120718 ??? ?? - env.seoul.go.krenv.seoul.go.kr/files/2012/09/504eca18c39b03.36607858.pdf ·...

Korea Institute of Construction Technology1

외국의 도시 물순환 개선 사례 및

서울특별시가 나아갈 방향

2012. 7. 18

김이호 연구위원

한국건설기술연구원

2012 「물순환도시포럼」


Table of Contents

외국의 도시 물순환 개선 사례 및 시사점2

도시 물순환의 중요성1

3 서울특별시가 나아갈 방향


도시 물순환의 중요성1


1 기후변화

1. 도시 물순환의 중요성

현재보다 고온현상 2~6배 증가

호우일수 60% 증가 예상

여름 약 5개월 지속, 내륙 제외한 전국이 아열대화

2012 물순환 도시포럼


2 기후변화와 도시화의 영향




3 서울시 직면 문제


Flash flooding(돌발홍수)

The depletion of streams (하천 건천화)

Heat island열섬현상

자동차보험 침수사고 접수: 3,990건, 피해보상액: 약 275억원 (금융감독원)



3 서울시 직면문제


1975년 강남구 신설

(한강 이남 개발에 따른 인구집중)

1988년 강남구에서 서초구 분구

2007년 빗물 처리 비용 분담 합의

2010년 강남구, 강남구의회에 미승인으로

비용지불 거부

2012년 서울중앙지법, “서초구청의 분담금

청구는 이유가 있다”, 지급 판결

2012년 강남구, 항소 준비 중

빗물펌프장 : 통상 시간당 20mm 이상의 비가 내려 자연배수

가 어려울 때 작동



3 서울시 직면 문제


2012. 6.19

띠녹지 물공급

가뭄 시 경관시설 관리 어려움



4 물환경 비전 및 물순환 개선대책


서울시 물순환 개선대책

2020년까지 추진계획

’11년 8.7만톤(2.1%)⇒’20년 40만톤(10%)

- 총목표량 559만톤/회(11.94mm/회, 2055년까지)

- 빗물침투 대책량: 9.11mm/회

- 빗물이용 대책량: 2.83mm/회

(제237회 시의회 임시회 주요 업무보고, 2012.4 )

(미래 서울의 물환경과 삶의 질 학술심포지엄, 서울

시의 미래물관리 방향, 권기욱 물관리 정책관)



외국의 도시 물순환 개선 사례 및 시사점2


1 국내외 환경 변화 Next 60 years

Low carbon Green growth

UNESCAP: Green Growth(2005),Seoul UNEP : Green Economy (2008) OECD : Green Growth (2009)

Low Carbon Green Growth (2008)

2. 외국의 도시 물순환 개선 사례 및 시사점



Supplyhydraulics

SeparateSewerageschemes

Drainagechannelization

Point & diffuseSource pollutionmanagement

Water supply access & security

Public healthProtection

Flood protection

Social amenity, environmental protection

Intergenerational equity, resilience to climate change

Adaptive, multifunctional green infrastructure & urban design reinforcing water sensitive values & behaviors

Reference : Brown et al (2008), and Brown, Keath and Wong (2009).

Limits on natural resources

Diverse, fit-for-purpose sources & end-use efficiency, waterway health restoration

2 물관리 패러다임의 변화




3 물관리 패러다임의 변화


분류 미국 독일 호주 일본 한국

개념

저영향개발LID(Low Impact Development)

분산식도시계획DUD (DecentralizedUrban Design)

지속가능 도시계획WSUD(Water Sensitive Urban Design)

자연순응형 개발SWCNP (Sound Water Cycle on National Planning)

녹색도시Green City(U-Eco City, Low Carbon Green City, Eco Rich City)

특징

Management of pollution sources and rainwater management based on green landBMPs/ WQCVGI/ LIDSmart Water Grid

Decentralized rainwater management Management and using of stormwater runoff

Rainwatermanagement adaptable to climate changeManagement and using of stormwater runoff

Sound water cycle by rain-water manage-ment Reduction of stormwater runoff Detention and infiltration in watershed

Water manage-ment based on ubiquitousGreen Energy, Commuting, Oasis(Water

cycle), Recycle,Industry, Corridor, Humanism

시사점 : 도시 계획 단계에서 물순환 관리 고려, 발생원에서 선제적인 도시 물관리



4 일본 : 물순환 관리

Urban 미래 히가시오미야 : 자연순응형 개발 하천 제방 낮춤 조절지를 생태공간으로 조성 공원과 학교를 조절지로 활용


시사점 : 하천 부하 최소화, 생태 기능의 조절지 상류에 조성, 공원과 학교 부지의 기능화

• 하천 제방 낮춤 • 생태 조절지

• 여수로• 공원 (조절지 기능)• 운동장(조절지 기능)




사이타마 월드컵경기장 : 방재 기능의 체육시설 자체 유수지 조성 및 빗물 유출저감 기능의 주차장 빗물의 자원화 (조경용수, 화장실용수 등)


시사점 : 경기장 자체 조절지 조성, 주차장의 조절지 기능화, 빗물 자원화(비상식수, 조경용수 등)

• 경기장 자체 유수지 • 빗물 저류조

• UF(비상 식수 생산용)• 분수광장

• 주차장 조절지

• 생태블록




후쿠시마 수와노 공원도시


V자형 도로

시사점 : 침투시설만으로 집중호우 대비, 지하수 보전 및 활용

태양광발전3Kw

투수성포장

침투트렌치

침투통

대부분의 강우를 땅으로 스며들도록 침투시설 설치

6m 도로





降水量と地下水位と阿武隈川水位対比グラフ（８月２６日～９月1４日）

43

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

58

59

60

61

62

63

11:00

8月26日

23:00

8月26日

11:00

8月27日

23:00

8月27日

11:00

8月28日

23:00

8月28日

11:00

8月29日

23:00

8月29日

11:00

8月30日

23:00

8月30日

11:00

8月31日

23:00

8月31日

11:00

9月1日

23:00

9月1日

11:00

9月2日

23:00

9月2日

11:00

9月3日

23:00

9月3日

11:00

9月4日

23:00

9月4日

11:00

9月5日

23:00

9月5日

11:00

9月6日

23:00

9月6日

11:00

9月7日

23:00

9月7日

11:00

9月8日

23:00

9月8日

11:00

9月9日

23:00

9月9日

11:00

9月10日

23:00

9月10日

11:00

9月11日

23:00

9月11日

11:00

9月12日

23:00

9月12日

11:00

9月13日

23:00

9月13日

11:00

9月14日

地下水位（m）

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

降水量（㎜）

降水量(mm/60分) 体育館GWL 諏訪野GWL 阿武隈川水位（伏黒+0.859)

諏訪野 G H =6 0 .4 8 0

体育館G H =5 2 .6 2 3

86.5㎜ 223.5㎜

阿武隈川H W L 5 3 .1 5 1

最大降水量２２３.５㎜でも１００％浸透（浸透施設流入域からの流出なし）洪水ピークから２日後地下水位ピーク、２週間後に洪水前地下水位に戻る

下流に影響なし

수와노의 총우량 310㎜

수와노의 지하수위

다테마을 동사무소의 지하수위

아부쿠마강의 수위

자료 : Mr. Takahagi

310㎜가 내려 아부쿠마강(阿武隈川)의 대홍수 발생, 수와노는 그 전량이 침투되어 안전





降雨量と流出係数

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.0 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0

降雨量（ｍｍ）

流出係数

諏訪野流出係数田町流出係数線形 (諏訪野流出係数) 線形 (田町流出係数)

수와노는 침투시설유입구역 이외로부터 유출(6m 구획도로・외곽도로의 유출)

일반 시가지「다마치(田町)」의 유출

시간당 91mm의 강우강도 그 전량이 침투 불투수지역인 6m도로와 외부 도로에서 일부 유출 발생 자료 : Mr. Takahagi




도쿄도 코가네이시 : 침투시설 (1988년~2006년) : 주민부담과 보조금으로 설치



시사점 : 침투시설에 의한 유역 물관리 구현, 약 20년간 지속적 물순환 관리 추진



일본 – 물순환 기본법안 물순환형 사회의 창출을 위한 물순환종합기본 방침의

마련 및 통합적 물관리 시책 계획

주요 조항: 제4조(지표수·지하수의 통합관리), 제5조(유역관리),제7조(예방원칙: 물순환에 부하 미연에 방지), 제11조(물순환의 날)제16조(물순환 종합 기본방침),제17조(하천·산림 통합관리 추진),제24조(적정한 물환경관리 및 물순환계의 재생과 보전), 제25조(지하수의 보전과 이용의 적정화 추진)제33조(물순환청의 설치)제34조(중앙물순환심의회 설치)제36조(유역물순환심의회 설치)



일본 – 특정 도시하천 침수피해 대책 특별법 도시 하천 유역에서 침수피해 방지가 곤란한 지역을 특정도시하천 및 특정도시하천유역

으로 지정하고, 종합적인 유역수해방지대책을 추진


5 독일 : 물순환 관리

포츠다머플라츠 : 침투제한, 1% 유출 허용

면적 : 68,000 m2

- Water surface area : 12,000m2,

- Green roof surface area : 12,000m2

99% 강우 유출 저감

(빗물저류 : 2,600m3, 저수지 : 3,300m3)

증발산 : 미기후 조절

하천 생태계 보전

커뮤니티 공간 제공



시사점 : 침투없이 옥상녹화, 지하저류, 저수지 등으로 강우유출 99% 저감



흄볼트 대학 : 무방류 시스템



시사점 : 옥상녹화, 빗물저류, 침투 등으로 무방류 시스템 구현



도르트문트 앰셔지역 공동주택 : 도로배수, 침투, 지표 저류 등을 생태공간 조성



시사점 : 기능과 경관의 조화, 지역 문화 반영

• 도로 배수 처리 및 침투

• 연석 절개 • 연못(고목 경관으로 활용)

• 경관과 기능• 제철소 지역 특성 반영

• 지하 침투시설



독일 – 빗물세 적용

하수도 비용

오수관련비용

우수/빗물관련 비용

통합산정법 분리산정법

상수도사용량기준

상수도 사용기준 오수비용

불투수면 기준배출 비용

베를린 상하수도사용료 고지서

하수도 요금을 오수요금과 우수/빗물 배출 요금으로 분리하여 산정하는 방법

LID 도입 시 우수/빗물 배출요금 감소 또는 없음

2000년 부터 베를린 등 10여 개 도시 시행




6 미국 : 물순환 관리

Fort Collins, Wahington D.C., Boston : 경관과 재해예방



Rain Garden, EPA, Washington D.C.

Stormwater management, MIT, Boston

WQCV

slotted weir for control of 1-yr stormx-section 100-yr pool

Dry detention pond, Fort Collins, CO

시사점 : 그린인프라 구축, 입체빗물관리(경관, 수질관리, 수량관리, 수자원확보)





Philadelphia : 소규모 강우관리

시사점 : 작은 것부터 실천(수질관리, 상수원보전, 도시생태계)





Philadelphia (Villanova 대학) : 자체 조절지와 유수지

시사점 : 개발로 인한 영향 최소화



New York : 그린인프라 정책

2030년까지 10% 불투수면에서 발생하는 강수량 25mm 그린인프라 시설로 제어

2015년(1.5%), 2020년(2.5%), 2035년(3.0%), 2030년(3.0%)

그린인프라 융복합 시설 적용 계획

1) 그린거리 재조성 (3% 제어) : 수목여과, 식생수로, 투수블록 등

2) 신축 및 개축 (3% 제어) : 침투, 옥상녹화, 지하저류 또는 기타 발생원관리

3) 기존 학교, 거주지, 기타 개발 (3% 제어) : 저류, 투수포장, 빗물정원 등

4) 오픈스페이스, 수변공간 등에서 제어 (1% 제어)

24억 달러 투자, 15억 달러 절감 효과





미국 – LID 컨퍼런스 (새로운 산업으로, 해결사로 자리매김)

LID 워크샵 LID 101: Basic Concepts and ApplicationsLID 201: Design Guidelines for LID Practices

LID 심포지엄 만찬

LID 전시장 및 포스터 발표

장소 및 참석인원 : 필라델피아, 1500여명 (한국 13명)



시사점 : LID 새로운 사업 분야로 인식



그린인프라센터 설립 법안

2010년 수질오염방지법 시행을 위한

그린인프라 센터 설립 법안 상정

그린인프라는 자연의 물순환 체계를 보전,

복원, 개선 또는 모방하는 모든 빗물관리

기술을 의미함.

그린인프라의 편익: 물공급 증가, 일자리 창출,

강우유출/지표수유출/오염 강우유출 감소

주요 조항: 미국 내 3∼5개의 그린인프라 센터

설립, 미국 환경청 재원 조달, 그린인프라 확대




서울특별시가 나아갈 방향3


제언

3. 서울특별시가 나아갈 방향

강우 총량관리 (소규모 + 대규모 강우관리, hard eng.과 soft eng. 융합)

소규모 강우 관리 : 발생원 관리, 경관시설, 분산식 빗물관리대규모 강우 관리 : 하수도 정비, 방수로 시설, 그린 인프라 시설

1. 관행과 편견의 극복

2. 시스템 변화 : 선제적 통합 물관리 체제로 전환 (비용에너지생태 효율)

통합 물관리 및 물순환 조례 신설4. 정책, 제도 및 시행 개선

3. 적용 지표의 개발 또는 개선

중앙집중식 배제 방식(녹지+불투수면 배수) 단독 : 분산식 빗물관리 결합

생태면적률의 한계 : 수정생태면적률 또는 물순환관리(LID)면적률 적용

마운드 형태의 녹지 조성

빗물세 적용 : 원인자 부담 원칙, 빗물 저류침투 시설의 보급 유도분야 간 협업 및 융복합 활성화 (시민참여 포함)

유지보수에서 유지관리로 인식 전환


용도에 맞는 수질의 물 사용 및 수요관리

5. LID를 넘어 PID(Proactive Impact Development)홍수 자원화, 물열생태 넥서스


1 관행과 편견의 극복

배제 위주의 도시 개발

마운드 형태의 녹지 조성

DCIA 최소화,녹지의 기능화

Pipes

Catch basin

Detentionreservoir

Drainage

기존(녹지→불투수면→배수)

침투 유공관

LID(불투수면→녹지→배수)

침투유공관




I단계: 수질처리 목표 2단계: 물순환관리 목표 3단계: 도시 물관리 목표

설계강우량 : 81 percentile 이상(30 mm)

유출량 감소 : 914 mm (70%) 유출계수: 1.00 -> 0.32

설계강우량 : 90 percentile 이상(45 mm)

유출량 감소: 1,054 mm (80%) 유출계수: 1.00 -> 0.20

설계강우량 : 개발 전 수준또는 허용방류량 이하

시간적 방재성능목표:- 현재(지선): 5년빈도(65mm/hr)- 현재(간선): 10년빈도(75mm/hr)- 단기(30년빈도), (95mm/hr)- 중기(70년빈도), (105mm/hr)- 장기(100년빈도 및 기왕최대),

(120mm/hr) 유하시설, 저류시설, 유역대책

지붕

지붕개발지역

현재기준 5 mm 50 mm

수질관리 기준

물순환 기준

29 mm (80 백분위수)

45 mm (90 백분위수)

물순환 목표량 기준 (45mm 이상) 만족

2 시스템 변화 : 선제적 통합 물관리 체제로 전환

0

50

100

150

200

250

300

350

0% 10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%

강우

깊이

(mm

)

Percentile (백분위수)

10년 평균 강우량(1,335mm)

30 mm45 mm

유출저감 비율(%) : 70% 80%

유출저감량(mm)과 비율(%)30mm(81백분위수) : 914mm(70%)45mm(90백분위수) : 1,054mm(80%)




3 적용 지표의 개발 또는 개선

• LID 요소기술의 설계용량을 도시 계획에 반영하기 위한 정량적 목표값• 토지이용(주거, 상업, 녹지, 업무 등) 패턴에 따른 가용면적 크기와 유출수 수질 특성을

반영하는 계획지표Ai : 대상지 내의 개별 집수면적 [m2]fai : LID 기능 가중치 [·]∑Ai : 개별 집수면의 총합, 즉 공간계획

대상지 면적 [m2]

• LID 요소기술의 3가지 범주 5가지 기능을 점수화 하여 기능적 차이를 정량적으로 표현

• 수질 범주

• 자연 물순환 범주

• 도시 물관리 범주

해당 LID 요소기술의 기능지수 합

기능지수 배점총합

=15점(예:5+2+3+3+2)

25점 (5항목*5점)= 0.6점

수정 생태면적률의 정의

LID 기능지수

LID 기능 가중치① 수질관리 기능지수② 침투 기능지수

③ 증발산 기능지수

④ 대체수자원 기능지수

⑤ 유출저감 기능지수



기존 생태면적률의 취약점

• 녹지 등 수질관리, 저류, 침투 기능 없어도 가중치 산정• 저류, 침투 가중치 상대적으로 낮게 설정 (확대 적용 제한 요인)


시설 적용 후(도로, 보도 및 건물에 빗물관리시설 적용)

38.0%→ 45.8%→ 43.3%→

3 적용 지표의 개발 또는 개선



4 정책, 제도 및 시행 개선


통합 물관리 및 물순환 조례 제정

제정 목적: 물순환형 서울시 창출

주요 내용: 통합물관리 추진, 물순환계의 보전 및 회복, 물순환 관리 효율화

신설조직 제안: 서울시 물순환심의위원회, 서울시 물순환센터 등

빗물세 신설

하수도 요금을 오수요금과 우수/빗물 배출 요금으로 분리하여 빗물세 부과

LID기반 적정 물순환 관리 도입 시 우수/빗물 배출요금 감소 또는 없음

분야 간 협업 및 융복합 활성화 (시민 참여 포함)

공원 녹지국 분야와 도로 분야의 협업

시설 분야와 물관리 분야의 협업

도시계획 분야와 물관리 분야의 협업

주택 분야와 물관리 분야의 협업

소유역 단위 협력 (강남구-서초구 등)



보수성강화 포장 연석

식생지

투수성포장

수목여과박스

입체형빗물저류조

대규모 강우 저장 및 방수로 계획 연계홍수의 자원화 유도

공원 저류도로 저류

방수로

5 LID를 넘어 순영향개발(PID)



자치구 위치 침수예상강우강도(mm/hr)

총연장(km) 진척상황

강서.양천 신월동~안양천 40~50 4.3 사업보류 중

종로 효자동~청계천 70~95 2 사업보류 중

용산 삼각지~한강 45~55 2 타당성 조사 중

동작 신대방역~여의도 45~55 3.2 타당성 조사 예정

동작서초 사당역~한강 40~50 3.6 타당성 조사 중

서초 강남역~한강 40~50 3.1 타당성 조사 예정

강동 길동~한강 50~60 1.8 타당성 조사 예정

치유의 공원(용산국립공원)



소규모 강우 발생원 관리 사업 (경관시설 활용한 저류, 침투)

자료 : ㈜한설조경 자료 : 어스그린코리아㈜



Key Map

세종로공원

광화문광장

광화

분

교보빌딩

광화문 시민열린광장



열환경 관리, 에너지 효율화 접목

ReflectionPermeability

Water-retention

강우유출 저감

우천시• 블록 공극을 통한 빗물의 유입• 유입된 빗물의 보수재로의 흡수

청천시 •수분의 기화로 블록 표면온도 제어• 블록의 반사율로 지속적 온도 제어

클린로드 시설 (서울특별시 태평로 구간)

표면온도 저감

열섬 및 열대야저감

냉난방 에너지절감으로 인한에너지 효율화




은평 뉴타운 사례 및 시사점

설계 및 운영의 한계: 강우 60 mm 이후 집수 (잘못된 운영)

물 관련 경관 시설 미가동 – 주민의 물값에 대한 부담

시사점: 교육의 중요성 및 매뉴얼 제공 필요

유지관리를 고려한 시설 설치 필요





기후 변화영향

기후 변화영향

도시화영향

도시화영향

기능화 분산화 네트워크화 지능화

Smart• 생태에너지비용 효율• 물에너지생태 넥서스• 네트워크화, 지능화

Green Infrastructure

• 강우총량관리• 기능화, 분산화

기온 상승

해수면 상승

집중호우물부족

도시홍수가뭄지하수고갈

하천건천화수생태악화

열대야에너지 압박

물환경

물순환을 고려한 도시 조성 및 운영

열환경

생태환경




고맙습니다.

120718 ??? ?? - env.seoul.go.krenv.seoul.go.kr/files/2012/09/504eca18c39b03.36607858.pdf ·...

Documents