. 도랑의바닥은유량의균일한분포와균일한침투가이루어져막힘위험을줄일수있도록평탄하게조성한다. 2 도랑에사용되는자갈또는쇄석은깨끗하게세척해야하며 40 % 의공극률을갖도록균일한크기를사용하며 4 6 cm 크기가좋다. 흙이묻어있는자갈또는쇄석이사용되어서는안되며충전자갈에대한정보가충분하지않을경우 32 % 의공극률을설계계산에사용할수있다. 3 도랑바닥은 15 cm 두께로깨끗이세척한모래를깔아서배수를촉진하고돌과자갈을충전하는동안원래의토양이압밀되는것에주의한다. 4 침투도랑의벽면과상층부는적절한토목필터섬유 (geotextile filter fabric) 로라이닝처리하여파이핑 (soil piping) 현상을방지하고원래의토양보다훨씬큰투수성을갖도록만든다. 상층부필터섬유는도랑상부로부터 5 15 cm 아래부분에위치하도록하여토사가자갈충전부에유입되지않도록한다. 5 도랑상층부는토사입자가유입되지못하도록하는장벽의역할을수행하므로주기적으로교체해야하며측면부와쉽게분리될수있는구조로설계되어야한다. 6 침투도랑의상층부 ( 필터섬유상부 ) 는잔자갈로덮어토사여과를촉진시키고오염물질제거를극대화시킨다. 또한막힘현상이시작될경우잔자갈층을쉽게제거하고다시덮을수있도록한다. 잔자갈층의대체수단으로투수성이좋은표토로덮고잔디를식재하여경관을향상시킬수있다. 7 침투도랑으로차집된강우유출수는강우종료후일반적으로 48 시간이내 ( 최대 3 일이내 ) 도랑의벽면이나바닥을통해하부토층으로침투되어야한다. ( 사 ) 모니터링을위한관측정설치 1 침투도랑에는유공관 ( 직경 10 15 cm) 을이용하여관측정을 15 m 간격으로설치해야하며관측정은바닥까지닿아야한다. 관측정을통하여강우가완료된후배수속도를파악할수있으며또한퇴적물의깊이와필터섬유의막힘여부및유지관리시점을판단할수있다. 2 관측정은시설의중심선을따라서설치하며침투도랑의표면보다높게설치한다. 관측정내부에는눈에잘띠는부유성마커를설치하여수위를측정할수있도록한다. 관측정상부에는캡을설치하고자물쇠를채워관계자이외의사람이손대는일이발생되지않도록한다. ( 아 ) 가동이전토사대책 1 침투도랑시공전에침투도랑상류부의조경공사를완료하여배수지역의유출수가시설내로유입되지않도록하고완전히안정화된후침투도랑을시공하는것이바람직하다. 2 침투도랑시공이전침투도랑상류부의조경공사완료가불가할경우탁수유입을배제할수있는우회수로를설치한다. - 58 -
( 자 ) 설계체크리스트점검사항확인비고물리적 환경적실현가능여부시설바닥으로부터최소 1m 정도하부토양의특성확인 -시설하층토양의침투속도 (13mm/hr 이상 ) -시설하층토성의적정성 ( 모래, 미사, 점토함유량 ) 대상부지의과거매립및성토지역여부대상부지의경사도 (6% 이내 ) 겨울철동사현상발생가능여부대상강우유출수내입자상오염물질 ( 토사 ) 함유량시설하부에진흙층, 암반층, 기타불투수층, 석회암지대존재여부시설바닥으로부터지하수위 / 기반암까지적정수직거리확보여부지표수, 상수원, 우물, 건물기초와의이격거리침투도랑유입전처리전처리시설 ( 침강지, 웅덩이등 ) 용량 ( 계획된강우유출수의 25% 용량을저류 ) 침투시설유입부식생대조성 ( 유입속도 1.5m/s 이하 ) 침투도랑구조침투도랑의배수면적 (2ha 이내 ) 침투도랑의깊이 (1~2.5m) 및폭 (7.5m 이하 ) 침투도랑내부모래층높이 (15cm) 및쇄석크기적정성 (40% 공극률, 4~6cm 크기 ) 토목섬유필터 (Geotextile filter fabric) 설치여부침투도랑상층부 ( 필터섬유상층부 ) 잔자갈충전또는잔디식재여부유공관 ( 직경 10~15cm) 을이용한관측정설치여부및설치간격 (15m 간격 ) 유입 유출시안전여부강우후최대 48 시간이내수질처리용량배제가능설계여부초과유량에대비한우회시설설치여부유지관리및안전을위한기타시설가동이전토사대책이행여부유지관리및복구작업을위한도로설치여부유지관리도로의안정성, 경사도, 도로폭확보여부비상상황에대비한암거설치등의비상배수시설설치여부기타안전시설확보여부 - 토양오염가능성이있는경우시설바닥에차수층설치 - 59 -
(4) 세부시공지침 ( 가 ) 굴착공 1 굴착은인력또는소형굴착기계에의해실시하며, 붕괴성지반의경우필요에따라흙막이공을실시한다. 2 기계굴착에의해버킷등으로굴착연삭면을분쇄한경우, 삽, 금속솔등으로표면을벗겨떨어뜨린다. 벗기고떨어뜨린토사는배제한다. 3 삽등으로인력굴착하는경우측면을벗기듯이파고굴착면이평판하도록마무리한다. 4 굴착저면의침투능력을보호하기위해최대한다져지지않도록한다. 5 토질이굴착중에당초상정한토질과다른것으로판명되면즉시설계자등과협의하여적절한조치를취할필요가있다. ( 나 ) 모래부설 1 굴착완료후굴착바닥을보호하기위해즉시모래를깐다. 그러나지반이자갈이나모래의경우는생략해도좋다. 2 모래의균일한부설을위해인력으로작업한다. 3 모래는발로가볍게다지는정도로하고, 템파등의기계의운전전압을하지않는다. ( 다 ) 투수시트공 ( 저면, 측면 ) 1 투수시트는토사의쇄석의유입을방지하고지면의함몰을방지하기위해충전쇄석의전체면에부설한다. 2 투수시트는굴착면보다약간큰것을사용하고시트의이음새에서토사가침입하지않도록겹쳐서사용한다. 3 투수시트작업을쉽게하기위해굴착면에꼬치등으로고정한다. ( 라 ) 충전쇄석공 1 충전쇄석은토사의혼입을방지하기위해시트등에임시로두는것이바람직하다. 2 충전쇄석투입은인력또는기계로하지만투입시투수시트가말려들지않도록주의한다. 3 충전쇄석의전압은침하및함몰방지를위해어느정도불가피하지만, 쇄석부분의투수능력과저류량에영향을주기때문에전압횟수와방법에충분히배려한다. 시공후부등침하를일으키지않는정도의전압횟수로한다. 4 쇄석의충전은받이와투수관이움직이지않도록한다. 5 투수시트가말려들지않도록주의한다. 6 충전쇄석공이끝난후, 되메우기전에충전쇄석의윗면을투수시트로덮는다. - 60 -
( 마 ) 되메우기공 1 되메우기흙의전압은템파등으로충분히다짐한다. 또한, 쇄석의말물림등에의한기초침하가발생할우려가있기때문에되메우기후 1~2 일주의하는것이바람직하다. 2 되메우기는상단이용을고려한재료를사용한다. ( 바 ) 잔초처리및정리 1 굴착잔토는공사완료후신속하게처리한다. 2 공사완료후잔재의정리및청소를실시하여침투시설에들어가는것을방지한다. ( 사 ) 침투능력확인 1 시설준공후양동이로물을주입하는등간단한방법으로침투능력을확인한다. - 61 -
( 아 ) 시공체크리스트점검사항확인비고굴착공붕괴성지반의경우필요에따라흙막이공실시굴착저면의침투능력보호굴착토질의점검모래부설굴착완료후굴착바닥보호를위해즉시포래포설가볍게발로다짐투수시트공 ( 저면, 측면 ) 충전쇄석의전체면에부설투수시트는굴착면보다약간큰것을사용충전쇄석공투입시투수시트가말려들지않도록주의전압횟수와방법을충분히검토 - 시공후부등침하를일으키지않는정도의전압횟수 쇄석의충전은받이와투수관이움직이지않도록함되메우기공템파등으로충분히다짐되메우기는상단이용을고려한재료를사용잔토처리및정리굴착잔토는공사완료후신속히처리공사완료후잔재의청리및청소실시 - 62 -
나. 침투통 1) 시설개요 투수성을가지는통본체와주변을쇄석으로충전하여집수한빗물을측면및바닥에서땅속으로침투시키는시설 출처 : ( 사진 ) 아산탕정물순환그린도시조성방안연구 Ⅰ(2010, 토지주택연구원 ) ( 도면 ) 분산형빗물관리시스템의설계및유지관리가이드라인개발 (2008, 구자용외 ) 2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 17) - 63 -
1 침전물로인하여토양의공극이막히지아니하는구조로설계한다. 2 침투시설하층토양의침투율은시간당 13 밀리미터이상이어야하며, 동절기에동결로기능이저하되지아니하는지역에설치한다. 3 지하수오염을방지하기위하여최고지하수위또는기반암으로부터수직으로최소 1.2 미터이상의거리를두도록한다. 4 침투도랑, 침투저류조는초과유량의우회시설을설치한다. 5 침투저류조등은비상시배수를위하여암거등비상배수시설을설치한다. (2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표18) 1 토양의공극이막히지아니하도록시설내의침전물을주기적으로제거하여야한다. 2 침투시설은침투단면의투수계수또는투수용량등을주기적으로조사하고막힘현상이발생하지아니하도록조치하여야한다. 3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려 ) 구분항목공통자료자료자료자료자료자료 1 2 3 4 5 6 토지이용특성 유역토양특성 특성유역경사도 설지하수위 / 기반암과의거리 치겨울철동결여부고려 조지역사회수인가능성 건토사유입여부 시설과의이격거리 매설물의유무 독성물질유입여부 기준유역면적 침투속도 시설규모산정방법 설전처리시설 치우회시설설치여부 시설안정성확보방안 설세부설계지침 계시설구성요소 설치비용 관측정설치가동이전토사대책수질확보방안경관확보방안설계체크리스트 유지관리 시공 시공시기세부시공지침 시공체크리스트유지관리비용유지관리시기 / 주기 유지관리내용 / 체크리스트 시스템입력항목 - 64 -
공통 : 수질및수생태계보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료1 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) ( 침투시설전반 ) 자료2 : 분산형빗물관리시스템의설계및유지관리가이드라인개발 (2008, 구자용외 ) 자료3 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원 ) 자료4 : 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 (2010, 소방방재청 ) 자료5 : 긴급호우대책 에기초한 공공시설의일시저류시설등의설치에관한기술지침 (2012, 도쿄도도시정비국 ) ( 침투시설전반 ) 자료6 : 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) 4) 세부설치및시공지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능지역 1 침투통은다음의지역의경우설치할수없다. 산사태위험지역, 급경사지등우수침투에의해지반의안정성에문제가발생할우려가있는지역 지하건물의밀집등으로우수침투시주변지역의건물에누수등문제가발생할우려가있는지역 공장주변지역또는매립지주변지역등에서의수질오염이우려되는지역 2 시설부지의침투속도또는투수성을파악하기위해시설바닥으로부터최소 1 m 정도하부토양의특성을확인하여야한다. 침투시설에적합한토성은양토 (loam), 사질양토 (sandy loam), 양질양토 (loamy sand) 이고침투속도는 13 210 mm/hr 정도이며, 이범위이하또는이상의토양은침투목적에부적합하다. 3 침투시설의막힘이나운영실패를방지하기위하여침투시설이설치되는토양은점토함유율 20 % 이하, 미사 / 점토함유율 40 % 이하여야한다. 점토가 30 % 이상포함된토양은구조적으로불안정하고동상현상 (frost heaving) 이발생하며모래성토양은과도한배수성때문에부적합하다. 과거매립지역이었던곳이나성토지역에는침투도랑을설치하는것은바람직하지않다. 4 투수계수가 10-5 cm/sec 보다작은토양 ( 시공지역의터파기공사후물이 5 시간동안 0.18 cm 이하로침투되는토양 ) 은침투통을설치할수없다. 5 입도분포도에서점토가 40 % 이상을차지하는지역에는침투통을설치할수없다. 6 아래와같이투수성을크게기대할수없는토질에대해서는설치가능지역에서제외한다. 투수계수가 10-7 cm/s 보다작은경우 공극률이 10 % 이하로흙이단단한경우 입도분포에있어점토가차지하는비율이 40 % 이상의경우 7 빗물을유입시켜처리하기위하여비점오염저감시설의주변부지는적정한경사도를 - 65 -
주어강우유출수가자연적으로수집되도록설계하여야한다. 경사가급한지역의토양이포화될경우경사면붕괴, 구조물붕괴등의위험이있으므로이를고려하여야한다. 8 입자상오염물질 ( 토사 ) 을적게함유한불투수층지역강우유출수처리에적합하고토사부하량이비교적낮은지역에한정하여적용해야한다. ( 나 ) 지하수위 / 기반암과의거리 1 지하수위는비점오염저감시설의운영에영향을준다. 지하수위가높을경우침투가어렵기때문에지하수위와는일정간격을이격하여야한다. 2 지하수오염을방지하기위하여침투시설의바닥은현장토질시험에의해결정된계절적인높은지하수위 (high water table) 혹은기반암 (bedrock) 으로부터수직으로최소 1.2 m 이상이격시켜야한다. ( 다 ) 겨울철동결여부 1 침투통의시공은하부층이동결되었거나기온이 4 이하인경우와 30 이상인경우 에는시공해서는안된다. ( 라 ) 지역사회수인가능성 1 지역사회의의견을적극적으로수렴 반영하고불쾌감, 선호도등을고려해야한다. 2 지역사회적용성은다음의 3가지요소를측정하여평가한다. 시장조사및선호도조사 지역주민의민원발생여부 경관적쾌적성여부 ( 마 ) 시설과의이격거리 1 지반침하및지하수오염의우려가있는지역에서침투시설을설치할경우에는주위시설과적절한이격거리를두는것이좋다. 빌딩기초로부터 7.5 m 이상 우물로부터 30 m 이상 지표수로부터 30 m 이상 지표수상수원으로부터 120 m 이상 2 침투시설의간격을너무가깝게하면침투류의상호간섭에의해침투량이저하되므로침투시설은서로 1.5 m 이상거리를두고설치한다. ( 바 ) 독성물질유입여부 1 유독물질등을처리하는공장, 유해한오염물질과다배출지역에서는비점오염물질특성에맞는저감시설설치가바람직하며, 토양오염의가능성이있는경우오염물질이지하로침투되지못하게시설바닥에차수층 ( 遮水層 ) 을설치하여야한다. - 66 -
2 공장부지나매립지등에서토양이오염되어침투시설에따라오염물질이확산되거나 지하수의오염이예상되는지역은설치대상지역에서제외한다. (2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 침투집수정 1 개소당배수구역면적은 130 m2를기준으로한다. ( 나 ) 토양의침투율 1 침투시설하층에위치한토양의침투율은 13 mm/hr 이상이어야한다. ( 다 ) 시설규모산정방법 1 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결 정하여야한다. 2 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5 mm 이상의강우량을처리할수 있도록하여야한다. 3 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다 만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경 우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. 4 침투시설의규모결정 : 침투시설의단위설계침투량, 배치계획등의검토를통하여침 투시설의설치수량을결정한다. 5 목표치의설정 : 해당지구에설정되어있는우수유출저감시설기본계획또는이를포함 하는풍수해저감계획및유역종합치수계획에근거하여대상지역의홍수유출저감의 목표치를설정한다. 목표치가정해져있지않는경우는해당지구의특성을감안해서 적절한목표치를설정한다. 6 설계침투량및설계침투강도의산정 : 단위설계침투량, 시설의설치수량, 집수면적으 로부터설계침투량및설계침투강도를산정한다. 설계침투량 (m 3 /hr) = 단위설계침투량 시설설치수량 설계침투량 m hr 설계침투강도 mm hr 집수면적 ha 7 효과량검토 : 설정한목표치를만족하는침투시설의규모를가지고필요한시설규모를 결정한다. 대규모의지역에서침투시설만으로목표치가만족되지않을경우는, 저류시 설과의겸용계획을검토할필요가있지만, 이경우는홍수추적계산을실시한다. 한편, 소규모의지역에서목표치가만족되지않을경우는, 대상지역에설치가능한침투시설 의최대수량을가지고필요한시설규모로한다. ( 라 ) 전처리시설 1 고농도의토사또는탄화수소 ( 석유및유지 ) 를함유한유출수는침투시설의막힘현상 - 67 -
을일으킬수있으므로이러한경우모래여과, 토사스크린, 습지, 잔디여과대와같은설비를통해전처리한다. 2 침투시설의막힘현상을방지하기위해계획된강우유출수의 25 % 용량을저류할수있는침강지, 웅덩이등을전처리시설로설치하는것이바람직하다. 3 전처리시설에서침투시설로유입될때식생대를조성하고이를통과하여유입되도록하는것이좋다. 조성된식생대는토사유입을저감시키고유입유속을완화시키는기능을하게된다. 전처리시설로부터의침투시설로의유입속도는 1.5 m/s 이하로하여침식이발생하지않도록하여야한다. 식생대등이유속을감소시키고, 토사의유입을저감시킴으로서침투시설의막힘현상을저감시킬수있다. ( 마 ) 우회시설설치여부 1 모든침투시설은강우후최대한 3 일이내에수질처리용량을배제하도록설계하며용 량을초과한유량에대비하여우회시설을확보하는것이바람직하다. ( 바 ) 세부설계지침 1 적용대상집수정은우수관경 300 mm이하의집수정을대상으로선정한다. 2 침투통의위치선정및설치규모는하수도시설기준의맨홀관련기준을고려하여설치한다. 관거의기점, 방향, 경사및관경등이변하는곳, 단차가발생하는곳, 관거가회합하는곳이나관거의유지관리상필요한장소에설치한다. 관거의직선부에서도관경에따라 50 200 m 범위내의간격으로설치한다. 집수정 ( 맨홀 ) 의종류는접합관경에따라표준맨홀에준하며, 지형의특성, 지하매설물과의관계및관거의구조등에따라특수한집수정 ( 맨홀 ) 을형상별용도에따라설치한다. 관경이 300 mm 이하이고기계력을충분히활용할수있는경우는맨홀간격을크게해도지장이없으나, 청소용차량이진입할수없는좁은도로및보행자전용도로에서의청소작업등은인력으로하는경우가있기때문에이때에는작업효과를좋게하기위해특별하게맨홀간격을최대 30 m로할수있다. 3 우수관로는관내침전을방지하기위하여계획우수량에대하여최소 0.8 m/sec, 최대 3.0 m/sec 의유속을유지해야하며, 관로의유속이 3.0 m/sec 를초과할경우에는적절한단차공을설치하여과도한관벽마찰이나하류부에서유수가분출하는현상을방지한다. 4 모든관로의토피는도로부의경우, 관상단으로부터 1.2 m 이상, 보도부의경우는 1.0 m 이상확보한다 ( 연락관의경우는관상단으로부터 0.6 m 이상 ). 5 침투통은집수가용이하도록가능한지형이오목한부분을선정하여설치한다. 6 법면에서소단측구와도수로가교차하는지점에설치하는침투통은밀폐식뚜껑을사용하거나집수정의높이를높게시공하여도수로에서급경사로유하하는물이넘치거나비산되지않도록한다. - 68 -
7 침투통설치공사와관련이있는기존지하매설물들이손상이발생하지않도록보호조치를한다. 8 침투통본체의설계및계획시에는침투통의내경, 내부치수, 통의높이, 형상, 투수구조, 유공경, 연결관의접합등을고려하여야한다. 침투통의내경또는내부치수는 300 500 mm를표준으로하나, 협소한장소에서는 150 mm 정도를최소로한다. 통의높이는연결관의접합위치및진흙의퇴적깊이등을고려하여결정하도록한다. 형상은원형또는각형으로하고재질은콘크리트또는합성수지 ( 염화비닐, 폴리프로필렌등 ) 를표준으로한다. 침투통과침투통을조합하여설치하는시설에서는침투통의측면을투수성구조로처리하지않고저면의바닥으로부터투수되는구조로한다. 투수구조는유공또는다공 ( 포러스 ) 을표준으로한다. 유공의구조에있어유공경은충전쇄석의입경을고려하여 20 mm 이하로하고개공률은장기적인측면에서투수기능이저하되지않도록 0.5 % 이상을표준으로한다. 다공의경우에는투수계수 3 10-1 cm/sec 이상을표준으로한다. 9 뚜껑은효율적인유지관리를위하여마크를표시하며, 막힘방지장치를설치하여우수침투를원활히하도록한다. 뚜껑에는유지관리용마크를표시하되, 사업준공후지자체에기부채납하는공공하수도는해당지자체마크를표시하고, 그외의뚜껑에대해서는사업자마크를표시한다. 막힘방지장치에는상부필터, 저부필터, 관입구에설치하는필터등이있으며, 설치목적에따라적절하게선택할필요가있다. 또한, 막힘방지장치는착탈이쉬운재료를이용하며, 일정수준이상의강도를가지는것으로한다. 10 모래는굴착바닥면의침투면이다짐으로인하여침투능력이저하되는현상을방지하기위해사용된다. 모래선정시종류, 설치시모래두께, 지반특성등에유의하여설치하도록한다. 모래는강모래, 바다모래, 산모래등을사용하며, 거친면이씻겨진모래를사용하는것이바람직하며, 시설내의저류량의산정에사용하는설계공극률은 25 % 정도로한다. 모래의두께는 50 100 mm를표준으로하며, 모래는지반이사력또는사질토인경우설치하지않는것이좋다. 11 시설본체와침투면 ( 굴착면 ) 사이에충전되는쇄석은침투면의보호와저류량및설계수두의확보를도모하기위하여사용되므로재료선정시입도, 종류, 쇄석형상, 충전높이등을고려하여야한다. 재료는시설본체구멍의직경보다크며공극률이높은것을선정한다. 일반적으로입도는쇄석 20 40 mm의사용을표준으로한다. 또한건설폐자재의유용한활용을위해서재생쇄석 ( 콘크리트파쇄제등 ) 의입경을조정한쇄석을사용하는것도바람직하다. 쇄석을충전할때사전에씻어두는것이바람직하며, 시설내의저류량산정에사용하는설계공극률은 30 40 % 정도로한다. 쇄석은강하고내구적인성질을가지고, - 69 -
표면에부착된흙등불순물을제거한것으로, 부술때는적당한입자의모양과입도를가지도록유의하고, 편평하거나모나지않도록하며, 부술때결정사이에균열을남길우려가있는것등을사용하여서는안된다. 부순잔골재를분류할때는습식인경우에는물로충분히씻어서하고, 건식인경우에는미분말을제거하기쉽도록충분히건조시킨원석을사용하여야한다. 또한씻을때는바닷물을사용하면안된다. 충전쇄석은공극률이높은것을사용하는것을원칙으로하며, 시설내저류량에사용되는설계공극률은토사유입등으로인한저감율 25 % 정도를고려한다 ( 시험은 KS F 2505 의규정을따른다 ). 진폭은침투통외부에서 200 mm 이상으로하고충전높이는요구되는설계수두에따라결정한다. 충전량이동일한경우원형보다각형이침투면적이크기때문에쇄석의충전형상은각형을표준으로한다. 12 투수시트는토사가쇄석안으로유입되는것을막음과동시에지면의함몰을막기위해사용되며, 시트내인장강도, 투수계수, 두께, 재질등을고려하여야한다. 재료의사양은충분한인장강도를가지고부식등의면에대해서는장기간사용에견딜수있고물을잘통과시킬수있는모래와기타이상의투수계수를갖는것으로하며폭은 5 cm 정도, 인장강도 30 kg 이상, 투수계수 10-1 10-2 cm/sec 이상, 두께 0.1 0.2 mm 이상의것을표준으로한다. 투수시트의재질은폴리에스테르, 폴리프로필렌등이일반적이다. 또사용시하중에의해서부서지거나투수성이저하되는경우도있으므로주의할필요가있다. ( 사 ) 모니터링을위한관측정설치 ( 아 ) 가동이전토사대책 ( 자 ) 수질확보방안 ( 차 ) 경관확보방안 - 70 -
( 카 ) 설계체크리스트 점검사항 확인 비고 물리적 환경적실현가능여부 시설바닥으로부터최소 1m 정도하부토양의특성확인 - 시설하층토양의침투속도 (13mm/hr 이상 ) - 시설하층토성의적정성 ( 모래, 미사, 점토함유량 ) 대상부지의과거매립및성토지역여부대상부지의경사도 (6% 이내 ) 겨울철동사현상발생가능여부대상강우유출수내입자상오염물질 ( 토사 ) 함유량시설하부에진흙층, 암반층, 기타불투수층, 석회암지대존재여부시설바닥으로부터지하수위 / 기반암까지적정수직거리확보여부지표수, 상수원, 우물, 건물기초와의이격거리침투통유입전처리전처리시설 ( 침강지, 웅덩이등 ) 용량 ( 계획된강우유출수의 25% 용량을저류 ) 침투시설유입부식생대조성 ( 유입속도 1.5m/s 이하 ) 침투통구조침투집수정 1 개소당배수구역면적은 130m 2 기준우수관경 300mm 이하의집수정을대상으로선정관경에따라 50~200m 범위내의간격으로설치우수관내적절한유속유지 - 계획우수량에대해최소 0.8m/sec, 최대 3.0m/sec 유지 - 관로의유속이 3.0m/sec 를초과할경우적절한단차공설치 토피확보 ( 도로부 :1.2m 이상, 보도부 : 1.0m 이상 ) 법면에서소단측구와도수로가교차하는지점에설치시, 밀폐식뚜껑사용또는집수정의높이를높게시공 침투통의내경은 300~500mm 를표준 ( 협소한장소는 150mm 정도 ) 뚜껑은유지관리용마크표시막힘방지시설설치 - 일정수준이상의강도를가지며탈착이쉬운재료 모래선정시종류, 모대두께, 지반특성고려쇄석재료선정시입도, 종류, 쇄석형상, 충전높이등고려투수시트는인장강도, 투수계수, 두께, 재질등고려유입 유출시안전여부강우후최대 48 시간이내수질처리용량배제가능설계여부초과유량에대비한우회시설설치여부유지관리및안전을위한기타시설유지관리및복구작업을위한도로설치여부유지관리도로의안정성, 경사도, 도로폭확보여부비상상황에대비한암거설치등의비상배수시설설치여부기타안전시설확보여부 - 토양오염가능성이있는경우시설바닥에차수층설치 - 71 -
(4) 세부시공지침 ( 가 ) 시공시기 ( 나 ) 세부시공지침 1 지하매설물조사등설치장소의제약조건을파악하는것과함께주변의지표면상황이나지형경사, 배수계통등을조사한다. 2 상 하수도, 가스, 전력선과같은라이프라인 (Life-Line) 등의지하매설물이있는경우에는시공및유지관리상어려움이발생할수있으므로이에대해유의하여야한다. 또한, 침투시설로부터월류수를방류하는대상이공공하수도등인경우에는기존관, 공공하수도의높이와깊이, 길이에대하여조사하여야한다. 3 굴착공 : 굴착은인력또는소형굴착기계를사용하며, 붕괴위험성이있는지반의경우에는필요에따라토류공사를시행한다. ᄀ삽등으로인력굴착하는경우에는측면을벗긴것처럼파내굴착면을마무리한다. ᄂ굴착저면의침투능력을보호하기위해서는과도하게다져지지않도록주의한다. ᄃ굴착중토질양상의상이성또는특이한점이발견되는경우에는신속히설계자등과협의하여적절한대책을세운다. 4 모래부설공 : 굴착저면에쓰이는모래는가능한균질한것을써야하며, 바다모래, 유기물, 기타유해한잡물을포함해서는안된다. 또한굴착시에는굴착면에서쓸어내려오는흙에대해서도유의하여시공하도록한다. ᄀ굴착이완료되면굴착저면을보호하기위해모래를깔며, 지반이사질토인경우에는생략하여도무방하다. 모래부설시에는인력으로실시하며, 기계등을이용한다짐은하지않는다. 5 투수시트공 : 투수시트는토사의쇄석내로의유입방지및지반함몰을방지하기위하여충전쇄석의전면을둘러쌀수있게부설한다. ᄀ투수시트는굴착면보다약간큰치수의것을사용하고시트의이음부에서토사가침입하지않도록포개서사용하여야하며, 작업시편리를이용하여철사등으로고정하기도한다. 6 충전쇄석공 : 충전쇄석투입시에는토사유입방지, 투입방법, 다짐등을고려하여실시하도록한다. ᄀ충전쇄석은토사의혼입을방지하기위하여시트등의위에임시설치하는것이좋다. 충전쇄석의투입은인력또는기계에의해서수행하고, 투입시에투수시트가당겨지지않도록주의한다. 충천쇄석의다짐은침하와함몰의방지를위하여실시하며, 쇄석부분의투수능력또는저류량의영향을충분히고려하여다짐의횟수나방법을결정하도록한다. ᄂ쇄석충전시에는통과투수관등이움직이지않도록하며, 투수시트가당겨지지않도록신중히실시한다. 7 접합공 : 관거의관경이변화하는경우또는 2개의관거가합류하는경우의접합방법은 - 72 -
수면접합또는관정접합으로한다. ᄀ지표경사가급한경우는관경변화에관계없이지표경사에따라단차접합또는계단접합으로한다. 원심력철근콘크리트관 A형은 P.E 수밀벨트접합, 원심력철근콘크리트관 B형은소켓고무링접합또는수밀팩고무링접합, 진동및롤전압철근콘크리트관은소켓고무링접합으로하되, 수밀성이확보되도록주의하여시공해야한다. 8 매설공 : 침투통및기타시설의설치가끝난후에는상면에투수시트공을설치하도록하며, 아래의방법으로다짐을충분히하여야한다. ᄀ충전쇄석공을완료후매설을시행하기전에충전쇄석의상부를투수시트로가린다. ᄂ매설토는탬퍼등으로충분히다짐한다. 또한쇄석의맞물림등에따라서초기침하가일어날수있으므로매설후 1 2 일은주의하는것이좋다. ᄃ매설시상부이용을고려한재료 ( 양질의흙등 ) 를사용한다. 9 잔토처리및청소 : 굴착후잔토는공사완료후속히처분하며, 잔재의정돈과청소를실시하고침투시설에잔재가들어가는일이없도록한다. ᄀ청소는인력에의한방법과흡인세정차등을이용하여행하는방법이있으며, 내부에퇴적이되었을때토사등이뭉쳐진상태의경우, 고압세정기로흡인하는것이효과적이다. ᄂ막힘방지장치가설치된경우는청소작업을비교적용이하게할수있다. ᄃ기능저하로인정되는경우에는아래의방법으로기능회복을도모한다. 쇄석의표면을흡입세정한다. 쇄석부분을파낼때는세정한다. 쇄석의주위를파서드러낼때쇄석의충전범위를확대한다. ᄅ토사등을제거하기힘든경우는고압세정기와병용하는것이효과적이나, 분사압에의해토립자가침투면에압력을가함으로써침투능력을저감시킬수있으므로주의를요한다. - 73 -
( 다 ) 시공체크리스트점검사항확인비고일반사항설치장소의제약조건파악주변의지표면상황이나지형경사, 배수계통등조사굴착공붕괴위험성이있는지반은필요에따라토류공사시행굴착토질양상확인모래부설공가능한균질하고잡물을포함하지않은모래를사용굴착시쓸려내려오는흙유의투수시트공충전쇄석전체면에부설투수시트는굴착면보다약간큰것을사용충전쇄석공토사유입방지, 투입방법, 다짐등고려하여실시다짐횟수와방법의결정 - 쇄석부분의투수능력또는저류량의영향을충분히고려 투입시투수시트가말려들지않도록주의매설공매설토는템퍼등으로충분히다짐매설시상부이용을고려한재료 ( 양질의흙 ) 를사용잔토처리및청소굴착잔토는공사완료후신속히처리공사완료후잔재의청리및청소실시 - 74 -
다. 침투트렌치 / 침투관 1) 시설개요 굴착한도랑에쇄석을충전하고그중심에침투통과연결되는유공관을설치하여빗물을통하게하며, 쇄석의측면및저면으로부터땅속으로침투시키는시설 출처 : ( 사진左 ) 가뭄극복을위한빗물관리 (2009, 위험관리지봄호 ) ( 사진右 ) 인터넷자료 ( 피엔아이휴먼코리아 ) ( 도면 ) 분산형빗물관리시스템의설계및유지관리가이드라인개발 (2008, 구자용외 ) - 75 -
2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 17) 1 침전물로인하여토양의공극이막히지아니하는구조로설계한다. 2 침투시설하층토양의침투율은시간당 13 밀리미터이상이어야하며, 동절기에동결로기능이저하되지아니하는지역에설치한다. 3 지하수오염을방지하기위하여최고지하수위또는기반암으로부터수직으로최소 1.2 미터이상의거리를두도록한다. 4 침투도랑, 침투저류조는초과유량의우회시설을설치한다. 5 침투저류조등은비상시배수를위하여암거등비상배수시설을설치한다. (2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표18) 1 토양의공극이막히지아니하도록시설내의침전물을주기적으로제거하여야한다. 2 침투시설은침투단면의투수계수또는투수용량등을주기적으로조사하고막힘현상이발생하지아니하도록조치하여야한다. - 76 -
3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려 ) 구분 설치조건 유역특성 항목 공통 자료 1 자료 2 자료 3 자료 4 자료 5 토지이용특성 토양특성 유역경사도 지하수위 / 기반암과 의거리 겨울철동결여부고려 지역사회수인가능성 토사유입여부 시설과의이격거리 매설물의유무 독성물질유입여부 기준유역면적 침투속도 설시설규모산정방법 치전처리시설 우회시설설치여부 시설안정성확보방안 설세부설계지침 계시설구성요소 설치비용 관측정설치가동이전토사대책수질확보방안경관확보방안설계체크리스트 시공시기시세부시공지침 공시공체크리스트유지관리비용유지유지관리시기 / 주기 관리유지관리내용 / 체크리스트 공통 : 수질및수생태보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료 1 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) ( 침투시설전반 ) 자료 2 : 분산형빗물관리시스템의설계및유지관리가이드라인개발 (2008, 구자용외 ) 자료 6 시스템입력항목 자료 3 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원외 ) 자료 4 : 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 (2010, 소방방재청 ) 자료 5 : 긴급호우대책 에기초한 공공시설의일시저류시설등의설치에관한기술지침 (2012, 도쿄 도도시정비국 ) ( 침투시설전반 ) 자료 6 : 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) - 77 -
4) 세부설치지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능위치 1 침투트렌치를공공도로에매설하는경우에는그매설위치및깊이를도로관리자와협의하여야한다. 사업을실시할때는도로법제40조에의하여도로관리자에게점용원을제출하고허가를받아야한다. 또한사전에다른매설물에대해충분히조사하여장애가되는구조물은이설을의뢰한다. 2 철도횡단의경우에는침투트렌치가교통하중및진동을직접받지않도록충분한깊이로매설해야한다. 그러나종단경사의특수성에의하여교통하중및진동이작용하는경우에는관거에직접영향을주지않도록방호공을설치하여야한다. 3 침투트렌치를사유지내에매설하는경우에는토지소유자와협의하여야한다. 지형및기타의불가피한이유로사유도로등의사유지에매설할수밖에없는경우에는그토지의소유자와협의해유지관리에지장을주지않도록지상권설정및협의서등의필요한조치를취해야한다. 4 침투시설설치적합지역 : 대지및단구, 선상지, 자연제방 ( 구성퇴적물에따름 ), 구릉지 ( 구성지질에따라급경사면은적절치않음 ), 사구지등 5 침투시설설치부적합지역 : 충적지, 조성지 ( 성토지의경우성토재료에따라다름 ), 법령지정지, 우수의침투로인해경사지등지반의안전성을잃을우려가있는지역, 우수침투로주변장소에서의거주및자연환경을해칠우려가있는지역등 6 침투시설의설치검토시법령지정지인지여부를확인한다. 토석류가발생할우려가있는장소로지정된지역 절벽붕괴의우려가있는장소로지정된지역 산사태위험이있는장소로지정된지역 토사재해의우려가있는지역 토사재해경계구역중건축물에파괴가발생하여주민에게현저한위해가생길우려가있는지역 7 수질제어및첨두유량저감을위해유수지와같은강우유출수저감시설과연계하여설치가가능하다. 8 고농도의토사또는탄화수소 ( 석유및유지등 ) 를함유한유출수는침투트렌치가막힐염려가있으므로모래여과, 토사스크린, 습지, 잔디여과대에같은전처리시설이있는곳에적합하다. 9 오염된빗물을처리하는과정에서토양및지하수오염을유발할가능성이있으므로저감시설설치예정지의토양특성을평가하여야한다. 미국은토양특성평가는부지에대한 NRCS의토양군 (soil gropu) 조사를기초한다. 부지로선정된지역의토양에대한침투속도와투수성및기타관련인자를확인하기위해정밀한현장지질시험을수행한다. - 78 -
10 시설부지의침투속도또는투수성을파악하기위해시설바닥으로부터최소 1 m 정도하부토양의특성을확인하여야한다. 침투시설에적합한토성은양토 (loam), 사질양토 (sandy loam), 양질양토 (loamy sand) 이고침투속도는 13 210 mm/hr 정도이며, 이범위이하또는이상의토양은침투목적에부적합하다. 11 침투시설의막힘이나운영실패를방지하기위하여침투시설이설치되는토양은점토함유율 20 % 이하, 미사 / 점토함유율 40 % 이하여야한다. 점토가 30 % 이상포함된토양은구조적으로불안정하고동상현상 (frost heaving) 이발생하며모래성토양은과도한배수성때문에부적합하다. 과거매립지역이었던곳이나성토지역에는침투도랑을설치하는것은바람직하지않다. 12 아래와같이투수성을크게기대할수없는토질에대해서는설치가능지역에서제외한다. 투수계수가 10-7 cm/s 보다작은경우 공극률이 10 % 이하로흙이단단한경우 입도분포에있어점토가차지하는비율이 40 % 이상의경우 13 빗물을유입시켜처리하기위하여비점오염저감시설의주변부지는적정한경사도를주어강우유출수가자연적으로수집되도록설계하여야한다. 경사가급한지역의토양이포화될경우경사면붕괴, 구조물붕괴등의위험이있으므로이를고려하여야한다. ( 나 ) 지하수위 / 기반암과의거리 1 지하수위는비점오염저감시설의운영에영향을준다. 지하수위가높을경우침투가어렵기때문에침투형시설의설치가곤란하고, 저류지등의설치에있어지반의압밀이어려워제방등의설치가어렵다. 2 저감시설의바닥높이는지하수위선에서최소 1 m는떨어져있어야하고, 특히침투시설은 1.5 m 이상떨어지는것이바람직하며오염물질의종류와양, 토양특성등을종합적으로고려하여이격거리를조정하여야한다. 3 지하수오염을방지하기위하여침투시설의바닥은현장토질시험에의해결정된계절적인높은지하수위 (high water table) 혹은기반암 (bedrock) 으로부터수직으로최소 1.2 m 이상이격시켜야한다. ( 다 ) 겨울철동결여부 1 추운기후에서는겨울철융설 (snowmelt) 및결빙과같은문제를다루는특성을포함시킬필요가있다. 2 침투트렌치의시공은하부층이동결되었거나기온이 4 이하인경우와 30 이상인경우에는시공해서는안된다. ( 라 ) 지역사회수인가능성 1 지역사회의의견을적극적으로수렴 반영하고불쾌감, 선호도등을고려해야한다. 2 지역사회적용성은다음의 3 가지요소를측정하여평가한다. - 79 -
시장조사및선호도조사 지역주민의민원발생여부 경관적쾌적성여부 ( 마 ) 시설과의이격거리 1 지반침하및지하수오염의우려가있는지역에서침투시설을설치할경우에는주위시설과적절한이격거리를두는것이좋다. 빌딩기초로부터 7.5 m 이상 우물로부터 30 m 이상 지표수로부터 30 m 이상 지표수상수원으로부터 120 m 이상 2 침투시설의간격을너무가깝게하면침투류의상호간섭에의해침투량이저하되므로침투시설은서로 1.5 m 이상거리를두고설치한다. ( 바 ) 독성물질유입여부 1 유독물질등을처리하는공장, 유해한오염물질과다배출지역에서는비점오염물질특성에맞는저감시설설치가바람직하며, 토양오염의가능성이있는경우오염물질이지하로침투되지못하게시설바닥에차수층 ( 遮水層 ) 을설치하여야한다. (2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 침투트렌치는단위길이 10 m 당 130 m 2 의배수구역면적을기준으로한다. 2 각시설마다최적의배수면적이있고또한처리할수있는최소혹은최대의배수면적이존재한다. 부지배수면적이각시설에대한최대허용배수면적보다조금더크더라도기법에따라약간의여유는인정된다. ( 나 ) 토양의침투율 1 침투시설하층에위치한토양의침투율은 13 mm/hr 이상이어야한다. ( 다 ) 시설규모산정방법 1 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결정하여야한다. 2 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5 mm 이상의강우량을처리할수있도록하여야한다. 3 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. - 80 -
4 침투시설의규모결정 : 침투시설의단위설계침투량, 배치계획등의검토를통하여침 투시설의설치수량을결정한다. 5 침투트렌치의설계침투량은단위설계침투량에그설치위치를곱한것을합산하여산 정한다. 설계침투량 (m 3 /hr) = 단위설계침투량 (m 3 /hr/m) 침투관의길이 (m) 6 단위설계침투량산정방법은침투통의내용과동일하나, 침투관의단위설계침투량 (Q) 은단위길이당단위시간당침투량 (m 3 /hr/m) 이다. 7 다른침투시설을조합하여설치하는경우설계침투량은각침투시설의설계침투량을 합산하여산정한다. 8 목표치의설정 : 해당지구에설정되어있는우수유출저감시설기본계획또는이를포함 하는풍수해저감계획및유역종합치수계획에근거하여대상지역의홍수유출저감의 목표치를설정한다. 목표치가정해져있지않는경우는해당지구의특성을감안해서 적절한목표치를설정한다. 9 설계침투량및설계침투강도의산정 : 단위설계침투량, 시설의설치수량, 집수면적으 로부터설계침투량및설계침투강도를산정한다. 설계침투량 (m 3 /hr) = 단위설계침투량 시설설치수량 설계침투량 m hr 설계침투강도 mm hr 집수면적 ha 10 효과량검토 : 설정한목표치를만족하는침투시설의규모를가지고필요한시설규모를 결정한다. 대규모의지역에서침투시설만으로목표치가만족되지않을경우는, 저류시 설과의겸용계획을검토할필요가있지만, 이경우는홍수추적계산을실시한다. 한편, 소규모의지역에서목표치가만족되지않을경우는, 대상지역에설치가능한침투시설 의최대수량을가지고필요한시설규모로한다. ( 라 ) 전처리시설 1 고농도의토사등을함유한유출수는침투시설의막힘현상을일으킬수있으므로이러한경우모래여과, 토사스크린, 습지, 잔디여과대와같은설비를통해전처리한다. 2 침투시설의막힘현상을방지하기위해계획된강우유출수의 25 % 용량을저류할수있는침강지, 웅덩이등을전처리시설로설치하는것이바람직하다. 3 전처리시설에서침투시설로유입될때식생대를조성하고이를통과하여유입되도록하는것이좋다. 조성된식생대는토사유입을저감시키고유입유속을완화시키는기능을하게된다. 전처리시설로부터의침투시설로의유입속도는 1.5 m/s 이하로하여침식이발생하지않도록하여야한다. 식생대등이유속을감소시키고, 토사의유입을저감시킴으로서침투시설의막힘현상을저감시킬수있다. ( 마 ) 우회시설설치여부 1 모든침투시설은강우후최대한 3 일이내에수질처리용량을배제하도록설계하며용 - 81 -
량을초과한유량에대비하여우회시설을확보하는것이바람직하다. ( 바 ) 세부설계지침 1 적용대상우수관은우수관거로이용되는직경 300 mm 이하의투수관을대상으로선정한다. 2 모든관로의토피는도로부의경우, 관상단으로부터 1.2 m 이상, 보도부의경우는 1.0 m 이상확보되어야한다 ( 연락관의경우는관상단으로부터 0.6 m 이상 ). 3 우수관로는관내침전을방지하기위하여계획하수량에대하여최소 0.8 m/sec, 최대 3.0 m/sec 의유속을유지해야하며, 관로의유속이 3.0 m/sec 를초과할경우에는적절한단차공을설치하여과도한관벽마찰이나하류부에서유수가분출하는현상을방지해야한다. 4 침투트렌치의최대연장은청소등의유지관리를고려하여관경의 120 배이하를표준으로한다. 5 종단경사는투수관내로의퇴적된토사등을소통시킴과동시에막힘에의해침투능력이저하되는경우통수기능을보존하는목적을위해필요하다. 투수관의종단경사는대체로 1 2 % 정도로하는것을표준으로하며, 지형이나규모에따라결정하는경우도있다. 6 충전쇄석의종단경사는설계수두를균등하게할수있는의미에서수평으로하는것이바람직하나, 지형경사가있는경우지형경사에맞추는것이좋다. 7 투수관은원형또는계란형이많으며, 재질은콘크리트또는염화비닐을표준으로하며, 관의형태에따라유공경, 개공률, 투수계수, 관저부구성등을고려하여야한다. 투수구조는유공관또는다공관을표준으로한다. 유공관의경우에있어서는유공경은충전재의입도를고려하여 20 mm 이하로하고, 개공률은장기적으로투수를저해하지못하도록 0.5 % 이상을표준으로한다. 다공관의경우투수계수는 3 10-1 cm/sec 이상을표준으로한다. 또한관저부는오염물질이쇄석으로유입되는것을방지하기위하여투수구조로하지않는것을원칙으로한다. 8 모래는굴착바닥면의침투면이다짐으로인하여침투능력이저하된현상을방지하기위해사용된다. 모래선정시종류, 설치시모래두께, 지반특성등에유의하여설치하도록한다. 모래는강모래, 바다모래, 산모래등을사용하며, 거친면이씻겨진모래를사용하는것이바람직하며, 시설내의저류량의산정에사용하는설계공극률은 25 % 정도로한다. 모래의두께는 50 100 mm를표준으로하며, 모래는지반이사력또는사질토인경우설치하지않는것이좋다. 9 시설본체와침투면 ( 굴착면 ) 사이에충전되는쇄석은침투면의보호와저류량및설계수두의확보를도모하기위하여사용되므로재료선정시입도, 종류, 쇄석형상, 충전높이등을고려하여야한다. 10 충전쇄석의일반적인사항은침투통의내용과같다. 다만충전쇄석의폭및충전높이, 기타내용은다음과같이고려하여야한다. - 82 -
충전쇄석의폭은소형굴착기의버킷폭을고려하여 600 mm 정도를표준으로하며부지가좁은경우와같이제약이있는경우에는 300 mm 정도를최소치수로한다. 충전높이는설계수두에의해결정하는것으로하며 500 1,000 mm를표준으로한다. 쇄석의상부토지이용에따라결정하는것으로하며녹지등은지반으로부터 150 mm 정도이상을확보하는것이좋다. 11 투수시트는토사가쇄석안으로유입되는것을막음과동시에지면의함몰을막기위해사용되며, 시트내인장강도, 투수계수, 두께, 재질등을고려하여야한다. 투수시트의일반적인사항은침투통의내용과같다. 12 관입구필터는투수관으로의쓰레기등의유입을방지할목적으로사용되며, 필터의 mesh 및쓰레기등의투과율등을고려하여야한다. 관입구필터의 mesh(1 인치간격내에있는망의수 ) 는 4 5 개를표준으로하며, 청소간격은쓰레기등의투과율을고려하여결정한다. 13 침투관은침투기능과통수기능이있고, 유입된빗물을투수관보다쇄석을통해지중에분산침투시키는것이다. 투수관은천공관또는다공성관을표준으로하지만, 관바닥은현탁물질이쇄석속으로유입되는것을방지하기위해원칙적으로투수구조로하지않는다. 또한쇄석의전면을감싸도록같이투수시트를매설하고, 되메우기한다. 14 침투관은침투받이에연결하는것을원칙으로한다. 이것은막힘의원인이되는토사등이침투받이에모여침투관에유입을억제할수있다. 15 침투받이에침투관을연결하는경우에는침투관유출측관바닥을유입측의관바닥보다높은위치에서연결해침투받이의좋은기능이효율적으로보일수있도록한다. ( 사 ) 모니터링을위한관측정설치 ( 아 ) 가동이전토사대책 ( 자 ) 수질확보방안 ( 차 ) 경관확보방안 - 83 -
( 카 ) 설계체크리스트 물리적 환경적실현가능여부공공도로에매설시매설위치와깊이를도로관리자와협의 - 사업실시시도로법제 40 조에의거도로관리자에게점용원을제출하고허가획득 - 사전에다른매설물에대한충분한조사후장애가되는구조물은이설의뢰사유지내매설시토지소유자와협의시설바닥으로부터최소 1m 정도하부토양의특성확인 - 시설하층토양의침투속도 (13mm/hr 이상 ) 점검사항확인비고 - 시설하층토성의적정성 ( 모래, 미사, 점토함유량 ) 대상부지의적정한경사도겨울철동사현상발생가능여부대상강우유출수내입자상오염물질 ( 토사 ) 함유량시설하부에진흙층, 암반층, 기타불투수층, 석회암지대존재여부시설바닥으로부터지하수위 / 기반암까지적정수직거리확보여부지표수, 상수원, 우물, 건물기초와의이격거리침투트렌치유입전처리전처리시설 ( 침강지, 웅덩이등 ) 용량 ( 계획된강우유출수의 25% 용량을저류 ) 침투시설유입부식생대조성 ( 유입속도 1.5m/s 이하 ) 침투트렌치구조단위길이 10m 당 130m 2 의배수구역면적을기준으로함우수관경 300mm 이하의투수관을대상으로선정최대연장은청소등유지관리를고려하여관경의 120 배이하우수관내적절한유속유지 - 계획우수량에대해최소 0.8m/sec, 최대 3.0m/sec 유지 - 관로의유속이 3.0m/sec 를초과할경우적절한단차공설치토피확보 ( 도로부 : 1.2m 이상, 보도부 : 1.0m 이상 ) 투수관의종단경사는 1~2% 정도투수관은관형태에따라유공경, 개공률, 투수계수, 관저부구성고려모래선정시종류, 모대두께, 지반특성고려쇄석재료선정시입도, 종류, 쇄석형상, 충전높이등고려투수시트는인장강도, 투수계수, 두께, 재질등고려관입구필터의 mesh 는 4~5 개표준청소간격은쓰레기등투과율을고려하여결정침투관과침투받이의연결여부 - 침투관유출측관바닥을유입측관바닥보다높은위치에연결유입 유출시안전여부강우후최대 48 시간이내수질처리용량배제가능설계여부초과유량에대비한우회시설설치여부유지관리및안전을위한기타시설유지관리및복구작업을위한도로설치여부유지관리도로의안정성, 경사도, 도로폭확보여부비상상황에대비한암거설치등의비상배수시설설치여부기타안전시설확보여부 - 토양오염가능성이있는경우시설바닥에차수층설치 - 84 -
(4) 세부시공지침 ( 가 ) 시공시기 ( 나 ) 세부시공지침 1 지하배설물조사등설치장소의제약조건을파악하는것과함께주변의지표면상황이나지형경사, 배수계통등을조사한다. 2 상 하수도, 가스, 전력선과같은라이프라인 (Life-Line) 등의지하매설물이있는경우에는시공및유지관리상어려움이발생할수있으므로이에대해유의하여야한다. 또한, 침투시설로부터월류수를방류하는대상이공공하수도등인경우에기존관, 공공하수도의높이와깊이, 길이에대하여조사하여야한다. 3 침투트렌치의시공방법은침투통의시공방법과유사하므로침투통의시공편을참고한다. 침투트렌치의경우단독설치보다는침투통과의연계설치가거의대부분이므로시공방법은침투통의시공편으로대체하여도무방하다. ( 다 ) 시공체크리스트 점검사항확인비고일반사항설치장소의제약조건파악주변의지표면상황이나지형경사, 배수계통등조사 침투통의시공편참고굴착공붕괴위험성이있는지반은필요에따라토류공사시행굴착토질양상확인모래부설공가능한균질하고잡물을포함하지않은모래를사용굴착시쓸려내려오는흙유의투수시트공충전쇄석전체면에부설투수시트는굴착면보다약간큰것을사용충전쇄석공토사유입방지, 투입방법, 다짐등고려하여실시다짐횟수와방법의결정 - 쇄석부분의투수능력또는저류량의영향을충분히고려 투입시투수시트가말려들지않도록주의매설공매설토는템퍼등으로충분히다짐매설시상부이용을고려한재료 ( 양질의흙 ) 를사용잔토처리및청소굴착잔토는공사완료후신속히처리공사완료후잔재의청리및청소실시 - 85 -
라. 침투측구 1) 시설개요 침투측구는측구주변을쇄석으로충진하고빗물을측면및바닥을통하여땅속으로침투시키는시설 출처 : 유비이엔씨 2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표17) 1 침전물로인하여토양의공극이막히지아니하는구조로설계한다. 2 침투시설하층토양의침투율은시간당 13 밀리미터이상이어야하며, 동절기에동결로기능이저하되지아니하는지역에설치한다. 3 지하수오염을방지하기위하여최고지하수위또는기반암으로부터수직으로최소 - 86 -
1.2 미터이상의거리를두도록한다. 4 침투도랑, 침투저류조는초과유량의우회시설을설치한다. 5 침투저류조등은비상시배수를위하여암거등비상배수시설을설치한다. (2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표18) 1 토양의공극이막히지아니하도록시설내의침전물을주기적으로제거하여야한다. 2 침투시설은침투단면의투수계수또는투수용량등을주기적으로조사하고막힘현상이발생하지아니하도록조치하여야한다. 3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려 ) 설치 구분항목공통자료 1 설치조건 설계 시공 유지관리 유역특성 자료 2 자료 3 자료 4 자료 5 자료 6 토지이용특성 토양특성 유역경사도 지하수위 / 기반암과의거리 겨울철동결여부고려 지역사회수인가능성 토사유입여부 시설과의이격거리 매설물의유무 독성물질유입여부 기준유역면적 침투속도 시설규모산정방법 전처리시설 우회시설설치여부 시설안정성확보방안 세부설계지침 / 요구사항 시설구성요소 설치비용 관측정설치 가동이전토사대책 수질확보방안 경관확보방안 설계체크리스트 시공시기 세부시공지침 시공체크리스트 유지관리비용 유지관리시기 / 주기 유지관리내용 / 체크리스트 시스템입력항목 - 87 -
공통 : 수질및수생태보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료1 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) ( 침투시설전반 ) 자료2 : 분산형빗물관리시스템의설계및유지관리가이드라인개발 (2008, 구자용외 ) 자료3 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원외 ) 자료4 : 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 (2010, 소방방재청 ) 자료5 : 긴급호우대책 에기초한 공공시설의일시저류시설등의설치에관한기술지침 (2012, 도쿄도도시정비국 ) ( 침투시설전반 ) 자료6 : 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) 4) 세부설치지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능지역 1 빗물침투시설은빗물의침투에의해지각변동등을일으킬우려가있거나주변환경에영향을줄우려가있는다음과같은장소를선정하지않는다. 빗물의침투에의하여지반에안정성에문제가발생할우려가있거나자연환경에영향을줄수있는지역 ( 산사태위험지역, 급경사지등 ) 지하건물의밀집등으로빗물침투시주변지역의건물에누수등문제가발생할우려가있는지역 지하수의함양이높아빗물침투가불필요한지역 2 I.C 나분리차선, 시가지구간, 녹지대및부체도로에지형여건을감안하여설치한다. 3 시설부지의침투속도또는투수성을파악하기위해시설바닥으로부터최소 1 m 정도하부토양의특성을확인하여야한다. 침투시설에적합한토성은양토 (loam), 사질양토 (sandy loam), 양질양토 (loamy sand) 이고침투속도는 13 210 mm/hr 정도이며, 이범위이하또는이상의토양은침투목적에부적합하다. 4 침투시설의막힘이나운영실패를방지하기위하여침투시설이설치되는토양은점토함유율 20 % 이하, 미사 / 점토함유율 40 % 이하여야한다. 점토가 30 % 이상포함된토양은구조적으로불안정하고동상현상 (frost heaving) 이발생하며모래성토양은과도한배수성때문에부적합하다. 과거매립지역이었던곳이나성토지역에는침투도랑을설치하는것은바람직하지않다. 5 아래와같이투수성을크게기대할수없는토질에대해서는설치가능지역에서제외한다. 투수계수가 10-7 cm/s 보다작은경우 공극률이 10 % 이하로흙이단단한경우 입도분포에있어점토가차지하는비율이 40 % 이상의경우 6 빗물을유입시켜처리하기위하여비점오염저감시설의주변부지는적정한경사도를주어강우유출수가자연적으로수집되도록설계하여야한다. 경사가급한지역의토양 - 88 -
이포화될경우경사면붕괴, 구조물붕괴등의위험이있으므로이를고려하여야한다. 7 침투측구는횡단경사및종단경사로구분하여시설을설치한다. 횡단경사의경우설계도에별도의명시가없는한, 도로쪽에서보 차도경계블록쪽으로 2 4 % 의편경사를두어야하며, 도로횡단경사를편경사로시공하는경우에는높은쪽측구를도로횡단경사에맞추어역경사로시공한다. 종단경사는경사지의경우도로의종단경사와동일하게적용하며, 평지의경우에는두빗물받이사이의중앙점에서양쪽으로 0.25 % 이상경사를두어배수가원활히되도록한다. ( 나 ) 지하수위 / 기반암과의거리 1 지하수위는비점오염저감시설의운영에영향을준다. 지하수위가높을경우침투가어렵기때문에지하수위와는일정간격을이격하여야한다. 2 지하수오염을방지하기위하여침투시설의바닥은현장토질시험에의해결정된계절적인높은지하수위 (high water table) 혹은기반암 (bedrock) 으로부터수직으로최소 1.2 m 이상이격시켜야한다. ( 다 ) 겨울철동결여부 1 침투측구의시공은하부층이동결되었거나기온이 4 이하인경우와 30 이상인 경우에는시공해서는안된다. ( 라 ) 지역사회수인가능성 1 지역사회의의견을적극적으로수렴 반영하고불쾌감, 선호도등을고려해야한다. 2 지역사회적용성은다음의 3가지요소를측정하여평가한다. 시장조사및선호도조사 지역주민의민원발생여부 경관적쾌적성여부 ( 마 ) 시설과의이격거리 1 지반침하및지하수오염의우려가있는지역에서침투시설을설치할경우에는주위시설과적절한이격거리를두는것이좋다. 빌딩기초로부터 7.5 m 이상 우물로부터 30 m 이상 지표수로부터 30 m 이상 지표수상수원으로부터 120 m 이상 2 침투시설의간격을너무가깝게하면침투류의상호간섭에의해침투량이저하되므로침투시설은서로 1.5 m 이상거리를두고설치한다. - 89 -
( 바 ) 독성물질유입여부 1 유독물질등을처리하는공장, 유해한오염물질과다배출지역에서는비점오염물질특성에맞는저감시설설치가바람직하며, 토양요염의가능성이있는경우오염물질이지하로침투되지못하게시설바닥에차수층 ( 遮水層 ) 을설치하여야한다. (2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 각시설마다최적의배수면적이있고또한처리할수있는최소혹은최대의배수면적이존재한다. 부지배수면적이각시설에대한최대허용배수면적보다조금더크더라도기법에따라약간의여유는인정된다. ( 나 ) 토양의침투율 1 침투시설하층에위치한토양의침투율은 13 mm/hr 이상이어야한다. ( 다 ) 시설규모산정방법 1 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결 정하여야한다. 2 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5 mm 이상의강우량을처리할수 있도록하여야한다. 3 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다 만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경 우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. 4 유출량및측구의경사에따라필요한통수단면을설정하여침투측구의규격을결정 한다. 5 침투시설의규모결정 : 침투시설의단위설계침투량, 배치계획등의검토를통하여 침투시설의설치수량을결정한다. 6 목표치의설정 : 해당지구에설정되어있는우수유출저감시설기본계획또는이를포함 하는풍수해저감계획및유역종합치수계획에근거하여대상지역의홍수유출저감의 목표치를설정한다. 목표치가정해져있지않는경우는해당지구의특성을감안해서 적절한목표치를설정한다. 7 설계침투량및설계침투강도의산정 : 단위설계침투량, 시설의설치수량, 집수면적 으로부터설계침투량및설계침투강도를산정한다. 설계침투량 (m 3 /hr) = 단위설계침투량 시설설치수량 설계침투량 m hr 설계침투강도 mm hr 집수면적 ha 8 효과량검토 : 설정한목표치를만족하는침투시설의규모를가지고필요한시설규모를 결정한다. 대규모의지역에서침투시설만으로목표치가만족되지않을경우는, 저류시 - 90 -
설과의겸용계획을검토할필요가있지만, 이경우는홍수추적계산을실시한다. 한편, 소규모의지역에서목표치가만족되지않을경우는, 대상지역에설치가능한침투시설 의최대수량을가지고필요한시설규모로한다. ( 라 ) 전처리시설 1 고농도의토사등을함유한유출수는침투시설의막힘현상을일으킬수있으므로이러한경우모래여과, 토사스크린, 습지, 잔디여과대와같은설비를통해전처리한다. 2 침투시설의막힘현상을방지하기위해계획된강우유출수의 25 % 용량을저류할수있는침강지, 웅덩이등을전처리시설로설치하는것이바람직하다. 3 전처리시설에서침투시설로유입될때식생대를조성하고이를통과하여유입되도록하는것이좋다. 조성된식생대는토사유입을저감시키고유입유속을완화시키는기능을하게된다. 전처리시설로부터의침투시설로의유입속도는 1.5 m/s 이하로하여침식이발생하지않도록하여야한다. 식생대등이유속을감소시키고, 토사의유입을저감시킴으로서침투시설의막힘현상을저감시킬수있다. ( 마 ) 우회시설설치여부 1 모든침투시설은강우후최대한 3 일이내에수질처리용량을배제하도록설계하며용 량을초과한유량에대비하여우회시설을확보하는것이바람직하다. ( 바 ) 세부설계지침 1 침투측구는설치장소에따라운전자나보행자에불안감과교통사고의위험요소가될수있으므로시가지나교통량이많은도로에서는덮개를반드시설치한다. 특히측구에덮개를덮어보도로사용할때는측구와보도를겸하므로덮개의파손에유의해야한다. 2 I.C나분리차선, 시가지구간, 녹지대및부체도로에지형여건을감안하여설치한다. 3 유출량및측구의경사에따라필요한통수단면을설정하여침투측구의규격을결정한다. 4 침투측구의형상은보통일반측구 (U자측구등 ) 와비슷하며재질은콘크리트를표준으로한다. 5 내부폭은통수능력과청소등의유지관리를고려하여폭 140 450 mm를표준으로한다. 6 투수구조는측면이나저면부를유공또는다공성으로한다. 7 저면부는막힘등이일어나기쉽기때문에측면부를투수구조로하는것이중요하다. 8 유공의경우유공경은충전쇄석의입도를고려하여 20 mm 이하로하고, 개공률은장기적인측면을고려하여 0.5 % 이상을표준으로한다. 다공성인경우투수계수는 3 10-1 cm/sec 이상으로하고공극률은일반적으로 15 30 % 정도로한다. 9 모래는굴착바닥침투면이시공시에다짐이됨으로써침투능력이저하되는현상을방지하기위해사용되어지므로모래선정시종류, 모래두께, 지반특성에유의하여 - 91 -
설치하도록한다. 침투통, 침투트렌치, 침투측구등에사용되는모래는침투통의내용과같으므로생략하기로한다. 10 충전쇄석은시설본체와침투면 ( 굴착면 ) 사이에충전하고침투면의보호와저류량및설계수두의확보를도모하기위하여사용되므로재료선정시입도, 종류, 형상, 충전높이등을고려하여야한다. 11 충전쇄석의일반적인사항은침투통의내용과같다. 다만충전쇄석의폭및충전높이, 기타내용은다음과같이고려하여야한다. 충전쇄석의폭은측구바깥폭보다 200 mm 이상크게하고저면부의두께는 100 mm 이상을표준으로한다. 충전높이는설계수두와상부의토지이용을고려하여결정한다. 12 투수시트는토사가쇄석안으로유입되는것을막음과동시에지면의함몰을막기위해사용되며, 시트내인장강도, 투수계수, 두께, 재질등을고려하여햐한다. 투수시트의일반적인사항은침투통의내용과같다. ( 사 ) 모니터링을위한관측정설치 ( 아 ) 가동이전토사대책 ( 자 ) 수질확보방안 ( 차 ) 경관확보방안 - 92 -
( 카 ) 설계체크리스트 물리적 환경적실현가능여부 시설바닥으로부터최소 1m 정도하부토양의특성확인 - 시설하층토양의침투속도 (13mm/hr 이상 ) - 시설하층토성의적정성 ( 모래, 미사, 점토함유량 ) 대상부지의적정한경사도 횡단경사의시설설치 - 도로쪽에서보 차도경계블록쪽으로 2~4% 편경사를둠 점검사항확인비고 - 도로횡단경사를편경사로시공하는경우, 높은쪽측구를도로횡단경사에맞추어역경사로시공 종단경사의시설설치 - 경사지의경우, 도로의종단경사와동일하게적용 - 평지의경우, 두빗물받이사이의중앙점에서양쪽으로 0.25% 이상경사를두어 q 수가원활히되도록함 겨울철동사현상발생가능여부 대상강우유출수내입자상오염물질 ( 토사 ) 함유량 시설하부에진흙층, 암반층, 기타불투수층, 석회암지대존재여부 시설바닥으로부터지하수위 / 기반암까지적정수직거리확보여부 지표수, 상수원, 우물, 건물기초와의이격거리 침투측구유입전처리 전처리시설 ( 침강지, 웅덩이등 ) 용량 ( 계획된강우유출수의 25% 용량을저류 ) 침투시설유입부식생대조성 ( 유입속도 1.5m/s 이하 ) 침투측구구조 시가지나교통량이많은도로에서덮개의설치여부 유출량및측구의경사에따라필요한통수단면을설정하여침투측구의규격결정 내부폭은 140~450mm 를표준 모래선정시종류, 모대두께, 지반특성고려 충전쇄석재료선정시입도, 종류, 쇄석형상, 충전높이등고려 - 충전높이는설계수두와상부의토지이용을고려하여결정 투수시트는인장강도, 투수계수, 두께, 재질등고려 유입 유출시안전여부 강우후최대 48 시간이내수질처리용량배제가능설계여부 초과유량에대비한우회시설설치여부 유지관리및안전을위한기타시설 유지관리및복구작업을위한도로설치여부 유지관리도로의안정성, 경사도, 도로폭확보여부 비상상황에대비한암거설치등의비상배수시설설치여부 기타안전시설확보여부 - 토양오염가능성이있는경우시설바닥에차수층설치 - 93 -
(3) 세부시공지침 ( 가 ) 세부시공지침 1 침투측구는횡단경사및종단경사로구분하여시설을설치한다. 2 횡단경사의경우설계도에별도의명시가없는한, 도로쪽에서보 차도경계블록쪽으로 2 4 % 의편경사를두어야하며, 도로횡단경사를편경사로시공하는경우에는높은쪽측구를도로횡단경사에맞추어역경사로시공한다. 3 종단경사는경사지의경우도로의종단경사와동일하게적용하며, 평지의경우에는두빗물받이사이의중앙점에서양쪽으로 0.25 % 이상경사를두어배수가원활히되도록한다. 4 침투측구는시공환경조건에따라침투능력의저하, 유지관리등에대한문제점이발생될우려가있으므로이에대한고려가필요하다. 5 침투측구의시공은하부층이동결되었거나기온이 4 이하인경우와 30 이상인경우에는시공해서는안된다. 6 침투측구의시공방법또한침투통의시공방법과유사하므로침투통의시공편을참고하기로하며, 시설설치공설치에는다음해설을따르도록한다. 7 침투측구의경우침투통과시공순서가거의유사하나, 시설공설치단계에서침투측구의접속부는모르타르를처리하며, 측구내에토사등이유입되지않도록가설덮개를덮어야한다. ( 나 ) 시공체크리스트 일반사항 횡단경사의시설설치 - 도로쪽에서보 차도경계블록쪽으로 2~4% 편경사를둠 점검사항확인비고 - 도로횡단경사를편경사로시공하는경우, 높은쪽측구를도로횡단경사에맞추어역경사로시공 종단경사의시설설치 - 경사지의경우, 도로의종단경사와동일하게적용 - 평지의경우, 두빗물받이사이의중앙점에서양쪽으로 0.25% 이상경사를두어 q 수가원활히되도록함 시공환경의고려 하부층이동결되었거나, 기온이 4 이하또는 30 이상인경우 침투통의시공편참고 시설공 접속부는모르타르처리 측구내토사유입방지를위한가설덮개설치여부 - 94 -
마. 침투저류지 1) 시설개요 굴착이나둑을쌓아형성한저수지로강우유출수를얕은수심의저류지에차집하여임시저장및침투를통해오염물질을제거하도록설계된시설 출처 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표17) 1 침전물로인하여토양의공극이막히지아니하는구조로설계한다. 2 침투시설하층토양의침투율은시간당 13 밀리미터이상이어야하며, 동절기에동결로기능이저하되지아니하는지역에설치한다. - 95 -
3 지하수오염을방지하기위하여최고지하수위또는기반암으로부터수직으로최소 1.2 미터이상의거리를두도록한다. 4 침투도랑, 침투저류조는초과유량의우회시설을설치한다. 5 침투저류조등은비상시배수를위하여암거등비상배수시설을설치한다. (2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표18) 1 토양의공극이막히지아니하도록시설내의침전물을주기적으로제거하여야한다. 2 침투시설은침투단면의투수계수또는투수용량등을주기적으로조사하고막힘현상이발생하지아니하도록조치하여야한다. 3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려 ) 구분항목공통자료자료자료자료자료 1 2 3 4 5 유토지이용특성 역토양특성 특유역경사도 설성지하수위 / 기반암과의거리 치겨울철동결여부고려 조지역사회수인가능성 건토사유입여부 시설과의이격거리 매설물의유무 독성물질유입여부 기준유역면적 침투속도 시설규모산정방법 설치 유지관리 설계 시공 전처리시설 우회시설설치여부 시설안정성확보방안 세부설계지침 / 요구사항 시설구성요소 설치비용관측정설치가동이전토사대책수질확보방안경관확보방안설계체크리스트 시공시기세부시공지침시공체크리스트유지관리비용 유지관리시기 / 주기 유지관리내용 / 체크리스트 시스템입력항목 - 96 -
공통 : 수질및수생태보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료1 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 자료2 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원외 ) 자료3 : 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 (2010, 소방방재청 ) 자료4 : 긴급호우대책 에기초한 공공시설의일시저류시설등의설치에관한기술지침 (2012, 도쿄도도시정비국 ) 자료5 : 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) 4) 세부설치지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능지역 1 비교적넓은부지면적이소요되므로기존도시지역에적용하기에는한계가있으며신규개발지역에적용할경우토지이용계획수립시설치부지를사전에확보하는것이유리하며조경부지를활용하는방안도가능하다. 2 적합지역 : 대지및단구, 선상지, 자연제방 ( 구성퇴적물에따름 ), 구릉지 ( 구성지질에따라급경사면은적절치않음 ), 사구지등 3 부적합지역 : 충적지, 조성지 ( 성토지의경우성토재료에따라다름 ), 법령지정지, 우수의침투로인해경사지등지반의안전성을잃을우려가있는지역, 우수침투로주변장소에서의거주및자연환경을해칠우려가있는지역등 4 침투시설의설치검토시다음지역은대상에서제외한다. 토석류가발생할우려가있는장소로지정된지역 절벽붕괴의우려가있는장소로지정된지역 산사태위험이있는장소로지정된지역 토사재해의우려가있는지역 토사재해경계구역중건축물에파괴가발생하여주민에게현저한위해가생길우려가있는지역 5 오염된빗물을처리하는과정에서토양및지하수오염을유발할가능성이있으므로저감시설설치예정지의토양특성을평가하여야한다. 미국은토양특성평가는부지에대한 NRCS의토양군 (soil gropu) 조사를기초한다. 부지로선정된지역의토양에대한침투속도와투수성및기타관련인자를확인하기위해정밀한현장지질시험을수행한다. 6 시설부지의침투속도또는투수성을파악하기위해시설바닥으로부터최소 1 m 정도하부토양의특성을확인하여야한다. 침투시설에적합한토성은양토 (loam), 사질양토 (sandy loam), 양질양토 (loamy sand) 이고침투속도는 13 210 mm/hr 정도이며, 이범위이하또는이상의토양은침투목적에부적합하다. 7 침투시설의막힘이나운영실패를방지하기위하여침투시설이설치되는토양은점토 - 97 -
함유율 20 % 이하, 미사 / 점토함유율 40 % 이하여야한다. 점토가 30 % 이상포함된토양은구조적으로불안정하고동상현상 (frost heaving) 이발생하며모래성토양은과도한배수성때문에부적합하다. 과거매립지역이었던곳이나성토지역에는침투도랑을설치하는것은바람직하지않다. 8 아래와같이투수성을크게기대할수없는토질에대해서는설치가능지역에서제외한다. 투수계수가 10-7 cm/s 보다작은경우 공극률이 10 % 이하로흙이단단한경우 입도분포에있어점토가차지하는비율이 40 % 이상의경우 9 빗물을유입시켜처리하기위하여비점오염저감시설의주변부지는적정한경사도를주어강우유출수가자연적으로수집되도록설계하여야한다. 경사가급한지역의토양이포화될경우경사면붕괴, 구조물붕괴등의위험이있으므로이를고려하여야한다. 10 입자상오염물질 ( 토사 ) 을적게함유한불투수층지역강우유출수처리에적합하고토사부하량이비교적낮은지역에한정하여적용해야한다. ( 나 ) 지하수위 / 기반암과의거리 1 지하수위는비점오염저감시설의운영에영향을준다. 지하수위가높을경우침투가어렵기때문에지하수위와는일정간격을이격하여야한다. 2 지하수오염을방지하기위하여침투시설의바닥은현장토질시험에의해결정된계절적인높은지하수위 (high water table) 혹은기반암 (bedrock) 으로부터수직으로최소 1.2 m 이상이격시켜야한다. ( 다 ) 겨울철동결여부 1 추운기후에서는겨울철융설 (snowmelt) 및결빙과같은문제를고려하여야한다. ( 라 ) 지역사회수인가능성 1 지역사회의의견을적극적으로수렴 반영하고불쾌감, 선호도등을고려해야한다. 2 지역사회적용성은다음의 3가지요소를측정하여평가한다. 시장조사및선호도조사 지역주민의민원발생여부 경관적쾌적성여부 ( 마 ) 시설과의이격거리 1 지반침하및지하수오염의우려가있는지역에서침투시설을설치할경우에는주위시설과적절한이격거리를두는것이좋다. 빌딩기초로부터 7.5 m 이상 우물로부터 30 m 이상 - 98 -
지표수로부터 30 m 이상 지표수상수원으로부터 120 m 이상 2 침투시설의간격을너무가깝게하면침투류의상호간섭에의해침투량이저하된다. 따라서침투시설은서로 1.5 m 이상거리를두고설치하는것이바람직하다. ( 바 ) 독성물질유입여부 1 유독물질등을처리하는공장, 유해한오염물질과다배출지역에서는비점오염물질특성에맞는저감시설설치가바람직하며, 토양오염의가능성이있는경우오염물질이지하로침투되지못하게시설바닥에차수층 ( 遮水層 ) 을설치하여야한다. 2 공장부지나매립지등에서토양이오염되어침투시설에따라오염물질이확산되거나지하수의오염이예상되는지역은설치대상지역에서제외한다. (2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 침투저류지의처리대상면적은최대 10 ha( 적정면적 4 ha) 로한다. ( 나 ) 토양의침투율 1 침투시설하층에위치한토양의침투속도는 13 mm/hr 이상이어야한다. ( 다 ) 시설규모산정방법 1 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결정하여야한다. 2 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5 mm 이상의강우량을처리할수있도록하여야한다. 3 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. 4 침투저류지의설계용량은수질처리용량을일시저류및적정시간내에하부토양을통해침투 배제시키기위해필요한용량이다. 5 하부토양의침투속도와저류지의수심을고려하여수질처리용량을적정시간내에하부토양으로침투 배제시킬수있는침투저류지의표면적을산정한다. 6 수질처리용량 (W Qv) 산정 WQ v = 10-3 P A R v 여기서, WQ v = 수질처리용량 (m 3 ), A= 유역면적 (m 2 ), P= 설계강우량 (mm), R v = 체적유출계수 (=0.05+0.009 I, I= 불투수율 (%)) 7 침투저류지의표면적 (A b ) 계산 - 99 -
A b dm ax WQ v WQ v K T 여기서 A b = 침투저류지의표면적 (m 2 ), K= 하부토양의종기침투속도 (mm/hr), d max = 최대저류수심 (m), T= 배수시간 (hr, 일반적으로 48 시간 ) ( 라 ) 전처리시설 1 침투시설의막힘현상을방지하기위해계획된강우유출수의 25 % 용량을저류할수있는침강지, 웅덩이등을전처리시설로설치하는것이바람직하다. 2 전처리시설에서침투시설로유입될때식생대를조성하고이를통과하여유입되도록하는것이좋다. 조성된식생대는토사유입을저감시키고유입유속을완화시키는기능을하게된다. 전처리시설로부터의침투시설로의유입속도는 1.5 m/s 이하로하여침식이발생하지않도록하여야한다. 식생대등이유속을감소시키고, 토사의유입을저감시킴으로서침투시설의막힘현상을저감시킬수있다. ( 마 ) 우회시설및안전시설설치여부 1 모든침투시설은강우후최대한 3 일이내에수질처리용량을배제하도록설계하며용량을초과한유량에대비하여우회시설을확보하는것이바람직하다. 2 침투저류지는유출구가별도로없어저류용량을초과할것에대비하여시설의안정성을위해여수로등우회시설을설치하는것이바람직하다. 3 침투저류지는비상시배수를위하여암거등비상배수시설을설치하는것이바람직하다. 4 침투저류지는설계시비상상황에대비한비상배수방법을고려해야한다. 침투시설의침투단면이막힘현상으로인해물고임이발생하거나, 완전배수후유지관리를수행하기위해서는비상배수시설이필요하다. 이를위해지하암거를설치하는방법등을강구할수있다. ( 바 ) 세부설계지침 / 요구사항 1 저류지바닥은경사가거의없도록수심을균일하게설계하여저류지내모든지역에서균일한침투가이루어질수있도록하는것이중요하다. 유출구쪽으로기울어져있게되면이부분으로강우유출수가모여전체적인침투성능을저하하는결과를초래하며결국이부분의공극이가장먼저막히게되고따라서물고임 (ponding) 문제가발생하게된다. 2 저류된강우유출수는최대 3 일이내저류지바닥및측면을통해지하로침투되는것이바람직하며, 이로써다음강우에대비할수있고저류된물의혐기화를방지할수있다. 침투저류지바닥및측면토양의침투속도가저하되지않도록침사지설치및식생을조밀하게피복시켜강우유출수내토사를사전에제거하는것이중요하다. 3 침투저류지는넓은표면적과 30 cm 미만의수심을갖도록하며, 식생을조밀하게조성 - 100 -
하여침식과바닥의세굴을방지토록한다. 4 사면경사, 안전소단, 조경계획, 주변완충지역등에대한기준은 저류시설중저류지 의설계기준을준용한다. 5 침투저류지바닥및측면토양의침투속도가저하되지않도록침사지설치및식생을조밀하게피복시켜강우유출수내토사를사전에제거하는것이중요하다. 6 하부토양의침투율은시간당 13 mm 이상이어야하며, 지하수오염방지를위해최고지하수위또는기반암으로부터수직으로최소 1.2 m 이상거리를두어야한다. 7 침투저류지로차집된강우유출수는강우종료후일반적으로 48 시간이내 ( 최대 3 일이내 ) 저류지바닥및측면을통해지하로침투되는것이바람직하다. 8 침투저류지는유입및유출부, 초과유량에대한우회시설, 관측정등으로구성되며, 유입부에설치하는침강지용량은강우처리용량의 25 % 이상이되도록한다. ( 사 ) 모니터링을위한관측정설치 ( 아 ) 가동이전토사대책 ( 자 ) 수질확보방안 ( 차 ) 경관확보방안 ( 카 ) 설계체크리스트 점검사항 확인 비고 물리적 환경적실현가능여부대상지역의시설적용가능여부지역사회의수인가능성 -시장조사및선호도조사 -지역주민의민원발생여부 -경관적쾌적성여부처리대상면적의적정성 ( 최대 10ha, 적정면적 : 4ha) 시설하층토양의침투속도 (13mm/hr 이상 ) 시설하층토성의적정성 ( 모래, 미사, 점토함유량 ) 겨울철동상현상발생가능여부대상강우유출수내입자상오염물질 ( 토사 ) 함유량시설하부에진흙층, 암반층, 기타불투수층존재여부시설하부에석회암지대존재여부대상부지의과거매립및성토여부대상부지의경사도 (6% 이내 ) 시설바닥으로부터최고지하수위까지적정수직거리확보여부시설바닥으로부터기반암까지적정수직거리확보여부지하수보호 ( 고농도오염물질유출지역존재여부 ) 지표수, 상수원, 우물, 건물기초와의이격거리시설규모의적절성 - 101 -
유입 유출시안전여부 48 시간 ( 최대 3 일 ) 이내수질처리용량배제가능여부초과유량에대비한우회시설설치유입전처리침강지용량 ( 수질처리용량의 25% 이상 ) 침투시설유입부식생대조성침투저류지구조침투저류지바닥의평탄성및균일성침투저류지내비상시비상배수시설설치침투저류지식생조성및식생의조밀도침투저류지표면적및수심 ( 넓은표면적과 30cm 미만수심 ) 제방경사도 - 유지관리및보수부 (3:1 이하 ) - 사석으로보강된경우및기타 (2:1 이하 ) 안전소단설치 ( 제방높이 3.0m 이상, 경사 3:1 이상시 ) 주변완충지역조성여부주변완충지역내부적절한식물종포함여부 ( 음지식물, 풍해 동해취약식물 ) 기타유지관리및복구작업을위한도로설치여부유지관리도로의안정성, 경사도, 도로폭확보여부비상상황에대비한암거설치등의비상배수시설설치여부기타안전시설확보여부 (3) 세부시공지침 ( 가 ) 굴착공 1 굴착은인력또는소형굴착기계에의해실시하며, 붕괴성지반의경우필요에따라흙막이공을실시한다. 2 기계굴착에의해버킷등으로굴착연삭면을분쇄한경우, 삽, 금속솔등으로표면을벗겨떨어뜨린다. 벗기고떨어뜨린토사는배제한다. 3 삽등으로인력굴착하는경우측면을벗기듯이파고굴착면이평판하도록마무리한다. 4 굴착저면의침투능력을보호하기위해최대한다져지지않도록한다. 5 토질이굴착중에당초상정한토질과다른것으로판명되면즉시설계자등과협의하여적절한조치를취할필요가있다. ( 나 ) 모래부설 1 굴착완료후굴착바닥을보호하기위해즉시모래를깐다. 그러나지반이자갈이나모래의경우는생략해도좋다. 2 모래의균일한부설을위해인력으로작업한다. 3 모래는발로가볍게다지는정도로하고, 템파등의기계의운전전압을하지않는다. - 102 -
( 다 ) 투수시트공 ( 저면, 측면 ) 1 투수시트는토사의쇄석의유입을방지하고지면의함몰을방지하기위해충전쇄석의전체면에부설한다. 2 투수시트는굴착면보다약간큰것을사용하고시트의이음새에서토사가침입하지않도록겹쳐서사용한다. 3 투수시트작업을쉽게하기위해굴착면에꼬치등으로고정한다. ( 라 ) 충전쇄석공 1 충전쇄석은토사의혼입을방지하기위해시트등에임시로두는것이바람직하다. 2 충전쇄석투입은인력또는기계로하지만투입시투수시트가말려들지않도록주의한다. 3 충전쇄석의전압은침하및함몰방지를위해어느정도불가피하지만, 쇄석부분의투수능력과저류량에영향을주기때문에전압횟수와방법에충분히배려한다. 시공후부등침하를일으키지않는정도의전압회수로한다. 4 쇄석의충전은받이와투수관이움직이지않도록한다. 5 투수시트가말려들지않도록주의한다. 6 충전쇄석공이끝난후, 되메우기전에충전쇄석의윗면을투수시트로덮는다. ( 마 ) 되메우기공 1 되메우기흙의전압은템파등으로충분히다짐한다. 또한, 쇄석의말물림등에의한기초침하가발생할우려가있기때문에되메우기후 1~2 일주의하는것이바람직하다. 2 되메우기는상단이용을고려한재료를사용한다. ( 바 ) 잔초처리및정리 1 굴착잔토는공사완료후신속하게처리한다. 2 공사완료후잔재의정리및청소를실시하여침투시설에들어가는것을방지한다. ( 사 ) 침투능력확인 1 시설준공후양동이로물을주입하는등간단한방법으로침투능력을확인한다. - 103 -
바. 수목여과박스 ( 침투화분 ) 1) 시설개요 식물이식재된토양층과그하부를자갈로충전하여채운구조의시설로, 강우유출수를식재토양층과지하로침투시키는시설 출처 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 출처 : 아산탕정물순환그린도시조성방안연구 Ⅰ(2010, 토지주택연구원 ) 2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 17) 1 침전물로인하여토양의공극이막히지아니하는구조로설계한다. 2 침투시설하층토양의침투율은시간당 13 밀리미터이상이어야하며, 동절기에동결 - 104 -
로기능이저하되지아니하는지역에설치한다. 3 지하수오염을방지하기위하여최고지하수위또는기반암으로부터수직으로최소 1.2 미터이상의거리를두도록한다. 4 침투도랑, 침투저류조는초과유량의우회시설을설치한다. 5 침투저류조등은비상시배수를위하여암거등비상배수시설을설치한다. (2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표18) 1 토양의공극이막히지아니하도록시설내의침전물을주기적으로제거하여야한다. 2 침투시설은침투단면의투수계수또는투수용량등을주기적으로조사하고막힘현상이발생하지아니하도록조치하여야한다. 3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려 ) 설치 구분 유지관리 설치조건 설계 시공 유역특성 항목 공통 자료 1 자료 2 자료 3 토지이용특성 토양특성 유역경사도 자료 4 지하수위 / 기반암과의거리 겨울철동결여부고려 지역사회수인가능성 토사유입여부 시설과의이격거리 매설물의유무 독성물질유입여부 기준유역면적 침투속도 시설규모산정방법 전처리시설 우회시설설치여부 시설안정성확보방안 세부설계지침 / 요구사항 시설구성요소 설치비용 관측정설치 가동이전토사대책 수질확보방안 경관확보방안 설계체크리스트 시공시기 세부시공지침 시공체크리스트 유지관리비용 유지관리시기 / 주기 유지관리내용 / 체크리스트 자료 5 자료 6 시스템입력항목 - 105 -
공통 : 수질및수생태보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료1 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) ( 침투시설전반 ) 자료2 : LID기법을활용한자연형비점오염원관리방안마련 (2009, 환경부 ) ( 나무화분여과장치 ) 자료3 : LID기법을활용한자연형비점오염원관리방안마련 (2009, 환경부 ) ( 식물재배화분 ) 자료4 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원외 ) 자료5 : 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) 자료6 : 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) ( 수목여과박스 ) 4) 세부설치지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능지역 1 수목여과박스는도로변및주차장주변지역에적용가능하다. 2 설치위치는도로면및주차장면보다낮아야우수유출수유입이가능하다. 3 지붕의낙수홈통인근에설치해지붕유출수처리에적용가능하다. 4 염된빗물을처리하는과정에서토양및지하수오염을유발할가능성이있으므로저감시설설치예정지의토양특성을평가하여야한다. 미국은토양특성평가는부지에대한 NRCS의토양군 (soil gropu) 조사를기초한다. 부지로선정된지역의토양에대한침투속도와투수성및기타관련인자를확인하기위해정밀한현장지질시험을수행한다. 5 시설부지의침투속도또는투수성을파악하기위해시설바닥으로부터최소 1 m 정도하부토양의특성을확인하여야한다. 침투시설에적합한토성은양토 (loam), 사질양토 (sandy loam), 양질양토 (loamy sand) 이고침투속도는 13 210 mm/hr 정도이며, 이범위이하또는이상의토양은침투목적에부적합하다. 6 침투시설의막힘이나운영실패를방지하기위하여침투시설이설치되는토양은점토함유율 20 % 이하, 미사 / 점토함유율 40 % 이하여야한다. 점토가 30 % 이상포함된토양은구조적으로불안정하고동상현상 (frost heaving) 이발생하며모래성토양은과도한배수성때문에부적합하다. 과거매립지역이었던곳이나성토지역에는침투도랑을설치하는것은바람직하지않다. 7 빗물을유입시켜처리하기위하여비점오염저감시설의주변부지는적정한경사도를주어강우유출수가자연적으로수집되도록설계하여야한다. 경사가급한지역의토양이포화될경우경사면붕괴, 구조물붕괴등의위험이있으므로이를고려하여야한다. 8 입자상오염물질 ( 토사 ) 을적게함유한불투수층지역강우유출수처리에적합하고토사부하량이비교적낮은지역에한정하여적용해야한다. ( 나 ) 지하수위 / 기반암과의거리 - 106 -
1 지하수위는비점오염저감시설의운영에영향을준다. 지하수위가높을경우침투가어렵기때문에지하수위와는일정간격을이격하여야한다. 2 지하수오염을방지하기위하여침투시설의바닥은현장토질시험에의해결정된계절적인높은지하수위 (high water table) 혹은기반암 (bedrock) 으로부터수직으로최소 1.2 m 이상이격시켜야한다. ( 다 ) 겨울철동결여부 1 겨울철동결로인하여기능이저하되지않는지역에설치하는것이바람직하다. ( 라 ) 지역사회수인가능성 1 지역사회의의견을적극적으로수렴 반영하고불쾌감, 선호도등을고려해야한다. 2 지역사회적용성은다음의 3가지요소를측정하여평가한다. 시장조사및선호도조사 지역주민의민원발생여부 경관적쾌적성여부 3 평가결과가좋지않을경우조경계획을개선하여지역사회의적용성을높일수있다. ( 마 ) 시설과의이격거리 1 지반침하및지하수오염의우려가있는지역에서침투시설을설치할경우에는주위시설과적절한이격거리를두는것이좋다. 빌딩기초로부터 7.5 m 이상 우물로부터 30 m 이상 지표수로부터 30 m 이상 지표수상수원으로부터 120 m 이상 2 침투시설의간격을너무가깝게하면침투류의상호간섭에의해침투량이저하된다. 따라서, 침투시설은서로 1.5 m 이상거리를두고설치하는것이바람직하다. ( 바 ) 독성물질유입여부 1 유독물질등을처리하는공장, 유해한오염물질과다배출지역에서는비점오염물질특성에맞는저감시설설치가바람직하며, 토양오염의가능성이있는경우오염물질이지하로침투되지못하게시설바닥에차수층 ( 遮水層 ) 을설치하여야한다. (2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 각시설마다최적의배수면적이있고또한처리할수있는최소혹은최대의배수면적이존재한다. 부지배수면적이각시설에대한최대허용배수면적보다조금더크더라도기법에따라약간의여유는인정된다. - 107 -
( 나 ) 토양의침투율 1 하층에위치한토양의침투율은 13 mm/hr 이상이어야한다. ( 다 ) 시설규모산정방법 1 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결 정하여야한다. 2 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5 mm 이상의강우량을처리할수 있도록하여야한다. 3 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다 만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경 우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. 4 수목여과박스의설계용량은수질처리용량을일시저류및적정시간내에하부토양 으로침투 배제시키기위해필요한용량이다. 5 식재토양및자갈층의공극, 수목여과박스의폭과깊이, 하부토양의침투속도를고려 하여침투화분의면적을산정하고, 해당조건에서배수시간이적절한지를확인한다. ᄀ수질처리용량 (WQ v ) 산정 WQ v = 10-3 P A R v 여기서 WQ v = 수질처리용량 (m 3 ), A = 유역면적 (m 2 ), P = 설계강우량 (mm), ᄂ침투화분의표면적 (A f ) 산정 R v = 체적유출계수 (=0.05+0.009 I, I= 불투수율 (%)) WQ v A f ps p g d g Kt 여기서 A f = 침투화분의표면적 (m 2 ), WQ v = 수질처리용량 (m 3 ), p s = 식재토양층의공극율, d s = 식재토양층의두께 (m, 최소 0.45 m), p g = 충진물의공극율 ( 자갈의경우 0.32 적용 ), d g = 충진물의두께 (m, 최소 0.30 m), K = 하부토양의종기침투속도 (mm/hr), t = 충진시간 (hr, 일반적으로 2시간으로가정 ) ᄃ배수시간 (T) 의확인 d g d s h T 시간 K 여기서 T = 배수시간 (hr), K = 하부토양의종기침투속도 (mm/hr), d s = 식재토양층의두께 (m), d g = 충진물의두께 (m), - 108 -
h = 평균담수심 (=½h max, m) 6 수목여과박스의사양은제조업체가제안하는제품의권장사항을기반으로할수도있으며, 버지니아대학의연구사례에서 0.1 ha 유역의강우유출수를처리하기위한수목여과박스는약 1.82 m 1.82 m의규모가적절한것으로검토되었다. ( 라 ) 전처리시설 1 협잡물등이수목여과박스로유입되는것을방지하기위해유입부에스크린등을설 치한다. ( 마 ) 우회시설설치여부 1 모든침투시설은강우후최대한 3 일이내에수질처리용량을배제하도록설계하며용 량을초과한유량에대비하여우회시설을확보하는것이바람직하다. ( 바 ) 세부설계지침 / 요구사항 1 연간유출량의 90 % 를처리하기위한수목여과박스의표면적은대략배수지역면적의 0.33 % 수준이다. 2 연간처리목표를위해지하구의길이를따라규칙적인간격을두어야하고표준연석입구는우회로흐름을차단하기위하여나무화분여과장치의하류에위치해야한다. 3 수목여과박스는오프라인장치이며웅덩이위치에설치되면안되고유출수는입구를가로질러흘러야한다. 또한, 간헐적인흐름을목적으로하며, 큰강우집중저류장치로사용되어서는안된다. 4 식물의생장및지속성을보장하기위하여적절하게토양이혼합되는것이필요하다. 용이한유지보수를위해토착식물및식생이사용되는것은바람직하다. 5 수목여과박스는알맞은배수체계확보를위해암거를설치할수있다. 암거가설치된다면관측 / 청소를위한별도의시설이설치될수도있다. 6 침투화분의형상은원형, 각형등현장에따라적정하게설계할수있으나, 단락류 (short circuiting) 를방지하고충분한처리시간을확보하기위하여침투화분의폭은최소 75 cm 이상으로설치한다. 7 담수심 ( 식재토양상부경계부터월류관유입부까지 ) 은최대 15 cm, 식재토양상부경계부터화분최상단까지는최소 30 cm, 식재토양의두께는최소 45 cm, 식재토양하부의자갈층은최소 30 cm 기준으로조성한다. 8 침투화분의바닥경사는가능한수평으로설치하고, 모든방향에서 0.5 % 이상의경사를가지지않도록한다. 9 일반적으로 48 시간 ( 최대 3 일 ) 이내배수되도록설계한다. 10 배수유역의면적을고려하여수목여과박스의규모를결정하며, 토사량등오염부하가큰유역에는설치하지않는다. 11 유입수의에너지분산을위하여표면에는약 5 cm의두께의멀치층과자갈패드가필 - 109 -
요하다. 12 가뭄, 침수, 염분에내성이있는토착의수목을선정하며, 수목의뿌리가지나치게빨리성장하는수목은피한다. 13 후처리장치로맨홀과조합하여설치할수있다. ( 사 ) 모니터링을위한관측정설치 ( 아 ) 가동이전토사대책 ( 자 ) 수질확보방안 ( 차 ) 경관확보방안 - 110 -
( 카 ) 설계체크리스트 점검사항 확인 비고 물리적 환경적실현가능여부대상지역의시설적용가능여부지역사회의수인가능성 -시장조사및선호도조사 -지역주민의민원발생여부 -경관적쾌적성여부시설하층토양의침투속도 (13mm/hr 이상 ) 시설하층토성의적정성 ( 모래, 미사, 점토함유량 ) 겨울철동상현상발생가능여부대상강우유출수내입자상오염물질 ( 토사 ) 함유량시설하부에진흙층, 암반층, 기타불투수층존재여부시설하부에석회암지대존재여부대상부지의과거매립및성토여부대상부지의경사도 (6% 이내 ) 시설바닥으로부터최고지하수위까지적정수직거리확보여부시설바닥으로부터기반암까지적정수직거리확보여부지하수보호 ( 고농도오염물질유출지역존재여부 ) 지표수, 상수원, 우물, 건물기초와의이격거리시설규모의적절성유입 유출시안전여부 48 시간 ( 최대 3일 ) 이내수질처리용량배제가능여부초과유량에대비한우회시설설치유입전처리침강지용량 ( 수질처리용량의 25% 이상 ) 침투시설유입부식생대조성유입수에너지분산의위한시설설치여부 ( 멀치층, 자갈패드등 ) 협잡물등의유입방지를위한시설설치여부 ( 스크린등 ) 기타수목선정의적절성유지관리및복구작업을위한도로설치여부유지관리도로의안정성, 경사도, 도로폭확보여부비상상황에대비한암거설치등의비상배수시설설치여부기타안전시설확보여부 (3) 세부시공지침 ( 가 ) 세부시공지침 1 수목여과박스는내구력있는자재로시공하여야한다. 2 지붕낙수처리를위해건물과인접한곳에설치할경우는건물에서사용한것과유사한자재로시공하며, 단독으로설치될경우는보도또는금속재와어울리는콘크리트로시공한다. - 111 -
사. 투수성포장 1) 시설개요 강우유출수내오염물질을직접포장체를통해하부지층으로침투시켜제거하는시설 출처 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표17) 1 침전물로인하여토양의공극이막히지아니하는구조로설계한다. 2 침투시설하층토양의침투율은시간당 13 밀리미터이상이어야하며, 동절기에동결로기능이저하되지아니하는지역에설치한다. 3 지하수오염을방지하기위하여최고지하수위또는기반암으로부터수직으로최소 1.2 미터이상의거리를두도록한다. 4 침투도랑, 침투저류조는초과유량의우회시설을설치한다. 5 침투저류조등은비상시배수를위하여암거등비상배수시설을설치한다. - 112 -
(2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표18) 1 토양의공극이막히지아니하도록시설내의침전물을주기적으로제거하여야한다. 2 침투시설은침투단면의투수계수또는투수용량등을주기적으로조사하고막힘현상이발생하지아니하도록조치하여야한다. 3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려 ) 구분항목공통자료 1 설치 설치조건 설계 시공 유지관리 유역특성 자료 2 자료 3 자료 4 자료 5 자료 6 토지이용특성 토양특성 유역경사도 지하수위 / 기반암과의거리 겨울철동결여부고려 지역사회수인가능성 토사유입여부 시설과의이격거리 매설물의유무 독성물질유입여부 기준유역면적 자료 7 침투속도 시설규모산정방법 전처리시설 우회시설설치여부 시설안정성확보방안 세부설계지침 시설구성요소 설치비용 관측정설치 가동이전토사대책 수질확보방안 경관확보방안 설계체크리스트 시공시기 세부시공지침 시공체크리스트 유지관리비용 유지관리시기 / 주기 유지관리내용 / 체크리스트 시스템입력항목 - 113 -
공통 : 수질및수생태보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료1 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 자료2 : 분산형빗물관리시스템의설계및유지관리가이드라인개발 (2008, 구자용외 ) 자료3 : LID 기법을활용한자연형비점오염원관리방안마련 (2009, 환경부 ) 자료4 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원외 ) 자료5 : 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 (2010, 소방방재청 ) 자료6 : 긴급호우대책 에기초한 공공시설의일시저류시설등의설치에관한기술지침 (2012, 도쿄도도시정비국 ) 자료7 : 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) 4) 세부설치지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능지역 1 투수성포장은주로보도에설치하며그밖에교통량이적은도로또는주차장등에설치하며, 내구성을고려하여차량총중량 5 톤이하의도로에적용한다. 2 투수성블록은보 차도가구분된도로의보도와보 차도가구분이되지않은도로, 지하주차장등에설치한다. 3 침투시설은빗물의침투에의해지각변동등을일으킬우려가있거나주변환경에영향을줄우려가있는다음과같은장소를선정하지않는다. 빗물의침투에의해지반에안정성에문제가발생할우려가있거나자연환경에영향을줄수있는지역 ( 산사태위험지역, 급경사지 ) 지하건물의밀집등으로빗물침투시주변지역의건물에누수등문제가발생할우려가있는지역 지하수의함양이높아빗물침투가불필요한지역 공장, 매립지역등의수질오염이있어빗물침투시토양또는지하수오염이우려되는지역 4 투수성포장의주요설치장소는보도, 주차장및도로이다. 일반포장에비해내구성이떨어지기때문에원칙적으로간선도로에설치하지않는다. 5 오염된빗물을처리하는과정에서토양및지하수오염을유발할가능성이있으므로저감시설설치예정지의토양특성을평가하여야한다. 미국은토양특성평가는부지에대한 NRCS의토양군 (soil gropu) 조사를기초한다. 부지로선정된지역의토양에대한침투속도와투수성및기타관련인자를확인하기위해정밀한현장지질시험을수행한다. 6 시설부지의침투속도또는투수성을파악하기위해시설바닥으로부터최소 1 m 정도하부토양의특성을확인하여야한다. 침투시설에적합한토성은양토 (loam), 사질양토 (sandy loam), 양질양토 (loamy sand) 이고침투속도는 13 210 mm/hr 정도이며, 이범 - 114 -
위이하또는이상의토양은침투목적에부적합하다. 7 침투시설의막힘이나운영실패를방지하기위하여침투시설이설치되는토양은점토함유율 20 % 이하, 미사 / 점토함유율 40 % 이하여야한다. 점토가 30 % 이상포함된토양은구조적으로불안정하고동상현상 (frost heaving) 이발생하며모래성토양은과도한배수성때문에부적합하다. 과거매립지역이었던곳이나성토지역에는침투도랑을설치하는것은바람직하지않다. 8 아래와같이투수성을크게기대할수없는토질에대해서는설치가능지역에서제외한다. 투수계수가 10-7 cm/s 보다작은경우 공극률이 10 % 이하로흙이단단한경우 입도분포에있어점토가차지하는비율이 40 % 이상의경우 9 입자상오염물질 ( 토사 ) 을적게함유한불투수층지역강우유출수처리에적합하고토사부하량이비교적낮은지역에한정하여적용해야한다. ( 나 ) 지하수위 / 기반암과의거리 1 지하수위는비점오염저감시설의운영에영향을준다. 지하수위가높을경우침투가어렵기때문에지하수위와는일정간격을이격하여야한다. 2 지하수오염을방지하기위하여침투시설의바닥은현장토질시험에의해결정된계절적인높은지하수위 (high water table) 혹은기반암 (bedrock) 으로부터수직으로최소 1.2 m 이상이격시켜야한다. 3 비점오염저감시설로서유공포장의기능은침투도랑과유사하므로, 하부토층의적정침투율및지하수보호를위한지하수위와의이격거리등설치시고려사항은침투도랑설치기준을참고한다. 4 지하수오염방지를위해최고지하수위또는기반암으로부터수직으로최소 1.2 m 이상거리를두어야한다. ( 다 ) 겨울철동결여부 1 겨울철동결로인해기능이저하되지않는지역에설치하는것이바람직하다. ( 라 ) 지역사회수인가능성 1 지역사회의의견을적극적으로수렴 반영하고불쾌감, 선호도등을고려해야한다. 2 지역사회적용성은다음의 3가지요소를측정하여평가한다. 시장조사및선호도조사 지역주민의민원발생여부 경관적쾌적성여부 3 평가결과가좋지않을경우조경계획을개선하여지역사회의적용성을높일수있다. ( 마 ) 시설과의이격거리 - 115 -
1 지반침하및지하수오염의우려가있는지역에서침투시설을설치할경우에는주위시설과적절한이격거리를두는것이좋다. 빌딩기초로부터 7.5 m 이상 우물로부터 30 m 이상 지표수로부터 30 m 이상 지표수상수원으로부터 120 m 이상 2 침투시설의간격을너무가깝게하면침투류의상호간섭에의해침투량이저하되므로침투시설은서로 1.5 m 이상거리를두고설치한다. ( 바 ) 독성물질유입여부 1 유독물질등을처리하는공장, 유해한오염물질과다배출지역에서는비점오염물질특성에맞는저감시설설치가바람직하며, 토양요염의가능성이있는경우오염물질이지하로침투되지못하게시설바닥에차수층 ( 遮水層 ) 을설치하여야한다. 2 공장부지나매립지등에서토양이오염되어침투시설에따라오염물질이확산되거나지하수의오염이예상되는지역은설치대상지역에서제외한다. (2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 각시설마다최적의배수면적이있고또한처리할수있는최소혹은최대의배수면적이존재한다. 부지배수면적이각시설에대한최대허용배수면적보다조금더크더라도기법에따라약간의여유는인정된다. ( 나 ) 토양의침투율 1 침투시설하층에위치한토양의침투율은 13 mm/hr 이상이어야한다. ( 다 ) 시설규모산정방법 1 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결정하여야한다. 2 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5 mm 이상의강우량을처리할수있도록하여야한다. 3 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. 4 투수성포장의설계용량은수질처리용량을일시저류및침투시키기위해필요한용량이다. 5 하부토양의침투속도, 투수성포장체와자갈층의공극및두께등을고려하여수질처리용량을처리할수있는투수성포장면적을산정하고, 배수시간이적절한지를확인 - 116 -
한다. ᄀ수질처리용량 (WQ v ) 산정 WQ v = 10-3 P A R v 여기서 WQ v = 수질처리용량 (m 3 ), A = 유역면적 (m 2 ), P = 설계강우량 (mm), ᄂ투수성포장의면적 (A p ) 산정 R v = 체적유출계수 (=0.05+0.009 I, I= 불투수율 (%)) WQ v A p pp d p p g d g Kt 여기서 A p = 투수성포장의면적 (m 2 ), WQ v = 수질처리용량 (m 3 ), p p = 포장층의공극율 ( 투수성콘크리트의경우 0.18), d p = 포장층의두께 ( 최소 0.07 5m 이상 ), p g = 충진물의공극율 ( 자갈의경우 0.32 적용 ), d g = 충진물의두께 (m, 최소 0.6 1.2 m), K = 하부토양의종기침투속도 (mm/hr), t = 충진시간 (hr, 일반적으로 2 시간으로가정 ) ᄃ배수시간 (T) 의확인 d g d p T dr ain 시간 K 여기서 T drain = 배수시간 (hr), K = 하부토양의종기침투속도 (mm/hr), d p = 포장층의두께 (m), d g = 충진물의두께 (m) ( 라 ) 전처리시설 1 별도의전처리시설을필요로하지않는다. ( 마 ) 우회시설설치여부 1 인공조성지, 절토사면, 성토지반의단부사면부분과그주변지역에침투시설을설치할경우에는침투시설설치에따른빗물침투를고려하여사면의안정성을사전에충분히검토를실시한후침투시설설치를판단한다. ( 바 ) 세부설계지침 [ 투수성포장공통사항 ] 1 토양침투율이낮은지역에투수성포장을시공할때는하부에천공암거를설치하며, 이때는관측정및청소정이설치되어야한다. 2 투수성포장지역으로의우수유입을제어함으로써투수성포장지역의기능과수명을 - 117 -
최대로할수있다. 3 포장면적이외의불투수면적으로부터발생하는강우유출수를유입 침투시킬목적으로투수성포장을설치하는경우자갈층의두께는최소 30 cm 이상이되도록한다. 4 빗물침투에의한지지력저하나교통하중에의한압밀로인한침투기능저하가있어서는안된다. [ 투수시멘트콘크리트포장 ] 1 투수콘크리트포장두께는모래층, 기층, 투수콘크리트층의순으로구성되며, 각각의두께는다음과같다. 모래층 : 3 cm 기층 : 7 cm( 적재량 4 톤이하의소형차량진입시 10 cm) 투수콘크리트층 : 6 cm( 적재량 4 톤이하의소형차량진입시 10 cm) 설치시에는단독주택내의정원, 주차장, 주택단지및학교의식재지, 주차장, 자전거주차장, 도로, 보 차도구별이있는도로의보도및보 차도구별이없는도로등의차량횡단이빈번하지않은곳에설치하도록한다. 2 횡단경사는표면배수처리가가능한방향으로 2 % 의횡단경사를유지하여야한다. 도로와접한보도의종단경사는도로경사와동일하게적용하며, 녹지등에설치하는경우에는최대 12 % 를초과하지않도록하여야한다. 3 줄눈설치의경우수축줄눈, 팽창줄눈, 시공줄눈등으로나뉘며, 설치시에는다음사항에유의하여설치하도록한다. 수축줄눈의간격은포장의폭이 1 m 미만인경우에는 3 m마다, 1 m 이상인경우에는 5 m 마다설치하며, 단지내보도의경우에는현관연결부에우선설치하고이를기준으로줄눈간격이일정하도록조정하여설치한다. 경계블록, L형측구, 옹벽등본선포장에인접된구조물의모든줄눈은본선포장의줄눈과일치시켜야한다. 또한, 팽창줄눈과수축줄눈이겹치는곳에서는수축줄눈은삭제한다. 줄눈의구조는슬래브두께의 1/2 깊이까지 3 mm 폭으로절단하고, 줄눈재는삽입하지않는다. 팽창줄눈의간격은 30 m를기준으로하며, 슬래브의폭원이변화하는곳, 보도와보도가만나는곳등에는반드시설치하여야한다. 줄눈은노면에수직이며, 일직선으로슬래브전폭에걸쳐서완전히절단되도록하되, 조인트필러및백업재삽입후액상의줄눈재를주입하는것으로한다. 이때줄눈재의주입깊이는 20 40 mm 정도로하고줄눈의폭은 20 mm를표준으로한다. 시공줄눈은콘크리트치기가끝나는부분에설치하며, 설치방법은위의팽창줄눈에따른다. 4 모래는 75 μm (No.200) 체통과량이 6 % 이하인모래를사용하며, 모래는깨끗하고강하고내구적이어야하고, 먼지, 흙, 유기불순물, 염화물등의유해량을함유해서는안된다. 또한, 모래층의투수계수는 1 10-4 cm/sec 이상을사용하는것이좋으며, 시험은 KS F 2322 에따른다. 모래는필터역할을하며, 빗물이흙속에침투할때연약한노상토가보조기층이나기층속으로침입하는것을방지한다. - 118 -
5 기층재료는 KS F 2525 의크러셔런 C-20 규정에적합한도로용부순돌로서골재의입 도는다음의입도범위내에있어야한다. < 기층재료의입도범위 > 체를통과하는것의무게백분율 (%) 체의공칭치수 26.5 13.2 4.75 2.36 종류 19mm mm mm mm mm 크러셔런 C-20 100 95 100 85 90 20 50 10 35 6 기층재료의품질은다음규정에적합해야한다. < 기층재료의품질범위 > 구분 시험방법 규정 마모감량 KS F 2508 40% 이하 소성지수 KS F 2303, KS F 2304 6 이하 수정 CBR KS F 2320 20% 이상 투수계수 KS F 2322 1 10-2 cm/sec 이상 7 투수콘크리트는시멘트, 굵은골재, 잔골재, 물, 혼화제, 안료, 배합설계등에관한사항 을고려하여양질의재료를사용하여야한다. 시멘트 : KS L 5201( 포틀랜드시멘트 ) 의규격에의한보통포틀랜드시멘트이어야하 며, 같은공사구간내에서는동일한제품이어야한다. 또한기상및시공조건에의해 조강또는중용열포틀랜드시멘트를사용하고자할경우는사전에감독자의승인을 받아야한다. 굵은골재를깨끗하고내구성이있고, 먼지, 흙, 유기불순물등의유해물을함유하지 않는부순돌또는부순자갈을사용하며, 다음의품질규정에적합한것이어야한다. < 굵은골재의품질규정 > 항목 시험방법 규정 비중 KS F 2503 2.5 이상 흡수율 KS F 2503 3% 이하 마모율 KS F 2508 35% 이하 안정성 KS F 2507 Na 2 SO 4 12% 이하 잔골재는깨끗하고강하며유기불순물, 염분등의유해한물질이혼입되지않는강모 래또는부순모래를사용하며다음의품질규정에적합한것이어야한다. < 잔골재의품질규정 > 항목 시험방법 규정 비중 KS F 2504 2.5 이상 흡수율 KS F 2504 3% 이하 - 119 -
염분함량 KS F 2515 0.04% 이하 안정성 KS F 2507 Na 2 SO 4 10% 이하 투수콘크리트에사용하는물은먹는물수질기준에적합한것으로콘크리트에유해 한불순물을함유하지않아야한다. 혼화제는일반콘크리트포장에서사용되는혼화제를모두사용할수있으며, 혼화제 의품질은 KS F 2560( 콘크리트용화학혼화제 ) 및 KS L 5405(Fly Ash) 규정에적합 한것이어야한다. 안료는기상변화에대한내후성이우수하며, 색상의변화가적고환경적으로무해한 것이어야한다. 배합설계 줄눈재료 < 투수콘크리트의규격및품질 > 항목 설계기준강도 ( 재령 28 일압축강도 ) 굵은골재최대치수 슬럼프공극율투수계수 규정 180kg/cm 2 19mm 0 5cm 8% 이상 1.0 10-2 cm/sec 이상 - 골재의합성입도는제품별특성에따라제조업자의시방서에서규정하는범 위를만족하여야한다. - 투수콘크리트의배합을위한시멘트의양은투수콘크리트 1 m 3 당 280 kg 이 상이어야한다. - 색소, 혼화제및첨가제의양은투수콘크리트제조업자의시방서에따라사 용량을결정한다. - 주입줄눈제 (Joint Sealing) 에는가열시공식, 상온시공식, 특수성형시공식이있 으며, 별도의명시가없을시에는상온시공식을택한다. 주입줄눈제는콘크리트 슬래브의팽창 수축에순응하고복원성, 부착성, 내구성, 방수성및내온성이우 수한제품이어야한다. - 줄눈판 (Joint Fillers) 은콘크리트슬래브의팽창수축에순응하고콘크리트타 설및다짐시부서지거나구부러지지않은충분한내구성을가진것으로 KS F 2538 규정에적합한역청코르크계신축이음채움재를사용한다. 줄눈판의 시험은 KS F 2471 에따른다. [ 투수아스팔트콘크리트포장 ] 1 투수아스콘포장은모래층, 기층, 투수아스콘층의순으로구성되며, 각각의두께는 다음과같다. 모래층 : 3 cm 기층 : 10 cm( 적재량 4 톤이하의소형차량진입시 15 cm) - 120 -
투수아스콘층 : 5 cm 2 투수아스콘포장설치시횡단경사는표면배수처리가가능한방향으로 2% 의횡단경사를유지하여야한다. 도로와접한보도의종단경사는도로경사와동일하게적용하며, 녹지등에설치하는경우에는최대 12 % 를초과하지않도록하여야한다. 3 모래는입상상태의자연모래를사용하며, 0.08 mm(no.200) 체통과량이 6 % 이하인모래를사용하며, 모래층의투수계수는 1 10-3 cm/sec 이상을사용하는것이좋으며, 시험은 KS F 2322 에따른다. 모래는필터역할을하며, 빗물이흙속에침투할때연약한노상토가보조기층이나기층속으로침입하는것을방지한다. 4 기층재료의입도및품질범위는투수시멘트콘크리트포장과동일하다. 5 투수성아스팔트혼합물 : 아스팔트, 굵은골재, 잔골재, 혼화제, 색소, 배합설계, 마샬시험기준치, 재료의온도관리, 기준밀도의설정등에관한사항을고려하여양질의재료를사용한다. 아스팔트는 KS M 2201 의규정에의한침입도 [60-70] 이나 [85-100] 의포장용석유아스팔트를사용한다. 굵은골재는깨끗하고내구성있는부순돌또는부순자갈을사용하며, 다음의품질규정에적합한것이어야한다. < 굵은골재의품질규정 > 항목시험방법규정비중 KS F 2503 2.45 이상흡수율 KS F 2503 3% 이하마모율 KS F 2508 30% 이하 잔골재는입상상태의자연모래나부순돌을생산할때에얻어지는스크리닝스 (Screenings) 를사용하며, 진흙이나먼지등의유해물을함유하지않은것이어야한다. 혼화제는아스팔트와화학적으로결합이가능하여야한다. 6 배합설계 : 골재의입도는 KS F 2502 에의한체가름시험결과, 다음의입도범위를만족해야한다. < 골재의입도범위 > 공칭치수 통과중량백분율 (%) 19mm 100 13.2 mm 95 10 0 4.75 mm 2.36 mm 300 μm 75 μm 20 36 12 25 5 13 3 6 7 아스팔트량은혼합물전체무게에대한아스팔트의비율이 3.5 5.5 % 범위내에있어야하며, 마샬시험결과에따라결정된설계아스팔트량범위의중앙값을기준으로한다. 8 혼화제및색소는제조업자의제품시방서에따라사용량을결정한다. - 121 -
9 마샬시험기준치 : 투수아스콘혼합물은 KS F 2337 및 KS F 2322 에의한시험결과 가다음기준을만족하여야하며, 이때의공시체다짐횟수는양면각각 50 회로한다. < 투수아스콘혼합물의마샬시험기준치 > 항목 안정도 (kg) 흐름치 (1/100cm) 공극율 (%) 포화도 (%) 투수계수 (cm/sec) 규정치 300 이상 20 40 9 12 40 55 1.0 10-2 이상 10 재료의온도관리 투수아스콘의혼합온도는아스팔트의세이볼트휴롤점도 (Saybolt Fourol viscosity) 가 75 105 초일때의온도범위중에서선택한다. 아스팔트의가열온도는혼합온도를표준으로하며, 180 를넘어서는안된다. 11 기준밀도의설정 기준밀도는동일배합설계에의해생산되는혼합물로부터오전, 오후각각 3 개의마샬 공시체를제작하고, 다음식으로구한마샬공시체의밀도평균치를기준밀도로한다. 밀도 g cm 건조공시체공기중중량 g 상온의물의밀도 g cm ) 공시체의표면건조중량 g 공시체의수중중량 g 기준밀도설정에따른시험은감독자입회하에시행하여야하며, 공시체의시료는 1 배치 (Batch) 의대표가되도록채취하고정해진온도에서다짐이되도록주의한다. 기준밀도는다짐도의합격, 불합격의판정기준이되므로수급인은기준밀도시험보고 서를제출하여감독자의승인을받아야한다. [ 투수성보도블럭 ] 1 포장은보조기층과모래안정층으로구성되며, 포장각층의두께는다음과같다. 블록두께 : 6 cm( 적재량 4 톤이하의소형차량이진입하는경우 8 cm) 모래층두께 : 3 cm 보조기층두께 : 10 cm( 적재량 4 톤이하의소형차량이진입하는경우 15 cm) 2 차도와접한보도포장의횡단경사는차도측으로 2 % 의편경사를유지하여야하며, 차 도와접하지않은구간은토사측구나기타배수시설이되어있는방향으로 2 % 의경사 를유지하여야한다. 차도와접한보도포장의종단경사는도로의종단경사와동일하게 시공하며, 산책로등에서최대종단경사는 12 % 까지로한다. 12 % 이상으로설치하여야 할경우에는감독자의승인을얻어적당한구간에계단등을설치하여야한다. 3 모래는 9.5 mm 체를 100 % 통과하고 4.75 mm(no.4) 체를거의다통과하며, 75 μm (No.200) 체에거의다남는입상상태의자연모래나인공처리된모래를사용하여야한 다. 줄눈채움모래는 2 mm(no.10) 체를 100 % 통과하는깨끗한모래를사용한다. 모래는조개껍질, 점토덩어리등의유해물을포함해서는안되며, 소성이있는세립분 을함유하지않아야한다. 4 보조기층재 골재는내구성있는부순돌, 자갈, 모래, 슬래그, 기타감독자의승인을받은재료의 - 122 -
혼합물로서점토덩어리, 유기물, 먼지등의유해물을함유해서는안된다. 보조기층의입도기준은다음표와같으며, 입경이큰보조기층재료는시공관리가어려우므로최대입경을 50 mm 이하로하는것이바람직하나현지골재사정상불가피한경우에는감독자의승인을얻어 1 층시공두께가 20 cm 이상인경우 100 mm까지허용할수있다. < 보조기층의입도기준 > 입도번호 75 mm 53 mm SB-1 100 - SB-2-100 37.5 mm 70 1 00 80 1 00 통과중량백분율 (%) 19 4.75 mm mm 50 30 6 90 5 55 30 7 100 0 2.0 mm 20 55 20 55 425 μm 5 2 5 5 3 0 75 μm 2 1 0 2 1 0 보조기층재료의품질은다음규정에적합한것이어야한다. < 보조기층재료의품질 > 구 분 시험방법 규 정 마모감량 KS F 2508 50% 이하 소성지수 KS F 2303, KS F 2304 6 이하 수정 CBR KS F 2320 30 이상 모래당량 KS F 2340 25% 이상 5 자재의품질시험 자재의품질은휨강도, 흡수율, 유색층의두께, 치수, 겉모양등의항목에따라다음 규정에의해실시한다. 시험종목시험방법시험빈도비고 휨강도, 흡수율, 유색층의두께 치 수 겉모양 KS F 4419 KS F 4419 KS F 4419 50,000 개마다 5개 50,000 개이상 500,000 개미만 : 10 개 500,000 개이상 : 5개씩추가 50,000 개마다 5개 50,000 개이상 500,000 개미만 : 10 개 500,000 개이상 : 5개씩추가 전수량 현장시험 현장시험 6 투수콘크리트는시멘트, 굵은골재, 잔골재, 물, 혼화제, 안료, 배합설계등에관한사항 - 123 -
을고려하여양질의재료를사용하여야하며세부사항은투수시멘트콘크리트포장과동일하다. 7 투수성보도블럭의제조는제조의계량, 성형, 양생, 겉모양검사등의순서로이루어진다. 재료의계량은모두무게로한다. 다만, 물또는액상의혼화제는부피또는기타확실한방법으로계량해도된다. 블록의성형은형틀에믹서로혼합한투수성콘크리트를투입하고진동압축기또는이와동등이상의품질을얻을수있는방법으로한다. 블록의양생은제품출하시에소요강도를얻을수있도록해야한다. ( 사 ) 모니터링을위한관측정설치 ( 아 ) 가동이전토사대책 ( 자 ) 수질확보방안 ( 차 ) 경관확보방안 - 124 -
( 카 ) 설계체크리스트 물리적 환경적실현가능여부 대상지역의시설적용가능여부 지역사회의수인가능성 - 시장조사및선호도조사 - 지역주민의민원발생여부 - 경관적쾌적성여부 시설하층토양의침투속도 (13mm/hr 이상 ) 시설하층토성의적정성 ( 모래, 미사, 점토함유량 ) 겨울철동상현상발생가능여부 대상강우유출수내입자상오염물질 ( 토사 ) 함유량 시설하부에진흙층, 암반층, 기타불투수층존재여부 시설하부에석회암지대존재여부 대상부지의과거매립및성토여부 대상부지의경사도 (6% 이내 ) 점검사항확인비고 시설바닥으로부터최고지하수위까지적정수직거리확보여부 시설바닥으로부터기반암까지적정수직거리확보여부 지하수보호 ( 고농도오염물질유출지역존재여부 ) 지표수, 상수원, 우물, 건물기초와의이격거리 시설간의거리확보여부 (1.5m 이상 ) 시설규모의적절성 유입 유출시안전여부 48 시간 ( 최대 3 일 ) 이내수질처리용량배제가능여부 초과유량에대비한우회시설설치 사면의안정성검토여부 유입전처리 침강지용량 ( 수질처리용량의 25% 이상 ) 침투시설유입부식생대조성 기타 유지관리및복구작업을위한도로설치여부 유지관리도로의안정성, 경사도, 도로폭확보여부 비상상황에대비한암거설치등의비상배수시설설치여부기타안전시설확보여부 - 125 -
(3) 세부시공지침 ( 가 ) 세부시공지침 1 노상이동결된경우에는포장을해서는안된다. 2 모래층및보조기층의시공은기온이 1.5 이상일때만시행할수있다. 3 기온이 1.5 이하로내려가면완성된각층은동해에의한피해를막을수있도록승인된방법으로보호한다. 4 투수성보도블럭은 5 이하이거나 30 이상인경우에는시공해서는안된다. 5 시공중비가오면즉시작업을중단하여야하며, 기온의저하, 강우등기상조건에의해손상을입은부분은명시된시방규정에맞도록수급인비용으로제거되고재시공되어야한다. [ 투수시멘트콘크리트포장 ] 1 노상의준비 : 노상은포장의두께를결정하는기초가되는흙의부분으로포장밑약 1 m 층을말하는것으로노상면은소정의형상이흐트러지지않도록평탄하게마무리하여야하며, 다짐은과전압이되지않도록주의하고우천시배수를충분히고려한다. 노상의재료는비점성토로서물을신속히지중으로유도하기위한충분한크기의투수계수 (10-3 cm/sec 이상 ) 를가져야한다. 노상의토질이점성토이거나충분한지지력을확보하지못한다고판단될경우에는감독자의승인을얻어치환등적절한대책을수립, 시행해야한다. 노상이연약한경우에는양질의재료로치환하거나시멘트또는석회를첨가해개량한안정처리공법을사용하는것이좋으며, 경우에따라서는노반두께를증가시켜야할때도있다. 일반적으로노상의지지력은 CBR 3 이상으로한다. 노상의토질조건및배수조건을고려하여동상의가능성이있는지역에는동상방지층을설치하는것이바람직하다. 동상의피해는배수가잘안되는지역에서노상이실트질성분을많이포함하고있을때특히커진다. 따라서동상방지층은배수가어려운지역이나노상이실트질을많이함유한경우에는적극적으로설치할필요가있다. 동상방지층재료는세립분이없는입상재료라면입도에관계없이사용할수있다. 배수는노면물고임, 포장체의강도저하, 세굴등의측면에서결코소홀히할수없는요소이다. 배수는강우로인한표면수와인근지역으로부터의유입수를도로측구를통해배수구로보내거나포장체내로침투시켜지하수또는암거등으로유출시키는것을포함한다. 투수성콘크리트포장에서의배수시설은자전거도로및보도에서는그활용성이미비하지만광장및주차장에서는구역별로배수계획을수립하여집중호우시를대비하여야한다. 특히주차장, 광장등폭이 5 m 이상되는넓은장소는유공관부설등별도의배수계획을수립하여야한다. 노상면은공사를시행하기전에먼지, 진흙, 기타의잡물을제거하고깨끗이청소한후감독자의검사를받아야한다. 2 모래층 : 노상토가노반으로침투하는것을방지하며, 미세입도의불순물이노상에침 - 126 -
투하여연약화시키는것을방지하고, 노반에미치는하중을등분포로노상에전달할목적으로모래층을설치하여야한다. 모래층은설계도에명시된두께로균일하게포설하며, 포설시노상면을긁거나훼손하여노상토가섞이는일이없도록주의하여야한다. 또한휠터층은균일하게인력, 도우져또는모터그레이드등으로포설하고정형한다. 노상이약한경우노반재 ( 기층 ) 를깔고동시에전압해도되며, 노상토와섞이지않도록포설하고, 다짐은로울러나콤팩터등을사용한다. 3 기층 : 기층재료는설계도에명시된두께로균일하게포설하며, 포설중하부층이흐트러지지않도록주의하여야한다. 재료분리는투수기능을크게저하시키므로재료분리된부분은긁어일으켜소정의입도가되도록혼합한후재포설하여야한다. 기층은표층을지지하며하중을분산하고표층시공을위한작업대역할제공및균등하고영구적인지지력을제공하여야한다. 1 층이상의다져진입상재료또는안정처리재료층으로구성되며, 노상반력계수증대와동결작용에의한손상도극소화되어야한다. 기층재료는막부순돌 ( 크러셔런 ), 입도조정쇄석, 재생콘크리트등다양하게사용할수있다. 그리고, 기층다짐기준은일반자전거도로의경우수정 CBR 20으로하며, 차량통행이예상되는경우수정 CBR 30으로한다. 노반시공시에는노상을흐트러뜨리지않도록다짐작업시시공기계의선정및시공방법의측면에서주의할필요가있다. 기층의다짐은소형롤러및콤팩터등으로 KS F 2312 에의한시험실최대건조밀도의 95 % 이상이되도록충분히다져야한다. 4 표층 : 투수콘크리트는덤프트럭으로운반하되혼합물의수분증발및이물질혼합을방지하기위해덮개를설치하여야한다. 현장에서의다짐과포설시에는포설전기층상태, 포설장비, 포설작업, 다짐방법, 다짐장비, 작업시간등을고려하여공사를시행하도록하여야한다. 포설전에기층면과경계석등자재와접하는면을습윤상태가되도록충분히살수하여야한다. 포설장비는명시된설계폭으로시공이가능한피니셔를사용하며, 코너부위또는구조물주변등피니셔작업이용이하지않은곳에서는인력으로포설할수있다. 포설작업은신속하게실시하고재료분리가생기지않도록주의하여야한다. 포설이끝나면롤러또는콤팩터등으로다짐을실시하여야한다. 다짐은시험실에서제작된시료의밀도이상으로다지되과다한다짐으로인해투수성이저하되지않도록하여야한다. 시공이음부의전압시기포설면이다짐장비로전압될경우, 경화중인콘크리트의강도가저하될수있으므로주의하여야한다. 또한, 표층의평탄성과치밀성을위해핸드로울러, 콤팩터등의사용으로 2 8 회전압한다 ( 작업시포설조와마무리조와의간격이벌어지지않도록주의하여시공하여야한다 ). 다짐장비로시공이불가능한구조물주변등은다짐철판을이용하여인력으로충분히다진다. 혼합물의운반으로부터포설, 다짐등모든작업은 90 분이내에완료하여야한다. - 127 -
5 줄눈 : 줄눈자르기는초기균열을사전에유도할수있도록콘크리트표면이손상되지않는범위내에서가능한빠른시간내에실시하여야하며, 줄눈재주입시기, 줄눈재삽입등을고려하여공사를시행하여야한다. 줄눈은절단기를사용하여일직선이되도록자르며, 컷팅모서리부가깨지지않도록주의하여야한다. 줄눈재의주입은콘크리트경화시발생되는알칼리성분이없어지는 2 주후에콘크리트가건조한상태에서실시한다. 줄눈재삽입에앞서줄눈자르기시발생된먼지또는외부로부터침입한토사등은압력공기를이용하여제거해야한다. 백업재는삽입깊이가동일하게유지될수있도록하고줄눈폭보다 25 35 % 정도두꺼운것을사용하여야한다. 줄눈재의주입높이는슬래브표면보다 2 3 mm 낮게충전하여하절기콘크리트팽창시상부로밀려나오는것을방지할수있도록하여야한다. 6 양생 : 콘크리트의생명은시공후의양생에있다고해도과언이아니므로, 양생은콘크리트공사에중대한최종작업으로엄중히시행하여야한다. 다짐완료후투수콘크리트가초기경화되면즉시부직포등을물에적셔덮어야하며, 그상태로적어도 2 일간은습윤상태를유지해야한다. 양생은투수콘크리트설계기준강도의 80 % 이상이될때까지실시하되, 시험에의하지않는경우, 보통포틀랜드시멘트는 14 일이상, 조강시멘트는 7 일이상을기준으로한다. 양생기간중에는충격이나과도한하중또는진동등에의하여균열이나기타손상이발생하지않도록하여야한다. 7 청소 : 포설및다짐작업이완료되면포설시발생한혼합물찌꺼기및기타잔여재료를깨끗이청소해야한다. 8 허용오차 : 모래층, 기층및표층의경우두께및평탄성이설계서에서제시한방법으로시공되었는지검사를하여야한다. 9 현장품질관리 : 투수성콘크리트는보도, 구획가로, 광장, 주차장등의경포장을대상으로하므로일반적으로포장두께가얇고, 공사도단기간에끝나는수가많다. 따라서필요없이품질관리시험의빈도를많게하는것은오히려작업에방해가되므로관리시험은시공초기에집중적으로한다. 시공후에는수정이어렵기때문에처음부터확실한품직을관리하여야한다. [ 투수아스팔트콘크리트포장 ] 1 노상 : 노상면은소정의형상이흐트러지지않도록평탄하게마무리하여야하며, 다짐은과전압이되지않도록주의하고우천시배수를충분히고려한다. 노상재료는비점성토로서물을신속히지중으로유도하기위한충분한크기의투수계수 (1.0 10-4 cm/sec) 를가져야한다. 노상의토질이점성토이거나충분한지지력을확보하지못한다고판단될경우에는감독자의승인을얻어노상의치환등적절한대책을수립시행하여야한다. - 128 -
노상면은공사를시행하기전에먼지, 진흙, 기타의잡물을제거하고깨끗이청소한후감독자의검사를받아야한다. 2 모래층 : 노상토가노반으로침투하는것을방지하며, 미세입도의불순물이노상에침투하여연약화시키는것을방지하고, 노반에미치는하중을등분포로노상에전달할목적으로설치하여야한다. 모래층은설계도에명시된두께로균일하게포설하며, 포설작업시노상면을긁거나훼손하여노상토가섞이지않도록주의해야한다. 포설된모래층은소형롤러및콤팩터등으로다져야한다. 3 기층 : 기층재료는설계도에명시된두께로균일하게포설하며, 포설중하부층이흐트러지지않도록주의하여야한다. 재료분리는투수기능을크게저하시키므로포설중에재료분리된부분은긁어일으켜소정의입도가되도록혼합한후재포설하여야한다. 기층의다짐은소형롤러또는콤팩터등으로 KS F 2312 에의한시험실최대건조밀도의 95 % 이상이되도록충분히다져야한다. 4 표층 : 표층설계는혼합물의운반, 포설, 다짐및이음, 교통개방, 청소등의순으로구성되어진다. ᄀ혼합물의운반 : 혼합물은깨끗하고평활한적재함을가진트럭으로운반하며, 겨울철시공이나장거리운반이부득이한경우에는혼합물의온도저하를막기위해보온재나천막등으로표면을덮어야한다. ᄂ포설 포설에앞서기층면은깨끗이청소하여야하며, 프라임코팅은하지않는다. 경계블록은포설전혼합물의색소로인해오염되지않도록 P E 필름, 마스킹테이프등으로표면을덮어야한다. 포설장비는사전에감독자의승인을받아야하며, 명시된설계폭으로시공이가능한스크리이드를가진것이어야한다. 혼합물의포설은재료분리가일어나지않도록하고소정의단면및경사가유지되도록균일하게포설하며, 포설시혼합물의온도는 120 이상이되도록한다. 기계포설이불가능한구간은인력포설을허용하되, 인력포설시에는혼합물의온도가내려가기전에신속하게포설완료하여야하며, 재료분리가생기지않도록주의하여야한다. 피니셔에의해포설된포장면을인력으로수정할경우에는표면조직이변하고균일한마무리면이되지않으므로주의하여야한다. ᄃ다짐및이음 가열혼합물은포설후기준밀도에대하여최소 90 % 의밀도가얻어지도록충분히다져야한다. 초기전압은포설이끝나는즉시실시하며, 소형탄템롤러또는핸드롤러를사용하여전체적으로균일하게전압을하여야한다. 2 차전압은초기전압에연이어실시하며, 소형타이어롤러나핸드롤러를사용하여긴 - 129 -
구간을연속적으로다지면서평탄성을확보할수있도록한다. 모든이음의위치는사전에감독자의승인을받아야하며, 폭이좁은보도나자전거도로의경우세로이음은허용치않는다. 시공종료시나부득이작업을중단할때는횡단방향으로미리거푸집을설치하여규정된높이로마무리하여야하며, 그렇지못한경우에는소정의두께가확보되어있는곳에서가터기를이용, 전폭에걸쳐수직으로잘라내고새혼합물을접속시켜야한다. ᄅ교통의개방 다짐이완료된포장은표면의온도가 40 이하로충분히식을때까지일체의통행및교통을개방해서는안되며, 이를위해수급인은차단기등적절한보호시설을설치해야한다. ᄆ청소 시공이완료되면포설시발생한혼합물찌꺼기나잉여재료를깨끗이청소한다. 5 허용오차 : 모래층, 기층및표층의경우두께및평탄성이설계서에서제시한방법으로시공되었는지검사를하여야한다. [ 투수성보도블럭 ] 1 경계블록설치 : 경계블록은보도블록을포설하기전에설치가완료되어야한다. 2 기초 : 기초는원지반조성, 보조기층, 모래층포설의단계로이루어지며, 각단계에서의다짐이중요하다. 블록포장의지반면은설계도에표시된종 횡단형상으로다듬고시험실최대건조밀도의 90 % 이상다짐을실시해야한다. 포설보조기층은완성된원지반위에포설하며, 포설및다짐은시험실최대건조밀도의 95 % 이상다짐을실시해야한다. 모래는다짐이완료된보조기층위에규정된두께로포설하고긴판자등을이용하여편평하게고른다. 수평고르기가끝난안정층위로는차량이나사람이통행하지않도록하여야한다. 3 블록포설 : 블록포설전에블록마감면의수평및경사유지가필요하며, 포설중에는너비와각도가정확한지수시로점검하여야한다. 블록포설에앞서블록마감면의수평및경사유지를위해겨냥줄을설치하여야한다. 겨냥줄은블록상부마감면으로부터 2 cm 위에설치하며, 포설이진행되는동안수시로확인할수있도록옮겨가며설치한다. 블록은겨냥줄을따라한줄씩포설하되코너가직선경계에서시작하여모래층을밟지않는쪽으로진행하며, 포설중에는너비와각도가정확한지수시로점검하여야한다. 줄눈은밀착되고균일한간격을유지해야하며, 줄눈의폭은 2 mm를표준으로한다. 불가피하게 1 장미만의블록으로설치되어야할부분의폭이 3 cm 이상인경우에는블록을콘크리트절단기 (cutter) 로절단하여포설하고, 3 cm 미만일경우에는블록색상과동일한유색모르타르를사용하여마감하여야한다. 이때블록의절단면은일정한선형을유지하고깨끗하게마무리하여야한다. 보도의가각부등교차하는부분의이음선은일직선이되도록하고접하는부위의문 - 130 -
양은서로조화를이룰수있도록하여야한다. 낮춤경계불록이설치된부분은보행자가불편을느끼지않도록너무급한경사는피하여야한다. 4 표면다짐및청소 : 블록포설이끝난이후에는블록사이의이음공간이없도록쓸어내려야하며, 평면진동기등을이용하여다짐을실시하여야한다. 블록포설이끝나면모래를표면에고루깔고블록사이의이음공간에모래가완전히채워질때까지빗자루나솔등으로쓸어넣는다. 다짐은평면진동기를사용하여 3 회이상, 바닥이평활해질때까지다지며, 다짐이끝난후여분의모래는깨끗하게청소하여야한다. 포설전시험시공을통하여다짐후침하깊이를측정하고, 블록포설시여유높이를정하여다짐이끝난후블록과경계블록이단차가발생하지않도록시공하여야한다. - 131 -
( 나 ) 시공체크리스트 점검사항확인비고공통사항시공가능기후조건 -노상의동결여부 -모래층및보조기층의시공 (1.5 이상시가능 ) -투수성보도블럭의시공 (5 이하, 30 이상시불가능 ) -시공중강우발생여부 ( 강우시작업중단 ) [ 투수시멘트콘크리트포장 ] 노상노상면은소정의형상이흐트러지지않도록평탄하게마무리우천시배수고려여부노상재료의투수계수 (10-3 cm/sec) 노상의지지력 (CBR 3 이상 ) 동상의가능성이있는지역은동상방지층설치구역별로배수계획을수립하여집중호우대비 - 폭이 5m 이상되는넓은장소는유공관부설등별도배수계획수립 공사시행전깨끗이청소후감독자검사모래층노상토와섞이지않도록균일하게포설여부기층포설중하부층이흐트러지지않도록주의기층다짐기준준수 ( 일반자전거도로 : 수정 CBR 20, 차량통행 : 수정 CBR 30) 기층다짐은 KS F 2312 에의한시험실최대건조밀도의 95% 이상표층혼합물의수분증발및이물질혼합방지를위한덮개설치포설전자재와접하는면습윤상태유지표층의평탄성과치밀성을위해 2~8 회전압 - 작업시포설조와마무리조의간격이벌어지지않도록주의 혼합물의운반에서포설, 다짐등모든작업은 90 분이내완료줄눈컷팅모서리부분이깨지지않도록주의줄눈재주입시기 (2 주후콘크리트가건조된상태에서실시 ) 줄눈자르기시밸생된먼지및토사제거줄눈재주입높이 ( 슬래그표면보다 2~3mm 낮게충전 ) 양생 투수콘크리트초기경화시즉시부직포등을물에적혀덮고 2 일간습윤상태유지 투수콘크리트설계기준강도의 80% 이상이될때까지실시청소포설시발생한혼합물찌꺼기및기타잔여재료청소여부허용오차설계서에제시한방법으로시공되었는지검사 - 132 -
점검사항확인비고 [ 투수아스팔트콘크리트포장 ] 노상노상면은소정의형상이흐트러지지않도록평탄하게마무리우천시배수고려여부노상재료의투수계수 (1.0 10-4 cm/sec) 공사시행전깨끗이청소후감독자검사모래층노상토와섞이지않도록균일하게포설여부기층포설중하부층이흐트러지지않도록주의기층다짐은 KS F 2312 에의한시험실최대건조밀도의 95% 이상표층포설전기층면의청소경계블록은포설전 P E 필름, 마스킹테이프등으로표면을덮음포설장비의사전감독자승인여부포설시혼합물온도 120 이상다짐및이음가열혼합물은포설후기준밀도의최대 90% 의밀도를갖도록다짐초기전압은포설이끝나는즉시실시 2차전압은초기전압에연이어실시모든이음의위치는사전에감독자승인교통개방다짐이완료된포장의개방시기 - 표면온도가 40 이하로충분히식을때까지일체의통행및교통금지 - 차단기등적절한보호시설설치 청소포설시발생한혼합물찌꺼기및기타잔여재료청소여부허용오차설계서에제시한방법으로시공되었는지검사 [ 투수성보도블럭 ] 경계블록보도블럭설치전경계블록설치완료기초블록포장의지반면은시험실최대건조밀도 90% 이상다짐실시포설보조기층은시험실최대건조밀도 95% 이상다짐실시수평고르기후안정층위로차량및사람의통행금지블록포설블록포설전블록마감면의수평및경사유지를위한겨냥줄설치 - 블록상부마감면으로부터 2cm 위에설치 포설중너비와각도가정확한지수시로점검줄눈의폭은 2mm 를표준 1 장미만의블록설치시 - 폭이 3cm 이상인경우, 블록을절단기로절단하여포설 - 폭이 3cm 미만인경우, 블록색상과동일한유색모르타르를사용하여마감 접하는부위의문양의조화낮춤경계블록이설치된부분의적절한경사도표면다짐및청소블록포설후블록사이의이음공간에모래가완전히채워지도록함다짐은평면진동기를이용하여 3 회이상실시 - 133 -
5. 식생형시설 가. 식생수로 1) 시설개요 식생으로덮인개수로를통하여강우유출수를이송시키는시설로식생에의한여과, 토양으로침투등의기작으로강우유출수의오염물질을제거하는시설 < 건식식생수로 > < 습식식생수로 > 출처 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 2) 법적기준 (1) 법적설치기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표 17) 1 길이방향의경사를 5 퍼센트이하로한다. - 134 -
(2) 법적관리 운영기준 ( 수질및수생태계보전에관한법률시행규칙별표18) 1 식생이안정화되는기간에는강우유출수를우회시켜야한다. 2 식생수로바닥의퇴적물이처리용량의 25퍼센트를초과하는경우에는침전된토사를제거하여야한다. 3 침전물질이식생을덮거나생물학적여과시설의용량을감소시키기시작하면침전물을제거하여야한다. 4 동절기 (11월부터다음해 3월까지를말한다 ) 에말라죽은식생을제거 처리한다. 3) 기존자료의설치및유지관리지침고려항목 ( : 고려, : 다소고려 ) 설치 구분항목공통자료 1 자료 2 자료 3 유지관리 설치조건 설계 시공 유역특성 토지이용특성 토양특성 유역경사도 지하수위 / 기반암과의거리 겨울철동결여부고려 지역사회수인가능성 토사유입여부시설과의이격거리매설물의유무독성물질유입여부 기준유역면적 접촉시간 시설규모산정방법 전처리시설 우회시설설치여부시설안정성확보방안 세부설계지침 시설구성요소설치비용 가동이전토사대책수질확보방안경관확보방안설계체크리스트 시공시기세부시공지침시공체크리스트유지관리비용유지관리시기 / 주기 유지관리내용 / 체크리스트 시스템입력항목 공통 : 수질및수생태보전에관한법률 시행규칙별표 17 및 18 자료1 : 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 (2008, 환경부 ) 자료2 : 수질오염총량관리를위한개발사업비점오염원최적관리지침 (2010, 국립환경과학원외 ) 자료3 : 수질오염총량관리를위한비점오염원최적관리지침 (2012, 국립환경과학원 ) - 135 -
4) 세부설치지침 (1) 시설설치를위한대상지역의조건 ( 가 ) 적용가능지역 1 토사유출이많지않은장소에적합하다. 2 건식식생수로 (dry swale) 는대부분의시간동안건조한상태로있게되며주거지역에서선호되고있는저감시설이다. 3 농경지등토사유출이많은지역에적용할경우식생여과대와같이토사를포집하는전처리시설과연계처리가가능하다. 4 오염된빗물을처리하는과정에서토양및지하수오염을유발할가능성이있으므로저감시설설치예정지의토양특성을평가하여야한다. 미국은토양특성평가는부지에대한 NRCS의토양군 (soil gropu) 조사를기초한다. 부지로선정된지역의토양에대한침투속도와투수성및기타관련인자를확인하기위해정밀한현장지질시험을수행한다. 5 습식식생수로 (wet swale) 는수분을보유하기위해서낮은지하수위와투수성이낮은토양이필요하다. 6 비점오염저감시설유입부와유출부높이에차이를두어자연유하로유출될수있도록시설을설계하여야한다. 7 계획된강우유출수를적절하게처리하기위해길이방향의경사가 5 % 이하로하는것이바람직하다. 8 식생수로의경사는최소 1 %, 최대 4 % 를초과하지않도록설계해야하며 1 2 % 의경사가이상적이다. 지형적인특성상경사가 2 % 를초과할경우에는에너지경사를제한하여권장된 1 2 % 경사를만족하도록 15 30 cm의낙차공을설치한다. 낙차공직하부에는에너지소멸장치를구비하는것이좋다. ( 나 ) 지하수위 / 기반암과의거리 1 지하수위는비점오염저감시설의운영에영향을준다. 지하수위가높을경우침투가어 렵기때문에지하수위와는일정간격을이격하여야한다. ( 다 ) 겨울철동결여부 1 겨울철동결로인해기능이저하되지않는지역에설치하는것이바람직하다. ( 라 ) 지역사회수인가능성 1 지역사회의의견을적극적으로수렴 반영하고불쾌감, 선호도등을고려해야한다. 2 지역사회적용성은다음의 3가지요소를측정하여평가한다. 시장조사및선호도조사 지역주민의민원발생여부 - 136 -
경관적쾌적성여부 3 평가결과가좋지않을경우조경계획을개선하여지역사회의적용성을높일수있다. ( 마 ) 시설과의이격거리 ( 바 ) 독성물질유입여부 1 유독물질등을처리하는공장, 유해한오염물질과다배출지역에서는비점오염물질특성에맞는저감시설설치가바람직하며, 토양요염의가능성이있는경우오염물질이지하로침투되지못하게시설바닥에차수층 ( 遮水層 ) 을설치하여야한다. (2) 세부설계지침 ( 가 ) 기준유역면적 1 초지수로의경우경사에따라다르지만처리지역의면적은불투수성지역의약 6.5 % 이다. 건식및습식식생수로의경우처리지역의면적은불투수성지역의약 16 % 이다. ( 나 ) 접촉시간 1 식생및토양층과강우유출수의접촉시간을최대화하여처리효율을높이는것이좋다. 2 강우유출수의유속은식생시설설계시중요한인자이며, 식생을거쳐느리게흐를수록토양과식생에의한여과, 흡착작용에의해오염물질의제거율을높일수있다. 3 식생수로는경사를완만하게설계하여유출이느리고얕게흐르도록하는것이좋다. 이경우입자상오염물질의침전이좋아지고침식발생가능성을줄일수있다. 4 수질처리용량에대한첨두유량통수시수리학적체류시간은최소 9 분이상이되어야한다. 체크댐을설치하면긴체류시간을확보할수있다. ( 다 ) 시설규모산정방법 1 해당지역의강우빈도및유출수량, 오염도분석등을통하여설계규모및용량을결정하여야한다. 2 해당지역의강우량을누적유출고로환산하여최소 5 mm 이상의강우량을처리할수있도록하여야한다. 3 처리대상면적은주요비점오염물질이배출되는토지이용면적등을대상으로한다. 다만, 비점오염저감계획에비점오염저감시설외의비점오염저감대책이포함되어있는경우에는그에상응하는규모나용량은제외할수있다. 4 설계강우량에대한수질처리유량, 수로의종단경사및통수가능수심등을고려하여식생수로의바닥폭을산정한다. 5 수질처리유량에대한체류시간, 유속기준을만족할수있도록식생수로의길이를결정한다. - 137 -
6 그밖에범람등에대한안정성확보문제등을고려하여식생수로의수심을결정한 다. ᄀ수질처리용량 (WQ v ) 산정 WQ v P A R v 여기서 WQ v = 수질처리용량 (m 3 ), A= 유역면적 (m 2 ), P= 설계강우량 (mm), ᄂ수질처리용량에대한유량 (WQ f ) 산정 R v = 체적유출계수 (=0.05+0.009 I, I= 불투수율 (%)) 강우 - 유출분석을통하여수질처리용량에의하여발생하는수질처리유량 (Water Quality Flow) 을산정한다. ᄃ식생수로의바닥폭산정 식생수로의종단경사, 적정수심등의기하구조를결정한후바닥폭을설계하며, 바닥 폭이 2 m 이내가되는지확인한다. n WQ f W D S 여기서 W= 바닥폭 (m), n= 조도계수, WQ f = 수질처리용량 (m 3 /s), D= 수질처리유량의통수가능깊이 (m, 최대 0.1 m), S= 식생수로의종단경사 (m/m) 유속검토 : 평균유속 (V) 허용유속 (0.8 m/s) 이되도록한다. ᄅ식생수로의길이의산정 Q WQ f V A W D m s 수질처리유량의체류시간이최소 9 분이상이되도록식생수로의흐름방향길이를설 계한다. ᄆ식생수로의안정성확인 L V T r 여기서 L= 식생수로의길이 (m, 최소 30 m 이상 ), V= 평균유속 (m/s), T r = 수리학적체류시간 (s) 대규모강우사상에대한유량이범람하지않도록설계한다. 대규모강우사상을산정한후이에대한유량을강우 - 유출분석으로산정한다. ᄇ식생수로의수심결정 여기서 H= 설계수심 (m), H y 여유고 y= 대규모강우사상에대한유량을통수시키기위하여필요한수심 (m) ( 라 ) 전처리시설 1 식생수로에는강우를일시저류할수있도록유입구에보 (check dam) 를설치하는것이좋으며, 수로내강우의유출속도감소및일시적인저류를위해보를이용할수있다. - 138 -
2 건식또는습식식생수로에는전처리시설로유입구에침강지를설치한다. 침강지의용량은수질처리용량의 10 % 이상으로하는것이좋다. 이와같은저류용량은보또는식생수로를가로질러조성한통행로를만들어확보할수있다. 보의높이는수로둑의절반이하로하고물은댐내부의공극이나지하토층으로침투하여흐르게한다. ( 마 ) 우회시설및안전시설 ( 바 ) 세부설계지침 1 홍수조절을위해저류시설과조합하는것이바람직하다. 2 수로보호및홍수예방등이필요한지역에서는비점오염저감시설의선정시이를고려하여선정하며, 1 개의시설로이러한기능을충족하지못할경우, 여러시설을연결하여이를충족시키도록한다. 예를들어, 식생수로만으로홍수예방기능을충족하지못할경우식생수로의하부에저류조등을설치하여홍수예방기능을보충하도록한다. 3 건식식생수로 (dry swale) 는식생을갖춘수로로배수시스템상부에여과상 (filter bed) 을두고있다. 이러한형태의수로에서는강우유출수전량이여과상을통과하고수로바닥을통하여침투가일어나도록설계한다. 4 건식식생수로는하부배수시스템상부에위치한투수성여과상과유출수를운송하는개수로로구성된다. 오염물질은수로의주요부에위치한토양여과층을통과하면서처리된다. 상부유출수는여과상하부에위치한자갈배수계통과다공성관로를통하여집수된후유출구로운송된다. 5 습식식생수로 (wet swale) 는수분의보유와습지의조건을갖추도록설계되므로수로를따라습지식생을유지할수있다. 6 습식식생수로는수로내피복된식생에의해강우유출수의유출속도를감소시키고침전및흡착에의해오염물질을저감하는반면, 건식식생수로는강우유출수가여과상을통과하도록설계한다는점에차이가있다. 7 수로시스템은 10 년빈도강우에대해안전하도록최소 15 cm의여유고를갖도록설계하며 2:1( 가로 : 세로 ) 이하의완만한경사가되도록하는것이좋다. 식생수로는 10 년빈도강우에대해안전하도록최소 15 cm의여유고를갖도록설계하며 2 년빈도의강우시발생하는최대유속이주어진토양과식생조건하에서침식을일으키지않도록하는것이좋다. 수로의바닥에고랑이생기는것을방지하기위해개수로바닥의폭은 2.5 m보다넓어서는안되며, 수로는대부분의경우적당한사면경사 (3:1 보다완만 ) 로설계되어야한다. 사면경사는 2:1( 가로 : 세로 ) 보다급하면안된다. 8 유입구의막힘가능성을최소화하기위하여불투수지역으로부터유출수가직접유입하는경우유입지점에최소 15 cm 높이의자갈격벽을설치하는것을고려할수있다. 불투수지역으로부터유출수가직접유입되는식생수로의경우, 유입수가낙하하는지점에최소 15 cm 높이로자갈격벽 (pea gravel diaphragm) 을설치하여유입구의막힘 - 139 -
가능성을최소화할수있으며사석 (rip-rap) 이나돌망태 (gabion) 를사용하여유속을감소시킬수있다. 9 식생수로는수질처리용량을시설내에임시적으로저장하였다가 24 시간정도 ( 최대 48 시간 ) 에걸쳐배수되도록설계되어야한다. 10 식생수로를흐르면서강우유출수의오염물질을저감시키기위하여, 강우유출수는식생수로의측면이아니라유입구 (inlet) 에서유입되도록한다. 11 식생수로의단면형상은주로사다리꼴또는포물선이며, 수로길이는최소 30 m 이상이어야한다. 12 식생수로의바닥폭은최대 2 m로설계한다. 13 수질처리용량에대한첨두유량의통수를만족시키는허용수심이 0.1 m이하가되도록식생수로의폭을설계한다. 14 식생, 사석등이침식되지않도록유속은 0.8 m/s 이하로제한한다. 15 고농도의오염물질이발생하는지역의강우유출수를처리할목적으로설치할경우, 지하수오염을방지하기위해서불투수성라이너를사용하여설치한다. ( 사 ) 모니터링을위한관측정설치 ( 아 ) 가동이전토사대책 ( 자 ) 수질확보방안 ( 차 ) 경관확보방안 - 140 -
( 카 ) 설계체크리스트 식생형시설설계체크리스트점검사항 확인 비고 물리적 환경적실현가능여부대상지역의시설적용가능여부지역사회의수인가능성 -시장조사및선호도조사 -지역주민의민원발생여부 -경관적쾌적성여부겨울철동상현상발생가능여부시설바닥으로부터최고지하수위까지적정수직거리확보여부지하수보호 ( 고농도오염물질유출지역존재여부 ) 식생수로의길이방향경사 (1~2%) -식생수로의경사가 2% 초과시낙차공설치 -낙차공직하부에너지소멸장치구비유입 유출부안전여부수로의 10 년빈도강우에대한여유고확보 ( 최소 15cm) 수로의사면경사 (2:1 이하 ) 유입지점자갈격벽설치 ( 최소 15cm 높이 ) 유입전의처리수로내유속감쇄시설및전처리시설설치 -침강지설치 ( 수질처리용량의 10% 이상 ) -유입구자갈격벽설치식생형시설구조시설규모의적절성수로내수질처리용량의일시저류가능여부 24 시간정도 ( 최대 48 시간 ) 내방류가능여부체류시간확보여부 ( 최소 9분 ) 수로바닥폭 ( 최대 2.5m) 시설내유속의적절성 (0.8m/s 이하 ) 불투수성라이너사용여부건식식생수로하부투수성여과상충전건식식생수로여과상하부자갈층충전및다공성관로설치습식식생수로부지의지하수위및토양침투율식생방안식생조밀도의적정성식물종선택의적정성 ( 부지조건, 토양조건, 수분조건 ) 도로변유출수에대한내염성식물식재여부 - 141 -
나. 식생여과대 1) 시설개요 조밀한식생으로덮힌균등경사의지표면을통하여강우유출수를이송시키는시설로, 식생에의한여과, 토양으로침투등의기작으로강우유출수의오염물질을제거하는시설 - 142 -