< 저영향개발 (LID) 기술요소가이드라인 > 부 록
1. 국내외유사가이드라인현황 1) 비점오염저감시설의설치및관리 운영매뉴얼 환경부, 2008년 12월발간. 환경부에서비점오염저감시설을설치하여야하는사업자들이설치방법및유지관리등에대해알기쉽도록설명한세부적인매뉴얼로구성됨. Ⅰ. 목적및적용범위 9 1. 목적 11 2. 적용범위 12 Ⅱ. 비점오염저감시설의선정 15 1. 비점오염저감시설의개요 17 가. 비점오염원의정의 17 나. 비점오염물질의종류 18 다. 비점오염저감시설 20 2. 비점오염저감시설의규모및용량결정 22 3. 비점오염저감시설의선정시고려사항 27 가. 개요 27 나. 토지이용특성 30 다. 물리적타당성 31 라. 기후및지역적요소 35 마. 유역요소 38 바. 강우유출수관리능력 42 사. 오염물질제거 44 아. 지역사회와환경요소 46 자. 비용의적정성 48 차. 유지관리의용이성 50 카. 안전성 52 타. 기타고려사항 54-127 -
Ⅲ. 시설별설치및관리 운영매뉴얼 55 1. 자연형시설 57 가. 저류시설 57 나. 인공습지 86 다. 침투시설 111 라. 식생형시설 135 2. 장치형시설 152 가. 여과형시설 153 나. 와류형시설 159 다. 스크린형시설 165 라. 응집 침전처리형시설 170 마. 생물학적처리형시설 175 Ⅳ. 모니터링계획수립및평가방법 181 1. 개요 183 2. 모니터링계획수립 185 가. 목적에따른모니터링계획수립 185 나. 모니터링방법결정 186 다. 모니터링위치선정 187 라. 모니터링주기및시료채취방법 189-128 -
2) 수질오염총량관리기술지침 국립환경과학원, 2012년 08월발간. 국립환경과학원에서오염총량관리기본계획또는시행계획의수립에필요한지역의수계환경자료조사, 오염원조사, 오 폐수량및오염부하량산정방법, 오염부하량할당방법및수질모델링방법등기술적인사항을수록함. Ⅰ. 목적 1 Ⅱ. 적용범위 1 Ⅲ. 유역환경조사 2 1. 유역구분 2 2. 수계환경자료조사 4 Ⅳ. 오염원의분류 13 Ⅴ. 오염원의조사 14 1. 생활계오염원조사 15 2. 축산계오염원조사 19 3. 산업계오염원조사 21 4. 토지계오염원조사 23 5. 양식계오염원조사 26 6. 매립계오염원조사 27 7. 환경기초시설조사 29 8. 오염원별점유율 33 Ⅵ. 오 폐수발생유량산정 34 1. 생활계 34 2. 축산계 36 3. 기타 36 Ⅶ. 발생부하량산정 37 1. 생활계 37 2. 축산계 40 3. 산업계 40 4. 토지계 43 5. 양식계 45 6. 매립계 46-129 -
Ⅷ. 배출량산정 47 1. 배출경로 47 2. 배출유형 53 3. 직접이송량 56 4. 개별삭감량 59 5. 관거유입량 67 6. 환경기초시설분석 71 7. 관거배출량 78 8. 방류량 79 9. 직접정화량 79 10. 배출량 79 Ⅸ. 수질모델링 81 1. 수질예측모델의선정 81 2. 수질모델링방법 82 Ⅹ. 오염부하량할당 85 1. 오염부하량할당방법 85 2. 기본계획의할당부하량 86 3. 시행계획의할당부하량 95-130 -
비점오염저감시설저감효율 구분 BOD T-N T-P 저류지 34 28 36 저류형 지하저류조 25 24 20 인공습지 53 37 60 투수성포장 75 83 65 침투저류지 69 58 69 침투형 침투도랑 77 62 73 침투통침투관침투측구 53 72 46 식생여과대 44 42 42 여과형 식생수로 34 45 51 모래여과시설제조여과시스템 50 46 54 침투화분 75 73 72 생태저류형 빗물정원 통로화분 수목여과박스 54 49 65 와류형시설 16 11 22 스크린형시설 15 9 19 시설형 ( 초고속응집 침전법 ) 80 20 85-131 -
3) 우수유출저감시설의종류 구조 설치및유지관리기준 소방방재청, 2010년 07월발간. 우수유출저감시설기본계획, 저류시설과침투시설의종류 설치및유지관리기준으로구성됨. 제 1 장총칙 1 1.1 목적 1 1.2 적용범위 1 1.3 우수유출저감시설의정의 설치목적 4 1.4 우수유출저감시설의분류 4 1.5. 우수유출저감시설의종류 5 1.6 우수유출저감시설의계획 6 제 2 장우수유출저감시설기본계획 8 2.1 목적 8 2.2 배수구역및목표연도의설정 10 2.3 목표연도확률강우량결정 12 2.3.1 우량관측소의선정 12 2.3.2 지속기간별강우량자료수집 13 2.3.3 확률강우량산정 14 2.3.4 강우강도식유도 17 2.3.5 설계강우의빈도설정 17 2.3.6 설계강우의시간분포방법결정 18 2.3.7 확률강우증가량산정 18 2.4 목표연도불투수면적비율결정 20 2.4.1 CN값을이용한유효우량결정 20 2.5 홍수유출해석 22 2.5.1 홍수도달시간산정 22 2.5.2 홍수량산정방법결정 22 2.5.3 임계지속기간을고려한홍수량산정 23 2.5.4 현재및목표연도의유출총량산정 24 2.6 우수유출목표저감량산정 24-132 -
2.7 우수유출목표저감량배분 25 2.7.1 우수유출저감시설배치계획시고려사항 26 2.7.2 단계별고려사항 ( 지역외저류시설 ) 28 2.7.3 형식별고려사항 ( 지역외저류시설 ) 28 2.8 지역외우수유출저감시설규모계획 29 2.9 지역내우수유출저감시설규모계획 31 제 3 장저류시설의종류, 설치및유지관리기준 32 3.1 저류시설의종류 32 3.1.1 지역외 (Off Site) 저류시설 33 3.1.2 지역내 (On Site) 저류시설 37 3.2 저류시설계획 46 3.2.1 저류시설계획 46 3.2.2 저류시설의다목적이용계획 47 3.2.3 방류구시설계획 48 3.3 저류시설의유지관리 50 3.3.1 개요 50 3.3.2 일반관리 50 3.3.2 점검세부지침 52 제 4 장침투시설의종류, 설치및유지관리기준 56 4.1 침투시설의계획 56 4.1.1 현장조사 56 4.1.2 자료조사 57 4.1.3 토질 지하수위조사 60 4.1.4 현장침투시험 63 4.2 침투시설의규모계획 71 4.2.1 설계침투량의산정 73 4.3 침투시설의배치계획 81 4.3.1 설치수량의기준 81 4.3.2 설치장소의주의사항 81 4.3.3 시설의조합 81 4.4 침투시설의종류, 시공및유지관리 82 4.4.1 침투통 82 4.4.2 침투트렌치 102 4.4.3 침투측구 110 4.4.4 투수시멘트콘크리트포장 117 4.4.5 투수아스팔트콘크리트포장 131 4.4.6 투수성보도블록 142-133 -
우수유출저감시설의정의 설치목적 이상기후, 녹지개발로인하여우수의직접유출량이증가됨에따라우 ( 하 ) 수관거및하도 ( 河道 ) 에서수용할수있는홍수량을초과하는우수유출이발생하는실정임. 이에따라, 우수의직접유출량을저감시키거나첨두유출시간을지연시키기위하여설치하는시설을 우수유출저감시설 이라함. 저류시설의종류, 설치및유지관리기준 - 저류시설의종류 우수유출저감시설을입지적으로분류하면유역의말단부에설치되어배수구역으로부터유입된우수를조절할목적으로설치된지역외저류 (Off Site Retention) 와배수구역내에내린강우가우수관거, 유수지및하천으로유입되기전에물을일시적으로저류시켜유출을억제하는지역내저류 (On Site Retention) 시설로분류함. - 저류시설의설치 지역외저류시설은제2장에서설명된해당배수구역의우수유출저감기본계획결과를바탕으로규모및위치를결정하여설치하여야함. 지하저류조의계획시저류조의설치에따른영향검토를실시하도록함. 저류시설계획시관리및소유권에대한분쟁이없도록하여야함. - 저류시설의유지관리기준 저류시설물은주야를불문하고그기능을충분히발휘할수있어야하며, 저류시설의주된유지관리작업은주간에실시하는것이일반적이며야간작업은긴급을요하는상황시에만하는것으로함. 정기점검은시설물의기능발휘여부및유지관리계획수립에필요한자료수집을주목적으로하여재해대책기간 ( 매년5.15~10.15) 전 후로최소년 2회이상관리부서에서시행함. 특별점검은장마, 흥수, 태풍, 일반강우등재해발생우려가큰시기의전후에시행하며위험개소또는적절한관리가요망되는시설물을중점점검시행함. - 134 -
침투시설의종류, 설치및유지관리기준 - 침투통 침투통의설치는관거의기점, 방향, 경사및관경등이변하는곳, 단차가발생하는곳, 관거가회합하는곳이나관거의유지관리상필요한장소에설치한다. 또한관거의직선부에서도관경에따라 50 200m 범위내의간격으로설치함. 유지관리는준공에있어서몇개의시설을선정한후주입시험을실시하여침투능력을확인하도록한다. 점검내용은기능점검과안전점검으로분리할수있으며, 점검시에는각각의점검항목에맞게실시하여야함. - 침투트렌치 침투트렌치의설치는자중, 적재하중, 수압, 토압, 풍압, 지진력, 적설하중및연약지반의부마찰력등에대하여구조상안전하고내구성이있어야하고, 지하수침입의염려가없어야하며, 내마모성및내부식성인것으로한다. 또한지하수위가높은지점에축조하는구조물은내부가비어있을때에도부력에안전한곳에설치하도록함. 유지관리는접속부의통이나관구필터의청소시중점적으로행하며, 관구필터는인력으로, 투수관은고압세정기등을이용하여행함. - 침투측구 침투측구는설치장소에따라운전자나보행자에불안감과교통사고의위험요소가될수있으므로시가지나교통량이많은도로에서는덮개를반드시설치한다. 특히측구에덮개를덮어보도로사용할때는측구와보도를겸하므로덮개의파손에유의해야한다. 그리고 I.C나분리차선, 시가지구간, 녹지대및부체도로에지형여건을감안하여설치함. 유출량및측구의경사에따라필요한통수단면을설정하여침투측구의규격을결정함. 유지관리는산간부에서는낙엽이나토사붕괴, 평지에서는오물이나토사의퇴적에의해기능저하를일으키기쉬우므로콘크리트측구벽은노면하중등으로쓰러지는경우가있으므로지지대로받치는등보강하는것이좋음. - 135 -
4) Low Impact Development(LID) Guidance Manual Kitsap Home Builders Foundation, 2009년 12월발간. 미국워싱턴주키트삽카운티지역에서 LID 기법적용위주로구성됨. 제 1 장키트삽지역의 LID기법 1 제 2 장 LID 적용을위한평가및계획 8 제 3 장통합설계 18 제 4 장설계및유출수모델링가이드 22 제 5 장세부설계 31 제 6 장설계자원 38 6.1 설계표준 : 투수성도로 ( 아스팔트 ) 41 6.2 설계표준 : 투수성도로 ( 콘크리트 ) 57 6.3 설계표준 : 식생강화시스템 73 6.4 설계표준 : 투수성포장 87 6.5. 설계표준 : 분산 99 6.6 설계표준 : 토양개량 107 6.7 설계표준 : 옥상녹화 113 6.8 설계표준 : 빗물저류 ( 빗물통 ) 121 6.9 설계표준 : 생태저류 129 6.10 설계표준 : 나무화분여과장치 143 6.11 설계가이드시트 153 6.12 설계가이드 : 통합 160 6.13 설계가이드 : 도로가장자리 171 6.14 설계가이드 : 사업용지부분 178 6.15 설계가이드 : 분산 186 6.16 설계가이드 : 생태저류시설 189 6.17 설계가이드 : 식생체류시설 190 6.18 설계가이드 : 차도관리 197 6.19 설계가이드 : 저영향기반 204 6.20 설계가이드 : 모니터링 209-136 -
투수성포장 ( 아스팔트 ) < 투수성포장예 > 투수성포장은주차장, 통로, 통로, 그리고주거및다목적도로에서사용할수있으며, 미국워싱턴주키트삽카운티지역에서적용되었음. 이러한투수성포장은강우유출수를저감할수있고, 수질오염을저감함과동시에침투능력의향상으로지하수를충진시킬수있음. 옥상녹화 < 옥상녹화예 > 옥상녹화는미국워싱턴주키트삽카운티지역에서광범위하거나혹은집중적인형식두범주로나뉘어서적용되었음. 옥상녹화는강우유출수를제어할수있으며, 특히열섬효과를저감하는데효율적인것이큰장점임. - 137 -
도로가장자리처리 < 도로가장자리처리예 > 도로가장자리처리는주차장, 통로, 통로, 그리고주거및다목적도로의가장자리에서사용할수있으며, 식생수로등다양한기법들이적용됨. 이러한도로가장자리처리는복합적인 LID 기법들이적용될수있으며, 강우유출수처리및오염물질이저감될수있는장점이있음. 식생체류시설 < 식생체류시설예 > 식생체류시설은도로가장자리처리와비슷하게가장자리에식생을이용하여강우유출수를저감하여적용함. 식생체류시설은강우유출수제어및지하수함양등을할수있으며, 다양한지역에적용할수있는장점이있음. - 138 -
5) The Practice of Low Impact Development HUD's Office of Policy Development and Research, 2003 년 7월발간. LID 기법을설계하고적용하는방법위주로구성, 강우유출수오염도에대한관리방안언급함. 제 1 장 LID 기법의개요 11 1.1 개요 13 1.2 LID 기법의장점 13 1.3 LID 기법의목적 13 1.4 LID 기법의적용 15 1.5 LID 기법의계획 16 1.6 LID 적용대상지선정 21 제 2 장강우유출수관리 27 2.1 도입 29 2.2 기존강우유출수관리방법 31 2.3 LID기법의강우유출수시스템 32 제 3 장오염수처리 51 3.1 도입 53 3.2 기존오염수처리방법 58 3.3 LID기법의오염수처리방법 61 3.4 기타오염수처리방법 73 제 4 장 LID 기법의설계 77 4.1 도입 79 4.2 기존설계접근방법 81 4.3 LID 기법의설계접근방법 85 4.4 기타설계방법 95-139 -
이해당사자들의이점 - 개발자 토지개간및그레이딩비용저감. 인프라비용 ( 거리, 연석, 배수구, 보도등 ) 저감. 강우유출수관리비용저감. 개발예정지의비용저감및지역사회시장성증대. - 지자체 지역동식물보호. 환경보호에필요한식생균형유지. 지자체인프라및공익사업유지보수비용감소. 공공 / 민간파트너십육성. - 주택구입자 인근하천이나강등의침전, 영양및독성부하를감소하여지역의수질보호. 편의시설을보존하여지역사회의발전에기여할수있음. 주택에대한정기적인관리비저감. - 환경 생태및생물학적시스템의온전함을유지. 인근하천이나강등의침전, 영양및독성부하를감소하여지역의수질보호. 지역의지상및수생식물과동물에영향을주는나무와자연식물을보존. LID 기법고려 거리설계및주차장요구사항고려. 지역배치요구사항고려. 강우유출수관리및폐수처리방법및기술고려. 기타개발인센티브옵션고려. - 140 -
LID 기법의개략적인효율 LID 기법 (TSS) (P) (N) Zinc Lead 식생체류지 - 81 43 99 99 침투통 80100 4060 4060 80100 80100 침투도랑 80-100 4060 4060 80100 80100 완충여과 20100 060 060 20200 20200 식생수로 30-65 1025 015 2050 2050 침투수로 90 65 50 8090 8090 습식수로 80 20 40 4070 40-70 빗물통 NA NA NA NA NA 물탱크 NA NA NA NA NA 일반건축물개발의단위비용견적 개발세부내용도로및땅고르기도로, 포장 (26-foot width) 도로, 연석및홈통도로의총비용인도우수관 (24 inches) 차도주차장조경비용침전물제어강우유출수관리하수구저류조 단위비용 $22.00 per linear foot $71.50 per linear foot $12.50 per linear foot $106.00 per linear foot $10.00 per linear foot $23.50 per linear foot $500 per apron $1,100 per parking space ($2.75 per square foot) $4,000 per acre $800 per acre $5,000 to $60,000 per impervious acre $5,000 per lot (variable) $5,000 per lot (variable) - 141 -
6) Low Impact Development (Technical Guidance Maneal for Puget Sound) Washington State University, 2005년 1월발간. 지역별로 LID 기법을평가하고배치및계획단계위주의가이드라인으로구성됨. 제 1 장 LID 기법의개요 5 1.1 puget sound 수문 5 1.2 도시화의영향 6 1.3 강우유출수관리 10 1.4 LID 기법소개 11 제 2 장지역현황 17 2.1 토양분석 18 2.2 수리수문현황 18 2.3 자연림및토양보존현황 19 2.4 습지현황 19 2.5 하천현황 21 2.6 홍수조절계획 22 2.7 지역위치 23 제 3 장사업대상지계획및배치 27 3.1 보도, 도로및주차장 28 3.2 교차로 43 3.3 가로수 44 3.4 사업부지배치 46 3.5 건물설계 51-142 -
제 4 장식생보호, 재조림및유지관리 53 4.1 자연식생보호 54 4.2 재조림 58 4.3 유지관리 60 제 5 장청소및개량 61 5.1 유역최소화기술 62 제 6 장통합관리 65 6.1 식생저류지역 65 6.2 토양개량지역 90 6.3 투수성포장 97 6.4 옥상녹화 122 6.5 저영향시스템 128 6.6 지붕우수차집시스템 133 제 7 장워싱턴지역의 LID 기법설계및유출수모델링가이드 141 7.1 투수성포장 142 7.2 분산 146 7.3 옥상녹화 149 7.4 빗물차집 150 7.5 식생사면 150 7.6 유역최소화 150 7.7 식생체류지역 151 7.8 WWHM을적용한유출수평가 156 제 8 장수문분석 161 8.1 최근모델링기술 162-143 -
주거구획을위한복합사이트분석 지도레이어는도로레이아웃과개발예정지의전반적인위치및구성을 합성사이트분석을위해결합됨. - 144 -
Bioretention Cell: Prince George's County, Maryland 침투및지하수재충진에대한일반적인기법은오염물질이다량이집중이되어있는곳에서는권장하지않음. 미국등지에서가장초기에적용되는디자인타입으로식생체류시설이적용됨. < 식생체류지예 > Bioretention Swale: Seattle Public Utilities 도로가장자리에침투및저류를위한목적으로설계됨. 미국시애틀에서다목적기법으로적용되었음. < 생태수로예 > - 145 -
7) Low Impact Development Design Strategies (An Integrated Design Approach) Prince George.s County, Maryland, 1999년 06월발간. 미국메릴랜드지역에서적용되었던 LID 기법의정의및설계방법위주로구성됨. 1. LID 기법의정의및개념 1 1.1 개요 1 1.2 LID란무엇인가? 2 1.3 LID 원리와요소기술 3 1.4 LID 기술을이용한도시환경의개선 5 1.5 LID 기술의 7가지장점 6 2. LID 기법의분석및설계 9 2.1 도입 9 2.1.1 목적 9 2.1.2 주요수문원리 9 2.1.3 부지개발에대한수문변화 14 2.1.4 기존의강우유출수관리 17 2.1.5 기존방식의개발과 LID와의수문학적비교 19 2.2 LID 수문분석도입 22 2.3 수문학적평가 24 2.3.1 LID 유출잠재력 24 2.3.2. 개발이전의집중시간유지 28 2.3.3 개발이전의유출용적유지 30 2.3.4 추가적인지체저류용량확보를위한잠재적인조건 32 2.4 공정과평가순서 33 2.4.1 소개 33 2.4.2 데이터수집 33 2.4.3 LID 유출곡선번호의결정 33 2.4.4 집중시간의계산 37 2.4.5 LID 강우유출수관리에필요한사항 38 2.4.6 설계호우사상의결정 49-146 -
3. 기존조경에서 LID의예 53 3.1 LID BMPs의도시사용 ( 상업적 / 산업적 / 제도적 ) 53 3.2 주거지역의 LID BMPs 56 3.3 도로에서의 LID BMPs 58 3.4 보존을위한 LID BMPs 60 4. BMP의선택방법 61 4.1 우수저류공원 / 식생체류셀의설계 64 4.2 수리수문학적분석절차 68 4.2.1 수문분석절차 68 4.2.2 LID 기술의수문순환요소 70 4.2.3 LID 종류에서 BMP타입 70 4.3 LID-BMP 범위 71 4.4 LID 기술의오염물질제거효율 72 5. LID 기술및설계 75 5.1 식생체류지 75 5.1.1 일반사항 75 5.1.2 설계및규모 76 5.1.3 시공계획 80 5.1.4 비용 82 5.1.5 유지관리 84 5.1.6 적용방안 86 5.2 옥상녹화 105 5.2.1 일반사항 105 5.2.2 유역의이점 107 5.2.3 설명서 112 5.2.4 건설계획 115 5.2.5 비용 117 5.2.6 유지관리 120-147 -
5.3 침투성포장 124 5.3.1 유역의이점 124 5.3.2 설명서 130 5.3.3 시공계획 135 5.3.4 유지관리 138 5.3.5 비용 141 5.4 우수저장조 ( 빗물통 ) 143 5.4.1 일반사항 143 5.4.2 유역의이점 145 5.5 토양개량 148 5.5.1 일반사항 148 5.5.2 시공계획 151 5.5.3 비용 154 5.5.4 유지관리 157 5.5.5 설명서 159 5.5.6 유역의이점 162 5.6 나무화분여과장치 166 5.6.1 일반사항 166 5.6.2 시공계획 167 5.6.3 비용 169 5.6.4 유지관리 171 5.6.5 설명서 172 5.6.6 규모결정수단 175 5.6.7 유역의이점 177-148 -
LID BMPs의도시사용 유출수를줄이고, 오염물질을여과하기위해미화된주차장섬에서비정원으로생물보존공간을사용함. 지붕으로부터수직홈통을분리하고, 유출수의흐름은투수성있는도로포장지역이나다른침투 / 여과가진행되는방향으로향하게함. 종래의연석과홈통시스템대신에다기능의열린배수시스템을사용함. 유출수감소, 에너지절약, 공기정화와시각적으로더나은경관을위해녹색지붕을사용함. 다양한기회를우수관리에제공하기위해관리접근을적용하고시스템정전의가능성을줄임. 스케치 D의예는잔디를깐저습지와투수성있는도로포장범람지역을결합하고조원에종사하게되는식생체류시설에결합하고생물보존공간을구성함. <LID BMPs 의도시사용 > 스케치 A와 D는 Prince George County로부터번안됨. MD, LID IMP 안내문서, 2002, 스케치 B와 C는 Bay AreaStormwater관리기관협회와설명자 Patric Dawe에의해제공된것으로써출처에서수정됨. - 149 -
주거지역의 LID BMPs 우수저류공원과함께빗물의지체, 여과그리고지하수부존작용을제공하기위하여풍경을미화함. 지붕으로부터수직홈통을분리하고, 흐름이우수저류공원으로향하게함. 잔디와정원에물을주기위하여지붕에서흘러내리는빗물을빗물통에담음. 재갈과홈통시스템을교체하기위해서우수저류공원과저습한잔디를결합함. 보도와주차공간을위해서투수성있는포장도로를사용함. < 주거지역의 LID BMPs> 스케치 A는 Prince George County로부터번안됨. MD, LID IMP 안내문서, 2002, 스케치 B는 Bay AreaStormwater관리기관협회와설명자 Patric Dawe에의해제공된것으로써출처에서수정됨. - 150 -
도로에서의 LID BMPs 점점좁아지는주거지거리를건설하고주차공간및인도지역을 제한하며도로는두개보다한개가더좋음. 유출을다루기위해중앙고속도로의선형생물보존공간을이용함. 도로로부터떨어진곳의인도를차단하거나침투에기여하는 열린배수시스템으로의유출을유도함. 긴급멈춤지역과횡단보도, 갓길, 주차지역, 교통체증이낮은 길에는투수성있는포장도로를사용함. < 도로에서의 LID BMPs> - 151 -
2. 저영향개발기술요소평가및우선순위결정예 1) 기술요소에따른우선순위결정기준 기준에따른평가와중요도에따른가중치를두어우선순위를결정 선정기준에대해동일한비중을두고평가할수있으나대상유역이목표로하는사항이달성될수있는기술요소의선정을위해가중치를두어선정함. 저영향개발기술요소선정을위해대상유역의토지이용과저감목표를고려하여가중치를적용하고, 최선의기술요소가적용되기어려울경우차선의기술요소선정을위해기술요소별우선순위를제시함. 선정기준에대한가중치부여 ( 예 ) 구분 선정기준 가중치 ( 예 ) A B C 적용 부지확보가가능한가? 1.5 1.3 1.0 수문학적으로설치가능한가? 홍수에안전한가? 1.5 1.3 1.0 주변의환경과조화를이루는가? 1.5 1.3 1.0 민원발생의소지는없는가? 1.5 1.3 1.0 토양의투수가가능한가? 지하수위의영향은없는가? 1.5 1.3 1.0 발생가능한오염원에대응이가능한가? 1.5 1.3 1.0 유지관리가용이한가? 1.5 1.3 1.0 경제적으로유리한가? 1.5 1.3 1.0 본래가중치는전문가평가, 적합도함수등을이용하고상호가중치분석을 통해등급을선정한다. 단개발예정지의특성을충분히이해하고있는설 계자가대상유역의목표를고려하여가중치를적용할수있다. - 152 -
2) 저영향개발기술요소선정예 시범유역개요 위치 : 경기도구리시장자호수공원인근 지역특성 : 분류식우수관거가설치되어생활하수등점오염원의영향이적은지역 배수면적 : 22.3ha 토지이용 : 대부분대지이며아파트, 학교, 공원및상업지역으로이용 기초조사 강우량, 토지피복도및정밀토양도, 지적도, 영상자료, 발생가능한오염물질, 배수관망, 인접하천등을조사함. 오염물질발생량및토지이용현황을검토하여비점오염발생부하가높으면서기술요소설치가가능한지역별로 1, 2, 3 순위를선정하였음. < 시범유역위성영상 > - 153 -
가중치부여 고밀도로개발된도시지역으로부지확보가능성및유지관리용이성에 1.5 가중치를부여함. 배수및홍수에대한안전성, 민원발생, 주변환경과의조화요소에 1.3 가중치를부여함. < 시범유역중우선지역산정 > 선정결과 평가결과우선순위 1순위와 2순위지역의경우도로및아파트와인접하여있어도로를따라침투도랑, 식생여과대, 나무여과상자와아파트단지내에옥상녹화가평가순위에서상위로나타났으며, 3순위지역에서는아파트단지내지역으로서나무여과상자, 식물재배화분, 투수성포장, 옥상녹화, 빗물통이상위우선순위로나타남. 설계시적용대상부지확보여부, 인접토지이용등을고려하여복합적으로적용함. - 154 -
1 순위지역저영향개발기술요소선정 구분 기술요소 선정항목 1 항목 (1.5) 2 항목 (1.3) 3 항목 (1.3) 4 항목 (1.3) 5 항목 (1.0) 6 항목 (1.3) 7 항목 (1.0) 8 항목 (1.5) 9 항목 (1.0) 합계 우선순위 1 식생체류지 3.0 2.6 1.3 1.3 1.0 2.6 2.0 3.0 2.0 18.8 10 2 식생여과대 3.0 2.6 3.9 3.9 2.0 2.6 3.0 4.5 3.0 28.5 4 3 식생수로 1.5 2.6 3.9 2.6 1.0 2.6 3.0 3.0 3.0 23.2 8 4 옥상녹화 4.5 3.9 2.6 3.9 1.0 3.9 3.0 3.0 3.0 28.8 3 5 나무여과상자 3.0 2.6 2.6 3.9 3.0 2.6 3.0 4.5 3.0 28.2 5 6 침투통 3.0 1.3 2.6 2.6 2.0 2.6 2.0 3.0 2.0 21.1 9 7 모래여과장치 1.5 1.3 1.3 2.6 2.0 2.6 1.0 1.5 2.0 15.8 11 8 침투도랑 4.5 3.9 3.9 2.6 3.0 2.6 3.0 3.0 3.0 29.5 1 9 투수성포장 3.0 2.6 2.6 3.9 3.0 3.9 3.0 3.0 3.0 28.0 6 10 식물재배화분 3.0 3.9 2.6 3.9 3.0 3.9 3.0 3.0 3.0 29.3 2 11 빗물통 3.0 3.9 2.6 2.6 2.0 3.9 3.0 3.0 3.0 27.0 7 3: 매우좋음, 2: 좋음, 1: 보통 - 155 -
2 순위지역저영향개발기술요소선정 구분 기술요소 선정항목 1 항목 (1.5) 2 항목 (1.3) 3 항목 (1.3) 4 항목 (1.3) 5 항목 (1.0) 6 항목 (1.3) 7 항목 (1.0) 8 항목 (1.5) 9 항목 (1.0) 합계 우선순위 1 식생체류지 1.5 1.3 2.6 1.3 1.0 2.6 2.0 3.0 2.0 17.3 10 2 식생여과대 3.0 2.6 2.6 3.9 3.0 2.6 3.0 4.5 3.0 28.2 4 3 식생수로 1.5 2.6 3.9 2.6 2.0 2.6 3.0 3.0 3.0 24.2 8 4 옥상녹화 4.5 3.9 2.6 3.9 1.0 3.9 3.0 3.0 3.0 28.8 3 5 나무여과상자 4.5 3.9 2.6 3.9 3.0 3.9 3.0 4.5 3.0 32.3 1 6 침투통 3.0 1.3 2.6 2.6 2.0 2.6 2.0 3.0 2.0 21.1 9 7 모래여과장치 1.5 1.3 1.3 2.6 2.0 2.6 1.0 1.5 2.0 15.8 11 8 침투도랑 4.5 3.9 3.9 3.9 3.0 2.6 3.0 3.0 3.0 30.8 2 9 투수성포장 3.0 2.6 2.6 2.6 3.0 3.9 3.0 3.0 3.0 26.7 6 10 식물재배화분 3.0 2.6 2.6 2.6 2.0 3.9 3.0 4.5 3.0 27.2 5 11 빗물통 3.0 2.6 2.6 1.3 2.0 3.9 3.0 3.0 3.0 24.4 7 3: 매우좋음, 2: 좋음, 1: 보통 - 156 -
3 순위지역저영향개발기술요소선정 구분 기술요소 선정항목 1 항목 (1.5) 2 항목 (1.3) 3 항목 (1.3) 4 항목 (1.3) 5 항목 (1.0) 6 항목 (1.3) 7 항목 (1.0) 8 항목 (1.5) 9 항목 (1.0) 합계 우선순위 1 식생체류지 1.5 1.3 2.6 1.3 1.0 2.6 2.0 2.0 2.0 16.3 10 2 식생여과대 3.0 2.6 2.6 2.6 2.0 2.6 2.0 4.5 3.0 24.9 6 3 식생수로 1.5 2.6 2.6 2.6 2.0 2.6 2.0 3.0 3.0 21.9 8 4 옥상녹화 4.5 3.9 3.9 3.9 1.0 3.9 3.0 3.0 3.0 30.1 4 5 나무여과상자 4.5 3.9 2.6 3.9 3.0 3.9 3.0 4.5 3.0 32.3 1 6 침투통 3.0 1.3 2.6 2.6 2.0 2.6 2.0 3.0 2.0 21.1 9 7 모래여과장치 1.5 1.3 1.3 2.6 2.0 2.6 1.0 1.5 2.0 15.8 11 8 침투도랑 3.0 2.6 2.6 2.6 3.0 2.6 2.0 2.0 3.0 23.4 7 9 투수성포장 4.5 3.9 3.9 3.9 3.0 3.9 3.0 3.0 3.0 32.1 3 10 식물재배화분 4.5 3.9 2.6 3.9 3.0 3.9 3.0 4.5 3.0 32.3 1 11 빗물통 4.5 3.9 2.6 1.3 2.0 3.9 3.0 4.5 3.0 28.7 5 3: 매우좋음, 2: 좋음, 1: 보통 - 157 -
3. 저영향개발기술요소적용에따른효과분석 1) 모델의선정 모델의선정기준 도시유역에서강우로인해발생하는지표면및지표하흐름, 배수관망에대한유출량추적, 저류조모의, 오염물질에대한처리등을모의할수있는종합적인모델이여야함. 모델의선정 소규모배수유역에서대규모배수유역까지의적용이가능하며 LID 모듈이추가된 EPA SWMM 5.0.022(2011.05) 모델로선정함. * : 저영향개발기술요소직접모의 * : 저영향개발기술요소간접모의 < 모델별저영향개발기술요소모의현황 > - 158 -
2) 대상유역개요 저영향개발기술요소적용이후의효과분석을위해시범유역을선정 저영향개발기술요소의적용효율이높을것으로판단되는 도심구간을선정함. 부산광역시거제배수분구 면적 0.48 km2, 지목은대지 100% 이며도로, 상업지역, 공동주택, 일반주택등으로구성되어있다. < 시범유역영상자료 > - 159 -
3) 기초자료분석 강우자료 부산기상관측소의최근 10년 (2002 년 1월 1일 ~ 2011 년 12월 31일 ) 간의강수자료 ( 시간강수량 ) 분석. DEM 자료 ArcGIS를이용하여흐름방향, 흐름누적수, 경사, 유역경계정보를 Grid Layer로생성함. 해상도 : 30m 30m < 시범유역강우분석자료 > 토양도 유역내정밀토양도토양통들을농업과학기술원 (2007) 이제시한기준에의해재분류함. < 시범유역 DEM 분석자료 > 토지이용도 대상유역의현황을살펴보기위하여토지이용도는환경부에서제공하는중분류토지피복도를사용하였다. < 시범유역정밀토양도분석자료 > < 시범유역토지피복도분석자료 > - 160 -
4) 저감효과모의 저영향개발기술요소최적위치에따른 SWMM 구축 EPA SWMM 5.0 모델을이용하여저감효과를모의함. SWMM에서제공하는 6개의 LID 기능유형 ( 식생체류지 (Bio Retention), 옥상녹화 (Green Roof), 침투도랑 (Infiltration Trench), 투수성포장 (Porous Pavement), 빗물통 (Rain Barrel)) 을이용함. SWMM 구축을위하여최적위치결정모델을통해산정되어진저영향개발기술요소최적위치의우선순위를바탕으로소배수분구를분할하였음. 저영향개발기술요소적용은현장여건, 비용등의고려로효율적인설계가가능한다기능복합적인설계가가능하도록모의함. <SWMM 모의를위한소배수분구분할 > - 161 -
선정된저영향개발기술요소적용 저영향개발기술요소적용에의한강우유출량과비점오염물질 (BOD, TP) 의저감효과를분석하기위하여강우-유출모델인 SWMM 모델을적용하였고, 불투수면적의비율이높은도시유역인거제배수분구에대한최근 10년간강우유출및수질모의를수행하였음. 저영향개발기술요소의저감효과를분석하기위해서는저영향개발기술요소의적용순위에따라아래와같이적용시나리오를구분하여이에대한강우유출과수질을모의하고기법적용전과비교하였음. 저영향개발기술요소적용순위별분류 지역 영향면적비율 (%) 설치표면적 ( m2 ) 1 순위 72.98 4,576 2 순위 52.44 4,560 3 순위 37.25 3,600 적용한저영향개발기술요소옥상녹화, 유공포장, 빗물통식생체류장치, 유공포장, 빗물통식생수로, 침투도랑, 유공포장 소배수분구별적용한저영향개발기술요소설계값 구분 설치면적 ( ) 영향면적 ( ) % of Impervious Area Treated 식생체류장치 Bio Retention 옥상녹화 Green Roof 침투도랑 Infiltration Trench 80 80 80 2000 설치면적과같음 유공포장 Porous Pavement 영향면적의 10% 빗물통 Rain Barrel 식생수로 Vegetative Swale 16 80 2000 2000 400 2000 유역의불투수면적중처리하고자하는면적의비율 (%) 이때, 저영향개발기술요소가적용된면적은제외 - 162 -
저영향개발기술요소저감효과분석 저영향개발기술요소적용에의한강우유출량과비점오염물질 (BOD, TP) 의저감효과를분석하기위하여강우 - 유출모델인 SWMM 모델을적용하였고, 불투수면적의비율이높은도시 유역인거제배수분구에대한최근 10 년간강우유출및수질 모의를수행하였음. 저영향개발기술요소의저감효과를분석하기위해서는저영향 개발기술요소의적용순위에따라아래와같이적용시나리 오를구분하여이에대한강우유출과수질을모의하고기법 적용전과비교하였음. 저영향개발기술요소적용순위별분류 구분 Case I Case II Case III 저영향개발 기술요소적용 1 순위 1 순위 +2 순위 1 순위 +2 순위 +3 순위 순위 - 163 -
저영향개발기술요소적용전유출특성 10년간발생한 300 mm 이하의강우에대한유출사상별특성을살펴보면유출량은강우량이커질수록선형적으로증가하나유출되는 BOD와 TP 부하량은강우량과상관성이낮고강우량이커지더라도일정량이상은유출되지않는것으로나타났다. 이는강우유출수에의해유출되는비점오염물질의발생부하량은선행무강우기간동안지표면에축적된양으로한정되기때문인것으로사료됨. < 강우유출사상별유출량및유출부하량 > - 164 -
저영향개발기술요소의저감효과 저영향개발기술요소적용시나리오별연간유출량과유출부하량을비교해보면 Case III의경우에유출량및유출부하량이가장적어저영향개발기술요소가많이적용되는만큼저감량이증가함을알수있음. 저영향개발기술요소적용에따른유출량및 BOD와 TP의유출부하량의저감효과를 10년간발생한강우유출사상별로나타내었다 (300 mm 이상의강우량등급제외 ). 여기서강우유출사상별저감효율은저영향개발기술요소적용전유출량 ( 유출부하량 ) 에대한저영향개발기술요소적용후저감량 ( 저감부하량 ) 의비율임. 유출량에대한저감효율은강우량이적을수록높고강우량이커질수록감소하는반면 BOD와 TP에대한저감효율은강우량이적을수록큰변동성을나타내고강우량이커질수록일정한값에수렴하는것으로나타남. 유출량저감효율의경우 ( 저영향개발기술요소적용전 ) 강우량증가에따른유출량증가율이저영향개발기술요소적용에따른저감량의증가율보다크기때문에강우량이커질수록저감효율이감소하는것으로추정됨. - 165 -
저영향개발기술요소의저감효과 ( 계속 ) <LID 기법적용시나리오별연간유출량및유출부하량 > - 166 -
저영향개발기술요소의저감효과 ( 계속 ) a. 유출량저감효율 b. BOD 저감효율 c. TP 저감효율 < 강우유출사상별저감효율 (Case I)> - 167 -
저영향개발기술요소의저감효과 ( 계속 ) a. 유출량저감효율 b. BOD 저감효율 c. TP 저감효율 < 강우유출사상별저감효율 (Case II)> - 168 -
저영향개발기술요소의저감효과 ( 계속 ) a. 유출량저감효율 b. BOD 저감효율 c. TP 저감효율 < 강우유출사상별저감효율 (Case III)> - 169 -
저영향개발기술요소적용시나리오별저감효율 a. 유출량 b. BOD 유출부하량 c. TP 유출부하량 < 저영향개발기술요소적용시나리오별평균저감효율 > - 170 -
5) 효과분석 저영향개발기술요소적용이후의효과분석을위해시범유역을선정 유출량및 BOD와 TP의유출부하량에대한저영향개발기술요소의평균적인저감효과를살펴보기위하여 10년간자료로부터일정강우량 ( 강우등급 ) 이하에대한강우유출사상별저감효율을평균하여시나리오별저감효율을비교하였음. CASE I 보다 CASE III의경우에저감효율이더크게산정되었으며, 이는적용된저영향개발기술요소가많아질수록유출량및유출부하량에대한저감량이증가함을나타내고있음. CASE III과같이저영향개발기술요소를적용하는경우, 5 mm 이하의강우사상이발생한다면평균적으로유출량은약 11.8 %, BOD는약 15.6 %, TP는약 15.9 % 정도저감되며, 30 mm 이하의강우사상이발생한다면유출량은약 8.4 %, BOD는약 17.3 %, TP는약 17.4 % 정도저감되는것으로추정할수있음. 강우사상별저감효율 강우사상기준 5 mm 이하 30 mm 이하 구분유출량 BOD TP 유출량 BOD TP Case I 3.3% 5.6% 5.8% 1.9% 7.2% 7.2% Case II 8.9% 11.3% 11.4% 5.5% 13.2% 13.2% Case III 11.8% 15.6% 15.9% 8.4% 17.3% 17.4% - 171 -
4. 토지이용형태별해외사례 저밀도주거지역적용예 저밀도주거지역은고밀도에비해상대적으로건물이저층이며녹지공간이높은비율로조성되므로빗물통, 옥상녹화, 소형식생체류지등과주차장에유공성포장등을적용하였음. < 저밀도주거지역적용예 > 고밀도주거지역적용예 아파트로대표되는고밀도주거지역은아파트옥상녹화, 주차장투수성포장, 조경부지의식생체류지, 단지내도로가로수나무여과상자등을적용하였음. < 고밀도주거지역적용예 > - 172 -
도로지역적용예 도로요소중버스정류소에적용할수있는기법은버스정류소지붕녹화, 가로수부분나무여과상자, 버스가정차하는구간 ( 고속주행구간제외 ) 에투수성포장, 인도, 보도부분의투수성블록등을고려할수있음. < 도시지역버스정류장적용예 > 도로요소중교차로및로타리등의가로수부분에나무여과상자, 인도, 보도부분의투수성블록, 모서리부분식생체류지, 도로중 앙분리대부분에식생수로, 침투도랑등을고려할수있음. < 도시지역교차로적용예 > - 173 -