최첨단 방재신기술(NET 2016.9.7.)인 친환경 비시멘트계 조립식 투수블럭체를 이용한 침투형 저류시설 제조기술을 보유한 (주)클레이맥스(대표이사:차정만,최희용)에서는 2017년 5월부터 2017년 9월까지 국내 최초로 대규모 아파트단지에 자체 고유기술인 조립식빗물침투시설을 시공하고 있다.
위치는 제천시 고암동 일대 오네뜨 공동주택단지 32,829㎡(9,948평)이며, 표준설계인 50mm/hr 보다는 다소 적은 집중호우 시 침수피해가 우려되는 최소 강우강도 30mm/hr로 하고, 개발전 후 불투수면 증가에 따른 유출증가량 0.38(개발전 유출계수 0.4, 개발후 유출계수 0.78)을 산정하여 표면 유출량인 374㎥로 설계하였으며, 동별 공사진행에 따라 침투 저류조 역시 7차 공사 중 현재 5차까지 시공되고 있다.
내 자연지반에 위치한 도로 및 주차장 인근 녹지지역에 7개지역으로 분산설치
배치 후 월류관은 우수관거에 연결하여 설계기준을 초과한 강우에 대비함
외부 도로에 계획한 D=1000mm는 유출수가 거의 없으므로 삭제하여 공사비 절감
유입부에 전처리조 설치하여 이물질 및 토사준설 용이로 사후관리 간편
침투저류시설이 지하에 매설되어 악취방지 및 지상 유출구가 없어 보행자 안전사고 예방
보도는 투수블록을 사용하여 겨울철 배수용이에 따른 빙판사고 등 안전사고 예방
클레이맥스의 빗물침투 저류시스템은 저영향개발 신기술이며, 최근 홍수나 가뭄예방을 위한 재난방지시설뿐 아니라, 환경측면에서도 초기우수에 포함된 여러 곳에 흩어져 있는 비점오염원의 저감시설로도 활용될 수 있다.
저영향 개발(低影響開發, Low-impact development, LID)은 강우유출 발생지에서부터 침투, 저류를 통해 도시화에 따른 수생태계를 최소화하여 개발 이전의 상태에 최대한 가깝게 만들기 위한 토지이용 계획 및 도시 개발 기법을 말한다. 세부 적용기준은 지역별로, 그 지역의 기후, 지형 등에 따라 달라지지만 공통적으로는 투수면적을 늘려, 유출수의 침투를 보다 많이 하여 홍수 및 정화기능을 강화하고, 친환경적인 배수환경을 조성하여 건강한 물순환 체계를 구축하는 것을 목표로 한다.
저영향 개발기술로는 다음과 같은 여러 기술이 있다.
우수저류공원(Rain Garden) : 도시지역에서 빗물을 최대한 많이 토양에 침투시켜 보유할 수 있도록 설계된 움푹하게 파여진 식재 지역.
생태저류지(Bio-retention) : 좁은 면적에서도 식물과 토양을 이용해 흡수, 여과, 침전, 휘발, 이온교환, 생물학적 분해 과정을 통한 오염 물질 제거에 효과적으로 사용되는 기술.
지붕층 저류공원(Rooftop Gardens) : 옥상에 정원을 설치하여 우수유출수를 저류 및 지연시키는 기술로 빗물 유출 저감 효과 및 도시열섬의 감소 등의 효과.
가로수 저류(Tree box Filter) : 도시지역의 가로수를 담고 있는 땅 속의 컨테이너 형태의 필터를 이용하여, 도시 내 강우유출수를 침투시키는 기술.
식생수로(Vegetated Swales) : 양 옆의 경사면과 바닥이 식물로 덮인 개방된 얕은 도랑으로 지표 유출수를 모아서 하류 배출 지점으로 천천히 흘러나가게 하는 역할수행.
완충녹지대(Buffers and Strips) : 근접한 지표면의 얕은 유량을 처리하도록 설계되어 유출수의 속도를 줄이고 토사나 오염물질을 저류시켜 하층 토양으로 침투하게 하는 역할수행.
빗물저장탱크(Rain Barrels and cisterns) : 주거지역, 상업지역, 산업지역 등에 적용하며,옥상에서 흘러 내려오는 강우유출수를 저류시켜 재이용.
투수성 포장(Permeable Pavers) : 보도와 승용차 등 중량이 가벼운 차량이 통과하는 차도나 주차장에 포장재를 통해 빗물을 노상에 침투시켜 흙 속으로 순환시킴.
위에 설명한 기존 기술들은 대부분 각각의 고유기능이 있는 반면에 유지관리 면이나 공사비 등 경제성에서 서로 장단점이 있다.
예를 들어 우수저류공원은 댐과는 달리 수위조절에 한계가 있고 생태적인 면에서는 우수하지만, 평지에서 흘러들어와 평지에서 흘러나가는 구조이어서 방재적인 측면에서는 효과가 부족하고 유지 관리비도 많이 소요된다. 특히 주거지역에 설치 시에는 갈수기에 대한 대책이 강구되어야 하며 유입되는 오염물질로 인해 악취가 발생하는 사례도 종종 있다.
최근 자주 시공되고 있는 우수한 공법인 투수성 포장은 불투수면을 줄일 수 있는 획기적인 공법이지만, 해당면적에 대한 침투는 토양의 포화투수율에 영향을 받으므로 별도로 투수층을 만들지 않으면 침투량에 한계가 있다. 주변에 건물이나 도로 포장면 등 불투수 면적이 많은 경우는 저류 가 가능한 침투저류시스템을 추가하여 적용해야 기능을 유지할 수 있다.
물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률에 따라 만들어진 빗물 저장 탱크는 사후 관리면에서 관리비 과다 문제뿐 아니라, 현재 빗물에 미세먼지나 중금속 오염등의 문제로 여재교체가 제대로 이루어지지 않을 경우 무용지물이 되고 있는 경우가 허다한 것이 현실이다.
이와는 달리 최근 물의 단순 재이용개념에서 홍수나 가뭄 등 재난에 대비한 물순환 침투개념으로 획기적으로 발전된 기술이 바로 클레이 맥스의 친환경 최첨단 방재신기술 조립식 침투저류시스템이다
인공호수는 수년이 지나면 유입되는 오염물질이나 토사로 중력에 의해 수면하부에 전체적으로 뻘이 형성되어 침투는 기대할 수 없고 미미하지만 증발효과만 남는다.
조립식 침투저류시스템은 미세한 토사까지 배수시키는 하층은 물론 측면을 포함 전체적으로 물이 모세관 현상처첨 빠져 나가는 구조이므로, 주기적으로 전처리조를 점검 준설하면 저류조 전체에 뻘같은 토사가 상부까지 완전히 적층 되지 않으며, 이에 대한 연구논문에도 중력에 의한 하부침적 과는 달리 측면 배수는 계속 유지된다는 것이 밝혀졌다
저영향 개발시설의 가장 중요한 기능은 개발전 자연상태 유지이다.
클레이맥스의 신기술은 침투층 하부 토양을 이용해 흡수, 여과, 침전, 이온교환, 생물학적 분해 과정을 통한 오염 물질 제거에 효과가 있음이 실험을 통해 증명되고 있으며, 토양 미생물을 통한 악취분해에도 상당한 효과를 기대할 수 있다.
최근 우연히 오네뜨 아파트지역 침투저류시설 공사현장을 보고 지나가던 사람이 인터넷검색을 통해 질문을 하게 되었던 내용 중에는 다음과 같은 사항이 있었다. 아파트단지에 물을 저장하는 탱크를 만들거나 침투시키면 전통적으로 피하고 싶은 수맥현상이 우려된다는 것이었다, 그러나 걱정하는 부분은 지하에 물이 항상 고여 있거나, 하천처럼 물길을 만들어 항상 흐를 때 이야기지 클레이맥스의 침투저류시설은 물탱크도 아니고, 물줄기를 형성하여 한곳에 모아 흘러내리는 구조가 아닌 서서히 전체적으로 젖어들어 빠져 나가는 물 분산 시스템이어서 문제가 없다는 것이다
우리나라 토양은 평균적으로 미세사와 세사 중간토질로서 비가 오면 포화침투속도인 3.3mm/hr속도로 침투한다고 되어 있다. 따라서 아무리 폭우가 쏟아져도 하루 지나면 약 80mm/day 강우는 땅속으로 침투된다는 계산이다.
문제는 시간당 폭우로서 지난 충북지역에서 시간당 90mm이상이 내렸을 때 시내 하천은 범람하였다. 이 경우 시간당 강우량의 절반 정도만이라도 잠시 저류시켰다면 유출량은 절반으로 줄어 하천이 그리 심각하게 범람하지는 않았을 것이다.
내가 사는 지역에 내린 비는 내 땅에 침투시켜 유출 제로화 하겠다는 수방대책이 아니면, 하류저지대에 아무리 큰 물탱크를 만들어도 평소에 100% 비어 놓지 않는다면 그만큼 효과가 떨어지며 차라리 그럴 바에는 거대한 유입관로 등 막대한 비용이 들어가는 콘크리트 물탱크가 필요한 것이 아니고, 신규 개발된 각 지역 불투수면에 빈 우물식 투수 가능한 분산된 소규모 침투저류조가 필요한 것이다.
내 지역은 물론 내 지역이 아닌 우리이웃이 사는 지역의 주민이 물에 잠기는 고통을 피하게 해주려면, 어느 도시 어느 지역이든 도시개발이나 아파트개발 등으로 불투수면이 증가하여 빗물유출이 늘어나지 않도록 반드시 그 장소에 맞춤형 분산 침투저류시설을 갖추어야 하는 이유다
다음은 클레이맥스의 방재신기술(NeT)인 조립식 빗물침투저류시설의 설치근거인 빗물관련 상위법령을 검토해 보았다.
▪도시 및 주거환경 정비법 법30조, 시행령 제41조
- 사업시행계획서 작성 : 대통령령으로 정한사항이란 “빗물처리계획을 포함”하도록 규정함
▪자연재해대책법 법2조, 법3조 법19조, 시행령 제16조
- 우수유출저감대책수립 : 우수유출저감을 위해 지하에 침투시키거나 저류시키며 대상사업 기관 장 및 자치단체장은 우수유출저감대책을 수립하여야 함
▪수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 시행령 제72조, 73조, 74조
- 비점오염시설 설치신고대상, 신고, 비점오염저감계획서 : 비점오염시설설치 장치형 대체가능 ※ 침투저류시설은 자연형저류지로 보고 BOD처리효율 69%로 인정하며,
시행령 제73조, 74조에서는 저영향 개발시설로서 장치형에 우선하여 권장함.
▪도시 군계획시설의 결정 구조 및 설치기준에 관한 규칙 제 118조, 제119조, 제120조
- 유수지와 저류시설을 정의 : 유수시설 및 저류시설의 결정기준 및 구조 설치기준을 정함
이중에서 자연재해대책법 시행령 제16조의 2항을 좀 더 자세히 살펴보았다.
▪자연재해 대책법 시행령 제16조의 2 (우수유출저감대책의 수립 등)
- 건축법, 대지면적이 2,000㎡이상이거나 건축 연면적이 3,000㎡이상인 건축
- 학교를 설립하는 건축공사 - 공공주택지구조성사업
- 관광지 및 관광단지 개발사업 - 농어촌정비법 생활환경정비사업
- 물류터미널사업 또는 물류단지개발사업 - 청소년 수련사업 및 휴양시설 조성사업
- 공동집배송센터의 조성사업 - 산업단지 조성사업
- 산촌개발사업계획에 따른 개발사업
- 공장의 설립, 신공항건설사업, 온천개발계획에 따른 개발사업
- 유원지, 공원, 운동장, 유통업무설비, 유수지 또는 주차장의 도시.군계획시설사업
- 도시공원 및 녹지 등에 관한 법률, 도시공원의 조성사업
- 도시개발사업, 주택재개발사업 및 도시환경정비사업
- 주택단지 조성사업, 지방소도읍 지역에 대한 종합적인 육성계획에 따른 개발사업
- 지역개발사업구역 지역개발사업, 단지조성사업, 골프장사업, 택지개발사업
- 지방자치단체 조례의거 개발사업 또는 시설물 (특히, 서울시 빗물관리조례 대상임)
- 소규모 개발사업(사전재해영향성 검토협의 대상사업에 해당되지 않는 사업)의 우수유출저감대책 수립 ※ 유출량 산정은 불투수면적 증가면적(㎡)×0.05(m)로 하여 산정
최근 기후변화로 인해 지구촌 곳곳은 홍수와 가뭄의 피해를 겪고 있으며, 우리나라도 예외는 아니다. 특히 여름철 대도시는 인구집중과 고도개발로 인해 도심부 대부분이 불투수 포장으로 되어 있어, 집중호우에 의한 급격한 하천수위 상승으로 인해 도심 침수피해가 심각한 사회문제로 대두되고 있다.
또한, 우리나라는 국토의 70%가 암반으로 이루어진 산악지형이므로, 내린 빗물이 땅속에 침투되지 않고 빨리 내려가 버리기 때문에 빗물을 땅에 모아두기가 어렵고, 월별 강수량 차이가 매우 크게 나타나므로 가뭄 시에는 하천의 건천화, 지하수의 고갈 등에 의한 가뭄의 피해도 지속적이고 광범위하게 나타나고 있는 실정이다.
포장이 안 된 지역에서는 비가 왔을 때 빗물이 바로 땅 속으로 스며들어 지하수위가 유지된다. 하지만, 노면이 포장되어 있다면 빗물이 하수관거를 따라 전부 빠져나가기 때문에 빗물 유입량이 감소해 포장재 아래 지반의 지하수위에 영향을 준다. 지하수위는 물이 공급되고 빠져나가며 일정하게 유지가 되는데, 공급이 안되고 유실만 된다면 결국 침하가 일어나게 되는 것이다.
도심지 침하(씽크홀) 원인을 살펴보면 대부분 하수관 손상으로 인한 원인(84%)과 부적절한 지반 굴착공사로 인한 원인(14%) 외에도 지하수위 저하로 인한 지반약화가 주된 원인이기도 하다.
클레이맥스의 최첨단 친환경 방재신기술 제품인 “조립식 빗물침투저류 시설”은 집중호우 때 하천으로 그냥 흘려보냈던 빗물을 저장했다가 침투시키는 기능으로, 시골마을의 우물처럼 언제나 마르지 않고 일정한 수준의 물을 보유하는 기능을 정반대로 생각하면 된다. 물이 없는 빈 우물에 지상에 내린 빗물을 모아서 모세관 현상처럼 땅속에 골고루 분산 침투시키는 모습을 연상하면 된다,
평소에는 빈 우물로 남아 있다가 고마운 단비가 오기를 기다리는 목마른 샘이지만 가뭄에는 지하수를 보전하고 홍수에는 순간적인 하천유출 제어로 재해를 방지 하게 되는 신기술이다.
이와 같은 우수한 최신 방재기술이자 친환경 기술로서 빗물 유출 저감기술인 조립식 빗물침투저류시설이 우리 동네 우리 아파트에 적용되어, 침수피해는 물론 도시 열섬현상 저감, 악취방지, 안전사고 예방, 지하수 보전 등 저영향 개발기술을 적용한 쾌적한 도시 주거공간을 자랑스럽게 후대에 물려주며 가까이 접할 기회가 계속 증가하기를 바란다.
(주)클레이맥스(대표이사 : 차정만, 최희용)
[방재신기술] 조립식 빗물침투 저류시스템
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