■ 도입배경
1960년대 우리나라 개발연대기의 초기부터 지속되어 온 기능과 경제성에 치중한 토지개발은 특히 도시화가 확장되고, 개발이 집중되어 온 도시에서 홍수와 가뭄 등의 기상이변을 초래하고, 대기오염은 물론 수질오염, 토양오염 및 먹거리 오염을 유발시킴으로써 이제 정주환경은 더 이상 안전하고, 건강하게 유지하기 어려운 상황에 놓였다.
이러한 상황은 토지가격이 급등하면서 토지이용의 고밀화, 고도화와 개발지역 내 도로, 주자창 등의 불투수 포장면적 확대, 지하관거에 의한 우수의 신속한 유출 등으로 더욱 심화되었다. 특히, 개발밀도가 높은 도시의 재건축, 재개발단지의 경우에는 단지 전체에 지하주차장을 설치하여 우수의 침투는 물론이고, 지하수맥을 완전히 단절시킴으로써 도시홍수, 지하수고갈, 열섬화 현상 등을 가속화시켜 정주환경을 열악하게 만들고 있다.
1990년대 중반, 수도권 난개발로 환경이 훼손되어 환경친화적 개발에 대한 시민단체의 요구가 강력하게 대두되면서 정부도 친환경 건설정책을 추진하게 되었으며, 이에 따라 주택단지를 비롯한 각종의 토지개발 및 건설사업은 자연환경을 최대한 보존하고, 복원하는 방향으로 전환되고 있는 시점에 있다.
그러나 그 동안 추진해 온 환경친화적 개발은 생물의 서식기반을 이루는 토양, 물순환, 바람 등의 무생물적 요소를 소홀히 하고, 주로 개발지 내에 분포하는 자연식생과 소동물 등을 보존하고, 서식환경을 형성해주는 생물을 중심으로 이루어져 왔다.
최근 특히 도시지역에서 홍수와 가뭄, 이상고온 및 열섬화 현상으로 인명과 재산피해가 빈발하고 있어 개발지역에서 우수의 토양침투와 저류 등을 통해 유출량을 저감하고, 도달시간을 지연시킴으로서 하천의 홍수부담을 완화시키는 것은 물론, 증발산에 의한 대기냉각 및 습도조절, 생물서식환경을 형성하는 등의 환경효과도 높일 수 있는 수순환의 복원은 환경친화적인 계획에서 가장 기본적이면서도 우선적으로 고려해야 할 사안으로 대두되었다.
2000년대에 들어와 건설교통부는 치수 및 이수 차원에서, 행정자치부는 수해의 방재차원에서, 그리고 환경부는 하천수질의 개선 차원에서 우수의 토양침투, 저류 및 수질정화 등에 관한 규정 등을 마련 중에 있으며, 관련 연구도 수행되고 있다. 이들 연구는 대부분 하천의 수계를 중심으로 도시나 지역 등 거시적 차원에서 발생하는 우수를 저류지 또는 유수지를 통해 도시홍수를 저감하려는 치수 및 방재차원의 성격이 크다고 할 수 있다.
그러나 도시나 지역차원에서의 광역적 우수유출 저감 관리도 중요하지만 각각의 주거단지에서 발생하는 우수를 최대한 원천적으로 자체 소멸시키거나 개발지구의 밖으로 우수 유출을 억제시켜 도시 전체에서 발생하는 하천으로의 총 유출량을 줄이기 위해서는 개발지에서 기존의 지하 관거에 의한 우수 배수체계를 자연형 배수체계로 바꾸어 나가는 것이 요구된다.
자연형 배수는 우수의 증발산에 의한 대기냉각 및 습도조절과 생물의 서식환경을 형성해줌으로써 환경개선 효과가 뛰어나 자연형 배수는 독일 등 유럽의 환경 선진국에서 자연친화형 주거단지를 조성하는 근간으로 적용되고 있다.
자연형 배수의 개념 및 효과
자연형 배수는 강우시 유출수가 지표면의 지형을 따라 낮은 곳으로 흘러가는 배수방식으로써 배수 과정에 우수의 토양침투와 저장, 지표의 요면에 의한 저류, 대기로의 증발 등 빗물이 자연 소멸됨에 따라 하천에 대한 홍수부담을 줄여 줄 뿐만 아니라 대기냉각, 습도조절은 물론 수변 식생대의 조성, 하천변 수변식생을 통해 생물의 서식공간을 확대하게 되고, 자연의 정화기능을 복원함으로써 자연생태계의 수순환을 촉진시키고, 수경관을 형성하는 등의 환경 개선적인 효과가 큰 배수방식이다.
■ 홍수조절
최근의 연구결과에 의하면 투수 포장을 한 경우 (강우지속시간 410분, 총 강우량 55.5㎜인 경우) 불투수 포장의 경우에 비해 첨두유량 및 총 유출량이 최대 59% 정도 감소되는 것으로 조사된 바 있으며, 자전거도로나 보도에 적용 시 빗물의 유출이 거의 발생치 않는 것으로 보고되었다 (김병훈, 2002).
또한 투수포장이 된 일본의 츠츠지가오가 하이츠 단지에서 빗물의 유출량을 조사한 결과 재래공법으로 시공한 지구의 빗물 유출고가 36.2㎜인데 비하여 침투공법을 적용한 지구는 5.3㎜에 불과하였으며, 재래공법지구의 첨두시 유출고(㎜/30분)가 5.9㎜, 유출률이 0.54이었으나 침투공법을 적용한 지구에서는 각각 1.4㎜, 0.062로 현저히 감소하는 것으로 나타나고 있다.
국립방재연구소(2002)의 연구 결과에 의하면 침투 집수정은 평균 60~90% 유출을 저감시키고, 총 강우량 20㎜이하의 적은 강우시 85%, 100㎜이상의 많은 강우 시에도 최소 40% 이상의 유출저감 효과가 있는 것으로 보고되었다. 이를 전 지역에 확대 적용하여 모의실험을 한 결과 15~17% 유출량이 감소되었고, 적용지역을 1.5배, 3배로 확대하면 각각 23.4%, 34.3%으로 더 높은 저감효과가 있는 것으로 나타나고 있다.
건설교통부 등(2001)의 유출량 감소를 위한 실험결과에서는 단지 내에 침투통과 침투관을 설치할 경우 유출량은 89%, 첨두시 유출량은 67% 감소되는 효과를 얻을 수 있으며, 이러한 우수시설은 일반 우수시설을 적용하였을 경우보다 18.8%의 공사비가 절감되는 것으로 분석되었다.
☞ 다음호에 계속
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