LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 2009. 12
제 출 문 환경부장관 귀하 본 보고서를 LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 의 최종보고서로 제출합니다. 2009년 12월 한국환경정책ㆍ평가연구원장
연 구 기 관 한국환경정책ㆍ평가연구원 참 여 연 구 진 연구책임자 최 지 용 한국환경정책 평가연구원 선임연구위원 연 구 원 이 병 국 한국환경정책 평가연구원 선임연구위원 신 현 석 부산대학교 사회환경시스템공학부 교수 김 상 단 부경대학교 환경공학과 조교수 강 두 기 (주) 웸스 대표이사 공학박사 연구보조원 한 대 호 한국환경정책 평가연구원 연구원 장 수 환 한국환경정책 평가연구원 연구원 김 창 덕 한국환경정책 평가연구원 연구원 김 경 호 (주) 웸스 낙동수환경방재기술원 소장 신 동 수 (주) 웸스 낙동수환경방재기술원 연구원 손 태 석 부산대학교 사회환경시스템공학부 박사과정 장 종 경 부산대학교 사회환경시스템공학부 박사과정
< 요 약 문 > 우리나라에서 본격적인 비점오염원관리의 시작은 1995년 비점오염원 전국조사 를 통해 총 수질오염원 중 비점오염원 기여율이 밝혀진 이후, 1998년 한강대책을 필두로 4대강 물관리종합대책 을 마련하면서이다. 4대강 물관리종합대책 에서는 비점오염원이 오염부하량(BOD 기준)의 22~37% 정도를 차지하고 있으며 매년 증가 하여, 팔당 상수원의 경우 2020년에는 50% 이상까지 증가할 것으로 전망하였다. 이 에 정부에서는 비점오염원 관리를 보다 적극적으로 추진하기 위해 2004년 4대강 비점오염원 관리종합대책(2004~2020년) 을 수립하였다. 4대강 비점오염원 관리종합대책은 비점오염원 관리제도 정립을 위한 기본 방침, 국토개발 등 각종 사업 추진시 비점오염원 관리, 4대강 물관리종합대책의 추진 강 화를 위한 보완 등 비점오염원관리 종합계획으로서의 성격을 가지고 있다. 동 대책 은 3단계로 나누어 추진되는데 1단계에서는 저감시설 위주로 시범사업을 추진하고, 2단계에서는 수계별 대표 소유역 단위 비점오염원 종합관리사업을 추진하여 지자체 기술이전을 위한 토대를 구축한 후, 3단계부터는 지자체 중심으로 하되 대상지역을 전국으로 확대하도록 계획되어 있다. 이에 환경부에서는 비점오염원관리 대책을 효 율적으로 추진하기 위해 비점오염원 저감시설 시범사업 추진과 더불어, 2006년과 2007년에 각각 비점오염원 설치신고제도 와 비점오염원 관리지역지정제도 를 도입 하였다. 비점오염원 설치신고제도가 도입된 이후 2008년 6월 현재 총 322개 개발사업 및 사업장에서 비점오염원 설치신고를 하였다. 그리고 비점오염원 저감을 위한 시범사 업도 한강 등 4대강에 대해 실시하여 오염원 저감과 관리 및 모니터링을 위한 지속 적인 기술 자료를 구축하고 있다. 그러나, 비점오염원 저감시설 중 장치형 시설의 유지관리 및 효율에 대한 문제점 등이 부각되었고 비점오염원 관리에 있어 자연친화적인 관리방안에 대한 조사연구 필요성이 증대되었다. 특히 최근 들어 물순환에 대한 중요성의 부각과 더불어 비점 오염원과 강우유출수를 동시에 관리할 수 있는 방안에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 현재 수행되고 있는 비점오염원 관리대책에 대한 수행실태 분석을 바탕으로 최근 경제적이고 효율적인 빗물 및 비점오염원 관리방안인 LID(Low Impact Development)기법에 대한 조사 분석을 통하여 비점오염원 저감과 물순환 개선을 위한 LID 기법의 도입방안을 검토하였다. 본 연구는 현재 수행하고 있는 개별 비점오염원 저감대책을 분석평가하고 근래부 터 물순환 등 빗물관리를 위한 효율적 수단으로 적용되고 있는 LID 기법을 고찰하 - i -
여 비점관리 효율성 제고를 위한 적용 방안을 모색하기 위해 수행되었다. 이를 위 한 주요 연구범위로는 기존의 비점오염원 관리제도와 대책 등에 대한 분석과 더불 어 LID 기법에 대한 국내외 사례조사를 바탕으로 LID 기법을 활용한 토지이용별 적용 가능한 비점오염원 관리방안, LID 기법 적용과 관련한 국내 법률 및 제도개선 방안과 관련 표준 설계(안) 및 지침서 마련 등을 포함하였다. 세부 과업내용으로는 비점오염원 설치신고제도 등 국내 비점관리대책 검토; LID 기법에 대한 사례 및 설계기법, 유지관리 방안, 장단점, 수량 및 수질 저감효과, 비 용 등에 대한 자료 분석; 고밀도 도시지역, 주거지역, 도로 등 토지이용별로 적용 가능한 비점오염원 관리방안; 도시, 도로 등에 LID 기법을 적용하기 위한 기본원칙, 설계방안, 세부 적용기준 등 LID 기법을 활용하기 위한 토지이용별 적용 가능한 비 점오염원관리방안 마련; LID 기법 적용을 위한 관련 법률 및 제도에 대한 개선방안 등이 있다. 이어 LID 기법적용이 용이한 지역을 선정 및 LID 기법 적용 전후의 효 과 등에 대한 비교 분석과 주요 지역에 대한 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 방안 마련 등이 있다. 연구는 4개 단계로 추진되는데 1단계에서는 LID 기법을 적용한 국내외 사례 및 자료를 조사하여 시사점과 국내 적용가능성을 도출하고, LID 기법 적용과 관련된 국내 법률과 제도조사 등을 바탕으로 제도적인 문제점 등을 분석하여 개선방안을 마련하고 하였다. 2단계에서는 1단계의 성과물을 토대로, 토지이용별로 적용 가능한 LID 기법을 목록화하고 위의 기법을 비점오염원관리방안으로 활용하는 방안을 제 안하고, 3단계에서는 LID 기법 관련 표준설계방안 및 관련 지침서를 마련하였다. 마지막으로 4단계에서는 LID 기법 적용을 위한 주요 시범지역을 선정하고 LID 기 법을 적용한 효과를 분석하여 LID 기법 확산을 위한 중장기 계획 수립과 재원 확 보 방안 등 재정 계획을 제안하였다. 본 연구를 통해 비점오염원 관리를 위한 LID 기법 활용에 대한 연구결과를 정리 하면 다음과 같다. LID 기법은 미국의 PGDER(Prince George's County, Maryland Department of Environmental Resources)에 의해 개발된 생태저류셀(bio-retention cell)이 Prince George's County에 적용되면서 시작되었다. 생태저류셀에서 시작한 LID 기법은 저영향개발 기술과 자원보호프로그램을 전방 위적으로 통합하는 방향으로 이어졌다. 1998년 미국에서 지방정부수준에서 LID 기 법 매뉴얼이 처음 발간되었고, 2000년에는 국가차원의 매뉴얼로 발전되어 출판되었 다. 2002년 LID 센터에서는 LID 기법이 도시지역 문제 개선의 길잡이 역할을 할 수 있는가에 대해 타당성조사를 실시하였다. 포틀랜드, 오리건 등의 많은 지자체에 - ii -
서 LID기법을 도시자원보호 프로그램과 통합하여 적용하고 있다. 미국에서도 아직 LID개념과 기법은 많은 계획가들에게 생소한 분야이며 유럽에서도 이제 이의 중요 성을 확인하고 이를 확산시키려는 노력이 이루어지고 있는 중이다. 특히, 토지이용 과 유역의 물환경 사이의 상관관계가 밝혀지면서, 효율적 물환경관리를 위해서는 유역내 토지관리의 중요성이 부각되고 있으며 토지를 친환경적으로 관리하기 위해 서는 토지이용 계획시부터 물의 흐름 등을 고려하여 물순환과 비점오염원관리를 고 려한 저영향개발계획(Low Impact Development; LID)을 수립하는 것이 필요하다. LID는 원천적으로 오염발생을 저감할 수 있도록 도우며, 또 이미 수질오염에 기 여하고 있는 오염원도 각종 LID기법을 통해 제어할 수 있게 한다. 따라서 유역의 건전한 물순환 체계를 회복하여 지표유출을 줄이고, 이로 인해 강우시 유출되는 비 점오염원을 저감하기 위한 LID기법의 도입이 필요하다. LID의 목적은 해당 지역의 수문 및 수리기능을 유지하거나 회복시키는 것이며, 개발이 수환경에 미치는 영향을 감소시키는 기법이다. 기존의 각종 개발행위는 유 출수의 양과 비점오염원 유출을 증가시킴에 비해, LID 기법 도입은 사전예방과 자 연의 회복능력을 최대한 활용해 효율적으로 유역의 물순환 회복 및 비점오염원을 관리 한다. 본 연구에서 제안한 LID기법을 활용한 자연형 비점오염원 저감방안은 비점오염원관리 정책과 부합하고 물환경정책 목표 달성에도 기여할 수 있는 방안이 다. LID는 생물학적 저류, 습지, 식재된 지붕, 빗물통 및 투수성의 도로와 같은 기법 들을 이용해 빗물유출을 줄임과 동시 비점오염원과 침식을 감소시킨다. 그리고 LID 기법은 빗물이 내리는 지점에서 가능한 가까운 지점에서 토양으로 침투하게 하는 분산형 관리를 통해 빗물이 집중되어 유출이 발생되지 않도록 하여 개발전 수문학 적 순환시스템을 유지토록 한다. 이것은 물을 불투수면(수로, 관, 포장된 배수로)으 로부터 중앙의 저류 및 처리 장치로 가능한 빨리 이동하도록 하는 기존의 빗물관리 접근법과는 다른 발상이다. LID기법은 새롭고 혁신적인 빗물관리기법이며, 기존의 빗물 및 비점관리 기술에서 부족했던 경제적ㆍ환경적 이익을 지닌 접근법이다. LID 기법이 관거와 각종 도시기반시설을 더 적게 요구하는 부분 때문에, 기존의 시스템 보다 경제적으로 빗물 유출수 및 비점오염 관리목표를 달성할 수 있다. 또한 유지 관리에 있어서도 기존의 구조물에 의한 접근법보다 낮은 비용으로 인해 시설의 전 생애주기 평가에서도 효과적임이 증명되고 있다. 뿐만 아니라 LID기법은 오픈스페 이스 제공, 재산 가치증가, 공공 건강 보호 등의 향상과 하류 범람, 자동차 교통량 및 연료 소비 등의 감소로 지역의 서식지 보호, 침식 방지, 지역사회의 삶의 질 개 선 등의 추가적인 이점도 있다. 이와 같이 LID 기법의 적용은 비점오염원 저감과 동시에 하수의 범람과 강우 유출수의 유출을 줄이고, 여타 다른 많은 환경적 경제 - iii -
적 편익을 제공하고 있으며 그 내용은 다음과 같다. 수질개선 : 녹지 공간은 강우 유출수의 범람을 막고 합류식 하수 시설에서 합류 된 오수와 빗물의 범람을 줄인다. 수자원공급량 확대 : 대부분의 녹지 및 침투지는 강우 유출수가 토양속으로 침 투하는 것을 가능하게 하여 지하수와 수계의 수자원이 보충되도록 한다. 이로써 인 간과 안정적인 수중 생태시스템을 위한 수자원의 공급이 가능하게 된다. 대기 개선 : 나무와 풀은 대기오염 물질을 걸러 대기질을 개선시키며, 호흡기 질 환의 발생을 감소시킨다. 도심열섬현상 감소 : 도심 지역의 기온은 주변 교외 지역과 비교해서 평균 10 이 상 높을 수 있다. LID 기법이 적용된 도시의 녹지공간은 열 흡수 물질을 감소시키 고 수증기를 방출하여 더운 공기를 식히는 작용을 한다. 에너지 효율 증가 : 빌딩 옥상 또는 주변에 녹지 공간이 있을 경우, 건물 기온의 변동폭을 줄이게 되는데, 이는 난방과 냉방에 드는 에너지의 수요를 줄이게 된다. 지역가치 제고 : 녹지지역은 도심 지역의 심미적 가치를 증진시키고 지역에 활 기를 불어 넣어 준다. 연구 결과들은 녹지가 조성된 지역은 지가도 더 높다는 것을 보여주고 있다. 도시유지비용 절감 : LID 방식을 채택하면 중앙 집중식 강우 유출수 저류시설, 유출수 처리 시설을 조작하고 유지하기 위한 비용과 펌프, 파이프 그리고 다른 여 타 기반 시설에 들어가는 자본 비용을 아낄 수 있다. 그리고 펌프시설에 공급되는 에너지 비용, 장마철 동안의 강우 처리 비용, 강우 유출수와 하수 오염으로 인해 입 은 수질오염피해, 홍수복구 등을 위한 비용 등도 줄일 수 있다. LID 기겁을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안을 마련하기 위한 정책적 건의 사항은 다음과 같이 제안할 수 있다. LID기법은 물순환과 비점저감을 위한 전형적인 사전예방적 토지이용방안이다. LID기법은 지표유출을 감소시키고 강우유출수에 함유한 오염물질을 여과, 침투를 통해 저감하고 지하수충전율을 높여 유역의 물순환을 안정화 한다. LID기법은 대규 모 빗물관리시설을 통해 유출을 관리하거나 관로나 수로를 통해 유출수를 집수하여 관리하는 방식에서 탈피해, 발생지점에 유출수를 관리하고 분산시키는 분산식 방식 을 따른다. LID기법은 소유역단위, 분산식 관리기술로 단지설계 기법들과 결합될 수 있고, 건축물, 기반시설 및 조경설계에도 통합될 수 있다. LID기법은 다양한 빗 물유출수 관리기법을 포함하고 있기 때문에, 설계시 각종 시설규제, 자원보호, 단지 의 제약점들을 모두 고려할 수 있으며 신규개발사업 뿐만 아니라 기존 도시의 개선 사업 등에도 적용될 수 있다. 유역 관리의 중요한 목표는 유역의 환경적 건전성을 - iv -
유지하기 위해 유역의 토지이용 및 개발을 적정한 수준으로 관리하는 것이다. 따라 서 종합적인 시각으로 유역에 대한 LID를 기반으로 하는 사전예방적 토지이용계획 이 수립된다면, 각 유역관리 부문이 유기적으로 통합되어 환경친화적이며 효율적인 유역관리가 실현될 것이다. 어느 도시에서나 비점오염원 관리와 강우유출수 관리를 위해 다양한 LID 기법을 그 도시의 여건에 적합한 기법을 적용할 수 있다. 강우유출수를 침투, 증발 혹은 재 활용될 수 있게 하는 것은 비점오염원 유출저감을 가져옴과 동시에 도시의 하수시 설의 범람을 줄이고, 유역의 자연 상태 물순환을 회복시켜주며, 도심과 교외 유역의 생태도 재건될 수 있게 한다. LID기법은 도심이나 교외에 토양과 녹지가 있기만 하 면, 어느 곳에서나 활용될 수 있다. LID기법은 또한 강우 유출수가 토양과 녹지에 의해 자연 흡수되거나 제거되는 것을 가능하게 하고 또 재사용되거나, 지하수 혹은 지표수로서 다시 흐르게끔 하는 것을 가능하게 한다. LID기법을 기반으로 하는 BMPs 조성이 합류식 분류식 하 수관거의 범람을 줄이고 강우 유출수로 인한 오염을 저감하는데 도움을 준다. 특히 우리나라의 많은 도시들은 하수시스템 개선을 위해 합류식 관거를 분류식으로 바꾸 고, 하수 처리 혹은 저류 용량을 늘리거나 손상된 하수도관을 정비함으로써 하수의 누출을 막고자 하고 있다. 이러한 하수도관 펌프 유수지 등 환경기초시설 확충 을 통한 방법은 많은 비용을 필요로 한다. 따라서 기존의 환경기초시설의 이용과 더불어 도시의 자연자원인 토양과 식물을 사용한 다양한 LID기법에 바탕을 둔 관 리방안에도 관심을 가져야 한다. 즉, 강우 유출수로 인한 비점오염원 유출저감과 빗 물유출수가 합류식 분류식 하수관거로 흘러 들어가는 것을 막는데 있어, 기존의 중앙집중식 시설방식과 함께 혹은 이를 대체하여 LID기법을 이용한다면 비용 효과 적이면서 환경친화적인 접근 방식이 될 수 있다. 따라서 정부는 각종 도시 및 환경 관련 지침과 평가에서 다음 사항을 제시하여 LID기법의 보급을 촉진토록 하여야 한다. 중앙정부의 각종 개발 및 환경관련법에 LID 기법 적용 원칙을 천명하고 관련된 하부 지침과 기준 등을 개선하여야 한다. LID는 지역여건에 매우 좌우되므로 획일적인 규정보다는 지자체가 스스로 여건 에 적합한 지침을 제정하여 적용토록 유도하여야 한다. LID 기법 적용 확대를 위해 정부는 단기적으로 시범사업을 추진하여 LID 기법의 경제성 등을 확인하고 그 결과를 바탕으로 전국 확산을 위한 예산을 반영해야 한 다. 신도시와 기존도시에 대해 각각 시범도시를 지정하여 도시개조 사업을 추진하고 적극적인 LID 기법 정착과 확대를 위해 지원을 하여야 한다. - v -
지역의 자연적 여건에 비추어 LID기법 적용이 비점오염원 유출저감과 하수관거 범람을 막는데 효율적이면서 실행 가능한 방안으로 판명될 경우 해당 지방 자치 단 체에서는 LID기법을 적극 채택토록 하여야 한다. 지방자치단체는 LID기법을 통해 합류식 분류식 하수관거 범람과 비점오염원과 강우유출수 방출량을 얼마나 줄이고 있는지를 확인할 수 있도록 모니터링 하여야 한다. 지방자치단체는 LID기법을 이용함으로써 얻는 경제적 환경적 편익과 정량적 전 주기 비용을 비교해 지역특성에 적합한 LID기법 적용을 촉진 하여야 한다. LID기법 확대를 위해 국가차원, 지방정부 차원의 연구를 추진하고, 그 효과와 각 종 편익 등을 제시하는 등 적극 홍보하여야 한다. - vi -
< 목 차 > 제1장 서 론 1 1-1. 연구의 필요성과 목적 1 1-2. 연구의 범위 및 방법 2 제2 장 LID 기법 의 특성 및 적 용실태 5 2-1. L I D 기 법 의 특 성 5 1. LID 기법의 정의 및 등장배경 6 2. LID 기법의 특성 7 2-2. L I D 기 법 의 적 용 실 태 2 7 1. 국내 2 7 2. 국외사례 4 1 제3장 LID 기법 을 활용한 비점오염원 관리 6 3 3-1. 기존의 비점오염원 관리수단 및 시사점 6 3 1. 기존 비점오염원 관리 수단 6 3 2. 정책분석 및 시사점 7 1 3-2. LID 기법을 이용한 토지이용별 비점관리방 안 9 3 1. 비점오염원 관리를 위한 LID 기법의 기본 원칙 과 적 용기준 9 3 2. 토지이용계획 단계에서의 LID 기법 적용 9 8 3. LID 기법의 요소기술 1 0 6 3-3. 경제성 평가에 의한 LID 기법 적용확대 전략 1 1 4 1. 개발사업평가 기술 1 1 4 2. LID 기법 적용사업 사례 1 1 7 3. LID 기법의 장단점 1 2 0 4. 시사점 1 2 5 3-4. LID 기법 적용을 위한 제도개선 방안 1 2 6 1. LID 기법적용 관련 국내제도 검토 1 2 6 2. LID 기법적용 관련 국외제도 검토 1 4 0 3. LID 기법적용을 위한 제도개선방안 1 6 0
제4 장 LID 기법 의 구 체적 적 용방 안 17 7 4-1. LID 기법의 세부적용방안 1 7 7 1. LID 기법적용을 위한 절차 1 7 7 2. LID 기법 기술요소의 선택 방법 1 8 0 3. 토지이용별 LID 기법의 세부적용방안 1 8 7 4-2. 비점오염저감을 위한 LID 기법에 대한 지침서 마련 2 0 6 1. 생태저류시설 2 0 6 2. 생태저류셀 2 0 9 3. 식생사면 2 1 3 4. 식생습지 2 1 7 5. 옥상녹화 2 2 0 6. 나무화분 여과장치 2 2 4 7. 집수정 2 2 7 8. 건식 우물 2 2 9 9. 여과 장치 2 3 1 10. 홈통 필터 2 3 4 11. 도로청소 2 3 7 12. 모래 여과장치 2 3 9 13. 수질정화습지 2 4 3 14. 침투도랑 2 4 7 15. 투수성포장 2 4 9 16. 단절 2 5 3 17. 흐름 분배기 2 5 5 18. 유역 최소화 2 5 8 19. 집중시간 2 6 0 20. 토양 개량 2 6 3 21. 조경기술 2 6 6 22. 식물재배 화분 2 6 9 23. 재조림 2 7 2 24. 빗물통 2 7 5 25. 오염 예방 2 8 0 4-3. 사례지역에서의 적용사례 2 8 2 1. 기존지역 2 8 2 2. 신규지역 2 9 1
제5장 결론 및 정 책 건 의 2 9 7 5-1. 결 론 2 9 7 5-2. 정책건의 2 9 8 참 고 문 헌 30 1
< 표 목 차 > <표 2-1> 생물학적 저류시설의 깊이에 따른 오염 제거율 1 3 <표 2-2> 빗물처리 실험의 오 염 제 거 능 비 교 1 3 <표 2-3> 포장면에 따른 침투효율 1 9 <표 2-4> 빗물유출수의 평균 오염물 농도 2 0 <표 2-5> 식생지붕 유지관리시 고려할 사항 2 4 <표 3-1> 개발부문 추진과제 6 4 <표 3-2> 도시부문 추진과제 6 6 <표 3-3> 도로부문 추진과제 6 8 <표 3-4> 하천부문 추진과제 6 9 <표 3-5> 비점오염원 관리대 상 주요사업장 단계별 확대방안 7 3 <표 3-6 > 비점오염원 설치신고 대상사업 7 5 <표 3-7 > 비점오염원 설치신고건수 및 담당자 의견 7 7 <표 3-8 > 비점오염원 저감시설 설치현황 8 5 <표 3-9> 시설설치 적정성 평가(개소/총개소) 8 6 <표 3-10> 국고지원 장치형 시설 8 8 <표 3-11> 인공습지 처리효율 8 9 <표 3-12> 하천정화시설 운영실태 9 0 <표 3-13> 오염원 설치신고사업장 점검 결과 91 <표 3-14> 격자 및 곡선형 도로의 장단점 1 0 0 <표 3-15> 프로젝트 생애주기 단계에서 전형적인 비용 구성요소 1 1 7 <표 3-16> 포괄적인 비용 측정표 1 1 9 <표 3-17> LID 기법 적용시 편익 1 2 3 <표 3-18> 지목별 토지이용구조 변화 1 3 2 <표 3-19> 관련법에서의 빗물관리내용 1 3 4 <표 3-20> 관련지침에서의 빗물관리내용 1 3 4 <표 3-21> 빗물관리시설 관련자료 비교 1 3 6 <표 3-22> 장소별 적용 가능한 빗물침투시설 1 3 8 <표 3-23> 남양주시 물관리 및 물순환 기본조례안 주요내용 138 <표 3-24> 수원시 물순환 관리에 관한 조례 1 3 9 <표 3-25> 토지이용별 smartcode 지표 1 5 5 <표 3-26> 캔사스주 smartcode 지표 157 <표 3-27> 텍사스주 smartcode 지표 1 6 0
<표 3-28> 검토한 물순환 관련법 및 제도 1 6 4 <표 4-1> LID 기법 기술의 수문 순환요소 1 7 9 <표 4-2> LID-BMP 카 테 고 리 1 7 9 <표 4-3> LID 기법 별 비점오염원 제거 율 1 8 0 <표 4-4> LID 기술의 일반적인 적용대상지 1 8 2 <표 4-5> 토지이용별 LID 기법의 적용성 정도 1 8 7 <표 4-6> 생태저류시설 비용요소 구성 2 0 8 <표 4-7> 생태저류시설의 연간 요구 비용 2 0 8 <표 4-8> 생태저류셀의 비용요소 구성 2 1 1 <표 4-9> 생태저류셀의 연간 요구 비용 2 1 2 <표 4-10> 식생사면 비용요소 구성 2 1 4 <표 4-11> 생태학적 혼합의 구성요소 2 1 5 <표 4-12> 식생사면의 연간 요구 비용 2 1 5 <표 4-13> 식생습지 비용요소 구성 2 1 9 <표 4-14> 식생습지 연간 요구 비용 2 1 9 <표 4-15> 옥상녹화 연간 요구 비용 2 2 2 <표 4-16> 나무화분 여과장치의 오염물질에 따른 예상 제거량 2 2 4 <표 4-17> 나무화분 여과장치의 연간 요구 비용 2 2 5 <표 4-18> 집수정의 연간 요구 비용 2 2 8 <표 4-19> 건식우물 비용요소 구성 2 3 0 <표 4-20> 건식우물의 연간 요구 비용 2 3 1 <표 4-21> 여과장치의 연간 요구 비용 2 3 3 <표 4-22> 홈통 필터의 비용 구성요소 2 3 5 <표 4-23> 홈통필터의 연간 요구 비용 2 3 6 <표 4-24> 도로청소의 연간 요구 비용 2 3 8 <표 4-25> 모래 여과장치의 오염물질에 따른 제거율 2 4 0 <표 4-26> 모래 여과장치 종류에 따른 배수구역 크기 2 4 1 <표 4-27> 모래 여과장치의 비용요소 구성 2 4 2 <표 4-28> 모래 여과장치 종류별 예상 가격 2 4 2 <표 4-29> 수질정화습지의 요소와 예상 가격 2 4 5 <표 4-30> 수질정화습지의 연간 요구 비용 2 4 6 <표 4-31> 침투 도랑의 비용요소 구성 2 4 8 <표 4-32> 침투 도랑의 연간 요구 비용 2 4 8 <표 4-33> 투수성 포장 구성과 예상 비용 2 5 1 <표 4-34> 투수성 포장의 연간 요구 비용 2 5 2
<표 4-35> 흐름 분배기의 항목과 예상 비용 2 5 7 <표 4-36> 흐름 분배기의 연간 요구 비용 2 5 7 <표 4-37> 집중시간 감소 2 6 2 <표 4-38> 토양 개량의 연간 요구 비용 2 6 4 <표 4-39> 토양 개량의 항목과 예상 단위 가격 2 6 4 <표 4-40> 조경 기술의 항목과 예상 비용 2 6 8 <표 4-41> 조경 기술의 연간 요구 비용 2 6 8 <표 4-42> 식물재배화분의 구성 요소 비용 2 7 1 <표 4-43> 식물재배화분의 연간 요구 비용 2 7 1 <표 4-44> 재조림의 항목과 예상 가격 2 7 3 <표 4-45> 재심기의 연간 요구 비용 2 7 4 <표 4-46> RWCS를 위한 항목과 비용 2 7 7 <표 4-47> 제조된 물탱크의 가격과 저장 용량에 따른 재료 사용 2 7 8 <표 4-48> 빗물통의 연간 요구 비용 2 7 8 <표 4-49> 물탱크의 연간 요구 비용 2 7 9 <표 4-50> 오염 예방의 연간 요구 비용 2 8 1 <표 4-51> 저류지에서의 월류발생 조건과 월류량 2 8 7 <표 4-52> 대상사업지역 내 LID 요소기술 저감효율 2 9 1 <표 4-53> 대상사업지역 내 LID 요소기술 비용분석 2 9 1 <표 4-54> 대상사업지역 내 LID 요소기술 저감효율 2 9 6 <표 4-55> 대상사업지역 내 LID 요소기술 비용분석 2 9 6
<그림 목 차 > <그림 1-1> 연구의 흐름도 3 <그림 2-1> LID 기법의 핵심요소 6 <그림 2-2> 물의 수집, 전달, 저장 및 재활용 구상 3 6 <그림 2-3> 판교신도시의 결합형 물순환 시스템 3 7 <그림 2-4> 파주운정신도시 물순환체계 구상 3 9 <그림 2-5> 한국형 물순환시스템(3-Mul System) 4 0 <그림 2-6> 물순환망 계통도 4 1 <그림 2-7> 저영향 개발기법(LID) 적용전후 비교 5 7 <그림 2-8> BSD/LID 적용전(왼쪽)과 후(오른쪽)의 주거지 설계 사례 58 <그림 2-9> 주거지 설계방식에 따른 질소/인 부하량 비교 5 8 <그림 2-10> BSD/LID 적용 전(왼쪽)과 후(오른쪽)의 상업지역 설계 사례 59 <그림 2-11> 상업지역 설계방식에 따른 질소/인 부하량 비교 5 9 <그림 2-12> 일본 요코하마시의 유수지 6 0 <그림 2-13> 빗물수유출억제의 모식도(나고야시) 6 0 <그림 2-14> 독일 길젠키르헨 주거단지의 빗물집수시설 6 1 <그림 3-1> LID 기법을 적용한 설계과정 9 6 <그림 3-2> LID 기법의 요소기술 사례 1 1 3 <그림 3-3> 각종 개발사업의 일반적인 생애주기 1 1 4 <그림 3-4> 토지이용계획 관련 법제 체계도 1 2 8 < 그 림 4-1 > L I D 기 법 적 용 절 차 1 7 8 <그림 4-2> BMP의 선택 과정[1-3]단계 1 8 1 <그림 4-3> BMP의 선택 과정[4단계] 1 8 2 <그림 4-4> BMP의 선택 과정[5-8단계] 1 8 3 <그림 4-5> Rain Garden/Bioretention Cell 설계의 예[1-4단계] 1 8 4 <그림 4-6> Rain Garden/Bioretention Cell 설계의 예[5-7단계] 1 8 5 <그림 4-7> Rain Garden/Bioretention Cell 설계의 예[7-8단계] 1 8 6 <그림 4-8> 생태저류셀 예(포틀랜드 아파트 정원) 1 8 8 <그림 4-9> 고밀도 주거지역의 생태저류셀 예 1 8 8 <그림 4-10> 고밀도 주거지역 식생체류 장치도면 예 1 9 0 <그림 4-11> 고밀도 지역의 투수성 포장의 예 1 9 2 <그림 4-12> 투수성 포장 도면 예 1 9 3 <그림 4-13> 저밀도 주거지역의 생태저류셀 예 1 9 5
<그림 4-14> 저밀도 주거지역의 투수성 포장 예 1 9 5 <그림 4-15> 일반 주거지역의 LID 기법 적용 도입 예 1 9 6 <그림 4-16> 단독 주택의 식생 지붕 예 1 9 8 <그림 4-17> 단독 주택 지역 빗물통 예 1 9 9 <그림 4-18> 단독 주택에서 토양 개량의 예 2 0 1 <그림 4-19> 단독 주택지역에서 나무화분여과장치 예 2 0 2 <그림 4-20> 상업/공업/공공 지역 투수성 포장의 예 2 0 2 <그림 4-21> 상업/공업/공공 지역 투수성 포장 도면 예 2 0 3 <그림 4-22> 상업/공업/공공 지역에서 식생 지붕 예 2 0 3 <그림 4-23> 상업/공업/공공 지역에서 식생 지붕 도면 예 2 0 4 <그림 4-24> 도로/주차장에서 생태저류셀 예 2 0 4 <그림 4-25> 도로/주차장의 생태저류셀 도면 예 2 0 5 <그림 4-26> 도로/주차장의 투수성 포장 예 2 0 5 <그림 4-27> 도로/주차장의 투수성 포장 도면 예 2 0 6 <그림 4-28> 생태저류시설의 예 2 0 9 <그림 4-29> 생태저류셀의 예 2 1 2 <그림 4-30> 식생사면의 단면 2 1 6 <그림 4-31> 고속도로 중앙의 식생사면의 예 2 1 7 <그림 4-32> 식생습지 2 2 0 <그림 4-33> 대규모 옥상녹화 단면 2 2 3 <그림 4-34> 볼티모어의 대규모 옥상녹화 2 2 3 <그림 4-35> 나무화분 여과장치의 개요 2 2 6 <그림 4-36> 펜타곤 나무화분 여과장치 2 2 7 <그림 4-37> 협잡물 방지망 2 2 9 <그림 4-38> 건식우물 단면 2 3 1 < 그 림 4-3 9 > 여 과 장 치 2 3 4 <그림 4-40> 홈통필터 단면 2 3 6 <그림 4-41> 도로청소기구 2 3 9 <그림 4-42> 각각 모래와 자갈필터의 표면 2 4 3 <그림 4-43> 수질정화습지 2 4 7 <그림 4-44> 침투도랑 개요 2 4 9 <그림 4-45> 투수성 포장 단면 2 5 3 <그림 4-46> 포장도로 배수유형 2 5 3 <그림 4-47> 식생지역으로의 빗물배출 홈통 단절 2 5 5 <그림 4-48> Austin모래필터를 위해 사용되는 흐름 분배기의 예 2 5 8
<그림 4-49> 유역과 불투수성 지역의 최소화의 예시 2 6 0 <그림 4-50> 개량되고 있는 남쪽 메릴랜드 산림 2 6 5 <그림 4-51> 알렉산드리아 본부 도서관의 생태저류셀 지역 2 6 9 <그림 4-52> 식물재배화분 2 7 2 <그림 4-53> 씨를 심는 단계 2 7 5 < 그 림 4-5 4 > 빗 물 통 2 7 9 <그림 4-55> 물탱크 2 7 9 <그림 4-56> 봉쇄패드를 씻는 차량의 예 2 8 2 <그림 4-57> 광양국가산업단지 현황 2 8 3 <그림 4-58> 대상지역 수문분석 2 8 4 <그림 4-59> 대상지역 유출현황 분석 2 8 5 <그림 4-60> 모형을 이용한 설계홍수량 산정 2 8 5 <그림 4-61> 저류지 수위의 시간적인 거동 2 8 6 <그림 4-62> 트리박스필터 적용위치 선정 2 8 9 <그림 4-63> 빗물통 적용위치 선정 2 9 0 <그림 4-64> 투수성포장 적용위치 선정 2 9 0 <그림 4-65> 광양국가산업단지 현황 2 9 2 <그림 4-66> 대상지역 수문분석 2 9 3 <그림 4-67> 대상지역의 Layout 수집 2 93 <그림 4-68> 대상지역의 유출현황 분석 2 9 4 <그림 4-69> 모형을 이용한 설계홍수량 산정 2 9 4 <그림 4-70> 투수성포장 적용위치 선정 2 9 5
제1장 서론 제1장 서 론 1-1. 연구의 필요성과 목적 정부에서는 1995년 실시한 비점오염원 전국조사 에서 총 수질오염원 중 비점오 염원 기여율을 밝힌 후, 1998년 한강대책을 필두로 4대강 물관리종합대책 에서 비 점오염원관리를 시작하였다. 4대강 물관리종합대책 에서는 비점오염원이 오염부하 량(BOD 기준)의 22~37% 정도를 차지하고 있으며 매년 증가하여, 팔당 상수원의 경우 2020년에는 50% 이상까지 증가할 것으로 전망하였다. 이에 정부에서는 비점오 염원 관리를 보다 적극적으로 추진하기 위해 2004년 4대강 비점오염원 관리종합대 책(2004~2020년) 을 수립하였다. 동 대책은 비점오염원 관리제도 정립을 위한 기본 방침, 국토개발 등 각종 사업 추진시 비점오염원 관리, 4대강 물관리종합대책의 추진 강화를 위한 보완 등 비점 오염원관리 종합계획으로서의 성격을 가지고 있다. 동 대책은 3단계로 나누어 추진 되는데 1단계에서는 저감시설 위주로 시범사업을 추진하고, 2단계에서는 수계별 대 표 소유역 단위 비점오염원 종합관리사업을 추진하여 지자체 기술이전을 위한 토대 를 구축한 후, 3단계부터는 지자체 중심으로 하되 대상지역을 전국으로 확대하도록 계획되어 있다. 이에 환경부에서는 비점오염원관리 대책을 효율적으로 추진하기 위 해 비점오염원 저감시설 시범사업 추진과 더불어, 2006년과 2007년에 각각 비점오 염원 설치신고제도 와 비점오염원 관리지역지정제도 를 도입하였다. 비점오염원 설치신고제도가 도입된 이후 2008년 6월 현재 총 322개 개발사업 및 사업장에서 비점오염원 설치신고를 하였다. 그리고 비점오염원 저감을 위한 시범사 업도 한강 등 4대강에 대해 실시하여 오염원 저감과 관리 및 모니터링을 위한 지속 적인 기술자료를 구축하고 있다. 그러나, 비점오염원 저감시설 중 장치형 시설의 유 지관리 및 효율에 대한 문제점 등이 부각되었고 비점오염원 관리에 있어 자연친화 적인 관리방안에 대한 조사연구 필요성이 증대되었다. 특히 최근 들어 물순환에 대 한 중요성의 부각과 더불어 비점오염원과 강우유출수를 동시에 관리할 수 있는 방 안에 대한 관심이 증가하고 있다. 이에 본 연구에서는 현재 수행되고 있는 비점오 염원 관리대책에 대한 수행실태 분석을 바탕으로 최근 경제적이고 효율적인 빗물 및 비점오염원 관리방안인 LID(Low Impact Development)기법에 대한 조사 분석을 통하여 비점오염원 저감과 물순환 개선을 위한 LID 기법의 도입방안을 검토하고자 한다. - 1 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 1-2. 연구의 범위 및 방법 본 연구는 현재 수행하고 있는 개별 비점오염원 저감대책을 분석평가하고 근래부 터 물순환 등 빗물관리를 위한 효율적 수단으로 적용되고 있는 LID 기법을 고찰하 여 비점관리 효율성 제고를 위한 적용 방안을 모색하기 위해 수행되었다. 이를 위 한 주요 연구범위로는 기존의 비점오염원 관리제도와 대책 등에 대한 분석과 더불 어 LID 기법에 대한 국내외 사례조사를 바탕으로 LID 기법을 활용한 토지이용별 적용 가능한 비점오염원 관리방안, LID 기법 적용과 관련한 국내 법률 및 제도개선 방안과 관련 표준 설계(안) 및 지침서 마련 등이 포함된다. 세부 과업내용으로는 비점오염원 설치신고제도 등 국내 비점관리대책 검토; LID 기법에 대한 사례 및 설계기법, 유지관리 방안, 장단점, 수량 및 수질 저감효과, 비 용 등에 대한 자료 분석; 고밀도 도시지역, 주거지역, 도로 등 토지이용별로 적용 가능한 비점오염원 관리방안; 도시, 도로 등에 LID 기법을 적용하기 위한 기본원칙, 설계방안, 세부 적용기준 등 LID 기법을 활용하기 위한 토지이용별 적용 가능한 비 점오염원관리방안 마련; LID 기법 적용을 위한 관련 법률 및 제도에 대한 개선방안 등이 있다. 이어 LID 기법적용이 용이한 지역을 선정 및 LID 기법 적용 전후의 효 과 등에 대한 비교 분석과 주요 지역에 대한 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 방안 마련 등이 있다. 연구는 4개 단계로 추진되는데 1단계에서는 LID 기법을 적용한 국내외 사례 및 자료를 조사하여 시사점과 국내 적용가능성을 도출하고, LID 기법 적용과 관련된 국내 법률과 제도조사 등을 바탕으로 제도적인 문제점 등을 분석하여 개선방안을 마련하고자 한다. 2단계에서는 1단계의 성과물을 토대로, 토지이용별로 적용가능한 LID 기법을 목록화하고 위의 기법을 비점오염원관리방안으로 활용하는 방안을 제 안하고, 3단계에서는 LID 기법 관련 표준설계방안 및 관련 지침서를 마련하고자 한 다. 마지막으로 4단계에서는 LID 기법 적용을 위한 주요 시범지역을 선정하고 LID 기법을 적용한 효과를 분석하여 LID 기법 확산을 위한 중장기 계획 수립과 재원 확보 방안 등 재정 계획을 마련하고자 한다. 연구의 진행은 우선 LID 기법에 관한 국내외 사례와 국내 비점오염원 관련 제도 를 조사하고 이를 바탕으로 기법의 적용가능성과 제도개선 사항을 연계해 적용가능 한 LID 기법을 도출하여 제시한다. 도출된 LID 기법에 대해 토지이용별 표준 설계 안을 제시하고 이를 시범지역에 적용하여 효과를 분석하고 중장기 확대방안을 제안 한다. 연구의 흐름도는 다음 <그림 1-1>과 같다. - 2 -
제1장 서론 <그림 1-1> 연구의 흐름도 - 3 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 최근 비점오염원 관리를 위한 다양한 기법들이 개발되어 적용되고 있으며, 특히 물순환 회복과 동시에 비점오염원 관리도 가능한 기법에 대한 관심이 증가하고 있 다. 비점오염원 관리 필요성이 제기된 초기에는 주로 구조적 BMP 개념을 발전시켰 으나 최근에는 자연의 순환과 정화력을 활용한 기법(LID, Smart Site Design, Green Infrastructure)과 같은 사전예방적 토지이용기법들이 포함되어 관리방안이 확장되고 있다. 이 원리들은 기본적으로 개발이 어디서 이루어져야 하는지 그리고 수환경에 부정적인 영향을 최소화하기 위해 어떻게 해야 하는지에 대한 방향을 제시해 준다. 이와 같은 토지이용을 통해 빗물유출이 저감되고 이는 바로 비점오염원 저감으로 이어져 물순환 건전화와 비점오염원 관리를 동시에 이룰 수 있게 된다. 본 장에서 는 LID 기법의 일반적 특성과 비점오염원 저감을 위한 적용실태 등을 검토하고자 한다. 2-1. LID 기법의 특성 LID 기법은 개발전의 수문기능을 유지하거나 회복시키는 빗물관리 기법으로서 지표유출을 감소시키고 오염물질을 여과하며 침투를 높이는 다양한 인공구조물 및 자연물을 활용한다. 즉, LID 기법은 빗물유출수의 표면유출을 저감하고 지하수 충 전율을 높여 물순환 개선과 오염저감을 동시에 달성하는 방안으로 자연형에 기반한 최적관리의 다양한 기술들을 동원한다. 이와 같은 LID 단위기술 및 분산형 관리기술은 단지설계 기법들과 당연히 결합 될 수 있고 건물, 기반시설 및 조경설계에도 통합될 수 있다. LID 기법은 대규모 빗물관리시설을 통해 유출을 관리하거나 관로나 수로를 통해 유출수를 집수하여 관 리하는 방식보다, 발생지점에서 유출수를 관리하고 분산시키는 분산식 방식을 따르 며 다양한 빗물유출수 관리기법을 포함하고 있기 때문에, 설계할 때 규제, 자원보 호, 단지의 제약점들을 모두 고려할 수 있다. LID 기법은 일반적으로 신규개발지에 적용하나 최근에는 기존도시에도 적용이 확대되고 있다. - 5 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 1. LID 기법의 정의 및 등장배경 LID 기법은 미국의 PGDER(Prince George's County, Maryland Department of Environmental Resources)에 의해 시작되었다. Prince George's County 인구는 80 만이며, 다양한 토지이용형태를 보이고 있다. Prince George's County의 LID 기법 은 생태저류셀(bio-retention cell)의 개발과 사용에서 시작되었다. 생태저류셀은 기존 의 토양을 공극률이 높은 토양으로 교체하는 방법, 얕게 파인 땅을 조성하기 위해 대상지역의 기울기를 조정하는 방법, 특별히 선택된 식생을 대상지역에 새로 심는 방법 등으로 만든다. 이때 식물은 일시적으로 포화된 토양환경과 유출수내 오염물 질 등에 내성을 갖는 종이어야 한다. 강우시 생태저류셀은 유출수를 모으고 그 유 출수를 토양으로 통과시켜 오염물질을 걸러내는 역할을 한다. 생태저류셀에서 시작한 LID 기법은 저영향개발 기술과 자원보호프로그램을 전방 위적으로 통합하는 방향으로 이어졌다. 1998년 미국에서 지방정부수준에서 LID 기 법 매뉴얼이 처음 발간되었고, 2000년에는 국가차원의 매뉴얼로 발전되어 출판되었 다. 2002년 LID 센터에서는 LID 기법이 도시지역 문제 개선의 길잡이 역할을 할 수 있는가에 대해 타당성조사를 실시하였다. 포틀랜드, 오리건 등의 많은 지자체에 서 LID기법을 도시자원보호 프로그램과 통합하여 적용하고 있다. 미국에서도 아직 LID개념과 기법은 많은 계획가들에게 생소한 분야이며 유럽에서도 이제 이의 중요 성을 확인하고 이를 확산시키려는 노력이 이루어지고 있는 중이다. 배산임수를 기 본으로 하여 집터를 정하고, 작은 문을 낼 때도 바람의 방향과 태양의 위치 등을 고려하던 우리나라 전통 풍수지리는 LID 기법을 기본으로 하는 친환경적 토지이용 의 원조가 아닌가 한다. 소규모 단위의 관리 자연상태의 수문상태를 모방 보전 토착종 식물과 토양을 보전 본래의 배수형태 유지 저영향개발의 핵심요소 자연순응적 단지설계 전체유역을 보호하는데 각 단지가 기여하도록 설계 자연지역으로의 유출수 유도 침투와 지하수충전을 활성화 유지, 오염예방및 교육 오염물질을 저감하고 주민교육 실시 <그림 2-1> LID 기법의 핵심요소 - 6 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 2. LID 기법의 특성 LID 기법은 일반적으로 물순환 건전화를 목표로 하고 이를 통해 자연스럽게 비 점오염원의 유출을 저감할 수 있도록 한다. LID 기법은 투수지역 보전과 각종 물순 환 및 비점저감 BMPs를 통해 구현된다. 친환경적 토지이용에 적용되는 구체적인 LID 기법으로는 생태저류셀, 토양개량, 투수성 포장, 식생지붕, 지붕 집수시스템 등 이 있다. 여기서는 물순환 건전화와 비점오염원 저감을 위해 설치되는 각종 LID 기 법 세부기술의 특성을 검토하고자 한다. 가. 생태저류셀 생태저류셀은 생물학적 저류 1) 를 기본으로 하는 LID 기법의 기본 도구로 1990년 대 초기 Maryland Prince George's County에서 시작되었다. 생물학적 저류란 용어 는 빗물 유출로 인한 오염물질을 제거하거나 빗물을 보유하기 위해 식물, 미생물, 토양의 화학적, 생물학적, 물리적 성질들을 이용하는 통합빗물관리를 의미하며, 생 물학적 저류셀(=생태저류셀), 생물학적 저류 습지대, 생물학적 체류지가 여기에 포 함된다. 생태저류셀은 배합토와 나무, 관목, 잔디, 그외 초본 식물을 심은 얕은 저지 대로 물 수송시스템의 역할을 하도록 설계되지는 않는다. 생물학적 저류 습지대는 생태저류셀과 동일한 설계 특징을 갖지만, 수송 시스템의 일환으로써 설계되며 비 교적 경사가 낮고 흐름깊이는 일반적으로 30cm 이하이다. 생태저류셀은 빗물을 분 산, 차단, 처리하기 위해 경사면을 가로지르는 산울타리에 배열된 식물 방벽을 이용 한다. 이같이 원래의 적용으로부터 수많은 설계기법들이 발전되어 왔으나 다양한 환경에 걸쳐 생물학적 저류를 정의하는 기본적인 설계 특징은 다음과 같다. 소규모 배수 지역의 빗물을 받기 위해 만들어진 배합토와 그 지방의 기후와 토 양 수분 환경에 적응된 식물들이 식재된 얕은 저지대이다. 자연환경에 가깝도록 설계된 시설로, 건강한 토양 구조와 식물이 빗물의 차단, 저장, 체류시키고 방류를 지연시킨다. 쾌적함을 주는 조경 시설로써 단지에 통합된 소규모 빗물분산시설이다. 다른 LID 기법과 함께 통합될 때 최고의 성과를 얻을 수 있다. 다음은 Maryland의 Prince George's County에서 개발된 자료(Prince George's County(2002))에 근거하여 다양한 적용과 개별적인 생태체류 구성요소에 대한 일반 1) LID 기법은 생물학적 저류를 많이 활용한다. 따라서 본 연구에서는 생물학적 저류를 이용해 만든 단위시설은 생태저류셀 로 언급하였고, 기타 일반적인 생물학적 저류를 활용한 경우는 생물학적 저류 로 표기하였다. - 7 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 적인 설계 지침들을 설명한 것이다. 1) 적용 생물학적 저류의 본래 개념은 빗물 유출수관리에 중점을 두기는 했지만, 비점오 염원 관리에도 이용될 수 있다. 주위의 자연적인 토양이 적절한 침투율을 가진 곳 에서는 생물학적 저류가 이용될 수 있다. 지하배수시스템을 설치하면 오염물질을 걸러내고 주위에 있는 토양의 투수함량을 초과하는 수류를 배수하는데 사용될 수 있다. 그러나 지하배수를 이용하면 빗물유출관리의 이점이 줄어든다. 빗물정원은 쾌 적함을 주는 조경시설로 다음과 같은 다양한 환경에 적용될 수 있는 빗물제어 방법 이다. 옥상, 진입로, 그외 단지의 불투수지표면 침투를 위한 개별 단지 개별 단지의 공동 지역에 있는 공용 시설. 주차장 주변 화단. 도로를 따라 있는 용지내(선형 생물학적 저류 습지대와 셀) 복합 아파트나 그 외 다가구 주택 설계에서 공동 녹지 지역. 2) 설계 생태저류셀은 주거지나 상가지역에 다양하게 적용할 수 있으며 시각적이고 접근 가능한 단지 구성요소가 된다. 그러므로 생태저류셀을 성공적으로 적용하기 위해서 는 설계목적과 단지환경을 중요하게 고려해야 한다. 생태저류셀의 내부 혹은 주변 토양은 침투용량, 크기, 빗물정원 유형을 결정하는 기본 요소가 된다. 보통 장치내 부에 놓일 토양은 투과성이 뛰어나고 유기물과 부식토가 풍부해야 한다. 10% 이상 의 경사를 갖는 지역에는 경사진 생태저류셀이나 위프 가든(weep garden)을 적용 할 수 있다. 지하수면과의 이격거리는 지역에 따라 다양하다. 500m² 이하의 오염발 생 불투수면, 1,000m² 이하의 불투수면, 3000m² 이하의 잔디를 갖는 지역에서는 생 태저류셀의 바닥과 최대 지하수면이 최소 30cm 간격을 유지하는 것이 좋다. 그 이 상 지역에는 최소 1m의 이격거리를 유지하도록 한다. 한편, 생태저류셀은 도로를 시각적으로 차단하고, 거주자의 사생활 보호를 강화하거나 도시경관을 개선하기 위 해 사용할 수도 있다. (가) 생태저류셀의 유형 설계자들이 생물학적 저류개념을 다른 여러 실질적인 환경에도 적용하면서 원래 의 개념에서 다양한 설계들이 발전해 왔다. 생물학적 저류 설계의 유형에는 다음과 같은 것이 있다. - 8 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 개별 단지에 있는 정원과 통합된 생태저류셀(= 생물학적 저류셀) 주차장 화단내 생물학적 저류 습지 유입구에 위치하여 침식물 및 유입수질 제어용 도로를 따라 설치된 생태저류셀과 습지대의 특징을 통합한 혼합 시설 경사가 급한 곳에 이용되는 것으로, 옹벽은 구조물 지지와 빗물을 시설로 향 하게 하고 스며나오게 하는데 이용되는 위프 가든(weep garden) 도로나 보도로부터의 강우유출수 유입, 지하배수 등을 위한 가로수 식재 지대 (나) 생물학적 저류지 구성요소 생물학적 저류지의 구성요소는 단지특성과 오염물 부하, 설계목적 등에 따라 다 르다. 전처리는 식물완충대에 들어오는 수류의 속도를 늦추고 미립자들을 초기에 침전시킨다. 지형, 유속, 완충지로 들어가는 수량, 단지의 제한 등이 설계를 결정한 다. 빗물정원으로 들어가는 수류는 침식 가능성을 최소화하기 위해 30cm/sec 이하 이어야 한다. 생태저류셀에 이용될 수 있는 유입구는 다섯 가지가 있다. 식생지역 전역에 걸쳐 분산된 저속 유출수는 빗물정원 셀로 전달하는 것이 바람직하다. 만약 그 시설에 연석을 설치해야하는 곳의 도로나 주차장 유출수를 유입하고 있다면 분산된 유출수 는 공간 제한상 불가능할 수도 있다. 노변이나 주차장 지역의 연석 컷은 에너지를 소산시키기 위해 수로 입구에 설치한다. 유출관 입구는 에너지를 소산시키고 유출 수 분산을 위해 암석과 같은 침식보호 물질이 들어 있어야 한다. 집수구역은 여과 망을 통해 생물학적 저류지로 물을 방출하기 위해 이용한다. 관목식물은 유출수를 방해하거나 모이게 할 수 있고, 뿌리 주위가 침식에 의해 손상을 입을 수 있으므로 유출수 통로 바로 입구에 식재해서는 안 된다. 연못지역에서는 빗물의 저장, 미립자 침전 및 셀 내에서의 오염물처리 등이 일어 난다. 연못의 깊이와 수위 하락률은 적절한 저류, 침투, 그리고 적절한 식물 종의 범위에 맞는 토양 수분상태 등과 관계가 있다. 연못 깊이는 가능한 최대로 하며 30cm가 권장된다. 연못의 토양은 저류용량의 회복과 침투율의 유지, 건강한 토양생 물군과 식물에 필요한 토양 산소 레벨의 충분한 유지, 오염물의 생분해와 저류에 필요한 토양 조건의 적정 상태 유지를 위해 주기적으로 완전 건조시켜서 강우유출 수를 계속 받을 수 있어야 한다. 지하배수는 민감한 기반시설이 근처에 위치하고 범람 가능성이 큰 경우나 주유소 같은 해로운 오염물질이 있는 장소에서 나오는 빗물을 여과할 경우, 토양의 침투율 과 탈수율이 충분하지 못한 경우에 이용한다. 지하배수는 오염물질을 하류의 생물 학적 저류지와 연결하여 처리하는 시스템의 일환으로써 또 다른 생태저류셀, 효과 - 9 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 적인 유출수 분산 기술을 이용한 분산 지역에 연결할 수 있다. 유공 PVC 또는 연 성 슬롯 HDPE관을 사용할 수 있으며, 최소 0.5% 경사를 갖도록 한다. 지하배수관 을 여과포로 감싸는 것은 관을 막히게 할 가능성이 크므로 권장되지 않는다(LID Center, 2004). 또한, 생물학적 저류 지역은 질산염을 효과적으로 제거하지 않기 때 문에 질산염이 문제가 되는 곳에서는 생태저류셀의 하부 자갈층 아래에 배수관을 설치해 혐기성/호기성 변이지대를 만드는 것도 고려할 수 있다. 혐기성 지대내에서 의 탈질은 산소 대신에 질소을 호흡작용에 이용하는 미생물에 의해 이루어지는데, 미생물의 영양공급원으로써 나뭇조각과 같은 탄소원을 자갈층에 첨가하면 미생물의 혐기성 호흡과 탈질작용을 증대시킬 수 있다. 자갈층과 여과포는 지하배수 시스템의 침전물 유입과 막힘을 억제한다. 토양 입 도에 알맞게 선택된 여과포는 미세립자의 이동을 충분히 방지할 수 있다. 알맞은 입도의 골재 여과층은 지하배수관을 보호하는데 필요한 큰 지표면적을 제공하므로 선호된다. 한편, 식물을 식재하면 식물 뿌리가 토양구조를 향상시키고 침투용량을 증가시키는데 필요한 토양입자의 물리적 화학적 결합을 돕는다. 작은 나무, 관목, 우기 동안 생물학적 저류지를 덮고 있는 초본식물의 중요한 이점은, 이들 식물의 뿌리가 유기물질을 공급하여 토양의 구조개선 등에 도움을 주고 토양의 침투용량을 증가시킨다는 것이다. 침식과 침전은 대지정리, 땅고르기, 건설작업에서 가장 큰 문 제가 된다. 따라서 단지 훼손을 최소화하는 것이 가장 효과적인 침전물 제어 방법 이 된다. 생물학적 저류시설은 침전물 제어시설로 이용되어서는 안 되고, 모든 배수 는 사전 처리시설을 거친 후 생물학적 저류시설로 유입되어야 한다. 3) 유지관리 생물학적 저류지의 침투, 저장, 오염물질 제거 능력을 최적상태로 유지하기 위해 서는 매년 식물, 토양, 멀치(mulch)층에 대한 유지관리가 필요하다. 일반적으로, 생 물학적 저류지 유지관리에는 전형적인 조경 관리 절차들과 다음의 내용들이 포함된 다. 물주기 : 식물은 가뭄에 잘 견디고 정착(2~3년) 후 물주기가 필요하지 않는 것 으로 선택해야 한다. 다만 장기간의 가뭄이 계속될 경우 물을 공급한다. 침식제어 : 유출수 입구, 연못 지역, 표면 범람지역은 정기적으로 조사하고, 침 식이 발생한 경우, 토양, 식물 재목, 멀치층을 새로 바꾼다. 유출수 속도에 맞춰 적절하게 설계된 시설은 경우를 제외하고는 침식문제가 없어야 한다. 침식문제 가 발생했을 경우에는 처리지역의 유출수 용적과 생태저류셀 크기, 유출수 속 도와 셀내의 경사, 전처리지역과 유출수 입구에서의 유량손실과 침식보호 방안 등을 재평가해야 할 것이다. 침전물이 생물학적 저류지에 퇴적되면 즉시 원인 - 10 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 을 파악하여 안정화시키고, 저류지내 침전물을 제거한다. 식생관리 : 경관관리를 위해 가지치기와 죽은 식물을 제거하는 일이 필요하다. 죽은 식물들을 대체하고, 사망률이 높은 경우 원인을 파악하여 적절한 종으로 대체한다. 식물이 정착할 때까지는 반드시 정기적으로 잡초를 제거해 준다. 잡 초제거 과정에서 원하지 않은 식물이 많았다면 잡초 제거 횟수를 줄인다. 영양제 및 살충제 : 배합토와 식물은 최적의 비옥함, 식물정착, 성장 등을 고려 해 선택한다. 영양제와 살충제를 투입해서는 절대로 안 된다. 이는 오염부하를 증가시킬 뿐만 아니라, 생물학적 저류지의 오염물질 처리 능력을 저하시킬 수 있다. 멀치 : 생물학적 저류시설에 있는 멀치는 중금속 침전 가능성이 크므로 매년 교체해 준다. 특히, 주차장과 도로를 포함하는 처리지역에서는 더욱 그렇다. 주 택단지나 중금속 침전이 염려되지 않는 다른 지역에서는, 적어도 2년에 필요에 따라 멀치를 대체하거나 추가해서 5~8cm 두께를 유지하도록 한다. 토양 : 생물학적 저류시설의 배합토는 장시간 유지하도록 설계된다. 관련 연구 에 의하면 생물학적 저류시설의 금속 축적은 적어도 20년 동안은 환경적인 문 제가 발생하지 않을 것이라고 한다. 중금속 침전 가능성이 높은 생물학적 저류 시설에서 멀치를 교체하면 시설의 수명을 연장할 수 있다. 만약 의문이 생기면 토양의 비옥도와 오염물 수준을 분석한다. 4) 성능 오염물질의 제거는 주로 생물학적 기작에 의해 이루어지는데 구체적인 오염물 제 거기작과 제거 효율은 다음과 같다. (가) 생물학적 저류지의 오염물질 제거 과정 생물학적 저류시스템에서는 침전, 여과, 흡착, 식물정화, 휘발, 온도감소 등이 이 루어진다. 침전은 전처리시설이나 연못 등에서 미립자들을 정착시키는 과정이다. 그 러나 용존 성분 제거에는 그리 효과적이지 못하다. 여과는 미립자들을 물리적으로 걸러내는 과정이다. 이 또한 용존 성분 제거에는 효과적이지 못하다. 일부 여과는 빗물이 식물을 통과할 때도 발생하지만 주로 토양이 가장 중요한 여과 매체가 된 다. Pitt et al.(1995)은 도시강우에서 일반적으로 발견되는 6~41μm의 작은 미립자의 90%는 45cm 모래층에서 잡아낼 수 있다고 보고했다. 따라서 모래함량이 생물학적 저류지의 전형적인 토양에서도 이런 결과는 가능하리라 예상된다. 흡착은 이온과 분자가 여과 매체 입자의 정전기적 수용기에 결합하는 것으로, 용존영양소, 금속, 빗물침투시 생물학적 저류지의 토양에 생기는 유기체 등을 제거하는 가장 중요한 - 11 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 메커니즘이다. 흡착은 유기물질의 양, 점토 함량, 약 알칼리성으로 ph가 증가함에 따라 효율이 증대된다. 침투는 표면수가 토양을 따라 아래로 이동해 토양수가 되는 과정이다. 이 과정에서 흡착 및 미생물 활동 등을 통해 오염물질이 제거된다. 식물정화는 분해, 식물에 의한 추출, 식물의 동화 또는 이러한 메커니즘의 혼합 등을 포함한다(US EPA, 2000). 연구자들에 의하면 식물이 있는 토양은 식물이 없는 토양보다 분해와 제거 능력, 총석유탄화수소(TPHs), 다핵방향족탄화수소(PAHs), 살 충제, 염화용매, 계면활성제 등에 대한 무기화 능력이 더 탁월한 것으로 나타났다 (US EPA, 2000). 어떤 식물뿌리는 카드뮴, 구리, 니켈, 아연, 납, 크롬 등의 금속성 오염물질을 흡수하거나 고정시킬 수 있는 반면에, 다른 종들은 유기체와 영양소 오 염물질을 대사시키거나 축적하는 능력이 있다. 메릴랜드 대학에서 실시한 파일럿 실험에 의하면 생태저류셀에 있는 누운향나무(creeping juniper)에 상당한 양의 금속 이 축적되어 있는 것을 발견하였다. 오염된 빗물을 받은 향나무 조직에서는 그 전 에 채취한 조성 샘플에 비해, 구리는 6.3, 납은 7.7, 아연은 8.1배가 증가하였다 (Davis et al., 2003). 식물, 미생물, 토양, 오염물간의 복잡 미묘하게 얽혀있는 상호 작용 때문에 이렇게 다양한 형태의 정화가 가능하다. 휘발은 물질이 휘발성의 증기형태로 전환되는 것으로 생물학적 체류지에서는 복 합탄화수소가 이산화탄소로 변환하는 것을 예로 들 수 있다(Prince George's County, 2002). 온도 감소는 빗물이 지표 밑 토양층을 통해 흐를 때 발생한다. 메릴 랜드주의 현장 연구에서는 주차장에 있는 생태저류셀을 통과하여 침투한 주입수의 온도가 약 12 감소했다(US EPA, 2000a). (나) 생물학적 저류지의 오염물질 제거 효율 실험실과 현장 연구에 의하면 생물학적 저류지에서의 중금속 제거능력은 뛰어난 것으로 나타났다. 깊이가 25cm 정도로 낮은 곳에서는 지속성과 수량이 제거효율에 영향을 미칠 수 있으나, 토양 단면이 90cm 정도로 되면 제거효율에 영향을 미치지 못한다. 토양의 금속흡착은 ph의 영향을 받는다. 그러나 생물학적 저류지 배합토의 완충능력은 파일럿규모 시스템에 적용된 합성오염혼합물의 ph 영향을 효과적으로 무효화시켰다(Davis et al., 2003). 중금속의 흡수가 가장 많이 일어나는 곳은 멀치층 이다(Davis et al., 2003). <표 2-1>는 메릴랜드 대학에서 실시된 파일럿규모 실험 연 구에서의 오염 제거율을 보여준다. - 12 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 <표 2-1> 생물학적 저류시설의 깊이에 따른 오염 제거율(%) 깊이 총킬달질소 암모니아 질산성질소 총질소 구리(Cu) 납(Pb) 아연(Zn) 인(P) (cm) (TKN) (NH 4 -N) (NO 3 -N) (T-N) 25 90 93 87 0 37 54-97 -29 55 93 >97 >96 73 60 86-194 0 90 93 >97 >96 81 68 79 23 43 주) 단위는 구리, 납, 아연의 경우만 μg/l이고 나머지는 전부 mg/l 임 자료: Davis et al. 1998(제거율은 총 금속에 대한 값)로부터 재작성함 생물학적 저류지내의 토양에서 인의 제거는 깊이에 따라 증가한다. 토양에 있는 알루미늄, 철, 점토 무기질에 인이 흡착될 수 있다(Davis et al., 2001). 인은 ph가 낮거나 산소 존재량이 적을 때에는 탈착한다. 따라서 생물학적 저류지내 토양의 탈 수량과 건조량을 적정수준으로 유지해야 하고 매년 ph를 모니터링 해야 한다. 질 소 제거효과는 매우 다양하지만 일반적으로 미흡한 수준이다. 질산염의 생산이나 배출은, 유기체와 강우 사이에서 질산염으로 전환되는 암모니아성 질소를 관찰함으 로써 알 수 있다. 이렇게 발생한 질산염은 이후 강우기간에 씻겨나간다(Kim et al., 2003). <표 2-2>은 기타 최적관리기법(BMPs)과의 비교결과를 요약하여 보여주고 있 다. <표 2-2> 빗물처리 실험의 오염제거능 비교(%) 오염물 건 조 확장 체류 못 습지 습지대 수질 배수구 총질소(T-N) (mg/l) 31 30 84-9 질산성질소(NO 3 -N) (mg/l) ND ND ND ND 인(P) (mg/l) 20 49 34-16 구리(Cu) (μg/l) 26 40 51 14 납(Pb) (μg/l) 54 68 67 17 아연(Zn) (μg/l) 26 44 71 0 자료: CWP, 2,000b (제거 퍼센트는 총 금속에 대한 값이다) 로부터 재작성함 Hong et al. (2002)은 탄화수소를 대상으로 멀치층이 흡착과 여과를 통해 기름과 유지를 붙잡는 능력을 조사하였다. 나프탈렌을 포함한 빗물유출수를 3cm 두께의 낙 엽층이 있는 벤치스케일(bench-scale) 반응기 에 유입시켰다. 용해된 나프탈렌은 약 90%가 흡착을 통해 제거되었다. 강우 이후(37~40hr) 나프탈렌 고형물의 약 32%는 멀치층에서 미생물에 의해 분해제거 되었다. 미생물 집단이 억제되지 않은 곳에서 는 나프탈렌 고형물의 약 72%가 멀치층에서 미생물에 의해 분해제거 되었고, 74시 간 후에는 95%가 제거되었다. 휘발로 인한 손실은 무시하였다. 한편, 생물학적 저류 지에서 박테리아의 제거에 대한 연구는 아직 이루어지지 않았다. 빗물오염물질은 양이온 교환능력을 낮춤으로써 정상 토양의 기능을 방해할 수 있 - 13 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 다. 미국에서 가장 오래된(약 10년) 생물학적 저류지는 토양의 조성을 발달시키고 실제로 오염물질 처리 능력을 강화시키는 토양 기능을 유지하는 것으로 나타났다 (Prince George's County, 2002). 연구에 따르면 생물학적 저류시스템의 중금속축적 은 적어도 20년 동안은 환경적인 우려를 낳지 않을 것이라고 한다(Davis et al., 2003). 나. 토양 개량 자연상태의 토양시스템은 오염물의 생물학적 여과, 식물 성장에 필요한 영양소제 공, 강우의 저류 및 방류 등을 포함한 필수적인 환경 혜택을 제공하는 매우 복잡한 시스템이다. 효과적인 물의 저장과 방류는 토양의 조성, 구조, 깊이, 유기물 함량, 그리고 생물군에 따라 결정된다. 식물 뿌리, 대형 동물군, 미생물은 안정된 집합체 를 만들어 토양 구조와 공극률을 강화하고 토양 입자를 물리적, 화학적으로 결합시 킨다. 토양 내의 수천 개의 크고 작은 구멍들은 다양한 유기체들을 지원하는데 반 드시 필요한 물 보유 용량을 향상시키고, 침투 능력을 증가시키며 산소 농도를 증 가시키고, 다양한 서식지를 제공한다. 유기물은 토양 시스템이 적절한 기능을 하도 록 하는 중요한 구성요소이다. 토양에 혼합된 유기물은 물을 흡수하고, 점토와 침니 입자를 물리적으로 분리하여 침식을 감소시킨다. 미생물과 식물은 유기물에 의존하 여 성장에 필요한 영양소를 확보하고 천천히 배출한다. 1) 적용 상가, 주택, 산업개발시, 신축이나 개조에 관계없이 유기물을 첨가하면 훼손된 단 지 토양의 수문 특성을 강화할 수 있다. LID 기법에서 조경은 빗물관리의 주요 인 자로, 빗물의 저류를 강화하고, 유출을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 훼손된 토 양에 퇴비를 혼합하면 침식감소, 침전물 여과, 오염물 흡착과 생물적 여과, 식물의 성장과 질병 저항력 강화, 식물 관리에 필요한 살충제와 퇴비 투입의 감소, 관개량 감소 등의 효과가 있다. 2) 설계 LID 기법에서 훼손된 토양의 수문과 기타 환경적인 장점을 강화하려면 상층토는 반드시 다음의 특징을 가져야 한다. 2) 2) 여기에 제공된 대부분의 정보는 Guidelines and Resources for Implementing Soil Depth and Quality BMP T.5.13 in WODE Western Washington Stormwater Manual (Stenn, 2003)을 요약한 것이다. 이 지침은 http://www.soilsforsalmon.org에서 업데이트가 가능하다. 시방, 검증, 그리고 조사 과정에 대한 자세한 사항 들과 추가 공급원은 위에 인용된 매뉴얼을 참고한다. - 14 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 최소 유기물 함량이 조림지 전체와 그외 조경 지역 건조 중량의 10% 이상이어 야 한다. (우기 동안 접근이 필요한 잔디 제외함) 우기 동안 관리가 필요하거나 통행을 필요한 잔디 지역의 유기물 함량이 건조 중량의 5% 이어야 한다. ph가 5.5~7.0 또는 식재된 식물에 적합해야 한다. 조림지는 최대 5~8cm의 유기물질로 덮어주어야 한다. 상층토 아래 하층토는 최소 10cm 깊이까지 갈아주고, 성층을 보호하기 위해 일 부 상층토 물질을 혼합한다. 3) 보수 관리 LID기법에서는 토양의 유지관리를 합리적으로 하기 위해 토양개량을 단지개발 과정의 마지막에 통합시킨다. 압축과 침식을 방지하기 위해서는 사람들의 통행과 장비의 이동으로부터 토양을 보호하여야 한다. 또한 단지의 안정화를 위해 토양개 량 후 가능한 한 즉시 나무를 심고 뿌리를 덮어주는 것이 좋다. 살충제와 화학비료 의 사용은 최소한으로 제한하거나 하지 않도록 하며, 조경관리자가 화학물질 투입 과 침식, 토양 및 식물의 건강문제를 이해하여 저수와 토양 투수성을 최적화할 수 있도록 조경관리에 관한 훈련을 받도록 한다. 4) 성능 건설단지 토양의 지표면 부피밀도는 일반적으로 1.5~2.0gm/cc 범위에 있다.(CWP, 2000a) 1.6~1.7gm/cc에서 식물 뿌리가 토양을 뚫을 수 없고, 산소 함량, 생물학적 활동, 영양소 흡수, 다공성, 물 보유력이 상당히 감퇴하였다(CWP, 2,000a; Balousek, 2003). 땅 갈이(tilling)만으로는 압축토양의 부피밀도 감소에 제한적이다. 압축된 토 양을 뒤집는 기술을 조사한 Schueler의 연구는 땅 갈이를 통해 부피 밀도가 0.00 ~ 0.15gm/cc만큼 감소되었음을 발견했다. 이에 비해, 퇴비 개량이 추가된 갈기는 부피 밀도를 0.25~0.35gm/cc만큼 감소시켰다(CWP, 2000a). Balousek(2003)는 깊게 갈기, 끌 모양의 쟁기로 갈기, 건설 단지 환경을 모방하기 위해 대지가 정리되고 땅 고르기가 된 사질토 지역의 퇴비개량 단지의 유출량을 비 교하였다. 깊게 갈아진 단지는 제어 단지에 비해 유출량이 증가하였고, 끌 모양의 쟁기 갈기와 깊게 갈기를 혼합한 곳은 유출량이 36~53% 정도 감소하였다. 쟁기 갈 기와 깊게 갈기를 혼합한 곳에 퇴비를 첨가한 경우, 유출량이 74~91% 감소하였다. 워싱턴 대학에 있는 연구 단지에서는, 퇴비를 혼합하여 준비하고 잔디와 함께 심었 더니 개량되지 않은 제어 단지에서 관찰된 배출량의 53~70%가 배출되었다. 가장 큰 감소는 토양과 잘 숙성된 퇴비를 2:1로 처리한 곳에서 관찰되었다. 이 연구는 퇴 - 15 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 비를 이용한 잔디개량을 통해 잔디가 물을 침투시키고, 저류하고, 방류하는 능력을 상당히 강화시킬 수 있다는 사실을 보여주고 있다(Kolsi, Burges, and Jensen, 1995). 다. 투수성 포장 투수성 포장은 빗물을 침투 처리 저류할 수 있게 하며 보행자, 자전거, 통행차 량에 편의를 제공한다. 투수성 포장 시스템에는 투수콘크리트 또는 아스팔트 포장, 골재 또는 플라스틱 포장, 플라스틱 격자 시스템 등이 있다. 투수콘크리트 또는 아 스팔트 포장은 표준 포장과 비슷하지만 모래와 작은 자갈, 특수 혼합물이 혼합되어 있어 포장면의 골재사이로 수로를 만들고 물이 침투할 수 있게 한다. 골재 또는 플 라스틱 포장에는 현장타설(cast-in-place) 또는 기성(pre-cast) 블록이 있다. 현장에 바 로 적용하는 경우 재활용이 가능한 형태로 만들어진 강화 콘크리트가 사용된다. 기 성블록은 고강도의 포틀랜드 시멘트 콘크리트 또는 플라스틱 블록을 사용한다. 두 가지 모두 토양과 잔디 또는 자갈로 채워질 수 있는 넓은 연결부 또는 개방부를 가 지고 있다. 플라스틱 격자 시스템은 롤 상태로 들여와 토양과 잔디 또는 자갈로 덮 고 격자 부분은 서로 연결하여 제자리에 고정한다. 1) 적용 투수성 포장은 산업 및 상업용 주차구역, 보도, 보행자와 자전거 도로, 진입로, 주 거지 접근 도로, 비상도로, 시설관리 도로 등에 적용할 수 있다. 고속도로와 기타 통과차량이 많은 도로는 투수성 포장이 적합하지 않은 것으로 여겨진다. 그러나 기 공이 있는 아스팔트는 구조적으로 안전한 것으로 증명되었다. 피닉스와 애리조나 주 근처 도로 87번 고속도로에서는 차량 하중이 높은 산업 환경임에도 성공적으로 이용되고 있다(Hossain et al., 1992). 투수성 포장은 2.5mm/hr로 비교적 낮은 침투율로 설계된다. 인근 지역에서 물이 유입되지 않을 경우, 일반적인 녹색기반의 침투시설보다 오히려 침투 기여율이 낮 고 초과 수문 하중이 더 적다. 한편 투수성 포장면으로 표면유출수를 유도하는 것 은 교통안전상 바람직하지 않다. 설계상의 문제로 유출수를 유입시키는 경우, 초과 침전이 일어나지 않도록 유입되는 유출수가 수문 하중 능력을 초과하지 않도록 특 별한 주의를 해야 한다. 2) 설계 투수성 포장면의 처리와 설치과정은 일반 포장법과 다르다. 투수성 포장의 성공 적인 적용을 위해서는 다음과 같은 일반지침을 따라야 한다. - 16 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 콘크리트 설계 시방 : 적절한 단지 준비, 정확한 골재 기반과 마모층의 입도, 분리층, 그리고 지하배수설계는 구조물 보전뿐만 아니라 충분한 빗물의 침투, 저류, 방출을 위해 필수적이다. 예를 들어, 기초 토양의 지나친 압축과 코스의 기초나 표면 위에 나타난 과도한 미립자들은 시스템의 침투력을 상당히 저하시 킬 것이다. 적합한 건설업자 : 건설업자는 반드시 투수성포장에 대해 훈련을 받고 관련 경 험이 있어야 한다. 부적절한 재료나 설치 기술 적용시에는 구조적 혹은 수문학 적인 문제를 야기할 수 있다. 예를 들어, 전형적인 콘크리트 설치 과정 중, 진 동판 다짐기를 과도한 압력이나 빈도로 이용하면 투수성 현장 콘크리트의 공극 공간을 밀폐하게 된다. 침전과 침식 제어 : 주위의 토지사용으로 인한 침식과 침전물은 투수성 표면의 공극 막힘을 감소시키기 위해 강력히 제어해야 한다. 토양 미립자가 투수성 포 장 위나 속으로 이동하는 것을 방지하기 위해 토양과 기반 재료 사이에 여과포 가 반드시 필요하다. 진흙 등이 기반 재료나 포장 위에 있어서는 안되며, 침전 물을 포함한 유출수는 연못이나 습지대 등의 지역으로 유도하고, 노출된 토양 은 덮개를 씌우거나 나무를 심는 등 가능한 신속히 안정화시킨다. 결빙 제어 : 결빙 손상 위험은 투수성 포장 시스템의 기초를 최소한 결빙 깊이 의 절반까지 확장시킴으로써 최소화시킬 수 있다. 예를 들어, 결빙-해동 깊이가 30cm인 지역에서는 마모층의 최소 깊이가 15cm가 된다. 3) 유지관리 투수성포장면의 유지관리를 위해서는 다음과 같은 사항을 고려해야 한다. 즉, 침 식과 주변 토지로부터의 침전물 유입을 제어하기 위해 건설 후 노면을 퇴비와 멀치 로 개량하고, 가능한 빨리 노출된 지역에 나무를 심고, 배출구 지역을 보강하여야 한다. 조경지역 주변을 정기적으로 조사하여 침전가능성이 있는 곳을 관리하는 것 도 중요하다. 침투능력을 유지하기 위해서는 포장 유형별 권고사항에 따라 1년에 한두 번씩 투수성 포장면을 청소한다. 시설 절단면은 투수성 포장 밑에 사용된 동 일한 골재 기반으로 반드시 채워 면을 따라 지속적으로 강우가 전달될 수 있게 하 고, 표준 기반 골재 미립자들이 투수성 지반으로 이동하는 것을 방지하여야 한다 (Diniz, 1980). 4) 제한사항 투수성 포장의 사용이 제한되는 곳도 있다. 오염물질이나 다량의 침사물 퇴적이 예상되는 곳에서는 시설이나 지하수 보호를 위해 투수성 포장의 적용이 권고되지 - 17 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 않는다. 침식이 잘 일어나는 가파른 지역. 투수성 표면의 오르막 비탈에 위치하여 침전물 전달과 포장을 막히게 할 가능 성이 높은 지역. 주유소, 트럭 정거장, 산업 화학물질 저장소 같은 농축된 오염물의 유출 가능성 이 있는 지역. 겨울 동안에 미끄럼방지를 위해 정기적으로 많은 양의 모래 살포가 이루어지는 경우. 지반의 투수율이 낮거나 유지관리의 문제로 시설을 적용하기 어려운 경우. 계절적으로 높은 지하수위로 지표면이나 포장부분에 장기적인 포화상태를 유지 하는 경우. 관리가 적절한 간격으로 잘 수행되지 않을 수 있는 지역. 방수제 사용으로 인한 표면 밀폐가 된 경우. 거주지 진입로 통행량이 많고, 특히 강화된 도로의 청결유지와 관리가 가능하 지 않은 지역. 충분한 골재 기반층 없이 고정 암반층 위에 설치되는 경우. 마지막으로 구배제한은 무엇보다도 빗물제어에 큰 영향을 주며 투수성포장에도 큰 제한요소로 작용한다. 과도한 구배는 지표면수와 지표 밑 수류의 속도를 증가시 키고 포장 시스템의 저장력과 침투력을 감소시킨다. 투수성 아스팔트는 경사각도가 5%를 초과하는 비탈면에서는 권장되지 않는다. 투수성 콘크리트는 경사각도가 6%를 초과하는 비탈면에서는 권장되지 않는다. 에코스톤(Eco-Stone)은 경사각도가 10%를 초과하는 비탈면에서는 권장되지 않 는다. 그레이블페이브(Gravelpave)는 경사각도가 6%를 초과하는 비탈면에서는 권장되 지 않는다. 5) 투수성 포장 성능 초기 연구에 의하면 적절하게 설계되고 관리된 투수성 포장은 강우유출수를 제거 하고 지표 밑 수류를 저장하거나 현저하게 저하시키며 유출수 속의 영양소, 금속, 탄화수소를 처리할 수 있는 것으로 나타났다. 워싱턴 대학에서 6년간 실시한 투수 성 포장 증명 프로젝트는, 모든 강우실험에서 에코스톤(Eco-Stone), 그레이블페이브 (Gravelpave) 등의 다양한 표면을 대상으로 한 조사에서 침투능이 적절함을 조사하 는 것이었는데(Brattebo and Booth, 2003), 관찰된 침투량은 표면 관리를 최소화하 였음에도 불구하고 높은 수준이었다. - 18 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 (가) 침투 투수성 포장 시스템이 적절하게 설치되는 경우, 초기 침투율은 높지만 표면의 침 투율은 설계와 설치방법, 침전물 하중, 관리상태 등 여러 가지 요인에 따라 다양한 속도로 떨어진다. 새로운 표면의 침투율과 사용 중인 표면의 침투율 범위는 아래와 같다. 구 분 다공질 아스팔트 70~4450cm/hr <표 2-3> 포장면에 따른 침투효율 침투율 신규 설치 사용 중 사용기간 1년(최대 침투율): 4450cm/hr 사용기간 3년(최소 침투율): 33cm/hr 투수성 콘크리트 최대 침투율: 3650cm/hr 사용기간 6.5년(비관리, 최소 침투율): 600cm/hr¹ 투수성 포장재 보고되지 않음 사용기간 알수없음: 1.5~5000 cm/hr 1: 정량화된 관찰자료는 없으나 올림피아시의 경우 보도 이용에서 낮은 침투율을 보이기 도 함. 미세한 침전물에 의한 막힘은 침투율을 저하시키는 주요 원인이 된다. 미립자 비 율, 골재 종류, 압축, 아스팔트 밀도 등의 다공질 표면의 설계도 침투율을 결정하지 만, 시간경과에 따른 기능유지도 중요하다. 막힘의 정도는 설계, 설치, 관리에 따라 다양하며 이는 장기적인 설계 목적에 고려해야 할 요소이다. 다공질 포장 연구 (porous paving research) 및 St. John(1997)에 의하면 일반적으로 투수성 포장의 경 우 침투율이 50% 정도 감소하는 것으로 나타났다. 여러 가지 투수성 포장재를 현장 조사하고 있는 유럽은 11cm/hr를 장기적인 설계 침투율로 본다.(Borgwardt, 1994) 그러나 투수성 포장의 일반적인 수명을 20년으로 하기 위해서는 기반층의 침투율을 기존값인 2.8cm/hr(표면 흡입은 더 높을 수 있음)로 할 것을 권장하고 있다(Smith, 2000). 지금까지 보고된 투수성 포장면 중, Uni Eco-Stone에서 사용한 주차장면이 약 1.5cm/hr로 가장 낮은 침투율을 보였다. 유지관리 전략평가 연구결과에 따르면, 주기적인 청소가 침투율을 회복시키는 것 으로 나타났다. 캐나다, 온타리오의 다공질 포장재 연구는 에코스톤의 침투율이 흡 입을 통해 유지될 수 있다고 지적한다. 세척은 포장재 사이의 틈에 있는 부스러기 와 침전물을 제거하는데 사용되기 어렵지만, 흡입은 포장재 표면과 부스러기가 건 조되었을 때 포장재 틈에 사용될 수 있다. 단, 흡입기가 있는 표준 도로청소장치는 포장재 셀에 있는 골재를 과도하게 빨아들이지 않도록 주의할 필요가 있다(Gerrits and James, 2001). 쓸기와 흡입기가 달린 거리 청소 장치는 적당히 오래된 다공질 - 19 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 아스팔트 위에서는 충분히 훌륭하게 기능하며, 특히 흡입기가 있는 고압력 세척은 매우 오래된 아스팔트의 경우 가장 훌륭한 결과물을 제시한다.(Dierkes et al., 2002; Balades et al., 1995) 빗질만으로는 다공질 아스팔트의 침투율이 향상시키기 어렵다. (나) 수질 관련 연구에 따르면 투수성 포장면의 오염물 제거력은 매우 좋은 것으로 나타난 다. 독일의 실험평가에서 납 89~98%, 카드뮴 74~98%, 구리 89~96%, 아연 72~98% 의 제거력을 보였다. 동일한 연구에서 상가 주차장에 있는 15년 된 투수성 포장재 시설을 굴착했는데, 상당한 농도의 중금속이나 PAHs가 전혀 검출되지 않았지만, 기 초 토양의 광물 및 기름 농도도 여전히 낮은 것으로 나타났다.(Dierkes et al., 2002) Pratt et al.(1999)은 780mm 깊이의 투수성 포장재를 통해 자동차 기름을 97.6% 제거 했다고 기록하였다. 자동차 기름 제거의 대부분은 포장면과 포장재 내의 미생물 활 동에 의한 생물학적 분해에 의해 이루어졌다. 코네티컷의 한 연구에서는 기존의 아스팔트와 에코스톤을 사용한 투수성 포장면 으로 이루어진 진입로의 배출 깊이(현장에서 측정된 강수량), 침투율, 오염물 농도를 비교하였다. 에코스톤 진입로는 2년 된 것이었다. 2002년과 2003년 동안, 매주 기록 된 아스팔트의 평균 유출 깊이는 포장재 깊이가 0.5mm인데 반해 1.8mm이었다. <표 2-4>는 오염농도를 요약한 것이다(Clausen and Gilbert, 2003). <표 2-4> 빗물유출수의 평균 오염물 농도(Jordan Cove. CT.) 오염물질 아스팔트 포장재 TSS 47.8 mg/l 15.8 mg / L NO 3 -N 0.6 mg/l 0.2 mg/l NH 3 -N 0.18 mg/l 0.05 mg/l T-P 0.244 mg/l 0.162 mg/l Cu 18 ug/l 6 ug/l Pb 6 ug/l 2 ug/l Zn 87 ug/l 25 ug/l 자료: Clausen and Gilbert, 2003 으로부터 재작성함 워싱턴 대학은 퓨젯사운드 지역에서 투수성 주차장의 효능을 확인하기 위해 6년 프로젝트를 수행하였다. 아스팔트면 주차구역에서 채취한 표면 유출수 시료의 97% 에서 구리와 아연 농도가 독성수준에 달한 반면, 투수성 주차구역의 31개 샘플 모 두에서 구리와 아연 농도는 독성 수준 이하인 것으로 나타났고 대부분은 검출 가능 - 20 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 한 수준 이하였다. 투수성 포장면을 통해 침투된 모든 샘플에서 모터 기름이 검출 되었다(Brattebo and Booth, 2003). 라. 식생지붕 식생지붕(vegetated roof, green roofs, eco-roofs)은 집약식과 조방식으로 나누어 살펴볼 수 있다. 좁은면 형식의 집약식 식생지붕은 15cm 정도의 비교적 깊은 토양 단면으로 설계되고, 흔히 초본식물, 관목, 나무 등을 심는다. 집약식 식생지붕은 공 공 산책로 또는 도시환경의 주요 조경 요소로 기능한다. 넓은 면의 조방식 식생지 붕은 낮고, 가벼운 중량의 3~13cm정도의 토양단면을 가지며, 지붕 꼭대기의 거친 환경 조건에 적응된 초본 식물로 설계된다. 조방식 식생지붕은 에너지 효율증가, 대 기질 향상, 도시기온 감소, 소음감소, 심미성 증가, 지붕수명 연장, 빗물관리 등의 혜택을 준다. 독일과 스위스에서는 1950년대 후반에 식생지붕 전문회사들이 출현하 여 1970년대 즈음부터 집약식 식생지붕이 일반화되었다. 독일에서는 2003년 약 1,300만m2의 식생지붕이 설치되었다(Grant et al. 2003; Peck et al., 1999; Peck et al.). 1) 적용 식생지붕 설치에 있어 누수와 과도한 하중 등과 같은 과거의 문제들이 신기술 도 입과 설치기술의 향상으로 근본적으로 해결되었다. 식생지붕은 경사도 40 의 거의 모든 건물에 설치될 수 있고, 옥상이 총 불투수면적의 대부분을 차지하는 대도시의 빗물관리에 효과적이다(Scholtz-Barth, 2001). 2) 설계 자연토양은 보통 중량이 꽤 있는 편이며 물을 머금었을 때 특히 그렇다. 조방식 식생지붕에 자연 토양을 사용하면 불필요한 하중을 받기 쉽다. 따라서 하중을 줄이 기 위해 가벼운 토양 혼합물을 사용한다. 흔히 조성되는 토양깊이는 3~15cm인데, 독일의 한 연구에 의하면 일반적으로 8cm 깊이가 환경 및 심미적 혜택대비 비용효 과가 높은 것으로 나타났다(Miller, 2002). 식생지붕은 40 경사에도 설치될 수 있지 만, 5~20 (1:12-5:12) 사이의 경사가 가장 적합하고 중력에 의한 자연배수가 가능하 다. 평평한 지붕은 물을 뿌리 지대와 방수막으로부터 멀리 보내기 위해 배수층이 필요하다. 그러나 설계에 따라, 경사진 지붕 역시 배수층이 필요할 수도 있다. 20 이상의 경사를 가진 지붕은 토양 기질과 배수 골재가 제자리에 그대로 있도록 잡아 주는 격자가 필요하다(Scholtz-Barth, 2001). - 21 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 식생지붕의 네 가지 기본 요소는 방수막, 배수층, 배지, 식물이다. 방수막은 PVC, hypolan, 고무(EPDM) 또는 polyfines를 이용하여 만든다. 열 봉합선이 있는 강화 PVC는 높은 내구성과 방수효과가 있으나 EPDM 접합점은 접착제로 붙여야 하므로 누수의 위험성이 좀 더 많을 수도 있다. 열가소성의 polyolifines는 현재 미국에서 잘 테스트 되지 않고 있다. 미국의 제조업자들은 방화제로써 제조 과정에 브로마이 드를 사용하는데, 장기적으로는 이것이 성능을 방해할 수 있다. 아스팔트 기반의 지 붕재료의 경우, 뿌리와 다른 유기체들이 유기성 아스팔트를 에너지원으로 사용하는 것을 방지하기 위해 지붕 재료를 고밀도 폴리에틸렌 막으로 덮어야 한 다.(Scholtz-Barth, 2001) 어떤 막은 아스팔트 기반 또는 그외 지붕 재료에 적합하지 않을 수도 있기 때문에 주의해야 한다. 배수층은 골재나 물을 특정 비율로 이동시키도록 설계된 수로로 구성된다. 이 층 은 분리 직물을 포함할 수 있으며, 배수층이 있는 경우 방수막과의 수분 접촉을 감 소시키고 뿌리 침투를 추가로 보호할 수 있다(Peck et al.). 저중량 배지는 식물을 지지하고 물을 특정 비율로 침투시키고 저장하도록 설계된 다. 배지는 전형적으로 무기질과 유기물 함량이 높으며, 자갈, 모래, 부서진 벽돌, 속돌, 펄라이트(perlite), 캡슐에 넣어진 스티로폼, 퇴비, 토양 등을 포함해 다양한 요 소들의 혼합물이다(Peck et al.). 3~13cm의 토양 깊이를 갖는 조방식 식생지붕의 일 반적인 표준 하중은 7~20kg/m2이다(Scholtz-Barth, 2001). 현재 미국에서는, 7kg/m2 의 식생지붕이 설치되어 기능하고 있다. 대부분의 지붕에는 추가적인 강화나 최소 한의 강화만으로 하중 7~20kg/m2의 식생지붕을 설치할 수 있다. 건물 둘레로부터 배지 분리와 자갈과 같이 비가연 물질이 있는 지붕 관통은 화재 확산을 방지하고 방수용 철판과 막 연결부로의 접근을 용이하게 하고 뿌리 침투를 추가로 방지한다 (Peck et al.). 일반적으로 다육 다즙 식물, 잔디, 허브 등으로 거친 환경에 적응한 야생화 등이 옥상 식물로 널리 이용된다. 식물은 설치 지역에 적응한 종 혹은 재래종이 좋으며, 관상용 다육 식물(sempervivum), 비름속 식물(sedum), 기는 백리향(creeping thyme), 파속 식물(allium), 풀협죽도(phloxes), 안테나리아(anntenaria) 등을 예로 들 수 있다(Scholtz-Barth, 2001). 식물은 식물 매트(vegetated mats), 개별 플러그 (individual plugs), 스프레이드 컷팅(spread as cuttings) 형태로 설치되거나 씨뿌리 기로 설치된다. 식물 매트와 플러그(plugs)는 비름속 식물이 가장 빠르게 정착할 수 있게 한다. 컷팅 스프레드(cutting spread)는 정착하기에 느리고 사망률이 높다. 그 러나 식물 군집을 정착시키는 과정에 있는 지붕의 식피율을 증가시키는데 좋 다.(Scholtz-Barth, 2001) 식물 정착기간 동안의 토양 침식은 생물분해성의 그물 담요 (mesh blanket)를 이용해 감소시킬 수 있다. - 22 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 식생지붕 사례로 포틀랜드시는 빗물의 유출을 감소시키기 위해 시의 중심가에 식 생지붕 설치를 권장하고 있다. 식생지붕을 설치한 건물은 식생면적에 따라 최대 바 닥 면적 비를 초과하여 추가 용적을 얻을 수 있다. 예를 들어, 식생지붕의 총 면적 이 건물 면적의 최소 60%인 경우, 식생지붕의 각 1m2당 3m2의 추가 용적을 얻게 된 다. 3) 유지관리 식생지붕이 설계상의 기능과 혜택을 유지하려면 적절한 유지관리가 반드시 필요 하다. 각 식생지붕 설치에는 설계, 운영과 관련해서 제조업체와 설치업체에서 제공 한 관리지침이 있다. <표 2-5>는 조방식 식생지붕의 유지관리에서 고려해야 할 사 항이다. 4) 비용 식생지붕의 초기비용은 전통 지붕보다 높긴 하지만, 전체 주기로 보면 비슷하다. 식생지붕은 건물의 에너지 효율성을 증가시키고 냉난방 비용을 현저하게 절감시킨 다. 유럽의 경우, 잘 설치된 식생지붕은 기존의 지붕보다 두 배정도 오래 사용할 수 있어 관리 및 대체 비용을 줄여준다고 지적하고 있다(Peck et al.) 단, 산정된 비용 에는 식생지붕의 설치에 따른 수량감소나 빗물설비요금 감소에 따른 기존의 빗물관 리 기반시설의 절약은 고려되지 않았다. - 23 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 구 분 내 용 관리 일정 구조 및 배수 구성 요소 관개 오염 물질 식생 관리 <표 2-5> 식생지붕 유지관리시 고려할 사항 구조 요소, 방수, 배수층, 토양 기질, 식물, 배수구를 포함한 모든 시설 요소들은 식생지붕 의 수명 전반에 걸친 적절한 작동에 대해 조사되어야 함. 소유자는 관리와 작업 계획 그리고 검사 일정을 제공해야 함. 조방식 식생지붕은 1년에 2회, 집약식 식생지붕은 1년에 4회 검사. 소유자는 조사 날짜, 관찰, 활동 등을 기록한 문서를 보관해야 함. 관리 작업과 주요 원예 주기를 일치하여 조사일정을 잡도록 함(예컨대, 주요 잡초 번식 전에 파종). 제조업자의 조건에 따라 구조 및 배수 구성요소를 관리하고 토목 실무를 받아들여야 함. 배수 주입구는 관개나 빗물관리 프로그램의 일환으로 물을 받기위해 특별히 설계된 경우 가 아니라면, 무제한의 빗물이 배수층에서 지붕 배수시스템으로 가도록 조립해야 함. - 주입관의 토양기질, 식물, 그외 관의 원활한 배수를 방해하는 부스러기 등을 청소. 침전 물이나 부스러기 공급원을 확인하고 수정. - 배수관 주입구의 갈라짐, 고정, 적절한 정렬을 조사하고, 필요한 경우 토양이나 관 주변 의 돋운 물질을 바로 잡고 재압축함. 지붕설계의 일부에 속하는 경우, 적절한 작업을 위해 5개의 통풍 위치를 조사. 조방식 식생지붕면의 관개 시스템은 잡초의 정착과 토양 기질의 건조 표면층 근처의 뿌리 전개를 촉진시킬 수 있고 식물의 관개 의존도를 증가시킬 수 있으므로, 지표 밑 관개가 바람직. 어쩔 수 없이 지표면 관개를 하는 경우, 물을 지반으로 전달하도록 드립(drip) 관 개를 이용. 조방식 식생지붕은 식물 생존에 절대적으로 필요한 경우에만 물을 줌. 초기 정착기 혹은 가뭄과 같이 물주기가 꼭 필요할 때는 보통 30-50gal/100m2로 토양지반을 포화시키고, 토 양이 완전히 건조되게 함. 식생지붕의 기계적 시스템이나 기계를 통한 관리활동에 따른 오염물 방출 가능성을 방지 하기 위한 평가채택. 오염원은 확인 즉시 바로 잡고 오염물을 제거하도록 함. 식생관리 프로그램은 식물이 토양기질의 최소 90%를 차지하도록 정하여 유지하도록 함. 계획된 정기조사와 관리기간 중에 노면이 드러난 경우, 제조업자가 추천하는 식물 종으로 다시 채워서 필수 식생피복율을 유지할 수 있도록 함. 일반적으로, 죽은 나무는 지붕에서 재활용 함. 그러나 특수식물이나 미적으로 문제가 되는 것은 제거하거나 대체함(제조업자의 권고사항 참고). 외래종은 정기적으로 제거하여 식재된 식물이 정착하도록 함. 적어도 주요 원예주기에 맞 춰 조사시기와 함께 잡초뽑기 일정을 맞추도록 함(주요 잡초 번식 전에 씨뿌리기). 잡초제거는 제초제 살포 없이 수작업으로 이루어져야 함. 조방식 식생지붕은 식생 정착 후 비료가 필요하지 않도록 설계되어야 함. 만약 식물 정착 동안이나 식물의 건강문제, 정착 후 생존성을 위해 비료가 필요하다면, 캡슐에 들어있는 것을 이용하고 천천히 비료가 방출되도록 함(과도한 비료는 빗물시스템과 저수조의 영양 물질 증가의 원인이 될 수 있음). 집약식 식생지붕은 비료를 필요로 함. 제조업자와 설치가의 권고사항을 따르도록 함. 조방식 식생지붕은 멀칭하지 않음. 멀칭은 특별한 상황에만 식생지붕 제공자의 지침에 따 라 사용되어야 함. 전통적인 조경에서의 멀칭은 수분보유를 강화시키지만, 식생지붕에서 의 수분제어는 적절한 토양 및 배지 설계를 통해 이루어지는 것이 바람직. 멀칭은 잡초를 증가시킬 수 있음. 5) 성능 식생지붕을 설계할 때는 각 요소 간의 상호작용에 세심한 주의를 기울여야 한다. 포화수리 전도도, 배지의 공극률과 수분저류, 배수층의 투과율은 수문능력과 설계 신뢰도에 커다란 영향을 준다(Miller and Pyke, 1999). 관련 연구에 따르면 미국 북 동부와 기후가 비슷한 유럽의 한 지역에서는 식생지붕이 연간 지붕 빗물유출량을 - 24 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 50%까지 감소시킬 수 있다는 사실을 일관되게 지적하고 있다.(Miller and Pyke, 1999) 펜실배니아 동부에서 9개월 동안 파일럿 시험한 결과, 식생지붕을 설치한 14 m2, 28m2 시험건물은 총 110cm의 빗물을 받아 40cm를 유출하였다. 이때 1.5cm 이 하의 유출은 무시되었다. 시험 지붕 단락의 두께는 배수층을 포함하여 7cm였 다.(USEPA, 2000b) 오리건주 포틀랜드시에서는 10~11cm의 식생지붕을 15개월 동안 관찰한 결과 총 강우량의 69%를 저류한 것으로 나타났다. 첫해 2002년 1~3월까지 강우저류는 20%였고, 2003년 1~3월에는 59%로 저류량이 증가하였다. 저류율은 식 물, 기질성숙도, 강우량 분산정도에 따라 영향을 받은 것으로 짐작된다. 2002년에는 강우량이 좀 더 균일하게 분산된 반면, 2003년에는 건기가 길어지면서 강우량의 분 산이 다양했다(Hutchison et al., 2003). 이는 식생지붕이 장기간의 폭우보다는 짧은 기간의 호우에 보다 효과적이라는 다른 연구와도 일치한다(Miller, 2002). 마. 빗물모으기 지붕빗물을 저장하여 사용하는 것은 가정 잡용수, 농업용수, 조경용수 등을 공급 하기 위해 수세기 동안 이용되어온 방법이다. 1) 적용 전형적으로 빗물은 환경적으로 물공급이 제한되는 곳에서 이용되었다. 그러나 LID 기법에서 빗물모으기는 두 가지 목적으로 활용될 수 있다. 하나는 빗물의 저장 이고 다른 하나는 빗물유출수의 감소이다. 빗물모으기는 지붕면적이 도로, 진입로, 보도가 불투수면에 기여하는 정도와 같거나 더 큰 중고밀도 개발지역에 부분적으로 적용가능하다. 단독주택과 중고밀도의 주거환경에서 LID 기법의 궁극적인 목표는 수문조건을 개발전과 비슷하게 하는 것인데, 이것은 빗물저장을 통해 지붕유출수를 감소하거나 차단하지 않고는 달성하기 어렵다고 보아야 한다. 지붕 빗물저장은 주 택신축이나 개조시 혹은 주거, 상가 또는 산업 개발에 이용될 수 있다. 여기에서는 주택의 빗물저장에 초점을 두고 살펴보고자 한다. 2) 설계 집수 시스템의 크기는 강수량, 실내외의 물 수요, 개발전의 수문에 가깝게 하기 위해 필요한 수량 감소 등에 따라 결정된다. 빗물집수는 다른 LID 기법의 실행과 연계하고, 지붕 녹화를 통해 강우유출수를 줄이고 시스템의 추가 비용을 절감해야 한다. 우리나라와 같은 몬순기후대에 속하며 건기와 우기가 뚜렷한 지역은 특히 지 붕 빗물관리에 있어, 지역 특성을 반영해 다양한 집수 및 활용방안을 개발하여야 - 25 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 한다. 집수 또는 지붕 구역 : 지붕재료는 집수시 아연, 구리, 납 등의 오염물질을 증 가시키지 않는 재질을 사용해야 한다. 최근 국내외에서 빗물활용촉진을 위한 다양한 지붕재 및 코팅재가 개발되고 있다. 지붕 세척기 : 지붕 세척기는 초기빗물을 모아 집수하지 않고 흘려보낸다. 초기 빗물에는 지붕에 축적되어 있던 미립자, 새의 분비물 등으로 인해 오염물을 많 이 포함되어 있을 수 있다. 간단한 지붕 세척기는 수직 홈통과 함께 홈통 (gutter)으로 다시 물이 거꾸로 흘러 들어가지 않도록 맞추어진 봉합된 관으로 이루어져있다. 일단 관이 차면 물은 탱크의 수직 홈통으로 흐른다. 관은 대개 대지와 연결되어 있고 정비된 출구와 조절 밸브를 가지고 있다. 빗물 저류조 : 저류조는 가장 비용이 많이 드는 구성요소이다. 만약 빗물을 식 수원으로 이용할 경우, 탱크와 모든 부재료는 상수도기자재 승인을 받아야 한 다. 저류조는 대지 위 또는 지하실이나 깊이가 얕은 공간에 설치될 수 있다. 지 상에 설치하는 것은 지하보다 비용이 저렴하다. 심미적 이유와 공간제약으로 지하나 구조물에서 떨어진 지역에 위치할 수도 있다. 굴착에 필요한 추가 노동 경비와 탱크의 구조적 조건은 지하 설치 비용을 상승시키는 원인이 된다. 저류 조는 일반적으로 섬유유리, 폴리에틸렌, 콘크리트, 금속, 나무 등으로도 건설된 다. 식수용 대형 탱크는 매설용으로는 섬유유리를, 지상 설치용은 PVC나 폴리 라이너가 있는 주름지고 아연 도금된 강철이 사용 가능하다. 저류조에는 오염 물과 동물이 접근하지 못하도록 덮개를 설치하고, 지상에 설치한 경우, 조류성 장을 억제하기 위해 햇빛이 투과하지 못하도록 해야 한다. 수송 : 홈통은 일반적으로 알루미늄, 아연 도금된 강철, 플라스틱으로 만들어진 다. 빗물은 약산성이다. 따라서 집수된 물은 수질을 측정해서 지붕과 홈통에 사 용된 금속이나 기타 오염물질이 포함되는지를 확인해야 한다. 수송과정에 적절 한 여과기와 소독기를 설치하는 것이 좋다. 스크린은 각 수직 홈통의 맨 꼭대 기에 설치한다. 홈통의 전체 길이를 따라 설치된 스크린이 홈통으로 들어가는 모든 부스러기를 막을 수는 없다. 즉, 낙엽 감시 홈통은 낙엽들과 바늘잎들을 차단하겠지만, 제거해야할 가장 중요한 오염물인 꽃가루와 먼지를 차단하지 못 한다. 이러한 부스러기는 유지관리를 어렵게 할 수 있다. 3) 유지관리 빗물 집수시설은 제어, 범람, 청소 등의 관리가 용이해야 하고, 시스템의 문제에 대한 경보를 쉽게 파악할 수 있어야 한다. 세부적으로는 다음과 같은 사항을 고려 할 수 있다. - 26 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 지붕에 축적된 부스러기들을 제거한다. 수직 홈통의 꼭대기에 있는 스크린을 깨끗한 상태로 유지한다. 예비필터는 매달 청소한다. 필터는 6개월 마다 혹은 압력이 떨어지면 교체해야 한다. UV 장치는 6개월 마다 청소하고 전구는 12개월마다 교체한다. 또는 제조업체 의 권고사항을 따른다. 저류조를 조사하고 부스러기는 필요에 따라 정기적으로 제거한다. 저류조가 깨끗할 경우, 내부 표면을 표백제 1컵 대 물 40리터의 비율의 염소 용액으로 청소한다. 염소처리된 물은 관에 30분 동안 그대로 두어야 한다. 탄소 필터를 제거하고 모든 가정에 있는 수도꼭지를 틀어 염소 향이 날 때까지 배출 시킨다. 탄소필터를 제자리에 놓고 다시 사용하기 시작한다. 4) 성능 미국에서 토지 개발전의 수문 조건에 가까워지는 것을 목표로 LID 기법의 원리 를 적용하여 실험을 실시하였다. 실험에 사용된 LID 기법에는 개발지 감소, 불투수 면의 최소화, 자연적인 토양과 식물 지역 증가, 훼손된 토양의 퇴비 개량, 생물학적 저류 등이 포함되었다. 프로젝트에 적용한 LID 기법의 효과를 평가하기 위해 시뮬 레이션(HSPF)을 이용한 수문 분석을 지속적으로 실시하였다. 실험결과, 에이커당 4 가구 이상을 유지하면서 단지계획 개선과 불투수면 감소만으로 사업목적을 달성하 기는 어렵다는 결론을 얻었다. 이에 보조 LID 기법 툴을 이용해야 했다. 유출수를 저감하기 위해 지붕빗물을 모아 이용하는 방법이 고려되었는데, 수문학적 관점에서 지붕유출수의 집수 및 이용은 유출수 저감에 도움이 된다. 적정량을 집수하면 나무 가 많은 환경에서 물이 자연스럽게 이동하고 증발하는 순환구조를 비슷하게 모방할 수 있게 된다. 결과적으로 LID 기법의 빗물집수는 자연상태의 수문환경과 비슷하게 유지시켜주는 간접적인 효과가 있을 것이다. 2-2. LID 기법의 적용실태 1. 국내 그동안 우리나라는 성장위주의 개발정책으로 지역 불균형, 자연환경파괴, 환경오 염 유발, 무분별한 난개발 등의 문제를 야기했다. 대부분의 환경문제는 환경적으로 민감한 토지의 훼손과 환경을 고려하지 않은 토지이용계획에 따른 것이라고 볼 수 - 27 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 있다. 한편, 사람들은 삶의 질 향상으로 보다 쾌적하고 좋은 환경에서 살고자 하는 바람을 갖게 되었다. 그리하여 기존의 무분별하고 개발위주의 토지이용계획에 대한 반성과 개선에 대한 목소리가 높아지고 있다. 이와 상응하여 친환경적 토지이용계 획, 사전예방적 토지이용계획에 대한 관심이 높아가고 있으며, 특히, 환경문제 중 수질관리, 유역관리를 위한 여러 토지이용계획 및 관리기법 적용이 활발하게 이루 어지고 있다. 국내 적용사례로 토지이용과 물순환 및 환경생태가 연계되어 구체적 으로 도시개발에 반영된 것은 생태도시 개념의 도입에서부터 이다. 그 후 이를 바 탕으로 실제 LID 기법이 논의되고 도입된 것은 세종시 건설 때부터이다. 이 당시 대규모 도시 건설에 따른 물순환의 왜곡과 비점오염원 관리문제를 동시에 접근하기 시작했다. 이를 바탕으로 충남도청 이전신도시에 반영되었고, 판교, 파주, 동탄신도 시 등 도시개발에 있어서도 물순환 개념이 확산되었다. 구체적인 사례는 다음과 같 다. 가. 생태도시의 대두 우리나라의 도시개발에는 자원절약과 환경순환시스템에 대한 고려가 미흡한 실정 이었고, 각종 도시기반 시설이나 환경기초시설 건설시 환경과 자원의 순환시스템에 대한 고려가 미흡하여 환경적으로 열악한 상태였다. 이와 같은 문제를 해결하고자 1990년대부터 생태도시에 대한 중요성이 부각되었다. 우선 대전광역시에서는 생태 도시계획 특성을 환경과 인간이 공존하는 도시 조성에 있어서의 계획, 관리의 비전 이라고 제시하고 있다. 부문별 주요 지침으로 토지이용계획에서는 적정 밀도의 개 발을 통한 토지자원의 효율적 이용에 두고 있고 물 부문에서는 중수도의 도입 및 적용을 통한 수자원 순환의 증가와 합리적인 사용 촉진, 하천의 수질개선을 통하여 도시내 하천의 청량감과 어메니티의 도모로 두고 있었다. 하남시에서는 생태도시계획 특성으로 생활권별로 분산된 소규모 공급으로부터의 공급을 통한 환경친화적 공간 구조로 하였다. 부문별 주요지침 중 토지이용계획에 서는 환경의 보전, 자연자원의 소모 최소화, 건강한 경제의 유지와 자연지형 및 자 원을 보존하여 개발 지향적이 아닌 지속가능한 관리 지향적 토지이용에 두었다. 생 태네트워크 부문에서는 수계축과 녹지축 조성과 녹지 및 공원 면적 확대에 두었다. 김포시에서도 생태도시계획 특성을 기존 생태계의 보존과 활용, 생물이동통로, 공원 녹지공간의 확충 및 체계화에 두었고 부문별 주요지침 중 토지이용계획에서는 친환 경적 도시구조 구축, 전원 속의 그린 커뮤니티(Green Community) 구축에 두었다. 그리고 그린 네트워크 부문에서 녹지공간과 수공간 활용을 통한 입지 잠재력 극대 화, 그린 매트릭스 시스템을 도입하였다. 물 부문에서는 자연형 하천공법에 의한 환 - 28 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 경친화적 수변공간으로 정비하여 공원녹지로 활용함과 동시에 호수공원 조성을 통 한 레져 및 생태체험공간 활용에 두었다. 파주시는 생태도시계획 특성으로 도시적 편의성과 전원적 쾌적성을 조화시킨 지 역발전을 선도할 수 있는 미래형 전원도시 건설에 두었다. 부문별 주요지침 중 토 지이용계획부문에서는 지구중앙의 농업생태공원 및 주요공원 녹지축에 저밀주거를 배치하고 지구외곽에 중 고밀 주거단지를 배치하였다. 공원 및 녹지부문에서는 녹 지율은 기본적으로 30% 이상 확보하고, 바람통로 녹지축 등이 반영된 그린 네트워 크를 구상하였고 현재의 녹지(구릉지 등) 부분은 가급적 원형보전 공원 등으로 활 용 및 보전하도록 하였다. 물 부문에서는 습지, 저수지 등을 이용한 친환경적인 물 순환 체계 구축을 강조하였다. 나. 세종시 세종시에서 이러한 구상이 본격적으로 도입된 것은 위와 같은 생태도시에 대한 개념이 확대 발전된 것이다. 행정중심복합도시(세종시) 기본구상에서 물순환과 비점 오염원 관리를 위한 예방적 차원에서의 토지이용시부터 고려해야 함을 주장하여 세 종시 건설에 반영되었다. 세종시는 기존 도시의 문제점을 극복하고 자원을 절약하 고 각 부문별 환경요소들의 순환을 도시 건설목표로 정하였고, 자원절약형 도시환 경을 조성하기 위해서는 환경순환을 고려한 환경기초시설 설치와 물과 폐기물순환, 에너지 절약 및 신재생에너지 확대를 위한 대책이 기본계획 및 개발계획시 반영되 었다. 도시화의 진행은 자연적 물순환 체계와 생태계에 변화를 가져온다. 특히 도시화 는 피복형태에 현저한 변화를 가져오고 불투수면의 증가로 유출량이 크게 늘고 지 하침투량과 증발산량이 줄어들어 첨두유량은 증가하고 유달시간은 단축된다. 또한 불투수면의 증가는 강우시 도시의 비점오염원이 하천으로 유입되게 하여 하천수질 에 악영향을 준다. 하천의 직강화는 강우시 빗물을 빠르게 배수하게 하고 대규모 단일 하수처리장을 중심으로 한 하수처리장은 인근 소하천의 건천화도 가져온다. 유속의 변화와 유량의 공간적 시간적인 체류형태가 달라지면서 물질의 퇴적양상 및 서식하는 생물상이 변하여 전반적인 하천생태계가 변하고 더불어 정화기능도 약 화된다. 외부에서 물을 끌어와 하류로 배출하는 도시 상하수도체계는 유역간 총 물 수지에도 변화를 가져오게 되고 유역내의 수량이 변화하여 일방적 흐름이 발생하기 도 한다. 따라서 친환경적인 빗물관리와 이용을 통해 도시내 물순환을 회복하고 비 점오염을 저감하기 위한 기법 도입이 요구되나 아직까지 적극적인 실천이 이루어지 고 있지 않고 있다. 도시화로 인한 물순환 장해를 정리하면 다음과 같으며 이의 해 - 29 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 결방안을 모색하기 위해 세종시에 고려한 사항은 다음과 같다. 도시건설에 따른 소하천의 매립 및 복개, 건천화, 열섬효과로 인한 증발량 증 가, 불투수면의 증가와 매끈한 도시노면으로 자연적으로 형성되는 수공간이 사 라짐 친수공간은 인간의 정서적이며 심미적인 관점에서 긍정적인 효과가 있으며 도 시 미기후를 조절하는데도 효과적임 자연형 하천과 같은 친수공간은 또 다른 생물이동통로가 되며 육수환경의 변이 지대로 다양한 생물상을 포용하는 공간이 됨 따라서 적절한 친수공간의 보존과 형성은 도시의 쾌적함을 유지하고 생물서식 에 긍정적인 역할을 하며, 물을 이용한 다양한 활동을 가능하게 함 최근 조경분수 등을 자연환경과 적절히 조화시켜 인공적인 친수공간을 만듦으 로써 도시의 어메니티를 확보하려는 방안들이 수립되고 있으나 인공적인 수환 경의 지나친 강조는 바람직하지 않음 1) 물 순환부문 물의 자연스런 순환구조와 자연성을 최대한 유지시킬 수 있는 방안을 모색하고, 다양한 용수공급체계를 갖추도록 하였다. 이를 위해 불투수면을 최대한 줄일 수 있 는 다양한 방법을 적용하였고 빗물저류 및 침투를 통해 지하수위를 유지하고 비점 오염원을 통한 수질오염을 방지하였다. 친환경적인 수변공간의 조성으로 수변생태 와 정화기능을 되살리고 빗물 활용을 적극 검토하는 등 LID 기법을 고려한 기본구 상을 적용하였다. 대기가 오염되지 않은 환경에서의 빗물은 순수한 상태의 물로 가장 좋은 수원이 나, 강우량의 변동으로 사용할 수 있는 양이 일정치 않다. 세종시에서 빗물이용은 지하침투를 우선하되, 부분적으로 직접 이용하는 것을 기본방향으로 하였다. 빗물 용도 및 활용범위는 실내체육관 등 지붕 면적이 넓은 시설물 중 대통령령으로 정하 는 시설물을 신축하고자 하는 경우 빗물이용시설을 설치 운영하도록 하고 있다. 빗물은 투수면을 통한 지하침투를 우선해야 지하수위 유지와 소하천 건천화 방지 등 전체적인 물순환을 자연 상태에 가깝게 유지할 수 있다. 집수된 빗물은 중수와 함께 건물 청소용수, 화장실 세정수, 조경용수, 방화용수 등의 잡배수로 사용할 수 있도록 제안하였다. 이와 같은 빗물의 활용을 통해 유출을 감소시켜 비점오염원 및 도시기반시설의 합리적 관리가 가능하도록 LID 기법을 고려하였다. 2) 비점오염물질 관리 도시의 지표면에 집적되어있던 오염물질은 강우시, 빗물이 유출되면서 인근 하천 - 30 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 으로 유입하게 된다. 도시의 지표면은 시멘트, 콘크리트 등의 불투수성 재질이 주를 이루고 있어 빗물이 땅에 스며들지 않고 지표면에서 하천으로 일시에 빠른 속도로 유출하게 된다. 이 과정에서 지표면의 오염물질도 함께 하천으로 유입되면서 환경 에 부정적인 영향을 주게 된다. 따라서 빗물관리는 비점오염물질 관리에서 매우 중 요한 역할을 하므로, 도시계획시 빗물관리를 위한 다양한 기법을 적용할 필요가 있 다. 빗물관리 시설은 분산형으로 설치되므로, 원활한 운영과 집수한 빗물을 효율적 으로 이용하기 위해서는 이들 시설을 통합적으로 관리할 수 있는 방안을 마련하여 제시하였다. 이때 IT 기술을 이용하여 개별 빗물관리 시설에 대한 정보를 종합하고 이를 근거로 통합적인 빗물관리를 실시하는 방안을 고려해 볼 수 있다. 빗물관리와 함께 비점오염원을 줄이기 위해서는 친환경적 토지이용과 지역계획수립 등의 대책, 즉 LID 기법들이 도입되어야 함을 제시하였다. 3) 구체적 시설 부문 (가) 빗물저류시설 빗물저류시설은 빗물을 일시적으로 저류하였다가 방류하는 시설로 총 유출량에는 변함이 없으나 첨두유량을 줄임으로써 관거용량에 대한 부담을 줄이고 하류지역의 침수피해를 줄여 주는 효과가 있다. 빗물저류시설은 합류식 하수거 및 빗물거의 방 류지점, 기타 침식물을 함유하는 유출수가 방류되는 지점 등에 주로 설치한다. 빗물 저류시설은 어디에 저류하느냐에 따라 크게 지역외와 지역내 저류시설로 구분하였 다. 유수지 : 배수구역으로부터 유출되는 빗물을 일시 저장하여 유량을 조절해 주 는 역할을 한다. 하수도 시설을 빗물관리시설로 적용하는 경우 하류하천에 미 치는 영향을 고려하여 하수도 및 기타 배수시설을 보완하는 시설로 유수지 설 치여부를 반드시 검토해야 한다. 유수지는 하류관거의 유하능력이나 하류지역 의 펌프용량이 부족한 곳에 설치하며 주로 하천의 중하류부에 설치한다. 유수 지를 설치할 때는 수질개선, 범람조절, 지하수 함양 등의 기대효과에 대한 우선 순위를 고려하여 체류시간, 저류용량 등을 계획하며 다목적 유수지도 검토하였 다. 유수지를 잘못 설계하면 홍수시 부정적인 역할을 할 수 있으므로, 개별 대 상지뿐만 아니라 유역전체를 대상으로 유수지의 영향에 대한 검토를 수행하여 결정하였다. 지하저류조 : 지하저류조는 지하저장탱크에 빗물을 저장하는 관리장치로 지상 부를 다른 용도로 사용할 수 있기 때문에 주로 지가가 비싼 시가지에 설치한 다. 건물지하저류는 홍수가 빈번한 고밀도 주택가나 고층주택 등의 지하에 적 - 31 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 용하였다. 설치시 유지관리의 용이성을 우선 고려해야 하여 1/100정도의 구배 를 두고 퇴적장소를 마련하여 유입된 토사를 용이하게 배출할 수 있도록 하고 유지관리 및 경제성을 고려하여 저류수심은 2m 이상이 되지 않도록 권장하였 다. 빗물통 : 비교적 저렴한 가격으로 용이하게 설치가 가능하다. 저장된 빗물은 잔 디나 정원수 등의 잡배수로 재이용이 가능하다. 빗물통 설치시 빗물통은 미관 상 부지내 조경시설이나 건물의 지면설계와 통합하여 설계하며 시각적으로 차 폐되도록 하고 홈통은 여과장치를 설치하도록 권장하였다. 그리고 정원수로 이 용하기 위해서는 관개시스템과 연결하는 호스를 장착하는 것이 좋으며 폭우시 에 대비하여 우회로를 설치하고 겨울철에는 결빙되지 않도록 빗물이 절반 정도 차 있도록 한다. 연못 및 인공습지 : 바닥이 자연지반인 경우 연못이나 인공습지는 빗물저류 외 에도 빗물을 지하로 침투하게 하여 지하수를 재충진시키는 역할을 한다. 빗물 이 저류되는 과정에서 물리적 침전과 생물학적 처리를 동시에 거치면서 오염물 질이 처리되며 저류용량에 따라 비점오염물질의 제거효율이 달라진다. 정서적 인 안정감을 제공하는 도심내 휴양공간으로도 활용할 수 있도록 설계하는 것을 권장하였다. 기타 저류시설 : 건물이나 주차장, 공원 등, 소규모 공간을 활용하여 저류하는 방법 등이 제안되었다. (나) 빗물침투시설 빗물침투시설은 빗물이 지표 아래로 침투되도록 유도하는 시설로 침투방법에 따 라 녹지나 투수성바닥과 같이 지표면을 통해 넓게 침투시키는 방법과 침투트랜치, 침투통, 침투측구 등과 같이 빗물을 침투시설로 유도하여 쇄석과 같은 다공질 매질 을 충진하여 조성한 불포화지층을 통해 침투시키는 방법으로 구분하였다. 빗물침투 시설은 저류방법과는 달리 총 유출량의 일부를 지층으로 보냄으로써 총량을 저감하 는 효과가 있으며 침투방법에 따라 지상공간을 다양한 목적으로 사용할 수 있다. 빗물과 함께 쓸려 내려오는 미세 입자나 용존 오염물질을 매우 효과적으로 제거하 나 지하수 오염을 불러올 수 있으므로 설치시 공간적 특성을 고려하도록 하였다. 설치 후 방치하거나 잡배수가 유입되면 효율이 급감하므로 유지관리에 신경써야 한 다. 기존의 주거단지 안에 설치하는 경우 침투수로 인해 지반침하, 부동침하, 건물 균열 등의 우려가 있으나 단지 조성단계에서 설계 시공되어 안정화될 경우 안전에 문제가 없다. 침투시설의 개발은 빗물유출을 저감시킬 수 있는 침투능력의 확보와 무동력, 경제성, 관리의 편리성 및 오염물질제어의 측면에서 종합적으로 이루어지도 - 32 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 록 제안하였다. 침투통 : 침투통은 통 밑면에 쇄석을 충진하여 빗물이 이를 통해 지층으로 분 산 침투되도록 하는 시설로 상부구조는 택지형, U형 및 도로암거형 등이 있으 며 덮개를 설치한다. 침투 트렌치 : 지하에 쇄석 등의 다공질매질을 충진하고 침투관을 설치하여 빗 물관거와 연결시킨 시설물이다. 빗물이 침투 트렌치에 유입되어 토양으로 침투 되기까지 보통 수일이 걸리며, 저류 침투기능 이외에 하수관거와 같은 통수기 능을 갖고 있어 하수관거를 대체해서 사용할 수도 있다. 보통 건물주위의 녹지, 광장 등에 침투통과 조합하여 설치하기도 하며 비교적 많은 부지를 필요로 하 기 때문에 이미 개발된 지역보다는 개발되고 있는 지역에 더 적합하다. 박테리 아, 부유고형물 등의 제거능력은 탁월하지만 용존성 영양물질의 제거에는 큰 효과가 없으므로 높은 지하수질을 필요로 하는 지역이나 오염물질이 다량 함유 된 빗물유출수가 발생하는 지역에는 사용이 곤란함을 제시하고 있다. 침투측구(침투구) : 측구 밑부분을 다공질 매질로 충진하여 빗물을 침투시키는 시설이고 기능은 일반 침투시설과 비슷하다. 투수성지반 : 일반나지, 녹지, 투수성 재료를 사용하여 바닥을 포장하는 것 등 이 포함된다. 투수성 포장은 교통량이 적은 생활도로 및 보도, 주차장 등에 사 용하며 주기적인 청소를 실시하여 투수기능을 유지해주는 것이 좋다. 각각의 빗물침투시설은 공간적 특성을 고려하여 다른 시설과 함께 설치하도록 제안하 였다. (다) 초기강우처리시설 비점오염물질 유출이 많은 곳으로 예상되는 도시구역이나 몇 개의 도시구역을 묶 어 이 지역에서 유출되는 초기강우는 별도로 차집하여 처리한 후 하천으로 방류하 는 방안을 강구하는 방안도 제시하였다. 일반적으로 토지이용계획상에 LID 기법을 고려하는 방법 외에 불가피하게 도심지역과 같이 불투수면이 많은 경우는 초기강우 처리시설을 설치하는 방안을 제시하였다. (라) 친환경적인 토지이용계획 토지이용은 물순환 뿐만 아니라 기타 환경적 요소에 막대한 영향력을 미친다. 특 히 물순환 부문에서는 토지를 어떻게 이용하느냐에 따라 잠정적인 오염도와 순환가 능성이 결정된다. 도시지역의 경우 수질은 하수처리량의 증가와 불투수면의 증가에 따라 영향을 받는데, 환경기초시설이 제대로 갖춰진 경우 불투수면이 수질에 미치 는 영향이 상대적으로 커진다. CWP(Center of Watershed Protection)에 따르면 불 - 33 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 투수면적이 10%를 넘어가면서 수질이 악화되기 시작하고 25%를 넘어서게 되면 비 가역적인 수질 악화상태에 이를 수 있다고 한다. 세종시 예정지역의 현재 불투수면적 비율은 약 3%이나 세종시가 완공되면 불투 수면적이 불가피하게 증가하여 환경변화를 초래하게 된다. 따라서 계획단계부터 불 투수면을 최소화하는 설계기법과 사전계획을 통해 투수성을 최대한 확보하도록 하 였다. 불투수면의 상당부분을 도로가 차지하는 점을 감안하여 도로 배치계획 및 형 태 등의 개선을 위한 노력을 하도록 하였다. 불투수면을 최소화하는 방안으로 하천 제방, 도로변 등에 충분한 녹지공간을 확보(하천제방 도로변 가로수 식재 등), 빗물 이 토양으로 침투할 수 있도록 시설 설치(투수성 포장, 옥상 벽면 등의 특수 녹화 등), 불투수면적의 상당부분을 차지하는 도로 설계를 최적화 등을 제안하였다. 불투 수면 저감계획은 개별단위 계획뿐만 아니라 토지이용별 지구단위 계획과 동시에 이 루어질 때 효과적임을 제시하였다. 다. 신도시 적용 최근 도시의 물순환 체계 구축에 대한 관심이 높아지면서 실제로 많은 도시가 환 경적, 생태적, 경제적 여건을 증진시키기 위해 물순환형 생태도시를 활발하게 전개 하고 있다. 우리나라는 파주신도시, 동탄신도시, 송파신도시 등을 비롯해서 대부분 의 신도시와 혁신도시 등의 계획에서 수자원 확보방안과 연계하여 물순환 체계 요 소들이 도시 전체에 유기적으로 연계될 수 있는 방안을 모색하고 있다. 물순환 체 계를 중요하게 생각하는 도시들은 도시로 유입되는 빗물과 지표수, 지하수 및 중수 등을 최대한 활용하고 이를 도시의 토지이용계획의 요소 즉 도시 생태네트워크 혹 은 야생동물의 주요한 이동통로로 활용함으로써 도시 내 인간과 야생동물의 공존을 꾀하고 있다. 1) 동판교 신도시 (가) 동판교 지역의 물순환 체계 구축 사례 현장 조사 결과 및 기존의 판교신도시 전체의 녹지축과 물순환 체계 구상안을 바 탕으로 동판교 지역의 물순환 시스템 주요전략 및 구축방향을 설정하였다 3). 판교 신도시의 물순환 시스템 구상 및 계획의 주요 전략 및 구축 방향은 다음과 같다. 3) 네트워크 구상도 작성시 적용한 모형은 일본의 도시서식처 네트워크 모형으로 대거점, 중거점, 소거점(patch)으 로 구분하고 있으며, 각각은 크기에 있어서 명확하게 차이가 있으며, 이에 따라 서식하거나 도입되는 종도 다 르게 나타나고 있다. - 34 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 주요 특징 : 토지이용계획과 통합되면서도 다양한 수자원을 활용한 물 순환 체 계 구축 물순환 체계 구축 방향 - 기존의 수계를 최대한 활용하며, 단지 내부와 외부를 연결하여 수로로 활용함 - 기존의 산 계곡에서 흘러나오는 물을 최대한 이용하며, 단지 내에서는 빗물을 최대한 이용하여, 운중천과 운중천 옆 저류지로 유입되도록 함 - 앞산 기존습지 3곳을 그대로 살려서 단지안으로 끌어들이도록 함 - 빗물을 활용한 습지를 공원 내에 조성하고, 이를 단지 내 습지와 연결하여 물 순환 체계를 구축함 - 시범적으로 단지 내 빗물을 집수할 수 있는 방안과 도입시스템 제안함 - 지하철 2곳과 지하도 1곳에서 유출되는 지하수를 활용 가능한 수준으로 재처 리하여 주요 수원으로 활용함 구상안은 수원확보가 용이하지 않더라도, 물이 항시 흐르는 요소는 물론, xeriscaping(건조 녹화)과 같은 물이 흐르지 않는 물순환 시스템 요소 등을 도입함 으로써 도시 전체의 물순환 체계를 수립할 것을 제안하였다. (나) 부문별 물순환 시스템 구상 녹지축과 물순환 체계의 연계방안 : 생태네트워크는 동판교지역의 동과 서로 연결되어 있는 근린공원과 남과 북으로 연결되어 있는 보행자 동선이 큰 축을 형성하고 있다. 물순환 체계는 녹지축과 통합되어 하나의 축으로 연결될 수 있 도록 하였다. 또한, 공원과 완충녹지 등에도 최대한 반영하여 계획, 설계 되도 록 하며, 이들 지역이 단지 내부의 수로 및 녹지축과 자연스럽게 연계될 수 있 도록 하였다. 물의 수집, 전달, 저장 및 재활용 구상 : 동판교의 물순환 시스템 구축을 위해 물의 수집과 전달, 저장 및 재활용 구상안을 작성하였다. 물의 수집을 위한 수 원은 빗물을 비롯해, 지하철과 지하도에서 유출되는 유출수를 활용하며, 이들은 단지, 내ㆍ외부에서 전체적으로 연결되어 순환하는 하나의 전달체계를 갖추도 록 하였다. 장기적으로는 단지 내에서 중수를 활용할 수 있는 방안도 함께 모 색하였다. 기타 추가적 수원이 필요한 경우, 운중천의 하천수와 산림계곡의 자 연유수도 판교 물순환 시스템의 주요 수원으로 활용하도록 하였다. 이들 각 수원은 연못이나 저장탱크 등에 저장되며, 가능한 자연수로의 형태로 전 달됨으로써, 생물서식공간의 기능도 함께 도모하도록 하였다. 또한, 이들 수원들은 1회 이상 재활용될 수 있도록 재순환 체계를 마련하였다. 판교 물순환 시스템 구축 에 고려되는 수원과 이들의 수집, 전달, 저장 및 재활용 방안은 그림과 같다. - 35 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 수 원 물 순 환 체 계 하 천, 연 못 자 연 유 수 1. 우 수 투 수 성 포 장 2. 자 연 유 수 녹 지 살 수 유 출 수 3. 하 천 수 4. 유 출 수 친 수 공 원 수 경 시 설 재 이 용 배 수 고 도 처 리 시 설 방 류 <그림 2-2> 물의 수집, 전달, 저장 및 재활용 구상 (다) 물순환형 생태도시 조성 측면에서의 주요 특징 '다양한 형태의 실개천 조성' 원칙 실현을 위해 판교 신도시내에 조성되는 실개천 은 큰 규모의 실개천과 중간규모의 실개천, 소규모의 실개천 등 다양한 규모로 조 성하도록 하였고, 실개천의 형태 및 식생과 같이 도입되는 생태적 기반도 다양하게 조성하였다. '합류지점의 연못조성' 원칙 실현을 위해 두개 혹은 3개의 하천이 모이는 합류지 점에는 넓은 규모의 연못을 조성하였고, 합류지점에 조성되는 연못은 야생동물의 서식처 및 source area로서의 기능이 가능하도록 일부구간은 사람의 접근을 허용하 지 않는 Wildlife Sanctuary를 조성하였다. '유수지를 통합한 물순환 시스템 구축' 원칙 실현을 위해 유수지를 물순환체계의 한 요소로 포함하여 통합된 계획 및 설계가 이루어지도록 하였다. 또한, 물순환체계 구축에 있어서 유수지, 저류지와 같이 기능이 다른 요소들도 물순환체계 요소에 포 함시켜 하나의 통합된 계획 및 설계가 이루어지도록 하였다. '물순환 시스템 구축을 통한 다기능성의 도모' 원칙을 위해 수체계로서의 기능은 물론, 생물다양성 증진, 도시 열섬현상 완화, 생활환경에서의 쾌적성도 아울러 도모할 수 있도록 하였다. 동판교 지역의 물순환 시스템 구축에 활용되는 수원확보 방안을 구상해 보면 빗 물, 유출수, 하천수 및 자연유수 등이 활용되며 이들은 상호 유기적인 관계를 통해 동판교 물순환 시스템 구축에 기여하도록 하였다. 가장 주요한 수원은 지하철과 지 하도의 유출수와 운중천 하천수이며, 기타 다른 수원들은 수원과 지형적 특성 등을 - 36 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 고려하여 적절한 활용방안을 모색하였다. <그림 2-3> 판교신도시의 결합형 물순환 시스템 (라) 물순환 시스템 구축을 위한 소요수량 및 수량 확보 방안 동판교 물순환 시스템 구축을 위해 요구되는 수원은 빗물, 유출수, 하천수 및 자 연유수 등으로 구분할 수 있으며, 제시된 각 수원별 방안은 다음과 같다. 빗물 : 일부 주택단지에 빗물 집수시설을 도입하도록 하며 빗물 집수를 위한 단지 선정 및 집수시설 규모는 설계에 반영하도록 하였고, 빗물은 동판교 지역 의 물순환 시스템 구조에 자연스럽게 유입되어 활용토록 하였다. 자연 유수 : 동판교 인근에 입지해 있는 삼림 계곡수 및 샘 등에서 주기적으로 나오는 자연요수 등은 물순환 시스템 구축시 활용토록 하였다. 유출수 : 대상지 지하철 및 지하도 건설로 인해 발생되는 지하수를 이용해 동 판교 지역의 물순환에 활용토록 하였다. 기타 : 기타 확보 가능한 수원으로는 운중천 등의 하천수가 있으며, 이들은 물 순환 체계의 주요한 수원으로 활용토록 하였다. - 37 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 2) 파주신도시 파주신도시는 주변의 다양한 서식처와 전원환경, 그리고 물이 풍부한 수환경 등 을 주요 밑바탕으로 하여 다양한 생물종을 포함한 자연환경과 인간이 더불어서 살 아가는 친수환경 생태도시로 조성해 나가는데, 많은 기회요소를 가지고 있다. 특히, 물은 인간에게는 절대적으로 필요한 요소이기도 하면서 자연생태계에 있어서는 곤 충, 어류, 양서류, 조류와 포유류의 다양한 생물종의 서식환경으로서도 중요하고, 인 간에게는 물이라는 환경요소와 접하면서 쾌적성과 심리적 안정감 등을 얻을 수 있 다. 이러한 물의 가치를 고려하여, 파주신도시는 지역에 풍부한 물환경을 최대한 보 전 복원 및 활용, 창출하여 친수환경 생태도시로 조성해 나가고자 물순환형 생태 도시를 지향하는 계획안을 수립하였다. 충분한 녹지를 갖춘 전원도시를 지향하여, 자연생태숲, 자연체험학습녹지, 퍼머컬쳐 등을 조성하고, 도시내 워터프론트의 조성 으로 지역주민의 휴양 및 여가활동 제공으로 만족도 높은 도시 실현을 추구하였다. (가) 파주 지역의 물순환 체계 구축 사례 파주 운정신도시는 서울 도심에서 서북쪽으로 25km 떨어진 남북, 동서간 교통망 이 교차하는 교통요충지로서, 개발대상지의 약 75%가 농지 및 임야로 대부분 표고 50m 이하의 평탄지로서 심학산, 황룡산, 장명산을 사이로 낮은 구릉지와 농경지가 조화롭게 분포되어 주거 환경에 적합한 지세를 형성하고 있다. 주변에 일산신도시 교하 택지개발지구와 파주LCD 지방산업단지 등 7개의 산업단지가 입지하고 있어 주변 농촌지역과 산업단지 배후의 개발 잠재력을 수용하여 자족기능을 갖춘 수도권 서북부지역의 중심도시로 성장할 것으로 전망된다. 순환수 취수량 58,000m 3 /일 및 보충수 6,000m 3 /일 등 총 64,000m 3 /일의 수량이 와동저류지에 공급되어 실개천, 인공호수, 소리천을 따라 흐르게 되고 58,000m 3 /일 은 재순환 된다. 물순환시스템의 손실량 6,000m 3 /일(물순환계 손실량 : 2,000m 3 /일, 소리천 유지용수 4,000m 3 /일)은 대단위 양수장에 취수된 임진강 원수에 의해 보충 하도록 하였다. (나) 물순환형 생태도시 측면에서의 특징 주변의 야생동물이 중앙생태공원까지 이동할 수 있도록 주변의 산림과 수계를 연 계한 생태녹지축을 구축하며, 개발지역과 녹지공간의 통합 계획을 수립하였다. 기존 의 산림과 물순환 시스템을 포함한 중요 서식처를 보전하여 이를 네트워크화 함으 로써 도시 전체를 서식처화 하였다. - 38 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 <그림 2-4> 파주운정신도시 물순환체계 구상 녹지와 수계를 연결한 생태축을 조성하고, 단절된 생태축은 생태다리 등의 건설 을 통하여 연결하며, 도시내 기간녹지와 지구내 녹지 및 수체계와의 연결을 고려하 였다. 신도시 어디에서나 수환경을 볼 수 있는 쾌적한 도시건설을 목표로 신도시 하수처리수의 재활용을 통한 Blue Network, 대상지 보존구릉지 등과 연계한 Blue Network 계획을 수립하였고, 가능한 한 지속적으로 물이 흐를 수 있도록 하였다. 도시전체에 생태수로와 워터프론트를 활용한 블루네트워크의 실현에 기여하도록 하 여, 생태수로를 생태관광수로화 하여 관광과 환경교육, 자연체험 등의 극대화를 실 현하고, 지역경제 활성화에 기여하도록 하였다. 수로를 중심으로 최소 10m의 완충 지역 설정의 수환경 개선 및 야생동물이동로의 활용을 계획하였다. 대상지 전체에 실개천이 순환하는 체계를 구축하여 어디에서든 물을 볼 수 있도 록 하며, 빗물 저류조, 자연배수시스템, soakaway 시스템을 조성하여 빗물을 최대한 활용하도록 하였다. 또한 모든 실개천이 생태호수로 들어오게 하여 생물서식공간 및 지역주민의 휴식공간으로서 활용할 수 있도록 하였다. 3) 광교신도시 광교신도시의 중심지역인 특별계획구역 및 행정타운에 중수도시스템을 구축하여 신도시 개발방향 중 중요한 개념 중 하나인 수류순환망 개념을 강화하였다. 블럭단 위의 지역순환방식을 적용하여 개별순환방식의 관리의 어려움과 설치비용에 대한 부담을 완화하며, 구역내 저류연못 조성을 통해 사용한 중수에 대한 처리공정을 강 화하여 원천저수지의 수질오염을 방지토록 하였다. - 39 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 (가) 광교신도시의 물순환시스템 구상 행정타운내 건축물의 화장실 용수나 외부공간의 조경용수로 활용할 수 있는 시스 템을 구축하였다. 중수 처리 및 공급 설비의 대부분을 지중화하여 미관 및 악취문 제를 해결하고, 중수시스템의 구축 및 활용에 대한 홍보를 통해 광교신도시의 차별 화 방안으로 활용하였다. 또한 구역내 건축물과 조경공간에 대한 중수도 시스템 구 축을 의무화하였다. 공급처리시설을 통해 각 건축물의 화장실 용수 및 외부 공간의 조경용수로 활용하며 사용된 중수는 배수처리시설과 저류연못을 통해 정화하여 배 출토록 하였다. (나) 한국형 물순환시스템 : 3-Mul System(다중형 수류순환망)의 개념 한국형 물순환시스템 3-Mul System(다중형 수류순환망)은 우리나라 지형과 자연 조건에 적합한 수류순환망으로 제안하였다. 이는 하천수, 계곡수, 고도처리수, 빗물, 중수, 상수를 이용하여 함양지나, 지하저류조를 이용하여 물을 저류시키고 자연지형 을 이용하여 하천, 지천, 단지수로, 암거 등으로 자연유하시키는 방식이다. 이는 도 시-근린-단지차원에서 저류시키고 침투시켜 비점오염원의 정화기능을 높이고, 실개 천 주변의 친수공간 도입은 물론 미기후 형성계획과 연계하여 도시차원의 온습도 관리가 가능하도록 제안하였다. 이는 본 연구에서 추진하는 LID 기법의 적용과 동 일한 수준으로 파악된다. 광교신도시는 자연배수체계를 근간으로 다단계 저류방식을 적용하였다. 수원( 水 源 )의 집수에서부터 함양지(공급저류지) 실개천 중간유수지 실개천 다 단계 생태정화연못 원천저수지 재이용(순환)으로의 수류( 水 流 )순환( 循 環 )망 개 념을 설정하였다. 빗물확보를 위해 단지내, 공원, 주차장 등에 지하저류를 설치하여, 함양지 및 실개천내의 유지용수 확보시 부족한 경우 충당하도록 하였다. <그림 2-5> 한국형 물순환시스템 : 3-Mul System - 40 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 (다) 자연배수체계에 의한 빗물저류 및 수류순환망 구축 광교신도시는 사업지구 전체적으로 물순환 체계가 단절됨이 없이 연결되도록 하 며, 최대한 기존 수계를 보전하고 향상시킬 수 있는 방안을 모색하였다. 또한 녹지 체계, 통경축, 보행축 등과 수계축이 일치하도록 하고, 상업지역 및 공동주택 주변 에 실개천 등을 도입시켜 열섬현상을 방지하도록 하였다. 하천수, 계곡수, 고도처리 수, 빗물, 중수, 상수 등의 다양한 수원을 활용해 다양한 물순환시스템 요소를 도입 하여 순환가능 하도록 하였다. 제시된 광교신도시 물순환망 구상도는 다음과 같다. <그림 2-6> 물순환망 계통도 2. 국외사례 토지이용이 고도화되지 않았던 과거에는 유역의 특정 토지이용이 유역의 수환경 에 큰 영향을 미치지 않았다. 그러나 도시가 발달하여 토지이용이 크게 변하고 불 투수면이 증가하면서 자연적인 물순환을 역행하면서 이러한 유형의 토지이용의 집 적은 유역의 수환경에 큰 영향을 미치고 있다. 이 같은 도시화의 부작용을 제거하 기 위해 다양한 유역관리기법들이 논의되고 있는데, 대표적인 예로 환경적, 경제적 목표를 동시에 달성하는 LID와 스마트 성장(smart growth) 등이 있다. 이들 기법의 환경관리 목표는 개발전략 수립시 압축성장개발의 적용, 토지이용계획시 다양한 친 환경기법의 적용, 그리고 기존의 인프라 및 중요지역 보존방안 등이다. LID기법 등도 일반적으로 적용되고 있지만, 중앙정부 차원에서 이를 제도적으로 - 41 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 도입하도록 정비한 예는 드물다. 다만, 사전예방적 토지이용에 대한 중요성을 파악 한 일부 지자체에서 나름의 제도적인 기반 구축을 하고 있을 뿐이다. 여기서는 외 국의 사전예방적이고 친환경적 토지이용기법의 적용사례를 고찰하고자 한다. 구체 적으로 공지 개발, 재개발, 고밀개발, 녹지총량제, 주차장 건설, 도로설계, 빗물관리 시설 등을 중심으로 관련 내용 및 적용사례를 살펴보고자 한다. 가. 공지 개발 공지 개발이란 기존의 개발지역 내에 위치한 미개발 토지를 친환경적으로 개발하 는 것을 의미한다. 공지 개발의 장점은 다양한 교통수단과 인프라가 이미 갖추어진 지역에 추가적인 개발을 단행함으로써 새로운 기반시설 구축에 필요한 토지를 줄이 면서 인근 교외지역으로 개발수요가 확산되어 투수면이 줄어드는 것을 방지한다는 것이다. 여기서는 스마트 성장을 통한 공지 개발의 효과 및 사례 그리고 공지 개발 과 빗물 관리에서 특별히 고려해야 할 사항에 대하여 언급하고자 한다. 1) 적용사례 워싱턴주 클라크 카운티는 2002년 공지 개발 조례를 제정하였다. 공지 개발 지침 은 기존 개발 지역에 인접한 10,000m² 이하의 부지로 기존 기반시설의 활용이 가능 한 지역의 개발을 허용하고 있다. 그러나 새롭게 형성되는 불투수면이 500m²을 넘 을 경우, 빗물관리규정의 적용대상이 된다. 뉴저지주도 재개발 및 공지 개발 예정 지역을 파악하여 "도시 재개발 구역"으로 지정하였다. "도시 재개발 구역"으로 지정된 부지는 수분의 침투 요건의 적용 대상 에서 제외된다. 이는 기존 부지 활용을 통해 환경보호와 경제 개발을 조화시키는 데 도움을 준다. 위스콘신주의 경우도 재개발을 촉진하기 위해 신규 개발의 경우 무대책 에 비해 80%의 총 부유물질을 저감토록 하고 있으며 재개발의 경우 무대책 의 40%를 감소 시키도록 요구하고 있다. 또한 20,000m² 미만의 공지를 개발할 경우 무대책 의 40% 를 저감하도록 하고 있으며, 그 외의 경우는 무대책 의 80%를 감소시키는 것을 목 표로 하고 있다. 지표면에 대한 수분 침투의 경우, 재개발 현장은 예외로 한다. 기 타, 새로운 주거 단지 개발 프로젝트는 최소 90%의 유역 수분 침투율이 필요하며, 비 주거단지 개발의 경우에는 최소 60%의 수분 침투율의 용적을 갖추어야한다. 최 대 방류량은 보통 단위 시간당 용적(m³/sec)으로 표현하며, 위스콘신주의 규정에서, 건설 공사 완료 후의 최대 방류량은 2년 빈도 24시간 강우에서 개발 이전보다 증가 하지 않도록 하고 있다. - 42 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 샌디에고시 당국은 공지 개발업체들이 빗물 감소에 소요되는 경비를 공동 부담하 도록 하는 조항을 2002년에 채택하였다. 표준 도시 빗물 경감 계획에 따르면 개발 업체들이 전체 배수 침전지와 관련된 빗물 경감에 참여할 수 있도록 하였다. 2) 고려사항 공지개발이 예정되어 있는 부지는 지역에 남아있는 마지막 공터일 가능성이 크 다. 어떤 지역은 도시빗물처리를 위해 공지로 남겨 둘 수도 있다. 그러나 해당 부지 를 빗물관리나 개발을 위해 공지상태로 계속 남겨두어야 할지를 결정할 수 있는 방 법은 없다. 아마도 지역개발이라는 요소가 가장 크게 고려될 것이다. 도시녹지와 주 차장은 도시지역에서 조경, 레크리에이션 및 환경적 고려 측면에서 다목적으로 가 장 많이 활용되는 공간이다. 일부 부지는 자연적인 빗물처리에 반드시 중요하지 않 더라도 개발에 따른 빗물유출수 발생으로 인해 기능이 훼손된 수로를 포함하는 지 역일 가능성이 있다. 이러한 경우, 친환경 건물 및 LID 기법이 현장 빗물관리를 위 해 선택될 수 있다. 개발업체들과 이들의 조경 건축업자는 정원, 작은 연못 및 식재 지 등과 같이 빗물관리에 필요한 공통적인 도시요소들을 고려해야 한다. 이러한 요 소는 이미 현장계획에 포함되어 있을 수도 있는데, 이러한 경우 빗물유출수 관리를 위해 약간의 수정만으로도 사업의 효율성을 크게 향상시킨다. 3) 기대 효과 도시의 평면적인 확산은 유역의 투수율을 떨어뜨려 대수층으로 스며드는 빗물량 을 감소시키고 결국 건기시 하천유출량을 감소시킨다. 공지 개발은 단위 필지의 개 발 밀도는 증가하지만 유역전체 차원에서 보면 기존 도심지에 개발밀도를 집중시켜 전체적인 유역관리에는 유리한 시스템이다. 공지 개발은 기반시설이 갖추어진 지역 에 개발을 집중하여 환경적으로 중요한 지역에는 불투수면이 추가되지 않도록 함으 로써 잠재적인 빗물유출수를 감소시킨다. 또한, 공지 개발은 기존의 인프라를 활용 할 수 있다는 장점이 있다. 개발을 기존 지역으로 유도함으로써 경제 활동과 수질 관리 인프라의 유지, 보수, 그리고 확장을 지원하는데 필요한 비용을 저감할 수 있 다. 나. 재개발 재개발이란 이전에 이미 개발된 부지를 다시 개발하는 것을 의미한다. 대상지역 에는 폐가, 오래된 상가건물, 건물 붕괴 후 주차장으로 교체된 지역 등이 포함된다. 재개발 대상지역은 일반적으로 불투수면으로 이루어져 있거나 토양이 압밀되어 있 - 43 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 는 경우가 많다. 기존 도시는 빗물 침투능력이 크게 저하된 상태 그대로 빗물 처리 에 필요한 최소한의 조치마저 취해지지 않았을 가능성이 크다. 따라서 재개발 계획 을 수립할 때는 지역의 물순환에 대한 최소한의 고민이 필요하며 이를 개선하기 위 한 노력을 기울여야 한다. 1) 적용사례 애틀랜타시에서는 상공업지역 재개발사업이 지역의 교통 및 수질, 대기에 미치는 영향을 긍정적으로 평가하는 계기가 되었다. 즉, 이전에 철강 공장 부지였던 지역에 재개발을 시행하면서 빗물관리 개선 계획이 도입되었다. 개발사는 빗물관과 공중위 생 하수관망을 개선하여 물순환을 고려한 빗물처리시설을 설치하였다. 이는 애틀랜 타 대도시 중심 지역으로부터 멀리 떨어진 다른 지역에서 기존 개발방식을 적용하 였을 경우보다도 유역의 물순환에 큰 장해를 끼치지 않았다. 최근 들어 재개발과 관련해 그레이 필드(greyfield) 개발과 지역활성화 규정 등이 적용사례로 자주 언급 된다. 그레이 필드는 이전에 개발된 오래된 쇼핑몰과 창고와 같은 대형 부지로 경 제학적으로 생산성이 감소된 상업지구를 말한다. 이러한 곳은 대개 규모가 크고 연 계 교통수단과 빗물관리 기반시설이 비교적 잘 갖추어져있다. 이러한 지역을 재개 발할 경우, 토지이용의 고도화를 통한 불투수면 저감 등의 빗물관리 효과증대가 가 능하다. 2) 고려사항 많은 도시들이 신규개발이나 재개발 사업에 현장의 빗물관리요건을 추가하고 있 다. 앞으로는 신규나 재개발 할 것 없이 모든 사업에 대해 빗물관리를 위한 지역 특이적 BMP 설치요건이 적용되도록 해야 한다. 한편, 빗물관리 엔지니어들과 계획 입안자들은 각종 비용, 인가 절차, 개발 및 재개발 사업에 요구되는 BMP의 예측 가 능성을 비교해야한다. 가령, 침투에 상당부분을 의존하는 빗물관리 프로그램은 저가 의 토지에 대규모 분산개발 사업을 보다 선호할 수 있다. 일반적으로 이러한 토지 를 가진 지역은 물의 침투가 이미 많이 이루어지고 있는 유역에 위치하는 미개발지 일 가능성이 있다. 사업현장의 침투요건이 충분하다 하더라도 이러한 지역에서의 개발사업은 유역환경에 전반적인 손실을 가져온다. 따라서 빗물 및 유역 관리자들 은 빗물관리 규정이 오히려 미개발 지역으로 개발을 이동시켜 역효과를 발생시키지 않도록 각종 요건과 인센티브간의 균형을 분석해야 한다. 3) 기대효과 재개발사업은 기존 도시의 물순환을 고려하여 재개발함으로써 도시환경의 개선가 - 44 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 능성을 열어준다. 이에 불투수면의 저감을 통해 기존 단지의 물순환을 향상시키고 민감한 지역을 복원하는 등의 다양한 기법이 적용될 수 있다. 특히 단지를 고층화 하여 건폐율을 낮추고 각종 침투, 저류, 재이용시설을 부가함으로서 빗물관리 기능 을 제고할 수 있다. 다. 개발촉진지구의 활용 개발촉진지구는 특정지역에 대해 대규모 종합계획 및 도시설계목표를 달성하기 위해 설정된다. 교통중심구역, 개발촉진지구, 신도시 사업지구, 교외지역 개발지구, 상공업지역 재개발지구 등을 예로 들 수 있다. 이 같은 대규모 지구의 현장 빗물관 리기능은 몇몇 재개발 정책을 통해 개선할 수도 있겠지만, 고밀도 개발을 요하는 사업목적을 만족시키면서 친환경적인 토지이용이 이루어지도록 해야 한다. 과거에 는 대형 주차장 부지 및 단일 목적의 대규모 부지 개발을 부추겨 결과적으로는 불 투수면이 더 늘어나게 되는 결과를 초래하기도 했다. 따라서 개발촉진지구에서는 자연 순환에 역행하는 사항을 사전에 검토하여 대규모 단지차원에서 고려해야 한 다. 1) 적용사례 위스콘신주의 엘름 그로브(Elm Grove)는 독창적인 빗물관리 사례 중 하나로 꼽 힌다. 이 도시는 범람이 심각한 도시문제가 되고 있었다. 2001년, 시 당국은 범람 저감을 위해 다운타운 경제개발계획을 수립하였다. 범람문제를 해결하기 위해, 시 당국은 빗물침투지역 개선 및 도시공원의 설계개선을 포함한 빗물경감계획을 개발 하였다. 또한, The Crossing 이라고 불리는 통과지역인 그레이필드 대중교통지구로 해당지역을 전환함으로써 빗물관리능력을 크게 개선시킬 수 있었다. 재개발 이전에 불투수면이 98%에 달하던 65,000m²의 부지를 재개발함으로써 해당부지의 45%이상 을 빗물처리시설용 부지로 전환시켰다. 즉, 기존의 불투수성 지역에 고층건물, 좁은 격자형 도로, 공간 절약형 주차장 등을 도입함으로써 물이 침투할 수 있는 공간을 확보할 수 있었다. 2) 고려사항 도심지와 같은 개발 촉진지구는 일반적으로 지역 내에서 불투수면 비율이 높다. 유역차원에서 이미 개발된 지역에 개발을 집중하여 나머지 유역을 투수면 그대로 유지하는 것이 개발촉진지구의 존재 이유다. 개발촉진지구라 하더라도 불투수면 비 율이 일정 수준을 넘어서게 되면 다양한 침투 및 저류시설을 통해 불투수면 영향을 - 45 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 경감해야 한다. 불투수면비율을 단순 단위 부지별로 파악할 경우, 빗물관리 목표 달 성에도 도움이 되지 않을 뿐 아니라 사실상 수질 악화를 초래하게 될 수도 있다. 상수원 보호 측면에서 볼 때, 개발지와 공지와의 균형을 정의하기 위해서는 단위 토지가 아닌 유역관리 차원에서 문제를 바라보아야 한다. 그 첫 번째 단계로 공지 에 대한 지속적인 조사를 통해 전략적 보존 계획을 수립할 필요가 있다. 두 번째는, 하천통로지역, 하천 완충지대, 범람지역, 그리고 습지와 같이 생태학적으로 중요한 지역을 보존해야 한다. 이러한 공간은 개발지에서 발생한 빗물을 흡수하고 여과하 는데 매우 중요한 역할을 한다. 세 번째로, 개발 예정지역은 고밀도의 압축성장개발 과 같은 스마트 성장 전략을 통해 토지에 미치는 영향을 줄이고 개발 여건을 더 수 용할 수 있도록 한다. 재개발은 개발과 빗물관리를 동시에 충족할 수 있는 장점이 있는데, 이는 대상지역이 이미 개발된 지역으로 기존 인프라를 고스란히 활용할 수 있기 때문이다. 불투수면 제한 및 수질 목표 달성을 위한 불투수면 관리방법에 대한 필요성이 제 기되고 있다. 이러한 논의 끝에 도출된 결과 중 하나는 유역에서 필요한 포괄적인 전략에 초점을 두는 것이다. 즉, 유역차원에서 불투수면을 바라보고 친환경적 토지 이용 계획을 수립하는 것이다. 이에 특정지역을 고밀로 개발하고 나머지 지역은 자 연지역으로 유지토록 하는 방안이 효율적인 수환경관리 방안으로 대두되고 있다. 3) 기대효과 빗물관리 목표는 특정기간 동안에 일정비율 만큼 개발 사업을 진행하는 동시에 물순환 장해를 최소화하는데 있다. 예를 들어 대중교통지구를 개발할 경우, 단지에 다양한 기법을 적용하여 자동차 관련 오염물질 및 빗물유출수로 인한 오염물질 유 출을 저감해야 한다. 이는 현장 수준에서 뿐만 아니라 유역 혹은 전 지역 차원에서 빗물관리기능을 향상시킨다. 환경적 요소를 고려하여 지구개발을 하면 지역의 빗물 유출량을 증가시키지 않으면서 잠재적 개발수요를 흡수함으로써 유역의 미개발지로 개발이 확대되어 불투수면을 증가시킬 가능성을 사전에 차단하는 효과가 있다. 라. 녹지총량제 도시녹지 조성사업은 일반적으로 단독 스마트 성장 정책으로 고려되지는 않는다. 수목프로그램은 조경이나 심미적 목적을 위한 도시 디자인의 주요 구성요소로 자리 를 잡아가고 있다. 더 나아가 수목정책은 도시열섬효과를 흡수하고 보행환경을 개 선하기 위한 교통계획으로 진화하고 있다. 관련 정책 및 조례는 보호수부터 일반 나무에 관한 프로그램까지 다양한 형식으로 구분된다. 가로수 조례에는 일반적으로 - 46 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 식수 및 벌목에 관한 내용을 다루고 있다. 또한, 새로운 도시녹지 정책은 개별 나무 의 그루 수에 집중하기보다 수관(canopy)과 휴식처 제공을 중심으로 발전하고 있다. 다른 지역에서는 다 자란 나무의 환경적 특성을 함께 고려하는 새로운 기법이 개발 되어, 나무를 "공공시설"의 일부로 인식하기 시작했다. "시설" 로서 나무는 다른 시 설들과 마찬가지로 유지관리가 필요하며 그에 따른 비용이 필요하다는 인식을 갖도 록 해주었다. 보행자 환경, 미적 측면, 또는 대기 질 관리 등 그 목적이 무엇이든 간에 효과적인 도시녹지공간 육성정책은 빗물관리에 효과적이다. 1) 적용사례 마이애미 남부 주택단지의 수관은 빗물유출수의 양을 약 15%까지 감소시키는 역 할을 한다. 밀워키에서는 빗물 흐름을 최대 22%까지 감소시키며, 도시에 약 1,540만 달러로 추정되는 경제적 가치를 가져다주고 있다. 평균적으로, 밀워키 표본 지역의 나무는 총 강우에 대한 빗물유출수 용적을 약 5.5 ~ 9.4%까지 감소시키는 것으로 조사되었다. 주거단지의 경우, 기존 수관의 42%가 빗물유출수를 22%까지 감소시키 는 것으로 관측되어, 밀워키의 나무들이 모두 제거될 경우, 추가적으로 발생되는 빗 물유출량을 처리하기 위해 약 1,540만 달러 상당의 10,000m3 저수용량을 갖춘 시설 이 필요한 것으로 추정되었다. 버지니아 주의 로어노크(Roanoke)시는 CITYGreen 프로그램을 도입하였다. 이곳 수관의 32%는 저수용량 180만m3 시설과 동등한 가치를 갖는다. 이를 비용으로 환산 할 경우, 1m²당 건설비용을 평균 22달러로 계산하여 약 12,800만 달러가 되는 것으 로 추산되었다. 연구 조사 결과를 토대로, 시 의회는 도시종합계획의 일환으로 수관 을 40%까지 확보한다는 의안를 통과시켰다. 2) 고려사항 흡수율, 성장 요건, 성장률, 수명은 나무의 종류에 따라 다르다. 따라서 나무 전문 가에게 어떠한 수종이 적합한지 자문을 구하는 것이 좋다. 또한, 수종별 흡수율과 장단점에 관한 분석자료를 적절히 활용하도록 한다. 일반적으로 낙엽수는 잎사귀들 이 다 떨어지고 나면 빗물을 저장하는 능력이 상당히 감소되는 단점이 있다. 미국 은 대부분의 기후가 건조한 편이어서 빗물유출수를 관리하기 위해 건식 조경 4) 과 기 타 조경방법을 활용하고 있다. 조례를 제정할 때는 달성하고자 하는 목표와 협조 및 시행 방안 그리고 평가 절 차를 명확히 설정해야 한다. 1999년, 풀턴(Fulton) 카운티 대법원은 애틀랜타시 당국 4) 건식 조경( 乾 式 造 景 ): 사막 지대 등 건조한 곳에서 주로 쓰이는 절수( 節 水 ) 조경과 비슷 한 조경 방법 - 47 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 과 개발업체와의 분쟁에서 애틀랜타시의 나무조례가 목표에 대한 적절한 기준이 미 흡하다는 이유로 개발업체의 손을 들어주었다. 도심녹화계획을 최적관리기법의 하나로 빗물관리 프로그램에 포함시키고자 하는 경우, 장기적인 측면에서 유지관리를 고려하여 필요한 재원의 조달방안을 마련해 두어야 한다. 빗물관리 BMP 유지관리에 대한 전용 재원이 있는 경우, 이를 가지치 기, 나무관리 및 교체 프로그램에 활용할 수 있는 방안이 있는지 검토해보는 것이 좋다. 펜실베이니아주는 개발업체들이 유지관리비용을 10년에 걸쳐 부담할 수 있도 록 하였다. 도시녹화 프로그램에 있어 이러한 방법은 프로그램 시행을 위한 효율적 인 재원조달방법이 될 수 있다. 3) 기대 효과 유지 관리가 잘된 수관은 다양한 환경적 혜택을 가져온다. 나무는 토양의 침식 예방, 토지 매입비용, 빗물 침전시설 건설비용 등을 포함한 구조적 빗물관리 비용을 절감시켜 준다. 도시하천, 개천, 하구를 따라 심어진 나무를 전략적으로 보존하고 추가적인 식재활동을 해 주면 수온을 떨어뜨릴 수도 있다. 수온 상승은 자연 상태 의 수중 생물은 물론 녹조류 증가, 안정적인 수온을 필요로 하는 상업적인 레크리 에이션 활동 및 산업 용수 이용, 미적 측면에 영향을 미친다. 수관은 빗물을 차단하 여 하천으로 곧장 흘러가는 유출수량을 조절함으로써, 홍수조절, 유해물질 여과 및 정화, 그리고 가뭄 기간에 기저유량을 확보하도록 하는 역할을 수행한다. 마. 주차장 주차장은 도시지역 내에서 가장 쉽게 찾아볼 수 있는 불투수면이다. 주차부지 설 계 개선을 통한 빗물관리 방안은 수질 개선에 관한 미국의 많은 지침서에 포함되어 있다. 여러 방법 중 주차장 부지를 투수면으로 리모델링하는 작업이 가장 널리 적 용되고 있다. 그러나 주차장 건설 전에 주차장 공간과 연관된 가장자리를 감소시키 는 방법 또한 동등한 효과를 불러온다. 따라서 주차장 가장자리를 감소시키기 위한 토지개발표준 및 구역지정규정을 개선하는 주차장 정책도 BMP가 될 수 있다. 가로 조경 디자인에는 상가활동, 조경 및 주차장을 함께 고려한다. 수목 게이트는 물을 흡수하도록 설계되어 있으며, 보행자를 위해 그늘을 제공하고 보행자들과 운전자들 이 도로와 나란히 연결되어 있는 주차장을 쉽게 빠져나올 수 있도록 해준다. 1) 적용사례 1993년, 워싱턴주의 올림피아시는 수질문제와 인구증가에 따른 여러 문제가 제기 - 48 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 되면서 불투수면 감소정책을 시행하기 시작했다. 사업의 일환으로 시당국은 주차장 에 관한 포괄적인 연구를 수행하였다. 이 연구를 통해 상업지구의 평균 53%가 주차 장 부지로 사용되고 있다는 사실을 알게 되었다. 이에 연구자들은 상업지구 주차장 감축의 타당성에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과, 사업자들은 주차공간을 충분히 확보하고 있지 못하다고 생각하고 있는 반면, 실제 주차장 이용률은 46-67%에 불 과하다는 사실을 발견했다. 31곳의 시험지역 중, 18곳에서 피크 시간대에 75% 미만 의 이용률을 보였다. 한편 지난 2년간의 강우(7.1cm/day)에 약 1톤의 빗물유출수가 진입 차도 및 회전 공간을 제외한 15m² 지상주차장에서 발생했다는 사실을 알게 되었다. 메릴랜드주 몽고메리 카운티는 주차장의 환경영향을 줄이고 주차건물의 이용을 확대하기 위해 해당 사업자에게 특별세를 감면해 주고 있다. 버지니아주의 알링턴 카운티는 공공 주차장 활용을 확대하기 위해 민간 주차장에 는 최대 건설요건을 적용하고 공공 주차장에는 최소한의 건축조항을 충족하도록 하 고 있다. 단, 이러한 요건을 충족하기 어려운 민간 개발업체는 보상금으로 대체할 수 있다. 또 한 가지 주목할 만 한 점은 인접한 노변 공지를 활용했다는 사실이다. 알링턴 카운티는 일단 주차하고, 걸으세요 라는 문구와 함께 중앙 집중식 공용주 차장 계획을 수립하고 있다. 캘리포니아주 산타로사(Santa Rosa)는 다운타운 지역에 후면 주차 대각선 주차 장 프로젝트를 수행 중에 있다. 시범 단계에서, 22곳 가운데 15곳의 평행 노변 주차 장이 교체되었다. 도로를 주행하는 운전자는 대각선 주차구역을 지나쳐 되돌아오게 되어있다. 이러한 설계는 운전자가 다가오는 자동차와 자전거 이용자를 보다 쉽게 확인할 수 있도록 도와줌으로써 보다 안전한 도로 환경을 조성한다. 텍사스주 샌안토니오는 주차장 허가에 다중 기준을 두고 있다. 가령, 대부분의 상 가 주차장은 전체 바닥 면적 가운데 최소 28m²를 가진 주차장을 갖추도록 되어 있 지만, 19m²당 1곳을 초과해서는 안 되도록 규정하고 있다. 주차전용건물 및 투수성 포장을 적용한 주차장은 최대 요건 규정에서 제외되며 주차장으로 인한 영향을 감 소시키기 위해 개발업체에게 인센티브를 제공한다. 워싱턴대학은 주차장 이용시 월간 주차증 대신 시간단위 요금지불제를 시행하고 있다. 교직원 또한 주차할 때마다 전자결제수단을 통해 요금을 결제해야 한다. 대학 에서는 이용자들에게 버스 무료이용권 및 Flexcar 멤버십도 발급하고 있다. 2) 고려사항 일단 새로운 형식의 주차장이 건설되면, 다음에는 더 이상 주차장으로 사용되지 않는 새로운 공지에 무엇을 할 것인지를 고민해야 한다. 수질전문가들은 빗물침투 - 49 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 공간으로 활용할 것을, 보행자들은 빗물관리능력은 다소 감소하더라도 개발할 것을 각각 주장할 것이다. 이에 대한 답변은 해당 지역이 달성하고자 하는 목표와 현장 특성에 따라 달라질 수 있지만, 빗물관리, 보행환경, 가시적인 개발사업을 동시에 고려하는 압축성장방식을 검토해볼 수도 있을 것이다. 주차전용건물에 대한 인센티브는 단위 주거 면적당 주차둘레 혹은 불투수면 둘레 최대 허용치를 두는 주차 요건과 병행하여 사용될 수 있다. 대부분의 이웃 지역들 은 여기에서 설명된 가정이 이웃 지역에 대한 상업적 목적의 연쇄효과를 일으킬 우 려가 있다하여 주차장 요건의 경감을 반대한다. 일부 지역들은 거주자들이 관련 이 웃지역 내의 도로에 주차할 수 있도록 허용하는 구역 주차 방식을 채택하였다. 이 러한 구역들은 해당 이웃 지역이 극심한 주차 문제를 겪고 있는 경우 혼잡시간대 또는 특정 시간대로 제한할 수 있다. 한편 개발업체들은 주차공간을 축소하고 싶어 할 수 있지만, 주차장을 과잉공급하기 원하는 재정 후원자들의 압력으로부터 자유 롭지 못하다. 과도한 주차장 건설은 종종 자금 회수나 미래 투자 차원에서 종종 필 수 불가결한 것으로 간주되기도 하는데, 워싱턴 주정부의 연구에서는 이러한 견해 가 궁극적으로 거의 활용되지 않는 건물 공간에 부과되는 벌금을 간과한 것이라고 말한다. 공용주차장은 많은 장점을 갖추고 있음에도 불구하고 적극 사용되지 않고 있다. 여기에는 다양한 원인이 작용한다. 첫째, 공용주차장에 대한 공동자산 관리자가 없 는 경우이다. 이러한 경우, 주차장을 공동으로 사용하기 위한 공식적인 상호합의가 필요하다. 둘째, 이해당사자들이 주차장 유지관리에 대하여 합의를 보지 못한 경우 이다. 셋째, 대부분의 사업자는 주차장 공간이 충분치 않을 경우 고객을 잃을 수도 있다는 우려를 갖고 있다. 넷째, 개발업체는 입주자가 주차공간이 부족하다고 느낄 경우, 자신들이 개발해 놓은 건물을 임대하지 않을 수 있다는 우려를 갖게 된다. 따 라서 이 같은 심리를 잘 숙지할 필요가 있다. 카 쉐어링(Car sharing)은 사전에 등록한 회원들이 공동으로 자동차를 이용하는 시스템으로, 카 쉐어링 네트워크는 카 쉐어링이 실시되고 있는 모든 도시의 새로운 소식을 홈페이지에 개제하고 있다. 1980년대 후반 유럽에서 시작된 카 쉐어링은 주 차장 확보의 어려움, 연료가격의 상승, 행정적 지원의 이유로 참여회원이 늘고 있 다. 카 쉐어링은 거주 밀도가 높아 서비스를 이용하려는 잠재적 회원이 충분하고, 기타 교통수단 옵션 및 도보 이동이 어려운 도시 환경에서 가장 적합하게 운용된 다. 미국에서 이러한 도시들은 대부분 NPDES의 1단계의 적용을 받고 있지만, 2단 계에 따른 규정 및 조례를 개발 중인 대학 도시들은 이러한 카 쉐어링을 도입하기 에 적합한 후보지가 될 수 있다. Flexcar 회사에서는 관련 연구를 통해 차량 1대를 함께 사용할 경우, 6대 차량을 도로에서 없애는 효과가 있다고 한다. 차량의 감소는 - 50 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 다시 주차장 및 차고에 대한 수요를 감소시키고 빗물유출수를 따라 이동하는 자동 차 관련 오염물질의 양도 줄여줌으로써 빗물관리 효과를 불러온다. 투수성 포장도로 및 다공성 포장에 필요한 신기술들이 빠른 속도로 발전하고 있 다. 이러한 기술은 특히 교통량이 낮은 지역 및 육상 경기에 필요한 주차장, 교회, 박람회장, 그리고 일시적인 행사가 열리는 곳에 적용될 수 있다. 기존의 불투수면을 투수성 포장도로로 교체하는 것은 어느 정도 타당성이 있는 일이며, 도시 빗물유출 수가 수질악화의 주범인 곳에서는 수질개선 효과도 기대할 수 있다. 기존의 주차장 을 친환경 기술 및 소재로 교체하게 되면 빗물유출수 발생 및 빗물유출수에 동반하 는 오염물질의 양을 줄이는 데에도 도움이 된다. 그러나 친환경 소재는 과도한 주 차장 건설과 관련된 모든 환경 관련 문제들을 감소시키지 못할 수도 있다. 전체 교 통시스템에 관한 판단은 도로 디자인, 회전 도로의 수, 진입도로 그리고 주차장 등 을 전반적으로 고려하여 이루어져야한다. 새로운 주차장 건설에는 그 소재가 무엇 이든 간에 보행자 중심 환경을 달성하려는 목적을 가진 스마트 성장 계획과 중복 사용될 수 있다. 게다가, 친환경 포장도로는 주기적인 유지관리를 필요로 한다. 아 주 미세한 이물질이나 먼지는 배수관에 누적되어 포장도로의 기능을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서 미세물질과 먼지를 진공청소기로 1년에 몇 번씩 주기적으로 청소해 줄 필요가 있다. 따라서 친환경 포장 도로 및 소재를 위한 정책을 채택할 때는 주 차장과 관련된 신기술 개발에 대비한 인센티브나 프로그램을 찾기 위해 전반적인 개발계획과 교통목표를 검토해야 한다. 3) 기대 효과 지상 주차공간을 줄이는 것은 빗물유출수의 용적, 유속 및 오염물질 이동을 감소 시키는 역할을 한다. 한 연구결과에 따르면 4,000m²의 목초지에 30cm의 비가 내릴 경우, 6.2톤의 빗물유출수를 발생시키는 반면, 동일 면적의 주차장은 98톤의 빗물유 출수를 발생시킨다고 한다. 게다가 주차장 부지에는 차량에 사용되는 가솔린, 그리 스 및 오일, 부동액, 브레이크 라이닝 및 타이어에서 발견되는 카드뮴, 구리, 납, 아 연, 니켈, 코발트 및 철 등이 집적되어 있다가 빗물과 함께 배출된다. 대부분의 주 차장은 평상시보다 휴일과 같이 교통량이 많은 날을 기준으로 필요면적을 산정한 다. 따라서 최대 이용시간대에 공간이용에 유연성을 부과하여 주차면적을 줄이면 불투수면의 전반적인 감소효과를 꾀할 수 있다. 바. 친환경적 도로 설계 도로망이 유역에서의 빗물관리와 어떤 식으로 관계를 맺고 있는지를 이해하기 위 - 51 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 해서는 도로 디자인이 어떻게 발전해왔는지를 살펴볼 필요가 있다. 일반적으로 개 별 소형 도로들은 교차도로와 연결되어 하나의 교차로를 통해 간선도로에 이르게 된다. 간선도로는 쇼핑센터, 오피스 단지, 공업지역과 같은 대규모 교통 유발지와 연결된다. 대체 이동로가 거의 없으므로 도로시스템은 중요 교차로로 몰리는 교통 량을 간선도로로 유도할 수 있도록 디자인된다. 이러한 도로와 교차로 시스템 특성 은 회전도로, 폭넓은 교차로, 그리고 접근로를 다양화하며 접근로는 교통혼잡을 최 소화할 수 있도록 설계된다. 이러한 형식의 시스템은 혼잡 교통량을 처리하는데 필 요한 토지를 증가시키며, 증가된 교통량을 처리하기 위해 도로 폭을 넓히도록 다시 압력을 가하게 된다. 이와 같은 도로 시스템은 도로 설계시 물순환과 비점관리를 위한 고려가 이루어지지 않은 채 오늘에 이르고 있다. 1) 적용사례 미국에서는 다목적 토지이용, 다양한 교통수단의 제공, 기존 커뮤니티 지역의 개 발, 압축성장 건물 설계의 장점을 활용한다는 원칙을 적용하고 있다. 이는 다중 연 결 및 자동차, 자전거 및 보행자들을 위한 안전한 이동을 지원하는 적절한 규모의 도로와 교차로로 특성지어진다. 이러한 도로형태는 격자형일 수 있지만, 여기엔 통 로와 기타 연결도로도 포함된다. 막다른 골목길과 뒷골목 도로는 권장되지 않지만, 주택 구매자들이 선호하는 사생활 보호와 통과차량 속도를 낮게 유지하도록 하면서 계층 모델형 시스템내에 만들어진 병목지점과 대형도로와의 연결로를 피할 수 있는 다양한 도로 디자인을 채택할 수 있다. 빗물관리 엔지니어들에게 있어 스마트 성장 의 가장 큰 장점은 압축성장 형식에 있는데, 이는 유역의 개발강도를 증가시키면서 보다 적은 토지를 다목적으로 사용할 수 있도록 돕는다. 스마트 성장 도로체계의 빗물관리 성능은 연석과 도랑으로 유입되는 빗물유출수 량을 감소시킴으로써 추가적으로 개선할 수 있다. 개발업체들과 조경 건축업체는 도로의 빗물유출수가 빗물처리시스템으로 방류되기 전에 취합하여 처리할 수 있도 록 임시 침전지를 계획할 수 있다. 대부분의 수질관련 논문들은 불투수면과 관련한 부정적인 영향에 초점을 맞추고 있다. 따라서 가장 효율적인 도시형태는 도로망이 잘 갖추어진 도로와 블록에 있다할 수 있다. 스마트 성장 도로디자인의 빗물처리가 효과를 거두려면, 도시계획 및 상수원 전문가들은 개발지구에 명시된 바와 동일한 방식으로 현장, 이웃 지역 그리고 지방을 동시에 고려할 수 있는 기본틀을 수립하 여야한다. 대부분 지역의 성장과 그 밑에 깔려있는 도로설계 문제는 성장이 발생할 것인지 아닌지 여부보다 차라리 성장가능성이 있으며 그 위치가 어디가 될 것이냐 가 문제가 된다. - 52 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 2) 고려사항 전통적으로 도로디자인은 공통적으로 인지되어온 표준규정을 따른다. 교통공학협 회와 미국도로교통공무원협의회(AASHO; American Association of State Highway Official) 같은 표준설정 기구들은 도로설계, 회전도로와 접근도로에 필요한 권장 도 로 폭과 설계에 관한 기준을 발간한다. 그러나 이렇게 제안된 표준규정이 모든 상 황에 적합한 것은 아니다. 이에 따라 스마트 성장 계획을 가지고 있는 지역은 기존 의 표준규정을 대신할 대안과 가이드라인을 개발하고 있다. 대안적 표준기준은 새 롭고 초안형태를 갖기 때문에 지역 교통담당 공무원들이 이 방안을 채택하려 하지 않을 수도 있다. 따라서 빗물관리 및 계획 담당 공무원은 빗물관리와 스마트 성장 을 병행한 도로 계획 개발시, 교통 담당자와 만나 상의해야 한다. 친환경 거리, 협소한 도로, 그리고 다목적 거리 조성은 자칫 시민들의 우려를 살 수 있으며 긴급 서비스 제공업체로부터 이의가 제기될 수 있다. 오리건주의 포틀랜 드에서는 엔지니어, 계획 입안자, 그리고 긴급 서비스 제공업체들이 스마트 성장과 긴급 출동 서비스 모두를 고려한 다양한 도로 폭에 대한 테스트를 실시하였다. 그 리고 지방정부위원회는 다목적 거리 디자인에 관한 현황 보고서를 작성하였다. 5) 시설이 집중된 지구에서는 불투수면이 오히려 증가할 수도 있다. 불수투면은 개 발시 단위 면적당 불투수면 즉, 주거 단위당, 또는 개발지역 단위면적당 불투수면으 로 산정한다. 재개발 지구의 경우, 스마트 성장 디자인은 종종 대형 블록을 해체하 거나 활동 중심지로 연결하기 위해 추가적으로 거리를 조성하는 한편 걷기를 장려 한다. 이 과정에서 추가적으로 인도가 건설되어 총 불투수면이 늘어날 수 있다. 그 러나 앞서 언급되었듯이 이러한 디자인의 환경적 관리 성능을 평가할 때는 보다 폭 넓은 시각에서의 접근이 필요하다. 마지막으로, 거리설계 및 건설책임은 점차 개발업체와 그 현장 소장들에게 전가 되고 있다. 일반 주택단지 또는 상업지구 개발사업에 있어서, 개발사업의 연계에 대 한 주요 요건은 고속도로 또는 지방도로에 대한 접근성을 고려하는 것이다. 앞서 언급되었듯이, 이러한 접근법은 일반적으로 프로젝트에 대한 유일한 방안이다. 지방 정부에서는 이웃 지역개발과의 연계성 또는 상업지구와의 연계를 고려한 계획 수립 에 익숙하지 않은 개발업체들로부터 반발이 있을 수도 있다. 다중 연계를 필요로 하는 스마트 성장 계획을 가진 커뮤니티들은 가능하면 빠른 시기에 지속적인 도달 범위가 필요하다는 사실을 인지하여 건축업자와 개발업자 그리고 토지 소유주들이 그에 필요한 요건을 인식하도록 해야 할 것이다. 또한, 지방정부와 부동산업소는 잠 재적인 주택구매자가 미래개발 프로젝트에 포함될 거리의 상황을 인식토록 하여 혼 란이 없도록 해야 한다. 5) Local Government Commission, http://lgc.org/freepub/index.html - 53 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 3) 기대 효과 도로는 주택단지 개발에 있어서 약 40~50%로 불투수면의 대부분을 차지하고 있 다. 따라서 도로 폭을 좁히면 전체적으로 5~20%의 불투수면을 줄이는 결과를 가져 올 수 있다. 주거지역의 도로는 침전물, 박테리아, 영양물질, 탄화수소, 중금속 등 많은 오염물질의 주요 발생지이다. 도로 표면에 남아있거나 연석에 침착된 오염물 질의 거의 대부분은 강우시 빗물처리 배수 시스템으로 흘러들어가게 되는데, 이것 은 개발 때문에 발생한 빗물유출수와 오염물질의 양에 영향을 준다. 도로는 도시의 불투수율에 기여하는 비율이 높다. 따라서 친환경적인 도로설계를 통해 도시의 물순환과 비점오염원 관리를 동시에 개선할 수 있다. 도로디자인에 대 한 스마트 성장 접근법에는 다중 이동로 선택, 대체도로 및 인도 설계, 차량 서비스 수준 조정, 다른 교통수단에 대한 서비스 수준개발, 연결 도로망 디자인과 다목적용 인도 디자인 개선 등이 있다. 미국의 빗물관리 가이드라인 매뉴얼에는 기존의 도로 또는 디자인 이전 단계에서부터 빗물유출수를 감소시킬 수 있는 습지대와 연석, 차 도와 인도 사이의 도랑을 없애는 등의 친환경기술이 명시되고 있는 추세이다. 도로 와 연석설계는 빗물처리를 위해 자연적인 상태로 빗물 흐름이 이어질 수 있도록 개 선될 수 있으며, 범람을 처리하기 위한 그레이트 6) 는 집중 호우 기간에 도로 침수의 발생 빈도를 감소시킨다. 사. 빗물관리시설 사람들은 상하수도, 폐기물 처리 등과 같은 도시 서비스를 제공받기 위해 비용을 지불하는데, 배수 및 홍수 관리 프로젝트에 대한 기금 마련을 위한 새로운 방안으 로서 빗물시설이용비용이 주목받고 있다. 도시가 성장해 나감에 따라 기존 지역에 서와 마찬가지로 새롭게 개발된 지역에서 유입되는 빗물을 처리하기 위한 시스템 구축해야 하는데, 이에 필요한 비용을 확보하기 위해서 재정지원시스템이 있어야 한다. 대도시는 도시가 재개발됨에 따라 기존의 상하수도를 개선하고 확장할 필요 가 있으며 일부 오래된 도시들도 노후화된 합류식 하수도를 분류식으로 교체하고 있다. 이렇게 해서 거리에서 발생한 빗물과 공중위생 하수를 분리하여 각각의 처리 장으로 운반한다. 따라서 개발 및 재개발과 관련된 빗물유출수 문제를 해소하기 해 서는 안정적인 재원확보가 반드시 필요하다. 1) 적용사례 빗물시설관리자들은 공공 빗물처리시스템에 대한 건물소유자의 부담을 경감할 수 6) 그레이트(grate) : 쇠격자 모양으로 된 철제 여과 장치 - 54 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 있는 요금 체계를 구상 중에 있다. 여기에는 건물소유자나 관리자가 건축물 현장에 BMP를 추가하고 빗물처리를 하고 있음을 증명한 경우에 할인 요율 또는 배출권 거 래제를 적용하는 내용이 포함된다. 빗물처리시설을 갖춘 많은 지자체에서는 배출권 매뉴얼을 개발 중에 있다. 매뉴얼은 (1) 배출권을 받을 수 있는 활동의 유형, (2) 배 출권 신청 방법, (3) 유지관리방법 등의 내용을 알 수 있도록 하고 있다. 배출권 인 증에 대한 가장 일반적인 활동에는 현장침전과 빗물통과 같은 소규모 BMP 등이 있 다. 오하이오주의 레이크 카운티에서 최근에 승인한 비거주자를 위한 빗물관리시설 배출권 매뉴얼에는 일부 비거주자들에게 빗물관리에 따른 혜택을 명시하고 있다. 이 매뉴얼에서 카운티는 불투수면에 대한 압력을 경감시킬 수 있는 독창적인 방안 들을 소개하고 있다. 배출권을 모색 중인 비거주자는 수질향상을 위한 방법이나 접 근법을 요구할 수 있다. 왜냐하면 비거주자들도 시설 내에서 빗물관리 계획을 시행 해야하는 NPDES MS4 인가자일 수 있기 때문이다. 이 밖에 대중교통을 활성화하기 위해 자동차로 역까지 가서 주차하고 전철이나 버스로 환승하는 Park and Ride" 시스템을 제공하여 주차장의 추가수요를 감소시키고 불투수면이 확산되지 않도록 하고 있다. 테네시주의 매리빌시는 현장의 전체 불투수면이 170m² 미만인 소규모 가정의 인 증 요건을 완화하였다. 배출권 형식은 건물의 가장자리가 지구내에서 소규모인 고 밀도 개발 프로젝트에 다양하게 적용될 수 있다. 오리건주의 유진(Eugene)은 개발이 현장과 유역전체에 미치는 영향을 알아보기 위해 빗물시설 요율을 불투수면, 행정용, 거리에 따라 구분하고 있다. 빗물통이나 빗물정원(rain garden) 7) 등을 도입한 경우 주택소유자는 불투수면 요금에 대한 배출 권을 요구할 수 있다. 2) 고려사항 기본적으로 빗물관리시설의 목적은 아주 명료하다. 그것은 바로 주어진 건축물에 서 발생한 빗물유출수의 처리 비용을 부과하는 것이다. 특정 지구의 강우유출량을 정확히 측정하려면 시간과 자원을 집중적으로 투입해야 한다. 요율을 균등하게 적 용한다 하더라도 주어지는 혜택은 위치에 따라 상이할 수 있다. 그리고 최대 40%의 빗물유출수는 도로, 학교 등과 같은 공공 소유의 불투수면에서 발생한다. 대부분의 지역에서는 단순한 시스템을 사용하여 요율을 분석한다. 가장 쉬운 방 법 중 하나로 균등 요율제가 있다. 그러나 이것은 주택 소유자에게 더 많은 빗물을 처리하도록 적극적인 동기를 부여하지 못한다. 행정 편의상, 일부 지역에서는 주택 7) 빗물정원(Rain Garden): 저지대에 건축된 습지 식물을 활용한 저수 지역 - 55 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 소유자가 빗물정원이나 빗물통을 설치하거나 낙수 홈통 말단부위를 처리한 경우 비 용절감 요청을 할 수 있도록 하고 있다. 한편, 특별 스마트 성장 이율은 불투수면 비율에 따라 요금을 부과한다. 그러나 불투수면 비율에 근거한 요금은 압축 성장 지구 내의 소규모 토지가 가져다주는 잇점을 살리지 못할 수도 있다. 밀도가 높은 경우, 개별지구는 더 높은 불투수면 비율을 갖기 쉽다. 그러나 유역차원에서 볼 때, 이러한 개발방식은 유역 전반에 걸친 환경영향을 감소시킨다. 따라서 전체 수문을 고려한 고밀도 주택지구 요율이 필요하다. 불투수면 비율에 근거한 요금 부과에 대 한 대안으로 유역에 미치는 영향을 줄인 개발 지구에 근거하여 요금을 부과하는 방 법이 있다. 이렇게 하면 지구내 가구별로 요율분석이 가능하다. 상업지구 건물에 대한 요율 분석은 어느 정도 예측 가능하고 확실하지만, 유역에 대한 영향을 줄 수 있는 개발 프로젝트에 장애가 될 수 있는 요건이 있는지를 점검 하는 것이 중요하다. 상업지구 건물에 대한 요금은 일반적으로 불투수면에 근거하 여 부과한다. 스마트 성장 고려시 가장 중요한 것 중 하나는, 공지나 운용 능력이 떨어지는 상업지구 건물의 재개발에 대한 빗물영향이다. 상업지구를 재개발할 때는 이미 개발된 지역을 다시 개발하는 것이므로 이전과 동일한 양의 빗물유출수가 발 생하기 쉽다. 그러나 한편으로는 자칫 유역내 다른 미개발 지역으로 개발이 이동할 수도 있다. 따라서 이러한 곳의 관리 성능을 향상시키기 위해, 현장의 물을 처리할 수 있는 기회 또는 이웃 토지와 인접한 불투수면을 차단하는 방안을 살펴보는 것이 좋다. 지역당국은 그레이필드 인프라 개선을 위해 특히, 개발업체들이 범람이 발생 하는 하수도 배관을 정비하기로 합의한 경우에 빗물처리 요금 배출권제의 도입을 바랄 수도 있다. 이러한 사항을 요율 체계에 반영하여, 건축물이 지역에 미치는 영 향을 공정하게 분석할 수도 있다. 특정 법률 요건에 따라 스마트 성장으로 인한 혜 택을 반영하기 위해 시설에 대한 요율을 다른 방식으로 나눌 수도 있다. 이것은 시 설의 설립 허가서 개발 및 계획에서 중요하다. 3) 기대 효과 빗물처리시설은 해당 지역에서 발생하는 빗물을 경감하는 역할을 담당한다. 미국 의 NPDES 빗물처리허가 프로그램 1, 2단계의 영향을 받는 대부분의 지자체에서 빗물유출수 개선문제는 개발 및 재개발 프로젝트의 승인과 연계되어 수행된다. 따 라서 빗물유출수 관리개선 승인이 있어야만 건설이 완료된다. 그러나 대부분의 유 역에서 빗물유출수로 인한 부정적인 영향은 개선된 현장설계 및 건설공정이 채택되 기 이전에 지어진 기존의 건축물에서 발생한다. 기존의 건축물이 빗물유출수 및 오 염물질의 주요 공급원인 경우, 1, 2단계를 통해 이루어진 개선이 손상된 수로를 회 복하는데 직접적인 기여를 하기는 어렵다. 그러나 개선 프로그램이나 전용 재원을 - 56 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 확보하고 있을 경우, 전체 커뮤니티에 대한 빗물문제는 예측 가능한 방향으로 해결 되어 나갈 것이다. 아. 국가별 적용사례 1) 미국 불투수면적을 줄이고 자연 보전용 토지면적을 증가시켜 강우유출을 효과적으로 저감함으로써 자연지역을 보존하고 개발 및 관리 비용을 줄이고 자산가치를 증가시 키는 핵심방안으로, 계획단계부터 관련 사항을 검토하여 대처하도록 권장하고 있다. 여기에는 BSD와 LID가 적용되고 있다. BSD(Better Site Design)는 단지계획시 주로 고려한다. <그림 2-7> 저영향 개발기법(LID) 적용전후 비교 다음 <그림 2-8>과 <그림 2-9>는 매릴랜드주 동부 해안지역의 위코미코 카운티 (Wicomico county)에 위치한 덕 크로싱(Duck Crossing)지역의 사례이다. 1990년대 8개의 단독주택이 들어서면서 본래보다 불투수면적이 8% 증가하였다. BSD/LID 기 법을 이용하여 잔디조성 면적, 도로배치 등을 변경하여 재설계한 결과, 불투수면적 을 5%로 줄이고, 재순환 모래여과 시스템을 추가하여 영양물질에 의한 수질오염도 경감시켰다. - 57 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 2-8> BSD/LID 적용전(왼쪽)과 후(오른쪽)의 주거지 설계 사례 (lbs/yr) 300 250 200 150 100 50 0 1 2 3 4 5 (lbs/yr) 50 40 30 20 10 0 1 2 3 4 5 scenario Nitrogen Export scenario Phosphorus Export <그림 2-9> 주거지 설계방식에 따른 질소/인 부하량 비교 주 : 1 - 개발전 2 - 재래적인 방법으로 설계(빗물유출수 관리방안 비도입) 3 - 재래적인 방법으로 설계(빗물유출수 관리방안 도입) 4 - 공지 설계(빗물유출수관리방안 비도입) 5 - 공지 설계(빗물유출수 관리방안 도입) 매릴랜드주의 올드 팜(Old farm) 쇼핑센터의 본래 계획에는 <그림 2-10>, <그림 2-11>과 같이 주차장, 판매시설, 빗물유출수 처리시설 및 조경지가 각각 50%, 16%, 24%를 차지하며 자연지반은 10%밖에 되지 않았다. 건물배치를 u자로 변경하여 동 선을 줄이고 주차면적을 최소화하며 일부를 빗물유출 처리시설로 활용함으로써 총 자연지반을 19%로 늘렸다. - 58 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 <그림 2-10> BSD/LID 적용 전(왼쪽)과 후(오른쪽)의 상업지역 설계 사례 (lbs/yr) 120 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 scenario Nitrogen Export (lbs/yr) 14 12 10 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 scenario Phosphorus Export <그림 2-11> 상업지역 설계방식에 따른 질소/인 부하량 비교 주 : 1 - 개발전 2 - 재래적인 방법으로 설계(빗물유출수 관리방안 비도입) 3 - 재래적인 방법으로 설계(빗물유출수 관리방안 도입) 4 - 공지 설계(빗물유출수관리방안 비도입) 5 - 공지 설계(빗물유출수 관리방안 도입) 2) 일본 요코하마시는 80~90%가 불투수면인 쯔리미 유역의 빗물관리를 위해 천변에 상대 적으로 낮게 테니스장을 지어 호우시 유수지로 이용하고 있다. 한 공간을 융통적으 로 사용한 사례는 유수지의 다양한 응용 가능성을 보여주고 있다. - 59 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 2-12> 일본 요코하마시의 유수지 나고야시의 저지대에 작은 하천이 많아 빗물이 잘 배수되지 않는다. 다양한 침투 시설과 저류시설을 연계하여 종합적인 빗물유출 제어를 시도하여 1ha당 4m3의 빗물 을 저류함으로써 효과적으로 빗물을 배제하였다. <그림 2-13> 빗물수유출억제의 모식도(나고야시) - 60 -
제2장 LID 기법의 특성 및 적용실태 3) 독일 독일의 빗물이용은 지하침투를 기본으로 하고 모은 빗물은 잡용수로 이용하고 있 다. 1987년부터 빗물저장시스템을 법제화하여 주거단지에 의무적으로 조성하도록 하여 빗물을 서서히 유수지로 유도함으로써 지하로 침투되는 양을 최대화하고 있 다. <그림 2-14> 독일 길젠키르헨 주거단지의 빗물집수시설 - 61 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 본 장에서는 기존의 비점오염원 관리 실태를 살펴보고 비점오염원의 효율적 관리 를 위한 LID 기법의 적용방안에 대해 고찰하고자 한다. 본 장의 내용을 다음 장에 서 제시할 LID 기법을 활용한 비점오염원 저감방안을 위한 지침과 시방서 작성의 이론적 토대로 활용하고자 한다. 3-1. 기존의 비점오염원 관리수단 및 시사점 우리나라에서 처음으로 비점오염원관리가 정부대책에 도입된 것은 1998년 한강대 책부터이고, 이후 2000년까지 수립된 낙동강을 비롯한 3대강 대책에서 모두 비점오 염원관리대책이 도입되었다. 그러나 환경부 단독으로 수립된 수질관리대책만으로는 효율적 비점오염원관리가 곤란하여 2004년 총리실 주관으로 4대강 비점오염원관리 종합대책 이 수립되었다. 4대강 비점오염원관리 종합대책은 제도개선, 관리사업, 조 사연구의 세 부분으로 대별하여 1단계에서는 기본제도개선과 시범사업 추진, 2단계 에서는 주요오염원에 대한 관리의무 부과 및 대표유역에 대한 최적관리사업 추진, 3단계에서는 관리의무 강화 및 본격적인 저감사업을 추진토록 하고 있다. 여기서는 기존의 비점오염원 대책 중 LID 기법과 연계가 있는 부문을 집중 검토하고자 한다. 1. 기존 비점오염원 관리 수단 현재 비점오염원 관리를 위한 수단은 2004년 정부합동으로 수립한 4대강 비점오 염원관리 종합대책 에 근간을 두고 있다. 이 4대강 비점오염원관리 종합대책 을 바탕으로 각 부처에서는 각종 비점오염원 저감을 위한 세부대책을 수립하여 추진 중에 있다. 여기서는 정부합동 4대강 비점오염원관리 종합대책 중 LID 기법과 관 련이 있는 도시 및 개발부문을 고찰하고 시사점을 도출하고자 한다. 가. 개발부문 개발부문은 크게 계획분야, 건설분야 등으로 구분할 수 있다. 이 중 계획분야에는 환경영향평가 및 사전환경성 검토시 비점오염원 검토기준 마련 등이 있고, 건설분 야에는 각종 단지조성과 도로 등 건설공사시 비점오염원 저감방안 마련 등이 있다. - 63 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 개발부문은 주로 제도적 개선사항에 대한 사항으로 건설공사 지역의 빗물유출 및 토양침식 관리방안, 환경친화적 토지이용을 통한 비점오염원 관리방안 등이 있다. <표 3-1> 개발부문 추진과제 세 부 과 제 명 소관부처 1) 환경친화적 토지이용을 통한 비점오염원 관리방안 마련 - 환경영향평가 사전환경성의 비점오염평가항목 검토기준 마련 2) 도시계획 및 지구단위계획수립시 비점오염저감관리계획 지침마련 - 단지조성과 관련된 도시계획관련 지침 개정 3) 건설공사지역의 빗물유출 토양침식 관리방안 마련 - 건설공사장관리 가이드라인 작성 - 건 설공 사 장 비점오염관리 법 령 정비 환경부 국토해양부 환경부 환경부 1) 공사지역의 빗물유출 토양침식 관리 건설공사지역의 토양침식 토사유출 관리 강화를 통한 비점오염 저감을 위해 건 설공사장 토양침식 유출 관리를 위한 가이드라인 마련 및 법령을 정비하는 것이 다. 2004년부터 지속적으로 추진하고 있으며 주요 실적으로는 우선관리가 필요한 환경성 검토 대상 사업을 중심으로 비용-효과적인 관리방안 제시와 아울러 유역(지 방) 환경청 및 자치단체 환경성 검토 담당공무원을 대상으로 개발사업장의 비점오 염관리 방향을 교육하는 비점오염 관리 업무편람 발간(ˊ05.3~4); 대규모 개발사업 공사장의 비점오염관리 의무를 부여한 수질환경보전법 의결 공포(ˊ05.3); 환경영 향평가대상 규모의 대규모 개발사업의 경우 공사 중 발생하는 비점오염을 관리토록 의무를 부여하는 수질환경보전법 시행령 시행규칙 개정안 확정 공포(ˊ06.4); 비 점오염 관리 업무편람 개정 배포(ˊ06.12); 비점오염원 설치신고 대상 확대 및 비점 오염저감계획서 이행의무를 부여한 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 개정(ˊ 07.5); 비점오염원 관리의무 대상사업 확대와 비점오염저감시설 설치기준을 정비한 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 하위법령 개정(ˊ07.11~12) 등이 있다. 이를 통 해 환경영향평가대상의 대규모 개발사업의 공사 중 비점오염관리 대상사업을 확대 하여 비점오염원의 관리기반을 확대하는 등의 성과가 있었다. 2) 환경친화적 토지이용관리 비점오염물질 발생의 사전예방을 위한 친환경적 토지이용 촉진 등 제도개선을 목 표로 하며 주요내용은 사전환경성검토 협의대상 확대를 통한 비점오염관리 강화로 ˊ04~ˊ05까지 각종 개발사업의 환경영향평가 시 비점오염 관리 강화를 위한 평가항 목 반영이다. 구체적으로 비점오염관리 업무편람 마련(ˊ05.3) 및 교육 실시(ˊ05.4); - 64 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 500억원 이상 국책사업을 사전환경성검토 대상으로 확대('05.1.1 시행)하는 것과 관 리지역 내 1만m2 미만 공장 설립 시 사전환경성검토 이행 의무화(ˊ05.9.8 시행) 방안 등 환경정책기본법 시행령 개정; 사전환경성검토 협의대상 확대(38개 83개 행정 계획)(ˊ06.5)를 위한 환경정책기본법 시행령 개정; 업무매뉴얼(ˊ06.9)과 업무편람(ˊ 06.12) 등 효율적인 사전환경성검토협의를 위한 매뉴얼 개발과 개선; 대규모 도시 개발사업 및 환경민감지역의 개발사업을 친환경적으로 유도하기 위한 환경생태계획 의 수립지침마련(ˊ07.11.9) 등이 있고, 2008년 말에는 비점오염저감시설 설치 및 유지 관리 매뉴얼도 제시하기 위해 준비 중에 있다. 이와 같이 사전환경성검토 협의대상을 지속적으로 확대함으로써 행정계획 및 소 규모 개발사업의 입지선정 단계에서부터 비점오염관리를 강화토록 하였다. 그리고 사전환경성 검토 협의 강화를 위한 업무매뉴얼을 마련함으로써 효율적이고 체계적 인 비점오염저감계획 검토를 유도하였다. 사전환경성검토 및 환경성영향평가시 비 점오염저감계획을 검토하기 위한 비점오염원관리 업무편람 을 개정하여 토지이용 별 특성을 고려한 비점오염저감계획을 검토하기 위한 구체적 방법을 제시하였다. 전반적으로 환경영향평가 협의 및 사전환경성검토 협의를 통한 지속적인 비점오 염원관리로 개발사업의 시행 전 사전예방적 관리방안이 계획대로 추진되고 있다. 환경부에서는 환경영향평가 및 사전환경성 검토제도를 활용해 비점오염원의 사전억 제를 위해 지속적으로 비점오염원관리를 강화하고 있고, 각종 업무편람과 지침서 등을 개발하여 보급하는 등 토지이용단계에서 비점오염원 저감을 위한 기반조성에 노력하고 있다. 나. 도시부문 도시부문은 도시내 홍수방재시설, 도시공원, 도시내 기반시설 등에서의 비점오염 원 관리능력 강화를 위한 사업으로 주로 환경부와 국토해양부가 중점적으로 추진하 고 있는 과제이다. 홍수방재시설(유수지, 저류지) 및 도시기반시설, 도시공원 공공 용지를 초기빗물저류시설로 활용함으로써 국토의 비점오염저감기능을 제고하는 것 이다. 사업내용으로는 도시내 기반시설의 비점오염원관리 기능제고 목적하에 홍수 방재시설을 초기빗물저류시설로 활용하기 위한 근거기준 마련을 위해 도시계획 시 설의 결정 구조 및 설치기준에 관한 규칙 및 주차장, 자동차정류장 관련법령 정 비(건교부), 하수도 시설기준 정비(환경부), 홍수방재시설의 초기빗물 저류기능 보완 을 위한 시범사업 추진(환경부), 도시기반시설을 활용하여 비점오염저감 기능을 추 가할 수 있는 설계기준 및 관리매뉴얼 마련 등 도시기반시설 비점오염저감사업(환 경부) 등이 있다. - 65 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 3-2> 도시부문 추진과제 세 부 과 제 명 소관부처 1) 홍수방재시설(유수지, 저류지 등)을 초기빗물 저류시설로 활용 - 홍수방재시설 관련 기준 정비 - 하수도시설기준 정비 - 시범사업 추진 - 운영매뉴얼 작성 2) 도시공원 공공공지를 빗물 저류 침투시설로 활용 - 공공공지 관련기준 정비 - 설계 운영매뉴얼 작성 3) 도시 내 기반시 설 의 비점오염원 관리기능 제고 - 도시계획시설의 결정 구조 및 설치기준규칙 정비 - 연구용역 및 시범사업추진 - 시범사업결과를 관련규정에 반영 - 시범사업 추진 및 매뉴얼 작성 - 수질 및 수생태법상 관리시설 규정검토 - 중 장기 도시지역 비점오염저감추진계획 수립 4) 하수처리시설의 초기빗물저류 및 처리기능확보 운영매뉴얼 - 하수도시설 관련 지침 정비 - 강우시 하수처리장 운영매뉴얼 작성 5) 하수관거에서의 월류수 및 빗물유출 오염부하저감사업 추진 - 하수도시설 관련 지침 정비 - 합류식하수도 월류수(CSOs) 및 빗물유출 저감시범사업 추진 - 중 장기추진계획 수립 6) 하천유지용수 확보를 위한 하수도정비기본계획 수립지침 작성 - 하수도정비기본계획 수립지침 정비 국토해양부 환경부 환경부 환경부 국토해양부 환경부 국토해양부 국토해양부 국토해양부 환경부 환경부 환경부(지자체) 환경부 환경부 환경부 환경부 환경부(행정안전부) 환경부 추진실적으로는 하수도시설기준 펌프장시설관련 부분을 빗물펌프장의 경우는 필 요시 초기빗물(CSO)처리를 고려할 수 있다 로 개정하여 초기빗물처리시설로 활용토 록 조치(2004.12월, 환경부); 도시계획 및 지구단위계획 수립 시 비점오염원 관리계 획 지침마련을 위해 관련규정 정비(ˊ04.6.15, 건교부); 홍수방재시설(유수지 저류지 등)을 초기빗물 저류시설로, 도시공원 공지의 빗물저류 침투시설 활용을 위해 도 시계획시설의결정 구조및설치기준에관한규칙 개정(ˊ04.12.3, 건교부); 기존 유수지 (빗물펌프장)를 이용한 CSOs(Combined Sewer Overflows) 대책 타당성조사 연구(ˊ 06. 3. 환경부); 도시지역 비점오염 최적관리 타당성 조사연구(ˊ06.2. 환경부), 비점오 염원 발생억제 및 저감방안 관련 보완대책 추진(건교부), 구리시 초기빗물저류시설 시범설치사업 기본계획 수립(ˊ06.4. 환경부) 등이 있다. 2007년에는 단기('15년까지) 및 장기('16년 이후)로 구분하여 전국 지자체 합류식 - 66 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 지역에 대한 투자계획 마련을 위한 합류식 하수도 월류수(CSOs) 오염부하 저감시설 설치 타당성조사 연구('07.5~'07.11, 환경부), 구리초기빗물저류시설 시범설치사업 시행('07.12월말 현재 공정률 57.7%), 유수지를 활용한 비점오염저감사업 추진을 위 한 도시기반시설 비점오염저감사업 기본 및 실시설계(ˊ07.10), 유통단지, 자동차터미 널, 주차장 등의 시설에 대한 비점오염원 관리방안 및 제도개선방안 마련을 위한 국토시설관련 비점오염원의최적관리방안연구 (ˊ07.5~ˊ07.12월) 등이 있다. 성과로는 구리시 하수종말처리장 내 지하빗물 저류시설 시범설치 및 합류식 하수 관거의 토구에 간이처리시설을 설치하여 공공수역의 오염부하를 감소시킬 수 있는 방안 마련 등 저류시설 및 간이처리시설 설치 시범사업을 통한 CSOs관리 방안 추 진, 유수지를 활용한 비점오염저감사업 추진을 위한 기본 및 실시설계 완료 등 계 획된 성과 달성, 도시계획시설의 결정 구조 및 설치기준에 관한 규칙 개정은 법 령 취지 및 법구조상 한계로 제외하고, 검토된 적합 시설 대상의 개별 법령에서 관 련 규정을 보완토록 하는 등 기존 수립된 계획내용을 현실 여건에 맞게 재검토 후 보완된 대책을 제시하였다. 다. 도로부문 도로부문은 도로의 노선결정과 비점오염원 유출억제를 위한 도로 설계 및 유지관 리기준을 정비하는 데 있다. 도로비점오염 발생 저감을 위한 도로설계 및 유지관리 방안은 국토해양부가 담당하고 있는데, 이는 도로의 노선선정 및 도로시설물 유지 관리 과정에서 비점오염 저감을 위하여 검토사항 보완 및 도로정비점검지침 등을 마련하기 위한 것이다. 사업내용으로는 상수원 보호구역에서는 도로 입지를 신중하 게 검토하되, 불가피한 경우 보호구역에서 일정거리를 이격하여 노선계획 수립 및 설계토록 하였다. 그리고 토사유출 억제, 제빙 및 제설제 사용관리, 교량보수시 오 염물질 하천 낙하방지, 도장용 용제보관 및 관리 등을 통한 비점오염 발생억제, 도 로건설 및 시설물 유지관리 등 기존 도로의 비점오염 현황 등 조사를 통해 비점오 염물질 발생저감을 위한 도로시설물 정비 및 점검지침을 마련하여 절/성토면의 주 기적인 점검 및 정비 등을 마련하였다. 사업 집행실적은 도로상 비점오염 발생 저감을 위한 도로설계 방안을 마련하였 다. 구체적으로 환경친화적인 도로건설 지침 을 전국 모든 도로에 적용하고 있으 며, 지침의 현장 적용상 문제점은 환경친화적 도로건설 포럼을 운영하여 지침을 보 완 추진하고 있다. 또한 경부고속도로 서울영업소 등에 비점오염물질 유출저감시설 시범사업을 설치하고 있고, 운영 결과를 활용하여 시설기준을 정비할 계획이다. - 67 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 3-3> 도로부문 추진과제 세 부 과 제 명 소관부처 1) 도로의 노선결정 등 기본계획시 고려기준 보완 - 도로설계편람 등 정비 검토 2) 도로의 비점오염원 유출억제를 위한 설치기준 보완 - 시범사업 추진 - 도로설계편람 등 정비 3) 도로상의 비점오염원 발생저감을 위한 도로유지관리기준 보완 - 도로정비점검지침 정비 국토해양부 국토해양부 국토해양부 국토해양부 그리고 도로상 비점오염 발생 저감을 위한 도로유지관리 방안 마련을 위한 세부 추진과제 중 도로상 비점오염 발생저감을 위한 도로유지관리 를 위해 환경친화적 도로유지관리 잠정지침 을 제정(ˊ06.12)하였다. 잠정지침 제정에 따라 상수원 보호 구역과 수변구역 경계에서 1km 이내에 위치한 기존도로 중 사고취약 지점에 대하 여 ˊ07 ˊ08년 동안 시범사업 을 실시할 계획이었으나, 환경부의 4대강 비점오염 원 관리 종합대책(ˊ04.3월) 후속조치에 따라 ˊ04년부터 한강수계를 시작으로 4대강 수계에 대하여 비점오염저감시설 시범사업을 추진 중에 있어, 도로상에 시범설치 중인 모니터링 자료 등을 활용할 경우 중복투자 방지와 예산절감 효과가 있으므로 환경부 모니터링 결과를 이용하여 ˊ09년부터 시범설치 및 운영을 통한 저감방안 마 련 과 관련규정 개정 검토 를 추진코자 하고 있다. 이와 같이 환경친화적 도로건 설 지침 을 개정 완료하여 전국 도로에 적용하고, 환경친화적 도로건설포럼을 운영 하여 현장 적용상 문제점을 지속적으로 보완하고, 비점오염저감시설 시범사업을 추 진하여 도로건설기준 정비를 추진하고 있다. 라. 하천부문 각종 하천공사시 유출되는 비점오염원 저감을 위한 지침 및 관리기준을 마련하는 데 있다. 그리고 하천에 인접한 토지의 관리와 활용에 비점오염원 저감방안을 고려 하도록 강구하고 있다. 하천부문은 국토해양부, 환경부, 행전안전부 등이 관여하고 있으며, 이들 부처가 공동으로 추진하는 비점오염물질 저감을 고려한 하천정비 정 화, 환경부와 국토해양부가 추진 중인 댐 부유 쓰레기의 유입저감 및 수거처리, 환 경부가 추진하는 비점오염물질 하천유입저감을 위한 시설설치 및 관리기준 마련, 국토해양부가 추진 중인 상수원 수계 인접 국 공유지 매각 및 임대제한 등이 있 다. - 68 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 <표 3-4> 하천부문 추진과제 세 부 과 제 명 소관부처 1) 비점오염물질 저감을 함께 고려한 하천정비 - 자연친화적 하천환경관리지침 보강 - 하천정비기본계획 등 보완 - 소하천정비사업추진지침 보완 - 오염하천정화지침 보완 2) 비점오염물질의 하천유입저감을 위한 시설설치 및 관리기준 마련 - 한강수계 시범사업 및 가이드라인 마련 - 낙동강 등 타수계 시범사업 - 4대강 대표유역 최적관리사업 추진 3) 상수원수계 인접 국 공유지의 매각 및 임대 제한 지침 마련 - 하천점용허가 세부기준 정비 - 하천부지 불법 점용 단속 4) 댐 부유 쓰레기의 유입저감 및 수거처리지침 마련 - 장마철 대비 유역대청소 - 부유 쓰레기 운반 처리 협약서 보완 국토해양부 국토해양부 행정안전부 환경부 환경부 환경부 환경부 지자체 국토해양부 국토해양부 환경부 환경부 (수면관리기관 한수원) 및 1) 비점오염물질 저감을 고려한 하천정비 정화 도시화 산업화, 생활양식의 다양화 등으로 하천의 수질환경이 악화되고, 하천정 비시 콘크리트 호안조성 및 직강화 등으로 하천생태계 파괴와 훼손된 하천생태계 복원 및 하천수질 개선을 위하여 자연형 하천정화사업 추진이 필요하다. 따라서 하 천내에 유입되는 비점오염물질저감 및 생태계 복원을 통해 살아 숨쉬는 맑고 깨끗 한 하천 을 조성하고 자연친화적 하천정비를 통한 하천자정능력 복원으로 비점오염 물질 저감 및 수질개선을 도모하는 것이 자연형 하천정화사업의 목표이다. 사업내 용은 둔치내 콘크리트 주차장 및 도로의 철거를 통하여 비점오염원 발생원 입지차 단(환경부), 천변습지, 수생식생대 조성 등을 통하여 비점오염원 유입억제(환경부), 자연형 호안조성, 수생식물 식재 등을 통하여 하천의 자정능력을 이용하여 수질개 선(환경부), 비점오염물질 처리기능 보전 하천 및 유역 침식억제 녹지대 조성을 통한 비점오염물질 하천유입 억제 등 자연형 하천 정화사업 추진(환경부), 자연친화 적 하천정비를 통한 하천자정능력 복원으로 비점오염물질 저감 및 수질개선(소방방 재청), 하천정비 기본계획 수립 및 하천대장 작성업무처리요령, 자연친화적 하천환 경관리지침 보완(건교부), 자연친화적 하천정비사업 추진(건교부) 등이 있다. 실적으로는 자연친화적 하천정비 시범사업과 도시별 테마가 있는 생태하천 조성 사업의 정상적인 추진과 수변조사 및 모니터링 매뉴얼을 마련하여 비점오염물질 저 감을 위한 제도 및 관련사업의 추진이 있다. 또한 자연친화적 소하천정비 근거 마 련을 위해 소하천정비법 을 일부 개정(ˊ06.3.24, ˊ07.1.24)하였고 치수 이수 및 자연 - 69 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 환경이 조화된 다목적 기능의 소하천정비와 지방자치단체 소하천담당 공무원의 업 무능력 배양을 위하여 자연형 소하천정비 보강지침 을 시달(ˊ08. 3. 12)하였다. 탁수 저감을 위한 소하천정비사업에 대한 예산지원은 물론 치수방재 및 하천환경, 비점 오염물질 저감을 위해 전국의 지자체 소하천담당공무원을 대상으로 직무교육을 실 시하는 등 자연친화적 소하천정비로 하천환경을 개선하였다. 감사원 감사결과에 대 한 후속조치로 환경부, 국토부가 협의하여 친환경 하천관리에 관한 통합지침 을 작성(ˊ07.12~ˊ08.11)하였다. 친환경하천관리에 관한 통합지침(환경부, 국토부)에서는 기본이념과 방향을 제시 하고 사업단계별 추진방법 제시, 하천의 보전 복원 친수지구 지정기준 제시, 하도, 저수로, 홍수터 등 하천정비 복원 기술과 방법 제시, 수질 및 수생태계 보전에 대한 보전기준 및 복원방법 제시, 수질개선사업, 수생동식물 정착을 위한 연구 및 시범사 업, 수생태계 모니터링 및 생태지도 작성방법 제시 등을 주요 내용으로 하고 있다. 이처럼 비점오염원 저감을 위한 실질적 대책이 추진되었으며 자연친화적 소하천 정비를 위해 소하천정비법 의 일부 개정 추진, 자연형소하천정비지침 의 지속적 보강 및 지자체 시달, 하천환경 및 비점오염물질 저감을 위한 직무교육을 실시하였 다. 2) 비점오염물 하천유입저감 시설설치 및 관리 비점오염저감시설 설치사업을 통한 계량적 비점오염원관리 기반구축을 위해 비점 오염물질 저감시설 설치시범사업을 추진하였고 시범사업 결과를 토대로 비점오염물 질 저감시설 설치기준 등에 대한 가이드라인을 마련하였다. 또한 4대강 수계별 시 범사업 결과를 토대로 비점오염원관리지역을 지정하고 소유역 최적관리방안을 모색 하였다. 사업실적으로 비점오염저감시설 설치 시범사업은 ˊ07년 정상적인 공사가 추진 중 이며, 공사가 완료된 시설은 유지관리 및 모니터링사업을 차질없이 추진하였다. 최 적관리사업은 비점오염원이 심각한 지역을 비점오염원관리지역(소양호, 도암호, 임 하호, 광주광역시)으로 지정하고 이에 대한 관리대책을 수립하였다. 성과로는, 최근 비중이 높아지고 있는 비점오염원에 대한 관리를 위하여 비점오 염저감시설을 시범 설치하고 이에 대한 모니터링을 통하여 설치 및 유지관리 가이 드라인을 마련하였고, 비점오염원 관리지역 지정 등 비점오염원의 비중이 높은 지 역을 중심으로 구조적 및 비구조적 관리방안을 마련함으로써 비점오염원 관리에 대 한 체계적인 추진 체계를 구축하였다. 현재 소양호, 도암호, 임하호, 광주광역시가 비점오염원관리지역으로 지정되어 관 리대책이 수립되어있다. - 70 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 2. 정책분석 및 시사점 1998년 한강대책에서 정부의 수질관리대책으로 비점오염원 관리대책이 도입된 지 10년이 지났다. 비점오염원은 오염원의 파악과 관리의 어려움으로 점오염원에 비해 관리가 어렵고, 관리방안을 적용해도 수질개선의 효과가 적시에 나타나지 않는다. 우리나라에서는 지난 10년간 비점오염원 관리를 위한 제도정비 및 인식확산 단계 로서 관리를 위한 기반을 구축하였고 비점오염원 관리를 위한 시범사업을 추진하여 설계와 관리를 위한 기초 자료를 수집하고 있다. 또한 오염총량관리제도의 시행과 더불어 많은 지자체들이 비점오염원 저감을 위해 시설을 설치하여 관리를 시작하는 등 많은 노력을 기하고 있다. 여기서는 지금까지 각 부처에서 추진하고 있는 비점 오염원 관리를 위한 대책 중 주요정책과 저감시설의 효율성에 대해 검토해 보고자 한다. 가. 비점오염원 관리정책 분석 앞에서 검토한 바와 같이 LID 기법과 관련된 비점오염원 관리대책의 대부분은 환경부, 국토해양부 등에서 수행하고 있다. 이중 4대강 비점오염원관리 종합대책 은 비점오염원 관리제도 정립을 위한 기본방침, 국토개발 등 각종 사업추진시의 비 점오염원 관리, 4대강 물관리종합대책의 추진을 강화하기 위해 이에 포함되지 않았 던 대책을 보완한 종합계획의 성격을 가지고 있다. 4대강 비점오염원관리 종합대 책 은 계획기간을 2004~2020년(16개년 계획)으로 하여 3단계로 나누어 추진하되, 1 단계에는 저감시설 위주로 시범사업을 추진하고 2단계는 수계별 대표적인 소유역단 위 비점오염원 종합관리사업을 추진하여 지자체 기술이전을 위한 토대를 구축한 후, 3단계부터는 지자체 중심으로 하되 대상지역을 전국으로 확대하여 본격적인 비 점오염원 저감이 이루어지도록 계획되어 있다. 대책의 주요 내용으로는 비점오염원 관리체계 구축을 위한 국가 및 지자체 책무 부여 및 관리계획 수립, 조사연구 등 법적근거 마련, 각종 개발정비사업에 관한 법 령, 지침, 규정 등에 대한 정비 등이 있다. 그리고 개발사업에 대한 환경영향평가 및 사전환경성검토 강화, 도시내 홍수방재시설의 비점오염원 관리시설로 활용 병행, 하수도 및 도시기반시설의 비점오염원 관리기능 제고, 비점오염물질 저감기능을 높 인 농지정비 및 시비, 가축분뇨 관리, 산림내 임도 및 산불발생지 등 관리강화, 도 로내 초기빗물의 하천유입 억제, 하천정비 정화, 골프장, 폐광산, 공장 등의 비점오 염원관리 가이드라인 마련 등이 있다. 그리고 장기적으로는 관리의무 부여 등 각종 개발사업 및 도시, 농촌, 산림, 도로, 하천 등에서의 비점오염물질 발생예방과 하천 - 71 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 유입 저감방안 추진 등이 포함되어 있다. 또한 비점오염원 관리개선을 위한 조사연 구, 비점오염원 관리 및 저감방안에 대한 대국민 교육 및 홍보 등 비점오염원 관리 를 위한 기반구축사업도 포함되어 있다. 각 부문별 주요 정책에 대한 분석은 다음 과 같다. 1) 환경부문 환경부문에서의 비점오염원 관리정책으로는 비점오염원 관리제도 정착과 기반구 축을 위한 시범사업의 추진이 있다. 비점오염원 관리제도의 정착을 위해 환경부의 수질관리 관련 법률을 정비하여 비 점오염원 설치신고제도와 비점오염원 관리지역지정제도를 도입하였다. 비점오염원 설치신고제도와 관리지역 지정제도를 다른 측면에서 보면 신규 비점오염발생원에 대한 대책과 기존 발생원에 대한 대책으로 구분이 가능하다. 신규 발생원은 일정규 모 이상의 사업장을 신규로 설치하거나 일정규모 이상의 개발사업이 해당하며, 여 기에는 비점오염원 신고와 더불어 저감시설을 설치해야 한다. 기존 발생원에 대해 서는 관리지역 지정제도가 해당하며, 비점오염물질 배출이 많은 기존 지역을 비점 오염원 관리지역으로 지정해 관리할 수 있도록 하는 것이다. 각각에 대한 검토는 다음과 같다. (1) 비점오염원 관리를 위한 제도적 기반구축 2004년에 수립된 4대강 비점오염원관리 종합대책 에 따라 비점오염원관리를 위 한 제도적 기반구축을 단계별로 추진하고 있다. 이미 ˊ05년 수질환경보전법 을 개 정(ˊ06.4.1 시행)하여 비점오염원 관리의 법적근거를 마련하였고, 비점오염물질 저감 시범사업 시행 및 일정 규모 이상의 개발사업과 개별사업장에 대한 관리의무 부과(ˊ 06~ˊ11) 등을 단계적으로 추진하고 있다. 그리고 비점오염 저감사업 본격 추진 및 관리의무 대상 확대(ˊ12~ˊ20)와 비점오염물질 유출 사업장에 대한 단계별 관리 확대 를 추진할 계획이다. 구체적으로는, 대규모 개발사업과 산업시설에 대해서는 비점오 염물질 유출 저감의무를 부여하여 개발사업은 환경영향평가 대상사업 이상, 산업시 설은 일정 면적 이상의 신규 사업장부터 실시하되 업체의 관리여건을 고려하여 신 규와 기존 사업장의 면적 등에 따라 관리방법 및 적용시기를 차등화하고 있다(표 3-5). 현재 추진 중인 도시지역, 도로변, 농경지 배수구, 주차장, 산림지역 등 토지이용 형태별로 다양한 비점오염물질 저감시설 시범사업을 지속적으로 시행하고, 식생정 화수로, 식생여과대, 인공습지, 장치형시설, 저류지, 장치형+저류지, 침투도랑, 침투 형 저류지 등의 비점오염물질 저감시설별로 저감효율을 조사 평가하여 한국형 저감 - 72 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 시설 도입에 활용할 계획이다. <표 3-5> 비점오염원 관리대상 주요사업장 단계별 확대방안 연도 1단계(~ˊ06년) 2단계(ˊ07~ˊ10) 3단계(ˊ11~ ) 환경영향평가, 사전환경성 환경영향평가, 사전환경 일정면적 이상 전체 개 검토사업 중 일부 성검토사업 전체로 확대 발사업 및 사업체로 확 관리 관리필요 대규모 신설사 대규모 신설사업체 및 일 대 대상 업체와 기존 사업체 정규모 기존업체로 확대 환경영향평가대상 환경영향평가대상 대상사업¹ 사업 도로, 항만 등 기타 환경 영향평가대상 개발사업 모든 환경영향평가대상 사업 모든 주요 사업장 사전환경성 검토대상 사전환경성 검토대상 보존용지내 검토대상사 모든 사업 업 기타 10,000m2 이상 개발 및 토지형질 변경사업 사전환경성 검토대상 외 관리 안 함 사전환경성 검토대상 외 관리 안 함 사전환경성 검토대상 모든 사업 사전환경성 검토대상 외 10,000m2 이상 개발 및 토지형질변경사업 신규사업체 의무관리 신규사업체 의무관리 신규사업체 의무관리 10,000m2 이상 제철, 화학 10,000m2 이상 모든 업 10,000m2 이상 모든 업 등 체 체 기존 사업 체 자 발적 관리 기존 사업 체 의 무관리 제철, 화학 등 10,000m2 기타 40,000m2 이상 기존사업체 의무관리 10,000m2 이상 모든 업 체 1: 대상사업: 도시개발, 산업 관광단지 개발사업, 수자원의 개발, 공항의 건설, 개간 산지 개발, 체육시설 설치사업, 토사 골재채취사업 (2) 도시와 도로의 비점오염원 관리강화 도시지역 비점오염물질 저감과 관련해서는, 시범사업 실시 후 전국적인 확대계획 을 추진하고 있다. 즉, 우선 기존 도시지역에 빗물저류시설, 침투시설, 여과시설 등 을 시범적으로 설치 운영하여 효과를 분석한 후 전국적으로 보급을 확대하는 것이 다. 특히, 홍수방지기능을 겸한 대규모 시설의 사업 타당성을 검토하고 공원, 유수 지 등 기존 시설을 활용한 시범사업을 추진한다. 도시내 기반시설 제고사업을 비점 오염물질 관리 기능까지 고려한 시범사업으로 확장하고 그 효과를 검증하는 방안도 검토하고 있다. 도로 비점오염물질 관리 제도화를 위해 도로 비점오염물질 발생-유 - 73 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 출-수질영향 등에 대한 모니터링을 바탕으로 저감방안을 마련하고 특히 상수원 통 과도로 및 기타 도로 등 도로여건별 비점영향조사와 최적 비점관리시설 설치 제안 등 대책마련을 추진하고 있다. 도로에 비점오염물질 저감시설 설치를 의무화하여 오염부하가 큰 고속도로, 간선 도로 등 신규도로 건설시 비점오염 저감시설 설치를 의무화하고 국토해양부와 합동 으로 기존 도로로 확대하는 방안을 추진하고 있다. 또한 합류식 하수관거월류수 (CSOs) 관리를 위한 제도적 기반도 구축하고자 한다. 이를 위해 합류식 하수관거 개선대책으로 CSOs 처리를 위한 빗물저류시설 설계지침을 마련하여 CSOs 저감목 표를 분류식 하수도의 빗물유출 오염부하 수준으로 강화하고 침수대책과 합류식 하 수관거 개선대책을 구분하여 시행한다. 도시지역의 CSOs 배출에 대한 배출허용기 준을 설정하여 토구의 BOD 방류수수질기준을 70mg/L 이하(유량가중평균농도)로 관 리하도록 강구하고 있다. (3) 비점오염원 설치신고제도 비점오염원 설치신고제도는 개발사업과 사업장에 대해 적용되고 있다. 개발사업 의 경우, 공사 중에 침식물, 유류 등 공사와 관련하여 각종 비점오염물질이 다량 배 출될 가능성이 있어 이를 적절히 관리하고자 함이며 공사완료 후에도 다량의 비점 오염물질이 배출되는 경우 이를 관리하기 위한 것이다. 또한 사업장의 경우에는 원 료의 야적, 강우에 노출되는 공정 등으로 인하여 각종 유해물질이 비점오염물질로 배출될 가능성이 있어 이를 적절히 관리하기 위한 것이다. 설치신고 및 관리시설의 설치는 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 제53조의 규정에 따라 비점오염원에 의한 오염을 유발하는 사업 또는 폐수배출시설을 설치하 는 사업장의 경우 유역(지방)환경청에 비점오염원 설치를 신고하고, 방지시설을 설 치하여야 한다. 적용대상 개발사업은 도시의 개발, 산업단지의 조성, 에너지 개발 등 12개 사업이고, 적용대상 사업장은 폐수배출시설을 설치하는 사업장 중 부지면 적 1만m2 이상인 사업장으로 제철시설, 섬유염색시설 등 2개 시설과 목재 및 나무 제품 제조업, 코크스 석유정제품 및 핵연료 제조업, 펄프, 종이 및 종이제품 제조업, 화합물 및 화학제품 제조업 등 7개 업종이다. 해당사업은 기간 내 비점오염원 설치 신고와 더불어 비점오염원 저감시설을 설치하여야 한다. - 74 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 <표 3-6> 비점오염원 설치신고 대상사업 개발 사업 사 업 장 환경 교통 재해 등에 관한 영향평가법 시행령 별표 1 제1호 가목 내지 다목에 해당하는 사업 환경 교통 재해 등에 관한 영향평가법 제 23조에 따른 재협의의 대상이 되 는 경 우 폐수배출시설을 설치하는 다음 사 업장 중 부지면적 1만m2 이상인 사업장 1. 제철 시설 2. 섬유염색시설 3. 목재 및 나무제품 제조업 4. 펄프 종이 및 종이제품 제조업 5. 코크스 석유정제품 및 핵연료 제조업 6. 화합물 및 화학제품 제조업 7. 고무 및 플라스틱제품 제조업 8. 비금속광물제품 제조업 9. 제1차 금속산업 10. 석탄, 원유 및 우라늄 광업 11. 금속 광업 12. 비금속광물 광업(연료용은 제외) 13. 음 식료품 제조업 14. 전기업, 가스업 및 증기업 15. 도매업 및 상품 중개업 16. 하수처리업, 폐기물처리업 및 청소 관련 서 비스 업 법 제33조제2항 및 제3항에 따라 변경허 가를 받거나 변경신고를 하는 사업장으로 서 부지면적이 100분의 30 이상 증가하는 경우 (가) 비점오염원 설치신고제도 실태 비점오염원 설치신고제도는 2006년 4월에 시작되었다. 본 장에서는 비점오염원 설치신고제도 개요와 그간 본 제도의 운영실태를 파악하고 이를 바탕으로 개선방안 을 도출하고자 한다. 비점오염원 설치신고 시점은 개발사업의 경우, 환경 교통 재해 등에 관한 영향 평가법 제17조 제1항 또는 제2항에 따른 평가서 제출시까지, 사업장은 폐수배출시 설 설치허가 또는 신고시까지이다. 비점오염저감시설 설치시기를 살펴보면, 개발사 업의 경우 공사 중에 발생하는 비점오염물질을 처리하기 위한 방지시설은 공사 개 시 2일 전까지, 공사 완료 후에 동 개발사업으로 인하여 발생되는 비점오염물질을 처리하기 위한 방지시설은 공사 준공시까지이다. 사업장의 경우는 폐수배출시설 가 동개시 신고일까지 설치한다. 그리고 폐수배출시설 설치 사업장에 한해 강우유출수 의 오염도가 항상 그 사업장의 배출허용기준 이내인 경우 8) 와 낙동강수계 물관리 8) 강우유출수의 오염도가 항상 그 사업장의 배출허용기준 이내인 경우 라 함은 사업장의 입지, 사업장 내의 토지이용 관리상황 및 비점오염원의 발생 유출흐름 등을 바탕으로 강우유출수의 오염도가 항상 그 사업장의 배출허용기준 이내에 해당한다고 인정하는 경 - 75 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 및 주민지원 등에 관한 법률 제18조의 규정에 의한 완충저류시설에 유입하여 강우 유출수를 처리하는 경우는 비점오염저감시설의 설치를 면제하고 있다. 미이행시는 시설설치 개선명령, 벌칙, 과태료 등의 처분을 할 수 있다. 즉, 비점 오염방지시설을 설치한 자가 환경부령이 정하는 바에 따라 시설을 관리 운영하지 아니하는 경우 시설의 설치 또는 개선을 명할 수 있다. 벌칙으로 비점오염원 설치 신고를 하지 아니하거나, 비점오염저감시설을 설치하지 아니한 자의 경우 1년 이하 의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 처하도록 하고 있다. 그리고 비점오염저감계 획의 이행명령, 시설의 설치 또는 개선명령을 위반한 자의 경우 1년 이하의 징역 또는 1천만원 이하의 벌금에 처한다. 또, 비점오염원 변경신고를 하지 아니한 자의 경우 300만원 이하의 과태료에 처한다. 정부는 국민에게 의무를 부과하는 신규 제 도의 도입은 한꺼번에 전국적으로 적용하기보다는 국내의 기술적, 행정적, 경제적 여건을 반영하여 단계적인 제도정착에 노력하고 있다. (나) 설치신고제도 운영평가 비점오염원 설치신고제도는, 실시된 이래 신고업무 담당자의 노력과 <표 3-7>과 같니 제도개선에 대한 적극적인 건의사항 등을 통해 제도가 정착하였다. 06. 4~ 07.1 동안 설치신고 접수건수는 126건이고 대부분이 적절히 처리되었다. 우를 말함(시행령 제39조). - 76 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 구분 <표 3-7> 비점오염원 설치신고건수 및 담당자 의견 처리건수 /접수건수 계 12 0/ 126 한강유 역 환경청 낙동강유역 환경청 금강유역 환경청 영산강유역 환경청 원주지 방 환경청 전주지방 환경청 대구지방 환경청 27/28 26/28 17/18 18/19 8/9 4/4 문제점 및 개선방안 - 신고시점이 너무 빠름. - 처리시점이 너무 짧음(현장 확인시점이 필요). - 도면 검토는 실무자로서는 검토하기 어려움. - 사업자가 제시한 시설에 대해 이의제기가 어려움. - 어떤 시설에 설치하는 것이 적합한지 적합한 비점오염 저감시 설을 제시해 주었으면 함. - 신고시점이 너무 빠름. - 영향평가대상사업의 경우 공사완료 후 페수배출시설 설치사업 장과 대상이 되지 않는 사업장의 경우 유지관리방안을 다르게 규율하였으면 함. - 영향평가대상사업이 지구단위계획으로 바뀌었을 때 유지관리 를 할 관리기관에 대한 승계규정이 명시되어야 함. - 공사 2일 전 실시는 실제적으로 저감시설 설치공사를 비롯한 모든 공사가 공사착공계 제출 후 공사를 시작하므로 현실적으 로 부적합. - 변경신고 대상이 애매. - 신고시점이 너무 빠름. - 면제사업장에 대한 구체적 구비서류를 명시했으면 함. - 공사 개시에 본공사인지 아니면 사전 감시설 설치공사인지를 명확히 할 것. - 변경신고대상이 애매. - 처리기간이 너무 짧아 제대로 검토할 시간이 부족. - 신고시기가 너무 빠름. - 업무처리기간이 너무 짧음. - 방지시설 설치 후 설치에 대한 신고를 했으면 좋겠음(영향평 가사업의 경우에는 본영향평가시 계획서를 제출하고 몇 년 뒤 시설을 설치하는 경우가 있어 담당공무원으로서는 설치여부를 확인할 수 없음). - 시설용량 검토 및 효율에 대한 검토기준이 없음. - 저렴한 가격으로 시설을 만들어 제시하는 경우 이를 재지시할 근거가 없음. - 시설설치의 사후점검 및 확인시 효율을 측정할 수 있는 방법 및 사업자에게 요구할 수 있는 자료의 항목을 구체화했으면 함. 20/20 - 설치신고 시기에 대한 재조정 필요. - 77 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 2) 국토부문 그동안 우리나라의 국토개발을 주도해온 국토해양부는, 최근 각종 개발사업에서 환경의 중요성을 인식하여 친환경적 기술 및 정책을 각종 개발사업에 반영하기 위 해 노력하고 있다. 건설부문에 있어서도 사전예방적이고 환경친화적인 건설방안을 적극 도입하고 있으며, 건설관련 각종 지침과 시방서를 친환경적 방향으로 계속 보 완하고 있다. 특히 비점오염원의 저감을 위해 정부합동 비점오염원 관리대책에 의 거하여 추진토록 되어있는 도시계획 부문에 대한 제도개선과 주요 비점오염원 배출 사업인 도로사업에 대한 지침개발 등을 다음과 같이 적절히 추진하였다. (1) 도시관리 및 계획부문 개선 도시계획 부문 중 비점오염원 관리를 위하여 개선된 부문은 도시관리계획 수립 지침 과 도시계획시설의 결정 구조 및 설치기준에 관한 규칙 으로 구분해 볼 수 있다. 도시 관련 비점오염원 관리를 위해 도시관리계획 수립지침 을 처음으로 개정 ( 05.5.6)하였다. 즉, 도시관리계획 수립지침 의 기반시설계획 부문편에서 교통시설 설치시 비점오염원을 고려하는 등 친환경적 교통시설이 될 수 있도록 계획 하였고, 도시공원에 있어서도 비점오염원 완화 기능을 추가하여 도시공원이 균형있게 분포 되도록 계획 하였다. 그리고 완충녹지설치 목적에도 비점오염원 저감기능의 포함과 더불어 생활환경 평가기준에도 비점오염원을 포함하도록 하였다. 또한 제1종 및 2 종 지구단위계획 수립지침 을 개정( 05.5.6)하여 공원 또는 녹지가 단지 내에서 발생 하는 비점오염물질의 외부유출을 저감할 수 있는 시설이 되도록 위치 및 규모를 고 려하여 계획하도록 하였다. 도시계획시설의 결정 구조 및 설치기준에 관한 규칙 을 개정( 06.11.30)하여 공 공 공지의 구조 및 설치기준에서 저류지, 침투지, 침투도랑, 식생대 등의 시설을 설 치토록 하였고, 유수시설 및 저류시설에서도 퇴적물의 처분과 하수도시설과 연계운 영이 가능한 구조로 하는 등 비점오염원 관리가 가능하도록 하였다. 그리고 도시 기본계획 수립지침 도 개정( 07.05.31)하여 단지 등의 개발로 초기 강우시 비점오염 물질의 유출량이 증가되지 않도록 하거나 수계에 미치는 영향을 최소화하도록 하였 다. 또한 단지개발시 불투수층을 최대한 감소시켜 비점오염물질의 발생을 억제시키 고 발생된 비점오염물질을 관리하는 방안을 수립토록 하였다. 공원 또는 녹지대는 단지내의 비점오염물질 발생을 줄이거나 발생된 비점오염물질의 외부유출을 저감할 수 있는 시설이 되도록 위치 및 규모를 고려하여 계획토록 하였다. - 78 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 (2) 도로건설 및 유지관리 부문 특히 국토관련사업 중 건설과 유지관리 측면에서 비점오염원 관리가 중요한 도로 분야에서는 집중적인 개선이 이루어졌다. 즉, 환경친화적 도로건설지침 중 환경훼 손 저감방안에 대한 설계기법에서 공사시 비점오염물질이 함유된 강우유출수의 유 출량 저감방안, 공사시 토사유출 저감방안, 침사지 설치, 골재채취에 따른 수질오염 저감방안, 교량 공사시 수질오염 저감방안, 터널 공사 및 운영시 폐수처리, 현장사 무소내 비점오염물질 유출 저감대책 등을 강구토록 하였다. 이를 바탕으로 환경친 화적 도로건설편람과 환경친화적 도로유지관리 잠정지침 등을 보완되었다. (가) 친환경 도로유지관리 잠정지침 비점오염물질은 다양한 토지이용 과정에서 발생되어 축적되어 있다가 강우가 발 생하면 집중적으로 유출되는 특징 때문에 관리에 어려움이 많다. 특히 포장률이 높 고 많은 차량 운행으로 인하여 오염물질의 축적이 많은 고속도로, 도로 및 도시지 역의 경우에는 최적 관리방안 수립이 절실히 요구된다. 또한 포장지역은 인간의 활 동영역인 수계 인근에 대부분 분포하고 있기 때문에 오염물질 발생시 하천수질에 직접적인 영향을 끼치는 지역이다. 이러한 포장지역의 특성 때문에 미국을 비롯하 여 국내에서도 포장지역의 비점오염물질 관리에 관심이 매우 크다. 미국을 비롯한 선진국들은 다양한 비점오염원 중에서 도로, 주차장 및 교량 등과 같은 포장된 지 역을 우선 관리순위로 정하여 비점오염물질을 관리하고 있다. 그 이유는 포장지역 이 강우유출계수가 크며, 인간과 차량 활동이 많아 오염물질의 유출부하량이 면적 에 비하여 상당히 높기 때문이다. 이를 반영하여 최근 들어 도로의 친환경적 건설 과 유지에 대해 관심이 높아지고 있으며 이 지침도 이러한 사항을 반영해 친환경적 인 도로 유지관리에 대한 일반적인 사항을 주로 다루고 있다. 즉, 도로부문에 대해 작성한 잠정지침의 목적은 환경친화적인 도로유지관리에 있 어 도로설계자 및 시공자, 도로관리자 및 관련 행정기관 등이 설계 시공뿐만 아니 라 친환경적 도로 및 도로시설물 유지관리에 이를 적극 활용하는 데 있다. 여기에 는 도로의 신설 및 개량에 있어서 도로시설물의 유지관리를 위한 항목별 관리방법, 조치사항 등이 있으며, 체계적이고 일괄적으로 적용토록 하고 있다. 단, 본 지침에 서 제시하고 있는 조건과 다른 특수한 경우에는 이 지침의 기본개념을 토대로 도로 및 주변의 지형 지역여건을 고려하여 합리적이고 경제적으로 본 지침을 적용하도 록 하고 있다. 이 잠정지침은 도로시설의 유지관리를 수행함에 있어서 일반적이고 기본적인 사 항을 명시한 것으로 특별한 시설물이나 별도의 전문적인 기술이 필요한 경우 적절 한 보정을 통하여 지침서를 준용할 수 있도록 하였다. 또한, 이 지침은 도로시설 설 - 79 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 계 및 유지관리 등에 관한 필요한 설계항목과 방법에 대하여 세부적인 기술 내용을 제시하였으며, 도로포장, 도로배수 및 안전시설, 도로절토사면, 도로표지, 육교 및 지하도, 방음시설, 제설시설 및 방설시설 뿐만 아니라 교량, 터널 등에 대한 유지관 리방법에 대하여 일반적인 사항을 주로 기술하였다. (나) 도로시공 및 유지관리 건설부문에서 비점오염원과 관련하여 최근 수행한 과제 중의 하나는 도로시공 및 유지관리지침을 수정하는 것이었다. 여기서는 건설부문에서 본격적으로 비점오염원 을 염두에 둔 시공 및 유지관리부문에 이를 반영하여 검토해 보고자 한다. 이전까 지만 해도 도로의 건설과 유지관리는 원활한 차량소통과 안전이 주요 목적이었다. 그러나 도로 비점오염원의 문제점이 인식된 이후 도로 비점오염원 저감을 위한 방 안이 건설부문에서 처음으로 모색되었다. 환경친화적 도로 유지관리지침 은 국토 해양부, 한국건설기술연구원, 공주대학교가 공동으로 개발하였으며, 비점관련 부분 만 정리하면 다음과 같다. 1 도로포장 도로 재포장 계획 및 작업은 비점오염물질을 제어하는 데 있어서 단순하지만 효 과적인 방법이며, 환경친화적으로 수행되어야 한다. 포장작업은 강우유출수의 오염 을 예방하기 위하여 건기에 수행되어야 한다. 그러나 작업 중 강우가 예상될 때에 는 작업을 일시 중단함과 동시에 작업구간으로부터 비점오염물질 유출저감을 위하 여 덮개를 설치하여 강우와의 접촉을 최대한 줄여야 한다. 포장작업 동안에는 발생 가능한 비점오염물질의 효율적 관리를 위하여 최적관리방안(장치형, 식생형, 여과형, 침투형, 저류형 시설 등의 구조적 및 표시판, 교육, 홍보 등의 비구조적 방법)을 수 립하여 시행하여야 한다. 예를 들어 포장작업시에는 주변의 배수구 입구 또는 맨홀을 덮어야 하며, 보수하 는 곳으로부터 발생되는 강우유출수를 감소시키기 위해서 필요시 침식 및 토사 제 어방법을 이용하고, 또한 포장액의 누수 및 유출을 막기 위하여 모든 포장기계에 대하여 드립팬과 흡수제를 이용한다. 포장작업은 비점오염물질의 축적 및 유출을 일으키는 비점오염원이므로 각종 수질보호 및 개선이 요구되는 지역(수질오염총량 관리제 대상지역, 특별대책지역, 상수원보호구역 및 수변구역 등)에서의 포장작업은 작업시 포장재 및 각종 기름 등의 건설 관련 오염물질의 유출을 저감하는 구조적 및 비구조적 최적관리방안을 수립하여야 한다. - 80 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 2 교량 교량을 통과하는 차량에서 발생하는 타이어 마모물질, 기름 및 윤활유 등 도로 표면에 쌓여있던 오염물질이 강우시 도로 표면 및 배수로를 따라 하천으로 직유입 될 수 있으므로, 하천 등을 횡단하는 교량에서 발생하는 비점오염물질이 교량상판 의 빗물배수관을 통해 하천으로 직유입되는 것을 방지할 수 있는 최적관리방안이 수립되어야 한다. 특히 교량이 짧은 경우 가능하면 비점오염물질이 함유되어 있는 강우유출수를 교량 밖으로 배수하여 최적관리방안(여과형, 저류형, 침투형, 장치형 등)을 통해 처리 후 수계로 방류되도록 한다. 교량지역내에 최적관리방안(여과형, 침투형, 장치형 등의 비점오염물질 저감시설 이 설치된 경우)이 수립되어 있는 경우에는 교량 및 교량 시설물의 정기적인 조사 및 보수시에 점검하여 비점오염물질 저감효율이 지속적으로 나타나도록 유지관리 한다. 각종 법령에 의해 수질보호 및 개선이 요구되는 지역(수질오염총량관리제 대 상지역, 특별대책지역, 상수원보호구역 및 수변구역 등)으로 지정 고시되어 있지만 교량지역내에 비점오염물질 관련 최적관리방안이 수립되어 있지 않은 교량에서는 비점오염물질 유출저감을 위한 방안을 비점오염전문가의 자문을 통해 최적관리방안 을 수립하는 것이 필요하다. 교량은 불투수성이 매우 높은 시설물이므로 강우시 다량의 오염물질이 강우 초기 에 유출되는 전형적인 현상을 나타낸다. 초기강우 이후 유출되는 강우유출수는 오 염물질의 농도가 매우 낮으므로 최적관리방안을 통해 처리할 필요가 없다. 따라서 비점오염물질 관리를 위한 최적관리방안 수립시 초기강우 기준을 만족하도록 시설 의 용량이 산정되었는지 검토할 필요가 있다. 여기에서 비점오염물질 관리를 위한 초기강우의 기준은 환경친화적 도로건설 지침 에 제시되어 있는 누적강우량기준이 최소 7.5mm 이상을 처리할 수 있도록 하는 항목을 검토할 필요가 있다. 교량의 경우 교통사고에 의한 화재발생시 진화작업 중 발생되는 물질이 배출될 상황에 대비한 오염물질 처리방안에 관한 사전대책을 준비한다. 진화 중 발생되는 물질은 대부분 환경적으로 유해하므로 상황이 발생되었을 경우 주변을 임시로 실트 커튼 또는 모래마대 등으로 고립시키고 사고처리 후 오염물질을 제거하도록 하여야 한다. 그러나 오염물질이 수계로 유출될 경우를 대비하여 방수포 및 제유제 등을 교량의 특정 지점에 비치하는 것을 권장한다. 특히 안개로 인하여 사고가 자주 발 생하는 지역의 교량에서는 필수적으로 이와 같은 대책을 수립하도록 한다. 교량 배수시설의 기능을 저하할 수 있는 축적된 모래, 오물, 염분이 축적된 것을 정기적으로 제거하여야 하며, 특히 겨울철에 축적된 모래나 오물을 접속부, 바닥판, 신축이음, 연석, 인도부 등에서 제거하여야 한다. 교량 배수시설 및 최적관리방안에 쌓인 모래, 염분, 폐기물 등은 중금속, 기름성분 및 다양한 오염물질들이 함유되어 - 81 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 있으므로 정기점검을 통해 축적 현황을 파악하여 주기적인 청소를 수행하여야 하 고, 제거된 퇴적물은 폐기물관리법 에 준수하여 운반 및 처리한다. 특히 배수시설 을 청소할 때는 오염물질이 함유되어 있는 폐기물이 하천으로 유입되지 않도록 주 의를 기한다. 3 터널 터널의 경우 많은 차량에 의해 터널 내에 중금속, 기름 등의 다양한 오염물질이 함유된 분진 및 퇴적물이 누적되어 있기에 주기적인 청소를 수행하여야 한다. 청소 시에 발생되는 폐수는 인근의 수질 및 토양오염을 예방하기 위하여 현장에서 최적 관리방안을 수립하여 처리함을 원칙으로 한다. 터널 운영시 차량에 의해 배출되는 비점오염물질의 유출은 수계 생태계 및 토양오염의 원인이 되므로 청소용수의 차집 및 처리가 수반되어야 한다. 터널 유지관리시에는 설치된 비점오염저감시설의 유지관리를 포함하여야 하고, 비점오염저감시설이 설치되지 않은 경우에는 자격이 있는 비점오염전문가의 자문을 받아 최적관리방안을 수립하도록 한다. 터널내 배수시설내에는 중금속 및 다양한 오염물질이 함유되어 있는 퇴적물이 쌓여있다. 이러한 퇴적물은 주기적으로 청소해 야 하며, 제거한 퇴적물은 폐기물관리법 상의 운반 및 처리방법을 준용하여 처리 한다. 4 도로배수시설 노면배수는 노면의 물이 노체에 침투되지 않도록 배제하는 것이다. 도로배수의 문제는 포장뿐만 아니라 도로 전체의 수명을 좌우하는 것이므로 도로유지에 있어서 배수에 각별한 배려가 필요하다. 또한, 도로의 특성상 노면은 운행하는 차량으로부 터 발생되는 폐기름, 폐타이어, 각종 이물질 등으로 인한 비점오염물질의 발생이 가 장 빈번하게 이루어지는 장소이므로 이에 대한 적절한 처리가 필요하다. 측구나 종 배수관, 집수정 등에 쓰레기나 진흙이 막혀 파손되면 물이 넘쳐 도로가 파손되고, 교통 장해를 일으키는 원인이 되므로 평소의 유지관리가 중요하다. 도로의 특성상, 빈번히 이루어지고 있는 차량통행으로 인하여 발생하는 유류오염물질, 환경오염을 유발하는 비점오염물질이 다량으로 발생하므로 평소 이에 대한 도로관리자의 인식 여부와 주기적인 유지관리가 중요하다. 각종 법령에 의해 수질보호 및 개선이 요구되는 하천 및 호소 인근지역(수질오염 총량관리제 대상지역, 특별대책지역, 상수원보호구역 및 수변구역 등) 도로의 경우 수질오염예방을 위하여 구조적 비점오염원 관리를 수행해야 한다. 각종 법령에 의 해 수질보호 및 개선이 요구되는 하천 및 호소 인근지역(수질오염총량관리제 대상 - 82 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 지역, 특별대책지역, 상수원 보호구역 및 수변구역 등)과 강우시 노면에서 수계로 비점오염물질이 직유입되어 수질오염의 원인으로 작용하는 지역의 경우 다음과 같 이 조치한다. 수질보호 및 개선을 위해 법령으로 지정고시된 지역의 경우 노면배수에 의한 수질오염을 예방하기 위하여 비점전문가의 자문을 통해 구조적 최적관리방안 (여과형, 침투형, 저류형, 연못형, 장치형, 식생형 등의 시설)을 수립한다. 구조 적 최적관리방안의 설계 및 시공은 2004년도에 환경부에서 발행한 비점오염 원관리업무편람 을 참조한다. 법령으로 규정되어 있지 않지만, 강우시 노면에서 수계로 비점오염물질이 직 유입되어 수질오염의 원인으로 작용하는 지역의 경우 역시 구조적 최적관리방 안을 수립하여야 한다. 수질오염 사고다발지역의 경우 오일 펜스 및 제유제 등을 비치하도록 한다. 5 도로사면 도로사면에서 토사침식 등의 관리는 계획단계, 공사단계, 유지관리단계로 나누어 고려해야 한다. 절 성토면에서의 토사유출은 수질오염에 영향을 미치므로 우선 계 획단계인 노선선정과 설계시 도로공사 및 운영시 발생가능한 원인을 사전에 검토하 여 저감방안을 수립함으로써 비점오염원의 영향이 최소화되도록 하여야 하고, 공사 시에는 토사 등의 침식물 유출과 민감지역에 대한 보전에 관심을 기울여야 한다. 절 성토사면의 유지관리는 도로시설의 제기능을 유지하기 위하여 수시점검, 일상 점검 및 정기점검 등을 통하여 사전에 환경오염 유발요인을 제거하고, 손상된 부분 을 원상복구하여 당초 설치된 상태를 유지함과 동시에 시간의 경과에 따라 요구되 는 시설물의 개량과 추가시설을 설치함으로써 이용자의 편의와 안정 및 환경적인 오염예방을 도모한다. 도로사면의 유지관리에는 도로사면이 충분한 기능을 발휘하면서 환경적인 오염이 발생하지 않도록 항상 청소하고 아울러 정기적으로 점검하여 도로사면으로서의 기 능이 충분히 수행되고 있는지의 여부를 지속적으로 확인하고 필요에 따라 보수 및 수리를 하고 그 기능을 유지하는 것이 필요하다. 6 제설 및 제빙제 일반적인 제설 제빙제로 염화칼슘을 많이 사용하고 있으나 염화칼슘은 철과 반 응하면 급격히 염화철을 형성하기 때문에 장기적으로 도로 및 교량 내부에 침투하 여 철 구조물을 부식시켜 수명을 단축시키고, 보도와 차도 사이의 경계블록과 고가 도로 방호벽을 마모시켜 교통사고를 유발하며 용해된 염화칼슘이 토양 및 하천으로 - 83 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 유입되어 많은 환경문제를 야기시키는 문제점이 있으므로 사용시 주의를 요한다. 제설제와 제빙제를 적절히 사용하고 회수하면 강우유출수에 의한 비점오염을 저 감시킬 수 있다. 또한, 제설 담당 기술자 및 관리자를 대상으로 제설제의 적절한 이 용 기술과 이용시기 등에 대해 교육하는 것도 수질과 수중 서식처에 대한 악영향을 경감시키는 데 중요하다. 수질오염이 예상되는 수계 인근도로 및 교량에서의 제설 제 사용은 신중을 기하여야 한다. 예를 들어, 염화칼슘은 수생생태계에 악영향을 끼 치므로 수계 인근의 도로 및 교량에서는 염화칼슘의 사용을 피하고 모래 등의 친환 경적 제설제를 이용한다. 사용하고 남은 제설제를 보관할 때는 강우나 강설에 노출되지 않도록 하고, 제설 제를 보관하는 건물과 부지에서 강우로 인한 유출이 발생할 경우 비점오염물질의 유출을 저감할 수 있도록 한다. 도로에서 제설제를 이용한 제설작업을 완료 후, 제 설제에 오염물질이 흡착되어 있다면 청소차를 동원하여 이를 회수하여 폐기물관리 법 에 의거하여 처리할 것을 권장한다. 나. 비점오염원 저감시설 설치에 대한 평가 정부에서는 비점오염 저감을 위해 비점오염저감시설, 인공습지, 하천정화시설 등 을 설치 운영하고 있으며, 이러한 시설의 운영 실태를 파악하기 위한 조사를 실시 하였다. 여기서는 환경부 비점저감시설 실태조사(환경부 물환경정책국, 2008)와 한강 유역관리청에서 실시한 조사결과를 바탕으로 비점오염원 저감시설의 설치 운영 실 태를 살펴보고자 한다. 1) 비점저감시설 실태조사 비점오염원 설치신고제도가 06. 4월 도입된 이후, 07년 12월까지 설치신고 대상 사업장은 258개(개발사업 237개, 사업장 21개)이다. 이중에서 비점오염원 저감시설을 설치 운영하고 있는 사업장은 75개(개발사업 57개, 사업장 18개)이다. 일부 설치된 장치형 비점오염저감시설의 부적절한 운영에 대한 문제점이 지적되어 환경부의 유 역(지방)청, 지자체에서 설치 운영 중인 인공습지, 하천정화시설의 정상운영 여부에 대한 전국적인 조사 필요성이 제기되었다. 그리고 갈수기 유입유량 부족 및 유입농 도 감소로 수질개선 효율저하 및 시설방치 등 부적절한 운영 사례도 보고되었다. (1) 조사 개요 주요 조사내용은 시설 설치 관련사항으로 시설위치 및 규모의 적정성, 홍수 및 침수에 대한 안정성, 모니터링 및 유지관리의 편의성 등과 시설 유지관리 관련사항 - 84 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 으로 유지관리 횟수, 퇴적물 준설 횟수, 악취 및 정체수 현황, 토사 퇴적정도, 저감 시설 운영횟수 등을 조사하였다. 조사대상 시설은 비점오염원 설치신고 사업장(75개 소)과 국고 및 기금지원 비점오염저감시설(30개소) 등 총 105개소이다. <표 3-8> 비점오염원 저감시설 설치현황 설치신고 대상 사업장 국고 및 기금 지원 개발사업 사업장 인공습지 장치형 시설 하천정화시설 한강 청 11개 소 3개 소 - 7개소 2개소 낙동강청 14개소 3개소 - - 5개소 금강 청 11개 소 2개 소 4 개소 - 2개 소 영산강청 5개소 3개소 19개소 - - 원주청 7개소 4개소 - - - 대구청 5개소 - - - - 전주청 4개소 3개소 - - - 합계 57개소 18개소 23개소 7개소 9개소 (2) 실태조사 결과 비점오염저감시설 설치 운영관련 실태조사 결과는 개발사업, 사업장, 국고지원 장 치형시설, 인공습지 등에 대해서 실시하였고 각각에 대한 세부사항은 다음과 같다. (가) 개발사업 비점오염원 설치신고제도 시행( 06.4) 이후 57개 개발사업장이 비점오염저감시설 을 설치 운영 중이다. 이중 2007년말에 지도점검을 실시한 한강청(11개소) 및 영산 강청(5개소)을 제외한 골프장(18개소), 산업단지(8개소), 석산개발(6개소), 골재채취(3 개소) 등 41개소에 대해 조사를 실시하였다. 공사 중에는 비점오염저감시설로 저류지를 설치하고 있고, 공사완료 후에는 비점 오염저감시설로 저류지(52%), 장치형+저류지(28%), 투수성포장, 응집침전형 등을 설 치 운영하고 있었다. 비점오염저감시설 설치의 적정성에 대한 평가 결과, 유지관리 불편 15개소(37%), 안전시설 미설치 13개소(32%), 홍수 침수위험 9개소(22%), 규모 축소설치 7개소 (17%), 위치 부적절 5개소(12%) 등으로 나타나 비점오염저감시설이 유지관리가 어 려운 구조로 설치되거나 안전시설이 설치되지 않은 경우가 빈번한 것으로 조사되었 다. - 85 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 3-9> 시설설치 적정성 평가(개소/총개소) 사업현황 위치 부적절 규모 축소설치 홍수 침수위험 유지관리 불편 안전시설 미설치 산업단지 2/8 (25%) 2/8 (25%) 2/8 (25%) 2/8 (25%) 3/8 (38%) 골프장 2/18 (11%) 1/18 (6%) 2/18 (11%) 8/18 (44%) 4/18 (22%) 석산개발 1/6 (17%) 1/6 (17%) 1/6 (17%) 1/6 (17%) 2/6 (33%) 골재채취 - 1/3 3/3 3/3 3/3 에너지개발 - 1 / 1 - - - 도시개발 - 1/2 1/2 1/2 1/2 합계 5/41 (12%) 7/41 (17%) 9/41 (22%) 15/41 (37%) 13/41 (32%) 유지관리주기는 수시(13개), 강우시(7개), 주 1회 이상(3개), 부적정(3개) 등이며, 관 리상태는 양호(22개), 부적정(9개)으로 조사되어 시설의 유지관리는 주로 수시 및 강 우시 실시하며, 관리상태는 전반적으로 양호한 것으로 조사되었다. 비점오염원 저감시설 설치 현황 중 골프장은 대부분 저류지(11개소)를 설치하였으 나 일부에서는 저류지+장치형(4개소), 저류지+투수성포장(2개소), 장치형(1개소)을 설치하였고, 사업부지가 넓은 도시개발 및 택지개발사업장에서 비점오염저감시설을 설치 신고한 45개 사업 중 40개소(89%)에서 장치형 시설을 설치할 예정에 있는 등 자연형 시설설치가 가능한 개발사업장에서 유지관리가 어려운 장치형 시설이 설 치 운영되고 있어 문제점으로 지적되었다. 또 산업단지(안정국가산업단지개발사업) 및 석산개발(고성아스콘석산개발)에서는 용량이 부족한 저류지가 설치되었고 일부 사업에서는 하천에 보를 설치하여 저류지로 활용하는 사례가 발생(매봉산 훈련장 시설공사, 고려시리카 영월사업소)하였다. 하천골재채취사업은 개발면적을 알기 어려워 저류지 규모의 적정성 판단이 곤란 하였고, 석산개발사업은 공사단계별로 저류지를 설치하여 시설 위치 등의 수시 변 경 등 적정 저류지 설치규모 등을 산정하기 곤란한 개발사업 유형도 존재하였다. 골프장, 도시개발, 산업단지 등 개발사업은 사업의 특성상 절 성토 등으로 인한 지형변화로 일시적으로 집수구역이 변경되고, 하천골재채취사업은 하천을 따라 순 차적으로 작업이 진행되어 이에 따라 저류지의 위치가 변경되는 등 공사 중 집수구 역 변경으로 인한 시설의 부적정 설치 및 운영사례가 발생하였다. 비점오염저감시설에 대한 유지관리가 부실한 경우로는 여과형 시설내 정체수가 발생하여 여재가 침적된 상태로 유지되어 유지관리상의 문제점이 발생하는 경우(골 드나인 CC, 금강청), 저류조의 상등액을 월류시켜 배수하여야 하나 수중모터를 통 - 86 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 해 퇴적물을 배출시켜 오히려 오염이 가중되는 경우(JS강서CC, 낙동강청), 안전사고 방지용 울타리 미설치, 우회시설 미설치 등 기타 부적절한 유지관리 사례가 있었다. 또한 하천골재채취사업으로 인한 저류지 둑무너짐 방지를 위한 사면보호시설 설치 미흡, 펌프준설선 유류유출사고에 대비한 대책 미흡 등도 문제점으로 지적되었다. 전반적으로 골프장, 석산개발 등 개발사업 유형별로 비점오염원 발생 및 관리 특성 이 상이하여 유형별 비점오염원 관리방안 마련이 필요한 것으로 판단된다. (나) 사업장 비점오염원 설치신고제도 시행 후 18개 사업장이 비점오염저감시설을 설치 운영 중이다. 이중 07년말에 지도점검을 실시한 한강청(1개소) 및 영산강청(3개소)을 제 외한 비금속광물제품 제조업(7개소), 화합물 및 화학제품 제조업(5개소), 고무 및 플 라스틱제품 제조업(2개소) 등 14개 사업장을 대상으로 관리실태를 조사하였다. 대체 로 비점오염저감시설로 저류지, 장치형 시설, 식생수로 등 다양하게 설치 운영되고 있으나 유지관리 및 모니터링이 미흡한 것으로 조사되었다. 이들 사업장에서는 비점오염저감시설로 저류지(7개소), 장치형(4개소), 장치형+저 류지(1개소), 식생수로(1개소), 다단계침사지(1개소) 등 다양한 시설이 설치되었고, 비점오염저감시설 적정설치여부 조사결과 규모축소설치 3개소(21%), 위치 부적절 2 개소(14%), 유지관리 불편(14%) 등으로 시설의 설치위치 및 규모가 부적절하거나 유지관리가 어려운 구조였다. 문제점으로는 비점오염저감시설의 설치위치 및 부지 경사도 등에 의해 공장내 일 부 배수구역이 하천으로 직방류(그린피아, 한강청) 또는 비점오염저감시설이 비상저 류조 형태로 설치되어 강우유출수의 ph가 비정상일 때만 유입(솔베이케미컬, 낙동 강청)되는 등 배수구역 설정이 잘못되어 강우유출수가 저감시설을 거치지 않고 하 천으로 방류되는 등의 사례가 지적되었다. 그리고 저감시설 내부에 물이 정체되어 여과지의 침적현상이나 악취를 발생하고 안전사고 예방을 위한 울타리 및 주의 표 지판 설치 미흡 등 저감시설 유지관리 미흡 및 안전시설 미설치 등의 사례도 있었 다. 또한 저감시설에 대한 모니터링을 실시하고 있지 않으며, 시설이 모니터링에 부 적합한 구조로 설치되어 있었다. (다) 국고지원 장치형 국고지원 장치형 비점오염저감시설은 녹조방지사업(환특회계, ˊ02)으로 광주시(4개 소)와 구리시(3개소)에 7개 장치형 시설이 설치 운영 중이다. 이들 시설은 2005년 지자체에 이관하여 직접 운영(운영비 기금 지원)되어 관리 중이고, 설치된 비점오염 저감시설 종류로는 여과형(6개소), 와류형(1개소)이다. 이중 광주시 1개 시설은 정상 - 87 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 운영이 곤란하고 기타 시설은 사후관리 및 주기적인 모니터링이 필요한 것으로 조 사되었다. <표 3-10> 국고지원 장치형 시설 시설명 소 재 지 설치비 (백만원) Catchbasin + Stormtreat 광주시 초월면 지월리 16 5 이 관 지자체 유지관리비 (백만원/년) S t o rm g at e + S t o rm f i l t er 광주시 초월면 용수리 17 7 S t o rm g at e + S t o rm f i l t er 광주시 초월면 용수리 283 광주시 18 C a t ch ba s i n + S to r m t re at 광주시 초월면 쌍동리 136 S t o rm g at e + S t o rm f il t er 구리시 수택동 왕숙천 48 S t o rm g at e + S e p a ra to r 구리시 수택동 왕숙천 12 4 구리시 14 S to r m f il te r 구리시 수택동 왕숙천 27 문제점으로는 광주시 초월면 용수리 시설은 배수구역내 빗물관 신설공사 등 주변 환경이 변화된 상태이며, 설치위치(도로변) 부적정으로 인한 유입관 폐쇄로 정상운 영이 곤란한 상태이다. 초월면 지월리 시설은 주변 공장신설 등으로 하수유입 및 유입관 폐쇄 등의 문제점이 있으나 시설개선을 통해 적정운영이 가능한 것으로 보 였다. 기타 5개 시설 중 광주시(초월읍 용수리) 장치형 시설은 토사퇴적 등의 문제 가 있지만 적절한 유지관리로 정상운영이 가능하나 모니터링에 대한 이해부족으로 인해 모니터링을 실시하지 않거나 부적절한 방식으로 모니터링을 하고 있었다. (라) 인공습지 인공습지는 금강(3개소), 영산강(19개소)에 22개소를 설치 운영 중이다. 인공습지 는 하천수 및 하수처리장 방류수를 처리하고 있어 수질개선에는 한계가 있으나 수 생태계 복원에 있어서는 긍정적 역할을 수행하고 있다. 이중 기금으로 설치한 18개 인공습지는 지자체에서 직접 운영하며, 국고로 설치한 4개 인공습지는 유역청(영산 강청)에서 위탁 운영중이다. 처리대상은 생활하수(4개소), 방류수(4개소), 방류수+강 우유출수(3개소), 하천수(2개소) 등이다. 문제점으로는 설치된 인공습지가 하천수, 하수처리장 방류수를 처리대상으로 설 치되어 수질개선 효과가 미흡하다는 점이다. 구체적으로 비점오염원(토지에서 배출 되는 수질오염물질)을 저감하기 위한 목적으로 설치된 시설은 7개 시설(32%)에 불 과하고, 하천수 및 방류수가 유입되는 인공습지는 BOD 기준 평균 1.8mg/L로 유입 - 88 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 농도가 낮아 처리효율(21%)이 낮다. 다음 <표 3-11>에서 보듯이 평균유입농도가 질 소(2mg/L)와 인(0.2mg/L)으로 낮아 처리효율이 대부분 30%에도 못 미치고 있다. <표 3-11> 인공습지 처리효율 유입 (mg/l) BOD TN TP 유출 (mg/l) 효율 (%) 유입 (mg/l) 유출 (mg/l) 효율 (%) 유입 (mg/l) 유출 (mg/l) 효율 (%) 주암호 인공습지 2.4 2.1 12.5 5.7 4.2 26.3 0.8 0.59 26.3 창 포 광 장 1.2 1 16.7 1.6 1.2 25 0.18 0.14 22.2 신평천 인공습지 1.1 0.9 18.2 2.2 1.5 31.8 0.29 0.18 37.9 길성천 인공습지 2 1.1 45 1.6 1.1 31.3 0.33 0.23 30.3 이서천 수질정화습지 1.5 1.4 6.7 1.6 1.5 6.3 0.02 0.02 0 동복천 수질정화습지 1.4 1.2 14.3 1.5 1.4 6.7 0.02 0.02 0 내북천 수질정화습지 1.2 1.2-1.8 1.4 22.2 0.04 0.04 0 남계리 수질정화습지 4.3 1.4 67.4 0.7 1.3-85.7 0.05 0.01 80 유경 왕대 수질정화습지 1. 3 1. 2 7. 7 1. 4 0. 7 50 0. 0 5 0. 0 2 6 0 (마) 하천정화시설 하천정화시설은 녹조방지사업(환특회계, ˊ01~ˊ04)으로 9개소가 설치 운영 중이다. 그러나 기초시설 확충으로 인한 하천수 수질개선으로 하천정화시설의 설치효과가 저하되어 수질개선에는 한계가 있어 일부시설은 정상운영이 곤란한 실정이다. 그리 고 하천정화시설은 하천수 상시처리시설로 비점오염저감시설로 분류하기 곤란한 경 우도 있다. 관리실태로 한강수계(2개소), 낙동강수계(5개소), 금강수계(2개소)에 설치 되어 현재 운영비는 기금에서 지원하고 있다. 4개 시설(금강청, 한강청)은 지자체에 이관하여 직접 운영하고, 5개 시설은 유역청(낙동강청)에서 위탁 운영하고 있다. 문제점으로는 추풍천 및 기사천은 강우시 토사퇴적 등으로 유입부가 폐쇄되어 유 입이 중단되는 등, 퇴적물 준설이 어려운 구조로 설치되어 유입시설 개선이 필요하 고 전문지식 및 운영능력 부족으로 유지관리가 소홀하였다. 기타 7개 시설은 상류 지역 하수도 시설 확충에 따라 추풍천 하천정화시설 유입수는 BOD 3~4mg/L, 경 안천 하천정화시설은 BOD 4.03mg/L 수준으로 하천수질이 개선되어 하천정화시설 의 설치 운영 효율이 저하(추풍천, 기사천, 대곡천, 신어천, 경안천)되어 있다. 이들 시설은 위탁관리로 정상운영은 되지만 수질개선에는 한계가 있다. 그리고 동절기 및 갈수기 유량부족으로 추풍천(6개월), 기사천(3개월), 경안천 정화시설(9개월)은 연 중 일부기간만 운영되고 있으며, 연중 일부기간을 운전 중단할 경우 재운전시 미생 - 89 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 물 재살포, 펌프고장 등 유지관리비용이 증가한다. 하천정화시설은 하천수를 처리하 기 때문에 동절기 시설운영 곤란 및 처리효율 저하(대곡천, 팔거천, 경호천, 신어천, 봉곡천) 등의 문제점을 안고 있다. <표 3-12> 하천정화시설 운영실태 시설명 소유 관리 설치비 (백만원) 운영비 (백만원/년) 양화천하천정화시설 이천시 위탁(시설공사) 740 56 경안천하천정화시설 용인시 자체 1,340 60 대곡천하천정화시설 낙동강청 위탁(시설공사) 982 - 팔거천하천정화시설 낙동강청 위탁(시설공사) 852 - 경호천하천정화시설 낙동강청 위탁(시설공사) 1,225 - 신어천하천정화시설 낙동강청 위탁(시설공사) 852 - 봉곡천하천정화시설 낙동강청 위탁(시설공사) 1,096 - 추풍청하천정화시설 금산군 자체 890 13.8 기사천하천정화시설 금산군 자체 970 13.8 2) 한강유역청 조사 한강유역환경청은 2008년 빗물오염을 유발하는 비점오염물질을 저감시키기 위해 대규모 개발사업장을 대상으로 비점오염저감시설의 설치 운영실태를 점검하였다. 점검은 06년 이후 한강청에 신고된 73개 개발사업장 중 미착공 39개소를 제외하고 현재 공사 운영중인 34개 사업장을 대상으로 하였다. 이번 점검에서 비점오염방지 시설의 적정 관리 운영 여부, 설치신고시 신고수리조건으로 명시한 비점오염저감 계획의 적정 이행 여부 등을 중점적으로 점검한 결과, 총 34개 사업장 중 13개 사 업장은 비점오염저감시설을 적법하게 설치 운영하고 있었으나 62%에 이르는 21개 사업장은 비점오염저감시설의 관리 운영기준 위반, 비점오염원 변경신고 누락 등 관리가 소홀한 것으로 확인되었다. 이처럼 위반율이 높은 이유로는, 06.4월 비점오염원 설치 신고 제도 시행되었으 나 개발사업자가 관리방법을 인지하지 못한 것으로 판단되어 인 허가 및 환경영향 평가를 담당하는 관련기관에 비점오염원 설치신고대상임을 예고토록 하는 안내공문 을 발송하는 등 작년 한해 홍보를 실시하였으나 현재까지도 사업자들이 관련내용을 미숙지하는 등 비점오염원 관리에 대한 인식이 여전히 부족한 것이 원인으로 분석 되었다. - 90 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 <표 3-13> 오염원 설치신고사업장 점검 결과 사 업 명 점 검 결 과 여주그랜드CC 조성사업 13홀 관리도로 부지 및 1홀 좌측 법면 토 사 유 실대 책 미 흡 나인브릿지 여주골프장 여주 상우컨트리클럽 조성사 업 임시침사지, 가배수로 운영이 부적정하여 주변 수계를 오염시 킴 임시침사지, 가배수로 추가설치 및 산 마 루 측 구 시 공 필 요 가배수로 미정비, 법면 덮개 미설치 등으로 주변수계를 오염시킴 가배수로, 임시침사지 추가설치 필 요 임 시 침 사 지, 가 배 수 로 운 영 이 부적정하여 주변 수계로 토 에덴블루컨트리클럽 사가 유 출 됨 임시침사지 보완, 사면보호 필요 대정 E.P.A 비금속광물 분쇄물 가배수로, 법면 덮개 미설치 생산업 비점오염저감시설 복구 필요(폭우에 의한 파손) 임시침사지, 가배수로 운영이 부적정하 여 주 변 수 계 로 토 연천 NRC 석산개발사업 사가 유출됨 베스트밸리 골프클럽 클럽하우스부지 임시침사지, 가배수로 운 영 이 부 적 정 일부구간에서 발생되는 지하유출수가 침 사 지 를 거 치 지 않 고양일산 덕이구역 도시개발사업 고 바로 방류 임시침사지, 가배수로 운영이 부적정하여 주변 수계로 토사 의정부 민락2지구 택지개발사 가 유출됨 업 임시침사지 정비 및 추가설치 필요 임시침사지, 가배수로 운영이 부적정하여 주변 수계로 토 휘닉스스프링스 골프장 사가 유출됨 군포당동2 국민임대주택단지 지형선형에 따른 구간별로 침사지, 가배수로 설치 필요 조성사업 (문화재 발굴조사 중으로 어려움) 인천경제자유구역 영종지구 영종 지형선형에 따른 구간별로 가배수로 정비 및 임시침사지 하늘도시 개발사업 추가설치 필요 연천백학지방산업단지 조성사업 임시침사지 보수 필요(폭우에 의한 파손) 인천 LNG복합화력 후속기 교체 비점오염저감시설 유지관리 부적정 건설사업 다. 비점오염원 관리대책 종합평가 우리나라의 4대강 비점오염원 관리종합대책 은 중앙부처 차원의 종합적인 비점 오염원 관리대책으로 세계에서 유일한 범부처적 대책이다. 비점오염원관리가 일천 한 사항에서 이러한 종합대책이 수립되게 된 것은 수질오염원 관리 주무부서인 환 경부의 비점오염원 관리중요성 인식과 국토해양부, 농림수산식품부 등 관련부처의 적극적인 참여와 이해에서 비롯되었다. 현재 각 부처별로 비점오염원관리의 필요성에 대한 인식 확산과 제도개선을 위한 기초연구 및 시급한 제도개선사항 등을 추진하고 있다. 그리고 정부종합대책에 따 - 91 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 라 관리향상을 위해 준비하는 단계로 일부 대책은 정부 계획보다는 다소 지연되고 있으나 대부분의 부처에서는 지속적으로 노력을 강구하고 있다. 특히 환경부의 경 우 비점오염원을 법적인 오염원으로 인정하고, 짧은 기간내에 비점오염원 관리를 위한 제도적 기반을 구축하는 등 비점오염원의 관리를 위한 기반을 구축하였으며 국가차원에서의 효율적인 관리를 위해 큰 기여를 하였다. 국토해양부와 농림수산식 품부의 경우도 비점오염원 관리의 중요성을 인식하고 제도개선을 위한 기초연구를 꾸준히 추진하여 일부 지침에 LID 기법을 반영하는 등 적극적인 노력을 강구하고 있다. 비점오염원 관리는 지금까지 검토한 바와 같이 정부 종합대책의 큰 틀 안에서 각 부처별 업무를 중심으로 운영되고 있다. 이와 같이 부처별 관리대책을 추진하고 있 기 때문에 부처 간 상호연계성은 미약하다. 환경부는 수질관리 주무부처로서 적극 적으로 제도개선과 시범사업 등을 추진하고 있고 국토해양부, 농림수산식품부, 행정 안전부 등도 필요한 연구사업을 추진하여 제도개선을 모색하고 있다. 그러나 각 부처에서 활용하는 데이터나 제도개선시 부처 간의 인식 및 자료공유는 미흡한 수 준이다. 부처별 수행대책의 효율성 측면에서 볼 때 각종 자료의 활용, 전문가의 공 동 활용, 시범사업의 공동 참여 및 평가 등이 미흡하다. 시범사업에 있어 관련부처 의 공동참여시 설치 및 관리효율성이 제고되리라 본다. 즉, 비점 시범사업의 경우 제일 어려운 난제가 토지 확보이며, 이 경우, 국토해양부나 지자체가 공동 참여 할 경우 최적의 위치선정과 국공유지 활용 등에서 협조 등이 가능하다. 그리고 수리 수 문분야의 전문가들도 국토해양부 측에서 협조가 가능하여 비점오염원 저감을 위한 효과가 제고되리라 본다. 최근 들어 비점오염원 관리에 대한 정부의 다양한 정책추진과 투자가 시작되고 있고 4대강에 대해서는 비점오염원 저감을 위한 시범사업과 모니터링도 실시되고 있다. 이들 결과를 종합해 보면 비점오염원의 관리는 발생 후 관리보다는 발생 전 의 관리, 특히 토지이용계획 수립시 물순환과 비점오염원 관리가 연계될 수 있도록 하는 것이 중요함을 알 수 있다. 지금까지의 개발사업은 개발이전의 물 흐름을 크게 고려하지 않고 경제적인 측면 에서 가장 효율적인 토지개발과 이용을 주목적으로 하고 있다. 그러나 이러한 토지 이용이 축적되어 유역에 악영향을 미치고 있으며 영향의 정도는 환경관리시설만으 로는 관리가 어려울 지경에 이르게 되었다. 결국 LID 기법을 기본으로 하는 친환경 적 토지이용이 환경적, 경제적으로 지속가능한 수단이란 것을 깨닫게 되었다. 그러 므로, 앞으로는 LID 기법을 기반으로 한 환경친화적 개발기법에 대한 필요성과 중 요성을 부각시키고 LID 기법을 비점오염원 관리에 적극 도입해야 한다. - 92 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 3-2. LID 기법을 이용한 토지이용별 비점관리방안 환경친화적 사전예방적 토지이용기법은 물순환의 정상화에 큰 초점을 두고 있다. 따라서 개발전 물순환을 최대한 유지하고 민감한 지역을 보전하는 것을 골자로 하 는 LID 기법이 부각되고 있다. LID 기법은 유역의 수환경을 보전하기 위한 기초적 인 기법 중 하나로, 각종 개발사업으로 인해 유역의 물순환 요소, 즉, 하천, 호수, 습지 등이 큰 영향을 받지 않도록 하는 것을 주목적으로 한다. 본 절에서는 고밀도 도시지역, 주거지역, 도로 등 토지이용별로 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리방 안을 모색해 보고자 한다. 1. 비점오염원 관리를 위한 LID 기법의 기본원칙과 적용기준 LID 기법의 적용은 단지차원에서 고려하는데, 이것은 해당 단지의 수문 및 수리 기능을 유지하거나 회복시키는 기법들을 통합하고 개발이 수환경에 미치는 영향을 감소시키기 위해서이다. 즉, 단지설계시 최적의 LID 기법을 적용하여 유출수의 양 을 최소화하고 기존의 유출경로를 유지하는 것이다. 이러한 방법을 통해 구조적인 시설과 인위적인 지형변화를 최소화할 수 있다. 이와는 대조적으로, 기존의 각종 개 발행위는 유출수의 양과 에너지를 증가시켜 더 크고 확장된 빗물관리시설이 필요하 였다. 일반적으로 단지설계에는 건물, 도로, 주차장 등의 시설물 배치와 단지를 가 로지르는 유출수의 경로를 정하는 작업이 포함된다. LID 기법을 적용한 단지설계전 략은 유출수의 발생을 최소화하면서 단지설계의 기본목표를 충족시키는데 있다. 다 음은 LID 기법을 적용한 설계전략의 예이다. 유출경로를 연장하고 유출수가 단시간에 집중되지 않게 지면의 경사를 완만하 게 한다. 자연적인 배수구역을 유지하여 유출경로의 분산시킨다. 빗물이 배출되는 지점과 포장된 도로 및 지붕 등 불투수 지역이 연결되지 않도 록 하며, 유출수는 투수지역 위로 흐르도록 한다. 유출수의 흐름을 느리게 하고, 오염물질을 여과시킨다. 침투를 활성화시키는 자 연식생지역과 토양을 보존한다. 유출수를 여과시키고 지하수를 충전시키는 데에 기여하도록 유출수가 식생지역 으로 흐르게 한다. 환경규제 목표 및 자원보호 목표를 달성하는 데에 기여하는 소규모의 장치 및 시설들을 분산시켜서 설치한다. - 93 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 오염물질이 발생하는 지점에서 바로 처리하거나 오염물질의 발생자체를 원천적 으로 예방한다. 가. LID 기법의 기본원칙 LID 기법을 적용한 단지계획의 목적은 단지에 꼭 필요한 자연기능이나 기존의 수문기능을 유지하는 동시에 계획된 단지개발행위가 모두 실행되도록 하는 것이다. LID 기법을 적용한 단지설계는 순차적이며 되풀이되는 과정으로 아래 다섯 개의 기본원칙을 가진다. 단지설계를 위한 통합적 기본 틀은 수문학에 기초한다 : LID 기법을 적용한 설계의 목적은 단지의 자연적인 배수과정과 기능을 그대 로 모방하고 침투나 저장과 같은 수문과정을 조정하여 목표수질과 수량, 천연 자원보호 등의 목표를 달성하는데 있다. LID 기법을 적용한 설계에서는 해당 단지의 빗물을 관리하기 위해 효율적인 배수경로를 만든다. 저장 및 침투요소 와 같은 빗물관리시스템은 개발단지에 골고루 분산되었을 때 자연적인 유출 패턴을 가장 유사하게 모의하므로 분산 빗물관리시스템의 구축이 중요하다. 미세한 관리를 통해 관리시설을 분산시킨다 : 자연의 수문기능을 모방하기 위해서는 상호 연결된 소규모 시설의 연속으로 서 단지를 바라볼 필요가 있다. 그러한 구조를 위해 수질관리를 위한 최적관 리기법 개발과 LID 기법의 세부 기술요소를 전략적으로 배치시키는 것이 중 요하다. 빗물은 발생지점에서 관리한다 : 유출수를 발생지점에서 관리하고 처리하여 배관과 수로를 통해 하류로 오염 물질이 이동할 위험을 감소시키거나 제거한다. 가능하면 비구조적 시스템을 활용한다 : LID 기법을 적용한 설계에서는 오염물질을 여과하고 차단하는 자연시스템의 잠재력을 이용한다. 식물과 토양이 가지는 생물학적, 화학적 처리과정의 장점 을 활용한 식물정화(phytoremediation) 기술은 빗물관리 분야에서 큰 잠재력 을 갖고 있다. 자연적으로 발생하는 여과 및 처리과정이 비록 굉장히 복잡하 고 다차원적이지만, 설계, 설치 및 유지관리가 단순한 편이다. 다기능 조경, 건물, 기반시설 등을 조성한다 : 적용할 수 있는 LID 기법의 요소기술은 매우 다양하다. LID 기법의 요소기술 을 선택하는 제1의 기준은 설계 및 환경규제 목표를 만족시키는 데에 기여를 하는가이다. LID 기법의 시설은 종종 다기능적이며 여러 목표를 만족시키기 - 94 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 도 한다. 식생지붕이 좋은 예이다. 식생지붕은 대기오염의 영향을 저감시킬 수 있으며, 유출수의 양과 빈도를 줄이고, 에너지 관련 비용도 절약할 수 있 으며, 교체 및 유지관리비용을 줄여 전체 LCC (Life Cycle Cost)도 감소시킨 다. 나. LID 기법을 적용한 단지계획 LID 기법을 적용한 단지계획의 목적은 개발이전의 유출량과 유출율을 유지하는 것이다. 단지의 조건만 허락한다면, 가장 이상적인 방법은 개발이전의 수문기능을 동일하게 유지하는 것이다. 다공성 토양, 견고하게 식물로 덮인 지표면, 평탄하지 않은 지세 등의 특성을 지닌 개발 이전의 단지에서는 본래 몇몇 다음과 같은 중요 한 수문기능을 갖는다. 유출수의 침투, 증발, 체류, 저류를 활성화 한다. 지표면의 거칠기(조도계수, roughness)가 높아 유출수의 유출율을 제한한다. 지표면 및 지표 밑에서 오염물질 및 퇴적물을 여과하여 수질관리에 기여한다. 개발된 단지에서는 수문기능이 자연물의 보전 또는 다양한 인공구조물에 의해 지 속된다. 이러한 자연물 및 인공물의 활용하기 위해서는 환경규제 및 자연자원보호 를 위해 계획된 분산식 발생원관리전략이 필요하다. 토양의 다공성을 높게 유지하 고, 식물로 덮인 지표면 등을 유지하는 것은 다음의 목표를 달성하는 데에 기여한 다. 홍수조절: 유출수의 침투율을 높이고 지표 유출율을 감소시며 담수체에서 발생 할 수 있는 홍수위험율을 줄인다. 설계목표와 환경규제 목표를 달성하기 위해 서는 추가적인 조절장치가 필요할 수 있다. 유량조절: 단지에서 발생하는 총 유출수량을 가능한 한 개발이전의 수준으로 유지한다. 첨두유출율: 첨두유량과 전체 유출수 수위기록계가 개발전과 흡사하다. 오염물질의 여과 및 처리: 퇴적물 및 오염물질의 농도를 감소시키기 위해서 유 출수를 식생지역과 다공성매체로 유도한다. 지하수충전: 침투를 통해 지하수를 함양하고 인근하천의 기저유량 유지에 도움 을 준다. 다. LID 기법의 적용기준 단지 계획에 적용가능한 LID 기법은 유출수관리전략, 단지설계기법 등을 결합한 - 95 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 통합관리방안(IMPs)을 활용하여 단지개발이 수문에 미치는 영향을 회복시키거나 유 지하는 것이다. LID 기법을 적용한 설계는 유역 안의 전체 자연자원과 그와 관련된 문제들을 다룬 단지계획을 필요로 한다. 이러한 방식의 장기적인 성공을 위해서는 LID 기법의 생애주기효과(life-cycle effectiveness)와 유지보수의 필요성을 이해하고, 시설을 위한 적절한 유지보수 및 오염예방관리계획을 수립해야 한다. LID 기법을 적용한 설계가 개발에 의한 수문의 파괴를 감소시키고 자연이 가진 효율적인 수문기능을 유지하는 것을 추구하더라도 개발행위에 의한 중대한 영향이 발생할 수 있다. 보수가 필요할 때, LID 기법은 파괴된 수문기능을 다른 곳에서 완 화시키고 오염물질을 이동시키기보다, 문제발생지점에서 유출수를 관리하는 통합된 관리방안을 시행할 것을 강조한다. <그림 3-1>은 일반적인 설계과정을 보여준다. 이 와 같은 접근방법은 경제적, 환경적 측면에서 가장 효율적으로 모든 설계요소 간의 균형을 맞추기 위해 여러 차례 반복과정을 거친다. 자연지역의 보전 개발영향의 최소화 유역의 타이밍 유지 통합관리방안 적용 오염예방 관리 <그림 3-1> LID 기법을 적용한 설계과정 1) 자연지역의 보전 LID 기법은 유역차원에서 규제달성 및 자원보호 목표를 다루는 빗물관리전략이 다. 일반적으로 개발은 점진적으로 진행되기 때문에, LID 기법을 적용한 위와 같은 방식은 자원보호 및 규제와 관련된 다양한 문제를 반영하는 단지설계전략과 기술을 조정함으로써 이루어진다. 몇몇 지역은 확장된 유역관리목표 및 자연자원 보전목표를 설정하여 습지, 숲, 서 식처 등의 환경적으로 민감한 지역 및 보전이 필요한 지역을 종합계획을 통해 다룬 다. LID 기법을 적용한 단지설계는 환경적으로 민감한 지역 및 보전이 필요한 지역 에 대한 잠재적 영향을 다루고 그러한 지역의 적극보호를 추구한다. 보전방법의 예 는 다음과 같다. 기존의 하천계곡과 연결되는 숲(연결통로, corridor)을 보전한다. - 96 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 부지 밖 습지로의 유출량과 배수율을 유지한다. 민감 서식지 주변에 완충지대를 마련한다. 2) 개발영향의 최소화 도로, 건물 등 기타 개발행위가 예정된 부지의 비율 안에서, 환경에 미치는 영향 을 제한하고 숲을 유지하고 토양압축을 피하기 위한 최소교란기술(minimal disturbance techniques)을 사용할 수 있다. 최소교란기술의 예는 다음과 같다. 교란지역은 가능한 한 최소화하여 경계를 그린다. 건설에 의한 영향 또는 부지 밖의 지역권 및 소유권 획득을 최소화한다. 건설과정 중 및 후에 자재 저장을 최소화한다. 유출패턴을 유지한다. 3) 유출 타이밍 및 유출수 패턴의 관리 자연지역을 유지하고 다공성이 높은 토양지반의 건축행위를 금하는 것은 빗물의 지반침투를 개발이전의 수준에 가깝게 유지하여 단지 내 유출수를 관리하는데 도움 을 준다. 그러나 단지의 유역타이밍을 유지하는 것 또한 중요하다. 개발 후에 유역 의 유량이 단시간 내에 몇몇 단지로 집중되면, 하류서식처에 중대한 영향을 미칠 수 있다. 경사가 급한 지역에서는 자연식생을 유지하는 것과 자연적인 배수분수령 을 유지하는 것이 바람직하다. 유출경로가 분산되면 침식과 범람문제를 일으키는 수로의 설치를 줄일 수 있다. 건물, 보도 및 도로는 적절한 배수시스템을 갖추도록 한다. 기존의 설계방식은 강우시 담수체로 흘러드는 유출수의 비율을 증가시키는 배수시스템을 조성하기도 한다. 즉, 유출수와 첨투유량의 증가로 개발이 덜 이루어 진 지역보다 단시간에 더 많은 유출을 발생시키는 결과를 초래한다. 유출수가 빠르 게 배출되면 침투가 효율적으로 이루어지지 않아 지하수충전율이 감소한다. 이에 LID 기법은 침투율이 가장 높은 지역으로 유출수가 천천히, 얕게, 분산되어 흘러들 어갈 수 있도록 지형을 조성하도록 한다. 조성 기법의 예는 다음과 같다. 건물 및 교통시설의 적정배수를 위해 경사가 급한 지형보다는 완만한 지형을 조 성한다. 유출수가 내리막길에서 속도가 붙지 않도록 경사를 낮춘다. 유출이 누적되는 지점에 대해서는 유출경로가 가급적 식생지역을 통과하도록 조 정하고 통과길이를 연장한다. 배관으로 된 배수시스템 및 도랑의 사용을 최소화하고 식생수로를 사용한다. 불투수면을 최소화한다. 건물 및 포장면의 유출수를 잔디 또는 기타 식생지역으로 연결하고 불투수면으로 - 97 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 흐르지 않도록 하며 침식을 발생시키지 않을 정도의 유속을 유지하게 한다. 유출속도를 늦추고 침투가 잘 이루어지는 지역의 식생 및 기존의 지형을 보전한 다. 습지대에 보(weir)를 사용하고 댐을 점검한다. 4) 통합관리방안의 적용 모든 설계전략과 기법이 일단 마련되면 단지의 수질 및 수량목표를 달성하기 위 해 통합관리방안을 실행한다. 통합관리방안은 분산식이며 다기능적이며 소규모 단 위의 관리기법으로, 설계된 수질 및 수량목표를 달성하기 위해 각 통합관리방안의 성능에 기초하여 선택한다. 통합관리방안은 모든 경우에 똑같이 일률적으로 적용되 지 않는다. 예를 들면, 유출수를 여과하고 저류시키기 위해 개량된 토양을 사용하는 것은 교통량이 많은 교외지역의 도로에는 적절하지만 과도한 주차와 자동차의 이동 에 의한 토양의 압밀에 영향을 받을 수 있는 주차장에는 적절하지 않다. 5) 오염예방관리 오염예방의 목적은 오염물질이 환경문제를 일으키기 전에 다양한 오염물질을 저 감, 재사용, 재활용하는 것이다. LID 기법을 적용한 설계의 최종단계는 발생지점의 유출수에 포함된 오염물질을 제거하는 프로그램과 통합하여 궁극적으로 통합관리방 안의 수명을 연장하는 것이다. 일반적인 오염예방활동에는 비료, 살충제, 제초제의 사용저감과 정기적 거리청소가 있다. 2. 토지이용계획 단계에서의 LID 기법 적용 토지이용계획에서 LID 기법 적용시 각 지역의 자연조건들은 구체적 기법적용에 큰 영향을 미친다. 구체적인 토지이용계획 이전에 당해 지역에 대한 자연자원 평가 를 토대로 하천, 호수, 습지, 완충지, 급경사지, 기타 위험 지역, 주요 야생생물 서식 지, 침투성 높은 토양 등을 확인 할 수 있는 기본 자료를 준비하여야 한다. 건물입 지 및 도로노선, 빗물 기반시설 등은 토양과 식물의 훼손과 자연적인 물 흐름의 방 해를 최소화하도록 구성되어야 한다. 계획초기 단지관리전략에는 아래의 내용이 포 함된다. 도로, 건물, 조경, 그리고 중장비를 이용할 때는 공사장비 가동에 필요한 지역의 면적에 대한 훼손 한계를 설정한다. 건설 작업으로부터 자연보호지역을 보호하기 위해 적절한 울타리나 기호를 사용 해 표시하고 윤곽을 잡는다. - 98 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 소유자, 기술자, 조경 설계자, 그 외 프로젝트 관리자들이 공동으로 현지를 답사 하여 문제점을 확인하고 단지계획개발을 위해 평가되어야 할 점들을 논의한다. 굴착이나 성토 등 토지형질변경사업을 하기 전에 장비 운전자를 만나 건설 경계 와 훼손 한계를 분명히 한다. 여기서는 단지계획과 건축물배치 계획시 적용되는 사전예방적 토지이용기법들로 도로, 주차장, 하천횡단 시설, 건물 및 녹지배치 등에서 고려할 요소들을 제시하고 자 한다. 가. 도로와 주차장 우리나라의 도시계획초기 도로는 주로 서비스 및 교통의 접근이 효율적인 격자설 계가 우선시 되었고, 보행자, 자전거, 자동차 수송 등이 혼합적으로 이용되는 것이 지배적이었다. 격자 구성은 지난 세기 동안 계속 발전되어, 현재 다양한 형태의 변 경된 격자형과 로타리 등과 조합된 설계가 널리 사용되고 있다. 이러한 변화는 무 엇보다도 자동차가 제공하는 이동성과 안전성 증가 등에 기인한다. 대부분의 도시 지역에서는 교통관련 요소가 총 불투수 면적의 약 50% 이상을 차지한다. 도로의 설 계기준은 효율적이고 안전한 교통 흐름과 빗물의 신속한 배수에 초점이 맞추어져 있다. 결과적으로, 도로는 도시화된 다른 어떤 지역보다도 더 높은 강우량과 도시 빗물 오염부하의 원인이 된다. 사전예방적 토지이용기법은 이러한 영향을 해소하기 위해 도입되었다. 그 중 LID 기법을 적용한 도로설계 목적은 아래와 같다. 총 도로망을 감소시킴으로써 불투수면적을 줄인다. 도로와 관련된 빗물제거 또는 연석배수로 등의 불투수 배수시설을 줄이거나 제거 하여 불투수면적을 최소화한다. 노변의 생물학적 저류지, 습지대, 투수성 포장, 포장 밑 골재 저류시스템을 통해 빗물을 침투시키고 저속으로 이동시켜 침투를 촉진한다. 단지 훼손을 최소화하고, 민감한 지역을 피하고, 경관의 단편화를 감소시킬 수 있 도록 도로망을 설계한다. 도로를 서로 연결하고 공지를 활용하여 걷기, 자전거 타기, 대중교통 이용을 촉진 한다. 화재 및 안전 차량 접근의 효율성을 확보한다. 단지진입도로 설계는 개별 필지와 분양지 규모에 영향을 받으며 도로 설계는 단 지에 따라 다양하다. 이 절에서는 기존도로와 환경친화적 토지이용에서 고려한 도 로배치의 장단점을 조사하여 불투수율을 감소시키는 방안을 제시하고자 한다. - 99 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 1) 중 고밀도 지역 (가) 도로 형상 주택가 도로는 차량 이동을 위한 통로이기도 하지만, 또한, 근린 공동체의 일부이 며 거주자들의 만남의 장소일 뿐만 아니라 주택들의 다양한 시각적 환경을 제공하 는 역할을 한다. 주택가 도로의 설계는 일반적으로 격자형, 곡선형, 혼합형 세 가지 로 분류할 수 있다. <표 3-14>는 격자 및 곡선형의 장단점을 설명하고 있다. 격자 및 곡선 시스템은 모두 장단점을 가지고 있으나, 소로가 있는 격자 도로 패턴은 LID 환경에 있어 하나의 큰 결점을 갖는다. 일반적으로 격자형은 총 도로길이가 곡 선보다 20-30% 더 길다(CWP, 1998). 따라서 최근에는 친환경토지이용을 위해 두 모 델을 통합하여 양쪽의 장점을 모아 사용하고 있다. 도로 형태 격자 불투수율 (%) 27~36 <표 3-14> 격자 및 곡선형 도로의 장단점 단지 적합도 단지의 지형 및 지형학에 보다 덜 적합 자전거타기, 걷기, 이동 서비스 및 이동으 로의 직접 접근이 보다 용이하므로 장려됨 안전성 자동차 효율 전 거주지역에 걸 친 교통 증가로 인 해 감소될 수 있음 다중 접근점을 통해 보다 효율적인 분산 교통 자연 지형을 피하 적은 접근점 및 교 더 길고, 혼잡하고, 막힌 도로 교통 감 고, 깎기와 돋 우 차점으로 인해 보다 곡선 15~29 연결성이 적어 일 소로 인해 증가될 기 감소에 보다 덜 효율적인 교통 반적으로 사용안함 수 있음 더 적합 집중 자료: Center for Housing Innovation, 2,000, CMHC, 2002 다음은 효과적인 교통 네트워크를 제공하면서도 불투수지표면비율을 최소화하는 중 고밀도 친환경 거주지의 도로망을 만드는데 사용되는 전략이다. 이같이 도로의 형상과 기본틀을 구상할 때 지역의 물순환을 고려하여 설계에 반영토록 함으로써 친환경토지이용의 기틀을 마련할 수 있다. 총 개발면적 및 도로 길이를 감소시키기 위한 기법 적용 주택당 총 도로 길이를 감소시키기 위한 기법 적용 격자 또는 수정 격자 레이아웃에서, 교차로의 수와 주택 당 총 도로망을 감소시 키기 위해 도로 블록을 연장하고, 이동 및 그 외 서비스로의 접근 거리를 감소시 키기 위해 블록 중간에 보행자와 자전거 길 제공 보행자와 자전거 타는 사람들에게 도로의 연결과 접근을 용이하게 하기 위해 오 픈스페이스에 통로 제공 안전하며 미학적으로도 훌륭한 근린 목적지의 보행자 루트 개발 - 100 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 도로폭, 주차장, 진입로 등의 불투수율 감소 주택 접근로 용지 최소화 모든 하천 횡단을 제거하거나 최소한도로 감소 로타리의 경우 중앙에 대형 생물학적 저류지 고려 (나) 도로폭 주택가 도로폭과 관련 불투수지표면은 도시화로 인해 계속 증가하고 있다. 도로 폭은 일반적인 안전성, 교통량, 응급차량 접근, 주차 수요 등을 고려해 선정하였고, 유역의 물순환에 끼치는 영향 등에 대한 고려는 미흡하였다. 더욱이 많은 지역에서 넓은 도로를 더 좋고 더 안전한 도로와 동등하게 생각하고 있다. 그러나 많은 연구 에 따르면 주택가 사고는 도로가 넓어질수록 기하급수적으로 증가하며, 좁은 도로 일수록 통행 속도가 감소하여 더 안전하다고 지적한다(CHI, 2,000; NAHB et al., 2001; Schueler, 1995). 우리나라도 기존의 도시설계지침이나 도로 시설지침의 기준 에 따라 도로 설계가 이루어졌지만, 환경적 요소를 고려한 도로설계를 위해 국토해 양부 및 환경부가 공동 사업으로 친환경적인 도로설계 지침 개발을 진행하고 있다. 총 불투수면적과 유효 불투수면적은 통행량, 주차, 응급 차량 등의 접근 조건들을 고려하여 합리적으로 도로폭을 설계함으로써 상당히 감소시킬 수 있다. 미국에서는 도로폭을 792cm에서 610cm로 감소함으로써 총 불투수면적을 30% 감소시킬 수 있 었다. (다) 주차 도시와 농촌지역을 불문하고 주차수요가 크게 증가하였다. 대부분의 공지나 하천 변까지 주차장으로 활용하는 경우가 많으며 이와 같은 주차장의 확대는 수환경에 큰 영향을 끼치고 있다. 그러나 투수성의 아스팔트, 콘크리트, 포장재, 자갈 포장 시 스템 등을 사용하면 주거 사용에 필요한 하중을 지탱할 수 있고, 지표면의 빗물을 감소시키거나 제거할 수도 있다. 근처 불투수면의 빗물을 받아들이는 주차장은 침 전물 제어를 위한 특수 설계와 관리 전략이 반드시 이행되어야 한다. (라) 소로 소로는 차량 소통에 필요한 최소 폭으로 투수성 포장재를 이용해 건설되어야 하 고, 지표면에 있는 어떤 곳이든 근처의 생물학적 저류지대, 갓길, 뜰 등으로 분산되 고 스며들 수 있어야 한다. 속도를 줄이고 차량 무게를 잘 지탱할 수 있는 여러 가 지 투수성 포장재들이 현재 개발되어 이용이 가능하다. 일반적으로 소로에 사용되 는 포장재로는 자갈 포장 시스템, 투수성 콘크리트, 투수성 포장재, 다중 투수성 포 - 101 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 장재 통합 시스템 등이 있다. 미국의 오리건 주는 빗물관리를 위해 좁은 도로에 있 는 생물학적 저류지로 빗물이 흘러들어갈 수 있도록 연석을 절단하였다. 밴쿠버 시 는 소로에 콘크리트 휠 스트립, 투수성 포장재를, 잔디에는 보강 플라스틱 격자를 사용하고 있고, 빗물저감과 미적요소를 고려하여 지하배수 등을 복합적으로 이용하 고 있다. (마) 진입로 단독주택지의 불투수율 20%는 진입로에 의한 것이다(CWP, 1998). 진입로와 관련 된 불투수율 감소를 위해 다음과 같은 여러 가지 기술들이 이용될 수 있다: 공용 진입로는 여러 주택으로의 접근을 가능하게하고, 도시지역 도로와 같이 넓 게 설계할 필요가 없을 수도 있다 진입로 길이를 감소시키기 위한 단지설계를 고려한다. 투수성 포장재와 포장된 지표면 아래의 골재로 된 저장 및 침투지를 둔다. 불투수면 유출수를 진입로에서 퇴비로 개량된 토양층, 생물학적 저류지역, 분산 및 침투 지역으로 유도한다. (바) 보도 보도를 길 양측에 의무적으로 설치할 경우 불필요한 불투수면이 증가할 수 있다. 따라서 민감지역이나 보행자가 많지 않은 지역은 한쪽면만 보도를 설치하는 방안을 검토할 필요가 있다. 보도에 의해 발생된 불투수면은 다음의 전략들을 이용해 감소 시킬 수 있다: 보도를 최소 기준에 적합하도록 감소시키거나 도로의 한쪽에만 보도를 제공. 도로로부터의 안전거리를 증가시키기 위해 보도와 도로 사이에 생물학적 저류 습 지대 또는 생태저류셀을 설계 보도의 물이 빗물배수구로 직접 향하지 않도록 빗물을 생물학적 저류 습지대 또 는 생태저류셀로 유도하기 위해 보도를 2% 경사지게 조성 빗물을 침투시키거나 빗물 집적 시간을 증가시키기 위해 투수성 포장재 이용 2) 저밀도/ 대형단지 저밀도 또는 대형 단지 개발은 분산, 저장, 침투 등 토지기반의 LID 전략들을 통 합하여 적용하기에 적합하다. 그러나 거주지 간의 거리가 멀수록 총 도로망과 주거 당 총 불투수비율이 증가될 수 있다(Schueler, 1995). 저밀도 도로망과 진입로변의 자연 토양 및 식물의 보존 및 복원과 지역 빗물 분산은 저비용으로 효과적인 LID 기법을 적용할 수 있게 돕는다. 분산 설계는 지표면 불투수면을 최소화하고 빗물이 - 102 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 집중되지 않도록 해야 한다. 중 고밀도 환경에 적합한 도로, 진입로, 주차장 그리 고 그 외 LID 기법을 적용한 설계전략들은 대형 단지 환경에도 잘 적용될 수 있다. 3) 상업지역 주차장과 지붕은 상업지역 불투수면의 주범이다. 주차장과 관련된 불투수면에는 대기오염물 침전과 차량 이용으로 인해 오염물질이 다량으로 축적된다. 자동차에서 발생하는 오염물질은 특히 차가 정지하거나 출발하는 동안 대량으로 발생한다. 결 과적으로, 상가 주차장은 다른 도시 대지보다 카드뮴, 구리, 아연, 납 등과 같은 석 유 탄화수소와 중금속들을 더 많이 포함한다. 많은 지역에서 주차 요구 비율을 개 발 유형, 고용자 수, 총 바닥 면적 또는 그 외 주차에 필요한 지표 등을 위해 반드 시 제공되어야 하는 최소 공간으로 지정한다. 불투수율, 강우유출수, 주차장 오염하 중을 감소시키기 위해, 다음과 같은 여러 가지 LID 전략들이 이용될 수 있다: 도시계획 또는 건축계획에서 외부 단층 불투수성 주차장 건설을 최소화 한다. 주차장의 20~30%를 소형차 주차 공간으로 만든다. 주차장은 투수성 포장재를 이용한다. 빗물을 침투, 저장, 그리고/또는 보조 시설로 예상 수송하기 위해, 생물학적 저류 를 주차장 섬이나 주차장 전체에 분포되어 있는 식생대를 이용한다. 인근의 주차수요를 파악하여 통합적으로 운영해 주차수요를 상호 보완적으로 활 용한다. 나. 하천 횡단시설 많은 연구에서 총 불투수면적 증가와 하천 및 습지대 조건들의 감소를 서로 연관 시켜 진행하였다(Azous and Horner, 2001; Booth et al., 2002; May et al., 1997). 퓨 젯사운드 지역을 대상으로 한 연구에서는 하천 길이당 횡단로의 수가 TIA 보다 더 강력한 저서생물지표(IBI)가 될 수도 있다고 지적한다(Avolio, 2003). 일반적으로 횡 단로가 있는 곳은 방류관, 강기슭 완충지 단편화, 수리학적 흐름변화, 하천 만곡부 손상, 수로붕괴 등을 통해 빗물과 오염 물질을 방류 수역으로 집중시키고 유도함으 로써 하천의 생태학적 건강에 상당한 스트레스를 준다(Avolio, 2003; May, 1997). 범 람원이나 활성 수로의 지지 구조물에 있는 암거와 다리는 하천의 흐름을 제한한다. 제한된 흐름은 둑과 하천바닥의 침식을 증가시키고 결과적으로 수로의 폭을 넓힌 다. 횡단로와 관련된 둑 외장은 수력과 수로 처리를 더욱 더 붕괴시키고, 모든 종류 의 횡단로들이 미치는 영향을 증가시킬 수 있다(Avolio, 2003). 암거를 이용해 변칙 적으로 설계된 횡단로는 물고기의 통행을 억제하거나 완전히 막을 수도 있다. 횡단 - 103 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 로의 영향을 최소화하기 위한 설계상 고려할 사항에는 다음과 같은 것들이 있다: 모든 하천 횡단로를 제거하거나 최소한으로 감소시킨다. 하천 횡단로가 불가피한 곳은 암거보다는 다리가 더 바람직하다. 교량의 교각이나 교대는 활성 수로 또는 수로 이주 지대 밖에 위치시킨다. 만약 암거를 사용한다면, 석판(slab), 아치(arch), 박스(box) 유형의 암거를 설치하 고 바닥없는 설계 방식을 이용해 원래의 하천바닥 서식지와 좀 더 비슷하게 만든 다. 수로 제한을 감소시키기 위해 암거의 폭이 가장 넓은 설계를 이용한다. 하천둑 외장을 최소화하고 천연의 강기슭에 수목이나 수풀을 조성해 둑의 안정성 을 높이고 횡단로 구조물에 의해 증가된 수력을 분산시킨다. 단, 전문가의 조언을 구한다. 모든 횡단로들은 100년 동안의 홍수를 이겨낼 수 있도록 설계되어야 한다. 훼손을 최소화하기 위해 수로를 약 90도로 횡단한다. 횡단로와 관련된 불투수지표면의 빗물을 직접 강으로 배수하지 않는다. 빗물을 분산 침투시키거나 유출수를 저류 처리한다. 다. 가로수 나무는 빗물관리의 도구로 사용될 뿐만 아니라, 에너지 보존, 대기질 향상, 도시 미관 강화 등의 혜택을 제공한다. 잎, 나무껍질, 가지 등의 나무 표면은 강우를 차 단하고, 증발시키고, 저장하고, 주위의 불투수지표면에 도달하기 전에 토양으로 보 낸다. 생태저류셀이나 습지대에 있는 나무뿌리는 토양 구조를 형성하여 침투능력을 강화하고 침식을 감소시킨다. 생물학적 저류지 또는 진입로, 보도, 도로 등의 근처 포장 지역이나 지하 배수가 있 는 빗물 시설에 나무를 심을 때에는 뿌리의 확장과 성장 패턴을 반드시 고려해야 한다. 수종 선택시 고려해야 할 나무의 특징에는 수명(긴 수명의 나무가 바람직), 도 시 오염물질에 대한 내성, 성장 속도, 계절별로 토양변화에 대한 내성, 나무의 형태, 잎의 조직과 내구성 등을 고려해야 한다. 그 밖에 고려할 사항은 다음과 같다. 가용한 성장 공간 토양의 종류와 수분공급 가용성 차량 및 보행자 시야 포장된 구역과 지하 구조에 근접도 이웃, 건물, 그리고 그 외 식물에 근접도 일반적인 풍향과 태양 노출 - 104 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 그늘, 아름다움, 방풍, 사생활 보호 등의 원하는 보조 기능 라. 단지 배치 일반적으로 각종 개발단지는 도로와 규제지역을 제외한 총 면적을 바탕으로 결정 한다. 모두 그런 것은 아니지만, 대부분의 단지는 성토와 절토를 수반한 대지정리와 땅고르기를 한다. LID 기법을 적용한 프로젝트는 단지 훼손을 최소화하고, 자연적 인 토양 및 식물 보호를 최대화하고, 빗물관리를 포함한 다양한 목적의 공지를 영 구적으로 보존하기 위한 전략들을 이용한다. 다음에서 제시하는 목적들은 LID 기법 을 기반으로 하는 단지 배치와 방향의 지침이 되어야 한다. 자연지형 훼손을 최소화한다. 빗물을 공지 지역으로 분산시키기 위해 단지들을 전략적으로 위치시킨다. 침투와 생물학적 저류습지대와 같은 LID 기법을 적용한 시설로의 유출수 이동이 최대화할 수 있도록 단지와 건물들의 방향을 맞춘다. 유효 불투수면 비율을 제로화 한다. 단지 위의 빗물을 저장, 침투, 예상 수송, 그리고/또는 분산시키기 위해 생물학적 저류와 개방 생물학적 저류 습지대 시스템을 도시개발에 통합한다. 도로 및 진입로 빗물을 근처 공지와 잔디밭으로 분산시킨다. 자연적인 배수 방식의 개발 이전의 배수 및 물 흐름을 최대한 유지한다. 빗물을 분산, 저장, 침투시키기 위해 자연적인 식물 및 토양을 보존하거나 강화 한다. 지붕유출수를 공지로 분산시키거나 침투 도랑으로 침투시킨다. 마. 건물 설계 지붕과 관련된 불투수지표면은 대략적으로 단독 주택지 15%, 다가구 주택지 17%, 상가지역 26%의 범위를 갖는다(City of Olympia, 1995). 도시토지의 개발 밀도가 증 가됨에 따라, 지붕 빗물의 침투기회가 감소하고 있다. 건물설계의 목적은 지붕 빗물 을 우수관 및 연못 시스템으로부터 분리하여 건물로부터 조성된 불투수면에 의한 단지 훼손을 감소시키는 것이다. 빗물 최소화 전략에는 다음과 같은 것들이 있다. 건물 면적을 감소시킨다. 고층구조물은 단층 구성에 비해, 건물의 면적과 관련 불 투수지표면을 절반 이상 감소시킬 수 있다. 절토와 성토량을 감소시키기 위해 건물의 장축 방향을 지형 형세에 맞춘다. 지붕 유출수는 최대한 현장에서 재이용 및 침투한다. - 105 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 대지정리와 땅고르기는 도로, 시설, 건물 대지, 녹지, 그리고 건설 중장비에 필요 한 최소 토지를 제한한다. 그 외 모든 대지는 울타리를 둘러 경계를 표시하고 중 장비의 운행을 방지해야 한다. 3. LID 기법의 요소기술 LID의 목표를 달성하기 위해 적용되는 다양한 기법 중 대표적인 요소기술로는 토양개량, 생태저류셀, 건식우물, 식생여과대, 식생완충대, 식생수로, 침투도랑, 수리 동력학적 분리기, 빗물통, 나무화분상자 여과장치, 식생지붕, 투수성 포장 등이 있 다. 가. 토양개량 유기물퇴비, 비료 등의 토양개량제는 식물의 성장에 좀 더 적합하도록 토양을 만 들고 토양의 물 보유능력을 증가시킨다. 토양개량제의 사용은 기존의 식생, 특히 토 착식물과의 호환성 여부에 달려 있다. 토양개량제는 토양의 침투능력을 증진시키고, 유출수를 저감하는 데에 기여한다. 토양이 더 효율적으로 수질을 유지시킬 수 있도 록 물리적, 화학적, 생물학적 특징을 바꾸는 역할도 한다. 한편, 퇴적물관리의 한 부 분으로 활용성이 검토되기도 한다. 토양개량에 대한 정기조사에서는 토양의 침투성, 유기물함유에 영향을 미치는 모 든 인자를 조사해야 한다. 일반적으로 사후작업이 필요한 사례로는 압밀, 습윤토양 또는 침수토양, 토양피복의 파괴, 개발의 증가, 유기물함량이 감소한 경우 등이 포 함될 수 있다. 또한 잠재적으로 문제가 발생할 수 있는 지역에 대해서는 개량된 토 양의 정기적인 토양 침투율 분석이 권장된다. 토양개량에 대한 개선조치는 토양의 침투성 회복과 관련이 있다. 침투성 감소는 일반적으로 압밀 또는 뿌리엉킴으로 인하여 토양피복이 파괴되면서 발생한다. 개선 조치의 첫 단계는 토양에 물리적으로 공기를 불어넣는 것이다. 공기주입 후에도 침투율이 회복되지 않으면 유기물 개량제를 일정 깊이로 토양에 갈아 넣어준다. 나. 생태저류셀 생태저류셀은 일반적으로 물이 고이는 현상을 방지하고 침투율을 증가시키기 위 해 수질오염물질의 여과를 촉진하는 암거와 식생피복 아래 다공성 충전재로 구성된 다. 이 같은 시설은 빗물유출을 줄이고 유출수에 포함된 각종 비점오염물질을 제거 - 106 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 하는 기능을 한다. 생태저류셀은 상업, 주거, 산업지역의 불투수지표면을 흐르는 빗 물유출수 처리에 활용된다. 생태저류셀의 사용은 특히, 도로, 주차장 및 습지대에 가장 적합하다. 정기적인 유지관리에는 죽거나 병든 식생의 제거 및 나무와 관목들의 건강에 대 한 격년 평가가 포함된다. 한편, 식생체류시설에 토착식물을 사용하면 비료, 살충제, 물, 전체적인 유지관리에 필요한 활동을 감소시킬 수 있을 것이다. 이러한 유지관리 활동은 정기적인 조경관리 작업과 통합될 수 있다. 식생체류시설이 택지개발부지에 설치될 경우, 유지관리의 책임은 거주자에게 위임될 수 있다. 식생체류시설을 개선하기 위한 작업에는 예방적이며 독성이 작은 수단을 사용하 여 병든 식생을 치료하는 방법이 포함된다. 오염물질의 농도가 BMP의 효과 및 식 물의 성장을 방해하는 유독한 수준에 이르면, 토양을 교체해 주어야 한다. 토양교체 시기는 오염물질량에 따라 다르며, 토양은 5~10년 안에 교체될 수도 있다. 그 밖에 죽은 식생을 교체하고, 토양산성도를 조절하고, 유입지점의 침식을 방지하고, 뿌리 덮개를 공급하고, 암거 안의 장애물을 없애고, 배수시설을 보수하는 작업 등이 있 다. 다. 건식우물 건식우물은 자갈 또는 돌과 같은 물질로 채워진 구덩이로 구성되며, 지붕의 낙수 홈통 또는 포장된 지역에서 발생하는 물을 집수하기 위해 설치된다. 건식우물은 소 규모의 불투수 지역을 다루는 데에 적합하며 트렌치 또는 다른 시설이 설치되기 힘 든 가파른 지형에 유리하다. 건식우물은 특히 주거지역 내 도로나 지붕에서 흘러내 리는 유출수를 처리하는 데에 적합하다. 그러나 퇴적물이 많거나 배수가 불량한 토 양을 가진 넓은 지역에는 설치하지 않도록 한다. 건식우물은 주차장과 같은 대규모 불투수면을 가진 지역에서 발생하는 유출수를 처리하는 데에는 부적합하다. 일반적으로 건식우물은 가구단위로 설치된다. 따라서 유지관리의 책임도 주택소 유자에게 있다. 유지관리 작업에는 낙수홈통에 쌓여있는 찌꺼기를 제거하는 일이 포함된다. 건식우물은 세립질의 퇴적물에 의해 자주 막힐 수 있다. 강우시 건식우물 에 물이 차오르면 확실히 막힌 것이므로, 자갈을 파내고 퇴적물을 제거하여 토양이 충분한 침투능력을 갖도록 노출시켜 준다. 라. 식생여과대 식생여과대는 유출수 발생지점에 띠 모양으로 조밀하게 식물을 식재한 지역을 말 - 107 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 한다. 자연적으로 형성되거나 인공적으로 설치된 식생여과대는 식생피복이 자리 잡 기 쉽고 급격한 유출이 발생하기 힘든 완만한 경사를 가진 지역에 적합하다. 식생 여과대는 도로, 고속도로, 지붕낙수홈통, 소규모의 주차장과 투수면을 가진 지역에 서 발생하는 유출수를 처리하는 데에 적합하다. 하천변 완충지대에 이상적인 보조 시설이며, 구조적 시설에 유출수가 유입하기 전에 사전처리시설로서도 적합하다. 식생여과대 관리는 제초작업, 관개 등의 일반 식생관리방법과 같다. 일반적인 유 지관리활동에는 식생이 훼손되거나 침식당한 것이 없는지 여과대를 조사하는 작업 이 포함되며, 적어도 일년에 2회 정도 수행한다. 대규모의 유출수가 지나간 후에는 추가조사를 하도록 한다. 식물을 이용한 여과방법에 대한 최근의 조사에 따르면, 식생의 키와 제초작업의 빈도가 오염물질 제거율에 거의 영향을 미치지 않는다고 한다. 따라서 제초작업은 수풀이 너무 우거지는 것을 방지하고 안전과 미관을 유지할 수 있는 정도로 일년에 1~2회 실시한다. 식생여과대 주변(특히, 고속도로)에는 쓰레기가 쌓이기 쉬우므로 정기적으로 쓰레기를 치우는 작업이 필요하다. 이때, 여과대 청소는 제초 작업 전에 하는 것이 좋다. 마. 식생완충대 식생완충대는 지표유출수와 천층지하수(shallow groundwater)의 퇴적물, 영양염 류, 화학물질을 여과시킨다. 호수, 하천, 강을 따라 형성된 식생완충대는 아름다운 경관을 형성할 뿐만 아니라, 퇴적물과 화학물질을 제거하여 수질을 개선시킨다. 또 한, 완충대는 홍수를 조절하고, 지하수를 충전시키고, 토양침식을 예방하며, 야생동 물의 서식처를 보전하고 개선시키는 역할도 한다. 그리고 잘 설계된 완충대는 하천 제방을 안정화시키고 빗물유출수를 효과적으로 흡수한다. 완충대는 수질개선 및 양생동물의 서식처를 보호하는 기능을 최대한 유지하도록 관리되어야 한다. 최소한 일년에 1회 정기조사를 하고, 집중호우로 유출수가 집중적 으로 발생하여 수로를 형성하고 침식 및 퇴적물 축적이 발생했을 경우에는 수 일 안에 추가조사를 수행해야 한다. 완충대가 충분히 넓은 경우, 식생완충대는 스스로 자기 유지 능력을 갖는다. 그러나 가뭄, 홍수와 같은 자연재해로 인해 수문이 크게 변했을 때는 완충대의 식생을 다시 심거나 설치하는 등의 작업이 필요할 수 있다. 한편, 교목과 관목의 생존 및 성장을 위하여, 잡초 및 침입종의 관리가 필요하다. - 108 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 바. 식생수로 식생수로는 얇게 잔디로 피복된 유압식 수로로 유출수의 흐름을 늦추고 침투를 활성화시킨다. 식생수로 설치의 적합성은 유역의 토지이용, 토양종류, 경사도, 그리 고 식생수로의 범위와 경사도에 따라 좌우된다. 일반적으로, 식생수로는 5%이하의 경사도와 4ha이하의 배수지역에서 발생하는 유출수를 관리하기 위해 사용된다. 자 연발생적 저지대에 적용하는 것이 바람직하며 자연배수로는 반드시 보전되어야 한 다. 식생수로 유지관리의 목표는 수로의 침투효율과 오염제거 효율을 유지하고 조밀 하게 잔디를 유지하는 것이다. 따라서 유지관리활동에는 설계유출깊이보다 잔디가 짧지 않도록 정기적인 제초작업을 수행하는 것과 잡초관리가 포함되며, 가뭄 동안 에는 유량관리와 쓰레기 청소 등을 해준다. 베어낸 잡초 및 식물은 바로 수로에서 제거하고, 쌓여있는 퇴적물도 수작업으로 제거하여 유출수가 한 경로로 집중되는 것을 방지한다. 비료와 살충제의 사용을 피하는 것이 좋으며, 잔디피복은 충분히 두 껍게 유지하고 필요한 경우 다시 식재하도록 한다. 사. 침투도랑 침투도랑은 돌로 채워진 도랑이다. 강우시 침투도랑은 유출수를 모으고 토양으로 유출수를 침투시켜 배수한다. 침투도랑은 수질관리와 첨두 유출감소를 위해 저류지 와 같은 기타 빗물관리 장치와 결합되어 사용될 수 있다. 많은 퇴적물과 석유 및 유지 등의 탄화수소를 포함한 유출수는 도랑을 막히게 할 수 있으므로, 침사지(grit chamber), 퇴적물 채집기, 수로, 식생여과대와 같은 기타 장치를 통해 사전에 처리 할 수 있다. 침투도랑의 유지관리 제일목표는 도랑의 기능을 방해하는 막힘 현상을 방지하는 것이다. 따라서 집중호우 후에는 반드시 점검을 수행하여 쌓여있는 잔해물 또는 쓰 레기를 제거해야 한다. 매년 조사를 통해 물이 잘 배수되고 있는지를 관찰해야 한 다. 여과천이 부착된 도랑은 최상층에 작은 부분을 제거하고 도랑자체에 쌓여 있는 퇴적물질을 조사한다. 식생완충대와 같이 설치하는 경우, 정기적으로 제초작업을 해 주고 대규모 강우 후에는 침식 또는 훼손 여부를 조사해야 한다. 훼손된 침투도랑을 복구하기 위해서는 침투도랑의 기능을 방해하는 돌과 퇴적물 을 제거해야한다. 도랑은 토양의 침투능력이 충분한지를 확인할 수 있게 노출되어 있어야 하며, 퇴적물에 의해 막히지 않도록 주변지반이 안정화되어 있어야 한다. - 109 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 아. 물 흐름 분리기 물 흐름 분리기는 퇴적물과 기타 빗물 오염물질을 제거하기 위해 분리구조를 가 진 장치이다. 물 흐름 분리기는 단독 혹은 기타 빗물관리 장치와 결합하여 사용할 수 있다. 물 흐름 분리기는 토지이용이 제한된 지역에 이상적이다. 거의 모든 위치 에 설치가 가능하며 주유소와 같이 오염물질이 집중적으로 발생하는 지역에 사용할 수 있는 이상적인 장치이다. 이용 가능한 토지의 부족으로 대규모 빗물관리시설 설 치 기회가 줄어들면서 물 흐름 분리기와 같은 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 물 흐름 분리기는 우선 설치 첫 해에 최대처리용량에 다다르기 전에 퇴적물이 잘 제거되고 있는지를 빈번히 확인하고 상황을 조사하도록 한다. 퇴적물의 깊이는 막 대를 이용하여 측정할 수 있다. 퇴적물 제거는 어떤 종류의 분리기를 사용하느냐에 따라 진공청소차를 이용하여 제거작업을 할 수도 있다. 차후 연도부터는 퇴적물의 축적률을 고려하여 조사일정을 잡고 제거일정을 잡으면 된다. 일반적으로 물 흐름 분리기는 최소한의 유지활동만 해주면 되지만, 주의를 기울이지 않으면 전반적인 오염제거효율 저하로 이어질 수 있다. 한편, 장치 또는 구조물이 훼손된 경우, 장치 를 제거하고 교환하는 작업이 필요하다. 퇴적물 또는 오염물질의 과도한 우회로는 추가적인 장치 또는 장치의 변경을 필요로 할 수 있다. 자. 빗물통 빗물통 또는 저류조(cistern)는 청소용수, 화장실용수, 잔디관리 및 정원수 등으로 재사용하기 위해 지붕의 유출수를 저장하도록 건물의 외관 또는 지하에 설치하는 시설이다. 저류조 또한 지붕의 유출수를 모으지만 상당한 양의 유출수를 저장하기 위해서는 지하에 별도의 저장공간을 만들거나 탱크를 설치하는 것이 좋다. 저류조 와 빗물통 둘 다 중력에 의지하는 대신, 펌프시설을 이용할 수도 있다. 빗물통과 저 류조는 적은 비용을 가지고 소규모 강우시 유출량을 감소시키고 첨두유량에 도달하 는 시간을 연장시켜 준다. 빗물통의 유지관리는 구성하고 있는 부품에 대한 정기검사를 실시하는 것이다. 모든 부품은 적어도 일년에 2회의 검사가 필요하며 수리 또는 교체한다. 저류조가 관개용수를 공급하는 보조적인 역할을 하는 경우, 유지관리는 거의 필요 없다. 그러 나 음용수공급을 위해 설계된 저류조인 경우, 수질관리를 위해 1년에 2회의 수질검 사와 여과장치 교체 등 많은 유지관리 활동이 필요하다. 저류조와 빗물통에는 공학 적인 부품이 거의 사용되지 않는다. 스크린 또는 밸브와 같은 부품은 고장나면 쉽 게 교체할 수 있다. - 110 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 차. 나무화분 여과장치 나무화분상자 여과장치는 도시지역의 가로수를 담고 있는 지면의 용기로, 유출수 가 집수유역으로 흘러들기 전에 나무상자로 유입되어 식생과 토양을 거쳐 여과되도 록 함으로써 유출수의 수질을 관리하는 데에 매우 효과적이다. 나무상자 여과장치 는 다양한 빗물관리목표를 충족시키는 데에 기여하며 신규개발에 부여되는 규제를 만족시킨다. 또한, 하천기능을 회복시키고 보호하며, 합류식하수관거의 월류수를 관 리하고 기존의 도시지역을 개선하고 유역을 보호하는데 도움을 준다. 나무상자 여 과장치는 작은 단위크기를 가지고 있는데, 이는 지역의 특성을 반영해 수량 및 수 질관리가 이루어지는 것을 가능하게 한다. 나무상자 여과장치는 빗물관리에 이용 가능한 토지의 사용을 효율적으로 만들며 심미성 등 추가적인 기능을 수행한다. 일 반적인 조경식물은 식생체류시스템에 절대 필요한 구성요소이다. 식생을 선정할 때 는 토양의 여과능력을 감소시킬 수 있는 강한 뿌리를 가지고 있지 않고 침수와 가 뭄과 같은 자연조건을 잘 견뎌낼 수 있는 식물을 선택하는 것이 가장 바람직하다. 나무상자 여과장치는 유지관리가 거의 필요 없다. 유지관리 활동에는 매년 정기 검사와 쓰레기 및 잔해물을 정기적으로 제거하는 일이 포함된다. 극심한 가뭄동안 에는 식물에 물을 주는 작업이 필요할 수 있다. 식물이 여과장치를 넘어서 과도하 게 성장하거나 환경적으로 스트레스를 받는 경우, 교체를 해주는 것이 좋다. 장치의 쇠격자는 비록 통행량 및 교통량에 맞게 설계되었더라도 만약 부서지는 경우가 발 생하면, 교체해주어야 한다. 한편, 토양이 유출수에 의해 오염될 수 있으므로 오염 된 토양은 제거하고 적절히 처리하도록 한다. 카. 식생지붕 식생지붕은 빗물을 여과하고, 흡수 또는 지체시켜 수질을 관리하여 도시화의 효 과를 완화시키는 역할을 한다. 즉, 식생지붕은 여러 물리적, 생물학적, 화학적 처리 과정을 통해 지역의 배수시스템으로 운반되는 오염물질의 양을 감소시킨다. 식생지 붕을 통해 효과적으로 관리되는 대표적인 오염물질은 질소이다. 질소기체는 대기의 주요 구성요소로서 자연스럽게 발생하는 반면, 자동차 배기가스, 농업비료 및 산업 활동에 의해 발생하는 질소화합물은 심각한 오염문제를 유발시킨다. 공기로 운반되 는 질소화합물은 먼지, 강우, 중력에 의한 강하를 통해 지면으로 떨어진다. 이러한 화합물이 빗물유출수와 함께 운반되어 지표수의 부영양화를 심화시킨다. 식생지붕 은 강우유출수의 질소오염을 관리하는 데에 도움을 준다. 식생지붕이 제대로 설치되면 대체로 최소한의 유지관리만 요구된다. 식생지붕은 - 111 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 설치유형에 따라 크게 조방식과 집약식의 두 가지로 구분된다. 조방식 식생지붕은 자급자족할 수 있는 이끼류, 작은 관목류 등의 경량형 식생으로 얇은 식물덮개를 형성한다. 이러한 식생지붕의 얇은 단면은 경사도가 있는 지붕과 기존의 건물에 쉽 게 자리를 잡을 수 있다. 집약식 식생지붕은 나무를 심고 보도도 만들 수 있다. 지 붕의 두께가 두껍기 때문에 더 큰 식물과 지표를 덮을 수 있는 재료가 필요하다. 집약식 식생지붕은 원예학적으로 뿐만 아니라 구조적으로 유지관리가 필요하다. 식재작업은 조방식 식생지붕보다 더 대규모로 이루어지고 복잡하기 때문에, 전형적 인 정원관리와 비슷한 유지관리를 필요로 한다. 두 종류의 지붕 모두 식생지붕의 가장 중요한 요소인 지붕막 검사와 더불어 유출경로의 배수층의 검사 및 예방적인 유지관리 작업이 요구된다. 장기간의 가뭄 또는 강풍에 의한 토양손실이 발생했을 때는 교체하거나 재 식재를 할 필요가 있다. 또한 가뭄이 문제가 되는 지역에서는 관개시설 등의 정기적인 물공급 시스템 도입이 필요하다. 타. 투수성 포장 투수성 포장은 유출수 및 오염물질 감소를 위해 정기적으로 분산된 빈 공간을 거 쳐 물이 스며들게 한다. 유출수는 투수성 포장재를 통해 여과되고, 자갈층에 의해 지체되었다 다시 지표 아래 토양으로 침투된다. 투수성 포장은 유출수량을 감소시 킴으로써 하류의 범람, 합류식 하수관거의 월류빈도 등을 감소시키는 효과가 있다. 또한, 지하 하수관, 기존의 빗물 저류 시스템의 수요를 줄일 수 있다. 투수성 포장 은 괴어있는 물로 인한 문제를 해결하고, 지하수를 충전시키고, 제방의 침식을 관리 하고, 오염물질을 제거하고, 심미적으로 안정된 공간을 제공해 준다. 투수성 포장을 통한 지역 및 교통시설의 배수는 자연적인 수문형태를 지향하는 LID 개념을 완성 시키는 중요한 요소이다. 투수성포장 설치 후, 유지관리는 최소한의 작업만을 필요로 하지만 장기간 사용 하려면 유지관리는 반드시 필요하다. 잔디포장재는 일반적인 급수 및 제초작업과 같은 유지관리활동을 필요로 한다. 다공성 콘크리트와 연동 콘크리트(interlocking concrete)의 포장블록은 표면이 낙엽 등의 유기물질 없이 깨끗한 상태로 유지되도록 해야 한다. 포장재의 수명을 연장시키기 위해서는 정기적인 진공청소 및 저압세척 을 해준다. 진공청소 및 솔과 물 등을 이용하여 1년에 4회 정도 청소를 하는 것이 좋지만, 이는 지역조건에 따라 달라질 수 있다. - 112 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 < 생태저류셀 > < 건식우물 > < 식생여과대 > < 식생완충대 > < 식생수로 > < 식생지붕 > < 빗물통 > < 나무화분 여과장치 > <그림 3-2> LID 기법의 요소기술 사례 - 113 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 3-3. 경제성 평가에 의한 LID 기법 적용확대 전략 각종 개발사업 수행여부 결정에 있어 중요한 것이 경제성 평가이다. 즉, 특정한 사업에 있어 개발비용과 개발후 편익이 어느 정도인가가 사업수행의 지표로 주로 사용되고 있다. 빗물 및 환경관리를 위한 각종 기반시설도 특정 개발사업의 건설과 운영에 있어 중요한 영향을 끼친다. LID 기법은 빗물의 표면유출과 비점오염배출을 최소화하고 물순환을 건전화시키는 기법들이기 때문에, 이때 LID 기법의 적용도 기 존의 관리기법보다 얼마나 경제적으로 타당한지를 제시하여야 한다. 최근 들어 빗 물관리와 비점오염원 관리기법으로서 LID 기법의 유용성이 대두되고 있으나 비용 절감 및 다른 이익들의 경험적인 자료가 부족하다. 초기비용의 증가문제로 LID 기 법의 도입을 주저하기도 한다. 그러나 기반시설의 전 생애동안의 유지관리를 포함 해 고려하면 LID 기법의 적용을 더욱 확실하게 나타나게 된다. 여기서는 물순환 및 비점관리수단으로서 LID 기법을 평가하기 위해 생애주기비용(LCC) 9) 분석방법이 적 정하며, 전통적인 빗물 조절의 대안 혹은 부분사업으로서 LID 기법을 평가하기 위 한 LCC 분석방법에 대해 제안하고자 한다. 구체적인 적용은 제4장의 사례부문에서 다루고자 한다. 1. 개발사업평가 기술 일반적인 공공시설의 건설 및 관리 과정은 다음 <그림 3-3>과 같이 계획, 설계, 건축, 운영, 폐기 등과 같은 연속되는 또는 생애주기 단계를 거친다. 새로운 시설이나 주요 자본계획의 건설에 대한요구 토지 재사용할 것인가? 예 계획 단계 설계 단계 건축 단계 운영 및 관리 단계 아니오 회복가능? 폐기 단계 <그림 3-3> 각종 개발사업의 일반적인 생애주기 9) LCC 계산 방법을 설명한 참고 문헌은 Life Cycle Costing Manual for the Federal Energy Management Program 이다. 매년 NIST(National Institute of Standards and Technology)는 미국정부의 에너지, 물 보존, 재 생에너지 프로젝트의 분석에 사용된 할인율을 계산한다. 게다가, 이 목적을 위해 Department of Energy(DOE) Energy Information Administration에 의해 만들어진 할인율과 에너지 가격에 근거하여, 할인 요소들과 에너 지 가격 지수의 표를 계산한다. 이 자료들은 Annual Supplement to Handbook 135와 생애주기 비용 소프트 웨어에 매년 4월 출판된다. 표와 소프트웨어는 DOE FEMP(Federal Energy Management Program) 웹사이트 에서 사용이 가능하다. NIST는 또한 건설의 LCC 분석을 지원하기 위해 컴퓨터 프로그램, BLCC5(Building Life-Cycle Cost Program)을 개발하여 제공하고 있다. - 114 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 계획 : 초기 단계에서, 개발사업자는 건축가, 기술자문가와 함께 새로운 설비들에 대한 요구사항을 분석하고 계획서 및 재정확보방안을 작성한다. 그들은 설계 대안 을 평가(LID 기법이나 전통적인 빗물 조절 등), 설계컨셉 선택, 규제 요구사항 평 가, 초기 프로젝트 비용 평가, 프로젝트 승인과 자금 확보가능성을 조사한다. 프로 젝트가 승인되고 예산이 확보되면 설계단계로 진행한다. 설계 : 기술자들은 개발계획과 설계서에 있는 요구들을 명확히 하기위해 개발사 업자와 함께 실행계획을 수립한다. 개발사업자는 종종 이러한 계획들을 건설 입찰 과 함께 제안하고, 시공사를 선택한다. 기술자는 지역의 물리적 사회적 특성을 조 사하고 건설과 지역개발 계획서들을 수정한다. 또한 이 단계에서, 공공부문과 사 업시행을 위한 각종 규제 요구사항을 검토한다. 건설 : 공사계약자는 요청된 계약서에서 승인된 계획을 실행하기 위한 노동자와 설비를 확보하고 환경보존 등 각종 허가사항을 준수하고 공사를 완공한다. 운영 및 관리 : 개발사업이 완료되면, 운영 및 관리가 시작된다. 지자체와 계약자 들은 그것을 사용할 수 있는 수명동안 시설을 운영 관리한다. 이 단계 동안의 비 용은 에너지, 물 그리고 관리 비용을 포함한다. 자본재구성 : 자산이나 시설의 기대되는 수명이 되면, 관리자들은 보수해야하는지 또는 시설을 폐기해야하는지 결정한다. 시설 자본구성을 재편하기 위한 결정은 주 요 수리나 개조, 갱신 프로젝트 및 새로운 요구사항들로 이루어진다. 이때 기존의 전통적인 빗물관리 구조물들의 개수시 LID 기법 도입을 검토 할 수 있다. 조업중지 : 시설의 폐기 결정은 최종 단계로 이끌며, 시설은 임무가 중단될 수 있 고 토지 및 시설은 다른 소유자에게 넘겨질 수 있다. 가. 비용분석 방법 1) 초기 프로젝트비용 분석 사업비용 평가는 계획, 설계, 건설을 위한 비용으로 일반적으로 초기비용만을 말 한다. 비용평가는 일반적으로 프로젝트의 계획, 설계 및 건설과 연계한 직ㆍ간접적 인 비용을 세부적으로 평가하는 방법과 유사한 프로젝트 비용 내역에 근거한 일반 적인 비용 평가방안이 있다. 예를 들어, 생물학적 저류조를 설치하는데 드는 비용측 정은 조를 설계하고, 플랜트와 재료를 구입하고, 부지를 준비하고 조를 건설하는데 드는 비용만을 포함한다. 비용은 일반적으로 토지 구입을 위한 비용 같은 매몰비용 이나, 운영 및 관리, 샘플링 및 분석과 같은 어떤 미래 비용이나, 사용 후 해체비용 은 포함하지 않는다. 초기 자본비용은 프로젝트의 전체 비용의 한 부분만을 포함한 다. - 115 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 2) 생애주기비용(LCC) 분석 LCC 분석은 자산의 계획, 설계, 건설, 운영 및 최후 폐기의 모든 비용을 고려한 프로젝트 평가의 한 방법이다. LCC는 비점오염물질 제거와 빗물관리와 같은 사업 에서 요구되는 수준을 만족시키는 설계기법 평가방안으로 적합하다. LID 기법은 이 접근법으로 평가했을 경우, 운영 및 관리 비용이 기존의 관리기법보다 훨씬 더 적 기 때문에 LID 기법의 효율성을 측정하는데 유익하다. 저탄소 녹색성장 시대를 맞 아 LCC분석의 컨셉은 초기비용, 운전 및 관리비용 뿐만 아니라 폐기나 재활용 비 용 또는 회수에 관한 비용도 포함되어 적정한 수단이다. LID 기법에 드는 폐기 비 용이 적은 경향이 있기 때문에 폐기 비용은 LID 기법의 분석에서 고려되어야 한다. LCC 분석의 기본단계는, 가능한 대안들 확인 모든 대안들을 사용하기 위한 가정과 매개변수 수립 각 비용 구성요소 및 시간 평가 적절한 할인율을 사용 한 순 현재 가치에 미래 비용 할인 각 대안을 위한 LCC 계산 등으로 구성된다. 3) 비용 편익 분석 비용 편익 분석은 당해 프로젝트의 경제적 가치와 함께 프로젝트의 비용을 고려 한다. 이 두 가지는 프로젝트가 비용을 들일 가치가 있는지를 결정하기위해 비교된 다. 그러나 환경 관리를 포함한 프로젝트에서, 이익들은 일반적으로 가치를 평가하 기가 어렵다. 다양한 방법들이 환경적 가치들을 직ㆍ간접적으로 평가하기 위해 존 재한다. 직접적인 평가 방법들은 실제적인 시장 선택 또는 정해진 선택물에 근거한 다. 반대로, 간접적인 방법들은 정보의 추측 또는 계시된 선택에 근거한다. 직접 및 간접적인 가치평가방법 모두 환경상품이나 서비스의 화폐가치로 환산 한다. 일반적 으로, 비용효과 분석은 대부분의 프로젝트에서 가장 많이 적용되고 있다. 나. LID 기법에의 응용성 LCC 평가기법은 LID 기법을 적용한 프로젝트 평가를 위해 추천되지만, 어렵고 막연할 수 있다. 상세한 비용 산정은 어려운 분석과 종종 광범위한 자료를 요구하 고, 정량하기 어려운 다른 변수에 대한 해석도 필요하다. 이에 비해 비용편익 분석 과 같은 다른 접근법은 빗물관리를 위한 LID 기법을 평가하는데 훨씬 쉽고 간단하 게 평가할 수 있다. 그러나 비용 편익분석법은 앞에서 검토한 바와 같이 많은 환경 편익을 합리적으로 판단 할 수 없는 단점이 많다. 도시기반 시설의 관리 비용은 초 기 자본비용 뿐만 아니라, 생애주기 비용과 편익을 포함해야하고 여러 편익들은 실 제적으로 정량화되고 가치평가 되어야한다. - 116 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 2. LID 기법 적용사업 사례 프로젝트 생애주기 비용과 효과의 산정은 전문성을 요구하는 복잡한 과정이다. 특히 LID 기법을 적용한 경우, 비용과 편익이 구체적 항목이 정립되지 않아 비용산 정은 복잡하고, 시간이 걸릴 수도 있다. 일반적으로 적절한 사업사례에 대한 평가가 어렵지만 여기서는 LID 기법의 비용과 이익들의 이해와 산정을 위한 접근방안을 제안하고자 한다. 가. 프로젝트 생애주기 지금까지 빗물관리기술의 선택에 있어 장기간의 운영 및 관리나 다른 비용에 대 한 고려 없이 단지 초기건설비용이 가장 낮은 기법이 주로 선택되었다. 생태저류셀 의 설계와 건설은 전형적인 빗물배수시스템보다 더 비싼 선행비용이 들 수 있지만, 일반적으로 더 낮은 운영 및 관리비용이 들고 실제로 복원이나 폐기 비용이 들지 않는다. 빗물 배수시스템은 수리 및 청소를 해야 했고, 일정기간 사용 후 시설대체 가 필요해졌다. 이러한 모든 비용들이 고려될 때, 생물학적 저류조는 기존의 시설보 다 훨씬 더 높은 투자 수익을 산출할 수 있으므로 결국 더 경제적인 선택이 될 수 있다. 이러한 결정을 위해 LCC분석이 필요하며 적용된 기술의 수명에 대한 비용들 을 통합하여 판단하여야 하기 때문이다. <표 3-15> 프로젝트 생애주기 단계에서 전형적인 비용 구성요소 프로젝트 생애주기 단계 비용 요 소 운전 및 계획 설계 건설 관리 복원 폐기 직접 비용 전문 노동 기술 노동 재 료 건설 설비 간접 비용 행정 지원 간접비 기타 비용 허가 요금 부동산 비용 (토지기회비용) 에너지/물/기타 공공비용 경관 샘플링 및 분석 폐기 요금 - 117 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 3-15>는 프로젝트 생애주기 구성요소를 분석한 것이다. 빗물관리를 위한 비 용측정은 이러한 모든 특정 비용 구성요소들을 포함해야 한다. 몇 가지 사례에서, LCC 분석은 제시된 것 보다 더 많은 비용요소를 포함할 수 있다. 그러나 LID 기법 을 적용한 설계는 지역 특징적인 경향이 있고 LID 기법에 대한 비용 데이터가 다 양하고 표준화되지는 않았다. LID 기법의 장기간 관리비용에 대한 더 많은 정보가 활용이 가능해지면 적정한 비용 산정은 더 쉽고 명확해 질 것이다. 나. 효율성과 2차 이익 특정 프로젝트의 비용과 편익은 각 시설의 생애주기 각 단계마다 다양한 형태로 나타난다. 특히 LID 기법의 경우, 아직 초기로서 구체적으로 확인되지 않은 이익들 이 존재한다. 빗물관리에 대해 원하는 효과는 일반적으로 과잉의 빗물유출을 제거 하고 범람을 줄이는 것이다. 특히, 빗물 관리는 다음을 추구한다. 지천으로 오염물질 방출의 최소화 홍수발생의 빈도수와 강도를 줄임 토양 침식 감소 하류 서식지 유지 빗물 시스템으로의 불법 배출 제거 기존기술도 다양한 기법으로 이러한 목표를 달성하지만 생애비용 차원에서 이를 LID 기법과 비교하여야 한다. LID 기법은 경관이 좀더 자연의 상태에 가깝도록, 빗 물이 지하로 자연 흡수되도록 한다. 표면이 불투수라 물이 지하로 흡수되지 않을 때, 그것은 흡수되는 곳이 있을 때까지 지표면을 따라 흐르거나 지천으로 흐를 수 있다. LID 기법은 지천으로 배출되는 오염물질의 감소, 홍수를 줄일 수 있는 능력 보유, 빗물 시스템으로의 오염물질 유입저감 등의 장점을 고려해야 한다. LID 기법과 다른 프로젝트 대안들의 직접적 및 이차적 이익의 정량화는 비용 효 과성 평가를 더욱 어렵게 한다. 계산을 단순화하기 위해, 특정 시스템 행위 목적을 충족시키거나 초과하는 각 대안들의 능력을 정량화한 다음 그들의 이차적 이익을 정량화 한다. 또한 이 접근법은 관리자들이 프로젝트의 특정 목표를 분명히 하고 대안들이 그것들을 충족시키는지에 대한 산정의 과정을 통해 걸을 수 있는 점검표 를 제공한다. 이 간단한 생각은 포괄적인 비용 측정표(<표 3-16>)에서 설명된다. 이 자료들이 오염물질 제거나 유출 감소에 대한 환경영향들을 정량화 하지는 않지만, 프로젝트 유효성과 프로젝트의 대안을 판단하는데 아주 유용할 수 있는 이차적 이 익의 정량화는 할 수 있다. - 118 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 생애주기 비용 측정 프로젝트 단계 비용 직접 프로젝트 비용 (전문 노동, 기술 노동, 재료, 장비, 간접비) 간접 프로젝트 비용 허가 요금 부동산 비용 에너지/물/다른 공공비용 경관 샘플링 및 분석 폐기 요금 기타 비용 전체 정량화한 비용 효과 요소 계산 3=목표 초과 2=목표 부합 1=목표 미달 프로젝트의 목적 1 기술 <표 3-16> 포괄적인 비용 측정표 프로젝트 명: 선택사항(LID 기법 혹은 전통적인 것): 계획 설계 건설 운전 및 관리 복원 폐기 음영부분은 비용이 그 단계에서 예상된다는 것을 나타낸다. 유효성을 정량화하기 어려우므로 프로젝트 목표를 분명히 설명하여야 한다. 프로젝트가 생애주기 동안 목적을 달성할 수 있는 지를 확인하라. 어떻게 프로젝트가 목적 1을 잘 충족시킬 것인가? 프로젝트의 목적 2 기술 어떻게 프로젝트가 목적 2을 잘 충족시킬 것인가? 프로젝트의 목적 3 기술 어떻게 프로젝트가 목적 3을 잘 충족시킬 것인가? 전체(높은 점수=더 효율적) 이차 이익 요소 계산(각 질문에 예 혹은 아니오로 대답) 사용 불가능한 공간 증가 녹색 공간 증가 오염 배출지 감소 지역 유출 감소 법규 준수 제공 경제적 개발 격려 국부/하부 서식지 개선 및 보호 심미적 가치 증가 전체 대답 예의 개수 의견 서술: 생 애 주 기 비용 유효성 요소 이익 요소 생애주기비용 측정 : 각 단계에 비용데이터와 활용 가능한 정보를 사용하여 프로 젝트의 구성요소를 정리한다. <표 3-16>은 프로젝트의 각 단계에서의 전형적인 비용 요소를 나타낸다. 적절한 할인 요소들을 사용한 미래 투자를 위한 모든 구성 요소 고려와 순 현재가치 기입은 중요하다. LCC를 결정하기 위해 매 단계에서 비용을 추가한다. 유효성 요소 계산 : 이는 비용 효율성 결정 과정에 적용하는 간단한 과정이며 복 잡한 계산을 사용하지 않는다. 프로젝트의 특별한 목적(혹은 최소 요구사항들)을 상술하는 부문으로서 프로젝트가 목표에 충족, 초과, 부족한지를 결정하기위해 기 존의 빗물 관리와 LID 기법의 적정성을 검토한다. 적절한 분야에 대응하는 숫자 - 119 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 를 기입한다. 이들의 전체 수는 유효성 정도를 제공할 것이다. 이차 이익 요소 계산 : LID 기법을 적용한 프로젝트는 증가된 녹색 공간, 보호된 서식지, 다른 편의시설과 같은 이차적인 이익을 제공한다. 이차적 이익은 특정한 프로젝트 대안이 그것들을 제공하는지 아닌지에 대해 물어봄으로써 많은 것들을 열거한다. 예라는 대답의 합계는 이러한 이차적 유효성 지수의 합계를 나타낸다. 몇몇 사례에서, 이러한 이차적인 요소(LID 기법을 적용한 경우, 향상된 토지가치 들과 같은 것)들의 몇 가지 가치를 정량화하는 것이 가능할 지도 모른다. 그러나 일반적으로, 비용과 편익 분석을 위한 환경 편익들을 정량화하는 것은 어렵다. 왜 냐하면 관련 가치를 얻기 위한 시장이 거의 없기 때문이다. 만약 가치 있는 자료 들이 이차적 이익에 적용될 수 있다면 전체 결정 과정에서 고려되어져야 한다. 제 시한 기법이 LID 기법의 평가를 위해 적용할 수 있는 간단한 방법이지만 이마저 도 현재 적용하기에는 여러 어려움이 있다. 그러나 다른 대안들과 비교를 통해 LID 기법의 적용성을 평가하는데 도움은 될 수 있을 것이다. 우리나라에서는 아 직까지는 이와 같은 광범위한 환경적인 편익까지 고려하기는 어려우므로 본 연구 에서 적용한 사례지역의 비용 효과 분석은 이를 최대한 간소화하여 비용/편익분 석에 근접하게 적용하였다. 3. LID 기법의 장단점 LID 기법은 현재 직면한 물순환, 비점오염원, 생태복원을 동시에 달성하는 기법 으로 단점은 토지와 자연자원이 필요하고 자연적인 조건에 크게 좌우된다는 것이 다. 그러나 이러한 자연자원은 결국은 환경과 생태를 위해 사용되므로 이를 단점이 라고 하기는 어렵다. 여기서는 LID 기법의 장단점에 대해 기술하고 자 한다. 가. 장점 LID 기법 적용시, 관리자는 비용과 이익 데이터를 제공해야하고, 정량화할 수 없 는 이익을 고려해야 한다. 아직까지 많은 LID 기법 적용시 이익들을 정량화하는 것 은 어렵지만 여기서는 LID 기법의 편익에 관한 연구사례를 검토하여 장점을 발굴 하고 제시하여 LID 기법을 적용하는데 도움을 줄 수 있도록 하고자 한다. 1) 경제적, 환경적 및 사회적 이익 몇몇 연구에서 좋은 빗물관리의 환경적 이익에 대해 정량화해왔다. 2003년 Thurston County에서는 빗물 BMP의 유효성을 정량화하기 위한 접근법을 시도하기 - 120 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 도 했다. 이 방법은 유출을 감소시키는 한계 비용 삭감의 효용을 보여준 것이다. 게다가, 이 방법들은 위험에 처한 종 서식지를 위한 가치를 수립함으로써 보존된 땅의 가치 를 창조하는 것을 제안했다. 이러한 접근은 LID 기법의 이익을 평가하는데 도움을 줄 것이다. 그러나 다른 더 많은 특정 참고문헌들에서 LID 기법의 편익들을 확인할 수 있다. 감소된 하류 침식과 홍수 조절 : 유출을 제로에 가깝게 줄이고, 침전부하를 방지 함으로써 LID 기법은 홍수와 심각한 침식을 동반하는 강우가 내리는 동안 초과 유출한 물로 인해 과중한 부담을 방지한다. 게다가, LID 기법은 자연지역과 야생 생물 서식지 및 범람원 등을 보호하고, 경제적 이익을 제공한다. 증가된 자산가치 및 세수입 : 자연적인 개방 공간과 오솔길은 잠재적인 주택 구 매자들에게 주요한 매력이다. 다양한 LID 기법을 적용한 프로젝트는 전통적으로 설계된 단지보다 더 높은 재산가치로 평가된다. 예를 들어, MA의 Amherst와 Concord에 개발된 주거단지는 기존의 필지 구획보다 평균 $17,100를 더 주고 팔 았다. 이러한 자산 가치의 증가는 지자체의 재산세입의 증가로 직접 전환되는 것 이 가능하다. 또한 Triangle Greenways Council은 녹색 공간 옆의 주거 가격이 녹색공간에서 멀리 떨어진 곳에 위치한 집보다 평균 $5,000 더 비싸게 매매되었 다. 기반시설과 개발비용 : LID 기법은 우수관, 차도 등의 도시기반 시설의 규모를 감 소시킴으로써 기반시설 비용을 줄일 수 있다. 이것은 개발부하를 감소시키고, 관 리비용과 주차장 마련에 드는 잠재적인 비용의 절감으로 이어진다. 개선된 삶의 질과 공공의 참여 : LID 기법을 적용한 개발은 지역보행자를 위한 공간으로 창조함으로써 자동차 교통과 연료 소비를 줄일 수 있다. 개별 주차장에 서도 수질 향상 방안을 적용할 수 있다는 것은 개인주택 소유자들의 참여 기회를 제공한다. 지역사회에서의 수질에 대한 강화된 공공의 인식은 삶의 질의 전체적인 향상으로 이끈다. 경제 발전 : 2004 Brooking Institute smart growth 보고서에서는 공공의 기반시 설 제공과 서비스 제공비용을 심사숙고한 설계와 계획을 통해 절감할 수 있는 것 으로 나타났고, 이는 LID 기법의 적용을 촉진시키는 것이다. 이 연구는 지역사회 이익과 주요 중심 시가지가 환경친화적으로 개발될 때, 지역적인 경제 활동이 강 화된다는 것을 발견했다. 대조적으로, 계획 없는 성장은 환경을 타락시키고 지역 경제의 불균형을 초래할 수 있다. 지속가능한 지역사회 개발을 유지하는 계획은 서비스의 제공을 더 효율적으로 한다. 법적 규정 만족 : 많은 주들은 습지가 감소된 데서 오는 영향을 통해 LID기법이 - 121 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 제공하는 이익들에 눈을 뜨고 있다. 결과적으로, 그들은 법적 규정 대여금을 지원 하며, 허가를 더 쉽게 하고, 다른 녹색 계획에 포함된 것과 유사한 더 많은 인센 티브를 제공하였다. 게다가, LID 기법을 적용한 프로젝트는 기존의 프로젝트보다 환경에 더 적은 영향을 미치고, 환경 영향 유발 부담금을 더 줄이게 된다. 세금 공제: LID 기법을 적용한 프로젝트는 주 에너지 세금 공제를 받기에 적합할 지도 모른다. 예를 들어, 뉴욕에서 에너지 목표를 충족시킨 설계자와 환경적으로 선호되는 재료를 사용함으로써 실내 작업에서 평방피트당 3.75달러까지, 실외 작 업에서 평방피트당 7.5달러까지의 주의 세금 감면을 받을 수 있다. 개선된 지하수 재충전과 음용수 및 감소된 처리비용 : 사전에 물을 깨끗하게 유 지하는 것이 물이 오염되고 난 후에 깨끗하게 하는 것 보다 더 싸다. Trust for public land는 아틀란타 주가 삼림 피복으로 인공적 빗물저류시설 설치의 필요성 을 없앰으로써 8억 3300만 달러 이상을 절약 했다고 말했다. 물 공급자들의 연구 에서는 유역 내 더 많은 삼림 피복으로 수처리 비용이 절감된다는 것이 드러났다. 또한 다음 사항들이 발견되었다. - 처리비용 변수에서 50% 내지 55%가 수원지역내 삼림피복의 비율에 의해 설명 될 수 있다. - 수원지역내 삼림 피복이 10% 증가되면, 처리 및 화학적 비용이 약 20%까지 감 소하였다. 개선된 서식지 : 자연 서식지의 지속 및 개선은 상당한 경제적ㆍ사회적 이익을 가져온다. 훼손된 생태환경을 회복하거나 개선을 위한 비용이 상당히 소요될 수 있으나 생태계를 감퇴, 손상, 파괴하는 행동은 생태 자본을 감소시킬 것이며, 천연 상품과 서비스의 생산도 감소시킬 것이다. 2) 건설 사례별 편익 LID 기법 적용의 편익은 불투수면을 최소화하고, 빗물량을 줄이고, 자연 생태계 의 기능들을 보존하거나 개선하기 위해 지역 특성을 고려(site-specific)한 접근을 요 구한다는 것이다. 모든 지점이 LID 기법을 효율적으로 이용할 수 있는 것은 아니 다. 토양 투수성, 경사, 지하수면의 특징들이 침투를 위한 가능성을 제한할 수 있다. LID는 토양의 특징, 여과율, 지하수면, 자연 식물, 지역 특성들이 기술적으로 반영 된 정확한 설계를 요구한다. 특정 지역에 관해 가장 신뢰할 수 있는 정보의 원천은 경험 있는 LID 기법에 관 한 공학자이다. 그러한 공학자들은 감춰진 이익, 정량하기 어려운 것, 위치특성 상 황에서 최고로 작동하는 것들을 확인하기 위한 경험들로부터 지식을 습득해 왔다. 따라서 그러한 관리 공학자들의 참여는 가장 빠른 계획단계에서부터 참여가 중요하 - 122 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 다. 그들의 혁신적인 사고와 분석들을 모으기 위한 다른 LID 기법을 적용한 프로젝 트의 검토는 LID 기법을 설계에 적용하는데 도움을 줄 수 있다. <표 3-17>은 이러 한 프로젝트를 확인하고 기술의 이익들을 정량화 하는데 유용성을 입증하는 자원을 제공한다. <표 3-17> LID 기법 적용시 편익 LID 프로젝트/참고문헌 설명 절감/비용 감소된 개발비용과 주차장 획득 Sommerset, MD, EPA Nonpoint Source News ㆍ빗물 연못 요구를 없애기 위해 ㆍ빗물 연못 대신 자연 저류 사용 Notes, May 2005 Issue #75. 6개 주차장에 LID 기법 사용 =$300,000 절약 http://www.epa.gov/owow/inf ㆍ주택지 경관 향상이 부수적 효 ㆍ주차장 당 비용절감 : $4000 이상 o/newsnotes/issue75/75issue. 과 pdf Aberdeen, NC (1999), EPA Nonpoint Source News Notes, May 2005 Issue #75. ㆍ새로운 아파트 단지, 연석이나 ㆍ기존의 빗물건설 비용은 http://www.epa.gov/owow/inf 빗물도랑 건설비용 감소 $172,000으로 72%의 비용절감 o/newsnotes/issue75/75issue. pdf ㆍ $118/년/주차장 빗물 요금을 가정 하면, LID 기법을 적용한 주차장은 kensington Estates, 한 지역에 서는 $30/년으로 줄일 수 WA(2001) EPA Nonpoint ㆍLID 기법을 고려한 주거 개발 있음. Source News Notes, May 과 전통적 방식의 자본 비용, 유 ㆍ자본 비용 비교 : 2005 Issue #75. 지비용, 비용 절약, 이익들을 비 - 기존 : $765,700 http://www.epa.gov/owow/inf 교. - LID 기법고려 : $1,502,900 o/newsnotes/issue75/75issue. ㆍGarden Valley pdf 기존의 주차장 $9,450/주차장, LID=$7,690 주차장당 $1,850 절약 Sherwood Gap Creek, ㆍ 기존의 주차 장 비용 $16, 32 6, AK(2,000), Tool base services Low Impack LID 기법 적용시 $11,507 주차장당 비용절감 $4, 819 De ve l op me n t Pr a cti ce s fo r ㆍLID 기법 적용시 관리비용 절 ㆍLID 기법 적용시 시장성 좋아짐(첫 Strom Water Management, 약 해 80%팔림) http://www.toolbase.org/terita ㆍLID l법 적용시 매년 관리비용이 아 rt.asp?trackid=&categoryid =1873&DocumentID=2007 주 낮아짐 ㆍ빗물시설 요금 $85/년/주차장 Hydrologic and economic ㆍ부분적인 LID 기법적용 설계 이익 impacts of alternative ㆍ기존의 개발 대 LID 기법을 은 기존의 설계보다 $0.25million 이 residential land development 적용한 프로젝트의 정량화 상이고 전체 LID 기법 선택시 methods $1.4million 이익발생 - 123 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 3-17> LID 기법 적용시 편익(계속) LID 프로젝트/참고문헌 설명 절감/비용 생물학적 저류와 모래 여과 Austin TX (2004), EPA Nonpoint Source News Notes, May 2005 Issue #75. http://www.epa.gov/owow/inf o/newsnotes/issue75/75issue. pdf ㆍ4개의 생물학적 저류 지역의 언덕 완충지 설계 ㆍ4개의 생물학적 저류지역 $65,000 (주차장 당 $450), 침전여과 연못 $250,000 (주차장 당 $1,700) ㆍ비용절감 주차장 당 $1,250 ㆍ빗물배수관 크기와 트렌치 깊이에 따른 추가적인 절감 도로 Street Edge Alternative ㆍ기존의 거리보다 불투수면이 Project, Seattle WA(2,000), 11% 감소되고, 습지내에 표면 http://www.ci.seattle.wa.us/uti 저류 제공, 100그루의 상록수 ㆍ프로젝트는 기존의 공사보다 l/about_spu/drainage_&_se 추가됨. $850,000 덜 소요 wer_system/natural_drainage ㆍ2년 강우빈도 유출량의 98%까 _Systems/Street_Edge_Altern 지 감소와 동일량 비점감소 atives/index.asp 주차장 Inglewood Demonstration Project, MD(2,000), EPA Nonpoint Source News Notes, May 2005 Issue #75. http://www.epa.gov/owow/inf o/newsnotes/issue75/75issue. pdf ㆍ현존하는 주차 시설의 갱신 ㆍ건설하는데 $4,500 소요 ㆍ기존공법시 $15,000 ~ $20,000 소요 나. 단점 LID 기법의 단점은 기본적으로 환경관리를 자연의 힘에 의존하므로 관리에 자연 자원(대표적으로 토지)을 많이 소요한다는 점이다. 이는 자연자원이 부족한 도시지 역의 경우 적용에 한계를 가져 올 수 있다. 그리고 토지뿐만 아니라 토양, 산림 등 자연자원의 수준에 따라 환경관리 수준이 좌우되므로 처리효율의 산정에 있어 변동 폭이 크다는 단점이 있다. 또 하나의 우려는 도시지역에서 투수기법을 통해 지하로 침투하였을 경우, 지하 공간의 침수와 토양오염 등을 우려하는 경우도 있다. 그러나 이 경우는 적절한 관 - 124 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 리기법을 동원해 충분히 관리할 수 있으며 아직까지는 이와 같은 문제가 LID 기법 적용을 통해 문제가 제기된 사례는 없다. 4. 시사점 지금까지 개발사업자들이 LID 기법과 기존의 빗물관리를 위한 비용을 비교하는 데 도움을 줄 수 있는 자료와 LCC 분석방법에 대해 검토해 보았다. LID 기법의 편 익들에 대해 많은 사례들이 있지만, 이들을 일반적으로 정량화하는 정보는 많지 않 고 특히 우리나라 실정을 반영한 빗물관리를 위해 LID 기법 적용사례 및 이들의 경제성을 분석한 구체적인 사례도 부족하다. LID 기법은 빗물과 비점오염원 관리를 위한 효율적인 기법으로 그 적용성이 이미 평가받고 있으며 오늘날 도시의 무분별 한 확산을 막고 물순환 건전성을 확보할 수 있는 대안으로서 LCC는 LID 기법의 편익을 측정할 수 있는 틀을 제공한다. 앞으로 LID 기법의 설계, 건설, 운영 및 관리를 위한 현재의 비용 자료 수집을 포함한 기술적 연구 들이 필요하다. 또한 LID 기법에 의해 직접적으로 야기된 재산 가치의 증가와 같은 LID 기법의 경관가치 및 2차 이익에 대한 연구도 필요하다. 적 절한 비용과 편익 정보에 바탕을 두고 도시개발자들이 빗물 관리기법에 대한 결정 을 하여야 한다고 본다. 많은 경우에, LID 기법은 비록 투입된 자본비용이 기존의 빗물 대안들보다 더 높을 지라도, 실제로 생애주기 기본에서 가장 비용이 적게 드 는 물환경관리 기법이다. LID 기법의 적용은 아직 보편화되지 않았고 초기비용을 염두에 둔 개발자들의 인식으로 일반적인 적용에 어려움이 있다. LID 기법은 장기적인 관점에서 여러 가 지 도시 및 토지관리 이점을 가져다준다. 정책관리자들은 장기적이고 종합적인 차 원에서 LID에 접근해야하며, 많은 경우에 LID 기법 적용이 가장 비용 효과적인 선 택이다. LID 기법 적용에 있어 비용과 이익 구성요소들은 아직 정량화되지는 않지만, 관 리자들은 여기서 제안한 접근법(LCC)을 사용하여 LID 기법의 도입확산을 위한 경 제적인 타당성을 발견할 수 있을 것이다. 특히 관리자들은 포괄적인 비용측정표를 바탕(<표 3-16>)으로 의사결정을 하여야 하며 LID 기법이 열거된 편익들을 제공하 는지 고려해야하고, 그들이 관심 있는 프로젝트를 위한 자료로 LID 기법의 편익 (<표 3-17>)의 예들을 참고할 수 있다. - 125 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 3-4. LID 기법 적용을 위한 제도개선 방안 유역을 관리하는 데에 유역내 토지이용관리가 중요한 수단임이 밝혀지고 있다. 그러나 토지이용관리는 대부분 개발자에 의해 결정되기 때문에 환경적으로 적정한 관리를 위해서는 토지이용계획 시부터 환경에 대한 영향을 고려해야 한다. 유역에 서의 경제활동 및 개발압력 증가로 인해 유역의 건전성은 단순히 발생한 오염원 처 리만으로는 한계가 있기 때문이다. 따라서 사전예방적 토지이용계획이 수립될 수 있는 방안이 마련된다면, 사후적 관리뿐만 아니라 사전적 관리가 이루어져 환경 및 유역의 건강을 개선하는 효과가 증대될 것이다. LID 기법의 적용은 토지이용과 가 장 밀접한 관련이 있다. 따라서 LID 기법의 적용을 위한 제도개선은 토지이용 관련 법제를 검토할 필요가 있다. 본 절에서는 LID 기법의 적용과 관련된 토지이용계획 과 관련 제도를 검토하고자 한다. 1. LID 기법적용 관련 국내제도 검토 우리나라의 토지이용계획제도는 토지이용계획의 다원화와 용도지역제를 바탕으로 하고 있다. 토지이용이 다 같이 계획에 의거하고 있어 계획에 의한 토지이용과 용 도지역제가 혼동되기도 하며, 이는 국토이용계획이나 도시계획이 기본적으로 용도 지역 지구의 지정을 내용으로 하기 때문이다. 그러나 지역 지구의 지정은 토지이 용계획에서 결정된 토지의 용도와 기능을 계획원칙에 부합되도록 일정한 범위의 토 지에 투영하는 것이기 때문에 엄격히 말하면 계획에 의한 토지이용과는 구별된다. LID 기법은 토지 이용계획과 밀접한 관련이 있으며, LID 기법의 적용성 확대를 위 해서 LID와 관련 있는 현 토지이용 및 계획시스템을 고찰하고자 한다. 가. 토지이용시스템 1) 토지이용계획의 유형 토지이용계획은 제각기 특정 목적달성을 위해 제도화되어 있기 때문에 그 유형이 각양각색이다. 토지이용계획은 토지이용의 가이드라인으로서 지침적 성격을 갖는 비구속적 계획을 비롯하여 직접 토지소유자의 행위를 제한하는 구속적 계획, 개발 사업을 위한 개발계획 그리고 토지의 보전을 위한 보전계획 등이 있다. 대개의 경 우 계획이 수립되면 직접 또는 간접으로 토지이용을 제한하게 된다. 따라서 토지이 용과 관련하여 중요성을 갖는 계획은 국토공간의 개발과 정비에 관한 계획과 직접 - 126 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 토지이용을 규제하는 계획이다. 국토공간의 개발 정비에 관한 계획은 그 목적이나 내용으로 보아 1국토공간의 개발에 관한 계획으로서 국토건설종합계획 2지역공간의 개발과 정비에 관한 계획 으로서 수도권정비계획 등이 있다. 또한 토지이용과 직접 관련되는 계획은 1국토 이용에 관한 계획으로 국토이용계획 2도시의 토지이용에 관한 계획으로 도시계획 등이 있다. 그 밖에도 토지이용을 규제하는 농업을 비롯한 축산업 수산업 공업에 관한 계획, 자원과 관련하여 동력과 수자원의 관리 운영을 위한 계획, 자연환경이 나 관광에 관한 계획 그리고 각종 사업의 실시를 위한 계획 등이 있다. 그러나 국 민생활과 깊은 관련을 갖는 토지이용계획은 구속적 계획에 해당하는 국토이용계획 과 도시계획에 의한 용도지역 등의 지정, 수도권정비계획에 의한 권역구분이라 할 수 있다(유해동, 1998). 2) 토지이용계획의 체계 제4차 국토종합계획(2000-2020)은 세계화, 지방화, 정보화 등 새로운 여건변화에 적극적으로 대응하기 위해 과거와는 달리 국토환경의 보전을 중시하여 국토종합개 발계획 을 국토종합계획 으로 명칭을 변경하여 환경친화적인 계획의 새로운 전기를 제공하고 있다. 계획기간도 과거 10년에서 20년으로 장기화 되고 있으며, 21세기 통 합국토를 실현하기 위해 난개발과 환경오염의 심화로 인한 고질적인 문제를 타파하 기 위해 개발과 환경의 통합이라는 국토의 미래상과 친환경적 국토관리 강화라는 전략으로 토지정책을 진행하고 있다. 기존 국토의 이용에 관한 계획의 최상위 계획으로는 1963년에 제정된 국토건설종 합계획이 있고, 국토이용질서를 확립하기 위하여 국토이용관리법 에 의하여 수립 되는 국토이용계획이 있다. 또한 기존의 국토이용계획은 5개 용도로 도시지역, 준도 시지역, 준농림지역, 농림지역, 자연환경보전지역 구분하고 있었으나, 2003년도에는 도시지역, 관리지역, 농림지역, 자연환경보전지역으로 바뀌었고, 특히 관리지역의 경 우는 보전관리지역, 생산관리지역, 계획관리지역으로 용도가 변경되었다. 그리고 각 용도에 적합하도록 개별법령에 따라 수립되고 시행되는 각종 토지이용계획이 있으 며, 토지이용과 관련된 법은 모두 200여개 정도로 많은 편이다. <그림 3-4>는 우리 나라의 전반적인 토지이용계획 관련 법제 체계도이다. - 127 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 1단계 국토기본법 2단계 지역균형개발법 농어촌정비법 환경정책기본법 자연환경보전법 3단계 수도권 정비계획법 도서 개발촉진법 제주도 개발촉진법 오지 개발촉진법 폐광지역 개발특별법 4단계 도시계획법(도시기본계획, 관리계획) 5단계 도 시 개발법 도시재개발법 개발제한구역 특별법 도시 및 주거환경정비법 6단계 전문계획법 <그림 3-4> 토지이용계획 관련 법제 체계도 토지이용계획 관련 법제 체계도는 크게 6단계 계획체계로 나뉜다. 국토 및 도시 계획 관련체계에 있어서 제1단계 계획체계는 국토계획의 수립절차만 규정하던 기존 의 국토건설종합법 과 국토의 용도를 규정하던 국토이용관리법 등 일부 도시계 획법을 통합한 국토기본법 으로 2003년도에 제정 공포된 단계이다. 2단계는 전국 을 대상으로 하는 종합계획으로 지역균형개발및지방중소기업육성에관한법률, 농 어촌정비법, 환경정책기본법, 자연환경보전법 등을 규정하고 있다. 제3단계는 권역별 종합계획체계로서 수도권정비계획법, 제주도개발특별법, 도서개발촉진 법, 오지개발촉진법, 폐광지역개발지원에관한특별법 등이다. 제4단계는 도시계 획체계로 도시계획법 은 도시의 개발, 정비, 관리, 보전 등을 위한 도시계획의 수 립 및 집행에 관하여 필요한 사항을 규정하기 위해 제정된 법률이다. 제5단계는 특 정지역에 대한 계획으로 주요계획의 내용관련법으로 도시개발법, 도시재개발법, 개발제한구역특별법, 도시및주거환경정비법 등으로 구성되어 있다. 마지막으로 제6단계 계획체제는 도로, 항만, 공항, 핵발전소 등의 특정한 사업에 관계된 계획을 의미한다. 그리고 우리나라의 최근 국토이용체계의 변화를 살펴보면 기존의 국토건설종합계 획 수도권정비계획 토지수급계획 국토이용계획 광역도시계획 도시기본계획 도시계획이 2003년 이후로 국토계획 수도권정비계획 광역도시계획 도시기본계획 도시관리계획 으로 변경되었다. 또한 기존의 도시지역과 비도시지역의 토지이용 구분을 일원화하기 위하여 국토 의계획및이용에관한법률 이 2003년도에 제정 공포되어 이 법에 따라 토지이용계획 체계를 국토종합계획에서 시 도종합계획으로, 다시 도시(군)계획으로 일원화하였다. 따라서 한국의 토지이용계획체계는 국토기본법 에 근거하여 용도지역제를 원칙으 로 국토계획법 에 의한 도시계획관리 방식으로 20년 장기기본계획과 5년 단위 관 - 128 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 리계획으로 나누어진다. 또한 토지이용행위규제로 국토계획법 에 의해 69개 용도 지역 지구지정과 행위규제와 아울러 112개 개별법에 의한 246개 용도지역 지구지 정과 행위규제로 나누어진 체계로 구성되어 있다(임구원, 2004). 3) 토지이용계획의 문제 토지이용계획은 계획적인 토지이용을 통해 토지의 효율적 이용과 능률적인 관리 를 목표로 한다. 그러나 우리의 토지이용계획제도는 용도지역제를 근간으로 아무런 비판도 없이 일본의 용도지역제만을 도입하였기 때문에 여러 가지 문제점에 노출되 어 있다. 종래 우리가 경험한 토지의 공급부족을 비롯하여 난개발, 환경파괴, 지가 상승도 용도지역제로 말미암아 초래된 결과라 해도 과언이 아니다. 토지이용계획은 기본적으로 도시와 비도시를 분리하여 관리하는 이원화체계를 갖 고 있다. 또한 용도지역제에 의거함과 동시에 지구상세계획제도를 보완적인 수단으 로 채용하고 있다. 이러한 특징을 갖는 국내 토지이용계획제도는 다음과 같은 문제 점을 갖고 있다. (가) 구성체계의 문제 기존의 우리나라 토지이용관련 계획체계의 기본 축은 국토건설종합계획에 의한 개발계획, 국토이용관리법 에 의한 국토이용계획, 도시계획법 에 의한 도시계획으 로 구성되어 있어 법의 체계가 복잡하여 어떤 경우 중첩되기도 하며 계획 간의 구 성체계가 미흡한 점이 있었다. 이에 2003년 국토기본법 에 의거하여 법이 새롭게 개편되었지만 여전히 문제점을 안고 있다. 첫째, 새롭게 제정된 국토기본법 은 독자적인 통합기본법이지만 여전히 타법에도 의존하고 있다. 국토계획의 수립절차만 규정하던 기존의 국토건설종합법 과 국토의 용도를 규정하는 국토이용관리법 등 일부 도시계획법을 통합한 국토기본법 으로 체계를 잡았지만 일부 다른 법에 의한 영향을 여전히 받고 있다. 둘째, 국토계획법 에 의한 계획 관리방식의 도입이 구체적이지 못하다. 도시계획 은 크게 20년 장기기본계획과 5년 단위의 관리계획으로 나누어 있지만 현실적으로 계획의 구체성이 결여되어 상세계획을 제시하지 못하고 있다. 셋째, 국토계획법 에 있어서 용도지역 지구지정이 중복되거나 용도 간에도 서로 상충되고 있다. 실질적으로 실효성 없는 용도지역 지정이 많고 특별법에 의해 국 토계획법 이 제약을 받는다. 이외에도 국토전반에 대한 종합적인 공간계획이 부족 하고 계획과 집행기능의 체계적 구성의 연계가 어려우며, 지구단위계획을 적용하는 데도 대상지역이 한정되어 있다는 점 등을 문제로 꼽을 수 있다. - 129 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 (나) 국토계획법 에 의한 토지이용 행위규제의 중복 국토계획법 에 의거한 전반적인 토지이용 행위규제 관련 문제점을 살펴보면 다 음과 같다. 첫째, 토지이용 행위규제체계가 중복되거나 과다지정되어 있다. 우리나라는 토지 이용 행위규제가 국토계획법 과 개별법에 의해 중복되거나 과다한 토지이용 규제 체계를 가지고 있다. 국토계획법 에 의한 용도지역 지정은 69개의 지역지구로 지 정되어 행위규제하고 있고, 개별법에 의한 용도지역 지구 지정은 246개 지역지구로 지정되어 행위규제를 하고 있으나, 중복적이고 과다하게 불필요한 행위규제가 많게 형성되어 있다. 둘째, 용도지역, 용도지구가 국토계획법 도 있지만 개별법에만 의존하는 경향이 강하다는 점이다. 국토계획법 상 용도지역, 용도지구는 자체 토지적성평가 등에 의 해 결정되기보다 각종 개별법에 의해 지정되어 일부 난개발을 부추길 수 있다. 셋째, 도시지역과 비도시지역에서의 이분법적 계획체계를 가지고 있다는 점이다. 종전의 국토이용관리법 과 도시계획법 을 통합하여 제정된 국토계획법 은 도시 계획의 대상을 도시지역에서 비도시지역까지 확대했다. 그러나 도시지역은 종전의 용도지역을 중심으로 상세한 계획이 수립되어 있는 반면, 비도시지역은 다른 개별 법에 의해 용도지정과 규제를 받도록 되어 있다. 이외에도 토지이용 계획체계가 각종 개별법과 특별법에 의해 토지이용규제가 중 복되거나 규제 및 계획 간의 상호질서에 혼란을 야기하는 문제가 있다. (다) 국토계획체계 및 계획수립과정에서의 환경성 부족 국내 토지이용계획은 친환경적으로 토지이용을 계획하고 관리하는데 많은 문제점 을 안고 있다. 우리나라는 용도지역을 도시지역과 비도시지역으로 구분하고 있어 두 지역을 통합적으로 관리하지 못하고 있다. 예를 들어 녹지지역은 도시지역과 비 도시지역에 걸쳐 존재하는데 그 지정이 체계를 이루지 못하고 있는 실정이다. 또한 현행 준도시지역과 준농림지역을 관리지역으로 하고, 이를 다시 보전관리, 생산관 리, 계획관리로 구분하도록 하고 있는데, 규제가 엄격하게 되어 있으며 관리지역의 세분을 위해 토지적성평가를 실시하도록 하고 있으나 관리지역의 세분에 따른 토지 소유자의 반발이 예상된다. 또한, 실질적으로 개발위주의 계획체계에 대응하여 환경 보전을 위한 계획체계가 결여되어 있고, 각급 공간계획에서의 토지의 환경성 평가 및 반영이 미흡하다. 주요 개발계획에 대한 용역행정에 참여한 연구진의 환경의식 의 전문성도 문제가 되고 있으며, 계획수립과정에서 주민의 자율적인 환경보전을 유도하고 참여시키는 프로그램 개발이 제대로 이루어지고 있지 않다. - 130 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 (라) 토지적성평가에 따른 기술적 한계 우리나라에서는 토지관련 차원에서의 적성평가가 제대로 이루어져 활용된 적이 별로 없다. 그동안 토양도에서 토지적성 구분체계와 생태자연도의 녹지자연도에서 등급구분체계를 세웠지만, 이 또한 많은 문제점을 안고 있다. 첫째, 우리나라 전체 토지관리를 위한 토지적성평가 체제가 미흡하다. 현행 토지 적성평가는 개별적이고 부분적인 필요에 의해 형식적인 면이 많다. 이를 전 국토관 리차원에서 보전과 개발 간의 경합을 통합하여 조정할 수 있는 기준도 부족하고, 또한 토지적성평가가 토지이용계획의 정보기반으로서 갖추어야 할 사항이나 요건을 충족시키지 못하고 있다. 즉, 용도 간의 갈등이 발생했을 때 조정하기가 어렵다. 둘째, 토지분류 및 적성구분체계에 있어서 적성구분의 내용이 지엽적이고 제한적 이어서 기술적으로 한계가 있다. 마지막으로 우리나라의 용도지역 분류체계와 토지적성구분체계가 상호 유기적인 연계가 부족하여 공간계획체계의 연계성이 미흡하다는 점을 들 수 있다. 이외에도 체계성이 결여된 자연입지적 토지이용체계와 국토개발사업 추진과정에 서의 환경성 구현의 미흡, 국토개발사업과 도시계획에서 다루어야하는 환경성평가 기법의 개발미흡, 토지이용에 있어서 공익과 사익 간의 갈등 등을 지적할 수 있겠 다. 4) 토지이용의 문제 우리나라 토지이용의 문제는 크게 세가지로 나누어 살펴볼 수 있다. 첫째, 높은 개발압력, 도시적 용지의 부족, 개발의 외연적 확산으로 인한 토지이용의 비효율성 문제이다. 둘째, 용도 간 경합과 공익과 사익의 갈등으로 인한 토지이용의 비형평성 문제이다. 셋째, 녹지의 감소와 생태환경의 파괴에 따른 토지이용에 의한 환경파괴 문제이다(조명래, 2004). (가) 토지의 비효율성 토지는 생산과 생활의 필수요소이다. 우리나라는 지난 40여 년간 세계에서 유래 가 없을 정도로 급속한 산업화와 도시화를 겪으면서 도시적 토지수요가 엄청나게 늘어났다. 2008년 현재 국토면적은 99,828km2이다. 1984~2008년 사이에 도시적 용지 는 1.7배가 늘어난 반면, 농지나 임야와 같은 보전적 용지는 지속적으로 감소하고 있다. - 131 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 3-18> 지목별 토지이용구조 변화 (단위: km2) 구분 198 4 199 0 2,000 2002 2008 전국 99,117 99,274 99,461 99,585 99,828 합계 3,784 4,763 5,372 5,753 6,396 도시 대지 1,797 1,937 2,349 2,426 2,660 적 공장용지 152 246 514 561 703 용지 공공용지 1,841 2,112 2,636 2,766 3,033 농지 21,921 21,855 21,043 21,454 19,798 임야 65,910 65,571 65,139 65,018 64,545 기타 토지 7,502 7,085 7,907 7,360 9,089 자료: 국토해양부, 각년도 도시용지의 지속적인 증가에도 불구하고 전 국토에서 차지하는 도시적 용지는 2008년 현재 6.4%에 불과해 국토여건이 비슷한 일본의 7%, 영국의 13%에 비해 부 족하다. 대지면적을 기준으로 한다면, 국토의 2.7%에 모든 국민이 살고 있고, 0.7% 에서 생산 활동을 수행하고 있는 셈이다. 2000년대 중반 기준, 1ha당 인구밀도를 보 면 서울이 175명으로 런던의 43명, 동경의 53명에 비해 월등히 높고, 도시용지 1km2 당 인구밀도는 8,370명으로 일본의 3,540명보다 2.3배나 조밀하다. 한정된 국토를 효율적으로 이용하기 위해서는 기성시가지의 토지 재활용이 중요 하지만 아직까지 이를 통한 토지 수요충족은 제한적으로 이루어지고 있다. 대신, 사 업이 용이한 도시외곽의 택지개발사업이나 준농림지(현 관리지역)를 개발하여 토지 를 주로 공급하고 있다. 결과적으로 기성시가지는 노후화ㆍ불량화 되고, 높은 건폐 율과 낮은 용적률로 비효율적인 토지이용 형태를 띠게 되었고, 도시외곽은 도시지 역보다 고밀도의 주거지가 조성되고 있다. 이런 추세로 인해, 도시개발의 외연적 확산이 급격히 이루어지면서 도시주변의 무분별한 개발이 가속화되고 있다. 이러한 도시의 외연적 확산이 단순히 개발의 압 력이 높기 때문에 나타난 현상이라기보다, 이를 계획적으로 사전적으로 통제하는 제도적 장치가 부실함으로써 촉진된다는 점이다. 도시인근의 비도시지역이 무분별 하게 개발되는 것은 도심보다 높은 개발밀도(용적율, 건폐율)의 허용, 소규모연접개 발의 방치, 기반시설의 미비 등과 같이 계획적이며 사전적인 통제가 부재함으로서 초래된 결과이다. (나) 토지이용의 비형평성 우리나라는 용도지역제를 바탕으로 토지를 관리하고 있다. 즉, 국토상의 모든 토 지는 토지이용관련 법에 의해 용도지역이 지정되어 있고, 각각의 토지는 주어진 용 - 132 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 도에 맞게끔 이용되어야 한다. 하지만, 상이한 개별법에 의해 용도지역이 중복 지정 되어 있거나, 상충적으로 지정되어 있어, 용도지역 내에서, 그리고 용도지역간 이용 과 보전의 측면이 마찰을 빚고 있는 경우가 허다하다. 용도 간 경합 중에서 극치는 해당 토지의 사익과 공익의 갈등이다. 수요에 비해 공급되는 토지가 부족하기 때문에 토지에 대한 개발은 늘 막대한 이익을 발생시킨 다. 가령, 도시지역의 개발전후 지가상승률은 주거지역이 1.8배, 녹지지역이 1.7배이 며, 농촌지역은 1.6배와 3.8배에 이른다. 그러나 개발이익에 대한 세금부담은 매우 낮아, 공시지가의 30%, 종합토지세의 실효세율은 0.06% 수준으로, 일본의 0.2%, 미 국의 1.4%에 비해 크게 낮다. 이렇듯 토지이용을 둘러싼 공익과 사익의 갈등 심화, 그리고 부적절한 토지이용규제 제도로 인한 부의 불평등 배분은 토지의 공공적 활 용, 특히 미래세대를 위한 보전지역을 설정하는 데 어려움을 가중시키고 있다. (다) 토지이용에 의한 환경파괴 토지수요가 급증하면서 이용할 수 있는 토지가 부족하게 되면, 결국 농경지나 산 림지가 개발될 수밖에 없다. 1984~2008년 사이 농경지와 산림지는 총 3,488km2(전 국 토의 3.5%)가 줄어들었다. 1994년 국토이용관리법 개정 이후 감소폭이 더욱 커져 연평균 2.0% 이상 감소하였다. 녹지공간의 파괴는 단순히 토지용도의 변경에 그치 지 않고 자연환경과 그 생태계가 파괴되는 결과를 수반한다는 데 심각성이 있다. 국립공원 및 백두대간 등 생태적으로 보전가치가 큰 지역에 도로, 댐, 리조트 건설 등의 각종 개발사업이 지속적으로 이루어지면서 광역의 생태계가 훼손되고 있다. 토지이용이 이렇게 반환경적으로 바뀌는 데는 무엇보다 제도적인 문제가 가장 중 요한 원인으로 작용하고 있다. 제도상 보전지역이 지정되어 있고, 일정규모 이상의 개발행위에 대해선 환경성 검토를 하도록 하고 있지만, 각종 토지개발사업의 환경 영향평가제도나 사전환경성검토제도는 개발에 의한 환경훼손을 충분히 억제할 수 있을 만큼 충분치 않을 뿐 아니라 오히려 개발을 조장하는 사례까지 발생하고 있 다. 환경영향평가제도는 대부분 사업용량과 면적이 큰 사업만 대상으로 실시되고 있어 소규모 사업이 누락되며, 사업계획 확정 후에 실시되어 개발사업을 오히려 용 인해주는 측면이 있다. 사전환경성검토제도 역시, 경제개발, 산업, 국토이용, 에너지 등 환경에 미치는 정책들과의 연계가 미흡해 기대된 효과를 제대로 구현하지 못하 고 있는 실정이다. 나. 물순환 관련법 및 지침 최근 들어 중앙부처와 지방단체에서는 물순환에 대한 관심이 고조되고 있으며 대 - 133 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 부분이 빗물관리에 초점을 두고 있다. 빗물관리에 관해서 환경부, 국토해양부, 행정 안전부가 각각 물순환, 보조용수, 재해방지 등 각 부처의 관리목적 달성을 위해 개 별법을 제안하는 등 적극적인 관리의지를 보여주고 있다. 현 단계에서는 물순환 관 련제도는 빗물관리에 중점을 두고 있으며, 이를 중심으로 검토하고자 한다. 1) 빗물관리 관련법 빗물에 관련해서는 환경부가 다음 <표 3-19>와 같은 법률을 통해 실질적으로 관 리를 하고 있으며, 국토부나 행안부는 보조용수 및 재해방지를 위한 빗물관리를 위 해 법안을 제안하고 있다. 환경부는 이미 빗물관리를 위해 수도법 뿐만 아니라 하수도법, 수질및수생태계보전에관한법률, 낙동강법 등 다양한 분야에서 다루 고 있다. <표 3-19> 관련법에서의 빗물관리내용 관련법 빗물관련 주요 내용 수도법 특정규모 이상 운동장, 체육관에 빗물이용시설의 설치 의무화 하수도법 하수도정비기본계획상 우수유출저감시설 설치 계획 수립 명시 수질 및 수생태계 보전 법률 도시개발, 산업단지 조성시 빗물저류, 침투시설 등 비점오염저감시설 설치 낙동강법 빗물, 오폐수 등을 2일 이상 저류할 수 있는 시설 설치 한편 각 부처에서는 관련 지침을 통해 투수성 포장과 녹지공간 확보, 블록형 단 지조성, 지역내외에서의 우수저류시설과 우수침투시설, 유출억제시설 등으로 다양한 빗물관리 시설 등의 설치를 명시하고 있다. <표 3-20> 관련지침에서의 빗물관리내용 지침명 빗물관리 내용 하수도 시설 기준 1우수저류형 우수저류형은 우수유출총량은 변하지 않으나 유출량을 평균화시켜 첨두유출량을 감 소시키기 효과를 발휘함. 이 저류형에는 강우장소에서 우수를 저류하는 onsite저류(공 원, 학교 운동장, 광장, 주차장, 건물사이내의 저류 등)와 유출한 우수를 집수하여 별도 의 장소에서 저류하는 offsite 저류(우수조정지, 다목적유수지, 우수저류관 등)가 있음 2우수침투형 우수침투형은 우수를 지중에 침투시키므로 우수유출총량을 감소시키는 효과를 발휘 함. 이 침투형에는 침투지하매설관(우수침투관), 침투우수받이, 침투성포장 등이 있음. 침투시설은 도시의 경우 지하수 함양대책으로 이용할 수 있음. 하수도 설계기준 우수유출억제 대책 유출억제시설은 크게 지역내 저류, 지역 외 저류와 침투량을 저류하는 지하 침투시설 로 나눌 수 있음 - 134 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 택지개발 업무처리지침 택지개발업무처리 지침 * 환경친화적인 블록형 단독주택용지 조성요령 -우기 시 단지 내 발생우수량을 일시적으로 저류할 수 있는 기능을 갖는 생태연못조 성으로 생태계의 안정성을 도모함 - 단지 내 도로 및 보행로 등의 포장은 가능한 투수율이 높은 다공질 포장재를 이용하 며, 녹지공간을 최대한 확보하여 택지조성으로 인한 유출계수 증가를 최소화하는 방안 을 강구함 우기 시 단지 내 발생우수량을 저류할 수 있는 대연못 등 조성 도시계획시설의 결정, 도로, 보행로, 자전거 도로, 광장, 공공용지 등에 빗물 침투 유도시설 설치 구조 및 설치기준에 유수시설 및 저류시설의 결정기준 및 구조설치 기준 관한 규칙 준도시지역 시설용지지구 개발계획 수립기준 조경기준 -방재계획은 입안대상지역안에서 발생 가능한 재해를 예방함으로 지구내 거주자 또는 이용자의 안전을 도모하기 위해 수립함 -방재계획에는 지구안에서 중점적으로 방재시설을 설치할 필요가 있는 지역과 이를 위한 시설의 종류가 포함되어야 함 보행자용 통행로의 바닥은 물이 지하로 침투될 수 있는 투수성 포장구조이어야 하며, 허가권자가 인정하는 경우에는 그러하지 아니함 하수도법 에서는 우수배제 및 우수유출저감시설설치를 명시, 하수도정비기본계 획 수립시 우수조정지, 우수저류지 및 우수침투시설 등의 우수유출저감시설 설치를 명시하고 있다. 빗물의 순환이용을 위한 빗물이용시설 의무화, 도시개발사업, 산업 단지 등에서 발생하는 비점오염원으로 인한 수질오염 방지 및 생태계 보전을 위하 여 빗물 저류 침투시설 등 비점오염저감시설 설치를 의무화하고 있다. 국토해양부 에서는 빗물을 저류할 수 있는 우수 및 저류시설의 설치기준을 정하고 있다. 이러 한 법들은 배제중심의 기존 빗물 유출수 관리에서 벗어나 빗물의 이용, 침투, 저류 를 다루고 있다. 동일한 기능의 시설이라 할지라도 각 법에서 명시하고 있는 시설 의 명칭이나 목적이 한정됨으로써 중복 및 누락 사항이 발생하고 있다. 2) 부처별 빗물관리 사업 부처별 빗물관리를 보면 교육과학기술부와 국토해양부는 프론티어 연구개발사업 의 일환으로 우수 저류 및 활용 기술 개발 등을 통해서 시설 확대 적용을 위한 관련 요소 기술의 개발, 시설 지침 및 유지관리 매뉴얼 작성, 관련 시범사업을 추진 하고 있다. 또한 효율적인 빗물관리에 관한 연구 를 통해 국토계획법 등 상위법 과 건축법 등 개별법령체계 및 지원체계를 개편할 계획에 있다. 특히 세종시, 혁 신도시 및 기업도시 등의 신도시 개발이 계획에 있으며, 도시 건설시 빗물관리시설 을 도입하여 환경친화적인 도시관리 및 도시 안전 확보를 도모하고 있다. 환경부에서는 물절약 및 비점오염원관리 차원의 빗물 이용시설 확대를 추진하고 있으며, 빗물이용시설 보급 확대를 위한 정책방안 연구(2003) 을 통해 종합운동장, - 135 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 실내체육관 등 지붕면적 2,400m2이상이고 관람객수가 1,400석 이상인 시설물의 신 축 증축 개축 또는 재축하는 경우 빗물이용시설 설치 운영을 의무화한 수도법 상 규정을 확대하고 제도적 행정적 지원 방안을 제시한바 있다. 또한 빗물수집 및 활용기술(2004) 연구과제에서는 빗물탱크 및 주변기기, 빗물처리방법, 빗물탱크 설계 기법 등을 연구하여 건축물을 대상으로 한 빗물이용 가이드라인, 빗물저장조 용량산정 프로그램, 모니터링 기법을 제시하기도 하였다. 행정자치부에서는 주로 방재 측면에서 호우 시 빗물 유출저감 대책으로서 관련 연구를 수행하고 있다. 주요 연구내용으로는 침투통 등의 침투시설과 저류시설의 설치기법과 시설 기준 마련, 유출저감시설 관련 입법화 추진 중에 있다. 행정자치부 에서는 논산, 문경, 문산 등 9개 시범지역에 침투통을 설치하여 각 지점에서의 빗물 유출저감효과를 지속적으로 모니터링하고 있다. 환경부, 국토해양부, 소방방재청등 정부차원에서 이수목적, 치수목적, 비점오염관 리 목적 등 개별적인 목적으로 사업이 추진됨. 빗물관리시설의 다목적, 다기능을 고 려하여 유기적인 연결이 가능한 시설설치가 필요하다. 빗물이용시설 또한 저류시설 로 구분할 수 있다. 다만, 유출수를 저류하고 처리하여 다시 공공수역으로 배출하지 않고 생활용수, 농업용수 등으로 활용할 수 있도록 한다는 차이는 있다. 빗물이용시 설은 유수지와 같은 대형 저류시설보다 홍수저감효과가 미약하지만 총체적으로는 유출저감에 도움을 준다. 또한 저류시설과 동반한 중대형 이용시설은 이용 전 초기 우수처리 과정을 거치기 때문에 발생원관리 효과도 가져온다. <표 3-21>은 서울시, 환경부, 국토해양부에서 제시하고 있는 빗물관리시설에 대한 내용을 비교 정리한 것이다. <표 3-21> 빗물관리시설 관련자료 비교 출처 서울시 환경부 국토해양부 -집수면, 스트레이너의 청결상태 확인 빗물이용시설은 사례를 통해 별도 마련되어 있지 않으며 침전조, 저류조, 처리수조에 대해 주기 빗물이용 제시하고 있으며, 개선 방안은 배수관의 유무에 따라 구분 적으로 확인 시설 침투와 저류에 목적을 두고 기 될 수 있다 -여과시설의 여재, 곤충 확인 술함 -펌프 등 활용설비 확인 선형침투시스템, 저상녹지(생 -기존 하수도 관로 시설에 투수성 재질 태녹지)의 설치, 대규모 저상녹 을 사용하거나 빗물저장시설 다음에 침투통, 침투측구, 침투트 빗물침투 지의 설치, 한국형 뮬데-리골 침투 블록 등 별도의 빗물 침투시설을 렌치, 투수성포장, 투수성 시설 렌 시스템, 투수성 포장, 침투 설치하는 방법이 있음 블록, 침투형 저류시설 통-침투트렌치, 침투조, 녹지 -비포장 침투면, 투수구덩이, 자갈트렌 경계부 디테일 치, 유공관트렌치, 투수조, 투수연못 공공: 학교, 공원, 도로, 공 공간적으로 사람들의 이용빈도 침두시설은 해당 적용지역의 토지이용 침투시설 공건축물 등 가 높아 불투수 포장률은 높지 현황, 토양 표층의 투수성과 지하수위 설치장소 민간: 주택 개발, 대규모 건 만 비교적 초기우수의 오염도 등에 의해 영향을 받으므로 적용대상 축물, 단독주택 등에 적용 가 낮은 주거단지와 공원녹지 지역의 조건을 고려 - 136 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 <표 3-21> 빗물관리시설 관련자료 비교(계속) 출처 서울시 환경부 국토해양부 집수면(지붕, 옥상면, 베란 빗물이용 저류조 분산설치와 말단설치를 빗물저류시설로 표현했으며, 일반적으 다, 벽면 등) 시설 비교(분산설치가 첨두유량을 로 집수면, 처리시설, 빗물저장조, 공급 루프드레인, 집수관, 빗물 집수시설 저감하는데 효과적) 시설 및 배관 등으로 구성 받이 빗물이용 시설 처리시설 초기우수처리장치, 침전조, 여과시설(공급수질에 따라 필요시에 적용) 빗물이용 빗물저장조(FRP, 콘크리 시설 트, 강판 등) 과시설(공급수 저류조 저장시설 질에 따라 필요시에 적용) 용도 처리시설은 집수면에서 빗물과 함께 쓸려온 나뭇잎이나 모래 등의 협잡물 을 필터를 통해 걸러내는 시설 빗물저장조 청소용수, 조경용수, 호수공원 증발량 보충수, 공원 잡용 수경시설, 화장실 세정용수, 도 생활용수, 화장실용수, 조경용수, 공업 수 로노면 청소용수, 학교 친수시 용수 등 음용수 이외의 목적으로 이용 설 자료: 서울시, 2008, 빗물이용가이드라인 환경부,2007, 건전한 생태도시 조성을 위한 빗물관리체계개선 연구용역 국토해양부, 2008a. 빗물관리 및 활용계획 수립과 저변 확대방안 조사연구 다. 물순환 관련 조례 물순환에 관련해 앞서가고 있는 지자체가 한강 수계에 위치한 지자체이다. 한강 유역에 속하는 지자체들은 물관리 및 물순환 조례 및 빗물관리 관련조례를 통해 물 순환 건전성을 회복하려 노력하고 있다. 1) 서울시 서울시의 경우는 도시개발이 본격적으로 진행된 1962년 이후 불투수면적의 증가 로 인해 개발이전에는 땅속으로 스며들었던 빗물이 일시에 지표면과 배수시설을 통 해 하천으로 유입됨에 따라 하천변이나 저지대에서 침수피해가 상습적으로 발생하 게 되었고, 지표유출수가 증가한 반면 지하로 침투되는 빗물의 양이 적어지게 되고 지표면의 증발량도 감소하게 되었다. 이에 건전한 물환경 조성과 빗물관리사업의 추진을 계획하여 가능한 물을 이용, 침투, 유출량을 줄이고 손실을 막도록 하고 있 다. 이를 위해 도시개발 이전의 물순환을 회복시키고자 다양한 빗물 관리시설을 모 색하고 있다. 빗물이용 및 침투시설의 계획은 불투수면적에 따른 지표면 직접 유출 증가량 계산이 가능한 경우 개발전의 유출율을 유지할 수 있도록 설치계획을 수립 하는 것으로 하고 있다. 또한 빗물이용가이드 라인(2008)을 통하여 빗물이용 및 침 투시설의 계획을 불투수면적 증가에 따른 지표면 직접유출 증가량 계산이 가능한 경우 개발전의 유출율을 유지할 수 있도록 설치계획을 수립하는 것으로 하고 있다. 서울시 빗물이용 가이드라인에서는 장소별로 적용 가능한 빗물침투시설을 <표 - 137 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 3-22>와 같이 제안하고 있다. <표 3-22> 장소별 적용 가능한 빗물침투시설 설치장소 토지이용 단독주택 주택단지, 학교 등 공원 등 도로 집수대상 적용침투시설 침투통 침투트렌치 침투측구 투수성포장 도로침투 침투저류조 지붕 건물주변 지붕 건물주변 녹지, 도로, 주차장, 운동장 보차도 구별이 있는 도로의 차도 보차도 구별이 없는 도로의 보도 보차도 구별이 없는 도로 자료: 서울시, 2008, 빗물이용 가이드라인 2) 남양주시 대표적인 예로 남양주시의 물관리 및 물순환 기본조례안(2009.8.14 입법예고)에서 는 물관리 및 물순환의 기본원칙을 유역별 관리의 원칙, 통합적 관리의 원칙, 균형 배분의 원칙, 수요관리의 원칙을 기본원칙으로 규정하고 물관리위원회에서 물관리 중장기전망, 물관리 및 물순환의 기본목표와 정책의 기본방향을 담은 물관리기본계 획을 10년마다 수립하도록 되어 있다. <표 3-23>는 남양주시 물관리 및 물순환 기 본조례안의 주요내용이다. <표 3-23> 남양주시 물관리 및 물순환 기본조례안 주요내용 주요 조항 구체적 내용 남양주시 물관리위원회 물관리에 관한 중요한 정책을 심의 자문 조정 연구하기 위하여 남양주 시 물관리위원회를 둔다. 생태적 건강성과 지속가능한 물환경조성방안을 위한 비점오염관리방안을 비점오염 저감( 안 제22조) 설치한다. 개발사업에 대하여 저영향개발방식(유역의 물순환 회복과 비점오 염원 관리를 동시에 추구하는 기법으로 지표유출 감소 및 여과 침투 기능을 높여 비점오염원을 저감하는 기법)을 적용한 비점오염저감시설을 설치하여 야 한다. 지역주민과 민간단체의 자발적인 수질 및 수생태계 보전을 위하여 활동연 구비 지원과 빗물관리시설 및 중수도 시설의 설치 경우 예산범위내에 보조 물관리사업에 대한 지원 금 지원을 할 수 있도록 한다. (안 제23조 및 24조) 물관리 물순환 시책 추진의 실효성 제고와 주민공감대 형성을 위하여 유역 관리와 수질 및 수생태계 보전을 위한 시책을 추진함에 있어 지역주민 및 민간단체와 상호 지원 협력하여야 한다. - 138 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 또한 남양주시 생태도시 조성을 위한 오염총량관리지침(2009.8개정) 제4조에는 사 업계획부지가 1,000제곱미터 이상인 개발사업의 경우 부지면적의 5퍼센트 이상을 녹지로 조성(도시지역은 제외한다)하여야 하며, 주차장의 경우 잔디블록 또는 투수 성포장 등으로 설치하도록 하고 있다. 또한 사업계획부지가 30,000제곱미터 이상 공 동주택 및 건축연면적 15,000제곱미터 이상인 판매용 건축물(업무용 복합용 건축물 은 25,000 제곱미터 이상)인 개발사업의 경우에는 빗물이용시설 및 중수도를 설치할 수 있다는 내용을 포함하고 있다. 3) 수원시 <표 3-24>는 수원시 물순환 관리에 관한 조례의 주요내용이다. 수원시의 물순환 관리에 관한 조례에서는 물순환 면적률 개념을 도입하고 있다. 이는 자연상태의 물 순환 기능을 가진 토지의 면적비를 말한다. 물순환 면적률의 반영은 도시관리계획 의 물순환 면적률을 반영하여야 하고 물순환 면적률은 물순환 기능정도에 따라 시 장이 정하도록 되어 있다. 관광단지개발사업과 도시개발사업, 산업단지조성사업과 물류단지개발사업, 주택단지조성사업, 택지개발사업, 기반시설 및 도시계획시설에서 는 빗물저류 및 침투시설의 설치를 권고할 수 있다. 침투시설의 규모는 사업대상 부지에서 자연 상태의 투수면적 이상의 빗물순환이 이루어지도록 물순환률을 적용 하도록 되어 있다. 조례 조항 구체적 내용 물순환 면적률 정의 (제2조) <표 3-24> 수원시 물순환 관리에 관한 조례(2009.6.19) 개발되는 면적 중 자연상태의 물순환 기능을 가진 대상의 면적비를 말한다. 물순환 회복사업이란 도시화로 인하여 물순환 체계가 훼손된 것을 건전한 물순환 체계로 복 원하는 사업을 말한다. 물순환 면적율의 반영(제5조) 물순환 관리계획의 내용 물순환 면적률의 반영에 관한 것으로 도시의 건전한 물순환 체계를 구축하기 위하여 국토의 계획 및 이용에 관한 법률에 따른 도시관리계획의 물순환 면적률을 반영하여 야 한다. 이 경우 물순환 기능을 가진 면적비는 개발대상지를 자연의 물순환기능정도 에 따라 시장이 정한 가중치를 고려하여 산정한다. 물순환 면적률의 목표는 제6조에 의한 수원시 물순환 관리계획에 따른다. - 지역 내 물이용 현황 및 향후 산업 인구의 추이변화에 따른 물수요량의 예측 - 도시계획에 의한 물 부족 현황 - 기후변화에 의한 물순환체계의 변화와 대응방안 - 물순환 체계구축을 위한 빗물 지표수 지하수의 물질수지 -물순환체계의 건전성 회복을 위한 지하수와 빗물의 통합적인 관리계획 - 기존 수자원의 사용 저감계획 및 빗물 등 대체수원의 확보계획 - 물순환의 건전성 및 대체수원 확보를 위한 비용의 산정 및 재원조달계획 - 139 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 조례 조항 구체적 내용 빗물관리시설 <표 3-24> 수원시 물순환 관리에 관한 조례(계속) 빗물관리시설의 인증과 설치 권고에 대한 내용을 포함하고 있다(제9조및제10조). -제12조에서는 관광단지개발사업과 도시개발사업, 산업단지조성사업과 물류단지개 발사업, 주택단지조성사업, 택지개발사업, 기반시설 및 도시계획시설에 빗물저류 및 침투시설의 설치를 권고할 수 있다. 빗물저류 침투시설을 설치하는 자는 재해예방, 비점오염원 저감, 지하수 함양 기능을 갖추고 저류된 빗물은 다기능 빗물관리시설로 설치하여야 한다. 침투시설의 규모는 사업대상 부지에서 자연 상태의 투수면적 이상 의 빗물순환이 이루어지도록 물순환률을 적용한다. 이밖에도 성남시, 안양시, 평택시, 부산광역시, 동두천시, 안산시, 구리시, 의왕시, 파주시, 이천시, 양평군, 원주시, 청주시 등에서 빗물이용시설의 설치조례를 제정하 였다. 이 조례는 수도법 제11조의 3의 규정에 의하여 시설을 설치하고자 하는 자 에 대한 설치비용의 지원과 수도요금의 감면 등을 위하여 필요한 사항을 정함을 목 적으로 한다. 자치단체의 장은 빗물이용 시설을 설치하고자 하는 자에 대하여 기술 적 재정적 지원 등에 관하여 노력하도록 하고 있다. 2. LID 기법적용 관련 국외제도 검토 비점오염원 저감은 물순환, 빗물관리 등과 밀접한 관련이 있으며 이를 위한 다양 한 기법들이 있다. 가장 대표적으로 사전예방적 토지이용기법인 LID가 있고 구체적 으로 도시의 녹지기반을 이용한 물순환 및 비점오염원 관리를 위한 Green Infrastructure가 있다. 그리고 최근에 지자체의 도시개발 및 관리조례인 SmartGrowth도 이들의 적용을 제도화한 새롭게 대두되는 도시개발 조례이다. 따라 서 이와 같이 LID, Green Infrastructure, SmartGrowth, SmartCode 등은 모두 서로 연계되어 있다. 여기서는 이들 각각에 대해 사례를 제시하고자 한다. 가. 사전예방적 토지이용기법 LID기법 적용을 통한 비점오염원관리를 위해서는 우선 중앙부처의 법에서부터 각종 개발공사를 시행하는 공공기관의 지침과 시방서에서 까지 각 부문에서 제도개 선이 이루어져야 한다. 그러나 외국의 사례에서 보면 중앙정부의 법 보다는 지자체 에서 조례나 지침을 통해 우선 적용하고 있다. 다음과 같이 LID 기법을 적용한 외국의 사례를 살펴보았다. - 140 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 1) Island County 1998년 12월, 워싱턴주 Island County는 개발자에게 저영향 개발기법의 사용 선 택권을 제공하는 빗물조례(Stormwater Code)를 채택했다. 본 조례의 세부사항은 2000년 1월, 메릴랜드 프린스 조지 카운티에서 입안된 저영향개발 설계전략(Low Impact Development Design Strategies)을 기초로 하고 있다. Island County 빗물조 례는 개발자들이 자신의 개발사업에서 LID 기법을 반영한 사항을 제시해야 한다. 본 지침의 주요내용은 다음과 같다. 유출수 관리 (Runoff Volume Control) : 개발 전에서 개발 후까지 현장 교란을 최소화하고 다양한 BMPs를 통해 개발전의 빗물유출수량을 유지한다. 적용한 BMPs는 목표로 하는 설계 강우에 대해 유출수를 관리할 수 있는 구조이어야 한 다. 유출수 최대 유속관리(Peak Runoff Rate Control) : 저영향 개발은 선정된 설계 강 우에 대하여 개발 전 최대 유속을 유지하기 위하여 설계된다. 이는 개발 이후 침 투 및/또는 저류를 이용하여 이루어진다. 현장에 산재되어 있는 BMPs(예, 빗물정 원(rain gardens), 개방형 수로시스템, 등) 기법을 사용하여 유출수 부피를 조절하 는 것이 목적이며 이러한 유출수 관리기법들이 최대 유출수 유속을 조절하는데 충 분하지 않을 경우, 추가적인 저류 기법을 사용하여 최대 유출수 유속을 조절한다. 수량 빈도 지속시간 관리(Flow Frequency Duration Control) : 저영향 개발은 유 출수 부피 및 최대 유속 조절을 통하여 개발전의 수리학적 상황과 유사하게 설계 되었기 때문에, 개발 후 조건에 대한 수량 빈도 및 지속시간은 개발 전 조건과 거 의 유사할 것이다. 이때, 퇴적 및 침식으로 인한 하류하천 서식지 잠재력에 대한 영향은 최소화될 수 있다. 수질 관리(Water Quality Control) : 저영향 개발은 다양한 관리기법을 이용하여 불투수 지역으로부터의 강우 유출수에 대한 수질관리가 가능하기 위하여 설계되 었다. 수질관리를 위해 필요한 저류는 유출수량을 조절하기 위하여 필요한 저류와 비슷하다. 두 부피 중 큰 것이 필수 보유저류이다. 저영향 개발은 또한 인간 활동 을 수정하여 환경으로 오염유입을 감소시킴으로써 수질악화를 방지한다. 본 조례는 신청인이 개발승인을 위한 사항으로 LID 기법 사용을 제안하는 것을 허용한다. 소규모 개발 프로젝트 신청인은 배수장치 대신에 LID 기법 적용을 통해 지표수 유속조절에 대한 조건을 충족시키는 경우 허가 조건으로 제시할 수도 있다. 2) Issaquah시 Issaquah 시는 인구가 현재 13,790명에서 2020년에는 47,000으로 증가할 것이 예 상되고 있으며, 빠르게 성장하고 있는 도시이다. 이러한 성장가능성은 이미 제한된 - 141 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 지하수 공급, 혼잡한 도로체계 그리고 나빠진 하천 생태계에 더욱 손상을 주게 될 것이다. Issaquah Creek는 멸종위기의 치눅연어(Puget Sound chinook salmon) 서식 지로 중요한 하천이다. 이에 2000년, Issaquah시는 저영향개발 제안을 평가하기 위 한 과정 및 기준을 제공하는 저영향개발을 통한 빗물관리(Issaquah City Code Title 13.28.055) 개정안 10) 을 채택했다. 표준설계와 차이에 대한 허가는 다음을 기준으로 해야 한다. 설계변경은 강우유출수 조절 및 관리에 있어 표준설계와 상응하는 결과를 나타 내야 한다. 설계변경이 개발지역 내에서 저영향개발 목표에 기여하며 그 목표와 일치해야 한다. 제안된 개발 프로젝트가 저영향개발 목표를 달성하고 이의 유지가 보장된다. 개발이 공중 보건 또는 안전을 위협하지 않는다. 개발이 일반적으로 수용되는 공학 및 설계기법과 일치한다. 개발이 다음 중 하 나 또는 그 이상을 촉진한다. - 혁신적인 현장 또는 주택 설계 - 천연 식생을 이용한 현장 빗물 보유 증가 - 현장 전체에 대하여 천연 식생조건의 적어도 60% 유지 - 현재 적용 가능한 규정에 의해 요구되는 것 이상의 현장 수질 개선. - 개발 전 및/또는 자연적인 물순환 조건의 유지 또는 재창조 - 실행 가능한 최대 정도로 효과적인 불투수면의 감소 설계변경이 시 규정에 의거하여 허용되는 것보다 큰 밀도는 허용되지 않는다. 설계변경은 결국 공공 소유권으로 이동되는 시설에서 보다 중대하고 큰 유지관 리 요구사항을 나타내지 않는다. 각각의 이런 프로젝트, 협약, 조건 및 제한과 관련하여 제출되어야 하며 모든 필 수 천연 성장보호 지역권, 불투수 표면 제한 및 책임자가 요구하는 바와 같은 기타 비평적 측면과 결합된다. Issaquah시 법안(Title 13.30)은 또한 빗물을 침투시키는 프로젝트에 대한 인센티 브를 제공한다. 빗물 100%를 침투시키는 프로젝트는 빗물 편의시설 요금에서 최대 50% 할인을 받을 수 있다. 앞에서 언급한 바와 같이, 시는 인센티브를 포함하여 보 다 종합적이고 지속가능한 개발 프로그램을 고려하고 있다. 녹색 거리, 녹색 지붕, 및 투수성 포장 등 이들 조항 중 일부는 LID에 직접적으로 연관된다. 10) www.mrsc.org Legal Resources, City and County Codes, Issaquah City Code Title 13.28.055-142 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 3) Lacey시 1999년, Lacey시 의회는 "무영향(Zero Effect) 11) 배출(Drainage Discharge)" 조례를 제정했다. Thurston County의 Lacey는 31,000 명의 인구 및 80km 2 의 도시면적을 가진다. 시 공무원들은 아무리 작은 유출수 증가라 할지라도 지역 하천을 손상시킬 수 있다는 것을 이해하고 개발에 의한 강우 유출수 증가량이 발생하지 않도록 권장 하는 것을 채택했다. 이는 이 종류의 법안 중 미국 최초로 통과된 법령이다. Lacey 조례의 목적은 지역개발 이후 증발산 및 침투를 포함하는 삼림의 중요기능을 보전 하여 거의 불투수 표면이 제로에 가깝도록 하는 것이다. 본 조례의 목적은 도시 계 획자들이 이를 적용 및 발전해 나가는 새로운 개념으로 본다는 것을 보여준다. 본 조례는 다음을 표명한다. 개발로 인한 유출수 증가가 없도록 토지를 관리한다. 혁신적인 도시 주거 설계 및 기술적용을 통해 수계 내에서 서식지와 지하수 및 지표수의 조건을 개선한다. 현장에 대하여 불투수 표면 생성을 최소화하고 및 자연 서식지 보존을 최대화하 는 목표를 수용한다. 수계의 자연 기능을 보전하고 개선하는 토지이용 개발규정에 대해 실제적인 변 화여부를 모니터링하고 평가한다. 본 조례는 유연하며 특정 설계기준보다는 개발에 대한 달성목표를 제공한다. Lacey 위원회는 일반적인 조례보다는 행정적 다양성을 부여하여 조례의 목표를 달 성하도록 하고 있다. 프로젝트들은 반드시 60퍼센트의 천연 서식지 면적을 보존하고 "영 효과에 가까 운 불투수 표면"을 달성해야 한다. 프로젝트의 다양성은 다음과 같은 조례의 조항을 충족시키는 데 기여할 수 있다: 도로연석 및 수로가 없는 보다 좁은 도로를 건설. 투수포장 시스템을 이용. 천연 삼림을 빗물관리시스템으로 사용. 불투수 표면에서 하천 표면의 배출을 회피한다. 조례의 취지는 본 조례에 따라 건설되는 프로젝트가 지표유출수 배출을 제거하고 수용 수계 및 수중 생물들에게 측정 가능한 영향을 미치지 않는 것이다. 이러한 프 로젝트는 미학적으로 보다 보기 좋고, 건설 도중 침식관리를 거의 또는 전혀 요구 하지 않으며, 도시에 가치를 더해준다. 11) 무영향은 60/0 개발을 말하는 것으로 "60/0"은 60% 삼림면적보존, 0% 불투수 표면을 의미한다. - 143 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 4) Olympia시 Olympia시는 인구가 41,000 명이며, Thurston County에서 빠르게 성장하는 도시 이다. 개발밀도는 증가로 인해 환경 수준을 보호하기 위한 다양한 대책들이 1980년 대와 1990년대에 시행되었음에도 불구하고, 도시 내 수중서식지의 다양성은 계속해 서 저하되고 있었다. 1998년, Olympia는 하천과 수계에서 인간활동과 서식지보호 사이의 균형 을 이루기 위한 방안모색을 시작했다. 모든 시 수계를 검토한 후, 시 의회는 Olympia 서부에 있는 2,600 에이커의 Green Cove Creek 수계에 중점을 두기로 결정했다. 2001년 10월, Olympia 시의회는 Green Cove 유역에서의 도시 개발로부터 수중 서식지에 대한 더 이상의 손상을 방 지하기 위하여 강제적인 저영향 개발 규정을 채택했다. Olympia 시의회는 개발 밀 도, 불투수면적, 구역규모, 개방공간/산림지보호, 도로 설계, 도로 너비, 블록 크기, 주차, 보도, 및 빗물관리 요구사항을 포함하는 종합적인 정책 검토를 하였다. 다음 은 Green Cove 유역에 대한 핵심 정책 변화의 개요이다. (가) 종합계획 수립 Green Cove Creek을 민감한 배출 유역 으로 지정한다. 지정되는 민감한 배출 유역 내의 서식지에 대하여 중대한 악영향을 미칠 수 있 는 신규 고밀도 개발을 피한다. 중요 지역 및 지정된 민감한 배출 유역을 보호하는 개발규정을 제정한다. 지정된 민감한 배출유역 내에서 저영향 개발 규정을 채택하며, 빗물 표준, 주요 지역 규정, 지역제 지정 및 기타 개발 표준을 포함할 수 있다. 특히 지정된 민감한 배출 구역 내에서 자연환경에 대한 영향을 최소화하는 도 로 설계를 도입한다. (나) Olympia시 법령(Municipal Code) 수목보호 강화 및 대체 요구사항을 가지는 새로운 용도지역제를 설정한다. 4,000m 2 당 2~4 단위의 주거 밀도를 가지도록 한다. 이를 위해 두 세대 건축, 타운하우스 및 다가구 사용을 허용한다. 다른 주거 구역과 비교하여 건폐율을 감소시키는 대신 최대 건축 높이를 증가 시킨다. 구역 당 최대 불침투 표면적을 230m 2 로 제한한다. 단독주택개발에서는 일반적으로 허용되지 않는 주차장 등 몇 가지의 토지이용 을 2가구 이상에는 허용한다. 4,000m 2 당 220 그루의 최소 수목 밀도를 요구한다(약 55퍼센트의 수목면적에 - 144 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 해당). (다) 개발 안내 및 공공사업 표준 주거용 블록 한계는 520m를 넘을 수 없다. 진입로 및 보도는 시에서 승인된 투수성 포장으로 한다. 지역 진입도로의 보도는 한쪽에만 설치한다. 보도 식재공간은 일반적으로 요구되는 2.5m에서 필요시 7.5m로 넓힌다. 저영향 개발 단지에서의 주차는 시에서 승인하는 투수 표면으로 건설한다. 침투시설은 경사도가 5% 이하인 경우만 건설되어야 한다. 마을내 도로는 너비가 7.5m이어야 하며, 도로의 측면에 주차가 가능토록 한다. 단지진입로는 주차공간을 가지며 너비가 5.4m이어야 한다, (라) 배수 설계 및 침식 관리 매뉴얼 개발후 최대유출량은 개발전의 2년에서 50년 빈도 첨두유출량의 50%수준이 되 도록 관리하여야 한다. 연중 5월 1일에서 10월 1일 사이에만 유역 내의 벌목과 토지굴착을 허용한다. 자발적인 Lacey 및 Tumwater에서의 LID 조례와 달리, Olympia의 Green Cove 규정은 강제적이다. 2002년 10월, 시는 이 신규 정책에 의거하여 개발에 대한 두 개 의 세부 프로젝트를 수행했다. 5) Pierce County Pierce County는 33만명의 인구 및 4,636km 2 의 면적을 가진다. 이 county는 토지 개발과정 도중 자연 상태의 수리 기능을 유지하고 종래의 빗물관리 방법과 관련된 영향을 감소시키는 방법으로서 저영향 개발기법의 사용을 강구하고 있다. county의 빗물 및 지역개발 규정 내의 LID 개발 부문은 각 단지의 특성에 따라 어떤 LID 기법이 수용가능한 지를 밝히고 있다. 또한 성과대책 및 국가오염원배출 제거시스템(NPDES) 요구사항 준수 측면에서 토지 개발자와 연방 및 주기관에 대해 LID 기법의 확실성을 제공하기도 한다. Pierce County는 워싱톤 주립대학과 협력하여 현재 빗물 관리 및 지역개발 규정 에 대한 LID 부문을 개발하였다. 저영향 개발의 목표는 신규 개발 및 재개발로부터 생성된 빗물을 관리하여 인근 또는 하류 거주자에게 부정적인 영향을 미치지 않으 며 하천, 계곡, 습지 등의 지하수 또는 지표수가 오염되지 않도록 하는 것이다. 저 영향 개발 목표는 다음을 준수하며 달성하도록 한다. 개발지역은 개발전 수준의 빗물 유출량, 수량 빈도 및 지속시간과 수질을 유지 - 145 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 및/또는 회복토록 한다. 이는 해당 지역이 개발된 후 빗물 배출량이 개발전의 2 년에서 50년 빈도 최대유출량의 50% 수준으로 맞추어야 한다는 것을 말한다. 이 지역에 존재하는 천연 식생 및 토양이 개발 전과 유사하도록 한다. 지역 면적의 65%가 천연 토양 및 식생을 보유 또는 복구할 수 있도록 한다. 65%를 달성하지 못한 곳에서는, 신청인이 기타 LID 기법의 사용으로 어떻게 전 체적인 목표를 달성하는지를 보여준다. 현장의 유효 불투수 면적을 10% 이하로 제한한다. 개발된 지역에 대하여 빗물의 침투를 촉진하는 자연적인 현장 특성들을 보유하 고 통합한다. 빗물 수질 및 수량을 관리하는 기존의 전달 및 연못 기술의 사용은 다른 LID 기 법을 모두 고려하여 가능한 최대한도로 사용해본 이후에만 고려되어야 한다. 생물학적 저류(bioretention), 투수성 표면, 개방공간 지표수 분산, 토양 회복 및 기타 분산된 시설을 사용하여 빗물을 가능한 원래 상태에 가깝게 관리한다. 목표를 충족시키기 위하여, 지역계획, 식생저류(vegetation retention), 재조림 (reforestation), 주차장 및 보도 그리고 건물 설계, 또한 최적관리기법 및 모니터 링 요구사항에 관해 개발 각 단계에서 LID가 어떻게 고려되는지를 검토한다. 6) Snohomish County 1990년대 인구 628,000명의 Snohomish County는 혁신적인 설계를 사용한 개발프 로그램을 실시하였다. 이 프로그램은 빗물배출을 감소시키는 개발, 수생태계 조건 개선, 서식지를 보존하고 보다 적은 불투수 표면을 사용하는 주택건설 등을 목적으 로 하고 있다. 프로그램의 요구사항 및 가이드라인은 침투, 수목 저류, 밀도 보너스, 건폐율이 작은 주택설계, 투수가능 포장, 초지 포장과 등급화 및 지역교란의 최소화 등의 LID 개념의 다양성을 위하여 제공한다. county는 특별 위원회를 설치하여 프로그램을 감독하고, 시범 지역을 선정하며, 토지이용 법규의 변경을 추진한다. 위원회 구성은 county 개발부서, 환경 조직, 대 학교수단 및 개발 공동체 대표를 포함한다. Snohomish County 지역은 캐니언 공원 사업센터(수처리 및 지하수 재충전을 위하여 생물도랑(bioswale)을 사용)와 하버 포 인트 마스터 플랜 공동체 (습지를 통하여 지하수를 재충전)를 포함한다. 개발 제안서 제출을 안내하기 위하여, 지역사회는 최소 요구사항 개요 및 사업검 토 체크리스트(요청에 따라 county로부터 사용가능)를 개발했다. 2002년 말까지, 개 발자들은 6개의 프로젝트 설계 콘셉트를 제안해왔다. county는 이중 3개를 채택하 여 시스템에 반영했다. 프로젝트 평가 시스템은 저류(최소 지역의 60%); 불투수성 표면 침투(최소 70%); 경관적 기능향상 및 개발자의 평판 등 3가지를 평가한다. - 146 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 한 프로젝트 제안은 고급 4세대 분양아파트에 대한 것이다. 이 지역은 가파른 경 사와 퇴적토양을 가지는 숲이 우거진 곳이다. 지하 주차장 및 좁은 도로를 가지는 설계는 수목 피복을 보존하고 유출수를 감소시킬 것이다. 투수성 포장은 불투수성 포장 면적을 감소시킬 것이고, 퇴비는 토양을 개선시킬 것이다. county는 이 지역의 현 단일 세대 분류체계에서 이와 같은 종류의 개발로 지역제 법안을 수정할 필요가 있을 것이다. 두 번째 제안인 Wandering Creek은 훨씬 적은 비용이 드는 단일세대 주택에 대 한 것이다. 이 현장은 3면이 습지로 둘러싸여 있다. 고지대는 퇴적토양 위에 있으며 습지 완충지대로 배수된다. LID 특징에는 상층 식생을 보존하고, 지형을 이용하며, 도로구획을 좁히고, 투수성 포장을 사용하며, 건폐율을 일정수준을 정해 최대한 감 소시키는 것이 포함된다. 7) Tumwater 시 Thurston County의 Tumwater 시는 12,730명의 인구와 27.7km 2 의 면적을 가진다. 수 년 전, 시 관리 및 공무원들은 종래 개발기법과 하천 오염 사이의 관계를 인식 하고 수계의 수중 생물을 보호하기 위한 제로영향개발(Zero Effect Development) 조례를 수립하였다. 시는 일반적인 개발사업은 빗물 저류를 방해하고, 빗물 배출이 하천 서식지에 부정적인 영향을 미치며 산림지는 증발산과 및 강우 유출수 침투를 통해 유출수를 줄인다는 일반적인 사실이 수 환경에 가장 중요함을 인식했다. 본 조례는 개발자들에게 주거 및 상업 프로젝트 시 제로영향개발 기법을 사용할 선택 권을 제공한다. 성과 가이드라인 설정은 수용 가능한 프로젝트의 특징을 나타낸다. 본 조례가 설계 안내를 포함하긴 하지만 이는 또한 설계 창의성도 허용한다. 위원 회는 프로젝트 제안서를 검토하고 종래와는 다른 건설 기법을 이용하는 시의 개발 법안에 대한 다양성을 승인할 수 있다. 본 조례에 따라 승인된 프로젝트는 지역 개발 단계에서 삼림 면적의 65퍼센트를 반드시 보존해야 한다. 유출수는 지표수로 배출되어서는 안 된다. (따라서 제로영향 불투수 면적을 달 성) 본 가이드라인은 투수 포장, 투수포장 차고지와 주차장 및 건폐율이 적은 주택 건설을 장려한다. 지붕 유출수는 반드시 침투 또는 이용을 통해 감소되어야 한다. 도로는 응급 차량 의 접근성을 고려하고, 구조는 소방 표준을 보다 엄격하게 충족시킬 필요가 있다. 8) Washington주 교통부 워싱턴 주 교통부는 저영향개발을 통해 고속도로 유출수관리를 위해 1995년 고속 - 147 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 도로 유출수 매뉴얼을 개정하였다. 개정된 매뉴얼에는 다음 세 개의 저영향 개발관 련 사항이 고려되었다. 공원 및 승마장, 보행자 도로 및 저속 도로 표면의 투수성 포장 도로를 따라 만든 생물학적 저류지 빗물 처리를 위한 습지 조성 개정된 매뉴얼의 LID 부문은 2003년 말까지 사용 가능하도록 하며, 계획 명세사 항 비용 평가에 대한 방법론 및 유수 설계 과정의 내용을 포함하도록 하였다. 9) Federal Way시 워싱턴주의 King 카운티내에 있는 Federal Way시에서 LID 기법 도입을 위해 검 토한 결과 필요한 규정들을 화재방지법령, 구획분할, 지표수와 빗물관리, 지역지구 제(zoning) 등을 제시하였다. 구획분할(subdivision) : 구획분할을 위한 조항이 빗물 배수를 위한 자연적인 습 지뿐만 아니라 오픈 스페이스의 보존, 토착 식물의 보존, 중요한 나무들의 확인 과 보호 등이 Federal Way 시의 설계기준에 이미 LID원칙이 반영되어 있음을 확인하였다. 지표수와 빗물관리 : 역시 이 부문도 LID 시행에 장해가 되는 조항은 없었다. 단, 토착식물 보존과 식재, 원 토양의 보존과 토양개량을 위한 최소 요구사항, 불투수면 제한과 빗물 시스템을 위한 표준설계를 포함하도록 제안하였다. 주차 : 많은 지역에서 주차장이 불투수면의 주요한 원인이기 때문에, 불투수면 감소는 불투수 주차장을 줄이는데 중요한 의미가 있다. 주차공간의 최대 주차대 수를 제한하여 불투수면을 줄이거나 최대주차대수가 초과 된다면, 추가된 공간 은 투수성을 설치토록 하였다. 경관 규정들 : 도시경관 규정 들이 이미 LID에 잘 부응하고 토착 식생유지, 자연 습지의 유지, mulching 기준, 중요한 나무의 보호, 주차장과 관련하여 빗물여과 시설로서의 경관을 포함한 LID기술과 투수성 포장이 결합토록 하였다. 도로 LID 기준 및 세부사항 : 도로의 LID 구성요소와 관련하여 세부 사항을 제 안하였다. 예를 들면 간선도로, 지선도로, 주차장, 침투 및 저류 등 각종 빗물관 리 시설, 투수성 포장 등 도로의 LID에 관한 전반적 사항을 제시하였다. Federal Way시는 자발적이고 인센티브에 근거한 Municipal Code내에 LID기준들 을 결합하는 것에 관심이 있다. Municipal code의 검토 결과 code가 이미 LID 컨셉 과 원칙들에 매우 적절하게 반영되어 있다. - 148 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 10) Lake Forest Park시 Lake Forest Park시도 역시 워싱턴주의 King 카운티에 있으며 LID 도입을 위해 시의 규정 중 토지정비와 땅고르기, 나무 보호와 대체, 배수, 구획분할, 공공지로 기 부, Zoning, 주차, 도로설계 기준 등의 규정들을 검토하였다. Lake Forest Park시에 서 주거지 개발을 위한 LID에 적용을 강구하였다. 상업적인 개발을 위해서, Lake Forest Park시는 LID에 인센티브 근거의 접근을 선호하였다. 더 넓은 공지비율을 요구할 경우, 인센티브들을 주도록 하였다. 인센티브는 빗물유출량 감소, 유출수 수 질, 토착식물 보전, 투수성 포장비율 등을 통합하여 개발자에 수여된다. LID를 위한 관련조항들에는 토지정리와 땅고르기, 나무 보호와 대체, 배수관리 등이 추가되었 다. 포함된 기준들은 모든 주거와 상업의 프로젝트들에 필수적으로 적용된다. 토지정리와 땅고르기 : Lake Forest Park시에서는 현재의 토지정리와 땅고르기를 개선하여 행정상의 요구와 LID BMP(Best Management Practices)를 반영하도록 요 청하였다. 가장 중요한 개정사항들은 NPDES Phase II permit의 요구뿐만이 아니 라 추천된 LID 기법들을 다 이행할 수 있도록 기본실행 사항으로 추가한 것이다. 나무 보호와 대체 : Lake Forest Park 시는 이미 나무보호를 위한 규정들에 LID 방식을 이미 적용하였고, 다음의 요구사항들을 포함하고 있다. - 식재 후 최소 3년간 관개 - 수문학적으로 안정된 관목과 지표식물의 하목층 식재 - 개발지역에서 이식한 나무는 개발 지역과 동일한 배수구역내 이식 - 지역 자생종 식재 - 나무에 인접하여 나무뿌리를 손상시키는 활동 금지. 배수 : Lake Forest Park는 배수계획 설계를 위해 King County Surface Water Design manual(2005)을 채택했고, 배수 계획들을 제출하기위해 요청된 모든 프 로젝트들은 반드시 이 매뉴얼을 따라야 한다. 건설기간 동안의 투수면의 보호를 위한 요구사항들을 추가되었다. 주차 : Puget Sound 관할로부터 주거, 상업, 그리고 교육을 위한 주차 공간표를 제공했다. 또한 자연저류 지역을 위한 주차장으로 사용하기 적합한 투수성 도로 에 대한 기준을 제공하였다. 조경 : 본래의 식물과 토양 보호와 개정 권고들은 이 장에 추가되었다. 권고 사 항들은 현존하는 단독주택 부지의 프로젝트를 제외하고, 상업적, 주거 개발 등 의 새로운 사업에 있어서는 의무 사항이다. 도로기준 : Lake Forest Park시는 King County Road 기준을 사용하고 있다. LID전략과 기술들이 도로건설에 통합될 수 있도록 King County Road 기준안 을 수정했다. - 149 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 나. Green Infrastructure LID 기법 도입에 관한 제도화는 미국에서는 현재 다양한 수단을 통해 도입되고 있다. 특히 지자체별 각종 개발관련 법이나 지침에서 물순환, 비점관리, 환경보호 등과 연계하여 녹지기반(green infrastructure) 적용이 확대되고 있다. 녹지기반도 일 종의 LID기법의 하나로 간주될 수 있으며 구체적인 사항은 다음과 같다. 1) 펜실바니아주 펜실바니아주의 필라델피아시는 2009년 강우 유출수 관리를 위한 녹지기반(green infrastructure)구축에 향후 20년간 16억 달러를 투자하기로 하였다(Smartgrowth News, 2009년 9월 27일). 필라델피아는 매년 강우시 하수도에서 넘쳐흐르는, 5천3백 만톤의 강우유출수를 관리하기 위해 화단, 주차장, 침투포장, 가로수 개선, 도로변 완충지대를 통해 침투촉진 사업을 추진하기로 하였다. 이러한 계획에 대해 EPA에 서는 필라델피아시의 노력은 미국 전역에서 녹지기반을 가장 중요하게 생각하는 계 획이자 가장 규모가 큰 계획으로 바람직하다고 하였다. 현재의 필라델피아 하수 시스템으로는 필라델피아 지역 중 약 60% 정도의 생활 하수와 도로유출수를 처리할 수 있는데, 이는 건기에는 문제가 없으나, 비가 약 25mm만 와도 넘쳐 문제를 일으킨다. 도시의 164개의 유출구에서 넘쳐 흘러나온 오 우수에는 유류, 잡동사니 쓰레기, 오물 등이 섞여 있는데 이들이 흘러가서 공공 수역의 박테리아 수치가 급격히 높아지게 된다. 필라델피아 엔지니어들은 이 문제 를 고민하다, 결국 녹지기반 방식을 선택하기로 결정하였다. 이에 따라 필라델피아 는 불투수성 도로와 포장을 투수성 혹은 흡수 재질로 바꾸기로 하였고, 각 가정의 홈통 아래에는 푸른색 재활용 통(1배럴 짜리)을 두어 빗물을 모으도록 하였으며, 1,400m 2 에 이르는 빗물집수 장치를 설치하는 프로젝트도 추진하기로 하였다. 그리 고 2010년 7월부터는 수도국에서 각 시설물의 불투수면에 따라 수돗물 가격을 달리 하는 정책을 펴기로 하였다. 예를 들면, 12,000m 2 이상의 대규모 아스팔트 주차장을 가지고 있는 건물과 같은 경우 수돗물 사용 요금이 더 많이 부과될 예정으로 이러 한 건물은 불투수면을 투수면으로 바꾸도록 지도하고 있다. 2) 일리노이주 일리노이주는 수자원을 지속가능하게 공급하기 위해서는 녹지기반이 그 해답임을 천명하였다(Smart growth News, 2009년 10월). 환경보전 전문가, 수자원 시스템 실 무자들, 지역 환경보호론자 들은 모두 강우유출수를 녹지 기반을 통해 관리하는 것 이 수자원을 지속적으로 공급하고 지역의 미래 물 부족을 막기 위한 핵심적 요소라 - 150 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 고 의견을 모았다. 일리노이 주의 지속적인 물 공급을 위한 최근의 지역 토론에서 녹지 기반 방식은 주요한 의제가 되었는데, 메트로폴리탄 계획위원회(Metropolitan Planning Council)가 이를 적극 지지하였다. 회의의 결과보고서 제목은 우물이 마 르기 전에 : 일리노이주에 지속가능한 수자원 공급을 위해서(Before the Wells Run Dry : Ensuring Sustainable Water Supplies for Illinois) 이다. 이 보고서에 따르면, 일리노이주는 2015년경에 장기간의 물부족을 겪게 될 것인 데, 녹지 기반 계획을 실시하게 되면, 일리노이주가 미시간호에서 물을 취수하는 용 량을 30%까지 늘릴 수 있게 된다. 녹지 기반 방식은 토지 이용과 개발에 관련되어 있듯이, 현대의 도시 물 관리 방식에 해법을 제시할 수 있다. 녹지 기반은 또한 떨 어지는 빗물을 모음으로써 강우 유출수를 관리하게 된다. 시카고, 밀워키, 오로라 등과 같이 점점 더 많은 지역에서 녹지 기반 방식의 지역이 늘어나고 있다. 미국 재건과 재투자를 위한 법안(The American Recovery and Reinvestment Act of 2009)에 따르면 특히 그린 프로젝트를 위해 보류 자금의 20%를 투입하도록 되어 있어, 몇몇 주는 이 기금을 이용한, 다양한 녹지 기반 프로젝트를 시작하였다. 녹지 기반 프로젝트를 하고 있는 대표적인 주는 캔사스, 뉴욕, 펜실베이니아, 오클라호마 등이다. 3) 콜로라도주 콜로라도주 녹지(tree canopy)는 공기오염 방지, 강우유출수 관리에 소요되는 비 용 지출을 대폭 절약할 수 있게 한다(Birmingham News, 2003년 12월 17일)고 발표 하였다. 콜로라도주 제퍼슨 카운티의 강우유출수 관리국의 연구에 따르면, 제퍼슨 카운티(Jefferson County)와 쉘비(Shelby)와 성 클레어 카운티(St. Clair Counties)의 캐하바 강 유역의 67%를 덮고 있는 녹지로 인해 대기오염 방지에 드는 비용, 약 1 억 1천 7백만 달러를 절약하는 효과가 있고, 강우 유출수를 저감하는데 드는 비용, 약 1억 3천 1백만 달러를 절약하는 효과가 있다고 한다. 이는 미국 농무부에서 지 원한 20만 달러로 이루어진 연구에서 밝혀진 결과인데, 연구에서는 위 지역 내의 26개 도시에 대해 자연 보호 부처를 만들고 일련의 추천 수종( 樹 種 ) 들을 식재하여 보호 관리할 것을 권장하였다. 4) 켄터키주 하수처리국(Sanitation District, 이하 줄여서 SD), 북부켄터키((EPA홈페이지; Stormwater Management Handbook :Implementing Green Infrastructure in Northern Kentucky) 하수처리국은 하수를 처리하며 강우유출수를 관리하는 책임을 맡고 있는 기관이다. 하수처리국이 담당하고 있는 지역에서는 최근 급격한 인구증 - 151 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 가가 일어났는데, 이로 인해 해당 관할 지역의 하수처리시스템 처리용량을 초과하 게 되었다. 동시에 개발로 인해 점점 더 많은 장소가 건물, 도로, 주차장과 같은 불 투수면으로 뒤덮이게 되었다. 이로 인해 강우유출수의 증대가 초래되었고, 게다가 불투수면으로 인해 강우유출수가 흡수되는 대신에 흘러넘치게 되었다. 즉, 인구 증 가와 토지 개발은 북부켄터키 지역의 합류식 분류식 하수관거가 흘러넘치는 주된 원인이 되었다. 2007년 4월 해당 지역의 하수와 강우유출수 처리 기관인 하수처리국은 하수 범람 에 대한 대안 마련을 위해서 미국 환경 보호청(EPA), 켄터키 에너지와 환경위원회, 미국 법무부와 함께 협의를 하였다. 여기서 북부켄터키 지역의 커뮤니티와 미국 다 른 지역의 커뮤니티가 그 지역 전체와 인근 지역에서 강우 유출수를 다루기 위해 채택할 수 있는 각 특정 장소별 녹지 기반 전략들을 논의하였다. 비가 내리는 장소 와 최대한 가까운 곳에서 빗물을 흡수하고 유속을 느리게 하고 빗물도 거르는, 자 연 내적인 능력을 이용하는 강우 유출수 관리 방식이 바로 녹지 기반 전략인 것이 다. 위와 같은 배경하에, 수질을 보호하고 개선하기 위한 혁신적인 방침을 발견하고 적용하기 위해 노력하고 있는 하수처리국은 당면한 급격한 성장 압력과 자주 흘러 넘치는 복합식 하수시스템에 대한 해결책으로, 수질 악화나 갑작스런 범람을 일으 키지 않으며 지속가능한 경제 성장도 도모하는 해결방안을 수립하였다. 이러한 맥 락에서 북부켄터키 마을이 경제적 번영과 함께 강우 유출수의 범람을 관리하고 감 소시키고자 벌이는 노력에 보탬이 되고자 녹지 기반 핸드북 12) 을 만들게 되었다. 핸 드북에는 강우 유출수를 관리하고 매력적이면서 걷기 편한 마을을 만들 수 있도록 하는 토지 이용 정책과 전략이 소개되어 있다. 구체적으로 핸드북에 소개된 전략과 정책, 그리고 마을 디자인은 북부 켄터키 마을 하천의 수질 오염을 막고, 강우 유출 수의 양을 줄이며, 수중 생태계를 보호하는 동시에 부가적으로 마을 편익도 증대시 켜서, 생활하기에 더욱 즐거운 장소로 마을을 만들 수 있도록 하는 것이다. 즉, 환 경적으로 신뢰할 수 있는 계획과 함께 대안적인 디자인을 제시하고자 하는 것이다. 다시 말해, 지역의 성장을 억제하지 않으면서 강우 유출수를 감소시킬 수 있도록 각 지역에 적용될 수 있는 토지 이용 정책과 전략을 제시하고자 하는 것이 핸드북 의 목표이다. 5) 아르캔자스주 아르캔자스주의 Conway시는 2007년 도시개발지침에서 개발계획 수립시 2만m 2 12) 제목은 다음과 같다. Stormwater Management Handbook Implementing Green Infrastructure in Northern Kentucky Communities, May 2009-152 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 이상의 개발사업에 대해서는 100년 주기의 집중호우에 대비할 수 있을 정도로 빗물 로나 방수로를 준비하는 내용이 포함되도록 했다. 강우 유출수량 계산, 방수로 규모 산정, 100년 주기의 호우에 대한 예측 등은 전문적인 엔지니어가 작성토록 하고, 검 토와 승인은 시에서 하도록 했다. 그리고 강우 유출수 양을 계산할 때에는 시에서 승인된 절차에 따라 통상적이고도 공인된 방법론을 적용하여야 한다. 10년 빈도의 집중 호우를 감당하지 못하는 토지나 혹은 조성 단지에 대해서는 강 우 유출수 저류 장치나 강우 유출수 유출 저감 장치를 설치하여야 한다. 강우 유출 수 저류 장치는 강우 유출수를 모았다가 외부로 연결된 관을 통해 이를 빼낼 수 있 도록 필요한 저장 용량을 확보하고 강우 유출수가 하류배수관의 용량을 넘지 않도 록 만들거나, 토지가 조성되기 이전 상태의 강우 유출수 배수량을 계산하여 이를 넘지 않도록 설계되어야 한다. 저류시설은 25년 주기 집중호우 빈도를 고려하여 설 계되어야 한다. 저류지는 심미적 목적을 고려하고 유역으로부터 모이는 지표수의 원활한 배수를 위해 유역 경사가 완만하도록 만들 수 있다. 다. SmartCode LID와 동일한 의미의 기법을 도시차원에서 접근하는 것이 미국의 지자체에서 본 격적으로 도입되고 있다. 특히 지자체별 각종 개발관련 법이나 지침에서 자연자원 관리, 물순환, 비점관리, 환경보호 등과 연계한 SmartCode가 확대되고 있다. 구체적 인 사항은 다음과 같다. 1) 미시시피주 미시시피주 Gulport(Mississippi version 1.0 13 February 2007 - Smart Code)에서 는 각종 지역별 입지계획에서 다음과 같이 규정하였다. A r t i c l e 3. N e w C o m m u n i t y S c a l e P l a n s 3. 5 E N V IR O N M E N T A L R E QU IR E M E N T S 3. 5. 1 일 반 규 정 3. 5. 2 자 연 지 역 과 농 촌지 역 에 대 한 특별 규 정 ( T 1- T 2 ) a.와 b. 생략 c. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-25>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. d. 가능한 곳이면 어디든 도로 가장자리에 침투지를 만들고 강우 유출수를 유도하여 주로 저류와 침투 방법을 적용함으로써 도로의 강우 유출수 관리를 하도록 하고, 현 행 주 및 연방의 법률의 규정과 충돌하지 않는 범위에서 강우 유출수 관리가 이루어 지도록 한다. e. 강우 유출수 저류지가 필요할 경우, 어느 경우에나 이는 자연적으로 형성되어야 - 153 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 하고, 만들어져야 하며, 토착 습지 식물들이 식재되어야 한다. 3. 5. 3 도 시 교 외 지 역 특별 규 정 ( T 3) c. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-25>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. d. 가능한 곳이면 어디든 도로 가장자리에 침투지를 만들고 강우 유출수를 유도하여 주로 저류와 침투 방법을 적용함으로써 도로의 강우 유출수 관리를 하도록 하고, 현 행 주 및 연방의 법률의 규정과 충돌하지 않는 범위에서 강우 유출수 관리가 이루어 지도록 한다. e. 강우 유출수 저류지가 필요할 경우, 어느 경우에나 이는 자연적으로 형성되어야 하고, 만들어져야 하며, 토착 습지 식물들이 식재되어야 한다. 3. 5. 4 일 반 도 시 지 역 특별 규 정 ( T 4, T 4 + 와 T 4 L지 역 포 함 ) c. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-25>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. d. 도로와 대지의 강우 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주 로 지하 하수관거를 통해 강우 유출수 관리가 이루어지도록 만들어 현행 주 및 연 방, 시 자치 규정, 혹은 광역 자치 규정과 충돌하지 않는 범위에서 강우 유출수 관리 가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지의 경우 따로 강우 유출수를 위한 저류지 를 만들 필요는 없다. 3. 5. 5 도 시 중 심 지 역 특별 규 정 ( T 5) c. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-25>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. d. 도로와 대지의 강우 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주 로 지하 하수관거를 통해 강우 유출수 관리가 이루어지도록 만들어 현행 주 및 연 방, 시 자치 규정, 혹은 광역 자치 규정과 충돌하지 않는 범위에서 강우 유출수 관리 가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지의 경우 따로 강우 유출수를 위한 저류지 를 만들 필요는 없다. 3. 5. 6 도 시 핵 심 지 역 특별 규 정 ( T 6 ) a.와 b. 생략 c. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-25>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. d. 도로와 대지의 강우 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주 로 지하 하수관거를 통해 강우 유출수 관리가 이루어지도록 만들어 현행 주 및 연 방, 시 자치 규정, 혹은 광역 자치 규정과 충돌하지 않는 범위에서 강우 유출수 관리 가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지의 경우 따로 강우 유출수를 위한 저류지 를 만들 필요는 없다. A r t i c l e 5. B u i l d i n g - S c a l e P l a n s 5. 3 도 시 교 외 지 역 특별 규 정 ( S P E C IF IC T O T 3 Z O N E S ) 5. 3. 6 환 경 기준 ( T 3) a.와 b. 생략 c. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-25>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. d. 기술적으로 가능하다면, 공공 용지 공터에 습지를 만들거나 개인 사유지에 저류지 침투지를 만들어 강우 유출수 관리를 하도록 하고, 이는 현행 주 및 연방의 법률, 시 자치 규정, 혹은 광역 자치 규정과 충돌하지 않는 범위내에서 이루어지도록 한다. - 154 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 5. 4 일 반 도 시 지 역 에 대 한 특별 규 정 ( S P E C IF IC T O T 4 Z O N E S ) 5. 4. 6 환 경 기준 ( T 4 L, T 4 + ) c. 건물의 경우 <표 3-25>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한 된다. d. 강우 유출수의 관리는 현행 주 및 연방의 법률, 시자치 규정, 혹은 광역 자치 규 정과 충돌하지 않는 범위 내에서 주로 땅 밑의 강우 유출수 하수관거를 통해 부지 외의 공간에서 이루어지도록 하여야 하고, 개인 사유지에 침투지나 저류지를 만들 필요는 없다. 5. 5 도 시 중 심 지 역 에 대 한 특별 규 정 ( S P E C IF IC T O T 5 Z O N E S ) 5. 5. 6 환 경 기준 ( T 5) c. 건물의 경우 <표 3-25>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한 된다. d. 강우 유출수의 관리는 현행 주 및 연방의 법률, 시자치 규정, 혹은 광역 자치 규 정과 충돌하지 않는 범위내에서 주로 땅 밑의 강우 유출수 하수관거를 통해 부지 외 의 공간에서 이루어지도록 하여야 하고, 개인 사유지에 침투지나 저류지를 만들 필 요는 없다. 5. 6 도 시 핵 심 지 역 에 대 한 특별 규 정 ( S P E C IF IC T O T 6 Z O N E S ) 5. 6. 6 환 경 기준 ( T 6 ) a.와 b. 생략 c. 건물의 경우 <표 3-25>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한 된다. d. 강우 유출수의 관리는 현행 주 및 연방의 법률, 시자치 규정, 혹은 광역 자치 규 정과 충돌하지 않는 범위 내에서 주로 땅 밑의 강우 유출수 하수관거를 통해 부지 외의 공간에서 이루어지도록 하여야 하고, 개인 사유지에 침투지나 저류지를 만들 필요는 없다. <표 3-25> 토지이용별 smartcode 지표 구분 T1 T2 T3 T4L T4+ T5 T6 토지이용 자연지대 농촌지대 교외지대 도시외곽 중심상업 도시지대 도심지대 지대 지대 건폐율 - - 60%이하 70%이하 70%이하 90%이하 90%이하 주거 불허 제한허용 제한허용 한정허용 한정허용 허용 허용 건물 숙박 불허 제한허용 제한허용 한정허용 한정허용 허용 허용 기능 사무실 불허 불허 제한허용 한정허용 허용 허용 허용 상업 불허 불허 제한허용 한정허용 허용 허용 허용 2) 캔사스주 캔사스주의 Lawrence시(2008. 5) SmartCode는 다음과 같이 이 역시 일반적인 코 드와 같이 불투수율 등을 주요 테마로 다루고 있다. - 155 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 A r t i c l e 5. B u i l d i n g - S c a l e P l a n s 5. 2 자 연 지 역 과 농 촌지 역 에 대 한 특별 규 정 ( T 1 & T 2 ) 5.2.2 공공용지 공터는 하층 식생과 함께 다양한 수종의 나무를 포함하여야 하고, 이 들이 자연스러운 형태로 군락을 이루어야 한다. 잔디는 허가를 얻어야만 심을 수 있 다. 경관을 이루는 식물들은 관개, 시비( 施 肥 ) 그리고 유지에 최소한의 노력이 드는 자연적 식물들이 주가 되어야 한다. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-26>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. 공로에 대 한 강우유출수 관리는 보도 가장자리의 낮은 침투지로 강우 유출수를 유도한 다음 이를 저류하거나 침투시켜 관리한다. 5. 3 도 시 교 외 지 역 특별 규 정 ( T 3) 5. 3. 6 환 경 기준 ( T 3) a. 생략 b. 각 대지별 불투수면은 <표 3-26>에 나와 있는 불투수면 비율을 초과해서는 안된 다. c. 강우 유출수 관리는 개인 사유지에서 저류와 침투를 통해 이루어지거나 건물 앞 의 공지에 조성된 침투지를 통해 주로 이루어져야 한다. 5. 4 도 시 일 반 지 역 에 대 한 특별 규 정 ( T 4 L, T 4 + ) 5. 4. 6 환 경 기준 ( T 4 ) a. 생략 b. 생략 c. 건물의 경우 <표 3-26>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한 된다. d. 도로와 대지의 강우 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주 로 지하 하수 관거를 통해 강우 유출수 관리가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사 유지의 경우 따로 강우 유출수를 위한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. 5. 5 도 시 중 심 지 역 에 대 한 특별 규 정 ( S P E C IF IC T O T 5 Z O N E S ) 5. 5. 6 환 경 기준 ( T 5) a. 생략 b. 생략 c. <표 3-26>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. d. 강우 유출수의 관리는 현행 주 및 연방의 법률, 시가지 규정, 혹은 광역 자치 규 정과 충돌하지 않는 범위내에서 보도 연석을 통해 유도되어 주로 땅 밑의 강우 유출 수 하수관거를 통해서 이루어지도록 하여야 한다. 개인 사유지에 침투지나 저류지를 만들 필요는 없다. 5. 6 도 시 핵 심 지 역 에 대 한 특별 규 정 ( S P E C IF IC T O T 6 Z O N E S ) 5. 6. 6 환 경 기준 ( T 6 ) a. 생략 b. 생략 c. 건물의 경우 <표 3-26>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한 된다. d. 강우 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주로 지하 하수 관거를 통해 강우 유출수 관리가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지의 경우 따 로 강우 유출수를 위한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. - 156 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 <표 3-26> 캔사스주 smartcode 지표 구분 T1 T2 T3 T4 T5 T5.5 SD 토지이용 자연지대 농촌지대 교외지대 일반도시 중심상업 도심지대 특별 지대 지대 지대 건폐율 특성고려 특성고려 60%이하 70%이하 80%이하 100%이하 - 주거 불허 제한허용 제한허용 한정허용 허용 허용 특성고려 건물 숙 박 불 허 제한허용 제한허용 한정 허용 허 용 허 용 기능 사무실 불허 불허 제한허용 한정허용 허용 허용 상업 불허 불허 제한허용 한정허용 허용 허용 공원 허용 허용 허용 불허용 불허용 불허용 공공 녹지 불허 불허 허용 허용 허용 허용 용지 광장 불허 불허 불허용 허용 허용 허용 운동장 허용 허용 허용 허용 허용 허용 3) 택사스주 택사스주의 El Paso, San Antonio, Leander 지역에서는 각각 SmartCode 관련 제 도개선을 하였다. 각 지역에서는 빗물관리와 관련하여 지역의 SmartCode 규정에 건물의 빗물 관리 조항을 만들었는데, 그 상세한 내용은 다음과 같다. 엘파 소 A r t i c l e 5. B u i l d i n g S c a l e P l a n s 5. 13 자 연 배 수 기준 5. 13. 1 T 3, T 4, T 5, T 6 Z o n e s 에 대 한 일 반 기준 a. 건물은 지붕에 4인치 깊이의 흙을 깔고 한발에 강한 식물들을 심어야 한다. 지붕 녹화 집중 건물로 승인 받은 경우, 4인치 이상의 흙을 깔고 더 큰 식물과 나무를 심 어야 한다. b. 발코니에서 강우 유출수가 흘러나오는 것을 막는 화단을 발코니에 만들어야 한다. c. 담벼락 녹화가 허용되는 경우, 비침투성의 종으로 제한된다. d. 건물에서 흘러나오는 강우 유출수를 저장하고 다시 재사용하기 위해 저수탱크가 설치될 수 있다. 5. 13. 2 T 3 Z o n e 에 대 한 특별 기준 a. 경관을 이루는 식물들은 관개, 시비( 施 肥 ) 그리고 유지에 최소한의 노력이 드는 자연적 식물들이 주가 되어야 한다. 5. 13. 3 T 3과 T 4 Z o n e s 에 대 한 특별 기준 a. 뻣뻣한 풀 대신에 가능한 한 여러 곳에 자연적인 다년생 식물이 심어져야 하고 이를 통해 높은 다양성을 획득할 수 있어야 한다. 이러한 작물들은 보도보다 높이 심는 것이 아니라 낮게 심어져야 한다. 5. 13. 4 T 4, T 5, T 6 Z o n e s 에 대 한 특별 기준 a. 경관을 이루는 식물은 흙다짐(soil compaction, 토양 경화)을 잘 견디는 종들로 주 로 구성하여야 한다. b. 화단은 밑이 뚫려 있도록 만들어야 하고, 자연적인 식물들로 채우고 물이 자연스 럽게 위를 흐르도록 만들어서 건물의 강우 유출수를 모을 수 있게끔 건물 옆에 만들 어야 한다. 자갈도랑 배수로(French Drain)나 숨겨진 파이프를 경유해서 강우 유출 수가 화단으로 보내지도록 설계하고 안뜰이나 인접 보도에 화단을 설치하여야 한다. - 157 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 샌안 토 니 오(2007. 12) : S E C T IO N 35-2 0 0 9 S e c t i o n ( d ) De v e l o p m e n t P a t t e r n s ( d ) ( 6 ) E N V IR O N M E N T A L a n d S T R O M W A T E R R E QU IR E M E N T S B. 자 연 지 역 과 농 촌지 역 에 대 한 특별 규 정 ( T 1- T 2 ) 4. 불투수면은 최소한으로 하고, 불투수면은 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같이 건물 에 따라 표면의 불투수면 비율이 달리 제한된다. 5. 도로 가장 자리의 침투지로 강우 유출수를 유도하여 주로 저류와 침투 방법을 적 용함으로써 도로의 강우 유출수를 관리한다. C. 도 시 교 외 지 역 특별 규 정 ( T 3) 4. 불투수면은 최소한으로 하고, 불투수면은 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같이 건물 에 따라 표면의 불투수면 비율이 달리 제한된다. 5. 도로 가장 자리의 침투지로 강우 유출수를 유도하여 주로 저류와 침투 방법을 적 용함으로써 도로의 강우 유출수를 관리한다. D. 도 시 일 반 지 역 에 대 한 특별 규 정 ( T 4 ) 4. 불투수면은 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같이 건물에 따라 표면의 불투수면 비 율이 달리 제한된다. 5. 도로와 대지의 강우 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주 로 지하 하수관거를 통해 관리가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지의 경우 따 로 강우 유출수를 위한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. E. 도 시 중 심 지 역 에 대 한 특별 규 정 ( T 5) 4. 불투수면은 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같이 건물에 따라 표면의 불투수면 비 율이 달리 제한된다. 5. 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주로 지하 하수 관거를 통해 관리가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지의 경우 따로 강우 유출수를 위 한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. F. 도 시 핵 심 지 역 특별 규 정 ( T 6 ) 4. 불투수면은 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같이 건물에 따라 표면의 불투수면 비 율이 달리 제한된다. 5. 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주로 지하 하수 관거를 통해 관리가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지의 경우 따로 강우 유출수를 위 한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. Leander, 2005. 9(A r t i c l e 3. N e w C o m m u n i t y S c a l e P l a n s ) 3. 5 E N V IR O N M E N T A L R E QU IR E M E N T S 3. 5. 1 일 반 규 정 3. 5. 2 자 연 지 역 과 농 촌지 역 에 대 한 특별 규 정 ( T 1- T 2 ) a. ~ d. 생략 - 158 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 e. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-27>와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. f. 도로 가장자리에 침투지를 만들어 강우 유출수를 유도하고 주로 저류와 침투 방법 을 적용함으로써 도로의 강우 유출수 관리를 한다. 강우 유출수의 집중화를 위해 연 못과 같은 것이 필요할 수도 있다. 3. 5. 3 도 시 교 외 지 역 특별 규 정 ( T 3) a. ~ d. 생략 e. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-27>에나와 있는 것과 같은 비 율로 표면의 불투수면이 제한된다. f. 도로의 강우 유출수 관리는 주로 강우 유출수 하수 관거와 도로 연석을 통해서 이 루어진다. 3. 5. 4 도 시 일 반 지 역 특별 규 정 ( T 4, T 4 + 와 T 4 L지 역 포 함 ) a. ~ d. 생략 e. 불투수면 비율은 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같이 건물의 표면적에 따라 달리 불투수면 비율이 제한된다. f. 도로와 대지의 강우 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주 로 지하 하수 관거를 통해 관리가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지에 따로 강우 유출수를 위한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. 다만, 만약 지역적 여건이 좋지 않다면, 사유지에 저류지나 침투지를 만들게 할 수도 있다. 3. 5. 5 도 시 중 심 지 역 특별 규 정 ( T 5) a. ~ d. 생략 e. 불투수면 비율은 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같이 대지 면적에 따라 다르게 불 투수면 비율이 제한된다. f. 도로와 대지의 강우 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주 로 지하 하수관거를 통해 관리가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지에 따로 강 우 유출수를 위한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. 다만, 만약 지역적 여건이 좋지 않다면, 사유지에 저류지나 침투지를 만들게 할 수도 있다. 3. 5. 6 도 시 핵 심 지 역 특별 규 정 ( T 6 ) a. ~ d. 생략 e. 불투수면 비율은 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같이 건물 대지 면적에 따라 다르 게 불투수면 비율이 제한된다. f. 도로와 대지의 강우 유출수 관리는 보도 연석을 통해 강우 유출수를 유도하여 주 로 지하 하수관거를 통해 관리가 이루어지도록 한다. 그리고 개인 사유지에 따로 강 우 유출수를 위한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. 다만, 만약 지역적 여건이 좋지 않다면, 사유지에 저류지나 침투지를 만들게 할 수도 있다. 5. 4 도 시 교 외 지 역 마 을에 대 한 특별 규 정 5. 4. 6 환 경 기준 ( T 3) b. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. c. 강우 유출수는 주로 저류와 침투를 통해서 관리되거나 건물 앞의 공공 용지에 있 는 침투지를 통해서 관리되어야 한다. 5. 5 마 을 일 반 지 역 에 대 한 특별 규 정 5. 5. 6 환 경 기준 ( T 4 ) - 159 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 b. 불투수면은 최소화되어야 하고, 건물의 경우 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한된다. c. 강우 유출수의 관리는 주로 땅 밑의 강우 유출수 하수관거를 통해, 지상의 부지 외의 공간에서 이루어지도록 하여야 한다. 개인 사유지에 따로 강우 유출수를 위한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. 다만, 만약 지역적 여건이 좋지 않다면, 개인 사유지에 저류지나 침투지를 만들게 할 수도 있다. 5. 6 마 을 중 심 지 역 에 대 한 특별 규 정 5. 6. 6 환 경 기준 ( T 5) a. 생략 b. 건물의 경우 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한 된다. c. 강우 유출수의 관리는 주로 땅 밑의 강우 유출수 하수관거나 다른 지역 정화시설 을 통해, 지상의 부지 외의 공간에서 이루어지도록 하여야 한다. 개인 사유지에 따로 강우 유출수를 위한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. 다만, 만약 지역적 여건이 좋지 않다면, 개인 사유지에 저류지나 침투지를 만들게 할 수도 있다. 5. 7 도 시 핵 심 지 역 에 대 한 특별 규 정 5. 7. 6 환 경 기준 ( T 6 ) a. 생략 b. 건물의 경우 <표 3-27>에 나와 있는 것과 같은 비율로 표면의 불투수면이 제한 된다. c. 강우 유출수의 관리는 주로 땅 밑의 강우 유출수 하수관거나 다른 지역 정화시설 을 통해, 지상의 부지 외의 공간에서 이루어지도록 하여야 한다. 개인 사유지에 따로 강우 유출수를 위한 저류지나 침투지를 만들 필요는 없다. 다만, 만약 지역적 여건이 좋지 않다면, 개인 사유지에 저류지나 침투지를 만들게 할 수도 있다. <표 3-27> 텍사스주 smartcode 지표 구분 T1 T2 T3 T4 T5 T6 SD 토지이용 자연지대 농촌지대 교외지대 도시외곽 지대 도시지대 도심지대 특별 지대 건폐율 - - 60%이하 70%이하 80%이하 100%이하 - 주 거 불 허 제한허용 제한허용 한정 허용 허 용 허 용 예 외 건물 숙 박 불 허 제한허용 제한허용 한정 허용 허 용 허 용 예 외 기능 사무실 불허 불허 제한허용 한정허용 허용 허용 예외 상업 불허 불허 제한허용 한정허용 허용 허용 예외 3. LID 기법적용을 위한 제도개선방안 LID 기법은 토지이용단계에 반영되어야 하고 또 대부분의 토지이용계획은 개발 부서에서 수립하고 있다. 따라서 LID 기법 도입이 활용될 수 있는 기반을 마련하기 위해서는 국내의 토지이용계획체계 및 행정기반 조성 등을 통해 거시적으로 먼저 접근하는 것이 필요하다. 이와 연계한 LID 활성화를 위한 법 및 제도개선 방안은 - 160 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 다음과 같다. 가. 정부정책에서의 LID 적용기반구축 1) 토지이용계획체계의 활성화 2003년부터 새로운 토지이용계획 제도가 시행되고 있지만 그 실효성이 크지 않 다. 이에 토지이용계획체계의 활성화 방안을 우선시 하고, 국토기본법 의 원칙을 강화한다. 국토계획의 수립절차만 규정하던 기존의 국토건설종합법 과 국토의 용 도를 규정하던 국토이용관리법 등 일부 도시계획법을 통합한 국토기본법 으로 체 계를 잡아 일원화하였지만 특별법의 영향을 받아서는 안 된다. 국토기본법 에 근 거하여 토지이용의 지속가능성 원칙의 큰 틀 속에서 체계를 활성화시켜 나가야 한 다. 그리고 질서 있는 국토이용관리 체계구축으로 선계획 후개발이라는 사전예방적 체계의 확립이 필요하다. 국토의 질서 있는 이용과 관리를 위해 사전적 계획에 의 한 토지이용계획 후 개발체제를 확립하는 것이다. 기존의 국토이용관리법 과 도 시계획법 으로 이원화되어 있는 국토이용관리체제를 통합한 국토계획법 의 새로운 용도지역제의 원칙을 지켜나가야 한다. 또한 도시기본계획, 장기종합개발계획, 농어 촌정주권개발계획, 오지개발계획 등으로 다원화 되어 있는 토지이용계획 체제도 통 합하여 정비해야 한다. 마지막으로, 현재 15개 중앙부처가 제각기 관리하고 있는 160여 지역지구제 또한, 토지적성에 맞게 정비해야 한다. 지역지구를 토지이용행위 별로 표준화하여 중복되거나 상충되는 토지이용규제를 단순하고 투명하게 정비해야 한다. 또한 국토를 효율적으로 관리하기 위하여 지역지구 고유번호제를 도입하고 지역특성에 맞게 보전, 저밀도, 고밀도 개발을 유도하여 자연과 인간의 욕구가 서로 상충되지 않는 토지이용을 위한 계획단위개발제도를 갖추어야 한다. 2) 토지이용 행위규제의 현실화 국토를 도시지역과 비도시지역으로 구분하던 기존의 이원적인 관리체계에서 용도 지역제를 전면 개편하고 통합관리를 위한 용도지역체계를 일원화하여 추진하고 있 다. 하지만 현실적으로 많은 한계가 드러나고 있다. 현행 준농림지역과 준도시지역 을 통합한 관리지역과 도시지역안의 녹지지역이 성격상 유사함에도 불구하고 별도 의 용도지역으로 이원화하여 관리되고 있어 일원화해야 한다. 또한 용도지역을 통해 장기적으로 국토관리를 도모하기 위해서는 전 국토를 개발 시점에 따라 이미 개발된 도시지역, 장래개발이 예상되는 관리지역, 앞으로 개발 억 제해야 할 보전지역으로 구분한 다음, 토지이용의 용도와 밀도에 따라 도시지역을 - 161 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 주거, 상업, 공업지역으로, 관리지역을 보전, 생산, 계획관리지역으로, 보전지역을 농 림지역과 자연환경보전지역으로 체계를 정착시켜야 할 것이다. 그리고 국토의계획및이용에관한법률 상의 용도지역을 개별법에 의해 지정된 각 종 토지이용관련 지역, 지구, 구역 등으로 총괄해야 할 것이다. 구체적으로 국토계 획법 과 개별법에 의한 용도지역 지정과 행위규제에 있어서 중복되거나 과다하게 지정된 것을 현실화 조정하고, 용도 간의 상충되는 부분을 없애며, 특별법에 의한 국토계획법 이 제약을 받아서는 안 될 것이다. 3) 사전예방적 토지이용계획의 여건 조성 사전예방적 토지이용계획의 여건조성을 위한 방안을 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 사전예방적 토지이용 및 공급기반조성이 필요하다. 도시주변의 산지, 구릉지, 한계 농지는 생태계, 환경, 용수문제 등을 고려하여 자연친화적으로 개발하며, 우량농지 는 필요용지로 인식하여 철저히 보전해야 한다. 아울러 친환경적인 토지이용체계를 확립하기 위해 토지의 이용실태와 물리적, 사회적, 인문적 속성을 조사하여 전 국토 를 적정용도에 맞게 이용하거나 보전해야 한다. 둘째, 토지자원 개발예고제와 환경보존방안이다. 한정된 국토 자원 속에 도시적 토지자원 이용목적으로 이용되는 지역의 면적이 너무나 협소하고 개발가능한 면적 도 녹지지역을 제외하고는 극히 미미한 실정이다. 특히, 토지이용에 관한 전반적인 제도도 시대적 변화에 부응하지 못하고 있기 때문에 해당지역이 수용할 수 있는 토 지자원 이용의 규모, 자원의 적합형태, 개발의 규모와 방식 등을 설정한 토지자원 개발예고제 도입이 이루어져야 한다. 셋째, 토지적성평가제를 활용하는 방안이다. 모든 토지를 대상으로 적성평가를 실 시하여 국토를 보전용지와 개발가능용지로 구분하여 계획적으로 보전하거나 이용해 야 한다. 개발이 필요한 용지를 환경친화적으로 계획하고 단계적으로 개발해야 한 다. 더불어 토지이용계획체제가 통합정비체제로 구축되면 토지적성평가를 기초로 토지의 자연적, 인문적 조건에 맞게 각 지자체별로 관할구역 전체를 대상으로 한 통합토지이용계획을 수립해야 한다. 넷째, 일반적인 가이드라인을 마련하는 것이다. 지역에 따라 혹은 용도에 따라 적 용할 수 있는 기법은 다양하지만 보편적으로 참고할 수 있는 관련 정보를 제공함으 로써 실질적인 계획이행으로 이어지도록 도와야 한다. 4) 사전예방적 토지이용을 위한 행정기반 조성 사전예방적 토지이용을 위한 행정기반 조성을 위해 토지이용 및 관리행정의 전문 화가 필요하다. 토지이용시 중앙과 지방간의 역할 재정립이 무엇보다 더욱 필요하 - 162 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 다. 토지행정과 관련하여 중앙정부는 국토공간계획, 국토이용에 관한 기본계획, 토 지개발의 기본계획 등의 토지행정의 기본적인 사무만 관장하고, 그 세부계획의 수 립이나 집행과 관련된 사무는 모두 지방자치단체에 권한을 이양하도록 한다. 국토환경관리 계획체계를 구축하기 위하여 관련된 법적, 제도적인 법령을 개선하 고 전문인력을 확보해야 한다. 공동체이익 우선의 토지이용 규범을 형성하기 위해 토지기본법을 제정하고 토지소유권 개념에서 개발권을 분리하여 공유화하는 방안을 검토해야 한다. 개발권분리는 부동산투기 억제, 토지보상비 절감 및 개발이익환수, 체계적인 개발 등에 매우 효과적이다. 5) LID 기법 적용을 위한 중장기 예산확보 및 지원 정부에서도 중장기적으로 LID 시범사업 추진과 홍보 등을 위해 예산을 마련하고 LID 기법을 적용하는 지자체에 대한 예산지원 등을 통해 보급을 확대토록 유도하 여야 한다. 수질총량관리제 오염부하량 할당에 있어서도 LID 적용시 이를 인정하는 방법론 의 개발도 후속 사례연구를 바탕으로 추진하여야 한다. 그리고 하수도 및 홍수, 빗 물관리예산을 LID 기법 등 사전예방적 대책수립에 최우선으로 적용할 수 있도록 하는 제도적 지원도 필요하다. 나. 중앙 부처의 관련법 개선 각 부처의 물순환 관련법을 보면, 국토해양부령의 경우 빗물의 빠른 배수에 초점 이 두어져 있으며, 환경부령의 경우 비점오염의 처리와 빗물의 이용에 중점을 두고 있다. 행정안전부령의 경우 재해예방차원에 중점을 두고 있다. 물순환에서의 효과를 극대화하기 위해서는 각 부처의 관련법에서 다루고 있는 빗 물관련내용을 조정하여 빗물관리에 대한 통합적 목적을 설정하고 부처간의 법과 제 도가 빗물관리를 위해 상충되지 않도록 조정되어야 한다. 물순환 관련법, 지침, 규칙은 다음 <표 3-28>과 같고 이들 법에서 녹색기반, 불투 수지표 등과 같은 기법이 도입되어야 한다. - 163 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 관련부처 환경부 국토해양부 해당법령 1 수도법 및 시행규칙 2 하수도 관련법 및 설계기준 3 낙동강수계 물관리 및 주민지원 등에 관한 법률(2008.12.31, 일부개정) 4 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 1 국토의 계획 및 이용에 관한 법률 시행령[개정 2008.2.29] 2 도시계획법 3 도시계획시설의 결정 구조 및 설치기준에 관한규칙 4 건축기본법 및 건축법 5 주택건설기준 등에 관한 규칙 6 도로와 다른 도로 등과의 연결에 관한 규칙 7 도시공원 및 녹지 등에관한법률 8 조경관련기준 및 시방서 9 건설공사 전문시방서 10 도로공사 표준시방서(2009, 국토해양부) 11 기타 도시관련 지침(보도설치 및 관리지침, 주택건설기준 등에 관한 규정, 택지개발, 준도시지역 수립기준 12 도시개발과 재해영향평가 행정안전부 1 자연재해대책법 기타 <표 3-28> 검토한 물순환 관련법 및 제도 1 생태면적율 적용지침 2 친환경건축물(Green Building)1) 인증제도 1) 녹색기반구조 활성화 녹색기반구조를 통한 경관에서 물순환 기능을 고려한 계획 및 관리를 위해서는 물순환에서 불투수면의 악영향을 완화해줄 수 있는 투수면인 녹지의 보존, 형성, 관 리는 유역관리에서 중요하다. 최근 택지개발 및 도시개발에 있어서 녹색기반구조 (green infrastructure)가 관심을 끌고 있다. 과거의 택지개발 및 도시개발에서는 도 로, 상 하수관, 건물 등의 회색기반시설(Grey Infrastructure)을 우선적으로 설치해 왔다. 그러나 최근 개발에서 환경문제에 대한 관심 증가와 삶의 질에 대한 관심, 쾌 적성에 대한 요구가 증가하면서 도시의 기반시설에 대한 인식이 변화하고 있다. 2) 불투수지표의 적용 불투수면에 관한 연구 결과를 통하여 BSD/LID 기법은 불투수율 1~25% 범위 내 에서 매우 효과적인 방법으로 나타났으나, 그 범위를 넘어서면 효과가 감소하는 것 으로 나타났다. 따라서 불투수율의 범위를 25%이상으로 넘어가지 않도록 유역을 관 리하는 것이 중요하다. 총 불투수율이 25%를 넘어가는 유역의 경우 유효불투수율을 줄이기 위해 불투수면의 단절이 필요하고, 우수 유출량과 비점오염원을 줄이기 위 한 소규모단위의 발생원에서의 우수유출수 관리가 필요하다. 소규모단위의 발생원 - 164 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 에서의 우수유출수 관리는 모든 유역에서 중요하다. 3) 기존 녹지의 활용 촉진 주택, 교통, 공원녹지, 환경계획 등 관련법에서의 녹지관련 계획은 각각의 법에서 녹지의 기능을 설정한 것이 다르고, 각 분야별로 원하는 녹지의 기능도 상이하다. 그러다 보니, 주택가에서 녹지는 방음 차폐의 기능, 교통관련 시설에서의 녹지는 차 도 분리의 기능, 공원에서의 녹지는 미관상, 휴식상의 기능이 우선시되어 조성되어 왔다. 따라서 이러한 녹지의 물순환 기능은 달성되기에 어려움이 있었다. 도시공간에서 녹지가 방음, 차폐의 기능, 미관상의 기능, 분리의 기능을 가지면서 물순환의 기능을 유지하도록 해야 한다. 녹지가 다기능적인 기능을 하는 공간이 되 도록 조성하는데 기본지침이 제공되어 녹지와 관련된 법에서 상위체계로서 녹지의 면적, 방향 경사, 위치 등 녹지의 조성 원칙을 제시해야 할 것이다. 다. 빗물관리 제도의 LID 연계강화 현재는 각 부처 및 지자체에서 빗물관리에 관심을 가지고 여러 사업을 확대하고 있다. 이러한 사업은 모두 LID와 연계할 경우, 그 효과가 크게 상승할 것이다. 여기 서는 이러한 빗물관리 정책의 LID와 연계강화 방안을 제안하고자 한다. 1) 빗물관리와 LID 방향 정립 우선, 빗물관리의 방향을 LID와 연계해 정립하는 것은 빗물을 관리하는데 있어 목적과 용도를 분명히 밝힘으로써 필요한 시설과 장치에 영향을 줄 뿐만 아니라 토 지이용 및 택지개발, 개발계획 등에 영향을 줄 수 있는 중요한 요인이다. 빗물관리 의 방향은 크게 (1) 빗물유출수 저감을 통한 오염 부하 감소 (2) 용수수급개선 (3) 물순환 건전성 증대로 구분할 수 있다. 첫 번째 빗물유출수 저감을 통한 오염부하 감소는 유출수의 침투 및 저류를 통해 유출량과 비점오염물질로 인한 부하를 줄이 는데 있다. 특히 이상홍수와 같은 기후변화에 대응하기 위해 유역에서의 유출량을 통제함으로써 하류유역에서의 유출량 급증을 줄일 수 있다는 장점이 있다. 둘째 용 수수급개선은 빗물을 이용하여 이상가뭄과 용수수요량 증가, 환경생태용수 증가 등 으로 인한 용수수요량 증가에 대처할 수 있다. 빗물관리에서 빗물의 이용은 중요한 비중을 차지해 왔으며 많은 정책적 부분에서 빗물의 이용에 중점을 두고 정책이 이 루어져 왔다. 이러한 빗물이용뿐만 아니라 빗물 유출수 저감을 통한 유출량 부하 및 비점오염부하를 줄일 수 있고 지하로 물을 침투시키고 지표면에 물을 저류시키 는 등의 과정을 통해 물순환의 건전성을 가져올 수 있다. 따라서 이와 같은 세가지 - 165 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 빗물관리는 모두 LID 목적 달성과 관련된 것으로 서로 연계됨을 인식하여야 한다. 2) 중소규모의 빗물유출수 관리 강조 중앙정부가 중심이 되어 대규모로 이루어지던 물관리 방법에는 막대한 자원과 재 원이 들어가며 사회 갈등의 요인이 되기도 한다. 이러한 한계를 극복하기 위해서는 중소규모 시설을 널리 보급하고 재원부담을 분산시키는 것이 필요하다. 소유역 중 심의 중소규모의 방재시설은 대규모 관리시설에 따른 재정적 부담과 사회적 갈등요 소를 최소화시킬 수 있다. 중소규모 시설을 이용하면 지역단위로 유출을 통제함으 로써 지역별 홍수에 대한 안전성을 향상시킬 수 있고, 집중화된 시설에 걸리는 유 출부하를 감소시킬 수 있다. 따라서 중앙집중형 물관리 시스템에 걸리는 부하를 줄이고, 그 기능을 보완하기 위해 건설 및 유지관리 비용과 에너지 소모가 적은 분산형 빗물관리 시스템을 이용 하는 것이 바람직하다. 또한 하천과 재방 중심의 물관리에서 벗어나 면적으로 빗물 을 관리하자는 목표를 가지고 있다. 유역의 전역에 걸친 분산화된 시스템을 활용해 지표수 및 지하수 흐름이 시작되는 발생원에서부터 수량과 오염조절이 가능해진다. 기존의 하수도 배수시스템은 END-OF-PIPE방식으로 주로 관로 말단부의 우수조정 지 또는 빗물펌프장을 이용해 최종유출유량을 제어하였다. 분산형 현지저류 시스템 은 유역에 내린 빗물을 현지에서 집수, 침투, 이용 등의 방법을 통해 관리함으로써 총 유출량과 첨두유출량, 도달시간은 물론 관로 내 유량까지 제어할 수 있다. 이 시 스템의 최대장점은 예측하기 어려운 유역의 토지이용 여건 및 기상 조건 변화에 유 연하게 대처할 수 있다는 점이다. 발생원에서 빗물을 집수하면 수량과 수질을 제어할 수 있기 때문에 수자원의 관 리가 용이해진다. 물로 인한 홍수 및 가뭄 등의 수량적 문제와 수질문제로 물 이용 관련 문제를 구분할 수 있으며, 도로나 토지로 흘러내린 빗물은 오염되어 있으나 빗물관리를 통해 집수면에서 받은 빗물은 비교적 덜 오염되어 있다. 기존의 도시구 역에는 빗물저류조, 침투시설과 같은 빗물관리 시설을 설치하여 강우증가, 토지 이 용율 증가에 따른 유출증가를 제어할 수 있으며, 이를 통해 기존 관로의 용량확대 또는 교체 필요성을 최소화할 수 있을 것이다. 새로운 도시개발에 따른 배수수계 유출유량 제어는 물론 상수도에 요구되는 용수 공급수요 증가에 따른 상수도 부하 저감효과도 동시에 얻을 수 있다. 뿐만 아니라 기후변화로 인해 예측하기 어려운 강수 집중으로 인한 시설부하를 효과적으로 제어할 수 있을 것이다. 3) LID 기법(침투, 저류, 빗물이용)을 위한 경제적 지원 빗물 이용을 활성화하기 위해서 빗물침투, 저류 및 이용설비를 갖추고 활용하는 - 166 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 기업에 정부 지원금의 혜택을 주거나 하수도 요금을 감면해주는 방안이 고려될 수 있다. 친환경 건축물 심사시 빗물 침투, 저류 및 이용을 고려한 설계에 대한 배점 강화, 신규 공사의 턴키 입찰에 있어서 LID 기법(빗물 침투, 저류 및 이용) 적용여 부를 심사배점에 포함하는 등 LID 기법을 적극적으로 수행하도록 지원 육성하는 방안을 강구할 필요가 있다. 또한 빗물침투, 저류 및 이용을 활성화하기위해서는 빗 물침투, 저류 및 이용시설 관련제품의 시장이 활성화되어야 한다. 라. 지 자 체수 준 LID 조 례 ( 안 ) 지금까지 중앙정부 및 지자체 차원에서 LID 기법 도입을 위한 각종 제도화 방안 을 살펴보았다. 중앙정부 차원에서의 LID 기법 적용은 법률적 차원에서는 당분간 선언적이고 권장 수준에서 정책방안을 제시하고 구체적인 시행은 건설 및 물관리 관련 각종 지침에서 포함되도록 하여야 한다. 동시에 지자체 수준에서도 당해 지자 체의 자연조건과 입지여건을 고려해 건설 및 물관리 조례 보완을 통해, 또는 (가 칭)LID 조례를 제정하여 LID 기법의 적용을 촉진토록 함이 바람직하다. 특히 사전 예방적 기능은 개발계획 수립시 고려하는 것이 핵심인 바 토지이용계획과 연계하여 고려함이 바람직하다. 이를 반영해 본 연구에서는 기초지자체에서 적용 가능한 (가 칭)LID 지침(안)에 포함될 주요 내용을 제안하고자 한다. 1) 목적 본 규정의 목적은 빗물유출을 적절히 관리하여 시(군)의 물순환을 건전화시키 고 비점오염원을 저감하여 공공수역 수질저하를 방지하며, 주민의 건강과 안전을 보호하는데 있다. 본 지침은 구체적으로 다음과 같은 목적을 충족시키고자 한다. (가) 하천의 본래 모습을 유지하기 위하여 홍수, 퇴적 및 제방 침식을 감소시키고 개발 또는 재개발로부터의 빗물 유출 증가를 최소화시킨다. (나) 지역 수질을 저하시키는 각종 토지이용으로부터의 비점오염원의 배출을 최소화 시킨다. (다) 개발 전 수리상태를 최대한 유지하기 위하여 개발 중 및 개발 후 특정 지역으 로부터 흘러나오는 지표수 유출량을 최소화한다. (라) 빗물관리기법(BMPs)를 통하여 강우유출수 유속 및 유량, 토양 침식 및 비점오 염원을 감소시키고, 이와 같은 보호대책이 적절하게 유지하여 주민의 건강 또는 안전에 위협을 주지 않는다는 것을 보장한다.. - 167 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 2) 적용성 본 규정은 시(군) 내에 위치하는 모든 토지의 개발 및 관리에 적용된다. 본 지침의 모든 조항을 준수하지 않는 경우, 어떤 건물, 시설 또는 토지도 사용, 점유 또는 변경되어서는 아니 되며, 어떤 건물, 구조물, 또는 그 일부도 신규건설, 재건 설, 이동, 확장, 또는 구조적으로 변경되어서는 안 된다. 3) 적용의 예외 (가) 0000년 0월 0일(지침통과 시점) 현재, 다음 중 하나에 해당하는 자산을 제외한, 모든 자산은 본 조례의 대상이 되어야 한다. (1) 건축허가서가 이미 발행된 경우 (2) 유효한 건물 허가권를 가진 경우 또는 (3) 유효한 구획분할 계획 및/또는 유효한 개발계획에 포함된 경우. (나) 토지개발면적이 100m 2 이하이거나, 기존의 빗물관리를 현 상태보다 저하시키지 않는 경우 본 조례의 대상이 되지 않는다. (다) 건설되는 지역의 불투수율이 6% 이하인 신규개발은 본 조례의 대상이 되지 않 는다. 4) 준수 및 허가시까지 개발 및 재개발 금지 본 조례의 조항에 따라 예외가 되거나 면제가 되지 않는 경우, 어떤 개발 또는 재개발도 시행해서는 안 된다. 본 조례의 규칙에 따라 허가서가 필요한 어떠한 개 발도 그 허가의 조항, 조건 및 제한사항을 준수하는 경우를 제외하고는 발생해서는 안 된다. 5) 지도 본 조례의 조항은 " 시(군) 개발계획도 에 따라 설계된 지역 내에서 적용되어 야 한다. 개발계획도는 빗물관리 관리책임자가 보관해야 하며 조례가 관장하는 지 역의 변화 및 본 조례에 따라 허가된 모든 구조적 BMPs의 지리적 위치를 고려하여 지속적으로 갱신해야 한다. 분쟁이 발생한 경우에는, 특정 토지지역 또는 BMP에 대 한 본 조례의 적용성은 빗물관리책임자의 의견을 들어야 한다. 6) 정의 본 조례의 용어정의는 다음과 같다. (가) 건축지역 : 건물, 도로, 주차장 및 통로 등의 포장 및 자갈포장 지역과 운동장 등의 여가시설 등을 포함하여, 목재 슬레이트로 된 데크 또는 저류지 등의 수역 - 168 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 은 포함하지 않는다. (나) 관리매뉴얼 : 빗물 관리자는 본 조례의 효과적인 운영을 위한 정보를 제공하 는 매뉴얼을 작성 보급하고, 이에는 각종 서류의 제출 일정, 요금, 유지관리 계 약, 승인기준, 문서기록기준, 점검 보고서 양식, 제출 요구사항 등을 포함한다. (다) 보유 : 지표굴착을 통해 강우유출수의 침전물을 포획 및 보유하는 시설로서, 물 이 토양으로 침투되어 하류의 수리학적 및 오염물 영향을 감소시키는 역할을 하며 보통 오염물 제거, 물 저류, 최대유속 감소를 위하여 사용된다. (라) 비점오염원 : 토지사용 활동으로부터 기인하며 지표수 유출에 의해 호소 및 강 으로 운반되는 침전물, 영양분, 유기 및 독성물질에 의해 야기되는 오염의 유형 을 말한다. (마) 빗물관리자 : 본 조례를 관리하고 집행하는 시장(군수)가 임명한 빗물 또는 수질관리자를 말한다. (바) 빗물관리허가 : 본 조례에 따라 면제가 되지 않은 경우, 모든 개발 및 재개발에 필요한 허가이다. (사) 설계 매뉴얼 : 시(군)의 특성에 적합한 빗물관리를 위한 기준을 담고 있으 면서 빗물관리책임자의 승인을 받아야 한다. (아) 수문학적 손실 : 식생, 토지 표면 및 상부 토양층으로부터의 증발, 식물의 증산 작용, 토양표면으로의 물 침투, 지표 침하에 의한 저류에 의하여 강우 또는 지 상 빗물흐름을 차단하는 물리적 과정을 말한다. (자) 저류 : 표면굴착 또는 탱크 및 외부구조물을 이용하여 강우유출수의 침전물을 저장하고 천천히 방출하는 시설물로 보통 오염물 제거, 물 저장 및 최대유속 감 소를 위하여 사용된다. (차) 저영향 개발(LID) : 빗물관리를 통해 생태 및 환경 목표와 요구사항을 개별 건 축수준에서 전체 수계까지 모든 단계의 도시 계획 및 설계에 통합시키는 시스 템을 말한다. (카) 최적관리기법(BMPs) : 수질보전목표를 달성하기 위하여 방류수역에 대한 비점 오염원을 감소시키는데 단독 또는 복합적으로 사용되는 구조적 또는 비구조적 관리기법으로 구분된다. (1) 구조적 BMPs : 오염원으로부터 오염물의 운반을 감소시키거나 오염물을 수 체로부터 멀리 떨어지게 하기 위하여 고안된 공업화된 구조. (2) 비구조적 BMPs : 비점 오염원의 양을 조절하는 비-공학적 방법으로 토지를 포함할 수도 있다. - 169 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 7) 시(군) 수질설계 매뉴얼 시(군) 토지이용 및 환경관련과는 빗물관리자의 승인 대상이 되며, 본 조례의 요구사항의 적절한 실행을 위하여 추가되어야 할 정책, 기준 및 정보를 포함하는 시(군) 수질설계 매뉴얼을 제공하고 지속적으로 유지관리 및 갱신해야 한다. 본 설계 매뉴얼은 적어도 정부의 빗물관리 프로그램의 요구사항보다 엄격해야 한다. 본 매뉴얼에 포함된 기준에 따라 설계 및 구성된 BMPs는 최소 수행기준 (Performance Criteria)을 충족시키는 것으로 받아들여져야 한다. 설계 매뉴얼의 명세서 또는 가이드라인이 보다 제한적이거나 다른 법률 또는 규 정보다 높은 기준을 적용하는 경우, 그 사실은 설계 매뉴얼에서의 명세서 또는 가 이드라인의 적용을 방해하지 않아야 한다. 표준, 명세서, 가이드라인, 정책, 기준 또 는 완전 적용의 수용시 영향을 미치는 설계 매뉴얼의 기타 정보는 적용 검토시 및 적용과 관련하여 본 조례의 집행 단계에서 조절되고 활용되어야 한다. 설계 매뉴얼 은 기술 및 공학의 발전, 지역 환경의 지식 개선, 또는 지역 모니터링 또는 유지관 리를 기반으로 수시로 갱신 및 확대될 수도 있다. 설계 매뉴얼을 수정하거나 갱신 하기 전, 제시된 변화는 일반적으로 공표되어 검토 가능하도록 해야 하며, 관심이 있는 사람에게 의견을 제시할 기회도 주어져야 한다. 8) 관리 기준 토지개발 활동은 아래목록에 기재된 성과기준의 준수를 통하여 수질조건의 저하 를 최소화하는 방식으로 수행되어야 한다. (가) 모든 빗물처리 시스템은 연간 평균 85% 총부유물질(TSS) 제거를 달성하도록 설계되어야 한다. 개발되지 않는 개방공간으로 설계되는 지역은 빗물처리를 요 구하지 않는다. 모든 현장은 반드시 LID 기법을 채용하여 25mm 강우부터 유출 수를 통제 및 처리하여야 한다. (나) LID 수칙이나 LID와 종래 빗물관리 수칙과의 조합을 사용하여 농촌 및 개발 구역에서 2년 빈도 24시간 강우시 건설 전 (기존) 조건과 비교하여 건설 후 조 건과 관련된 강우 유출수 부피 증가를 통제 및 처리하여야 한다. 이는 수문학적 손실, 순환 및/또는 재사용, 또는 기타 관리 수칙에 의해 달성될 수 있다. (다) 빗물 BMP가 처리 시스템의 일부로서 일시적 수질 저장 풀 사용을 채택하는 경우, 강우시간은 최소 48시간 및 최대 120시간이다. (라) 불투수율이 10% 이상인 모든 개발에 있어서 최대 강우유출속도가 조절되어야 한다. 건설 후에는 현장의 최대 강우유출수 방류속도는 2년 빈도가 24시간 강우 에 대해 개발 전 최대 강우유출수 방류 속도와 같거나 그 이하이어야 한다. 빗물 BMP로 건설된 연못 또는 습지에 대한 긴급배출구는 50년의 빈도로 하여야 한다. - 170 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 (마) 어떤 BMP도 2ha 이상의 지역으로부터 유출수를 받아서는 안 된다. 그러나 여 러 BMPs를 시리즈로 사용되는 경우는 총 배수지역 (i.e., 통합된 경우)은 최대 2ha를 초과할 수 있다. 9) 저영향 개발(LID) 관리기준은 LID 현장 계획 및 기법 또는 LID와 종래 빗물관리 기법을 결합하여 달성해야 한다. LID의 목표는 현장 설계기법, 전략 및 BMPs를 개발하여 현장의 유 출수를 저장, 침투, 증발, 보유 및 억류하여 개발 전 유출수 특성에 보다 가깝게 한 다. 관리기준을 준수하기 위한 이들 전략 및 기법의 선정은 임의적이며 예비계획 검토과정 동안 제출된 빗물관리허가 신청에 상세하게 기술되어야 한다. LID 구조의 설계, 설치 및 유지관리와 관련된 특정 요구사항 및 LID 현장 계획의 논의는 시(군) 수질설계 매뉴얼에 따라야 한다. 10) 빗물관리자 (가) 임명 : 시(군) 수질 프로그램 관리자는 본 조례를 관리하고 집행하려는 목 적으로 시(군)의 빗물관리자로 임명될 수 있다. (나) 권한 및 의무 다른 법률 조항에 의해 주어질 수 있는 권한 및 의무와 더불어, 빗물관리자는 본 조례에 따라 다음 권한 및 의무를 가져야 한다: (1) 본 조례에 따라 제출된 신청을 검토 및 승인 또는 불승인 (2) 본 조례를 결정하고 해석 (3) 신청 및 진정의 제출 및 검토에 대한 신청 요구사항을 수립 (4) 집행 조항에 따라 본 조례를 집행 (5) 본 조례의 채택, 개정, 집행, 또는 관리와 관련하여 기록, 지도, 및 공식 자 료를 유지관리 (6) 시(군) 의회의 요청에 따라 전문가 공급 (7) 빗물 관리자의 권한 및 의무를 수행해야 하는 기타 적절한 인원(들)을 임명 (8) 본 조례의 조항을 관리하기 위해 필요한 다른 조치를 수행 11) 검토 절차 (가) 허가 요구 : 빗물관리 허가는 본 조례에 따라 면제되지 않은 경우, 모든 개발 및 재개발에 대하여 필요하다. 허가는 본 조례에 따라 적절하게 제출, 검토, 및 승인된 허가 신청에 대하여 발행될 수 있다. 허가의 내용 및 양식은 빗물 관리 의무자가 수립해야 한다. (1) 개념계획 : 개념계획은 빗물관리 허가 신청의 제출 전 검토를 위해 빗물관 - 171 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 리자에게 제출하여야 한다. 본 개념계획은 시(군) 수질설계 매뉴얼에 기 술된 방에 따라 관리기준을 준수하여 제시된 개발 현장의 평가에 필요한 정 보를 포함한다. (2) 현장평가도구 : 빗물관리 허가신청은 각각의 제안된 개발현장에 대한 계획 초안에 따라 현장평가를 위한 서류를 포함해야 한다. (나) 허가의 효과 : 빗물관리 허가는 구조적 BMPs이외의 빗물관리에 대한 현장 요 소를 포함하여 빗물관리 및 통제 기법의 설계, 설치 및 건설을 포함해야 한다. 이 허가는 본 조례의 요구사항과 일관되는 개발 또는 재개발을 위한 빗물관리 및 통제에 사용되는 것으로 검토, 승인 및 점검에 대한 메커니즘을 제공하고자 한다. 프로젝트 건설 이후의 준수는 본 조례의 유지관리 조항에 의해 보장된다. (다) 서류 신청에 대한 권한 : 본 조례에 따라 요구되는 모든 신청은 토지 소유주 또는 토지 소유주의 권한을 위임 받은 대리인이나 소유주와의 계약을 통해 그 자산에 대해 이해관계가 있는 자로 빗물 관리자에게 제출하여야 한다. (라) 신청 요구사항, 일정 및 요금의 제정 (1) 신청 내용 및 양식 : 빗물 관리자는 모든 신청의 내용 및 양식에 대한 요구 사항을 제정해야 하며 때때로 이들 요구사항을 갱신해야 한다. 최소한, 빗물 관리 허가신청은 건설-후 강우 유출수가 어떻게 통제 및 관리될 것인가, 모 든 빗물시설 및 기법의 설계, 및 제안된 프로젝트가 어떻게 본 조례의 요구 사항을 충족시킬 것인가에 대하여 상세하게 설명해야 한다. 허가신청은 본 조례에 따라 개발로부터 빗물을 관리하기 위한 대책의 방식, 위치 및 종류 를 설명하기에 충분한 기타 정보 뿐만 아니라, 그림, 토양 분석, 각 BMP에 대한 계산 및 전체 현장 수리학 계산을 포함해야 한다. 또한, 허가 신청은 모든 BMPs의 장기 유지관리를 담당하는 관계자를 지정해야 한다. (2) 제출 일정 : 빗물 관리자는 신청서를 검토하기 위한 충분한 시간을 위해 신 청서 제출 마감시간을 설정해야 한다. (3) 허가 검토 수수료 : 시(군)는 신청시 수수료를 책정해야 하며, 때때로 이 수수료를 갱신할 수도 있다. (마) 신청서의 제출 : 신청서는 본 절에 따라 책정된 적절한 수수료와 함께, 빗물 관 리자가 제정한 양식으로, 신청서 제출 일정에 맞추어 빗물 관리자에게 제출해야 한다. 신청서는 적절한 수수료와 함께, 본 조례에 따른 신청서의 모든 요소를 포함할 때만 시기에 맞게 제출된 것으로 간주된다. 빗물 관리자가 신청서가 불 완전하다는 것을 발견한 경우, 그 신청인은 빠진 요소에 대한 통지를 받아야 하 며 완전한 신청서를 제출할 기회가 주어져야 한다. (바) 검토 : 완전한 신청서가 제출된 후 30일 이내에, 빗물 관리자는 그 신청서를 검 - 172 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 토하고 그 신청서가 본 조례의 표준을 준수하는지 여부를 판단해야 한다. (1) 승인 : 빗물 관리자가 그 신청이 본 조례의 표준을 준수한다는 것을 확인한 경우, 빗물 관리자는 그 신청을 승인하고 신청인에게 빗물관리 허가를 발행해 야 한다. 빗물 관리자는 본 조례의 준수를 보장하기 위해 필요한 경우 승인의 조건을 제시할 수도 있다. 그 조건은 승인의 일부로 허가에 포함되어야 한다. (2) 준수 실패 : 빗물 관리자가 신청이 본 조례의 표준을 준수하지 않는다는 것 을 발견한 경우, 빗물 관리자는 신청인에게 통지하고 어떻게 그 신청이 준 수에 실패했는지 지적해야 한다. 신청인은 수정된 신청을 제출할 기회를 가 져야 한다. (3) 개정 및 그 이후의 검토 : 완전한 수정 신청서는 다시 제출된 후 15 영업일 이내에 빗물 관리자가 검토해야 하며 승인, 조건부 승인, 또는 불승인되어야 한다. 수정된 신청서가 신청인이 통지를 받은 날로부터 60 일 이내에 재-제 출되지 않는 경우, 그 신청은 철회된 것으로 간주되며 동일한 또는 실질적 으로 동일한 프로젝트에 대한 신규 제출은 적절한 수수료가 함께 요구된다. 12) 승인 신청 (가) 개념계획 제출시, 다음 정보가 개념 계획안에 포함되어 제출해야 한다. (1) 기존 조건/제시된 현장계획 관련자료 : 기존 조건 및 제시된 현장 배치 계 획초안으로, 토지이용도, 지형도, 하천도, 토양도, 식생도, 기존 및 제안된 도 로, 건물, 주차장 및 기타 불투수 표면 등이다. (2) 자연자원 목록 : 본 프로젝트의 착수 이전에 존재하는 현장 및 주변 지역 자연자원의 목록을 말한다. 이 설명은 호수, 연못, 범람원, 하천 완충지대 및 기타 등의 기타 자연자원 보호 및 보존 토양조건, 임야커버, 지질학적 특성, 지형, 습지 및 현장의 자연 식생지대 등을 포함해야 한다. 개발에 의해 영향 받는 환경적으로 민감한 사항은 특별한 관심을 기울여야 한다. (3) 빗물관리 시스템 개념계획 : 건설 후 빗물관리 시스템의 도면 또는 도표 개 념계획, 제시된 구조적 빗물 관리시설 선정 및 위치, 저영향 설계 구성요소, 통로, 습지대 및 강우 배수 등의 기존 및 제시된 유출수 경로, 각종 공간의 위치, 모든 범람원/범람로 경계의 위치, 상류 및 하류 특성과 배수에 대한 현장, 교량, 암거 등이 제시된 하천수로 위치 등이다. (나) 빗물관리 허가 신청서 : 신청서는 건설-후 강우 유출수가 어떻게 통제 및 관리 되며 제시된 프로젝트가 어떻게 본 조례의 요구사항을 충족시키는지 상술해야 한다. 신청과 함께 제출된 이런 모든 계획은 전문 엔지니어 또는 조경 건축가 가 작성하여야 한다. 엔지니어 및 조경 건축가는 담당 영역에서만 서비스를 수 - 173 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 행해야 하며 모든 빗물관리 시설 및 기법의 설계가 완전한 신청을 위한 제출 요구사항에 맞고, 설계 및 계획이 설계 매뉴얼에서 발견되는 해당 표준 및 정 책을 준수하기에 충분하며, 설계 및 계획이 본 조례의 준수를 보장한다는 것을 검증해야 한다. 제출에는 빗물 관리자가 제정한 제출 체크리스트에 요구된 모 든 정보가 포함되어야 한다. (다) 준공 계획 및 최종 승인 : 신청인은 완료된 프로젝트가 승인된 계획 및 설계에 따르고 있다는 것을 확인하고 최종 건설이 완료된 후 모든 빗물관리 시설 및 기법에 대하여 실제 "준공" 계획을 제출해야 한다. 빗물관리자가 지정한 시간 이내에 승인된 준공 계획을 제공하지 않으면 벌금을 부과할 수 있다. 13) 승인 (가) 승인의 효과 : 승인은 신청인에게 허가에서 인정된 특정 계획 및 활동을 진행 하도록 허가한다. (1) 시간 제한/만료 : 본 조례의 조항에 의거하여 승인된 빗물관리 허가 및 동 반 계획은 승인일로부터 3년 동안 유효하게 유지되어야 한다. 계획의 추진 시 현장에서 3년 이내에 실행이 이루어지지 않으면 그 허가 및 계획승인은 무효가 되며 그 현장을 개발하기 위해서는 신규 신청이 필요하다. (2) 계획의 추진 시 현장에서 편의시설 설치 또는 개선을 포함하여 작업이 실시 되는 경우, 허가 및 계획은 유효하게 유지되며 그 프로젝트는 승인된 계획 에 따라 완료될 수 있다. 14) 인센티브 (가) 목적 : 본 절의 목적은 LID적용 시 개발업자에게 제공하는 인센티브에 관한 사 항을 정하는 것이다. (나) 용적률 : LID 적용과 연계해 용적률을 지자체의 건설조례에 반영토록 한다. (다) 인도 : 불투수면을 감소시키고 LID를 촉진하기 위하여, 거리의 한쪽 측면 상의 인도를 초지로 조성토록 허용한다. (라) 기반시설 제공 : 일정 규모 이상의 투수지역을 확보할 경우, 공공 부문에서 공 원 조성 등 조경의 인센티브를 제공한다. (마) 공공용지 제공 : 일정 규모 이상의 LID를 반영하는 경우, 공공이 보유한 토지 를 제공하여 이를 녹지로 조성토록 한다. 15) 유지관리 본 조례에 따라 설치되는 각 BMP의 소유주는 이를 유지 및 운영하여 빗물 수질 - 174 -
제3장 LID 기법을 활용한 비점오염원 관리 및 수량을 BMP가 설계된 기능의 수준 또는 분량으로 조절하는 기능을 보존 및 지 속해야 한다. 다음 요구사항은 개인적으로 소유된 자산 등을 포함한 모든 BMPs에 대하여 충족되어야 한다. (가) 운영 및 유지관리 계약 : BMP의 소유주는 BMP의 보수 및 필요한 경우 재건 축을 포함하여 BMP를 운영 및 유지관리 계약을 수립해야 한다. 구조적 BMP로 기능하는 모든 자산, 현장이 이전될 때까지, 원래 소유주 및 신청인은 운영 및 유지관리 계약을 수행하기 위한 일차 책임을 져야 한다. 운영 및 유지관리 계약 은 계획 승인 전 반드시 빗물 관리자에 의해 승인되어야 하며, 기록된 유지관리 계약의 사본은 기록 수 14일 이내에 빗물 관리자에게 주어져야 한다. (나) 점검 및 유지관리 요구사항 : 본 조례의 요구사항에 따라 설치된 모든 BMPs는 담당 영역에서만 서비스를 수행하는 자격을 갖추고 등록된 전문 엔지니어 또는 조경 건축가에 의해 최소한 1년에 한번 점검을 받아야 한다. 본 점검의 목적은 유지관리 및 보수 필요성을 식별하고 본 조례의 요구사항 준수를 보장하는 것 이다. BMP 유지관리를 담당하는 사람은 준공 확인서 날짜로부터 일년이 되는 날에서 시작하여, 매년 준공 확인서의 상의 기념일 또는 그전에 완성된 점검 보 고서를 빗물 관리자에게 제출하여야 한다. 모든 점검 보고서는 빗물 관리자가 공급하고 관리 매뉴얼 내에 포함되는 양식이어야 한다. 모든 식별된 유지관리 및/또는 보수 필요성은 시기 적절한 방식으로 처리되어야 한다. 점검 및 유지관 리 요구사항은 BMP의 적절한 기능을 보장하기 위하여 빗물 관리자에 의하여 필요하다고 간주되는 만큼 증가될 수 있다. (다) 설치 및 유지관리 활동 기록 : BMPs의 점검, 운영 및 유지관리를 담당하는 당 사자는 모든 유지관리 및 보수의 설치를 기록해야 하며 적어도 5년간 그 기록 을 보유해야 한다. 이들 기록은 요청하는 경우 빗물 관리자가 사용할 수 있으며 /거나 유지관리 계약에 특정적으로 약술되어 있어야 한다. (라) 유지관리 실천 불이행 : 자산 소유자가 운영 및 유지관리 계약의 요구사항을 이행하지 않는 것은 불법이다. 운영 및 유지관리 계약 요구사항을 이행하지 않 는 사람 또는 관계자는 민사 제재의 대상이 되어야 한다. (마) 유지관리 : 본 조례에 따라 설치된 모든 구조적 BMP는 유지관리 용이성에 의 해 적절한 점검, 유지관리, 재건축 및 보수가 가능해야 한다. 16) BMPs의 점검 (가) 점검 : BMP의 소유주는 최소 1년에 1번이상 BMP를 점검해야 한다. 빗물관리 자는 필요시 일상점검, 임의 점검, 민원 또는 기타 위반 가능성에 대한 주의사 항을 기반으로 한 점검 등을 할 수 있다. - 175 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 (나) 점검을 위한 출입 : 사유 자산에 BMP가 설치되었을 때, 자산 소유주는 빗물관 리자에게 점검을 목적으로 그 자산에 출입할 수 있는 권한을 부여해야 한다. - 176 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 LID 기법은 당초에는 물순환 건전화를 위해 제기되었으나 물 순환 건전화가 결 국에는 비점오염원저감과 수생태복원 등의 가장 중요한 요소이므로 LID 기법의 중 요성이 더욱 부각되고 있다. LID와 연계된 각종 기법들로는 앞에서 살펴본 바와 같 이 Green Infrastructure 등이 있고 이의 제도화 방안으로 SmartCode 등도 결국에 가서는 LID와 연계된 기술과 정책이라고 본다. 따라서 이와 같은 각종 기법과 제도 를 하나로 묶어 여기서는 LID 기법 또는 제도로 큰 틀에서 볼 수 있을 것이다. 본 연구의 목적은 LID와 비점오염원 관리와의 연계이므로 주로 LID를 비점오염 원 관리 측면에서 LID 기법의 구체적 적용방안에 대해 제안하고자 한다. 이를 위해 앞장에서 제시한 토지이용별 적용 가능한 LID 기법에 대한 설계방안, 유지관리 방 안, 장단점, 수량 및 수질 저감효과, 적용확대를 위한 제도의 틀 등을 바탕으로 세 부 적용방법을 제안하고자 한다. 그리고 사례지역에서의 적용을 통한 LID 기법 적 용효과를 분석하고자 한다. 4-1. LID 기법의 세부적용방안 LID 기법의 세부적용방안마련을 위해 LID 기법 적용시 적용절차를 제시하고 각 적용절차에 따른 세부사항, 그리고 각 LID 기법 요소들에 대하여 평가함으로써 LID 기법 요소들의 전반적인 적용성을 분석하고자 한다. 그리고 주요 토지이용별로 적용 가능한 LID 기법에 대한 설계도 및 지침 작성을 위한 틀을 제시하고자 한다. 1. LID 기법적용을 위한 절차 LID 기법은 물순환 건전화에 바탕을 두고 있으므로 가장 중요한 분야가 수문분 석 절차이다. LID 적용을 통한 비점오염원 저감은 표면유출량 감소에 의해 자연적 으로 뒤따르는 효과이다. 따라서 LID 기법 적용에 있어 가장 중요한 부문이 수문분 석 방안과 이에 따르는 BMP선택의 방법으로 구체적 사항은 다음과 같다. 수문분석 절차는 우선 강우테이타와 유출관련 데이터 수집에서 시작하며 이를 바 탕으로 유출, 침투, 저류 등 기본적인 수문분석이 이루어진다. 수문분석을 위한 자료 구축 후 각 토지이용상태 변화에 따른 유출현상을 분석하고 이를 관리하기 위한 각종 관리방안이 모색된다. LID 기법을 적용하기 위한 절차는 아래 <그림 4-1>과 같다. - 177 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 4-1> LID 기법 적용절차 가. LID 기법 기술의 수문 순환요소 LID 기법의 수문 순환요소는 식생여과대에서부터 식생수로까지 다양한 종류가 있다. 각 기법별 침투, ET, 손실, 이동, 지체, 유지, 재사용 등 물순환 요소별 기능의 신뢰도는 높은 신뢰에서 낮은 신뢰까지 다양하다. BMPs 선정시 지역여건, 관리목 적, 관리규모 등에 따라 물순환 요소를 고려하여 선정해야 한다. 각 LID 기법별 수 문순환요소에 대한 높은 신뢰 는 빗물관리 목적에 BMP의 능력이 부합함을 의미하 고 BMP의 이용이 도시환경에 전부 작동함을 의미한다. 중간 신뢰 는 BMP의 절차 가 두 번째 구성요소로 운영되고 모든 기능이 전부 작동되지 않는 것을 의미한다. 낮은 신뢰 는 BMP의 작동이 빗물관리 목적에 조금만 이용됨을 의미한다. - 178 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <표 4-1> LID 기법 기술의 수문 순환요소 BMP 침투 ET 손실 이동 지체 유지 재사용 Catch Basin Sump/Vault Filters Down spout Discon nect ion Filter Strips Infiltration Practice Pocket Wetland Porous Pavement Rain Barrels/Cisterns Rain Gardens Sand filters Soil Amendments Tree Box Filters Vegetated Roots Vegetated Swales Evapotranspiration 주 ) 높 은 신 뢰, 중 간 신 뢰, 낮 은 신 뢰 나. LID-BMP 카테고리 LID 기법과 비점오염원 저감 BMP는 서로 동일한 목적으로 사용되며 따라서 분 류에 있어서도 다음과 같이 서로 연계할 수 있다. <표 4-2> LID-BMP 카테고리 생태적 기술 필터링 기술 침투 기술 부지설계 기술 토양개량 기술 식생 기술 물보존/사용 기술 Disconnect BioretentionBasin, Bioretention Cell, Bioretention Slopes, Bioretention Swale, Green Roofs, Tree Box Filters Catch Basin Controls, Dry Wells, Filtration Device, Gutter Filter, Street Sweeping, Surface Sand Filter, Water Quality Swales Infiltration Strips(Perco l a t i o n ), Permeable/ Porous Pavement Impervious Areas, Flow Splitters, Site Minimization/ Impervious Area Reduction, Time of Concentration Practice/Surfa ce Roughening Soil Amendme nts Bayscape/En vironmentall y Sensitive La n d s c a p i n g, Planter Boxes, Reforestation /Afforestatio n Cistens/ Rain Barrels, P o l l u t i o n Prevention 다. LID 기법의 오염원 제거의 효율성 LID 기법에 대해 나타나는 효과는 토지이용형태와 규모, 지역여건 등에 따라 다 양하며 일반적으로 그 효율을 나타내기는 매우 어렵다. 다음 <표 4-3>은 일반적으 로 각 기법별 효율의 범위를 보여주고 있으나 적용에 있어 이 범위를 벗어나는 경 우도 많음을 이해해야 한다. - 179 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 4-3> LID 기법별 비점오염원 제거율 구 분 전형적인 오염 제거율(%) BMP Type 부유고형물 질소 인 병원균 금속 지연 및 건조 유역 30-60 15-45 15-4 5 <30 15-45 보존 유역 50-80 30-65 30-65 <30 50-80 개발된 건초지 50-80 <30 15-45 <30 50-80 침투 유역 50-80 50-80 50-80 65-100 50-80 침투 도랑/건조한 구덩이 50-80 50-80 15-45 65-10 50-80 침투성의 도로 65-100 65-100 30-65 65-100 65-100 풀이 우 거 진 습지 대 30-65 15-45 15-4 5 <30 15-45 풀 종 류 의 필터 S t rip s 50-80 50-80 50-8 0 <30 30-65 표면이 흙인 필터 50-80 <30 50-80 <30 50-80 다른 종류의 필터 65-100 15-45 <30 <30 50-80 2. LID 기법 기술요소의 선택 방법 가. BMP 선택 Flow Chart 기술에 대한 전략 또는 이론은 7가지 카테고리로 되어 있다. 카테고리는 기술에 대한 이해 정도와 산업에 대한 관심 정도를 기준으로 하여 정의되었다. 이러한 이 론은 검토자가 전체 LID 기법 기술요소의 적용이나 기술적인 부분에서 수정사항과 변동사항을 평가하도록 한다. 1) BMP의 선택 [1-3단계] BMP의 선택과정은 총 8단계로 나누어져 있다. 1단계는 문서상 그 대상 지역에 문제를 인식하고 BMP의 적용이 적절한가를 판단 한다. 2단계는 부지 상태를 평가하는 단계이다. 2단계에서는 부지를 분석할 수 있는 부지의 평면도나 배선도, 하수관망도를 확보하고 도보와 조사를 이용하여 프로젝트 의 성공 가능성이 있는 부지를 탐색한다(침식이 자주 일어나는 지역, 또는 물 부족 지역). 대상지역의 자료조사가 끝나면 각 전문가들에게 자문을 구한다. 위의 절차가 완료되면 문제가 제기되는 지역을 방문하고 현황조사를 실시한다. 2단계까지의 절차가 완료되면, 적절한 BMP의 선택과 위치의 List를 작성한다. 작 성하는 List는 선택 BMP의 물리적 특성과 공사비용, 작업시 문제가 있는 지역 등을 조사하고 수질 모니터링의 항목을 작성한다. - 180 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-2> BMP의 선택 과정[1-3]단계 2) BMP의 평가[4단계] 위의 단계가 완료되면 BMP 위치에 대한 평가를 한다. 각 토이이용 형태에 따라 BMP 위치를 제안한다. 여기서 BMP 사용에 적절한 부지를 선정하고 각 부지별 일 반적인 전략 및 기술을 선정하게 된다. <표 4-4> 는 일반적인 적용대상지의 기술을 나타낸 것이다. - 181 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 BMP Practice <표 4-4> LID 기술의 일반적인 적용대상지 Biorete ntion 필터링 Syste 기술 m 도로 포 장 의 침투 부지 설계 전략 토양 개량 식생 시스템 물의 보존 및 재사용 BioretentionBasin(Peak &Volume) Bioretention Cell(Water Quality Only) Bioretention Slopes Bioretention Swale Green Roofs Tree Box Filters Catch Basin Controls Dry Wells Filtration Device Gutter Filter Street Sweeping Surface Sand Filter Water Quality Swales Infiltration Strips(Percolation) Permeable/Porous Pavement(Asphalt,Concrete,Block) Disconnect Impervious Areas Flow Splitters Site Minimization/mpervious Area Reduction Time of Concentration Practice/Surface Roughening Soil Amendments Bayscape/Environmentally Sensitive Landscaping Planter Boxes Reforestation/Afforestation Cistens/Rain Barrels Pollution Prevention <그림 4-3> BMP의 선택 과정[4단계] - 182 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 3) BMP의 선택 [5-8단계] 5단계는 부지와 적용 부지의 모니터링(유출량, 수질 등)지점을 선정한다. 이 단계 에서 현 지역의 필요조건은 점검하고, 세부사항 역시 점검하여 개략도를 작성한다. 개략도는 BMP 모니터링의 구성과 계획을 세우기 위한 모니터링 지점의 지도를 작성하고, 지도에는 대표적인 유출구를 선정하여 표시한다. 개략도 작성시 모니터링 절차의 기준을 준수해야 한다. 이어서 6단계에서는 사전 모니터링을 수행한다. 만약 모니터링 지점으로 지정하였지만, 유출이 일어나지 않거나 BMP 법상의 효용성을 충족시키지 못하면 다른 모니터링 지점을 선정하여야 한다. 사전 모니터링지역을 선정하고 사전 모니터링을 실시한 후 7단계에서는 실제 설계를 시작한다. 이때에는 실제 Sheet를 작성하고, Bioretention에 대한 정보를 제공하고 Rain Garden을 설계 한다. 다음 8단계에서는 적용지점의 모니터링과 효용성을 분석한다. 만약 모니터링 후 목표를 충족시키지 못하는 BMP의 경우 변경 및 다른 적절한 BMP를 선택하고 BMP의 목표가 올바르지 않다면 적용기법을 교체하고 유지관리를 적절하게 행한다. <그림 4-4> BMP의 선택 과정[5-8단계] - 183 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 나. 설계 1) Rain Garden/Bioretention Cell의 설계예 위의 절차 1-8단계를 적용하여 Rain Garden/Bioretention Cell를 설계한 예를 소 개하겠다. 여기서 소개하는 예는 다른 LID BMPs를 실행할 때 이용될 수 있는 일반 적인 설계 과정을 보여준다는 점에 주의해야 한다. (가) BMPs 설계 전 사항 [1-4 단계] 아래 <그림 4-5>은 실제 설계시 Rain Garden/Bioretention Cell 설계의 자세한 예를 보여주고 있다. <그림 4-5> Rain Garden/Bioretention Cell 설계의 예[1-4단계] - 184 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 먼저 1단계에서는 프로젝트 참가자의 신원을 확인하고 작업 가능한 프로젝트 기 간을 결정한다. 2단계에서는 프로젝트의 목적과 해당 지역의 물량을 산출한다. 설계 시 식생의 변화하는 비용과 지출의 중요한 부분을 설정하고 개요를 작성한다. 3단 계는 해당지역의 정보와 일반부지설계에서의 추가 개요의 도면을 만들고 수원은 어 디에서 Rain Garden으로 오는지를 조사한다. 이때 건초지와 송전선, 소방라인, 장래 의 건물계획 등을 포함하여 개략도를 얻는다. 프로젝트의 성공적인 시행을 위하여 잠재적인 지점을 조사하고 확인하는 작업을 수행한다. 또한 전문가의 자문과 요청 된 요구사항에 대한 조사, 문제되는 지역의 리스트를 작성하여 해당지역의 현장방 문을 실시한다. 4단계에서는 위치 및 크기를 설정한다. 이때 부지를 평가하고 필요 한 자원과 지도를 수집한다. (나) BMPs 설계 [5-6 단계] 위 1-4단계가 완료되면 본격적인 설계에 들어간다. 5단계에서는 먼저 앞서 수집한 자료와 함께 선정부지의 도안을 작성한다. 또 어디에서 강우가 정원으로 흘러들어 오는지를 설계시 포함한다. 이때 Biocell, Rain Barrel house, 도로 및 주차장으로 유 출수가 어디서 흘러들어 오는지 정원의 정확한 크기를 결정한다. 6단계에서는 식생 을 설계한다. 설계시 식생을 선택할 때 다음사항을 고려해야 한다. 첫째로 가능하다 면 해당 지역의 식생을 선택한다. 둘째, 조직을 해치는 식생은 피한다. <그림 4-6> Rain Garden/Bioretention Cell 설계의 예[5-7단계] - 185 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 (다) BMPs 시공 [7 단계] 7단계에서는 설계가 완료된 후 설계를 바탕으로 시공하는 단계이다. 7단계 시공 에 관한 자세한 사항은 위 <그림 4-6>을 참고하기 바란다. 건설 물품 목록은 아래 <그림 4-7>에 있는 품목을 검토하기 바란다. (라) BMPs 유지 [8 단계] 필요한 유지관리는 생태저류셀(레인가든)의 점검 및 수리 또는 지역의 요소관리를 말한다. 일반적으로 어떠한 조경 지역에서 필수적인 일상 유지관리와 유사하다. 토 종 식물 종은 생태저류셀을 사용하기 위해 비료, 농약, 물을 줄이고 전반적인 유지 관리 요구 사항이 선택되어야 한다. 생태저류 시스템 구성요소는 식물 뿌리의 성장, 유기물 분해를 통한 시간의 경과, 그리고 자연적인 토양층의 발달을 조화롭게 해야 한다. 이러한 것들이 시간이 지나감에 따라 생물학적, 물리학적 처리 시설의 수명을 길게 하고 광범위한 유지 보수에 대한 필요성을 줄일 수 있다. <그림 4-7> Rain Garden/Bioretention Cell 설계의 예[7-8단계] - 186 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 3. 토지이용별 LID 기법의 세부적용방안 환경친화적 사전예방적 토지이용기법은 기존 강우 유출수 관리에 적용되고 있던 복잡하면서 과다한 비용을 필요로 하는 공학적 접근(Engineering strategies) 방식을 녹색 공간의 확보, 자연형 공간 조성, 자연 상태의 수문순환 기능의 유지 기법 등을 활용한 개발 대상지에서의 강우 유출 및 비점오염원의 영향을 최소화 하는데 목적 을 두고 있다. 따라서 개발 전 물순환을 최대한 유지하고, 건전한 수문순환 구조의 유지, 지표면 유출의 최소화, 비점오염원으로 인한 호소, 하천, 해역 등 방류 수역에 의 영향을 최소화하는 LID 기법이 부각되고 있다. 이에 따라 LID 기법의 생애 주 기 효과와 유지보수의 필요성을 이해하고, 시설을 위한 적절한 유지 보수 및 오염 예방관리 계획을 수립하기 위하여 본 절에서는 토지이용별로 적용 가능한 LID 기 법에 대한 세부적용 방안을 모색해 보고자 한다. <표 4-5> 토지이용별 LID 기법의 적용성 정도 토지이용도 주거지역 상업/ 공업/ 도로 및 고밀도 중밀도 저밀도 공공지역 주차장 토양개량(soil amendment) 생태저류셀(bio-retention) 건식우물(dry wells) 식생여과대(filter strips) 식생완충대(vegetated buffer) 침투도랑(infiltration trenches) 수리동력학적분리기 (hydrodynamic separators) 빗물통(rain barrels) 나무화분상자 여과장치(tree box filters) 식생지붕(vegetated roofs) 투수성포장(permeable pavement) 주) 적용성 정도 : 적용 가능성 아주 좋음, : 다소 좋음, : 권장하지 않음 가. 주거지역 주거지역은 도로와 연결된 거주지 구조물로 특징지워진다. 일반적인 개발 형태는 각 구조물의 정면과 후면에 공간을 가지고 있으며, 통행을 위한 공간을 가지고 있 다. 이러한 종류의 개발은 가정에서의 유출량을 저감시키는 것에 초점을 두고 있으 며 각 구조물이나 구조물 단지를 둘러싸고 있는 정원으로 지붕으로부터 빗물이 흘 - 187 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 러 들어가게 되고 이는 다시 포장된 인도와 도로로 들어가기도 한다. 주거지역에서 적용 가능한 LID 기법은 생물학적 저류, 투수성 포장, 식생지붕, 빗 물모으기, 나무화분상자 여과장치 등이 있으며, 이러한 LID 기법에 대해서 살펴보 고자 한다. 1) 고밀도 주거지역 고밀도 혼합사용 지역은 구조화된 주차장과 지표면 주차장 모두 있는 다양한 층 의 개발로 특성화되어 있으며, 보통 건물들은 5~10ft 정도 떨어져 있으며 열린 공간 은 지역의 0~10% 정도를 차지하는 포장 경관 지역으로 구성되어있다. 지붕, 복합 단지, 완충지대(buffer), 지표 주차장, 정원 등에 의해 처리가 이루어지며 경관 지역 의 경우 건물과 어느 정도 떨어진 곳에 위치한 경우 강우 유출수를 지하로 침투시 킬 수도 있다. <그림 4-8> 생태저류셀 예(포틀랜드 아파트 정원) <그림 4-9> 고밀도 주거지역의 생태저류셀 예(고밀도 주거지역) - 188 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 (가) 생태저류셀(bio-retention) 생태저류셀은 빗물유출을 줄이고 유출수에 포함된 각종 비점오염물질을 제거하는 기능을 하며, 불투수지표면을 흐르는 빗물유출수 처리에 활용된다. 정기적인 유지관 리에는 죽거나 병든 식생의 제거 및 나무와 관목들의 건강에 대한 격년 평가가 포 함된다. 한편, 식생체류시설에 토착식물을 사용하면 비료, 살충제, 물, 전체적인 유 지관리에 필요한 활동을 감소시킬 수 있을 것이다. 이러한 유지관리활동은 정기적 인 조경관리 작업과 통합될 수 있다. 생태저류셀이 택지개발부지에 조성될 경우, 유 지관리의 책임은 거주자에게 위임될 수 있다. 시공 지침 및 점검 요점은 다음과 같 다. 활성 토양의 침식제어는 생태저류지의 오염을 막기 위한 첫번째 단계이다. 소형배수 지역의 빗물을 받도록 만들어진 배합토와 그 지방의 기후와 토양 수분 환경에 적응된 식물들이 있는 조경된 얕은 저지대이어야 한다. 모든 침전물 제어장치 설치에 앞서 주요 장소의 시공을 시작해야한다. 저수지의 배수공사를 위한 설비는 가급적 덜 사용하거나 바로 안정화를 시켜야한다.(14일 이내). 식생저류장치는 배수지역이 안정되거나 검사자의 승인이 있을 때까지 설치되어서는 안된 다. 식생저류장치에서 땅을 파거나 고르고 암거배수시스템은 자리를 잡을 때까지 토양 재료 를 옮겨서는 안된다. 자연 환경에 더 가깝도록 모방하기 위해 설계된 시설로, 건강한 토양 구조와 식물이 강한 강우 유출수의 차단, 저장, 그리고 느린 방류를 도모한다. 암거배수시스템을 덮기 전에 검사관은 암거배수 그 자체나, 연결부위, 자갈기반, 필터를 검사해야한다. 제조업자의 허가증은 자갈, 파이프, 필터 천 매체를 필요로 한다. 만일 암거배수위에 자갈이 배치된다면 백호 또는 로더 버켓을 이용하여 높은 위치에서 자갈이 떨어지는 것을 피한다. 암거배수위로 바로 쏟아버리거나 수동으로 펼쳐 침투력을 손상치 않게 한다. 토양 매체의 자연 압축 및 정착을 위한 허용시간이 있기 때문에 과도한 다지기는 피한다. 토양의 추가적인 압축 매뉴얼이 필요하다. 자연 압축 과정을 빠르게 하기 위해 토양을 미 리 물에 적셔서 시공할 수도 있다. 표면의 적절한 정도의 자연적 정착을 위해 표면에 역으로 강우를 흘러 넘치게 할 수 있 다. 토양의 매체에 따라 최대 20%까지 자연 압축이 달라 질 수 있다. 시공 일정을 허가하 는 경우, 강우의 영향으로 발생하는 자연적인 정착을 허용하는 것이 바람직하다. 뿌리 덮개 표면층은 설계 계획대로 최종 설계 높이에 근접해야 한다. 모든 식물 재료에 따라 표준 묘목에 대한 확인을 위해 표시를 해야 한다. 조경 작업과 시설은 성장을 위한 최소 설치된 날로부터 최대 2년간 보장하여야한다. 피보 - 189 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 증기간은 시공계획이 세워져 공인 되었을 때부터 기산된다. 다른 LID 기법과 함께 통합될 때 최고의 성과를 얻을 수 있다. 일반적인 비용은 토양의 조건과 식물의 종류에 따라 달라진다. 생태저류셀의 설 계에서는 식물의 비용이 실질적인 지출의 상당 부분을 차지하고 있다. 이러한 전형 적인 조경 관리의 비용을 추정 할 때 (식재의 증가, 추가적인 토양 발굴, 복원 소재 및 암거 배수의 사용 등) 그 조경에 드는 비용에 관계없이 생태저류지의 설치비용 은 순수비용에서 제외하고 결정한다. 비용 절감의 차원에서 보면 과거의 빗물의 이 동시스템에 비교하여 생태저류셀은 재정적으로 효과적이다. 예를 들어 생태저류셀의 사용은 빗물의 이동 시스템 구축에 필요한 물을 줄일 수 있기 때문에 이 지점에서 비용을 줄일 수 있다. 또한 주거 지역에서의 빗물관리는 각 개인의 자산을 조절하여 대형 중앙 시설을 유지하기 위한 국민 부담을 줄일 수 있다. 세부적인 비용 추정은 Prince George's County Bioretention Manual을 참고하 여 적용한다. <그림 4-10> 고밀도 주거지역 식생체류 장치도면 예 생태저류셀(bio-retention)의 유지관리는 점검 및 수리 또는 지역의 요소관리이다. 일반적으로 어떠한 조경 지역에서의 필수적인 일상 유지관리에 지나지 않는다. 토 종 식물 종은 생태저류셀을 사용하기 위해 비료, 농약, 물을 줄이고 전반적인 요소 관리 요구 사항이 선택되어야 했을 것이다. 생태저류셀(bio-retention) 구성요소는 식 물 뿌리의 성장, 유기물 분해를 통한 시간의 경과, 그리고 자연적인 토양층의 발달 을 조화롭게 해야 한다. 이러한 것들이 시간이 지나감에 따라 이러한 생물학적, 물 리학적 처리 시설의 수명을 길게 하고 광범위한 유지 보수에 대한 필요성을 줄일 수 있다. - 190 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 뉴저지의 환경보호부의 생태저류시스템 기준에 따르면 축적된 퇴적물과 잔해물질 제거(특히 유입지점)에 일반적으로 기본 유지 관리 기능이 있다고 본다. 또 다른 작 업은 유입지점에서의 죽은 식물의 교체, 토양의 ph 조절, 침식 회복이 있고, 뿌리 덮개 보충, 배수로 장애물 제거, 범람지역 복구 등이 있다. 또한 셀에 있는 토양의 양이온 교환 용량은 시간이 지남에 따라 크게 줄일 수 있다. 오염부하량에 따라 토 양 구조를 5~10년 이내 교체해야 할 수도 있다. 생태저류셀은 최적의 침투, 저장, 그리고 오염물 제거 능력을 보장하기 위해, 매 년 식물, 토양, 멀치 층의 유지관리가 필요하며, 생태저류셀 유지관리에는 전형적인 조경 관리 절차들과 다음과 같은 것이 포함된다. 생물학적 저류시설의 배합토는 장시간 유지하도록 설계되었으며 관련 연구에 의 하면 생물학적 저류 시스템의 금속 축적은 적어도 20년 동안은 환경적인 문제가 발 생하지 않을 것이라고 예상 한다. 중금속 침전 가능성이 높은 생물학적 저류 시설 에서의 멀치 교체는 장기간 이용으로 필요한 경우 검토를 고려하고, 의문이 생기면, 토양의 비옥도와 오염물 수준을 분석한다. 특이 사항이 없다면, 일반적으로 일상적 인 유지 보수 일정을 따라야 한다. 주로 Prince George's County Bioretention Manual에 따른다. 대부분의 주택들은 LID 조경을 경제적 인센티브로 유지할 것이 다. 일반 지역의 생태저류셀은 소유자가 관리책임을 진다. 식생저류장치에서는 침전, 여과, 흡착, 식물정화, 휘발, 온도감소 등이 이루어진다. 침전은 미립자들을 정착시키는 과정이나, 용존 성분 제거에는 그리 효과적이지 못 하며 전 처리 시설이나 연못 등을 통해 이루어진다. 여과는 미립자들을 물리적으로 걸러내는 과정이나, 이 또한 용존 성분 제거에는 효과적이지 못한다. 흡착은 이온과 분자가 여과 매체 입자의 정전기적 수용기 쪽에 결합하는 과정으로, 용존영양소, 금 속, 그리고 빗물침투 시 생물학적 저류지의 토양에 생기는 유기체 등을 제거하는데 가장 중요한 메커니즘이며 흡착은 유기물질의 양, 점토 함량, 약 알칼리성으로 ph 가 증가함에 따라 효율이 증대된다. 침투는 표면수가 토양을 따라 아래로 이동해 토양수가 되는 과정이며 흡착 및 미생물 활동 등을 통해 오염물질이 제거된다. 식물정화는 분해, 식물에 의한 추출, 식물의 동화 또는 이러한 메커니즘의 혼합 등을 포함하며, 어떤 식물 뿌리는 카드뮴, 구리, 니켈, 아연, 납, 크롬을 포함해 금속 성 오염물질을 흡수하거나 고정시킬 수 있는 반면에, 다른 종들은 유기체와 영양소 오염물질을 대사시키거나 축적하는 능력이 있다. 식물, 미생물, 토양, 오염물간의 복 잡 미묘하게 얽혀있는 상호작용은 이러한 다양한 식물환경정화 과정을 가능하게 한 다. 휘발은 물질이 휘발성의 증기형태로 전환되는 것으로 생물학적 체류지에서는 복합 탄화수소가 이산화탄소로 변환하는 것을 예로 들 수 있다. 온도 감소는 강빗 물이 지표밑 토양층을 통해 흐를 때 발생한다. 실험실과 현장 연구에 의하면 생물 - 191 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 학적 저류지에서의 중금속 제거능력은 뛰어난 것으로 나타났으며, 깊이가 25cm 정 도로 낮은 곳에서는 지속성과 수량이 제거효율에 영향을 미칠 수 있으나, 토양 단 면이 90cm 정도로 더 깊은 곳에서는 영향을 미치지 못한다. 또한 식생저류장치 토 양에서의 인 제거는 깊이에 따라 증가하며, 인은 ph가 낮거나 산소 존재량이 적을 때에는 탈착한다. 따라서 생물학적 저류 식림 토양의 탈수량과 건조량을 적정수준 으로 유지해야 하고 매년 ph를 모니터링 해야 한다. 질소 같은 경우는 제거효과는 매우 다양하지만 일반적으로 미흡하다. 질산염 생산 또는 배출은 유기체 그리고 강 우 사이에서 질산염으로 변환되는 암모니아 질소의 결과로 관찰된다. (나) 투수성 포장(permeable pavement) 개발 지역의 과대포장 은 일반적으로 도로와 주차장 때문이다. 수송에 중요한 역 할을 하는 빗물유출수와 받은 물에 오염물을 부하를 늘리게 된다. 투수성 포장은 유출수 및 오염물질 감소를 위해 정기적으로 분산된 빈 공간을 거쳐 물이 스며들게 한다. 유출수는 투수성 포장재를 통해 여과되고, 자갈층에 의해 지체되었다 다시 지 표 아래 토양으로 침투된다. 투수성 포장은 유출수량 감소시킴으로써 하류의 범람, 합류식 하수관거의 월류빈도 등을 감소시키는 효과가 있다. 또한, 지하 하수관, 기 존의 빗물 저류 시스템의 수요를 줄일 수 있다. 투수성 포장은 괴어있는 물로 인한 문제를 해결하고, 지하수를 충전시키고, 제방의 침식을 관리하고, 오염물질을 제거 하고, 심미적으로 안정된 공간을 제공해 준다. 투수성 포장은 심지어 지하 하수구 파이프와 종래의 빗물 저류/저지 시스템의 필수장치를 제거할 수 있다. 투수성 포 장을 통한 지역 및 교통시설의 배수는 자연적인 수문형태를 지향하는 LID 개념을 완성시키는 중요한 요소이다. <그림 4-11> 고밀도 지역의 투수성 포장의 예 - 192 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-12> 투수성 포장 도면 예 투수성 포장의 수질 저감 효과를 살펴보면 Florida Aquarium in Tampa의 주차 장은 투수성 포장 재료의 사용을 위해 저지와 관련하여 포장된 표면 3가지를 비교 하는 연구와 증명 프로젝트로서 혁신적으로 설계된 것이다. 첫해 결과로 금속(구리, 철, 선도, 망간, 아연)의 부하량 제거 효율은 아스팔트 포장 도로는 23~59%, 시멘트 포장도로는 62~84%, 다공성 콘크리트는 75~92% 범위이다. 일반적으로 금속은 시멘 트 제품으로 포장된 것보다 아스팔트로 포장된 곳에서 매우 높은 농도로 측정되었 다. 또 다른 실험에는 콘크리트 포장 재료로 연결된 투수성 필드 부지는 유출수 규 모의 90%의 감소를 보여주었다. 일반적으로 저지의 사용은 유출수 규모를 감소시키 지만 그 형식의 포장도 유출수 감소와 가장 효과적인 투수성 포장 재료에 대하여 주요한 역할을 했다. 투수성 포장을 설계할 때 고려되는 사항은 그 부지의 예상되는 수명 이상의 적재 량 조건은 대표적인 차량무게, 하루에 통과하는 차량의 수, 수명의 계획에 기초하여 결정되어야 한다. 대부분 투수성 포장 적용은 10년 내지 20년 기간을 주기로 하는 데 일반적으로 추천되는 규정은 10년의 기존의 계획 주기이다. 설계자는 투수성 포 장 도로 시스템이 수명 이상으로 적용된 교통량을 지탱할 수 있도록 충분히 견고하 게 설계를 보증해야한다. 이 부분의 역량은 사실상 포장재료 선택과 그 재료 고유 의 능력에 의존될 것이다. 시스템 유지에 기여하는 다른 구성 요소는 토양의 강도 이다. 모래와 사질 양토 같은 투과성이 높은 토양은 최고의 능력을 가진다. 선택된 포장 재료와 토양의 강도 등을 고려해 최종적인 자갈 기반의 깊이는 이용 조건에 정확히 부합되도록 계산될 수 있다. 유지관리 측면에서 살펴보면 투수성 포장도로의 설치 후, 유지보수는 비교적 최 - 193 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 소이지만 장기수명을 보증하기 위해서 절대적으로 필요하다. 잔디 포장 재료는 표 준 급수와 잔디밭 시스템의 유지보수를 필요로 할 것이다. 다공성 콘크리트와 블록 연결 콘크리트 재료는 표면이 유기물(예를 들면 나뭇잎)로부터 깨끗하게 지켜야하 고, 주기적으로 청소하며 저압세척은 빈 공간을 청소하고 포장 재료의 기능적인 수 명을 확장하기 위해 사용되어야한다. 기존의 거리 청소기는 진공 장치, 솔, 물을 완 벽하게 사용하여 1년에 4회 가동되어야 한다. 그러나 실제 필요한 빈도수는 지역별 상태에 의해 결정될 것이다. 시스템을 연결하는 것과 더불어 추가적인 (콘크리트)골 재는 깨끗하게 한 후에 추가될 필요가 있는 물질로 채운다. 이 시스템 모두와 더불 어, 제설작업은 주의 깊게 고려되어야 하며 포장도로가 막힐 수 있는 원인인 모래 와 재의 사용은 피해야한다. 그러나 포장도로 블록을 연결하는 제조업자는 블록의 상단 가장자리의 구조가 단 편을 최소화하고 보통 쟁기로 가는 절차를 고려한다고 말한다. 일반적으로, 항상 그 경우의 소금 사용은 잠재적인 오염문제(투수성 포장 재료 시스템에 의해 제거되지 않는다.)를 일으키고, 제빙 생성물은 모든 콘크리트와 인조 잔디 재료에 역효과를 일으킬 수 있다. 투수성 포장의 비용의 자료와 연구는 건설, 유지관리, 빗물 관리 시스템 제한을 위한 수명 주기 비용을 비교한다. 예를 들면 잔디/자갈 포장 재료와 대표적으로 규 정된 다공성 콘크리트는 배수, 철근 콘크리트 파이프, 저장소, 하구, 빗물 연결이 포 함된 불투수성 포장 재료 비용이 들 때, 아스팔트비용과 종래의 콘크리트 빗물 관 리 포장 시스템에 견주어 투수성 포장 재료 빗물 관리 시스템의 비용이 절감된다. 2) 중밀도 주거지역 중밀도 혼합사용 지역은 상업지구와 자동차 순환과 주차장에 의해 조직화된 거주 지 건물 등으로 구성되어 있으며, 처리는 섬, 완충지대, 지표 주차장, 잔디, 정원 등 에서 이루어진다. 주자창이 여러 건물들과 혼합된다면 유출수 저감과 처리에 사용 될 수 있는 지역이 많다. (가) 생태저류셀 저밀도 주거지역의 생태저류셀은 고밀도 주거지역에 비해 정원 등에서 주로 이루 어지며, 전체적인 유지관리에 필요할 활동이 감소된다. 그 외 부분은 고밀도 주거지 역의 (가)의 생태저류셀과 같은 방식으로 설치된다. - 194 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-13> 저밀도 주거지역의 생태저류셀 예 (나) 투수성포장 투수성 포장은 유출수 및 오염물질 감소를 위해 정기적으로 분산된 빈 공간을 거 쳐 물이 스며들게 하는 장치이며, 유출수는 투수성 포장재를 통해 여과되고, 자갈층 에 의해 지체되었다가 다시 지표 아래 토양으로 침투되는 시스템을 가진다. 그리고 투수성 포장은 유출수량을 감소시킴으로써 하류의 범람, 합류식 하수관거의 월류빈 도 등을 감소시키는 효과가 있다. 저밀도 주거지역에서의 특징은 고밀도 주거지역 과 달리 주거 지역 사이의 도로나 지표 주차장, 잔디 등에서 주로 이루어진다. 그 외 부분은 고밀도 주거지역의 투수성포장과 같은 방식으로 설치된다. <그림 4-14> 저밀도 주거지역의 투수성 포장 예 3) 단독 주택지역 단독 주택지역은 도로와 연결된 거주지 구조물과 특성화 되어있으며, 거주 지역 분류 중 가장 일반적이며 작은 개념으로 볼 수 있다. 이러한 종류의 개발은 장치나 시설 설비보다는 가정에서 유출량을 저감시키고 오염물질 배출량은 사전 예방하는 - 195 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 의미로 해석될 수 있다. 일반 주거지역에서 적용 가능한 LID 기법은 식생 지붕, 빗 물 모으기, 토양 개량, 나무화분 여과 장치 등이 있으며, 이에 대하여 살펴보고자 한다. <그림 4-15> 일반 주거지역의 LID 기법 적용 도입 예 (가) 식생지붕 식물로 채워진 지붕 식생지붕은 도시의 불투수면적 영향을 줄이고 강우량의 흡수 또는 제어와 같이 다각도의 이점 요소가 있다. 건물의 구조를 보호하는 경량의 토 양 매체, 배수층, 고품질의 불침투 멤브레인으로 건설한다. 토양은 지붕의 거칠고, 건조한 곳이나 고온의 조건 그리고 다양한 강우에 대해 짧은 기간의 침수를 견딜 수 있는 식물로 심어져 있다. 역사적으로 북유럽에서는 녹색 지붕과 벽이 수백 년간 건축 자재로 널리 사용되 었다. 식생 지붕 기술의 현대적인 접근 방법 개발은 30여 년 전 독일의 도시 지역 에서 시작했다. 이 분야에서 지속적인 수질 저하 및 강우 유출수의 제어의 제한된 기존 인프라 때문에, 몇 가지 대안을 강우유출수 개선 관리 설계를 하여 환경과 경 제적인 고려가 필요한 지점에 필요한 모델을 개발한다. 식생 지붕은 빗물 배수 시 스템 입구에서 공기 중의 오염을 막기 위해 식물과 토양 혼합 매체를 찾아 생물, 물리, 화학적 처리에서 활용 이외에도 다음의 강우 유출수 관리 이점을 제공한다. 도시의 열섬효과 줄이기 CO2 줄이기 여름철 에어컨 비용 줄이기 겨울철 열 사용량 줄이기 - 196 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 강우의 질소 오염물질 처리 산성비 감소 강우유출수 관리에 순영향 잎에 의한 강우량 차단 및 증발 감소 침투 및 여과 토양을 통한 지하저류 흐름 뿌리 지역의 수분 흡수와 증발산 식생지붕의 수질저감 측면에서 살펴보면 생물, 물리 및 화학 처리 공정을 통하여 다양한 필터를 통해 오염물질을 줄일 수 있고, 식생지붕 지역 배수시스템으로 들어 가는 유거수의 양을 줄일 수 있다. 식생지붕은 어떠한 오염물질을 제어하는데 도움 을 준다. 예를 들면 질소 같은 경우 질소 가스는 대기 중 주요 구성 요소로서 발생 하지만 자동차 배기가스, 농업 비료 및 질소 화합물은 중요한 산업 활동으로 인한 환경오염 문제를 야기할 수 있다. 대기 중의 먼지, 빗방울의 형태로 질소 화합물이 단순한 중력으로 인해 바닥으로 떨어질 수 있다. 이러한 화합물이 떨어져 강우 유 출수가 이동하게 된다면, 부영양화 문제를 일으키게 된다. 하지만 식생지붕은 이러 한 문제를 저감하게 된다. 또한 토양과 뿌리지대 흡수를 통하여 기여 할 수 있는 것들은 다음과 같다. 식물의 마찰과 뿌리 흡수를 통하여 강우의 속도가 느려진다. 잎에 의해서 먼지 수집, 수분의 이동 및 공급을 한다. 게다가 옥상에서 적당하기 수온이 유지되지 않으면 배수되어 흘러 나가지 않는 다. 옥상 녹화에서 수질에 대한 이점은 유망하다고 연구 결과가 나왔다. 일반적인 연 구 결과는 강우 유출수에 존재하는 중금속 및 기타 영양분 하천이나 강으로 배출 되는 토양 기작에 포함되는 것을 나타낸다. 그것은 카드뮴의 95%이상, 구리 및 아연의 16% 정도로 옥상 녹화로 질소 수준도 감소될 수 있는 것으로 추산되었다 (The London Ecology Unit, 1993). 식생지붕의 생태시스템 및 환경적인 이점에는 강우 유출수 관리 및 생태시설의 사용을 하며 그들의 서식지와 생물 다양성을 보전하는 데 도움을 줄 수 있으며 그 렇지 않으면 도시 환경에서 심미적인 기능을 제공한다. 식생 지붕은 조류와 곤충의 서식지에 대한 디딤돌 역할을 제공하며 구체적으로 멸종 위기에 처한 생태계 또는 거주지를 설계 할 수 있으며 최소한의 유지 보수를 위해 지면에 의해 손상된 조류 의 서식지를 제공할 수 있다. 또한 증발산량의 증가를 통해 공기의 품질을 향상시 킬 수 있으며 도시 열섬 현상을 식물 식재 중심으로 개선할 수 있다. - 197 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 4-16> 단독 주택의 식생 지붕 예 (나) 빗물통 지붕빗물을 저장하여 사용하는 것은 가정 잡용수, 농업용수, 조경용수 등의 수요 를 만족시키기 위해 수세기동안 이용되어온 방법이며, 빗물통 또는 저류조(cistern) 는 청소용수, 화장실용수, 잔디관리 및 정원수 등으로 재사용하기 위해 지붕의 유출 수를 저장하도록 건물의 외관 또는 지하에 설치하는 시설이다. 저류조 또한 지붕의 유출수를 모으지만 상당한 양의 유출수를 저장하기 위해서는 지하에 저장공간을 만 들거나 탱크를 설치하는 것이 좋다. 저류조와 빗물통 둘 다 중력류에 의지하는 대 신, 펌프시설을 이용하여 사용될 수도 있다. 빗물통과 저류조는 적은 비용을 가지고 소규모 강우시 유출량을 감소시키고 첨두유량에 도달하는 시간을 연장시켜 준다. 빗물은 전형적으로 환경적으로 물 공급이 제한되는 환경에서 이용되어 왔으며, LID 기법에서 빗물통 기능의 하나는 빗물의 저장이고 다른 하나는 빗물유출수를 감소키는 목적으로 이용한다. 이는 지붕면적이 도로, 진입로, 보도가 불투수면에 기 여하는 정도와 같은 경우 부분적으로 적용가능하다. 단독주택에서 개발전의 수문과 가까워지고자 하는 목표는 빗물 수확을 통한 지붕 유출수 감소나 제거 없이 실행 불가능한 것으로 간주되며, 지붕 빗물저장은 주택신축이나 개조시 혹은 주거, 상가 또는 산업 개발에 이용될 수 있다. 여기에서는 주택의 빗물저장에 초점을 두고 살 펴보고자 한다. 빗물통의 설계를 살펴보면, 집수 시스템은 강수량, 실내 그리고/또는 실외 물 수 요, 그리고 개발 전 수문에 가깝게 하기 위해 필요한 수량 감소 등에 따라 크기가 결정되어야 하며, 빗물집수는 다른 비점저감 기법과 연계하여 지붕기여로 인한 수 량 감소 조건과 시스템의 추가 비용을 절감해야 한다. 우리나라와 같은 몬순기후대 에 속하는 건기와 우기가 뚜렷한 지역은 특히 지붕 빗물관리를 지역 특성을 반영해 다양한 집수 및 활용방안을 개발하여야 하며, 집수 또는 지붕 구역: 지붕재료는 집 - 198 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 수시 아연, 구리, 납 등의 오염물질을 증가시키지 않는 재질을 사용해야 한다. 최근 국내외에서 빗물활용촉진을 위한 다양한 지붕재 및 코팅재가 개발되고 있다. 빗물통은 일반적으로 알루미늄, 아연 도금된 강철, 그리고 플라스틱으로 만들어진 다. 빗물은 약산성이며, 따라서 집수된 물은 지붕과 홈통에 사용된 금속이나 기타 오염물에 대해 수질평가를 해야 하며, 수송과정에 적절한 여과기와 소독기를 설치 하는 것이 좋다. 스크린은 각 수직 홈통의 맨 꼭대기에 설치하되 홈통의 전체 길이 를 따라 설치된 스크린이 홈통으로 들어가는 모든 부스러기를 막을 수는 없다. 빗물통의 유지관리는 모든 제어, 범람, 청소관리가 용이하게 이루어질 수 있어야 하며, 시스템 문제 경보들은 쉽게 보거나 들을 수 있어야 하고, 지붕에 축적된 부스 러기들을 제거해야 하며, 항상 수직 홈통의 꼭대기에 있는 스크린을 깨끗한 상태로 유지한다. 빗물통의 성능은 미국에서 개발전의 수문 조건에 가까워지는 것을 목표 로 한 실험에 착수하였는데, 에이커당 4가구 이상을 유지하면서 단지계획 개선과 불투수면 감소만으로 사업목적을 달성하기는 어렵다는 결론을 얻었다. 따라서 보조 비점기법 툴을 이용하여 오염 저감을 한다. 유출수를 저감하기 위해 지붕빗물을 모 아 이용하는 방법이 고려되었는데, 수문학적 관점에서 지붕유출수의 집수 및 이용 은 유출수 저감에 도움이 된다. 결과적으로 본다면 LID 기법의 빗물 집수는 자연 상태의 수문환경과 비슷하게 유지시켜주는 간접적인 효과가 있을 것으로 예상된다. <그림 4-17> 단독 주택 지역 빗물통 예 (다) 토양개량 자연상태의 토양시스템은 오염물의 생물학적 여과, 식물 성장에 필요한 영양소제 공, 강우의 저류 및 방류 등을 포함한 필수적인 환경 혜택을 제공하는 매우 복잡한 시스템이다. 효과적인 물의 저장과 방류는 토양의 조성, 구조, 깊이, 유기물 함량, 그리고 생물군에 따라 결정되며, 식물 뿌리, 대형 동물군, 미생물은 토양 구조와 공 극률을 강화하는 안정된 집합체를 형성하기 위해 굴을 만들고, 토양 입자를 물리적 - 199 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 이고 화학적으로 결합시 물 보유 용량, 침투 능력, 산소 농도를 증가시켜 다양한 서 식지를 제공하여 균형을 이룰 수 있게 한다. 유기물은 토양 시스템의 적절한 기능을 하도록 하는 중요한 구성요소이며 토양으 로 혼합된 유기물은 물을 흡수하고, 점토와 침니 입자를 물리적으로 분리하고, 침식 을 감소시킨다. 훼손된 토양에 퇴비를 혼합하는 것은, 적절하게 이행되고 유지될 때, 침식감소, 침전물 여과, 오염물 흡착과 생물적 여과, 식물의 성장과 질병 저항력 강화, 식물 관리에 필요한 살충제와 퇴비 투입의 감소, 관개량 감소 등의 효과가 있 다. 토양개량의 설계를 보면 훼손된 토양의 수문 및 그 외 환경 혜택을 강화하기 위해, 상층토는 반드시 다음의 특징을 가져야 한다. 최소 유기물 함량이 모든 식림지와 그 외 조경 지역의 건조 중량의 10%임(우기 동안 접근이 필요한 잔디 제외함) 우기 동안 관리를 필요로 하거나 뿌리 교통을 지원하는 잔디 지역의 유기물 함량 이 건조 중량의 5%이어야 함 ph가 5.5~7.0 또는 설치된 식물에 적합한 ph로 함 식림지는 최대 5~8cm의 유기물질로 덮어주어야 함 상층토 아래 하층토는 최소 10cm 깊이까지 파헤쳐져야 하고, 성층을 보호하기 위 해 일부 상층토 물질을 혼합함 합리적인 토양의 유지관리를 위해 토양개량을 단지개발 과정의 마지막에 통합시 키며, 압축과 침식을 방지하기 위해서는 사람들의 통행과 장비의 이동으로부터 토 양을 보호하여야 한다. 또한 단지의 안정화를 위해 토양개량 후 가능한 한 즉시 나 무를 심고 뿌리를 덮어주는 것이 좋으며, 살충제와 화학비료의 사용은 최소한으로 제한하거나 하지 않도록 한다. 토양개량의 성능은 건설단지 토양의 지표면 부피밀도는 일반적으로 1.5~2.0gm/cc 범위에 있다. 1.6~1.7gm/cc에서 식물 뿌리가 토양을 뚫을 수 없고, 산소 함량, 생물 학적 활동, 영양소 흡수, 다공성, 그리고 물 보유력이 상당히 감퇴하였다(CWP, 2,000a; Balousek, 2003). 땅 갈이(tilling)만으로는 압축토양의 부피밀도 감소에 제한 적이다. 깊게 갈아진 단지는 제어 단지에 비해 유출량이 증가되었고, 끌모양의 쟁기 로 갈기와 깊게 갈기를 혼합한 곳은 유출량이 36~53% 정도 감소되었다. 쟁기와 갈 기 혼합 처리에 퇴비를 첨가한 경우, 유출량이 74~91% 감소되었다. 워싱턴 대학에 있는 연구 단지는, 다양한 양과 종류의 퇴비와 빙력토를 혼합하여 준비하고 잔디와 함께 심었더니, 개량되지 않은 제어 단지에서 관찰된 배출량의 53~70%가 배출되었음을 연구결과로 나왔다. 이 연구는 퇴비를 이용한 빙력토의 잔 디개량을 통해 잔디가 물을 침투시키고, 저류하고, 방류하는 능력을 상당히 강화시 킬 수 있다는 사실을 시사하고 있다. - 200 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-18> 단독 주택에서 토양 개량의 예 (라) 나무화분 여과장치 나무화분상자여과장치는 도시지역의 가로수를 담고 있는 지면의 용기로, 유출수 가 집수유역으로 흘러들기 전에 나무상자로 유입되어 식생과 토양을 거쳐 여과되도 록 함으로써 유출수의 수질을 관리하는 데에 매우 효과적이다. 나무상자여과장치는 다양한 빗물관리목표를 충족시키는 데에 기여하며 신규개발에 부여되는 규제를 만 족시킨다. 또한, 하천기능을 회복시키고 보호하며, 합류식하수관거의 월류수를 관리 하고 기존의 도시지역을 개선하고 유역을 보호하는데 도움을 준다. 나무상자여과장 치는 작은 크기를 가지고 있는데, 이로써 수량 및 수질관리가 사이트의 특성에 맞 게 이루어지는 것을 가능하게 한다. 나무상자여과장치는 빗물관리에 이용 가능한 토지의 사용을 효율적으로 만들며 심미성 등 추가적인 기능을 수행한다. 전형적인 조경식물은 식생체류시스템에 절대 필요한 구성요소이다. 식생을 선정할 때는 토양 의 여과능력을 감소시킬 수 있는 강한 뿌리를 가지고 있지 않고 침수와 가뭄과 같 은 자연조건을 잘 견뎌낼 수 있는 식물을 선택하는 것이 가장 바람직하다. 나무상자여과장치는 유지관리가 거의 필요 없다. 유지관리활동에는 매년 정기검 사와 쓰레기 및 잔해물을 정기적으로 제거하는 일이 포함된다. 유지관리를 시작한 후 처음 2년 동안은 나무상자여과장치를 구입하는 것이 대부분을 차지한다. 이와 함께 쓰레기, 잔해물, 퇴적물 제거와 뿌리덮개의 보급, 식물의 관리 및 교체작업이 포함된다. 극심한 가뭄동안에는 식물에 물을 주는 작업이 필요할 수 있다. 식물이 여과장치를 넘어서 과도하게 성장하거나 환경적으로 스트레스를 받는 경우, 교체를 해주는 것이 좋다. 장치의 쇠격자는 비록 통행량 및 교통량에 맞게 설계되었더라도 만약 부서지는 경우가 발생하면, 반드시 교체해주어야 한다. 한편, 토양이 유출수에 의해 오염될 수 있으므로 오염된 토양은 제거하고 적절히 처리하도록 한다. - 201 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 4-19> 단독 주택지역에서 나무화분여과장치 예 나. 상업/공업/공공 지역 1) 투수성포장 투수성 포장을 통한 지역 및 교통시설의 배수는 자연적인 수문형태를 지향하는 LID 개념을 완성시키는 중요한 요소이다. 상업/공업/공공 지역은 지표면 주차장과 트럭이 출입할 수 있는 지역으로 둘러싸여 있는 하나 혹은 여러 개의 큰 구조물로 이루어졌으며, 이 지역에서 열린 공간은 90%에 이르며 보통 포장이 되어 있다. 그 외 다른 사항은 가. 항의 투수성 포장과 설계사항이나 관리 기법은 동일하다. <그림 4-20> 상업/공업/공공 지역 투수성 포장의 예 - 202 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-21> 상업/공업/공공 지역 투수성 포장 도면 예 2) 식생지붕 식생 지붕은 빗물을 여과하고, 흡수 또는 제체시켜 수질을 관리하여 도시화의 효 과를 완화시키는 역할을 한다. 식생 지붕을 통해 가장 효과적으로 관리되는 대표적 인 오염물질은 질소이다. 이러한 질소는 대기의 주요 구성요소로서 자연스럽게 발 생하는 하지만, 자동차 배기가스나 산업 활동 등을 발생하는 부분도 무시할 수 없 다. 따라서 이러한 식생지붕은 상업/공업/공공 지역에서 높은 효과를 보인다. 그 외 다른 사항은 가. 항의 식생지붕과 설계사항이나 관리 기법은 동일하다. <그림 4-22> 상업/공업/공공 지역에서 식생 지붕 예 - 203 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 4-23> 상업/공업/공공 지역에서 식생 지붕 도면 예 다. 도로/주차장 1) 생태저류셀 생태저류셀(bio-retention)은 일반적으로 물이 고이는 현상을 방지하고 침투율을 증가시키기 위해 수질오염물질의 여과를 촉진하는 암거와 식생피복 아래 다공성 충 전재로 구성된다. 이 같은 시설은 빗물유출을 줄이고 유출수에 포함된 각종 비점오 염물질을 제거하는 기능을 하며, 불투수지표면을 흐르는 빗물유출수 처리에 활용된 다. 도로/주차장에서는 도로 가장자리나 주차장 경계로 설치될 수 있으며, 기능적인 측면 뿐만 아니라 심미적인 차원에서 조경의 효과도 볼 수 있다. 그 외 다른 사항 은 가. 항의 생태저류셀과 설계사항이나 관리 기법은 동일하다. <그림 4-24> 도로/주차장에서 생태저류셀 예 - 204 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-25> 도로/주차장의 생태저류셀 도면 예 2) 투수성포장 도로/주차장에서 투수성 포장은 빗물을 침투시키고, 처리하고, 저류할 수 있게 하 며 보행자, 자전거, 그리고 통행차량에 편의를 제공한다. 투수성 포장 시스템에는 투수콘크리트 또는 아스팔트 포장, 골재 또는 플라스틱 포장, 플라스틱 격자 시스템 등이 있다, 고속도로와 기타 통과차량이 많은 도로는 투수성 포장이 적합하지 않은 것으로 여겨지나, 기공이 있는 아스팔트는 구조적으로 안전한 것으로 증명되었다. 투수성 포장면의 처리와 설치과정은 일반 포장법과 다르며 투수성 포장의 성공적인 적용을 위해서는 다음과 같은 일반지침을 따라야 한다. 그 외 다른 사항은 가. 항의 생태저류셀과 설계사항이나 관리 기법은 동일하다. <그림 4-26> 도로/주차장의 투수성 포장 예 - 205 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 4-27> 도로/주차장의 투수성 포장 도면 예 4-2. 비점오염저감을 위한 LID 기법에 대한 지침서 마련 지금까지 토지이용별 적용 가능한 LID 기법의 세부적용방안에 대해 살펴보았고, 본 절에서는 LID 기법의 기법에 대한 지침서를 마련하고자 한다. 이를 위해 토지이 용별 적용 가능한 LID기법에 대한 설계방안, 유지관리 방안, 장단점, 수량 및 수질 저감효과, 비점오염저감을 위한 LID 기법 적용에 대한 기본원칙, 선정시 고려사항, 설계기준, 유지관리기준, 장 단점, 수량 및 수질 개선 효과 등도 제시하고자 한다. 1. 생태저류시설 가. 일반 정보 생태저류시설은 지표면이나 지하 저류를 통하여 소규모 지역의 유출량과 첨두유 량을 감소시키기 위하여 사용되며, 생태저류셀보다 큰 저류 능력을 가진다. 생태저 류시설은 저류지 내의 토양에 의한 급속여과, 흙과 근권내의 생화학적 반응, 저류지 바닥의 토양속으로의 침투, 저류지에서의 저류 등의 방법을 통해 강우유출수를 조 절하는 소규모의 식생으로 덮여진 저류지이며, 조성이 잘된 생태저류시설은 관목, 나무, 지피식물, 뿌리 덮개와 흙 등으로 덮여진 하나의 생태계 형태로 조성되어진 다. 생태저류시설은 강우유출수의 침투, 저류, 차단 등의 방법으로 우수 흐름의 에 너지와 현장에서의 침식을 감소시키며, 하나의 초기 우수 운반 시스템으로 시공되 어진다. - 206 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 나. 수량 관리 생태저류시설은 강우를 침투, 저류, 차단 등의 방법으로 강우유출수를 저감시키며 우수 흐름의 에너지와 우수시 발생하는 현장에서의 침식을 감소시켜는 역할을 한 다. 다. 수질 관리 생태저류시설의 인 제거 효율은 국내사례는 없으며, 외국(Fairfax County)의 경우 는 다음과 같다. 불투수성 지역 유출수의 13mm를 저류하는 시설에서는 50% 제거 불투수성 지역 유출수의 25mm를 저류하는 시설에서는 65% 제거. 저류지의 크기가 2년 빈도 2시간강우 또는 10년 빈도 2시간 강우의 조절을 위한 크기로 만들어졌다면 일반적으로 약 50%의 인 제거효율을 가진다. 라. 설계 및 재료 생태저류시설은 계절에 따른 최고 지하수위나 기반암의 깊이와 침투율에 따라 30 ~90cm의 깊이로 굴착되며, 깊게 굴착 할수록 토양과 자갈층 또는 연못 표면에서 더 많은 양을 저류 할 수 있다. 암거는 투과성이 낮은 하층토 지역(굳은 토양 또는 점토 토양)이나 얕은 토양에 사용되며, 암거는 운반 시스템으로 연결되어 있어야 하 며, 만약 암거가 사용된다면 정비/세척 통로가 설치되어야한다. 자갈층은 우수를 일 시적으로 저류시키고, 암거 혹은 토양층을 통해서 유출되기 때문에 막힘을 최소화 하기 위하여 암거를 파이프로 둘러싼다. 굴착한 지역은 일반적으로 구성되는 사질 양토 또는 양질 사토 로 분류된 매개체로 채우며, 일반적으로 다음과 같이 구성 되어진다. 50% 모래, 30% 식물생육에 필요한 흙, 20%의 활엽수 조각의 뿌리 덮개 지역은 그 다음 뿌리 덮개를 하고 관목, 다년초, 잡초, 작은 나무 등을 심었다. 표면 또는 표면 하부 통제 구조는 설계강우에 대비하여 시설의 재충전율을 통제 하기 위하여 사용될 수 있다. 이 구조는 높은 흐름의 바이패스를 포함해야 한다. 생태저류시설은 전형적으로 <표 4-6>의 비용 구성요소로 구성된다. 공간 제약과 배수 지역의 특성에 따라, 전처리 장치, 가장 일반적인 식생여과대는 방해 파편과 큰 입자를 처리할 수 있다. 최소 0.6~1.2m의 여유가 시설의 바닥과 토 - 207 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 양 구조, 지하수면, 부지의 다른 환경 조건에 의존하는 계절적으로 높은 지하수면이 나 기반암 사이에서 유지되어야한다. <표 4-6> 생태저류시설 비용요소 구성 항목 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 굴착 m 3 13,000 ~ 16,000 생태저류매개체 m 3 70,000 ~ 100,000 여과 섬유 m 2 2,000 ~ 8,000 자갈 m 3 50,000 ~ 60,000 관통된 암거배수 파이프 (10.16cm 직경) 30cm당 가격 10,000 ~ 20,000 식물 개 10,000 ~ 30,000 뿌리덮개 m 3 50,000 ~ 60,000 마. 비용 2,000m2의 불투수 지역에서 발생하는 유출수를 처리하기 위한 생태저류시설에 소 요되는 비용은 설치비용과 연간비용으로 구성된다. 이러한 비용계산은 초기유출수 13mm를 처리하기 위한 생태저류셀 표면적 83m2을 기준으로 한다. 설계이상의 강우 에 대한 저류를 위해 추가적인 굴착이나 재료비로 50%의 임시비용이 추가되었다. 생태저류시설은 25년의 계획년도로 설치된다. 항목 설치1 19,0 00 <표 4-7> 생태저류시설의 연간 요구 비용 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 뿌리덮개와 파편 제거 440 440 440 440 440 440 440 440 440 440 식물교체 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 제거&교 체 19,0 00 총비용 19,0 00 690 690 690 690 690 690 690 690 690 690 19,0 00 연간비용 1,400,000원/년 (25년 교체기간 포함) 바. 유지관리 생태저류시설을 위하여 주된 유지보수 조건은 처리 지역의 구성요소를 조사하거 - 208 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 나 수리하거나 교체하는 것이다. 일반적으로 유지는 다른 조경지역에 필요한 일상 적이며 주기적인 유지와 같다. 연간 유지보수 사항은 축적된 침전물과 협잡물의 제 거, 죽거나 시든 식물의 교체, 뿌리 덮개 층의 보충 등이다. 이러한 사항은 발견 즉 시 수리되어야 하며, 막힘과 구조물의 안정성은 정기적으로 검사되어야 한다. 사. 운영 및 검사 올바른 운영을 하기위해서 우수가 생태저류시설에서 정상적으로 침투되고 있는지 를 육안으로 점검해야한다. 48시간 이상동안 생태저류시설에서 고이는 물은 운영상 의 문제가 있다는 것이다. 이러한 상황에서 적절한 조치는 검사와 축적된 침전물의 제거가 필요하며, 유공관의 역세척은 상황에 따른 선택사항이다. 미디어를 결정하기 위해 생태저류시설의 미디어 견본실험으로 불충분한 침투성을 살펴보아야 한다. 생 태저류시설 미디어의 전체 또는 부분적인 교체는 생태저류시설의 통과 유량을 회복 시키기 위하여 필요하다. 또 다른 대안으로, 침투율의 회복을 위해 토양개량이 필요 하다. 검사는 매년 봄과 태풍 이후 수행한다. <그림 4-28> 생태저류시설의 예 2. 생태저류셀 가. 일반 정보 생태저류셀은 우수 저류 공원으로 알려져 있고, 소규모, 얕은 식생 지역의 생태저 류셀의 토양 매개체, 식물 뿌리와 토양 기반의 생물학적 반응과 화학적 반응, 그리 고 기초의 하층토 침투를 통한 빠른 여과로 수질볼륨(Water Quality Volume; WQV)을 제어한다. WQV는 일반적으로 불투수성 지역 유출수의 1.2~2.5cm로 정의 - 209 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 되고 구조화된 생태저류셀은 특정 관목, 나무, 지표식물, 뿌리 덮개, 토양의 사용하 여 산림 바닥 생태계를 재현하며, 차단, 지체, 침투유출에 의해 생태저류셀은 우수 흐름 에너지와 침식을 감소시킨다. 나. 수량 관리 WQV를 초과하는 우수는 생태저류셀의 추가적인 못 또는 지하에 저류시켜 유출 량과 첨두유출률을 줄인다. 토양과 자갈층의 공극은 우수를 저장하고 추가적인 저 장을 하기 위해서는 자갈층의 깊이를 증가시킨다. 하층토의 역세척은 유입시스템에 들어오는 우수량을 잠재적으로 줄일 수 있고, 우수량의 감소는 자갈층과 못에서 저 류량을 높일 수 있다. 하층토의 최대 흐름율과 셀에서의 유량은 강우강도와 배수지 역 크기와 관련이 있다. 다. 수질 관리 생태저류셀의 인 제거 효율은 다음과 같다. 불투수성 지역 유출수의 1.3cm를 모으는 시설은 50% 제거 불투수성 지역 유출수의 2.5cm를 모으는 시설은 60% 제거 못의 규모가 WQV와 같기 때문에 최소 50%의 인제거가 되어야 신뢰성이 높다. 라. 위치 생태저류셀은 상업, 주거, 공업지역에서 설치된다. 가능한 중앙 분리대, 주차장, 주거 발달 지역과 습지 등을 포함한다. 침전물의 양이 많고, 안정적이지 못한 부지 는 피해야 한다. 마. 설계 및 재료 생태저류셀은 계절적으로 높은 지하수위 또는 침투율에 따라 30~90cm의 최소 깊 이로 굴착한다. 저류량을 더욱 확보하기 위해서는 굴착을 더욱 깊게 한다. 암거는 하층토 투수성이 낮거나 단면이 얕은 토양에 알맞고, 올바른 운반 시스템과 연결 되어야 하며, 정비/세척 통로가 설치되어야 한다. 자갈층은 우수를 일시적으로 저장 하고, 암거나 토양층으로 유출되어진다. 막힘을 최소화하기 위하여 자갈층으로 암거 - 210 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 파이프를 둘러싼다. 굴착 지역은 일반적으로 사질 양토 또는 양질 사토 로 분류 된 매개체로 채운다. 50% 모래 30%의 모래 기초 바닥층과 최소 점토 20%의 활엽수 조각의 뿌리 덮개 다음 단계로 뿌리 덮개를 하고 관목, 다년초, 잡초, 작은 나무 등을 심고, 입구 또 는 월류웨어에 바이패스가 설치되어야 한다. 아래는 일반적인 생태저류셀의 비용요 소들이다. 항목 <표 4-8> 생태저류셀의 비용요소 구성 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 굴착 m 3 13,000 ~ 16,000 생태저류매개체 m 3 70,000 ~ 100,000 여과 섬유 m 2 1, 50 0 ~ 7,50 0 자갈 m 3 50,000 ~ 60,000 관통된 암거배수 파이프 (10.16cm 직경) 30cm당 가격 10,000 ~ 20,000 식물 개 10,000 ~ 30,000 뿌리덮개 m 3 50,000 ~ 60,000 공간 제약과 배수 지역의 특성에 따라, 전처리 장치와 일반적인 식생여과대는 협 잡물과 큰 입자를 처리할 수 있다. 최소 60~120cm의 여유 공간이 시설의 바닥과 토 양 구조, 지하수면, 부지의 다른 환경 조건에 의존하는 계절적으로 높은 지하수면이 나 기반암 사이에 존재해야 한다. 바. 비용 2,000m 2 의 불투수 토지로부터 유출수를 처리하기 위한 생태저류셀 비용은 설치비 용과 연간 기준으로 계산된다. 초기 유출수 13mm를 처리하기 위한 규모의 비용은 84m2의 표면적의 생태저류지 기술을 근거로 한다. 생태저류셀은 25년 수명을 가정 하며, 그 위치에서 제거 및 교체가 이루어진다. - 211 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 4-9> 생태저류셀의 연간 요구 비용 항목 0 설치1 12,000 연간 요구 비용 4 5 6 7 1 2 3 뿌리덮개와 파편 제거 440 440 440 440 440 440 식물교체 250 250 250 250 250 250 (단위: 천원) 10 25 8 9 440 440 440 440 250 250 250 250 제거&교체 총비용 12,000 12,000 연간비용 690 690 690 690 690 690 690 690 690 690 12,000 1,200,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지관리 생태저류셀을 위한 유지보수 조건은 처리 지역의 구성요소 조사, 수리, 교체이다. 일반적으로 유지보수는 어떤 지역이라도 필요한 일상적이고 주기적인 유지보수 이 다. 축적된 침전물과 파편의 제거, 시든 식물, 스트레스를 받은 식물 교체, 뿌리 덮 개 층의 보충은 연단위로 실시한다. 이런 사항이 발견되는 지역은 즉시 보수되어야 한다. 통제 구조는 막힘을 방지하고 구조적 건재를 확인하기 위하여 규칙적으로 조 사되어야 한다. <그림 4-29> 생태저류셀의 예 아. 운영 및 검사 적절한 성능을 유지하기 위하여, 시각적으로 빗물이 생태저류셀에 적절하게 침투 하고 있는지 점검해야한다. 48시간 이상 동안 생태저류셀에서 연못처럼 고인 물은 운영상의 문제로 지적될 수 있다. 개선조치는 축적된 침전물의 검사와 제거를 포함 한다. 암거의 역세척은 또 다른 사항이다. 미디어(예-점토)의 조건을 결정하기 위해 - 212 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 생태저류셀 미디어 실험으로 불충분한 침투의 경우도 살펴보아야 한다. 생태저류셀 미디어의 전체 또는 부분적인 교체로 유량 복원이 필요하다. 토양 개량은 투과성 복원 시도에서 첫 번째로 적용된다. 검사는 매년 봄과 태풍 이후 수행한다. 3. 식생사면 가. 일반 정보 생태제방으로도 알려진 식생사면은 수질개선을 위한 친환경적인 토양으로 구성되 며, 유출량을 감소시키고 세류침식의 발생을 줄이는 개선된 여과대이다. 정립된 식 생사면은 표준화된 토사면과 같은 기능을 하며, 기초적인 잔디 여과대와 비슷한 기 능을 수행하며, 생태저류셀과 같이 식생사면은 침투를 증가시키고 물리적, 화학적, 생물학적으로 유출량을 감소시키고, 오염부하량을 저감시킨다. 식생사면은 흐름에 대하여 설계한다. 나. 수량 관리 식생사면은 경사면적과 특정 강우강도에 따라 설계한다. 설계 강우강도는 수질 호우 사상의 설계 강우강도보다 더 큰 강우강도를 가진 호우 발생 시 일부 유출량 은 포착 침투되지 않고 식생사면의 표면을 흐르며. 이러한 경우는 유출량이 설계 유 출량을 초과하기 때문이다. 식생사면에 의해 포착되지 않는 강우유출수는 식생사면 하부 층에서의 저류 또는 보조적인 지표면 저류를 통하여 지체된다. 물이 고이는 지역 또는 자갈 저류층(침투 트렌치)은 잔여 유출량을 저류하기 위해 식생사면의 하부 층에서 설치가 되어야하 며, 강우량이 아닌 강우강도가 식생사면 하부 층에 저장될 필요가 있는 잔여 강우 유출수의 용량을 결정한다는 것에 유의하고. 식생사면 및 보조적인 지표면 저류지 의 경우 하층토의 투수능에 따라 포착된 유출량이 하층토로 침투 또는 전통적인 배 수 시스템에 연결된 암거로 배수될 지가 결정되어야한다. 식생사면 내부의 자갈 암 거 트렌치를 확장할 경우 유량을 암거 파이프로 직접 배수시키는 대신에 물을 저류 하여 지표하 저류량은 추가적으로 확보할 수 있다. 다. 수질 관리 식생사면은 인 60%, 금속 77%, 그리고 총 부유물질(TSS) 88%를 제거할 수 있다. - 213 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 라. 위치 식생사면은 진입도로 또는 경사면에 설치되어진다. 식생사면은 측면경사가 4H:1V 를 초과하는 곳, 또는 불안정한 경사면에는 사용하지 않는다. 침식을 막기 위해 유 출은 오직 판상 흐름을 경유하여 식생사면 위로 배수되어야 한다. 빠른 유속 및 많 은 유량은 배수로로 흐름을 우회시켜야 한다. 마. 설계 및 재료 식생사면은 유량을 분산시키고 토사유출을 감소시켜주는 포장면에 인접한 평탄한 자갈층으로 구성되며, 만약 공간이 허용되면 추가적인 전처리를 제공하는 식생 여 과대가 추가될 수 있고, 수질개선에 효과가 우수한 생태 혼합층 및 암거 파이프와 연결된 자갈 암거 트렌치가 추가구성 될 수 있다. 암거는 수문학 토양군(HSG)의 C 그리고 D 그룹의 토양에 필요하다. 암거가 설치되면 유지/보수 통로가 설치되어야 하며, 토질개량이 여과대에 적용되어 토양의 투수성을 증가시킬 수도 있다. 항목 <표 4-10> 식생사면 비용요소 구성 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 자갈 (퍼뜨리는 단계) m 3 50,000 ~ 60,000 여과 섬유 m 2. 1,500 ~ 7,500 자갈 (암거트렌치) m 3 50,000 ~ 60,000 8 직경. 관통된 암거배수로 파이프 30cm당 가격 10,000 ~ 20,000 잔디씨앗&잔디 M.S.F. 20,000 ~ 30,000 생태적혼합 m 3 70,000 ~ 100,000 배수면적 대비 식생사면의 크기를 산정할 때, 생태 혼합물을 통한 장기간의 유출 률은 최소 배수면적으로부터의 설계 첨두유출량 정도는 되어야 한다. 생태 혼합물 에 장기간의 투수율이 할당될 경우 50%의 안전계수를 포함해야 한다. 기본적인 식 생사면 치수는 아래와 같다. 식생사면은 배수면적의 사면이 있는 가장자리(도로)와 평행하고, 그리고 유출을 처리하는 배수면적 만큼 길어야 한다. 식생사면 폭은 인접한 배수면적을 모두 처리할 만큼 충분하여야 한다. 이중 식생사면은 적어도 60cm 폭은 되어야 한다. - 214 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 생태 혼합 토양층은 30cm 이상의 깊이를 가져야 한다. 식생사면 측면 경사는 4H:1V보다 더 가파르지 않아야 한다. 평탄한 자갈층은 폭 30cm이상, 깊이 5.4m이상이 되어야 한다. 자갈 암거 트렌치는 60cm 이상의 폭이 되어야 한다. <표 4-11> 생태학적 혼합의 구성요소 구성요소 미네랄 집합체 부서진 찌꺼기 3/8 to #10 체 펄라이트 (원예 등급): >70% 18 그물보다 크다 <10% 120 그물보다 작다 수량 2.3 m 3 1 C.Y. per 3 C.Y. 미네랄 집합체 백운석 #0, 단계적 변화 #16 체로 치다. 10 lb per C.Y. perlite 석고 #0, 단계적 변화 #8~#16 체로 치다 1.5 lb per C.Y. perlite 펄라이트는 페라이트와 시멘타이트가 교대로 겹친 층상 구조 토량개량제이다. 바. 비용 2,000m 2 의 불투수 지표면부터의 유출량을 처리하기 위한 식생사면의 비용에는 설 치비용 그리고 연간비용이 포함된다. 이러한 비용 계산은 지표면적 280m 2 식생사면 에 대하여 적용된다. 식생사면은 25년의 내구연한을 가지며, 그 후 제거되거나 대체 되어 진다. <표 4-12> 식생사면의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 12,50 0 잔디깎기 190 190 190 190 190 190 190 190 190 씨뿌리기 62 62 62 62 62 62 62 62 62 62 제거&교 체 12,500 총비용 12,50 0 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 12,50 0 연간비용 749,000 원/년 (25년 교체기간 포함) - 215 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 사. 유지관리 정기적으로 평탄한 자갈층 위로 축적된 부스러기들이 제거되어야 하며, 여과대에 자란 풀은 베어야 하고 생태 혼합물이 밀집되는 것을 피하기 위해서는 신축성이 있 는 가로대를 가진 잔디 깎는 기계를 사용한다. 상기 두 가지 활동은 정기적인 유지 보수 활동으로 혼합하여 사용될 수 있으며, 흙이 드러난 지역은 매년 식재해야 한 다. 그리고 투수성이 시간에 따라 감소되는 것을 확인하기 위하여 투수성 검사를 실시한다. 아. 운영 및 검사 기능을 발휘하는지 확인하기 위해서 우선 강우유출수가 식생사면 안으로 적절하 게 침투되고 있는지 검사하는 것이 필요하다. 경사면을 따라 집중흐름이 생기거나 세류가 형성되는 것은 운영상의 문제가 발생하였다는 것을 의미한다. 이를 수정하 기위한 방법으로는 평탄한 수평층 주위의 축적된 토사를 점검할 필요가 있을 수도 있으며, 필요하다면 정비를 해야 한다. 침투상태가 불안정한 경우 생태 혼합물의 상 태를 결정하기 위하여 생태 혼합물의 표본을 채취하여 검사 후, 상태가 좋지 않을 경우 혼합물의 교체가 필요한 경우에는 생태혼합물을 교체하여야 한다. 정비시기는 매년 봄과 극심한 호우사상 후 (장마 또는 태풍 후)에 수행한다. <그림 4-30> 식생사면의 단면 - 216 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-31> 고속도로 중앙의 식생사면의 예 4. 식생습지 가. 일반 설명 식생습지는 새로운 식생 습지로서 습지 아래 생태저류 매개물을 이용하며 그 효 과로는 수질 개선 및 유출량 저감, 첨두유량 감소효과 등이 있다. 이러한 시스템은 일반적으로 풀이 자라는 습지와 같은 기능을 가지며 배수 구조물로서의 기능과 유 출을 여과, 침투하는 기능을 하게 된다. 다른 점은 생태저류 매개물을 사용하여 침 투량을 증가시키고 물을 저류시키며 영양물질 및 오염물질을 제거할 수 있다. 식생 체류장치 및 생태저류지시설과 같이 식생습지는 유출량을 저류하기 위하여 침투량 을 증가시키며, 유출 오염부하량을 줄이기 위하여 다양한 물리적, 화학적, 생물학적 기능을 적용하게 된다. 수로 바닥에 자갈을 포설하거나 다른 투수성 물질을 포설함 으로써 침투량이 증가 될 수 있다. 잔디의 대안으로 수로에는 토종식물 또는 다른 적절한 식물이 식재될 수 있다. 나. 수량 관리 WQV를 초과하는 강우유출수는 식생습지를 통하여 추가적인 지면저류 및 지표 하저류되어 유출용적과 첨두부하량이 감소한다. 토양과 자갈층의 공극은 강우유출 수의 저류공간으로 활용되고, 자갈층의 깊이는 추가 용량을 확보하기 위해서 더 깊 어 질수도 있다. 하부토양층 안으로의 침투는 궁극적으로 배수시스템으로 들어가는 강우유출수의 양을 잠재적으로 줄인다. 감소되는 유출양은 자갈층의 저류 용량, 하 부토양층으로의 최대 침투율, 식생습지로의 유입률 등에 좌우되는데, 이것은 강우강 도와 배수면적에 따라 달라지고 습지면적은 설계호우를 배수시키기에 충분한 크기 - 217 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 로 설계되어야 한다. 다. 수질 관리 현재 식생습지에서 구체적인 인 제거 효율 자료는 명확하게 정의되지 않았다. 생 태저류셀에서의 설계방법과 그 기능에서의 유사성 때문에 생태저류셀의 인 제거 효 율이 식생습지에 적용될 수 있다. 따라서 식생습지 인 제거 효율은 아래와 같다. 라. 위치 식생습지는 주거, 상업, 공업지역에 적합하고 여과대와 같은 전처리 BMPs, 식생 여과대 및 다른 토사를 포착하는 설비와 연결될 수 있지만, 토사유출이 많은 장소 나 안정되지 않은 지역에 설치하는 것은 바람직하지 않다. 마. 설계 및 재료 식생습지의 침투율과 계절에 따른 최대 지하수 높이, 그리고 암반에 따라서 최소 0.3~0.9m 깊이로 굴착되어야 하지만 추가적으로 저류량을 늘이기 위해서는 굴착 깊 이를 깊게 할 수도 있다. 하부 토양층의 투수성이 낮거나(다짐된 토질 또는 점토질 토양) 토양층의 두께가 얕은 지역의 경우 암거를 적용하는 것이 바람직하다. 이 때 암거는 배수 시스템과 연결되어야 하고 암거가 사용된다면 유지/관리 등이 용이한 우물이 설치되어야 한다. 자갈층은 강우유출수의 임시적인 저류지로서의 기능을 하 게 되며, 저장된 강우유출수는 암거 또는 하부 토양층으로의 침투에 의해 배수된다. 만약 암거가 설치되어 있다면 막힘 현상을 최소화시키기 위하여 암거주위로 자갈층 을 배치시켜야한다. 굴착된 지역은 일반적으로 아래와 같은 구성을 가진 "사양토" 또는 "양질사토"로 분류된 가공 매개물로 채워진다. 50% 모래 30% 최소 점토를 함유한 식재토양 20% 파편으로 된 경재 뿌리덮개. 습지 지역은 따뜻한 계절 초목, 일년생의 초목 그리고 꽃이 피는 다년생 식물을 포함한 혼성 식물 군락이 식재하고 입구 또는 웨어를 설치하여 우회 유량에 대비하 여야 한다. 둑이 습지 내부에 적용된다면 습지 안에서 평탄한 흐름을 유도하는지 점검하고, 낮은 구배로 유속을 감소시켜 안정성을 높이고, 비 부식성 습지를 보호하 기 위해서 식생습지의 경사는 5%보다 커서는 안 된다. - 218 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <표 4-13> 식생습지 비용요소 구성 항목 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 굴착 m 3 13,000 ~ 16,000 경사완화 m 2 150 ~ 220 생태저류매개체 m 3 70,000 ~ 100,000 여과섬유 m 2 10,000 ~ 15,000 자갈 (암거배수트렌치) m 3 50,000 ~ 60,000 관통된 암거배수 파이프(20.3cm직경) 30cm당 가격 20,000 ~ 25,000 씨앗 m 2 13,000 ~ 30,000 바. 비용 2,000m 2 의 불투수 지표면부터의 유출량을 처리하기 위한 식생습지의 비용에는 설 치비용과 연간비용이 포함된다. 이러한 비용계산은 지표면적 85m 2 식생습지를 대상 으로 한다. 식생습지는 25년 내구연한을 가지고, 그 후 제거되거나 교체 된다. <표 4-14> 식생습지 연간 요구 비용 항 목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치1 12, 500 경사완화 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 자생/교체 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 제거&교 체 12,500 총비용 12, 500 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 12,500 연간 비용 749,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지관리 식생습지의 관리를 위한 일상적인 점검사항으로는 배수로의 수리학적인 효율점 검, 식생습지 구성요소의 효율성점검, 식생피복의 밀도와 건강성 점검 등이 있다. 유지관리 방법으로는 주기적인 제초(풀을 설계유량깊이보다 짧게 자르면 안 됨), 부 스러기와 방해물질의 제거 및 침전물 제거 그리고 흙이 드러난 지역은 매년 다시 식재해야하며 습지 배수로의 밑바닥을 따라서 침식이 발생하였는지 여부 또한 점검 하여야 한다. 아. 운영 및 검사 - 219 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 기능을 유지하는지 확인하기 위해서 식생습지의 구간을 통해 침투, 배수되는지 점검해야하며, 식생습지 안에서 48시간 이상 물고임 현상이 발생할 시에는 운영상 의 문제가 있다는 것을 의미한다. 이러한 문제점들을 해결하기 위해서는 축적된 퇴 적물을 제거함이 필요하다. 암거를 역세척하는 방법이 있고 불량한 침투상태를 보 일 경우 매개물의 생태(점토질의 양)를 살펴보기 위하여 생태저류지 매개물의 표본 이 검사 되어야한다. 습지를 통한 흐름상태의 복구를 위해 생태저류지 매개물의 전 체 또는 일부의 교체가 필요할 수도 있다. 이에 대한 대안으로 토양 개량제가 투수 성 복구를 위해 우선적으로 적용할 수도 있으며, 매년 봄과 극심한 호우사상 후(장 마 또는 태풍 후) 검사가 필요하다. <그림 4-32> 식생습지 5. 옥상녹화 가. 일반 정보 식생 지붕으로도 알려진 옥상녹화는 강수를 여과, 흡수 또는 저류함으로써 도시 화된 지역이 수질에 미치는 이로운 영향을 완화시키는 구조체이다. 옥상녹화 오염 물을 여과는 다양한 물리적, 생물학적, 화학적 처리 프로세스를 통하여 유출 오염부 하량을 저감시키고, 유출량 또한 줄여준다. 옥상녹화의 기본적인 2가지 유형은 확장식과 집중식이 있으며. 확장식 지붕은 자 생할 수 있는 이끼, 시둠, 작은 관목 등과 같은 얇은 식생 엽초로 구성되고, 확장식 지붕은 경사진 지붕을 포함한 기존 건물에도 설치가 가능하다. 대조적으로, 집중식 지붕은 지붕 구조물의 필수 구성요소로서 나무와 보도까지 적용이 가능하다. 보다 많은 식생과 지표면 특성을 수용하기 위해서는 보다 두꺼운 층의 매개물과 보다 큰 면적이 필요하다. - 220 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 나. 수량 관리 옥상녹화는 토양층에 우수를 저장하여 유출량과 첨두유량을 감소시킨다. 저장용 량은 다음식을 사용하여 추정한다. 이 식은 토양 공극 기본원리에 기초를 두고 있 으며, 옥상녹화의 상세분석의 경우 유출추적을 통한 복잡한 계산을 적용한다. 옥상 녹화는 일반적으로 WQV 또는 초기 12.5mm 강우를 저장하기 위한 크기로 설계된 다. 토양층 깊이를 늘림으로써 저류량의 증가가 가능하며, 저류용량 산정은 다음과 같다. 저류용량 = (옥상녹화 면적) x (토양 깊이) x (토양 다공성) 다. 위치 저장된 유출의 일부분은 지붕에 저류되고, 증발산량으로 손실될 것이며, 나머지는 배수층으로 투과되어 최종적으로 지표면 유출된다. 토양의 저류용량은 기후조건 뿐 만 아니라 토양기질 특성 및 식생피복에 따라 다양하다. 라. 설계 및 재료 옥상녹화는 여러층으로 구성된다. 아래부터 방수막, 뿌리, 장벽층, 배수층, 성장하 는 매개물, 그리고 식물로 구성된다. 배수층은 평평한 지붕이 필요하며, 경사진 지 붕에는 필요하지 않으며, 누출탐지 층은 선택적으로 적용할 수 있다. 초기 설계 변 수는 집중식 또는 확장식 지붕을 설치할 것인지를 결정하는 것으로 소유권자가 희 망하는 유지관리수준과 지붕의 크기에 따라 결정된다. 토양층의 깊이는 다른 설계 변수이며 저류량을 결정짓는 중요한 요소이다. 지붕은 강설하중을 다루기 위해 설 계되었기 때문에, 지붕 구조는 포화된 확장식 옥상녹화에 무게를 쉽게 지탱할 수 있어야 한다. 집중식 옥상녹화를 적용하는 경우에는 추가적인 무게가 들기 때문에 지붕구조가 더욱 튼튼하여야 한다. 옥상녹화에는 시둠과 델로스페르마 종류와 같은 견고하고, 자생력이 있고, 가뭄에 잘 견디는 식물들이 좋으며, 구하기 쉬운 식물이면 좋다. 미국에서 확장식 옥상녹화 를 위한 비용은 모든 지역(거주, 상업, 공업지역의 높은 밀집상태)에 대하여 6.45cm 2 당 17,000~23,000원이다. 이러한 비용은 방수막, 토양기질, 그리고 식물층을 포함하 는 옥상녹화의 모든 요소를 포함한다. 옥상녹화 구조와 관련된 비용 중 가장 많은 부분을 차지하고 있는 것은 토양기질과 특화된 식물이다. 식재 비용은 식생매트에 서 미리 키워서 심는 것보다 개별적으로 심는 것이 더 많은 비용을 필요로 한다. - 221 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 마. 비용 다음은 확장식 옥상녹화의 기준의 비용산정 결과이다. 2,000m 2 을 가진 확장식 옥 상녹화를 위한 비용에는 설치비용과 연간비용 둘 다 포함된다. 옥상녹화는 25년 수 명을 가지며, 그 후 제거되거나 교체되어 진다. 항목 설치1 312,000 <표 4-15> 옥상녹화 연간 요구 비용 연간 요구 비용 (단위 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 잡초 625 625 625 625 625 625 625 625 625 625 절단&메우기 7,494 7,494 토양교체 1,249 1,249 제거&교 체 312,00 0 총비용 312,000 625 625 625 625 9,368 625 625 625 625 9,368 312,00 0 연간비용 14,490,000 원/년 (25년 교체기간 포함). 교체제외: 2,000,000 원/년 바. 유지 관리 옥상녹화가 올바르게 설치되었다면, 옥상녹화의 유지보수는 최소한의 작업만으로 도 관리가 가능하다. 확장식 지붕에 있어서 제거하는 것과 정기적인 토양과 식물의 보충이다. 확장식 지붕과 비교하여 식재가 대량으로 이루어지며 보다 정교한 집중 식 지붕의 경우 전통적인 정원과 비슷하게 원예적 유지보수 뿐만 아니라 구조적으 로 추가적인 유지보수가 필요하다. 옥상녹화의 유지관리는 일반적으로 한정적인 수리로 제한된다. 하지만 누수보수 는 필수적이다. 전기적인 누수조사는 막에서의 누수를 찾기 위해 꼭 보수를 하여야 한다. 보다 복잡한 시스템은 막 내부에 통합된 감시 장치를 장착하는 것이다. 토양 매개물은 제거할 수 있고 막 또한 필요하다면 보수하여야 한다. 장기간의 가뭄 또 는 극심한 강풍에 의한 토양 손실 시에는 매개물 교체 또는 재 식재가 필요할 수 있다. 만약 가뭄시에는 관개 시스템 또는 사전 계획용수공급이 필요하다. 사. 수행 및 점검 옥상녹화의 기능에 있어서 중요한 것은 토양안정과 식물의 성장 정도이다. 옥상 - 222 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 녹화는 침식 그리고 식물 상태 점검을 위해 매년 수행하여야 한다. 그러나 바람 또 는 유수에 의한 침식작용은 식물의 빽빽한 뿌리 구조 때문에 큰 문제가 되지 않을 것이다. 만약 침식이 발생하면, 토양을 보충하고 다시 식재하거나, 그리고 일시적으 로 침식 제어 그물을 설치하여야 한다. 죽은 식물은 반드시 교체되어야 한다. 유의: 만약 느리게 성장하는 식물이 선택된다면, 충분한 성장을 하기위해 한 계절 이상의 시간이 필요할 수도 있다. <그림 4-33> 대규모 옥상녹화 단면 <그림 4-34> 볼티모어의 대규모 옥상녹화 - 223 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 6. 나무화분 여과장치 가. 일반 정보 나무화분 여과장치는 미리 만든 콘크리트 박스가 연석 라인 아래에 설치되어 생 태저류셀 유형의 다양한 구조의 토양 및 자갈 등으로 가득 차 있는 것이다. 표준 가로수와 관목은 길가에 식물 재배 용기와 비슷한 박스에 심어지지만 나무화분 여 과장치는 연석 입구의 상류에 위치한다. 적당한 흐름을 위하여 낮게, 우수는 나무 박스 입구를 통하여 들어오고, 토양을 통하여 여과되고, 우수 배수로 암거로 나온 다. 만약 우수량이 많아 설계 여과량을 넘어선다면 바이패스로 넘어가는 구조로 되 어있다. 나. 수량 관리 나무화분 여과장치는 빈번하게 발생하는 강우 유출수의 양(WQV)을 저류시킴으로 서 유출량과 첨두 유출율을 줄일 수 있다. 그러나 WQV 보다 큰 규모를 모으거나, 장기간 동안 WQV를 저류시킬 것은 아니다. WQV보다 큰 규모는 표면 하부의 저 장 장치 하류에서 저류시킨다. 다. 수질 관리 나무화분 여과장치는 생태저류 조성 기술과 같은 물리적, 화학적, 생물학적 메커 니즘을 통하여 오염물질을 제거한다. 미국 버지나아 지역에서는 여과 표면적은 적 어도 배수지역의 0.33%를 규정한 나무화분여과장치의 예상된 제거율을 제시하였다. <표 4-16> 나무화분 여과장치의 오염물질에 따른 예상 제거량 오염물 질 예상 제거량 총부유물질(TSS) 85% 총인(TP) 74% 총질소(TN) 68% 총중금속 82% - 224 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 라. 위치 나무화분 여과장치가 인도나 주차장면 보다 하부에 위치하면 인도와 주차장으로 부터 유출수를 받을 수 있다. 마. 설계 및 재료 연간 유출량의 90%를 처리하기 위해, 나무화분 여과장치 표면 면적은 대략 배수 지역의 0.33%여야 한다. 나무화분은 연간 처리 목표를 위해 지하구의 길이를 따라 규칙적인 간격을 두어야 하고 표준 연석 입구는 우회로 흐름을 차단하기 위하여 나 무화분 여과장치의 하류에 위치해야한다. 나무화분 여과장치는 오프라인 장치이며 웅덩이 위치에 설치되면 안되고 유출수는 입구를 가로질러 흘러야 한다. 또한, 나무 화분 여과장치는 간헐적인 흐름을 목적으로 하며, 큰 강우집중 저류 장치로 사용되 어서는 안 된다. 나무화분 여과장치는 미리 만든 콘크리트 컨테이너, 뿌리 덮개 층, 생태저류 미디어 혼합, 파이프의 감시와 세척, 암거 파이프, 가로수 또는 큰 관목으 로 구성된다. 일반적인 조건 하에 전처리는 필요하지 않다. 바. 비용 불투수성 2,000m 2 에서부터 유출수를 처리하기 위한 나무화분 여과장치의 비용은 설치비용과 연간 기준 비용으로 구성된다. 비용 계산은 나무화분이 여과하는 15x15cm를 설치하는 기준으로 작성했다. 나무화분은 25년의 수명을 가진다고 가정 했고, 25년 후에는 제거되거나 교체될 것이다. <표 4-17> 나무화분 여과장치의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치1 24,000 뿌리덮개와 파편제거 625 625 625 625 625 625 625 625 625 625 식물교체 310 310 제거&교 체 24,000 총비용 24,000 190 190 190 190 375 190 190 190 190 375 24,000 연간비용 1,200,000 원/년 (25년 교체기간 포함) - 225 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 표준 15x15cm 나무화분 여과장치 비용은 대략 9,990,000원이다. 이 견적은 운영 유지보수와 여과 재료 그리고 2년생 식물을 포함한다. 설치비용은 대략 단위에 따 라 18,735,000원 이고 연간 유지보수는 제조업자에 의해 관리될 때 624,500원이고, 직접 관리시 124,900원이다. 사. 유지관리 유지보수는 연간 정기검사와 쓰레기와 부스러기의 정기적인 제거로 구성되어있 다. 뿌리덮개는 연간 1~2회 이상 보급될 필요가 있다. 세척 파이프는 암거가 막혔을 때 시스템에서 물을 쏟아져 나오게 하기 위하여 사용한다. 건조기간 동안에 그 나 무와 관목은 조원에서 사용하는 방법으로 급수하여야하며, 식물은 2, 3년마다 교체 되어야 한다. 아. 운영 및 검사 운영 능력을 확인하기 위하여, 우수가 나무화분에 적절하게 침투하고 있는지 관 리자가 직접 조사해야한다. 일반적으로 입구의 나무화분 여과장치를 우회하는 과도 한 우수는 문제점이 될 수가 있다. 성능을 복원하기 위한 조치는 축적된 침전물과 부스러기의 조사와 제거를 실시한다. 토양 매개체의 조건이 현저히 나빠진 경우에 그 매개체와 식물은 제거, 교체한다. 검사와 유지보수는 연간 또는 년 2회를 기본으 로 한다. <그림 4-35> 나무화분 여과장치의 개요 - 226 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-36> 펜타곤 나무화분 여과장치 7. 집수정 가. 일반 정보 집수정은 퇴적물, 기름, 부유물질, 우수시스템에서의 부스러기 또는 첨두유량을 제어하거나 방지한다. 집수정은 침전물을 잡아두거나 저장시킨다. 그러나 다른 장치 처럼 오염물을 유체역학적으로 제거하지는 않는다.(침전물 제거나 또는 우수오염원) 집수정은 자체적으로 사용되거나, 다른 BMP 우수처리의 일부로 사용된다. 나. 수량 관리 집수정 통제는 우수량 감소는 하지 않지만, 집수정 유출 파이프 또는 입구 구조 는 흐름을 제한하기 위하여 설계한다. 다. 수질 관리 집수정은 우수를 저류시키거나 다른 기계적인 방법으로 오염물질을 제거함으로서 수질을 개선시킨다. 수질을 개선하는 주요 방법은 시스템에 들어가기 이전의 오염 물질의 물리적인 제거이다. 영양물 제거는 다른 오염물질의 제거에서 자연적으로 제거되어진다. 총인의 부하량은 효과적인 퇴적 작용을 통하여 감소될 수 있지만 용 해된 오염물질은 변화 없이 집수정을 통과한다. - 227 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 라. 위치 집수정 통제는 어떤 위치라도 놓일 수 있고, 수송관 시스템의 일부로 적용을 할 수 있다. 이는 잠재적인 우수 집중지역 예를 들면 대량의 오염물질이 있을만한 주유소에서의 사용이 이상적이다. 마. 설계 및 재료 집수정 통제의 설계, 물질, 비용과 유형은 제조업자에 따라 달라진다. 여러 개의 독점적인 장치는 비용과 기능에 광범위한 범위로 존재한다. 새로운 수력학 분리기 종의 대부분은 오염물질을 제거하는 방법인 와동 원리로 움직인다. 바. 비용 2,000m 2 의 불투수지역으로 부터 처리수를 위한 집수정 관리비용은 설치비용과 연 간 관리비용을 기준으로 계산된다. 집수정관리는 25년 수명을 가질 것으로 가정 되 고, 이후 제거되거나 교체된다. 항목 <표 4-18> 집수정의 연간 요구 비용 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치1 25,000 침전물과 파편제거(매달) 625 625 625 625 625 625 625 625 625 625 제거&교 체 25,000 총비용 25,000 625 625 625 625 625 625 625 625 625 625 25,000 연간비용 1,600,000 / 년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지관리 집수정 관리/유지보수는 주로 매달 부스러기와 침전물의 검사와 제거로 이루어진 다. 검사는 시각적 또는 화학적 추적의 방법이 있다. 파편과 침전물의 제거는 펌프 의 사용이 필요한 경우도 있다. 총체적인 효율은 일상의 유지보수를 하고 있느냐에 따라 결정된다. 우수에 이어서 침전물을 수집하고, 수집 시스템을 통하여 아래로 물 을 쏟아내는 일을 재중지 할 수 있다. 규정된 오염물질의 규칙적인 세척과 제거 없 - 228 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 이 모여진 물질이 우수로 유입되지 않게 하여 오염을 막는다. 연간 일과와 월간 유 지보수의 일과를 비교했을 때 연구결과는 한 해에 제거된 총 침전물의 3배가 증가 된 것을 보여주었다. <그림 4-37> 협잡물 방지망 아. 운영 및 검사 성능을 확인하기 위하여, 관리자가 직접 침전물과 부스러기가 존재하는 것을 확 인하기 위하여 집수정의 상태를 조사하고 우수를 우수 수집 시스템으로 운반할 수 있는지를 조사한다. 집수정은 매달 축적된 침전물과 부스러기를 제거하기 위해 그 리고 강우 집중 후에 침전물이 모이는 재부유를 방지한다. 월간 검사와 집수정은 극단적인 날씨 이후에 조사되어야 한다. 8. 건식 우물 가. 일반 정보 건식우물은 자갈 또는 돌과 같은 큰 집합체로 가득 차 있는 홈통으로 구성된다. 홈통이 구멍에 놓이고, 돌에 둘러싸이는 관통된 원통형 구조물로 구성된다. 건식우 물은 수직 낙수 홈통 또는 포장된 지역으로부터 물을 침투시키고 모아주며, 표면은 풀 또는 기타 다른 것으로 덮을 수도 있다. - 229 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 나. 수량 관리 설계 강우를 위한 첨두유출율은 하층토의 침투율을 초과해서는 안된다. 다. 수질 관리 수질정화능력은 침투 트렌치와 유사하다. 라. 위치 건식우물은 작은 불투수성 지역을 처리하는 것에 적합하고 트렌치 또는 다른 설 치될 수 없는 시설은 가파른 경사에서 유용하다. 건식우물은 특히 주거지역의 차도 또는 지붕에서의 유출수처리에 적합하며, 높은 침전물의 적재와 제한된 투과성의 토양이 있는 큰 지역에서의 설치는 피하는 것이 좋다. 건식우물은 주차장과 같은 불투수 표면의 유출수를 처리하기에 적합하다. 마. 설계 및 재료 건식우물을 위한 설계 지침은 침투 도랑에 대한 것과 유사하다. 항목 <표 4-19> 건식우물 비용요소 구성 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 굴착 m 3 20,000 ~ 20,000 덮개있는 관통 탱크&드럼 개(Ea.) 100,000 ~ 200,000 자갈 m 3 60,000 ~ 70,000 입구와 출구파이프 줄(L.F.) 10,000 ~ 20,000 바. 비용 2,000m 2 의 불투수성 토지로부터 처리 유출수를 위한 건식우물의 비용은 설치비용 과 연간 기준비용으로 구성된다. 건식우물은 25년의 수명을 가지며, 후에 제거되거 나 교체 될 것이다. - 230 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <표 4-20> 건식우물의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치1 12,500 파편제거 310 310 310 310 310 310 310 310 310 310 작은 파편 교체 625 625 625 제거&교 체 12,500 총비용 12,500 310 310 940 310 310 940 310 310 940 310 12, 500 연간비용 1,000,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지 관리 건식우물은 일반적으로 가정집에서 사용한다. 유지 보수는 보통 집 주인의 책임 이며 유지관리는 우수통과 건식우물 표면에서의 부스러기 제거와 작은 부품 교체로 이루어진다. 아. 운영 및 검사 파편 축적을 위해 건식우물과 빗물홈통을 조사하는 검사를 수행한다. <그림 4-38> 건식우물 단면 9. 여과 장치 가. 일반 정보 여과 장치는 우수가 집수 장치로 들어가기 전에 쌓여있는 오염물을 제거하기 위 - 231 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 해 우수 집수정 안에 설치된다. 이 시스템은 여러 가지 형상 내에 일부 종류의 필 터 매개체를 포함한다. 공통적인 여과 매개체는 유리섬유, 활성화된 탄소, 흡수성 물질을 포함한다. 지반용 물질은 내부에서 또는 연석 입구 필터로 사용하고 정착, 여과, 흡수, 흡착은 가장 대표적인 제거 메커니즘이다. 여과 장치는 주로 파편, 쓰레 기, 미립자와 기름, 유지를 제거 한다. 나. 수량 관리 여과장치는 저장소가 없고, 첨두 유출을 약하게 하지 않으며, 우수량을 감소시키 지 않는다. 다. 수질 관리 인 제거 효율은 50%이다. 여과 장치의 수질 향상은 주로 총 미립자, 부유 물질, 파편을 제거할수록 높아진다. 일부 여과 매개체는 용해된 오염 물질의 제거도 가능 하다. 장치의 효율은 설계에 의해 달라지며, 제거효율은 우수 유출율과 여과 장치 허용능력에 따라 달라진다. 전반적인 수질에 미치는 영향은 파편, 오염물질 제거와 효율에 큰 영향을 끼친다. 규칙적인 청소와 여과 매개체 교체 또는 관리를 한다면 여과효율은 증가 한다. 라. 위치 여과 장치는 일반적으로 입구 또는 집수정에 설치되고, 길 근처에 설치 될 수도 있다. 장치는 많은 미립자와 파편 부하가 많은 지역에 설치하는 것을 권장 한다. 입 구위치의 조정으로 다른 기능으로 사용 될 수 있으나, 유지보수이 비용이 상당히 높다. 마. 설계 및 재료 여과기는 다공성의 물질로 이루어지고, 여과재로는 유리섬유, 활성화된 탄소 또는 흡수성 물질을 포함하며, 지반용 물질은 여과 메커니즘으로 사용된다. 특히 하류의 수질 BMPs와 비교하면 설치비용은 상대적으로 적다. - 232 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 바. 비용 2,000m 2 불투수성 지역의 유출수를 처리하기 위한 여과 장치 비용은 설치비용과 연간 기준비용으로 구성된다. 이 비용은 장치를 우수입구에 설치하는 기준이다. 필 터 여과 장치는 25년의 수명을 가지도록 가정하고, 후에는 교체되거나 제거된다. <표 4-21> 여과장치의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 10,0 00 침전물과 파편 제거(매달) 625 625 625 625 625 625 625 625 625 625 메디아 교체 870 870 870 870 870 제거 & 교체 10,000 총비용 10,0 00 625 1,500 625 15,00 625 1,50 0 625 1,500 625 1, 500 10,0 00 연간비용 1,400,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지 관리 유지보수는 여과 장치의 효율을 최적화 하는 것으로서 주로 포괄적인 검사 프로 그램으로 구성된다. 규칙적인 청소나 여과재 교체를 하지 않는다면, 제거 효율이 상 당히 감소한다. 연간 및 월간 유지보수를 비교해보면 월간유지보수로 관리를 하는 것이 높은 오염물질 제거율을 나타냈다. 여과재의 교체는 2년마다 해야 한다. 아. 운영 및 검사 시각적으로 여과재의 올바른 가동을 확인하기 위하여 여과 장치를 검사한다. 여 과재가 침전물이나 파편으로 막혀있는지의 여부도 확인한다. 여과재의 시기적절한 교체로 여과 장치의 최적의 처리 성능을 유지하여야 한다. 올바른 운영을 위해 매 월 정기적인 검사가 필요하다. - 233 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 4-39> 여과장치 10. 홈통 필터 가. 일반 정보 홈통 필터는 자갈과 미세필터(모래 등)을 포함하고 있는 선형모양으로 미리 캐스 팅된 아치형 홈통이다. 그리고 여과재와 암거는 연적 라인의 아래에 설치된다. 특히 도로 유출수중 첫 유입수를 관리하기 유용하며 높은 농도의 비점오염물질을 처리한 다. 여과재 상부 빈 공간은 자갈과 모래 여과재가 고체와 오염물질을 제거하는 동 안에 표면을 통과할 수 있는 쓰레기와 다른 파편을 걸러낸다. 여과된 우수는 홈통 필터에서 우수 수집 시스템까지 암거배수로에 의해 운반된다. 나. 수량 관리 홈통 필터는 장치를 통한 흐름이고 우수를 저류 용도로는 사용할 수 없다. 필터 내의 저장소 규모는 설계시 중요하지 않으며. 도로의 안전한 배수를 확실히 하기 위하여, 홈통 필터는 종래의 우수 유입부와 관련되어 사용해야 한다. 홈통 필터는 우수 여과장치와 암거를 통해 처리된 유출수를 처리하지만, 모든 유량을 처리하기 위한 주요 장치로 생각하면 안된다. 주요한 유량 계산은 여과재를 통한 침투율 이 다. 초기유출수"는 유출수 강도와 강우 강도를 초과한 모래층을 통해 이송된다. 다. 수질 관리 - 234 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 수질은 종래의 모래 필터와 유사하다. 배수 지역의 영향을 받지 않는 유출수의 1.3cm를 처리하는 간헐적인 모래 여과장치를 사용하여 60%를 인 제거 효율 목표로 작성하였다. 일반적으로, 그들이 종래의 우수 수집 시스템에서 상류라면 다른 도시 의 운송경로로 제공될 수 있다. 그들은 연적에 접해야하고 인도 또는 메디안을 따 라 놓일 수 있다. 홈통 필터는 주차 차선의 내부에 설치할 수 있으며. 홈통 필터는 특히 생태저류셀과 같이 미화된 침투 BMPs를 위한 충분한 공간이 부족한 불투수성 수송경로에 매우 유용하다. 전형적인 홈통 필터는 넓게 30~60cm 그리고 50~95cm 깊이이다. 각 층의 깊이는 아래에 주어진다. 자갈층의 상부 공간의 15~30cm는 큰 파편을 모으기 위한 공간을 제공한다. 라. 위치 홈통 필터는 주로 고속도로, 지방 도로 및 주차장의 우수를 다루는 것이 권장된 다. 면적이 큰 고체물질을 모으기 위해 상부층은 자갈로 채우고 바닥층은 작은 고 체 물질을 제거하기 위해 미세모래로 구성한다. 여과장치는 필터로 쓰레기와 직접 흐름으로부터 스크린에 설계된 금속 쇠격자로 상부를 덮는다. 암거 시스템은 종래 의 여과된 우수를 운반한다. 입구에 박스와 같은 관찰/세척 통로는 설치되어야하고, 암거와 하류 BMPs를 설계시 하층토로 이전 여과법을 통하여 어떠한 손실도 없게 하여야 한다. 항목 <표 4-22> 홈통 필터의 비용 구성요소 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 프리캐스트로 강화된 콘크리트 아치형 천장 (204 atm) m 3 콘크리트 200,000 ~ 300,000 30.5 ~ 61cm의 넓은 쇠격자 줄(LF) 100,000 ~ 200,000 5. 1 ~ 7.6 cm 의 자갈 m 3 50,000 ~ 60,000 30.5 ~ 45.7cm의 가는 모래 m 3 20,000 ~ 40,000 관통된 암거배수 파이프 (10cm 직경) 줄(LF) 10,000 ~ 10,000 마. 비용 2,000m 2 불투수성 지역의 유출수를 처리하기 위한 홈통 여과 장치 비용은 설치 및 연간기준 비용을 포함한다. 비용 계산은 100m 2 홈통 여과장치를 기준으로 산정 했다. 홈통 여과 장치는 25년의 수명을 가정하고, 후에 제거 또는 교체될 것이다. - 235 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 항목 <표 4-23> 홈통필터의 연간 요구 비용 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치1 18,700 파편제거 625 625 625 625 625 625 625 625 625 625 콘크리트 복구 1,870 1,870 상층 교체2 3,123 3,123 3,123 제거&교체 18,700 총비용 18,700 625 625 3,750 625 2,500 3,7 50 625 625 3,750 2,500 18,70 0 연간비용 2,700,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 바. 유지 관리 홈통 필터의 중요한 유지보수는 쓰레기 및 침전물과 축적된 탄화수소의 제거이 고, 축적된 쓰레기와 큰 파편은 7~14일 마다 필터의 표면에서 제거되어야 한다. 1 년에 4번 자갈층과 필터 사이의 빈 공간에 축적된 파편을 제거한다. 매년 봄 콘크 리트에 크랙이 존재하는지를 조사한다. 만약 초기 유출수"가 홈통 필터를 우회하면, 쇠격자 위, 아래 모든 파편을 제거 해야하고 만약 해결되지 않으면 여과 장치와 암거가 막히면서, 역유출 된다. 여전히 문제가 해결되지 않으면 양쪽 층은 교체하여야 하며, 횡단면을 통한 모래의 색은 모래 교체가 필요한 깊이를 결정하는데 도움이 된다. 탄화수소 축적 모래는 특별한 취급과 처분 조치가 필요하다. <그림 4-40> 홈통필터 단면 - 236 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 사. 운영 및 검사 강우 유출수를 확실하게 제어하기 위해 검사하고, 유출 후 쇠격자와 여과재사이 에 고여 있는 물이 있으면 안된다. 검사는 2년에 한번 정기적으로 하고 수시로 많 은 양의 비가 내린 후 실시한다. 11. 도로청소 가. 일반 정보 도로 청소는 오염물질이 물과 접하는 것을 최소화하기 위하여 기계식 청소 장치 를 이용하는 것이다. 침전물, 파편, 오염원을 목적으로 하지만 이외에 다른 오염물 질의 제거에도 사용된다. 도로 청소는 우수저류시설의 유출구나 파이프에 쓰레기와 파편이 쌓이는 것을 막아준다. 다른 방법은 다음의 분류된 청소도구로 이용가능하 다. (1) 기계식 청소도구 (2) 보조적인 진공 습기 청소기구 (3) 건조된 진공 청소기 구 등. 도로 청소의 효율성은 끝난 시기와 강우집중 및 무강우 일수의 영향이 크다. 나. 수량 관리 도로 청소는 유출량과 최고 유출율에 영향을 미치지 않는다. 다. 수질 관리 수질에 대한 도로청소의 영향은 파편과 미립자 제거는 장비의 효율성에 의해 결 정된다. 도로 청소의 가장 큰 이점 중 하나는 강우시 오염물질이 수송되거나 용해 되기 전에 오염물질을 제거하는 것이다. 하류 BMPs의 가용성 오염물질의 제거는 어려울 수 있고 비용이 저렴하지도 않다. 기계적 청소도구와 보조적인 진공 습기 청소도구는 비점오염을 5~30%까지 영양물질을 최고 15%까지 줄일 수 있을 것으로 평가된다. 새로운 디자인의 건조 진공 청소도구는 비점오염을 35~80%까지 영양물 질을 최고 15~40 %를 줄일 수 있는 제거 효용성을 가진 것으로 판단된다. - 237 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 라. 위치 90%의 도로 오염물질은 연석 중 30cm 내 축적될 것이라 추정된다. 도로 청소는 일반적으로 도시지역의 도로를 따라 연석과 홈통에서 실시한다. 청소는 미립자와 파편 축척이 예상되는 주차장이나 불침투성 지역 내에 실시한다. 마. 설계 및 재료 청소용구는 구입가격, 운영비, 유지비용에 영향을 미친다. 기계식 청소도구는 9,000만원, 보조적인 진공 습기 모델은 대략 1억 9,000만원에서 최신 모델은 2억 2,000만원 정도로 가격이 책정 된다. 바. 비용 2,000m 2 불투수성 지역을 청소하기 위한 비용은 구입비와 연단위로 환산된 비용 으로 산정된다. 이러한 비용 측정은 일주일에 한번 불투수성 지역, 2,000m 2 를 청소 하는데 기초하여 계산되었다. 도로 청소도구는 대략 8년의 수명을 가진다. 비용 비 교 시 사용되는 배수 지역이 너무 작기 때문에 대체비용은 1년을 기준으로 계산하 지는 않았다. <표 4-24> 도로청소의 연간 요구 비용 연간 요구 비용 (단위: 천원) 항목 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 구입비 156,10 0 156,00 0 운영 및 유지비 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 총비용 156,10 0 12 5 125 12 5 12 5 125 125 125 125 125 125 125 연간비용 100,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지 관리 청소기구의 예상수명과 운영 및 유지비용은 기구의 종류 그리고 사용 빈도와 관 련이 있다. 기계식 비 청소기구의 일반적인 예상수명은 5년이며 운영 및 유지비용 은 대략 연석- km당 30,000원이다. 건조 진공 청소도구의 예상수명은 8년이며, 운영 및 유지비용은 대략 연석-km 당 10,000원이다. 또한 연습운영 비용도 포함되어있다. - 238 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 아. 운영 및 검사 도로 청소작업과 정확성은 오염물질의 제거의 정도에 따라 큰 영향을 미친다. 도로 청소도구는 최적의 작동과 최대 오염원의 제거를 위해 제조업자의 권고사항에 따라 검사와 관리가 이뤄져야 한다. <그림 4-41> 도로청소기구 12. 모래 여과장치 가. 일반 정보 모래 여과장치는 유출-통과 시스템으로 불투수성 배수지역인 모래를 이용한 유출 되는 물을 천천히 걸러 냄으로써 수질을 개선시키도록 고안되었다. 이는 하나 또는 다수의 침전과 여과층 또는 유출을 관리하게 되어있다. 모래 여과장치에 의한 오염 원의 제거는 거름 작용이나 침전작용에 의해 주로 발생한다. 이러한 거름작용을 거 친 방출수는 배수관내에서 집결되고 기존 강우수집시스템에 의하여 유출된다. 모래 여과장치는 배수 구역에 비해 좁은 접지면적을 차지하고, 표면층과 지하 모래 여과 장치 층은 유사한 기능을 한다. 나. 수량 관리 모래 여과장치는 불투수성 지역에서 발생되는 강우 초기 1.25cm 유출량(WQV)을 저류 시킴으로서 첨두 유출률을 줄일 수 있다. 추가 저류시설은 필요 시 10년 빈도 - 239 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 와 같이 더 큰 강우 첨두 유출률을 조절하기 위해 필요하다. 다. 수질 관리 불투수층 유출이 배수구역 내에서 발생하는 초기 12.5mm 정도의 강우유출수내의 인을 60% 정도 제거할 수 있는 효용성을 가진 간헐적인 모래 여과장치를 설치하였 다. 모래필터는 다양한 성분들을 제거할 수 있다. 인과 질소의 제거는 다음의 표를 참고한다. <표 4-25> 모래 여과장치의 오염물질에 따른 제거율 오염물 질 제거율(%) 암모니아 질소 >39 % 아질산성 질소 >46% 아질산성 질소* -63% NOx* -53% 암모니아성 질소 및 유기 질소 71% 총 인 63% 용해 성 인 >68 % 라. 위치 모래 여과장치는 밀집 개발된 지역에 적합하고, 불투수층, 식생이 있는 BMPs 또 는 물을 저지하는 유역에는 적합하지 않다. 오염원 발생 지역에 전처리 과정 없이 모래 여과장치로 바로 배수되는 것은 적합하지 않은 설계방식이다. 또한 모래 여과 장치의 경우, 여러 가지 전처리과정이 제공되지 않는 잠재적으로 높은 침전물 부하 가 발생되는 지역에 설치하는 것을 금지한다. 모래 여과장치를 통과하는 최대 유량 은 지면에 발생하는 침전에 의하여 줄어든다. 토사에 의하여 막히는 것을 피하기 위해, 이러한 배수지역의 불투수 표면은 65% 이상이 되어야하며. 모래 여과장치의 배수지역을 자세히 묘사하거나 배수지역내 흐름 경로를 따라 투과 표면을 최소화시 키나 흐름은 일정하여야 한다. 만일 흐름이 지속적으로 이루어진다면 시간이 지체 되어 인이 제거되기 전에 유출될 것이다. 배수지역의 설계는 여과장치 설계에 따라 다양하다. 가이드라인은 아래의 VDCR 표준에 따라 결정된다. 북부 버지니아 지구 계획 위원회는 6,000m 2 이하의 지역에 설치 할 것을 권고하고 있다. - 240 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <표 4-26> 모래 여과장치 종류에 따른 배수구역 크기 필터종류 적절한 배수구역 크기 Del a wa re Austin 가득한 퇴적 작용 여과장치 (표면 또는 아치형 천장) 작거나 중간 ( 1.25 영향을 받지 않는 지역) 큰 것( 1.25 영향을 받지 않는 지역) Austin 부분적인 퇴적 작용 여과장치(표면) 중간 ~ 큰 것 Austin 부분적인 퇴적 작용 여과장치(지하) 중간 (0.25~1.25 영향을 받지 않는 지역) 마. 설계 및 재료 대부분의 모래 여과장치는 설계에 있어 중력에 의하여 처리하기 때문에 유입과 유출 간의 위치는 중요하다. 이러한 수위의 차이는 다른 것은 물이 고이는 최대 높 이에 영향을 미친다. 최상의 수질 처리과정을 제공하기 위해 설계자는 모래 여과장 치의 유입과 유출 점 사이 거리를 최대화해야 한다. 흐름 분배기는 WQV를 오프라 인의 모래 여과장치로 유도하기 위하여 사용된다. 우회로는 주어진 설게 강우의 첨 두유출량을 보일 때 우회시키기 위해서 필요하다.(10년 빈도, 5분의 강우집중). 필터미디어나 필터 표면은 40시간안에 완전히 여과시킬 수 있는 재료들로 선택되 어야 한다.(NVPDC) 모래 여과장치의 저층은 계절에 따라 변화가 있는 지하수면보 다 0.6~1.2m 위에 설치되어야 한다. 만일 수위보다 낮은 곳에 설치되어야 한다면 부력이 발생되는 것을 방지하기 위하여 여분의 중량을 여과장치에 추가하여야 한 다. 각각의 모래 여과장치 설계는 아래의 주어진 참고자료에서 볼 수 있듯이 각기 고 유의 치수나 크기를 결정하는 방법을 가지고 있어야 한다. 여과장치의 종류와 위치 에 따라 모래여과장치는 개방 또는 폐쇄 지붕으로 될 수 있다. 프리캐스트 콘크리 트 지붕을 이용할 수 있다. 모래 여과장치는 사람과 차량의 접근을 포함한 규칙적 인 유지관리의 편리함을 위해 설계되어야 한다. 지하의 모래 여과장치는 부지의 효 율성을 높일 수 있다. 그러나 이런 경우 콘크리트 덮개가 필요하며 더욱 더 높은 하중을 지탱할 수 있어야 한다. 유출수는 반드시 침전지에서 모래 여과장치로 들어가기 전 침전물 부하량을 줄이 기 위하여 처리되어야 하며 이로 인해 유지관리의 빈도를 줄일 수 있다. 완전 침전 모래여과장치는 전체 WQV를 저류시킬 수 있는 전처리 조를 가지고 주어진 시간내 에 여과시킬 수 있어야 한다. 부분 침전 모래여과장치는 부지의 제약이 따를 때 일 부 WQV를 저류시켜 여과시키기 위해 사용된다. 그 결과 유지관리의 빈도가 늘어 - 241 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 나고 더 넓은 여과 표면이 필요하게 된다. 항목 <표 4-27> 모래 여과장치의 비용요소 구성 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 37,500 침전물, 파편제거 750 750 7 50 750 750 750 7 50 750 7 50 7 50 콘크리트 수리 1,870 1,870 표층교체 3,100 3,100 3,100 제거&교 체 37,50 0 총비용 37,500 750 750 3900 750 2,600 3,900 750 750 3,900 2,600 37,500 연간비용 700,000 원/년 (25년 교체기간 포함) <표 4-28> 모래 여과장치 종류별 예상 가격 종류 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 프리캐스트 콘크리트 구조(204 atm) m 3 200,000 ~ 300,000 30.5~61cm 넓은 금속관구 화상 줄(L.F.) 100,000 ~ 200,000 (적용 가능한) #4~#8의 표층의 자갈 (선택적) m 3 50,000 ~ 60,000 지하 배수층을 위한 거친 집합체 m 3 50,000 ~ 60,000 미세한 콘크리트 모래 m 3 25,000 ~ 40,000 관통된 지하배수 파이프 줄(L.F) 10,000 ~ 20,000 필터 섬유 m 2 1,000 ~ 10,000 검사/청소 우물 등이 설계에 따라 설치하게 된다. 거나 완전한 교체, 관리에 필요하다. 모래와 쇄석은 필터의 부분이 바. 비용 모래 여과장치의 비용은 2,000m 2 의 불투수지역 유출에 대응하기 위한 것으로 설 치비용과 연간소요 비용이 포함되어있다. 모래 여과장치의 수명을 25년으로 가정하 며, 25년 후에는 그 위치에서 교체와 제거가 필요하다. - 242 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 사. 유지 관리 모래 여과장치의 주된 유지보수에 대한 관심은 쓰레기의 제거와 침전물, 탄화수 소의 제거에 있다. 만일 여과장치가 설계 수위 저하 시간 내 배수가 발생하지 않는 다면, 상층의 모래와 자갈은 교체되어야 한다. 횡단면을 통한 모래의 색은 모래교체 의 필요한 깊이를 결정 하는데 중요한 역할을 한다. 탄화수소가 포함된 모래는 특 별한 취급과 처분 조치를 필요로 한다. 축적된 쓰레기와 큰 협잡물은 7~14일 이내 에 제거해야하며, 배수를 방해하는 물질은 1년에 4번 정도 걷어 내거나, 1년에 2번 진공기계로 침전물을 걷어내야 한다. 콘크리트 구조물은 매년 봄 균열과 쪼개짐을 검사해야 한다. 아. 수행 및 검사 모니터링을 통하여 모래 여과장치의 배수를 주기적으로 감시하고 수위를 기록 한 다. 설치 첫해, 큰 강우집중 후에는 분기별로 모니터링을 한다. 모래필터가 설계된 대로 기능을 한다면 1년에 두 번 모니터링을 하고, 그렇지 않다면 유지관리를 실시 한다. <그림 4-42> 각각 모래와 자갈필터의 표면 13. 수질정화습지 가. 일반 설명 수질정화습지는 강우유출수를 이송, 여과, 침투시키기 위해 넓고 얕은 수로로 설 - 243 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 계된다. 주로 작은 배수 면적이나 유속이 작은 곳에 적용된다. 습지 수로의 바닥과 측면에는 식생이 식재되며, 특히 측면에는 최대 설계 강우유출수 용적보다 더 큰 높이의 식생이 배치된다. 습지 설계는 침투를 통하여 강우유출수 용적을 줄이고 침 투와 식생 여과를 통한 수질개선, 그리고 흐름길이 및 조도계수를 증가시켜 유출 속도를 감소시키는 방향으로 수행된다. 조절 댐(바위, 생태통나무, 목재, 콘크리트)이 습지 안에 설치되어 흐름을 분산시 켜 습지 내에 판상흐름을 유도할 수 있다. 조절 댐은 5% 이상의 경사를 가진 습지 에 설치되어 보다 낮은 경사를 가진 개개의 배수구역으로 분할하는데 적용될 수 있 다. 조절 댐은 또한 침투를 촉진하고 유량을 지체시켜 강우유출수의 지체 메커니즘 으로서 작동하게 된다. 나. 수량 관리 WQV를 초과하는 강우 유출수는 습지에서의 지면저류와 지하저류에 의해서 지체 될 수 있으며 따라서 유출량과 첨두유량이 감소될 수 있다. 흙 및 자갈층에서의 빈 공극은 강우유출수의 저류지 역할을 한다. 자갈층은 저장용량을 키우기 위하여 증 가될 수도 있다. 하층 토양으로의 추가적인 침투는 최종적으로 배수 시스템에 들어 가는 강우유출수의 양을 잠재적으로 저감시킬 수 있다. 강우유출수의 저감량은 자 갈층과 물고임 지역의 이용 가능한 저류용량, 하부토양층으로의 최대 침투율, 습지 로의 유입율 등에 따라 다양한 값을 갖는데, 이들은 모두 호우강도와 배수면적과 관련되어 있다. 수질정화습지의 단면은 주어진 설계호우의 소통이 충분하도록 설계 되어야 한다. 다. 수질 관리 인 제거 효율은 습지 아래 기존의 하부토양층이 있다면 15%, 가공된 토양 혼합물 이 적용되었다면 35%이다. 오염부하량 감소는 강우유출수 유출용적의 감소로 인해 달성된다. 오염물질제거는 주로 두 가지 메커니즘을 통해 잔디로 구성된 습지 안에 서 발생한다. 수로에서의 식생은 강우유출수로부터 입자가 큰 입자상 물질과 토사 를 제거한다. 오염물질제거는 또한 강우유출수가 침투되는 동안 토양층 안에서 발 생하는 호기성 분해와 화학적 침전에 의해서 촉진된다. - 244 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 라. 위치 잔디로 구성된 습지는 시간당 7.5cm 이하의 침투율을 가진 토양에 설치되어서는 안 된다. 잔디로 구성된 습지의 적절성은 토지이용, 토양형태, 경사, 유역의 불투수 율 및 잔디로 구성된 습지 시스템의 크기와 경사에 달려있다. 일반적으로 잔디로 구성된 습지는 40,000m 2 면적(권장된 크기보다 더 작더라도) 이하의 5%이하의 경사 또는 0.91~1.22m/sec보다 빠른 유속을 가진 배수지역으로부터의 유출을 처리하기위 해 사용될 수 있다. 자연 상태의 저지대에의 사용이 장려되고 자연 상태의 흐름경 로가 유지되어야 한다. 마. 설계 및 재료 습지용량은 설계호우로부터 첨두유량을 수용할 수 있어야 한다. 투수율이 시간당 0.68cm 이상 되지 않는다면 SCS 수문학적 토양 그룹 A 및 B 토양이 요구된다. 토 양개량은 투수성증가를 위해 이용될 수 있다. 습지의 측면 경사는 3H:1V보다 급해 서는 안 되고 흐름방향 경사는 5% 이하이어야 한다. 조절 댐이 시스템에서 주어지 는 전체 지체시간을 증가시키기 위해 적용될 수 있다. 잔디가 습지의 안정성 보장 및 충분한 지표면 조도계수, 여과기능을 제공하기 위해서 설치될 수 있다. 잔디로 구성된 습지는 전형적으로 아래와 같은 요소로 구성된다. 항목 <표 4-29> 수질정화습지의 요소와 예상 가격 단위 예상 단위 가격 (단위 원) 경사완화 m 2 1,000 ~ 2,000 침식통제물질 m 2 2,000 ~ 3,000 잔디 m 2 30,000 ~ 50,000 잔디 씨앗 m 2 10,000 ~ 30,000 바. 비용 2,000m 2 의 불투수 지표면부터의 유출량을 처리하기 위한 수질정화습지의 비용에 는 설치비용 그리고 연간비용 둘 다 포함된다. 이러한 비용 계산은 지표면적 3.64km 2 을 가진 수질정화습지에 기반이 되어 수행된다. 수질정화습지는 25년 수명 을 가지며, 그 때가 되면 제거되거나 대체되어 진다고 가정한다. - 245 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 4-30> 수질정화습지의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 7,500 풀베기 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 자생 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 폭기 63 63 63 63 63 63 63 63 63 63 제거&교 체 7,500 총비용 7,500 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 7,500 연간비용 500,00 0 원/년 (2 5년 교체기간 포함) 사. 유지관리 유지관리활동은 정기적인 제초(풀을 설계유량깊이보다 짧게 자르면 안 됨), 잡초 제거, 가뭄동안에 관개, 맨 땅 부분의 식재, 파편과 방해물 제거 등을 포함한다. 주 요 강우사상은 토사의 축척을 야기할 수 있다. 침식흔적(특히 조절 댐 가장자리) 및 퇴적물에 대한 정기적인 조사를 수행해야 한다. 비료와 농약사용을 최소화 하거나 피해야 하며, 농약은 단지 풀이 다시 심어지는 지역의 회복을 빠르게 하기 위해 사용되어야 한다. 목초층은 필수적으로 두껍고 자 생되어야 하며. 정기적인 통기가 이루어져야한다. 파편들은 필요할 때마다 제거되어 야 한다. 주차장은 토양의 압밀을 방지하기 위해서 습지 주위에 설치되어서는 안 된다. 아. 운영 및 검사 적절한 기능의 수행 여부를 확인하기 위해서 강우유출수가 수질정화습지를 통하 여 제대로 이송되는지 조사해야한다. 수질정화습지 내에서 24시간 이상 물고임이 발생할 시에는 운영상의 문제가 발생하였다는 것을 의미한다. 과도한 물고임 현상 이 관측되면, 축적된 퇴적물의 제거를 위한 조사가 필하다. 토양의 기능유지와 침투 촉진을 위해 수질정화습지에 산소를 공급하는 것이 1년에 2번 실행되어야 한다. 만 약 목초층이 병충해를 입거나 손상되었다면 다시 씨를 뿌리거나 새로운 잔디로 덮 어야 한다. 매년마다 침투 및 이송이 잘 작동되는지 점검하고, 조사는 매년 봄과 큰 태풍 후에 실시한다. - 246 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-43> 수질정화습지 14. 침투도랑 가. 일반적 설명 침투 도랑은 돌로 채워진 형태의 도랑이다. 침투 도랑은 호우사상 동안에 강우유 출수를 담아두고 침투에 의해 토양으로 내보낸다. 나. 수량 관리 설계호우의 첨두유량이 침투 도랑의 포화 유출율을 초과해서는 안 된다. 저장용 적의 계산은 PFM 단락 6~1300 및 북부 버지니아 BMP 안내서에서 참조한다. 다. 수질 관리 설계호우의 첨두유량이 침투 도랑의 포화 유출율을 초과해서는 안 된다. 라. 위치 침투 도랑은 수질제어 및 첨두유량 저감 기능을 운영하기 위해서 유수지와 같은 강우유출수 관리 설비와 연동된다. 고농도의 토사 또는 탄화수소(석유 및 유지)를 - 247 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 함유한 유출수는 침투 도랑에 막힘 현상을 일으킬 수 있으므로, 이러한 경우 모래 여과, 토사 스크린, 습지, 잔디 여과대와 같은 설비를 통해 전처리가 되어야 한다. 마. 설계 및 재료 잔디 또는 식생 여과대가 지표면 유출을 처리하기 위해서 침투 도랑 주위에 설치 된다. 최소 여과대 폭은 0.5m이어야 한다. 부지 상태에 따라 침투 도랑 하부층과 계 절별 최대 지하수 높이 또는 암반사이에 0.6~1.2m의 여유 공간이 유지되어야 한다. <표 4-31> 침투 도랑의 비용요소 구성 항 목 단위 예상 가능 비용 (단위: 원) 굴착과 채움 m 3 10,000 ~ 20,000 여과 섬유 S.Y. 1,000 ~ 10,000 자갈 m 3 50,000 ~ 60,000 관통된 암거배수로 파이프 줄(L.F.) 20,000 ~ 25,000 잔디 파종과 필터 비움 M.S.F. 20,000 ~ 25,000 미세 집합체 콘크리트 모래 m 3 20,000 ~ 40,000 바. 비용 2,000m 2 의 불투수 지표면으로 유출량을 처리하기 위한 침투도랑의 비용에는 설치 비용 및 연간비용 둘 다 포함된다. 침투도랑은 10년의 수명을 가지며, 그 때가 되면 제거되거나 대체하는 것을 가정한다. <표 4-32> 침투 도랑의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 12,50 0 침전물과 625 625 625 625 625 625 625 625 625 600 파편제거 (매달) 자생 여과대 63 63 63 63 63 63 63 63 63 60 건초저장 여과대 125 125 125 125 125 125 125 125 125 100 제거&교 체 12,500 총비용 12,50 0 812 812 812 812 812 812 812 812 812 12,500 800 연간 비용 1,700,000 원/년 (10~20년 교체기간 포함) - 248 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 사. 유지 관리 유지관리의 목적은 침투 도랑의 기능저하를 일으키는 막힘 현상을 예방하는 것이 다. 사전예방차원의 유지관리(예를 들어, 전처리 BMPs의 관리)는 침투 도랑의 수명 을 연장시키다. 잔디 여과대의 노출된 토사가 보일 경우에는 즉시 다시 식재하고 다시 회복될 때까지 그러한 부분은 분리되어야 한다. 침투 도랑의 외관을 유지하기 위해서는 여과대의 정기적인 제초가 필요하다. 그러나 잔디의 높이는 언제나 설계 유출고 이상이어야 하고 매달 침투 도랑의 표면과 전처리 지역으로부터 축적된 파 편이 제거되어야 한다. 아. 운영 및 검사 침투 도랑이 48시간 이내에 완벽하게 배수되는지 확인하기위해 관측정을 조사해 야한다. 여과섬유 침투 도랑은 상층의 일부를 제거하여 내부에 퇴적된 토사가 있는 지 확인하여야 한다. 침식 또는 기타 손상 점검을 위해 잔디 여과대의 관리가 필요 하다. 조사는 봄과 가을 1년에 두 번, 그리고 큰 호우 사상 후에 시행한다. <그림 4-44> 침투도랑 개요 15. 투수성포장 가. 일반 설명 - 249 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 투수성 포장은 빠른 유속을 가진 흐름내의 크기가 작고 특별한 입자의 제거를 위 한 개립도 아스팔트 콘크리트이다. 물은 콘크리트용 쇄석의 공극을 통하여 흘러 포 장면을 침투해 지나갈 수 있다. 지표면을 투수성 있게 포장하기위한 다른 방법은 포장도로용 벽돌을 사용하는 것이다. 포장도로용 벽돌은 투수성이 없지만 강우유출 수가 포장도로용 벽돌 사이 틈을 통과하여 투수되도록 설치된다. 틈은 포장도로용 벽돌간의 결합설계로 설계된다. 토양 또는 쇄석으로 가득 찬 플라스틱 격자로 구성 된 격자시스템 또한 적용된다. 다공성 지표면 아래는 토목섬유조직을 가진 쇄석기층이 깔려있다. 쇄석기층은 전 형적으로 미세한 쇄석을 함유한 상위의 여과층 그리고 큰 쇄석을 함유한 하부의 저 류지층로 나뉜다. 토목섬유조직은 쇄석과 토양 하부층 사이의 분리 및 구조적 안정 성을 제공한다. 포장된 지표면 및 인접한 불투수층에서 발생하는 강우유출수 유출 은 다공성 포장층을 지나면서 쇄석 저류지로 들어가 여과 및 저장된다. 또한 쇄석 은 도로나 주차장의 지지대와 같은 역할을 하고, 교통부하를 지탱하기 위해서 충분 히 두꺼워야 한다. 투수성 포장은 유출량 및 첨두유량을 저감시키고 오염물질을 여 과하며 지하수를 보충 하기위해 적용된다. 나. 수량 관리 다공성 포장은 저류 및 침투 기회를 제공함으로써 강우유출수 용적과 첨두유량을 저감시킨다. WQV 이상의 강우유출수 용적이 잠재적으로 저장될 수 있다. 강우유출 수 용적의 저감 양을 결정하기 위해서는 포장도로를 통한 유출율, 호우사상에 대한 반응, 쇄석기층 내부 저장면적 및 방류량 등에 관한 정보가 필요하다. 틈새 공극은 강우유출수의 저장 용적을 제공하고 주위 토양으로의 침투율은 그 만큼의 저장용량 을 추가시키는데 기여할 것이다. 강우유출수를 저장시킬 수 있는 용적을 증가시키 기 위해 쇄석기층의 깊이를 증가시킬 수도 있다. 쇄석기층의 최대 깊이는 저류시간, 쇄석 공극, 토양 침투율 등의 함수가 될 것이다. 다. 수질 관리 총인은 평균 62%, 총질소는 88% 제거가 가능하다. 오염부하량의 저감은 쇄석기층 을 통하여 방류되는 강우유출량을 줄이고 기층침투에 의해서 발생된다. 부하량 감 소를 계산하는 첫 번째 방법은 쇄석기층 내부로 저류되는 강우유출수의 용적을 계 산하는 것이다. 부하량 감소의 추가적인 정량화를 위해서는 오염물질 제거 메커니 즘의 분석이 필요하다. 오염물질은 쇄석에 의해 흡착된다. 강우유출수가 토양 안으 - 250 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 로 침투된다면, 오염물질은 토양 입자에 더 많이 흡착될 수 있다. 또한 호기성 분해 및 화학적 침전은 토양층 안의 오염물질 농도를 줄일 것이다. 또한 쇄석 아래의 모 래층은 수질공학적인 처리를 제공할 수도 있다. 저감된 오염부하량을 계산하기 위해서는 분해율 및 침전율 뿐만 아니라 용해성 오염물질의 흡착율에 대한 분석이 필요할 것이다. 입자상 및 부유물질 감소는 쇄석 을 통해 여과할 때 물리적으로 제거된다. 질소 제거는 질소 미생물의 반응이 있는 토양 안으로 침투하는 강우유출수에 따라 다르게 나타난다. 라. 입지 투수성 포장은 전통적인 포장도로를 사용한 곳, 주차장, 고속도로, 그리고 보도가 많은 지역에 이용될 수 있다. 주유소와 같은 누출 잠재력을 가진 지역은 피해야 한 다. 투수성 포장은 될 수 있는 한 갓길을 제외하고는 큰 도로에는 사용해서는 안 된다. 마. 설계 및 재료 투수성을 가진 아스팔트 및 콘크리트의 시공은 전통적인 포장도로의 시공과 유사 하다. 벽돌배치를 위해서 포장도로용 벽돌 설치는 추가적인 시간이 필요할 수 있다. 서로 비슷한 자재와 시공 기술이 투수성 포장과 전통적인 포장도로에 요구된다. 가 장 큰 차이점은 쇄석기층 및 토목섬유 자재 부가물의 깊이이다. 투수성 포장 시스 템은 아래와 같은 요소로 구성된다. <표 4-33> 투수성 포장 구성과 예상 비용 예상 단위 비용 구성 단위 (단위: 원) 굴착 m 3 10,000 ~ 20,000 다공성 아스팔트 m 2 10,000 ~ 15,000 다공성 콘크리트 m 2 30,000 ~ 100,000 콘크리트 포장 블록 m 2 70,000 ~ 100,000 골재 m 3 50,000 ~ 60,000 섬유직물 m 2 10,000 ~ 15,000-251 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 천공 암거는 토양 침투율이 낮은 지역에서 투수성 포장이 시공될 때 적용된다. 암거가 사용된다면 관측/청소 정이 설치되어야 한다. 부지 상태에 따라 투수성 포 장의 밑바닥과 계절별 최대 지하수 높이 또는 기반암 사이에 최소 0.5~10cm의 여유 공간이 유지되어야 한다. 주차장으로 들어오는 지상유출을 막는 것은 토사유출을 줄일 수 있고 도로의 수행과 수명을 최대로 할 수 있다. 이것은 주변 비포장 갓길 또는 여과대를 적용하여 시행될 수 있다. 바. 비용 2,000m 2 의 불투수 지표면부터의 유출량의 처리하기 위한 투수성 포장비용에는 설 치비용 그리고 연간비용 둘 다 포함된다. 이러한 비용계산은 2,000m 2 주차장의 10% 위에 설치되는 투수성 포장을 기준으로 시행된다. 투수성 포장은 25년 수명을 가지 고, 그 때가 되면 제거되거나 대체되어 진다고 가정한다. <표 4-34> 투수성 포장의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 15, 000 진공상태 침전물 625 625 625 625 625 625 625 625 625 625 제거 & 교체 15,000 총비용 15, 000 625 625 625 625 625 625 625 625 625 625 15,00 0 연간비용 810,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지 관리 유지관리 프로그램의 중요한 목적은 미세 토사물질에 의해 막힘 현상을 예방하는 것이다. 평균 토사유출량에 따라서, 포장도로를 1년에 3~4번 청소해야한다. 미세물 질이 포장도로 자재 깊숙이 들어갈 수 있으므로 포장도로에 압력세척을 시행해서는 안 된다. 강설 처리를 위하여 연마재의 적용은 막힘 현상을 예방하기위해 금지되어 야 한다. 포장도로용 벽돌 시스템에 침하가 발생되면 다시 설치하여야한다. 아스팔 트 또는 콘크리트안의 갈라진 균열과 침하가 일어나면 포장도로 구역을 방지목적 절단 및 대체가 필요하다. - 252 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 아. 운영 및 검사 올바른 기능을 발휘하는지 확인하기 위해서 먼저 강우유출수가 적절하게 침투되 고 투수성 포장 위에서 머무르지 않는지 검사하는 것이 필요하다. 투수성 포장 위 에 고여 있는 물은 비어있는 공극에 막힘 현상이 발생한 것을 의미한다. 이러한 경 우 세척이 필수적이다. 세척에도 불구하고 투수기능을 회복하지 못한다면, 포장도로 의 기능이 막힘 현상에 의해 완전히 상실된 것이므로 교체해야할 수도 있다. 매년 시각적 점검은 축적된 토사를 점검하여야한다. <그림 4-45> 투수성 포장 단면 <그림 4-46> 포장도로 배수유형 16. 단절 가. 일반 정보 불투수지역으로 부터의 유출은 일반적으로 토양으로 침투되지 않고 곧바로 우수 집수시스템으로 흐른다. 예를 들어 지붕과 인도에서 모인 물은 대게 도로로 배수되 고, 유출은 도로 연석(틀)과 홈통에 의하여 가장 가까운 입구로 운반된다. 거대한 불 투수성 배수지역으로의 유출은 물의 용량, 높은 유출율, 그리고 도로의 오염을 집중 시킨다. 단절은 강우집중 조사 시스템으로부터의 지붕 세로홈통, 도로, 그리고 유출 에 의해 모아지거나, 유역에서 관리되거나, 지표로 분산되는 것을 완화해준다. 유출 은 식생이 있는 지역과 같은 침투성 표면으로 향하게 된다. 나. 수량 관리 식생이 있는 지역에서의 유출은 침투와 증발이 동시에 발생할 수 있으므로 최대 - 253 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 배출과 강우집중 체적의 발생을 줄일 것이다. 유출을 넓게 분포시키고 이전 표면과 BMPs로 침투됨으로써 완벽하게 시스템을 벗어나도록 하는 유출에 대한 잠재성이 있다. 강우집중 용량과 최대 배출량은 강우집중이 발생되는 지역과 관계있다. 단절은 집중시간을 증가시키므로 계산되는 최대 배출량을 감소시킬 수 있다. PFM의 단락 6-0802에서 지정된 것과 같이 집중시간은 TR-55를 사용하여 계산할 수 있다. 이러한 지역의 최대 배출량은 각각 PFM의 단락 6-0802와 6-0803으로 논의된 것에 따라 SCS 방법(TR-20과 TR-55)이나 합리식을 이용하여 계산할 수 있다. 더 작 은 유출속도는 토양과 접촉시간을 늘릴 것이고 그 결과 유출수의 침투를 증가시킨 다. 경사나 표면 거칠기 등이 유출속도에 영향을 주는 요소이다. 집중시간은 흐름 경로의 길이를 길게 하여 증가시킬 수 있다. 다. 수질 관리 단절 시행으로 수질 개선효과를 얻을 수 있다. 이러한 현상의 원인은 전체 강우 체적의 일부는 투수층으로 침투되거나 증발산으로 인하여 일부가 손실되기 때문이 다. 또한 불투수성 지역으로부터 오염부하는 오염물의 농도 및 우수체적의 산물이 다. 단절 시행은 수체로 배출되는 우수량을 감소시킨다. 그러므로 단절로 인하여 오 염원과 영양부하물의 감소는 우수 체적의 감소와 관련이 있다. 라. 위치 단절 시행은 거의 어떤 위치에도 적용될 수 있다. 불투수성 표면에서의 효과적인 사용을 위해 적절한 지역으로 배출되도록 해야 한다. 유출은 건물이나 인근 사유재 산 쪽으로 흘려보내서는 안 된다. 마. 설계 및 재료 불투수성 지역을 단절시키는 구조는 최소의 설계를 필요로 한다. 지붕단절은 수 집 시스템 또는 불투수성 지역으로부터 먼 곳으로 유출을 유도하기 위하여 수직낙 수로 수정이 필요할 것이다. 다양한 타 기법은 불투수성 지역을 단절 또는 단절시 키는 것이다. 그러나 일반적인 절차는 재갈 절단과 침투 특성을 강화하기 위하여 지역을 변경하여 개방하는 것이 요구된다. 그리고 토양 투과성을 늘리기 위해 토양 개정 또한 가능한 디자인 옵션이다. - 254 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 바. 비용 단절되는 불투수 지역은 관리기술과 다른 BMPs와 같이 유지비를 필요로 하지 않 는다. 예를 들면, 단절 지붕 수직홈통은 일반적으로 124,900원 또는 그 이하의 비용 이 요구된다. 단절 프로그램 실행과 관련된 비용은 일반적으로 없다고 가정한다. 사. 관리 관련된 유지 활동은 우수유출을 수용하기위해서 설계된 지역에 집중되어 있다. 공학적인 침투 지역은 협잡물이나 찌꺼기 등에서 자유로워야 한다. 식생 침투지역 이던 인위적인 침투구조물 둘 다 침전물의 검사가 필요하다. 아. 설계와 검사 단절 시행은 우수를 원하는 지역으로의 유도를 확실히 하기 위하여 매년 정기점 검이 필요할 것이다. 운용효율을 측정하기 위한 요구 조건은 최소로 한다. <그림 4-47> 식생지역으로의 빗물배출 홈통 단절 17. 흐름 분배기 가. 일반 정보 흐름 분배기는 배수지역으로부터 유출용량이 2개 혹은 3개로 분리되도록 한다. 일반적으로, 흐름 분배기는 수처리나, BMPs로 우수의 일부를 관리하기 위해서 WQV를 고립시키기 위해 사용된다. WQV는 전형적으로 불투수지역위로 내리는 초 - 255 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 기우수의 1.25~2.5cm로 정의된다. 또한, 흐름 분배기는 BMP내의 오염물의 재확산을 예방하고 강한 흐름을 우회시키기 위해 사용될 수 있다. 각 보조 용량은 온라인 또 는 오프라인 BMP에 또는 기존의 강우 운반시스템으로 이동 하게 된다. 대체로, 다 양한 흐름 분배기는 작은 규모의 배수지역에서 사용된다. 나. 수량 관리 단순한 웨어 방정식이 웨어-형태 흐름분배기의 규모 결정을 위해 사용된다. Manning 방정식은 파이프에 기반을 둔 흐름 분배기 규모 결정을 위해 사용할 수 있다. 웨어 디자인의 변수는 높이, 폭과 V-노치 각이 있다. 파이프에 대한 디자인 변수는 거칠기, 경사와 직경이 있다. 흐름 분배기에서 웨어 또는 파이프는 총 유출 량과 보조 용량에 따라 설계가 결정된다. 흐름분배기는 2개의 흐름을 나누기 위한 설계도 할 수 있다. 개발전 유출량이나 첨투유출율과 같은 기초에 근거한다. 비례적으로, 각 웨어에 흐르고 있는 유출량은 일정한 비율로 유지된다. 각 웨어를 통하여 통과할 수 있는 최대 배출량으로 웨어의 구조를 결정한다. 그 러나 각 최대 배출량은 WQV와 같이 유출량에 비례한다. 다. 수질 관리 흐름 분배기는 어떤 고유의 수질 특성도 가지지 않는다. 그러나 BMP로 특정 수 량 또는 일정 비율의 유출을 유도하여 유역의 오염물질 제거효율을 최적화하는데 도움을 줄 수 있다. 흐름 분배기와 관련되는 일반적인 BMPs는 생태저류지와 모래 필터이다. 라. 위치 흐름분배기는 분리된 흐름을 집수하기위한 BMPs나 운반 경로의 어떤 지점에서라 도 설치될 수 있다. 이것은 시트나 집중 흐름을 막기 위하여 설계될 수 있다. 일반 적인 위치는 연석과 맨홀이다. 흐름을 소규모의 배수 지역에서 잘라내기 위해, 흐름 이 집중되지 않는 위치에 흐름 분배기를 설치해야 한다. - 256 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 마. 설계 및 재료 흐름 분배기는 주위의 우수운반 시스템과 동일한 재료로 설계되었다(연석이나 맨 홀). 일반적으로 콘크리트를 사용하나, 플라스틱이나 금속 웨어 첨가물이 있을 수 있다. 만일 웨어가 흐름을 분리시키기 위해서 사용되었다면, 공사비는 콘크리트 형 태로 건설하기위해 필요한 추가적인 노동이나 재료가 계산되어야 할 것이다. 추가 적인 비용은 파이프 설치와 관련 있다. 비록 특별한 파이프의 사용이 흐름 분배기 의 사용에 관계없이 디자인의 부분일 수 있지만 추가적인 비용은 파이프 설치와 관 련될 수 있다. <표 4-35> 흐름 분배기의 항목과 예상 비용 항목 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 철근콘크리트건설 (204 atm) C.Y. 200,000 ~ 290,000 프리캐스트 콘크리트 맨홀 개(Ea.) 4,400,000 ~ 6,900,000 맞춤 웨어 삽입물 (플라스틱&금속) 개(Ea.) 100,000 ~ 400,000 흐름 분배기로부터의 유출배관 줄(L.F.) 재료 종류와 직경의 크기에 따라 다양하다. 바. 비용 2,000m 2 의 불투수지역의 유출수를 처리하기 위한 흐름분배기의 비용은 설치비용 과 연간 유지비용으로 구성되어 있다. 흐름 분배기는 25년의 존속기간이 있다고 가 정한다. <표 4-36> 흐름 분배기의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 2,500 파편제거 125 125 125 12 5 125 12 5 125 125 12 5 12 5 콘크리트 검사 190 190 190 19 0 190 19 0 190 190 19 0 19 0 콘크리트 수리 125 125 제거 & 교체 2,500 총비용 2,500 190 190 190 19 0 1, 500 19 0 190 190 19 0 1,500 2,500 연간 비용 470,000 원/년 (25년 교체기간 포함) - 257 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 사. 유지 관리 봄철 매년 크랙이나 깨진 부위에 관한 콘크리트 구조물의 점검이 필요하다. 필요 에 따라 적절한 수리를 한다. 적절한 수리학적 기능을 보증하기 위해 축적된 협잡 물을 1년에 네 차례 제거한다. 협잡물 제거와 검사 비용은 관련 BMPs의 유지비용 스케줄과 같이 조성한다. 아. 운영 및 검사 적절한 성능을 보증하기 위해, 시각적으로 흐름이 의도된 비율로 나누고 있는지 와 의도한 목적지에 운반되고 있는지를 조사한다. 이것은 특히 파이프가 흐름을 분 리하도록 하기 위하여 사용되는 흐름 분배기에 중요하다. 검사는 매년 봄과 큰 태 풍 이후에 수행한다. <그림 4-48> Austin모래필터를 위해 사용되는 흐름 분배기의 예 18. 유역 최소화 가. 일반 정보 최소 교란 기술로 알려져 있는 site fingerprinting은 지역 개발 동안 실질적으로 영향을 받을 수 있는 최소 지역을 확정함으로서 지반교란을 최소화하는 방법이다. 경사변경을 최소화하는 것은 유역 발달의 총체적인 수문학적 충격을 줄인다. 지형 교란은 건설이 끝난 후의 구조물, 도로 등의 지역으로 정의된다. 발달은 환경적으로 민감한 지역, 열린 공간, 나무보호지역, 복원지역 그리고 일시적이나 영원한 숲 보 - 258 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 호지역에 위치한다. 현존 식생지역이나 열린 공간은 잔디지역을 만들기 위해서 유 역의 일부를 제거하는 대신 보존한다. 전체 유역의 영향을 최소화하는 주요한 구성 요소는 불투수지역을 감소시키는 것이다. 고속도로의 길이나 폭의 제한을 포함하는 전형적인 기술은 부지의 퇴보를 최소화하거나, 개인 도로의 한쪽부분만 보도를 설 치하거나, 투수성 블럭과 같은 대체 재료를 사용하는 것이다. 나. 수량 관리 토지 압축의 최소화, 불투수성 표면의 건설을 최소화, 투수지역의 최대한 보존을 통해 site fingerprinting은 계산된 유출수의 부피나 첨투 유출율을 감소시킨다. 이것 은 유역 가중 합리법의 유출 계수 C 또는 TR-55 유효곡선(CN)r의 감소에 반영된다. 다. 수질 관리 site fingerprinting이나 불투수 지역의 감소를 통하여 얻은 수질이익은 우수부피 의 감소에 기여한다. 이러한 것들로 구성된 유역은 많은 양의 우수를 침투시키고 전통적으로 개발된 유역보다 더욱더 자연스러운 흐름을 유지 한다. 오염의 발생, 집 중, 운반 또한 이러한 기법의 사용을 통해 최소화 시킬 수 있다. 개발된 구역이 계 획된 인 부하량을 BMPs 없는 구역과 비교하여 적어도 40%까지 줄이기 위하여 것 을 규정으로 한다. 라. 위치 이 업무는 어떤 유역이라도 적용되며, 아래의 기술을 포함할 수 있다: 인도 지역과 침투성 토양의 압축을 감소시킨다. 건설 경감과 재료 저장 면적을 최소화하고 합리적인 건설을 한다. 유역 디자인과 배치를 통하여 기존 나무를 보존한다. 불투수성 지역을 줄일 것. 불투수성 지역을 단절할 것. 기존 지형과 흐름 경로를 유지할 것. 마. 설계 및 재료 이 기획은 개발 같은 많은 건설 자료는 포함하지 않는다. 나무 보호 구조와 서식 - 259 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 지 보호 조치는 유역에서 요구된다. 포장 재료로 불투수성 재료는 제한될 수 있다. 바. 비용 유역을 최소화는 선행 개발과 계획 기술이고, 따라서 다른 BMPs와 같은 비용은 전형적으로 할당되지 않는다. 사. 유지 관리 유지보수는 유역최소화에서는 필요하지 않다. 아. 운영 및 검사 유역 최소화의 목표는 풍경의 기능과 자연의 특징을 보존하는 것이다. 검사 활동 은 보존된 지역이 보호되고 개발활동으로 보존지역이 손상되지 않는 것을 보증해 야 한다. <그림 4-49> 유역과 불투수성 지역의 최소화의 예시 19. 집중시간 가. 일반 정보 표면 조도와 집중시간(tc)은 지역을 가로 지르는 흐름이 배수지점 또는 BMP까지 유출되는 시간에 큰 영향을 미친다. 느린 속도의 유출은 침식을 감소시키고 침투 가능성을 증대시킨다. 집중시간의 증가는 불투수지역의 차단과 직접적 관련이 있다. - 260 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 나. 수량 관리 LID 사이트 설계의 기본 목표는 개발후의 tc가 개발전의 tc와 같거나 더 크게 만 드는게 목표이다. 집중시간이 증가하면 그 지역의 첨두유출율이 감소한다. 낮은 유 출 속도는 흙과의 접촉시간을 더 크게 만들고 잠재적으로 침투량을 늘어나게 만들 것이다. 유출 속도에 영향을 미치는 요인은 기울기와 표면 거칠기가 포함된다. 표면 거칠기의 증가, 경사의 감소가 유출 속도를 감소시킬 것이다. 집중시간은 흐름 경로 의 길이를 늘려도 향상시킬 수 있다. 예를 들어 우회로를 증가시키는 방법이 있다. 다. 수질 관리 수질이 좋아지는 것은 침식의 감소와 침투하는 동안 오염물질을 잡아두는 것으로 부터 발생한다. 흐름 경로의 연장 및 유출 속도의 저하가 오염 물질을 잡아두는 역 할을 한다. 라. 위치 집중시간 관리를 위한 기술은 사용할 수 있는 공간과 지형이 허용하는 경우 투수 지 또는 불투수지 모두에 적용될 수 있다. 마. 설계 시공 및 재료: tc 증가를 위한 기법들 흐름 경로를 늘린다.(우회로를 증가시킨다.) 기존의 자연 배수, 파인 지역 그리고 지형학적 위치를 유지한다. 수로와 연석과 같은 딱딱한 재료의 사용을 피하거나 최소화한다. 집중된 흐름을 천류로 변환시키기 위해 레벨 스프레더를 이용한다. 표면 거칠기 증가를 위해 식물의 밀도를 증가시키거나 키가 큰 식물을 심는다. 허용된 길이보다 긴 풀을 자주 깍지 않는다. 식생범위를 통한 흐름 경로의 길이를 최대화한다. 실용적인 유출 속도를 줄이기 위한 댐의 수문을 사용한다. 흐름 경로의 경사를 줄인다. 윤변을 증가시키기 위한 수로모양으로 수정한다. 딱딱한 수로나 파이프를 습지대로 변환한다. 불투수면으로부터 흩뿌려진 허용된 유출을 완충지대로 사용한다. - 261 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 좋은 경사완화를 제공하지 않고, 지표면상태를 거칠게 방치한다. 천류 길이를 극대화 시킨다. 이러한 사례를 적용하여, 배수 영역을 통해 실제의 흐름 패턴이 대표하는 경로를 선택하고 수정한다. 예를 들어, 배수지역의 대부분이 아스팔트 주차장이라면 표면조 도 또는 tc를 증가시키기 위한 기법들을 아스팔트 주차장에 적용시켜야한다. 만약 주차장 자체가 수정되지 않는 다면 주차장의 주변 식생의 길이를 늘리는 것이 배수 지역을 통과하는데 걸리는 시간의 영향을 무시할 수 있을 것이다. 건설하는 동안 토양 준비는 오랜 시간 존속할 수 있는 식물에 영향을 미친다. 버 지니아 침식 및 퇴적물 관리 핸드북 표준에 의하면, 3:1 기울기 또는 경사는 식물을 선택하기에 앞서 표면 조도를 가져야 한다. 더 얕은 기울기는 가벼운 거칠기를 가 져야만 한다. 그리고 위에서 5~10cm 의 토양은 씨를 뿌리기 전에 느슨해야 한다. 토양 개량제는 침투성을 증가시키는 데 사용될 수 있다. 돌골막이댐은 유사를 포집 하고 유출수의 속도를 줄이기 위해 시공된다. 댐 수문 중심의 해발 고도는 돌-토양 경계면과 잠재적인 원인에 의한 침식을 통해 흐르는 유출을 막기 위한 바깥 가장자 리의 해발 고도보다 더 낮아야 한다. 레벨 스프레더 아래의 출구지역의 경사가 10%보다 더 얕고 균일하고 좋은 식생 이 있어야 한다. 레벨 스프레더의 수로 상류의 6m는 1 %의 경사 이하여야 한다. 레벨 스프레더의 깊이와 길이는 10년 빈도의 첨두유량을 기반으로 한 VESCH 표준 에 의하여 결정된다. 0.91 ~ 1.22 m/sec보다 작은 최대유출속도를 유지하면서 수풀 이 있는 수로에서 침식의 기회를 최소화하게 만드는 것은 기울기와 식물 종류에 달 려있다. 집중시간을 증가시키기 위한 다양한 방법에 의하여, 재료, 건설기술 그리고 노동요구사항이 다양하게 변한다. 일반적으로, 주요 비용 요소는 땅고르기, 토공사 및 콘크리트 공사가 있다. 일반적인 가격 범위는 <표 4-37>과 같다. <표 4-37> 집중시간 감소 예상 단위 비용 항 목 단위 (단위: 원) 굴 착 m 3 10,000 ~ 20,000 땅고르기 m 2 100 ~ 1,000 철근콘크리트공사 (204 atm) m 3 200,000 ~ 300,000 식생 심기 개(Ea.) 10,000 ~ 20,000 잔디 씨뿌리기 M.S.F. 20,000 ~ 25,000 조잡한 골재 m 3 50,000 ~ 60,000 댐 수문에 사용되는 석재 Ton 20,000 ~ 30,000-262 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 바. 비용 2,000m 2 불투수지로부터 유출을 관리하는 집중시간이 발생되는 설치에 따른 비용 은 설치비용과 연간 비용을 모두 포함한다. 20. 토양 개량 가. 일반 정보 토양조절 장치와 비료를 포함하는 토양 개량은 토양을 생물 성장에 적합하도록 만들고, 수분 보유능력을 증가시킨다. 비료개선과 수질 개선을 위한 토양은 토착, 장애, 축소된 토양을 강화하는데 사용된다. 이러한 방법들은 유출수의 부피와 오염 물의 침투를 효율적으로 줄이는 토양의 물리적, 화학적, 생물학적인 성질을 바꾸어 준다. 토양 개량은 토양의 상태가 나쁜 지역에서 더욱 가치가 있다. 왜냐하면 토양 개량은 이용 가능한 식물 영양을 더하고, 식물 덮개 보유, 장기적인 침식을 줄이는 데 도움을 주며, 유출수 최대 부피와 강수량과 유출수 흡수에 의한 방출을 줄이는 데 도움을 주기 때문이다. 나. 수량관리 토양 개량은 토양입자 사이의 공간을 증가시켜서 그 토양이 더 많은 수분을 흡수 하고 보유하게 된다. 기존의 연구 들은 퇴비로 개선된 토양에서의 토양저장용량의 65%의 증가된 것을 보여주고 있다. 다. 수질관리 수정된 토양 매체의 침투성을 증가시킴으로써, 토양 개량은 식생체류장치와 비슷 한 수질 이익을 제공한다. 식생체류장치를 위한 인 제거 효율성은 아래와 같이 설 정된다. 불투수 지역으로부터 유출수의 0.15m를 잡는 식생체류장치 : 50%의 제거 불투수 지역으로부터 유출수의 0.3m를 잡는 식생체류장치 : 65%의 제거 개량된 토양은 흡수, 침전, 침투, 박테리아와 화학적 분해를 통한 오염물을 제거 하는 능력을 가지고 있다. 또한 유출수 부피의 감소는 오염물의 운반을 방해함으로 서 수질을 개선시킨다. 개선을 위해 사용되는 혼합물질은 표토 또는 침전물을 감소 시키는 압밀된 심토보다 침식경향이 약하다. - 263 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 라. 위치 토양 개량은 물 보유능과 거의 모든 토양의 성질을 향상시킬 수 있지만, 저조한 배수 토착 흙이 있는 지역 안에서는 더 큰 영향을 가진다. 유출수의 질과 부피를 줄이기 위하여 아래의 표에서 거론되는 BMPs는 토양으로의 침투성을 사용한다. 따 라서, 토양의 개량은 토양 침투성과 BMPs의 효율성을 증가시키기 위해 건설 또는 BMPs를 유지하는 동안에 사용되어 질 수 있다. 예를 들어, 침투지는 토양의 개량과 함께 처리 될 수 있다. 토양 개량은 침투장치로서의 효용성을 증가시키기 위하여 침투 트렌치를 둘러싸는 식물 여과대의 침투성을 증대시키기 위해 사용된다. 마. 설계 및 재료 산소공급, 퇴비공급을 포함한 잠재적인 토양개량을 포함하는 다양한 기술이 있다. 토양개선과 관계되는 비용은 수정물질과 그 수정된 물질을 현존하는 토양과 혼합하 는 방법을 포함한다. 일반적인 비용은 아래에 표에 기술 되어있다. <표 4-38> 토양 개량의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 31,2 00 산소 310 310 310 310 310 재수정 31,200 총비용 31,2 00 310 310 310 310 310 31, 200 연간비용 1,405,130 원/년 (25년의 재수정 포함) 항목 <표 4-39> 토양 개량의 항목과 예상 단위 가격 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 토양과 부지 준비 m 2 10,000 ~ 11,000 기계적인 등급매기기와 경작 m 2 30,000 ~ 40,000 토양개량 m 3 20,000 ~ 50,000 블로어 적용 m 2 50 0 ~ 1,50 0-264 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 바. 비용 2,000m 2 의 불투수 지역으로부터 유출수 처리를 위한 토양 개량의 비용은 설치비 과 연간 비용으로 구성된다. 이 비용계산은 부지에서 우수유출 조절을 위한 부지를 개량하는 토양을 근거로 했다. 사. 유지관리 개량된 토양의 규칙적인 조사는 토양침투용량, 가스포화, 유기물 감소 요소들을 평가해야 한다. 일반적인 시공 후 걱정되는 사항은 간결화, 습윤화, 물이 막힌 토양, 좋지 않은 덮개 상태, 증가된 개발, 유기물 안에서 감소되기 쉬운 지역을 포함한다. 아. 수행 및 점검 적절한 수행을 하기 위하여, 시각적으로 압밀된 토양, 물이 막힌 토양, 병든 식물 로부터 개량된 토양을 검사해야 한다. 이러한 모든 것은 토양의 능력 손실이나 실 패의 신호일수도 있다. 만약 침투율을 복원하지 않는다면, 유기적인 개량은 재안정 화된 장소와 몇 인치 깊이의 토양 안으로 원반환 해야 한다. 병든 식물은 제거, 대 체 되어야 한다. 토양 샘플은 토양의 상태를 결정하는 어떠한 개선조치에 앞서 수 행되어야 하며, 연간 시각적 검사는 어떤 문제 지역이라도 문제의 존재와 위치를 관찰하기 위해 실시되어야 한다. <그림 4-50> 개량되고 있는 남쪽 메릴랜드 산림 - 265 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 21. 조경기술 가. 일반 정보 조경이나 재녹화에 녹화, 나무, 관목, 풀, 지피 식물과 같은 질병에 강하고 유지관 리를 많이 필요로 하지 않는 토착식물들을 사용한다. 장기적인 녹화는 장래 문제가 발생하지 않는 장소에서만 시공한다. 침식관리/ 토양 안정화 유거수 부피 감소 수질관리 서식지 창조 미관의 강화 지역적 산책로와 야생 경로의 창조 조경을 위한 물 요구량의 감소 나. 수량 나무, 관목, 풀, 지피 식물을 배수지역 일부분에 심는 것은 잠재 유출을 감소시킴 으로서 유출수의 부피와 첨두유출율을 줄인다. 유출수의 잠재성은 PFM의 6-0803 단락에서 논의되어지는 것처럼 합리식에서 C"값을 사용하여 표현할 수 있다. 토양 의 침투력에 의존하는 유출수는 오염부하량과 유출수 부피를 줄이기 위해 식생지역 으로 흘러 간다. 배수지역에 걸쳐 흩어져 있는 식재조림은 수문학적인 계산에 영향 을 주지 않을 것이며, 또한 유출수 부피와 첨두유출율을 감소시킬 것이다. 식물은 배수지역의 C 또는 CN 값의 영향을 주기위해 연속적으로 심어져야 한다. 또한, 식 물이 심겨진 지역의 장기적 유지와 조경은 유출수의 잠재성을 결정 할 것이다. 재 조림 되거나 아주 적거나 청소가 없는 지하의 성숙된 식물로 자라는 것이 허락된 지역은 숲, 산림이 될 수도 있다. 만약, 풀과 지피 식물이 심어 지거나 아래층의 수 풀 지역이 깨끗이 유지된다면 심겨진 지역은 수리학적 산출 의도에 의해 개방 공 간 공원, 목초지 로 간주된다. 부피 감소는 잎의 증가된 증발산에 의한 강우량 차단으로 이루어 질 것이다. 이 러한 감소를 정량화에 더욱 더 많은 관심을 두어야 한다. 차단과 증발산은 유출수 부피의 감소에 주요한 영향을 줄 것이다. 식물 선택과 조경디자인 외에도 토양준비 는 유출수의 보유를 결정하는데 주요한 요소이다. 토양은 물이 여과되어 뿌리까지 침투하는데 충분히 푸석해야 하며, 토양 개량은 침투성을 증가시키는데 사용된다. - 266 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 다. 수질 유출수의 잠재성을 줄이기 때문에 수질관리 이익은 식물을 심는 것으로부터 온 다. 오염부하는 오염농도와 유출수 부피의 산물이다. 오염물의 감소는 식물을 심어 서 성취되는 유출수 부피 감소에 의존한다. 계산된 인부하량은 얻어진 C의 감소로 심어진 식물에 의해 감소된다. 라. 위치 적절한 장소의 선택이 식물의 종류를 결정한다. 그 장소가 잔디 깎기나 비료를 자주 요구 하는지, 높은 유동인구를 가지고 있는지, 높은 미적인 요구사항들을 가지 고 있는지를 고려해야한다. 많은 유동인구를 가지고 있는 지역의 경우, 높은 수준의 유지관리가 고려될 것이고 다년생의 식물들이 더 적합할 것이다. 낮은 유지관리가 가능한 장소는 콩과 풀의 혼합을 사용해야 한다. 일반적으로 씨 혼합은 평균 토양 수분과 일사량에 근거하여 선택해야 한다. 마. 설계 및 재료 시공완료 후 임시적인 안정이 없다면, 그 장소는 30일 이내에 식물을 다시 심어 야 한다. 기본적 물질들은 씨와 나무 관목 그물세공 또는 뿌리덮개를 포함시켜야 한다. 식물들은 토착 풀과 콩 광엽과 같은 뿌리덮개와 관목 나무를 포함하며, 고유 의 지피식물은 표준 잔디밭 대안으로 적합하다. 잔디 종자 재파종은 식물심기의 초 기 작업이다. 보파는 가을 또는 초봄에 수행되어야 하고, 세정과 개간은 그 장소가 외국종 또는 침투한 종이 밀집되어 있지 않다면 필요하지 않을 수도 있고 긁음과 서레질과 화반과 땅파기를 통해 씨를 토양과 결합시켜야 한다. 만약 나무줄기가 사용된다면 녹화를 위해 장소의 성질과 시간구조가 줄기 선택에 영향을 줄 것이다. 컨테이너 줄기는 높은 스트레스에 노출되어 있는 장소에 적합하 며, 일반적으로 비교적 저렴한 타입의 줄기보다 더 빨리 자라나게 된다. 만약 목적 이 빠른 시공이 아니라면, 생존하는 것을 확실하게 하기 위해 충분이 식물이 심겨 져 있는 동안은 나무배기, 벗겨진 나무 또는 덜 비싼 그루터기는 가장 경제적인 선 택이 될 수 있다. 그루터기를 심기위해 선택되어진 시간은 그루터기의 종류와 종묘 유효성에 의존한다. 식물을 다시 심어야 하는 지역의 토양을 너무 압축되지 않도록 하여야 한다. 울퉁불퉁한 표면은 수분 보유력과 씨심기를 증가 시켜 준다. 토양 개 량은 침투성을 증가하기 위해 사용될 수도 있어서 가능하다면 미리 식물을 다시 심 - 267 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 을 지역에 적용해야 한다. <표 4-40> 조경 기술의 항목과 예상 비용 항목 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 나무묘목 (성숙에 의존) 개(Ea.) 10,000 ~ 30,000 나무씨앗 M.S.F. 40,000 ~ 60,000 관목묘목 (성숙에 의존) 개(Ea.) 10,000 ~ 20,000 잔디씨앗 M.S.F. 20,000 ~ 30,000 뿌리덮개 m 2 5,000 ~ 10,000 바. 비용 나무, 관목, 풀 그리고 지피식물 사용하여 2,000m 2 조경에 드는 비용은 설치비용과 연간 사용되는 비용으로 구성된다. 다른 BMP비용 추정과 일치시키기 위해서 비용 계산은 25년 후의 완전한 식물의 재심기를 가정한다. <표 4-41> 조경 기술의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치1 6,200 잡초2 250 2 50 250 2 50 2 50 2 50 250 250 250 250 식물교체 250 2 50 250 2 50 2 50 2 50 250 250 250 250 부지이주 6,200 총비용 6,200 500 500 50 0 500 500 500 500 500 500 50 0 6,200 연간비용 700,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지관리 건조기간이거나 재심기의 경우, 식물에게 물을 주는 것은 필요하다. 식물들이 잘 자라나지 않는 지역은 씨를 다시 뿌리거나 식물을 다시 심어야 한다. 정착 이란 토양 덮개가 다시 심은 이래로 최소한 1년 후 동안 유지되어진 것을 의미한다. 토 착 식물에 대한 유지 요구사항들은 상대적으로 낮다. 왜냐하면 토착 식물들이 이미 기후와 병에 의한 스트레스와 같은 지역적 스트레스 요소들에게 적응했기 때문이 다. 적거나 다시 씨를 안 뿌리는 것이 요구되어 질 것이다. - 268 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 외래종의 차단은 중요한 고려사항이다. 외래종에 대처하는 관리 전략은 외래종의 성장 흐름과 외래종이 이미 자라난 정도에 따라 달라진다. 이러한 외래종의 성장과 분포자료는 외래종을 제거하기 위해 이용할 수 있다. 외래종은 그 지역에 다시 식 물을 키우고 자연적인 연속을 방해하는 토착 식물들과 경쟁할지도 모른다. 풀과 식 물 또는 콩을 심는데 적합한 장소는 제초를 해야 한다. 제초를 하지 않는다면, 외래 종이 관리 되는 한 관목과 나무들이 자연적 계속(승계)을 통해 땅 덮개를 대신할 것 이다. 그러나 이러한 땅 덮개는 나무들과 관목들의 성장을 저해할 수 있다. 아. 수행 및 점검 건강한 식물 덮개는 토양을 안정화 하고 유출량을 줄인다. 질병의 징후나 침입종 의 성장 그리고 침식에 대처하기위하여 그 지역을 조사하여야 한다. 매년 조사(늦은 봄)를 수행하고 필요하다면 식물을 대체하고 토양을 안정화시켜야한다. <그림 4-51> 알렉산드리아 본부 도서관의 생태저류셀 지역 22. 식물재배 화분 가. 일반적 설명 식물재배화분은 도시 환경 속에서 강우유출수를 관리할 수 있는 설비로 적용되 며, 식물 또는 나무로 구성되어 지면으로부터 약간 높은 곳에 설치된다. 강우유출수 차집방법의 일부분으로써 지붕으로부터의 유출수는 식생으로 구성된 식물재배화분 으로 직접 유출되어 저장 여과될 수 있다. 식물재배화분안의 나무는 강수가 유출의 형태로 구현되기 이전에 강수를 차단하는 기능을 한다. 고도로 집적된 도심지역에 - 269 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 식물재배화분은 강우유출수를 차집 및 처리를 위하여 적절하게 혼합된 토양/식물을 제공하는 녹지공간이다. 나. 수량 관리 식물재배화분은 지면저류 및 토양 저류를 통하여 첨두유량과 유출용적을 저감시 킨다. 추가적인 저류공간을 확보하기 위해서는 생태저류 셀에서와 비슷하게 지면저 류를 증가시킬 수 있도록 설계하거나 또는 식물재배화분 하부에 자갈층을 시공함으 로써 확보될 수 있다. 다. 수질관리 수질개선기능은 생태저류셀과 비슷하다. 불투수층으로부터 식물재배화분으로 유 입되는 초기 1.27cm 유출의 경우 50%의 인이 제거된다. 식물재배화분에 의하여 발 생된 강우유출수의 용적이 최소화되면서 오염부하량 감소에 기여하게 된다. 강수는 식물재배화분 안에 있는 토양 속에 저류되거나 저장되고 식생은 강수를 차단하고 증발산량을 증가시키게 된다. 오염물질의 농도는 또한 식물재배화분 안의 토양을 통해 강우유출수가 침투하면서 저감될 것이다. 오염물질은 토양 속에서 흡착된다. 또한 토양층 안에서 호기성 분해 및 화학적 침전을 통하여 오염물의 농도를 저감시 킬 수 있다. 오염부하량 감소를 측정하는 방법은 분해 및 침전율 뿐만 아니라 용해 성 오염물질에 대한 흡착 및 흡착률 분석이 필요할 것이다. 입자상 물질은 골재를 통과하여 여과될 때 물리적으로 제거된다. 라. 위치 식물재배화분은 건물과 보도를 따라 인접한 도시에서 가장 흔히 이용된다. 지붕 의 수직낙수홈통과 가깝게 설치 될 때에는 단절 프로그램의 일부로 사용하는 것이 바람직하다. 마. 설계 및 재료 식물재배화분은 내구력 있는 자재로 시공되어진다. 수직낙수홈통의 저장소로서 건물과 인접한 곳에 설치될 경우 건물에서 사용한 것과 같은 자재로 시공되어야 한 다. 반면에 단독으로 설치될 경우 보도 또는 금속재와 어울리는 콘크리트로 시공되 - 270 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 어야 한다. 또한 식물의 생장 및 지속성을 보장하기 위하여 적절하게 토양이 혼합 되는 것이 필요하다. 용이한 유지보수를 위해 토착식물 및 식생이 사용되는 것은 바람직하다. 식물재배화분은 알맞은 배수 시스템에 연결하기위해 암거가 설치될 수 있다. 암거가 사용된다면 관측/청소를 위한 별도의 시설이 설치될 수도 있다. <표 4-42> 식물재배화분의 구성 요소 비용 항목 단위 예상 단위 가격 (단위 원) 식물재배화분 건설 (콘크리트) m 3 100,000 ~ 200,000 식물 옮겨심기 개(Ea.) 10,000 ~ 20,000 토양 매개체 m 3. 20,000 ~ 40,000 관통된 암거배수로 파이프(10cm 직경) 줄(L.F). 10,000 ~ 20,000 바. 비용 2,000m 2 불투수 지표면부터의 유출량을 처리하기 위한 식물재배화분 시스템의 비 용에는 설치비용 그리고 연간비용 둘 다 포함된다. 이러한 비용 계산은 46.5m 2 의 총 지표면 면적을 가진 식물재배화분 시스템에 기반을 두어 수행된다. 식물재배화 분은 25년 수명을 가지며, 그 때가 되면 제거되거나 교체된다고 가정한다. 항목 <표 4-43> 식물재배화분의 연간 요구 비용 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 5,0 00 뿌리덮개와 파편제거 375 375 375 375 375 375 375 375 375 375 식물교체 125 125 125 125 125 125 125 125 125 125 콘크리트 수리 625 625 제거&교 체 5,000 총비용 5,0 0 0 50 0 50 0 500 50 0 500 50 0 500 50 0 500 1, 100 5,0 00 연간비용 780,630 원/년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지관리 유지관리에는 식물재배화분 구조 및 암거의 일상적인 조사가 수행된다. 또한 토 양층 안에서 뿌리 성장 및 수로 형성을 평가하기 위해서 토양을 조사하는 것은 필 - 271 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 요하다. 아. 실행 및 조사 적절히 기능을 수행하는지 확인하기 위해서 우선 강우유출수가 식물재배화분 토 양으로 적절하게 침투되고 있는지 그리고 큰 강우 동안 암거로부터 유출량이 있는 지 검사하는 것이 필요하다. 식물재배화분 안에서 24시간 이상 저류가 발생할 시에 는 운영상의 문제가 발생하였다는 것을 의미한다. 만약 저류가 관측되었을 경우 교 정수단은 토양층 압밀 및 암거 막힘 현상을 위한 점검이 포함된다. 침투를 증진시 키기 위하여 토양 매개물을 교체하거나 식생을 대체할 필요가 있을 수도 있다. 암 거 역세척을 통하여 막힘 물질을 제거할 수도 있다. 만약 이러한 실행이 실패한다 면, 토양매개물과 암거는 교체된다. <그림 4-52> 식물재배화분 23. 재조림 가. 일반정보 재조림은 최근 과거에 식물들이 번성했던 지역에 나무를 심는 것이다. 조림은 오 랜 시간 동안에 식물들이 없었던 지역에 나무를 심는 것이다. 심는 것은 씨, 묘목, 반성숙한 나무이다. 나무는 증발산과 차단을 통해 유출수 부피를 감소시키고 침투 용량을 증가시키기 때문에 유출이 줄어든다. 나무들은 전략적으로 유출수를 흡수하 기 위해 완충제, 유출로, 단차 등과 같은 시설과 같이 고려된다. 증발산은 특정한 기간 동안 식물이 무성한 지역에서의 물의 부피를 줄일 때의 증발과 증산의 결합이 다. 차단은 잎, 줄기, 가지가 강우를 받을 때 발생하는 지체나 저류의 형태이다. - 272 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 나. 수질관리 나무, 관목, 풀, 지면 덮개를 배수지역 일부분에 심는 것은 유출수의 잠재성을 감 소시킴으로서 유출수의 부피와 첨두유출률을 감소시키는 것이다. 유출은 합리식에 서의 C값을 사용하여 표현할 수 있다. SCS 방법에서 CN값을 사용하여 표현할 수 도 있다. 토양의 침투력에 의존하는 유출수는 오염부하량과 유출수 부피를 줄이기 위해 식생지역으로 흘러간다. 배수지역에 걸쳐 흩어진 개별적인 식재조림은 수문학 적인 계산에 영향을 주지 않고, 유출수 부피와 첨두유출률을 줄이지 않을 수도 있 다. 배수지역 식물은 합성함수 C 또는 CN에 영향을 주기위해 연속적으로 심어져야 한다. 또한, 식물이 심겨진 지역의 장기적 유지와 조경은 유출수의 잠재성을 결정 할 것이다. 부피 감소는 잎과 증가된 증발산에 의한 강우량 차단의 결과이다. 이러 한 감소를 정량화 하는 것은 더 엄격하고 집중적인 분석이 요구된다. 다. 수량관리 인부하량 계산은 북부 버지니아 BMP 안내서에서 설명하는 Occoquan Method 방 식에서의 가중치를 가진 C의 함수이다. 계산된 인부하는 재조림이나 조림에 의해 C 의 감소가 달성됨에 따른 감소이다. 라. 설계 및 재료 물의 보유력을 높이고 침식을 감소시키기 위해 뿌리덮개를 사용한다. 그리고 토 양의 안정성을 증가시키고 뿌리와 그루터기들을 극심한 온도 변화로부터 보호한다. 뿌리 덮음 또는 받침의 사용은 특별히 가파른 경사에서는 중요하다. 만약 나무가 수질관리 지역을 제공하는 특별한 목적으로 심어졌다면 명백히 그러한 표시를 붙여 야 한다. 조림/재조림을 위한 기본적인 비용 요소는 다음과 같다. <표 4-44> 재조림의 항목과 예상 가격 항목 단위 예상 단위 가격 (단위: 원) 나무묘목 (성숙에 의존) 개(Ea.) 10,000 ~ 30,000 나무씨앗 M.S.F. 40,000 ~ 60,000 뿌리덮개 m 2 5,000 ~ 10,000-273 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 마. 비용 나무, 관목, 풀 그리고 지피 식물을 사용하는 조경의 2,023.5m 2 의 비용은 설치비 용과 연간 사용 비용으로 구성한다. 다른 BMP비용 추정과 일치하기 위해서 비용계 산은 25년 후의 완전한 식물의 재심기 가정 하에 이루어졌다. <표 4-45> 재심기의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치1 6,200 잡초2 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 식물교체 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 부지이주 6,200 총비용 6,200 500 50 0 500 50 0 500 50 0 500 50 0 500 50 0 6,200 연간비용 700,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 바. 유지관리 나무유지와 검사를 위해 존재하는 프로그램에 조림/재조림된 지역을 합한다. 전 형적인 관리 업무는 시들거나 죽은 가지의 제거, 송전선의 방해, 포장된 지역의 뿌 리 감김을 검사, 적절한 나무치기, 시드는지 여부 관찰을 포함한다. 필요하다면 개 별적인 나무를 대신한다. 외래종이나 침입종으로부터의 보호는 중요한 사항이다. 외 래종에 대처하는 관리 방법은 외래종의 성장 주기와 외래종이 이미 자라난 정도에 의존한다. 이 주기는 외래종을 제거하기 위해 이용할 수 있는 노력과 자원이다. 외 래종은 그 지역에 다시 식물을 키우고 자연적인 연속을 방해하는 토착 식물들과 경 쟁할지도 모른다. 사. 수행 및 점검 건강한 식물 덮개는 토양을 안정화 시키고 유출수 부피를 줄인다. 질병과 침입종 의 성장 그리고 침식의 가능성을 위하여 그 지역을 조사해야한다. 매년 늦은 봄에 조사를 수행한다. 필요하다면 식물을 대체하고 토양을 안정화시키도록 한다. - 274 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-53> 씨를 심는 단계 24. 빗물통 가. 일반적 설명 물탱크 및 빗물통은 지붕 유출수를 재사용하기 위해 설치되는 강우유출수 집수 시스템이다. 물탱크는 최대용적이 수 만 갤런으로 100 갤런 이하의 저장 용량을 가 진 빗물통과 비교하여 보다 큰 저장 용량을 가진다. RWCS는 강우유출수 용적을 저 감시킬 수 있으며, 특히 빈도가 높은 소규모의 호우에 대해서는 첨두유량 또한 저 감 가능하다. 수질 관리목적에서 보면 차집된 유출수의 최종사용처에 따라 효과가 달라진다. 지대가 높은 지역, 침투가 불량한 지역, 이용 가능한 공간이 작은 지역에 서는 생태저류지와 같은 침투형 BMPs 사용이 불가능하며, RWCS와 같은 BMPs가 수질 및 수량제어에 특히 유용하다. 물탱크는 음용수 사용목적이 아닌 2차적인 수자원으로 제공될 수 있다. 즉, 강우 유출수를 집수 재사용함으로써 최종 배출되는 강우유출수의 유출량을 감소시킬 뿐 만 아니라 건물의 용수수요 또한 저감시키게 된다. 재사용 용도는 화장실 세척수, 에어컨 냉각제, 경관 관개수 등이다. 빗물통으로 차집된 강우는 우선 거주지역의 조경 관개를 위해 사용된다. 조경 관 개는 경우에 따라서는 생활용수의 40%에 이른다. 지붕 강우 재활용의 유리한 점은 지붕강우는 지표면 유출수와 비교해서 상대적으로 깨끗하다는 것에 있고, 다량의 침전물 및 용해된 염이 없는 화학적으로 미처리된 '연수'의 수원으로 제공될 수 있 다는 것이다. - 275 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 나. 수량 관리 호우가 발생할 경우 배출되는 강우유출수의 용적은 RWCS가 차집할 수 있는 여 유 공간 만큼 저감될 수 있을 것이다. 첨두유량은 강수가 차집된 용량에 따라 지체 되거나 저류될 수 있다. 빗물통의 크기를 정하는 것은 상대적으로 간단하다. 빗물통 저장 용적은 55-60 갤런 정도이며 직렬로 연결될 수도 있다. 공간적인 제약 및 관개 배수의 빈도와 양은 옥상에 설치된 빗물통의 개수에 따라 결정될 수 있다. 물탱크의 크기는 물 수요량 및 차집된 강우유출수의 양에 따라 결정된다. 즉, 물 의 유입과 유출의 분석이 요구된다. 무강우기간 동안 물탱크에 담겨있는 물이 완전 하게 아래로 빠지지 않는다면 추가저장용량이 요구될 수도 있다. 1인당 물탱크의 물 사용량(예를 들면, 하루 동안 1인당 화장실 세척, 1인당 하루 사용 변기물)은 물 탱크의 잔류량을 계산하기위해 사용된다. 다. 수질 관리 Northern Virginia의 수질 BMP 지침에 따르면, RWCS는 초기의 5인치의 강수의 수질 용적(Water Quality Volume, WQV)을 차집 해야 한다. 어떤 RWCS의 경우에 도 토사 침전은 수질 개선에 기여할 것이다(반면, 침전물이 호우 이후에 재부상할 우려도 존재). 추가적인 오염물질 제거능력은 물의 마지막 사용에 달려 있다. 빗물 통에 담겨 있는 물은 대체적으로 경관관개에 이용되므로, 오염물질 제거율은 침투 BMPs의 오염물질 제거율과 유사하게 적용되며, 물탱크의 경우도 동일하게 적용된 다. 물탱크에 담겨있는 물이 마지막으로 오수관으로 배출될 수 있는 화장실 세척 등으로 사용될 경우 오염물질 제거율은 하수처리장 오염물질 제거율과 동일하게 간 주할 수 있다. 인 등 다양한 다른 오염물질의 제거 효율은 95~100%이다. 라. 유지 관리 물탱크의 물을 사용한 후 오수관으로 배출될 경우 다음과 같은 추가적인 규정이 적용된다. 전처리과정이 필요할 수도 있음. 주기적인 수질분석의 수행 처리비용은 하수처리장 운영자에게 지불 물탱크 사용 용수 유입이 하수처리장의 용량에 미치는 영향 평가. - 276 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 마. 위치 RWCS는 차집된 강우가 신뢰성 있게 재사용될 수 있는 충분한 공간 및 구조적 용량을 가진 건물에 적용될 수 있다. 빗물통은 개방되어있는 거주 지역에 적용가능 하다. 물탱크는 모든 지목에 대해 설치가능하다. 바. 설계 및 재료 집에서 직접 제작한 빗물통을 시공하는 것은 상대적으로 쉽다. 기본 구성요소는 아래와 같다. 208L 빗물통 하나 이상 어린이에게 안전한 장소, 청소를 하기 쉬운 위치에 설치되어야 한다. 스크린은 침 전물을 거르고 잠재적인 모기번식을 줄이기 위해서 유입 지점에 설치될 수 있다. 수직낙수홈통, 유출관, 수도꼭지, 호스의 연결은 빗물통에 직렬로 연결한다. 물탱크는 원자재로부터 직접 제작될 수도 있으나, 조립식 시스템이 보다 더 신뢰 할 수 있고 가능하다면 건물의 배관 시스템과 통합하는 것이 좋다. 적절한 구조적 용량이 있다면, 물탱크는 옥상에 설치될 수 있으며 중력에 의해 배수될 수 있다. 그 외에 흔하게 설치되는 장소는 펌프사용이 가능할 경우 지하층에 위치된다. 흐름 분 리장치가 물탱크로 WQV의 흐름을 유도하기 위해 적용될 수 있다. 또한 오수관으 로의 월류가 가능하도록 설계되어야 한다. 만약 물탱크가 건물의 급배수 배관시스 템을 보완하기위해 적용된다면, 평행 배관 시스템의 설치가 필요할 것이다. 설치비 용은 크기와 시스템의 이용 목적에 따라 좌우되며 비용/편익 분석이 필요할 것이 다. 물탱크의 물이 식수 목적으로 사용되지 못하도록 안전조치가 취해져야 한다. 안 전조치로는 평행배관시스템 이외에도 경고신호 및 잠금 가능 수도꼭지 등이 포함된 다. 항목 <표 4-46> RWCS를 위한 항목과 비용 단위 예상단위비용 (단위: 원) 빗물통. 부수적으로 부착된다. 개(Ea.) 100,000 ~ 200,000 배관 공사 제외한 미리 만든 물탱크 개(Ea.) 200,000 ~ 12,500,000-277 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <표 4-47> 제조된 물탱크의 가격과 저장 용량에 따른 재료 사용 소규모 물탱크 대규모 물탱크 물탱크 물질 비용 비용 (단위: 천원) 규모 (단위: 천원) 규모 아연으로 도금된 스틸 280 757 L 2,500 7,570 L 폴리에틸렌 200 625 L 1,400 6,800 L 섬유유리 825 1,300 L 12,500 37,900 L 철을 함유한 시멘트 위치에 따라 다양 위치에 따라 다양함 섬유유리/스틸 혼합물 375 1,140 L 12,500 19,000 L 사. 비용 2,000m 2 불투수 지표면으로부터의 유출량을 처리하기위한 빗물통의 비용에는 설치 비용과 연간소요비용 둘 다 포함된다. 이러한 비용계산은 초기 1.25cm의 강우가 집 수된다고 가정하여 실행된다. 빗물통은 25년 수명을 가지며, 그 때가 되면 제거되거 나 대체되어진다고 가정한다. <표 4-48> 빗물통의 연간 요구 비용 항목 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 1,600 파편제거 312 312 312 312 312 312 312 312 312 312 일부 교체 640 640 640 제거&교 체 1,600 총비용 1,600 312 312 937 312 312 937 312 312 937 312 1,6 00 연간비용 1,100,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 2,000m 2 인 불투수면의 유출량을 처리하기위한 물탱크 비용은 설치비용과 연간비 용이 포함된다. 이러한 비용계산은 초기 1.25cm의 강수가 포집된다고 가정하고 실 행된다. 물탱크는 25년 수명을 가지며, 그 때가 되면 제거, 교체된다고 가정한다. 이 때, 하수처리설비 사용요금은 포함되지 않았다. 아. 유지 관리 빗물통의 유지관리시 최소한의 요구사항이 필요하다. 장치 및 부속물은 1년에 몇 번 그리고 극심한 호우 다음에는 막힘 현상 등에 대한 조사가 필요하다. 수도꼭지, 스크린, 수직낙수홈통, 또는 도관과 같은 작은 부속물들은 필요에 따라 교체하여야 - 278 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 한다. 물탱크는 수질검사(예를 들면 침전물, 배설물 대장균, 박테리아, 중금속에 대 하여)를 받아야 하고 1년에 2번 막힘 현상 및 구조적 안전성에 대한 조사를 받아야 한다. 축적된 침전물은 1년에 한번 제거해준다. 물탱크와 관련되어 비중이 큰 비용 구성요소는 조사 및 수리비용이 크게 변하기 쉬운 분산 시스템(예를 들면 병렬 배 관)이다. 항목 <표 4-49> 물탱크의 연간 요구 비용 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 25 설치 16,200 진공의 파편 312 312 312 312 312 312 312 312 312 312 일부 교체 642 642 642 수질검사 642 642 642 642 642 642 642 642 642 642 제거&교 체 16,200 총비용 16,200 940 940 1,560 940 940 1,560 940 940 1,56 0 1,17 0 16,20 0 연간비용 1,700,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 자. 운영 및 검사 파편을 제거할 때에 빗물통의 연결 상태(예를 들면 유입호스 및 배출호스) 조사한 다. 매년 침전물 제거를 하는 동안 물탱크의 구조적인 안전성을 조사한다. 적용이 가능하다면, 병렬 배관 시스템 조사는 전통적 배관 시스템 조사와 병행하여 수행될 수 있다. <그림 4-54> 빗물통 <그림 4-55> 물탱크 - 279 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 25. 오염 예방 가. 일반 정보 오염 예방은 오염물들이 하천에 유입되기 전에 제거하거나 줄이는 활동이며, 관 리사항의 용어이다. 오염 예방의 목표는 유출수에서 비점오염원을 제거하기 위한 기술과 프로그램을 총칭하는 것이다. 이것은 BMPs로 흘러들어가는 오염부하량을 줄여 BMPs의 성능 개선이나 수명을 연장시켜준다. 제초제와 비료, 살충제 사용의 감소와 규칙적인 거리청소는 일반적인 오염 예방 활동이다. 오염 예방은 쓰레기 운 반 덮개가 닫힌 상태로 유지되는 것과 같은 활동이다. 나. 수량관리 오염 예방은 우수유출량이나 첨두유출율에 영향을 끼치지 않는다. 다. 수질관리 수질관리는 많은 가치가 있다. 오염 예방 방법은 간단한 물질수지를 결정함으로 써 오염부하량을 줄일 수도 있다. 예를 들면, 비료와 제초제 사용의 감소 결과로 나 타나는 오염부하량의 제거는 제거 방법이 시행되기 전에 매년 오염물질 질량을 비 교함으로서 결정된다. 라. 위치 오염 예방은 오염부하량이 우수의 유출에 의해서 하류나 수체 혹은 BMPs로 이동 될 수 있는 어떠한 곳에서나 적용될 수 있다. 마. 설계 및 재료 비구조적 도시 BMP 지침서에 따르면, 오염 예방 방법은 토지사용관리와 방법개 선 그리고 공교육과 봉사활동방법으로 구성된다. 토지 사용관리와 개선방법 및 교 육의 구성은 다음과 같다. 토지사용관리: NPS 오염원의 감소나 개선방안 마련 - 280 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 유역 보호 : 불투수성을 줄이고 침투율 개선. 도시 재조림(나무를 다시 심음)과 식생완충지대 복원 조경 전략 : 침투능개선 및 물의 보존과 보유. 공교육 : 오염문제 저감을 위한 행동의 변화를 목표 동물 분뇨 관리 : 공교육 증대 및 법제 강화 잔디와 정원관리 교육 : 비료와 제초제의 사용 저감. 자동차에 의해 발생되는 오염물의 감소 : 카풀과 오일 재활용을 포함. 오염예방 방법은 세차장에서 유출수저류 기술과 같은 특정한 활동으로 분류된다. Inflatable mat 이나 adsorbent booms 과 같은 것들은 자동차 유지나 세척에서 발 생하는 오염원을 포획하는데 사용된다. 바. 비용 2,000m 2 의 배수지역에 적용되는 오염예방을 위한 기구에 소요되는 비용은 초기설 치비용과 연간 유지비용으로 구성된다. 아래에 비용에 대한 가이드라인을 제시하였 다. 이 비용은 25년 후에 프로그램이 재평가되고 재설치 된다는 가정하에 추정되었 다. 항목 초기 설립 6,200 <표 4-50> 오염 예방의 연간 요구 비용 연간 요구 비용 (단위: 천원) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10... 25 유지관리 312 312 312 312 312 312 312 312 312 312 재평가 프로그램 검사 프로그램 125 125 6,200 총비용 6,200 312 312 312 312 1,600 312 312 312 312 1,600 6,200 연간 비용 700,000 원/년 (25년 교체기간 포함) 사. 유지관리 비구조적 관리로, 지속적인 공교육과 법적강화를 들 수 있다. 매 5년마다 프로그 램 효율성을 재평가를 실시하여야 한다. - 281 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 아. 수행 및 점검 오염예방 프로그램이 수행되어지는 지역은 매년 정기적으로 의무불이행 확인을 해야 한다. 또한 빗물배수관은 갑작스러운 오염물 방류 증거를 확보하기 위하여 모 니터 되어야 하며, 규칙적인 BMP조사는 위반 여부를 결정하기 위해 사용된다. <그림 4-56> 봉쇄패드를 씻는 차량의 예 4-3. 사례지역에서의 적용사례 본 절에서는 기존지역과 신규지역으로 나누어 LID 기법을 적용하여 보았다. LID 기법의 적용시 적용절차를 제시하고 적용절차에 준하여 대상지 선정 후 LID 기법의 요소를 적용 배치한다. 우선 LID 기법의 적용절차에 대하여 설명하고 각 적 용절차에 따른 세부사항, 그리고 각 LID 기법의 요소기술들에 대하여 사례를 평가 함으로써 LID 기법 요소들의 전반적인 효과를 분석하겠다. 또한 세부적용사례 적용 시 기존지역과 신규지역으로 구분하여 LID 요소기술을 적용하고 저감효과를 분석 한다. 1. 기존지역 가. 대상지역 현황 본 연구에서는 기존지역으로써 광양국가산업단지를 사례로 분석하였다. 광양국가산업단지는 전라남도 광양시 금호동( 金 湖 洞 ) 태인동( 太 仁 洞 ) 일원이며 광 양국가산업단지의 면적은 173ha이고 1일 폐수배출량은 73,507톤이다. 주요업종으로 - 282 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 는 비제조업종이 주류를 이루고 있으며 불투수지역이 97%로써 도로지역 및 업체의 야적장등에서 많은 비점오염원의 배출이 예상되는 지역이다. 인근수계 수어천에 대 한 비점오염기여율(BOD)은 51.30%로 조사되었다. 광양국가산업단지의 현황은 아래 그림과 같다. 광양국가산업단지 위치도 배치도 <그림 4-57> 광양국가산업단지 현황 본 사례지역은 공업지대로써 대형차량들의 이동이 예상되며 특히, 업체내 야적장 등에서 배출되는 비점오염원이 클 것으로 예상되는 지역이다. 따라서 광양국가산업 단지의 도로지역과 업체내 지역 공장건물의 지붕지역에 대하여 LID요소기술을 적 용하고 분석 하겠다. 나. 대상지역 수문분석 사례지역이 선정되면 대상지역에 대하여 수문분석을 실시한다. Fard2006을 이용하여 분석하였다. 강우분석은 - 283 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 4-58> 대상지역 수문분석 1) 대상지역 주요 Layout의 수집 대상지역의 주요 Layout을 수집한다. 이때 LID 요소기술 적용시 필요한 빗물관망 도, 수치지형도 및 위성자료 등이 여기에 포함된다. 마지막 단계인 BMPs를 선정하 였을 때, LID 기술요소가 적용될 수 있는 지점을 선정하기 위해서는 이 단계가 아 주 중요하다. 2) 대상지역 유출현황 분석 수집된 layout을 바탕으로 대상지역의 유출현황을 분석한다. 이는 LID 요소기술 적용시 반드시 고려하여야 할 사항이다. - 284 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-59> 대상지역 유출현황 분석 3) 설계홍수량 산정 LID 기법의 요소기술 적용 시 설계홍수량 산정은 매우 중요하다. 이는 요소기술 의 용량과 수량 등을 고려할 때 중요한 지표로서 활용된다. 유역 내 유출량을 고려 하지 않으면 저감효과가 떨어질 뿐만 아니라 후에 집중호우 발생 시 심각한 문제를 야기 시킬 수 있기 때문에 반드시 설계홍수량을 산정해야 한다. 본 과업에서는 SWMM모형을 이용하여 모형 구축 후 첨두유량을 산정한다. <그림 4-60> 모형을 이용한 설계홍수량 산정 - 285 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 4) 저류용량 산정 하천으로 유입되는 강우유출수는 도시하천의 수질오염에 매우 큰 영향을 미치므 로 이를 경감시키기 위한 방법 중의 하나로 배수분구 하류부에 강우유출수를 저류 할 수 있는 저류지를 설치한다. 그러나 강우로 인하여 발생되는 모든 강우유출수를 전량 저류시키기에는 시설의 규모가 비경제적으로 커질 우려가 있으므로, 일정 규 모 이상의 강우량이 발생할 경우 발생된 강우유출수는 우선 저류지를 채운 후 추가 적인 강우유출수는 저류지로부터 월류되게 설계한다. 이에 따라 저류지의 규모에 따른 하천으로의 월류량과 오염부하량을 산정하여 적정 효율의 규모를 결정하여야 한다. 이를 위하여 월류량 및 월류확률, 1회 강우사상당 월류량, 월류를 일으키는 연 평균 강우사상의 개수 등의 산정이 필요하다. 보수적인 저류지 설계를 위하여 시간 th =0 에서 선행 강우사상이 종료되었을 때 저류지의 수위 S 는 만수위(즉, S=S A )가 된 상태를 가정한다. - 여기서 SA 는 저류지의 설계용량이 된다. - 저류지 수위는 아래 그림과 같이 세 가지 경로 중 하나를 따르게 된다. - 아래 그림에서 Ω는 저류지로부터의 방류율(mm/hr)이다. <그림 4-61> 저류지 수위의 시간적인 거동 - 286 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 저류지 수위의 시간적인 거동 - IETD < S A /Ω 인 경우에는 후속 강우사상이 저류지가 완전히 비워지는데 걸리 는 시간 SA /Ω 으로 나누어진다. - IETD > S A /Ω 인 경우에는 후속 강우사상이 항상 저류지가 완전히 비워지는데 걸리는 시간 SA /Ω 이후에 발생(위 그림의 (c)에 해당)하게 된다. 아래 표는 저류지에서 임의의 월류량 po [단위: mm]이상의 월류가 발생할 경우의 조건과 그때의 월류량 계산 결과이다. <표 4-51> 저류지에서의 월류발생( p p 0 )조건과 월류량 구분 월류량 강우지속시간 선행 무 강우시간 강우량 그림 a φ(v-s d )-Ωt-Ωb t 0 IETD b S A Ω v> p 0+Ωt+Ωb φ +S d 그림 b φ(v-s d )-Ωt-S A t 0 IETD S A Ω b v> p 0+Ωt+S A φ +S d 그림 c φ(v-s d )-Ωt-S A t 0 S A Ω IETD b v> p 0+Ωt+S A φ +S d 강우사상이 발생하였을 경우 월류량이 po 이상 발생할 확률 GP (p o ) 은 강우 지속시 간과 선행 무강우시간, 강우량의 결합확률밀도 함수로부터 구할 수 있으며, IETD < S A /Ω일 때와 IETD S A /Ω일 때의 경우로 나누어 계산한다. - IETD < S A /Ω 일 때 G p1 (p 0 ) = t=0 + - IETD S A /Ω 일 때 G p1 (p 0 ) = t=0 S A /Ω b=ietd t=0 f V,B,T (v,b,t)dvdbdt v=(p 0 +Ωt+Ωb)/φ+S d b=s A/Ω f V,B,T (v,b,t)dvdbdt v=(p 0 +Ωt+S A )/φ+s d b=ietd f V,B,T (v,b,t)dvdbdt v=(p 0 +Ωt+S A )/φ+s d - 여기서, f V,B,T (v,b,t) 는 강우량, 선행 무 강우시간, 강우 지속시간의 결합확률밀도 함수이다. 강우량, 선행 무강우시간, 강우 지속시간의 결합확률밀도 함수는 아래와 같다고 본다. f V,B,T (v,b,t) = f V (v) f B (b) f T (t) = λψζ e - λt-ψ(b-ietd)-ζv - 287 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 따라서 강우사상이 발생하였을 경우 월류량이 po 이상 발생할 확률 GP (p o ) 은 아래 와 같이 계산된다. - IETD < S A /Ω 일 때 G p (p 0 ) = λ /Ω λ/ω+ζ/φ (ψ/ω)e -( ζω/φ)ietd +(ζ/φ)e -( ψ/ω+ζ/ω)s A +ψietd ψ/ω+ζ/φ e - ζ(p 0 /φ+s d ) - IETD S A /Ω 일 때 G p (p 0 )= λ /Ω λ/ω+ζ/φ (ψ/ω)+(ζ/φ)e -( ψ/ω+ζ/ω)s A ψ/ω+ζ/φ e - ζ(p 0 /φ+s d ) 참고로 강우사상이 발생하였을 경우 G p (0), 즉 저류지에서 월류가 조금이라도 일어 날 확률은 아래와 같이 계산한다. - IETD < S A /Ω 일 때 G p (0) = λ /Ω λ/ω+ζ/φ - IETD S A /Ω 일 때 (ψ/ω)e -( ζω/φ)ietd +(ζ/φ)e -( ψ/ω+ζ/ω)s A +ψietd ψ/ω+ζ/φ e - ζs d G p (0) = λ /Ω λ/ω+ζ/φ e - ζ(s A /φ+s d ) 이와 같이 합류식 도시배수시스템에서 하천으로의 월류확률은 강우 지속시간, 선 행 무강우시간, 강우량과 같은 기상변수들과 유출계수, 지면저류고와 같은 유역변수 들, 저류지의 크기, 저류지의 방류율과 같은 저류지 설계인자들에 영향을 받게 된 다. 도시배수시스템에서 하류부에 저류시설이 없는 경우에는 SA 0으로 볼 수 있으 며, 따라서 월류확률은 다음과 같이 계산한다. λ/ω lim [G p1 (0)] = S A 0 λ/ω+ζ/φ e - ζs d - 이는 저류지가 없을 경우에 해당하며, 여기서 Ω는 차집관거의 통수능이 된다. 월류량의 확률밀도함수는 다음과 같이 계산한다. f P (p) = - d dp G p(p) = ζ φ G p(p) = 1 φ G p(0)f V ( p φ ) = 1 φ G p(0)ζe - ζ(p/φ) 강우사상이 발생하였다할지라도 저류지로부터 월류가 발생하지 않을 경우가 있으 므로, 이에 대한 임펄스 확률은 아래와 같이 계산한다. p P (0) = Prob[p=0] =1-G p (0) 강우사상이 발생하였을 경우에 월류량의 기대값 E[P] 는 다음과 같이 계산한다. - 288 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 E[P] = 0 p p (0) + p=0 φ pf p (p)dp = ζ G p(0) 연평균 월류 회수 ns 는 연 평균 강우사상의 회수 θ와 강우사상이 발생하였을 경우 에 월류가 발생할 확률 G p (0) 의 곱으로 계산한다. n s = θg p (0) 다. LID 요소기술의 분석 및 적용 앞 절에서 분석한 LID 요소기술에 대하여 적용사례지역에 적용한다. 본 사례지역 에서는 앞서 언급한 바와 같이, 도로 및 업체 내 야적장, 공장건물 지붕에 대한 저 감방안을 검토하였다. 우선 적용 가능한 LID요소를 분석한다. 대상지역이 도로, 주 차장, 옥상, 수로 등 다양하므로 대상지역에 맞는 LID요소기술을 선택하여 배치한 다. 이때 상황에 맞는 LID요소기술을 선택을 해야 하므로 신중을 가하여 선택 배치 한다. 먼저 도로지역에서 적용 가능한 트리박스필터를 분석하였다. 트리박스필터의 적 용예상지점은 아래 그림과 같다. 트리박스필터 적용위치 트리박스필터 <그림 4-62> 트리박스필터 적용위치 선정 또한 공장부지 내 업체들의 지붕에 대하여 LID요소기술을 적용하였다. 지붕에 적 용 가능한 LID요소기술은 빗물통 및 건식우물이 있으며 본 사례지역에는 빗물통에 대한 저감효과를 분석하였다. 빗물통의 적용위치와 현황은 아례 그림과 같다. - 289 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 빗물통 적용위치 빗물통 <그림 4-63> 빗물통 적용위치 선정 마지막으로 공장 내 야적장의 주차공간에 대하여 검토를 실시하였다. 주차장에 적용 가능한 LID기술요소로써 투수성포장을 적용하였다. 투수성포장의 적용위치와 현황은 아례 그림과 같다. 투수성포장 적용위치 투수성포장 <그림 4-64> 투수성포장 적용위치 선정 라. 적용된 LID 요소기술의 저감효과 분석 적용된 LID 요소기술의 저감효율을 분석하고 오염부하량을 산정 후 적용된 LID - 290 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 요소기술을 분석하여 저감 가능량을 산정한다. 대상사업지역 내 적용된 LID요소기 술은 트리박스필터, 투수성포장, 건식우물이며, 처리효율은 65, 83, 59%이다. 산정된 오염부하량은 BOD 531.62, TN 87.22, TP 13.15ton/year 이며 처리효율에 따른 저감 가능량은 BOD 346.21, 72.39, 7.76ton/year으로 분석되었다. <표 4-52> 대상사업지역 내 LID 요소기술 저감효율 오염발생 항목 오염부하량 (ton/year) 적용된 LID저감요소 처리효율(%) 저감가능량 (ton/year) BOD 532.62 트리박스필터 65 346.21 TN 87.22 투수성 포장 83 72.39 건식우물 TP 13.15 59 7.76 앞 절에서 적용한 LID요소기술에 대하여 개략사업비를 산정하였다. 본 과업에서 산정한 개략사업비는 여기서 산출된 개략적인 예산은 사업부지를 제외한 예산이므 로 사업지역에 따라 큰 폭으로 변화가 있음을 고려해야 한다. <표 4-53> 대상사업지역 내 LID 요소기술 비용분석 대상지역 명 장 치 단 가(원) 단위수량 개략사업비(원) 광양국가 산업단지 빗물통 약 12,000,000 10 트리박스필터 약 13,500,000 30 투수성포장 약 150,000,000 2 826,000,000 2. 신규지역 가. 대상지역 현황 본 연구에서는 신규지역으로서 감전1 생태유수지조성사업의 상류지역에 대하여 검토를 실시하였다. 감전1 생태유수지조성사업 상류지역의 면적은 556ha이며, 인근 수계인 낙동강과의 인접거리는 100m 이내이다. 또한 대상지역중 약 52%가 불투수 성 지역이며, 인근수계의 비점오염기여율은 17%이다. 감전1 생태유수지 조성사업의 현황은 그림과 같다. - 291 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 <그림 4-65> 광양국가산업단지 현황 본 사업대상지의 대부분을 차지하는 사상구의 총 공장수는 3,060개 업체로서, 그 주요 업종은 조립금속, 화학, 제1차금속, 목재, 제지, 음식제품, 비금속등이 있다.(학 장천하천정비기본계획, 2005, 부산광역시) 하수처리구역은 장림처리구역에 포함되는 삼락처리분구 및 감전처리분구로, 삼락 처리분구는 면적 467ha, 계획인구 110,396명, 계획하수량은 66,220m3/day이며, 감전 처리분구는 면적 1,164ha, 계획인구 208,902명, 계획하수량은 146,348m3/day이며 합 류식하수관거 지역이다. 삼락수로 및 감전수로는 하류지점에 위치한 감전유수지 및 엄궁유수지까지 별도 배수체계를 가지고 있으며 배수구역내에 위치한 사상구 공업 지역의 오폐수 및 비점오염원의 영향으로 현재 오염이 극심한 실정이다. 아래 그림 은 삼락수로, 감전유수지의 현황을 나타내고 있다. 나. 대상지역 수문분석 사례지역이 선정되면 대상지역에 대하여 수문분석을 실시한다. Fard2006을 이용하여 분석하였다. 강우분석은 - 292 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 <그림 4-66> 대상지역 수문분석 1) 대상지역 주요 Layout의 수집 대상지역의 주요 Layout을 수집한다. 이때 LID 요소기술 적용 시 필요한 빗물관 망도, 수치지형도 및 위성자료 등이 여기에 포함된다. 마지막 단계인 BMPs를 선정 하였을 때, LID 기술요소가 적용될 수 있는 지점을 선정하기 위해서는 이 단계가 아주 중요하다. <그림 4-67> 대상지역의 Layout 수집 - 293 -
LID 기법을 활용한 자연형 비점오염원 관리방안 마련 2) 대상지역 유출현황 분석 수집된 layout을 바탕으로 대상지역의 유출현황을 분석한다. 이는 LID 요소기술 적용시 반드시 고려하여야 할 사항이다. <그림 4-68> 대상지역의 유출현황 분석 3) 설계홍수량 산정 LID 기법의 요소기술 적용 시 설계홍수량 산정은 매우 중요하다. 이는 요소기술 의 용량과 수량 등을 고려할 때 중요한 지표로서 활용된다. 유역 내 유출량을 고려 하지 않으면 저감효과가 떨어질 뿐만 아니라 후에 집중호우 발생 시 심각한 문제를 야기 시킬 수 있기 때문에 반드시 설계홍수량을 산정해야 한다. 본 과업에서는 SWMM모형을 이용하여 모형 구축 후 첨두유량을 산정한다. <그림 4-69> 모형을 이용한 설계홍수량 산정 4) 저류용량 산정 하천으로 유입되는 강우유출수에 의한 수질오염의 영향을 경감시키기 위한 방법 으로 기존시설 분석에 적용되었던 저류지를 선정하고 저류지의 저류용량 산정을 위 - 294 -
제4장 LID 기법의 구체적 적용방안 해 이용되었던 과정도 동일하게 적용하여 산정하였다. 다. LID 요소기술의 분석 및 적용 최근 부산시는 사상공업지역 환경개선 타당성 검토 및 기본계획을 시행하고 있어 삼락천의 환경과 수질개선을 추진하고 있다. 하지만 위 사업에서는 비점오염원을 다루지 않아 사상공단의 비점오염원저감시설(감전수로 및 엄궁유수지) 설치계획(안) 을 제시하고자 한다. 감전수로의 양옆 제방에는 왕복2차선 도로가 있다. 대상지역이 공단인 만큼 강우 시 도로구간의 비점오염원 유출이 클 것으로 예상된다. 도로구간에는 침투성포장이 가장 효과적일 것으로 판단되나 공단지역임을 감안하면 하중이 큰 차량의 이동이 많을 것이고, 또 주기적인 보수가 필요로 하기 때문에 본 구간에서는 기존의 빗물 관거를 이용한 침투형맨홀이 적합할 것으로 판단된다. 이미 많은 공단의 지역이 이 시설을 사용하고 있으며, 유지관리 방안이 마련된다면, 효과적으로 비점오염원을 저 감할 수 있을 것으로 사료된다. 트리박스필터 적용위치 트리박스필터 <그림 4-70> 투수성포장 적용위치 선정 라. 적용된 LID 요소기술의 저감효과 분석 적용된 LID 요소기술의 저감효율을 분석하고 오염부하량을 산정 후 적용된 LID 요소기술을 분석하여 저감 가능량을 산정한다. 대상사업지역 내 적용된 LID요소기 - 295 -