1. 공통사항

 

우수침투시설은 도시형 수해에 대한 대처와 도시의 물순환계를 건전화시키기 위한 대응방안의 일환으로서 준비가 추진되고 있다. 그럼에도 불구하고 우수침투효과의 파악은 곤란하며, 각 시설의 침투능력은 서로 다르고, 막힘에 의한 침투능력 저하 등의 과제가 존재하며, 이들이 우수침투시설의 설치가 전국적으로 추진되지 않는 한 원인이다.

 

(1) 목적

 

본 안내서는 우수침투시설의 설치에 의한 유출억제 및 지하수 함양효과에 주목하여 지방공공단체 등이 우수침투시설의 정비를 추진해 나갈 때에 설치효과를 간단히 산정할 수 있는 방법을 나타내는 것이다. 또한, 막힘 등에 의한 우수침투시설의 침투능력 저감에 대하여 간단히 평가할 수 있는 방법을 제안함과 동시에 침투능력을 계속적으로 확보하기 위하여 필요한 유지관리 방법과 빈도 등의 조직에 대하여 바람직한 방식을 나타내는 것이다. 이것들로 유출 억제효과와 오염부하 삭감효과 등 침투시설의 효과 등을 분명히 밝혔으며, 우수침투시설의 설치 추진에 기여하는 것을 목적으로 한다.

 

(2) 적용범위

 

본 안내서는 유역 및 하수도의 배수구역을 주요 대상범위로 하여, 지표 가까이 불포화지대를 통하여 우수를 침투시키는 우수침투시설에 적용한다.

 

2. 우수침투효과의 계산방법

 

(1) 우수침투효과를 계산하는 경우의 사고방식

 

우수침투시설의 설치로 기대되는 유출억제효과, 오염부하 삭감효과 및 지하수 함양효과의 정량평가를 수행할 때에는 유출 해석모델과 물순환 해석모델을 이용하여, 우수침투시설의 유무에 의한 두 결과를 비교하는 것이 일반적이나, 해설에 필요한 수문, 기상정보, 수리지질특성과 토지이용상황 등의 자료가 충분히 축적되는 경우가 적고, 자료의 정비와 해석모델의 구축에는 시간과 비용을 필요로 한다.

 

？ 우수침투시설의 설치에 의한 효과

 

우수침투시설에는 유출억제, 오염 부하삭감 및 지하수 함양의 효과를 기대할 수 있다.

 

？ 우수침투효과를 계산하는 경우 사고방식

 

우수침투시설의 설치에 의한 효과를 대략적으로 파악하는 경우에는 대상유역의 토지이용에 따라 실현 가능한 유역평균 침투강도를 설정하고, 간편한 방법으로 유출억제효과와 지하수 함양효과를 산출할 수 있다.

 

？ 유역평균침투강도의 목표

 

유역평균침투강도는 유역에서 정비한 우수침투시설의 침투량을 집계한 것을 유역면적(또는 집수면적)에서 뺀 것이다. 유역 전체로서의 침투효과를 계산으로 파악하는 경우에 유역평균침투강도는 시설설치의 실현 가능성과 효율성의 관점에서 선행사례 등을 참고로 대략 5mm/hr 이하를 목표로 하여 설정한다. 다만, 유역에서 설치하는 시설규모가 예상되는 경우에는 시설형태마다 단위설계 침투량을 이용하여 유역평균침투강도를 설정할 수 있다.

 

(2) 우수침투효과의 계산방법(간편법)

 

우수침투시설의 효과를 기본으로 하는 유역평균침투강도를 이용한 유출억제효과 및 지하수 함양효과를 간편하게 계산하는 순서와 방법에 대하여 소개한다.

 

？ 유출억제효과

 

우수침투시설의 설치에 의한 유출억제효과는 대상 강수의 강우량분포도를 작성하고, 유역(또는 집수역)의 유출계수에 따라 유효강우량도를 구하고, 이것으로 유역평균침투강도(mm/hr)를 고려하여 피크우량과 총 우량의 저감율로 환산하여 평가한다. 또한, 저류침투 병용의 경우의 유출억제효과에 대해서는 필요 저류고와 유역평균침투강도(또는 방류강도)의 관계도를 이용하여 계산한다.

 

？ 지하수 함양효과

 

우수침투시설의 설치에 의한 지하수 함양효과는 대상강우를 연간 강수량으로 하여 유역평균침투강도(mm/hr)에 의해 고려된 양을 포착율로 환산하여 평가한다. 또한, 지하수함양에 의한 하천유황의 개선효과에 대해서는 목표로 한 간편한 방식을 이용하여 계산한다.

 

3. 우수침투시설의 정비와 유지관리

 

(1) 시설 설치를 추진하기 위한 기본조건

 

우수침투시설의 설치는 도시형 수해의 억제와 물순환계의 건전화에 일조함으로써 안전하고 쾌적한 지역만들기를 추진해 나가기 위하여 효과적인 수단이다. 이 때문에 우수침투시설의 설치를 추진하는 데 있어서 유역의 물순환계의 상태를 충분히 파악하고 침투적지 또는 부적지에 대하여 검토하는 것이 중요하며, 지역만들기와의 연대와 하수도와 하천 등의 모든 설계와의 관련성에 배려하는 것이 바람직하다. 

 

？ 일반사항

 

우수침투시설의 설치를 추진하는 경우에는 유역의 물순환계 상태를 충분히 파악하고, 알기 쉽게 정비지표를 설정함과 동시에 대상유역의 하수도와 하천 등의 각종 설계와의 관련에 배려한다.

 

？ 시설설치의 기본적 사고방식

 

우수침투시설은 침투부적지 이외를 대상으로 하고, 현지 판단도 포함하여 원칙적으로 가능한 한 설치한다.

 

(2) 우수침투시설의 능력의 예상 방식

 

우수침투시설의 침투능력을 적절히 파악하는 것은 하수도와 하천 등에 관한 각종 계획에 침투효과를 예상하는 경우 상당히 중요하다. 우수침투시설의 침투강도를 설정하는 데 있어서 종래는 일반적으로 이하와 같은 방법이 이용된다.

 

？ 대상구역 내의 침투시설 중 기본을 대표로서 선정하여 현지 침투시험을 실시하고, 얻은 결과로부터 평균 침투강도를 설정

？ 경년적인 침투강도의 저하에 대해서는 각종 영향계수를 곱하여 안전율을 고려

 

이들 방법으로 침투시설의 설치구역 전체의 침투강도를 산정하는 것은 가능하나, 정밀도의 관점에서 이하와 같은 과제를 가지고 있다.

 

？ 개개의 침투시설의 능력은 설치장소의 조건에 따라 크게 좌우되며, 예를 들어 인접하는 침투시설의 능력차가 2배, 3배의 경우도 있으므로, 대표적으로 선정된 침투시설의 침투강도의 시험결과를 모두 침투시설의 평균치로서 간주하지 않을 가능성도 있다.

？ 종래의 지침 등에서 제창되고 있는 침투강도의 경년변화에 대하여 실제는 이것으로도 저감하는 비율이 크다는 보고사례가 있다.

 

？ 침투능력의 정량화

 

투시설의 설치구역 전체에서 얻은 침투능력의 추정방법은 다음식을 기본으로 한다. ①～③의 각 수치 설정에 있어서는 모니터링의 실제 유무 등의 대응상항에 따라 방법을 선택한다.

 

침투시설에 의한 평균침투강도(mm/hr)

= ① 설계침투량(㎥/hr) × ② 설치밀도(기/㎡) × ③ 능력잔존율 / 1000

 

？ 능력잔존율의 검토

 

우수침투시설은 우수와 함께 토사 등이 유입됨으로써 설치 후 서서히 능력이 저하하여 일정기간 경과 후도 잔존하는 침투능력을 추정할 필요가 있다. 침투시설 후의 모니터링 자료가 없는 경우와 새롭게 침투시설의 도입을 예정하고 있는 경우, 범용적인 방법에 의해 최종적인 능력잔존율을 추정한다. 침투시설은 그 종류와 구조, 우수의 유입원 등에 따라 능력이 저감되는 비율이 다르다고 생각된다. 또한, 이들은 현 시점의 지견에 기초하여 범용적으로 적용이 가능하다고 생각되는 수치 등을 정리한 것이며, 각 지방 공공단체 등에서 독자적으로 조사 검토한 결과에 능력잔존율을 설정한 것으로 생각된다.

 

？ 모니터링, 시뮬레이션에 의한 평가방법

 

우수침투시설을 설치한 구역 전체의 침투효과 실태를 파악하는 데는 구역류(？域流) 끝에서의 유량 모니터링 및 그 자료에 기초한 유출해석 시뮬레이션을 실시하는 것이 바람직하다. 이 경우, 우수침투시설의 설치 전부터 유역끝 모니터링을 실시함으로써 설치 전후의 유출량 변화를 비교할 수 있으며, 침투효과의 파악이 쉽다. 또한, 침투시설의 설치후에도 계속적으로 추적모니터링을 수행함으로써 경년적인 침투능력의 저하를 파악할 수 있다.

 

(3) 하수도의 각종 계획에서 침투효과의 기본적인 사고방식

 

하수침투시설에는 하수도에 관련하는 결과로서 유출억제와 오염부하 삭감이 기대된다. 이들에 관련된 하수도계획에서 우수침투시설을 설치하고, 필요한 대책량의 일부를 담당함으로써 목표수준의 인상과 효율적 설치정비에 투자할 수 있을 것으로 생각된다. 그러나, 지금까지 말한 것처럼 우수침투시설의 효과를 정량적으로 평가하는 것은 곤란하다는 것, 개개 시설의 효과가 서로 크게 다르다는 것 등이 과제이며, 하수도의 각종 계획에서 침투시설을 명확히 자리매김한 사례는 적다.

 

？ 침투효과의 예상방식

 

하수도의 각종 계획에서 우수침투시설을 자리매김하고 그 효과를 예상하는 경우 토양의 투수계수와 시설의 구조, 막힘에 의한 능력저감 등을 고려하고, 실질적으로 얻은 침투시설의 침투능력을 적절히 평가하는 것이 중요하다.

 

？ 유의점

 

하수도의 각종계획에서 우수침투효과를 자리매김하는 경우, 유지관리내용과 능력잔존율 등에 대하여 당초 계획단계에서 변화가 생길 가능성을 미리 고려하여 계획을 책정할 필요가 있다.

 

(4) 적절한 유지관리

 

우수침투시설에는 우수에 혼입된 토사와 도로상의 먼지 등이 항상 유입한다. 이것으로 침투부분의 막힘이 발생하고, 서서히 침투능력이 저하된다. 침투능력을 할 수 있는 한 길게 유지하기 위해서는 정기적으로 침투부분에 막힌 토사의 제거 등 적정한 유지관리를 수행할 필요가 있으며, 침투능력의 확보와 침투시설의 유지관리에 걸리는 비용과의 균형을 어떻게 생각하는가가 중요하다.

 

？ 유지관리방법

 

침투시설의 능력을 유지하기 위한 적절한 유지관리방법과 빈도에 대해서는 이하를 기본으로 한다.

- 도로침투시설: 시설 내 및 침투공 내의 토사 등을 제거한다. 빈도는 막힘의 상황에 따라 정하는 것이 바람직하나, 과거의 경험에 기초하여 년 1회 정도를 표준으로 한다.

- 지붕침투시설: 소유자에 의한 쓰레기의 제거 정도의 간이 유지관리를 표준으로 한다.

- 침투 트랜치(주택 내, 도로 모두): 유지관리를 수행하지 않는 것을 기본으로 한다.

 

？ 유지관리 구조

 

적절한 유지관리를 담보하는 데는 유지관리 방법과 빈도 외에 관계주체간의 역할분담과 연대, 지도 등도 포함한 구조를 구축하는 것이 중요하다.

 

4. 후속조치

 

(1) 후속조치, 모니터링

 

우수침투의 효과는 지역과 유역의 특징에 따라 크게 다르므로 우수침투시설의 정비계획을 실효성이 있는 것으로 하기 위해서는 설치효과를 적절하게 평가하고, 계획의 책정단계에 적당히 피드백하는 프로세스가 필요하다. 그러기 위해서는 유역의 상태와 설치효과의 조사, 책정 대처상황 조사 등의 모니터링은 불가결하다. 후속조치 체제의 구축과 모니터링에 의한 우수침투시설의 유출억제효과와 지하수 함양효과를 검증하면서 자료와 지식 의 축적으로 타 지역으로의 전개로 이어지는 것이 우수침투효과의 담보성 향상과 설치촉진에 도움이 되는 것으로 생각된다.

 

？ 후속조치 체제의 구축

 

우수침투에 의한 지속 가능한 유출억제기능, 지하수 함양기능, 그리고 오염부하 삭감기능을 확보하기 위해서는 PDCA(plan-do-check-act)사이클에 기초한 유역관리를 수행할 필요가 있다. 유역관리를 수행하기 위해서는 우수침투시설의 효과를 확실히 파악해 둘 필요가 있으며, 효과를 계속적으로 모니터링함과 동시에 시설정비의 진보상황 등을 적당히 확보하여, 데이터와 지견의 축적을 도모하는 후속조치 체제를 구축하는 것이 중요하다.

 

？ 모니터링항목 및 지역선정의 사고방식

 

우수침투시설의 설치효과를 정량적으로 파악하기 위해서는 시설설치 후 효과의 추적관측(계측)이 필요하다.