개요

주요내용 : “Green street project” 로 명명된 기존도로 리모델링 사업, “Big pipe project"로 명명된 빗물(CSO)관리의 일환으로 적용된 LID 기술요소, LID 시범적용된 포틀랜드 대학 일원의 시범시설 설치

내용

포틀랜드시는 도시계획단계에서부터 LID 의 적용을 의무화 하고 있음
미국내에서도 매우 선진적으로 시행하고 있으며, 매우 빠르게 적용하게 된 주요 사유는 연방환경청의 CSO's 관리에 대한 의무관리량 할당에 기인함

포틀랜드시는 감소시켜야 하는 CSO's 의 관리를 위해 Big pipe를 매설하여 관리하는 것으로 기획하고 장기적으로 설치중임. 이때 Big pipe를 매설에 소요되는 비용의 감소를 위해 LID를 적극적으로 적용하고 있으며, 도시계획시 반영하여 개발사업자 스스로 설치하도록 유도

건물과 인접하여 설치된 LID 기술요소들은 건물관리자의 책임하에 관리중임

<포틀랜드시 빅파이프 프로젝트 개념도>

포틀랜드 대학교내 시범시설 조사

포틀랜드시는 시 도시계획에 LID를 반영하기 위해 LID기술요소들에 대한 검증을 실시. 실제 도시에 적용전에 포틀랜드 대학내에 다양한 형태의 기술요소를 설치하고 학교 Staff를 통한 모니터링 시행

포틀랜드시는 모니터링결과 및 기술요소에 대한 주민홍보 교육 실시로 실제 도시에 반영시 주민 민원 최소화

<포틀랜드 대학 시범시설>

포틀랜드 다운타운내 실제 적용사례 조사

포틀랜드시는 시 도시계획에 LID를 반영하여 빌딩 신축시 의무적으로 적용하고 있음 이때 인센티브로 용적률을 추가로 허가하며 이를 활용하여 빗물관리를 위한 조경, 녹지공간 확보를 자발적으로 시행

적용된 기술요소가 매우 심미성이 높아 조경공간 기능 충족

옥상의 우수를 모아 건기시 식생채류지 등 식생용수로 활용

<포틀랜드시 실버타운 신축현장의 LID 적용현황>

주요 적용사항 및 시사점

주요 적용사항

포틀랜드 도시는 LID 적용의 모범적인 사례임. 정부에서 규제량을 할당하고 이를 달성하기 위해 지자체는 시범시설, 조례재정, 도시계획에 반영, 주민홍보 교육을 모두 실천하고 있음

시사점

포틀랜드는 시와 함께 주민이 설치하고 주민이 관리하는 성공적인 모델을 보여주고 있음

연 강수량이 800mm임에도 불구하고 포틀랜드는 공격적으로 LID를 적용하고 있음

주민들의 주차공간 축소 등으로 민원 발생시 주민만족도를 높일수 있는 인센티브를 고민해야 함

<기존 도심 LID 적용현황>

자전거 투어 등 외부 견학자들이 체계적으로 견학할 수 있는 투어프로그램 및 강의(포틀랜드 대학 위탁) 구성 운영중

<자전거 투어 맵>

개요

장소 : 미국 시애틀시 Pipers Creek watershed 일대 시범지역

주요내용 : “Natural Drainage Systems” 으로 명명된 빗물유출저감을 위한 다양한 시설을 현장 적용한 시범지역

내용

시애틀 시내 유출량관리를 위해 다양한 LID 기술요소를 적용하고 설치 및 운영을 통해 교육홍보의 공간으로 활용

해당 배수구역의 유출량을 저감하기 위해 도로 등 불투수면에서 발생된 유출수를 침투도랑, 식생수로, 유도시설, 낙차공 등으로 유입시키는 3개 블록의 설치 및 운영

<식생수로, 침투도랑, 협잡물 스크린 시설 등>

<시애틀, SEA Street 프로젝트 사례>

주요 적용사항 및 시사점

주요 적용사항

시애틀 시범지역은 자연구배를 최대한 유지한 도시설계와 도로와 주택, 보도사이에 형성된 우수침투·채류공간이 핵심임

시사점

지역주민의 이해 및 유지관리 참여를 위해 채험할 수 있는 교육을 적극적으로 시행

시설 유입부에 협잡물 및 토사가 퇴적되어 있음. 이는 국내의 상황과도 매우 유사하여 시설 설치 후 지속적인 유지관리 및 퇴적물 제거가 중요한 요소임을 확인

내용

캘리포니아 새크라맨토시 LID 적용현장

건물주가 직접 설치하고 관리하고 있으며, 시에서는 9개 블록을 지정하여 설치중이며 현재 5개 완료 4개 공사중임

<캘리포니아 새크라맨토시 적용현장>

주요 적용사항 및 시사점

주요 적용사항

주정부(국가) 차원의 저영향개발 기술안내서 제작 필요

<캘리포니아 주정부 개발사업별 핸드북>

옥상녹화

주요 지붕에 적용

옥상녹화 계획

광범위한 옥상녹화

빗방울 패텃- 돌나물필드에 돌 밸러스트 약 60% 옥상녹화(돌나물) / 약 40% 돌 밸러스트

펜트하우스 지붕에 위스콘신 Prairie 적용

자생 프레리 혼합토양과 식물을 돌나물대신 사용

약 3000 s.f. 팬트하우스 지붕은 프레리로 구성

약 1,700 s.f.의 팬트하우스 지붕은 돌 밸러스트로 구성

꽃 침대 반지(Flower Bed Rings)

2개의 밴드로 나누어 일부는 화단 일부는 돌 밸러스트 약 2,400 s.f. 화단 구성

녹화지역 조성

자갈의 폭을 줄이고 녹화지역을 증가

약 80% 옥상녹화(돌나물+화단)

약 20% 돌 밸러스트

인공습지 조성

UWM Power Plant Cistern Project

UWM캠퍼스의 생태 습지로 우수 재이용

<설치전>

<설치후>

식생체류지 (Bioretention Areas)

식생체류지는 작은 지역에서 식생을 안쪽 오목한 장소에 식재하여 우수를 저장 및 여과하는 시설이다.

식물과 토양으로 우수가 흐르면서 오염물질이 저류, 침전, 여과, 흡착하여 오염물질을 제거한다.

도시지역에서 오염물질의 제거를 위한 전처리 기능을 가지고 있다. 전형적인 In-line 우수운반 시스템이다.

<식생체류지 개념도>

<주차장, 캘리포니아 LA>

식생수로(Bioswale)

식생수로는 침투를 통해 유출량을 줄이는 낮은 개방 수로이다.

식생체류지에 비해 적은 면적으로 간단하게 설치 가능하다.

쓰레기와 먼지 등의 오염물질을 수로의 식생을 통해 필터하여 제거한다.

식생수로는 기존의 연석과 가터 대신에 우수를 운반할 수 있으며 미관 향상 기능이 있다.

<생태수로 개념도>

<도로면 식생수로, 캘리포니아 Downey>

<체크댐과 식생수로, 캘리포니아 LA>

투수성포장(Permeable Pavement)

투수성포장은 다공성 아스팔트, 콘크리트, 투수블록 등과 쇄석의 공극을 통해 우수의 침투를 가능하게 하며 아스팔트나 콘크리트포장 대신 이용한다.

일반적으로 표면으로 침투된 우수는 토양 아래로 침투하고 초과되어 유출된 우수는 파이프를 통해 배수된다.

<투수포장, 캘리포니아 ,San Diego>

<식생저류지와 투수포장, 캘리포니아 Encinitas>

<투수성포장 광장, 텍사스 San Antonio>

식물재배화분(Planter Boxes)

식물형 BMPs의 하나로 우수 유출수를 일시적으로 저장하고 침투시킨다.

식물재배화분의 식물, 연못, 토양은 오염물질을 제거한다.

우수관으로 유출되기 전에 작은 배수구역으로 흐르게 하여 우수흐름을 유지시킨다.

일반적으로 완전한 박스 시스템으로 침투에 한계가 있거나 침투를 피해야하는 등의 지역제한이 있는 장소에 적합하다. 간단하게 제거할 수 있고 유연하게 제공하며 작은 공간으로 자연을 느낄 수 있다.

<식물재배화분 개념도>

<건물의 식물재배화분, 캘리포니아 San Diego>

<도로 식물재배화분, 펜실베이니아 Philadelphia>

옥상녹화(Greenroofs)

옥상녹화는 평탄하거나 경사도가 낮은 지붕표면에 식물을 식재한다.

가뭄에 내성이 강하고 적은 토양에서 잘 자라는 식물로 구성한다.

옥상에서 차집하여 여과, 증발, 저류하여 우수 유출량을 감소한다.

옥상녹화는 다양한 건물 종류에 설치될 수 있다.

옥상으로 삶의 공간이 확장되며 에너지 절약 등의 추가적인 기능을 제공할 수 있다.

연구에 따르면 건물의 자산 가치를 향상되며 공기의 질도 향상된다.

옥상녹화는 지속적인 휴식처 기능을 제공하고 야생동물의 서식지를 제공한다.

<옥상녹화 모식도>

<캘리포니아 San Diego 시청 옥상>

모래여과장치(Sand Filters)

모래여과장치는 지표면이나 하부표면 상에 설치하는 침투형 BMPs이다.

모래여과장치는 필터형으로 설계되고 모래를 통과하여 오염물질을 제거한다.

식생체류지와 그 기능은 비슷하지만 생물학적 활동에 의한 오염물질 제거 메커니즘이 부족하다.

<지표면 모래여과장치, 노스캐롤라이나 Raleigh>

<텍사스대학 모래여과장치 모식도, 텍사스 San Antonio>

<지표 모래여과장치, 텍사스 San Antonio>

습지(Stormwater wetlands)

조성된 습지는 범위 안에서 고밀도 식물이 잘 자라도록 낮은 유량이 영구적으로 저류되는 유역이다.

자연습지의 기능을 모방하기위해 조성된 인공습지는 오염물질 제거 메커니즘을 포함한 다기능형 생태적 BMPs이다.

습지는 퇴적물, 식물, 물, 암석 등이 얕게 배열하여 일련의 과정을 통해 물리적, 화학적, 생물학적으로 오염물질을 제거한다.

다른 BMPs 방법에 비해 넓은 토지를 필요로 하지만 첨두유량을 감소시키고 TSS, 질소, 인을 제거하기 위한 가장 좋은 방법 중 하나이다.

또한 습지는 사이트 미관을 개선하고 물새 등의 야생동물에게 훌륭한 서식처를 제공한다.

<습지 구성 모식도>

<노스캐롤라이나 Wilmington>

<습지, 노스캐롤라이나 Lenoir>

<소규모 습지, 노스캐롤라이나 Wilmington>

빗물통(Cisterns)

빗물통은 빗물재이용을 위해 지붕의 유출수를 저장하는 용기이다.

지붕면적과 원하는 양에 따라 또는 상업, 주거 형태에 따라 빗물통의 크기를 정하며 사용한다.

일시적으로 강우유출수를 저장함으로써 배수시스템에 우수 유출을 줄이고 지표 오염부하에 양을 감소시킨다.

빗물통과 rain ballers이라 부르는 작은 통들은 일반적으로 철도에서 사용되며 다른 BMP 시설로 유입되거나 조경시설로 침투된다.

상업용도로 빗물통에 모인 물은 관개수나 화장실 용수 등의 비음용수로 사용된다.

<빗물통 모식도>

<자갈기반 빗물통, 노스캐롤라이나 New Bern>

<나무 빗물통, Pine Knoll Shores>

<장식용 빗물통, 뉴멕시코 Santa Fe>

Middle School Water Essay Contest 홈페이지

미국 애틀란타 주의 Middle School Water Essay Contest는 the Metro Water District에서 주최하는 콘테스트로 애틀란타주의 물보전을 위한 노력에 대한 관심을 끌기 위해 10년 이상을 진행되어 온 콘테스트입니다. 현재까지 애틀란타 주의 수천만의 중학생들이 꾸준하게 참여하고 있습니다.

Clean Water Campaign 홈페이지

Clean Water Campaign은 Metro Atlanta 지역에 빗물오염예방에 초점을 맞춘 지역 캠페인입니다. 이 캠페인으로 빗물오염이 우리의 여가활동, 수생태계 및 물공급에 끼치는 부정적인 영향을 대중에게 알리기 위한 노력을 하고 있습니다. 이를 통해 주민과 기업에게 우수 오염을 예방할 수 있는 방법을 알려주고자 하는 것이 이 캠페인의 목표입니다. 1999년에 5개 지역에서 시작해서 현재는 15개의 지역에서 모두 실행되고 있습니다.

My Drop Counts 홈페이지

"My Drop Counts"는 Metro Atlanta District에서 물 절약의 문화를 만들 수 있도록 만든 물절약 캠페인입니다. 이 캠페인은 지역의 독특한 물 이야기에 대한 정보를 제공하고 물 절약 팁 및 물 효율 전략을 실행하기 위한 정보를 제공합니다. 물 절약을 위해 개인, 기업, 정부, 학교에게 그들이 무엇을 하고 있는지 공유하는 방법을 제공합니다. 또한 홈페이지에서 자신이 사용한 하루, 주, 월, 연 단위의 물의 양을 알아볼 수 있고 이에 따른 물절약 방법을 배울 수도 있습니다.

베를린 포츠담광장 Stromwater 관리

베를린 포츠담광장 Stromwater 관리

10년 동안 3번 홍수

옥상녹화

3개의 지하탱크(총 2600㎥)

국지성 강우 대비하여 900㎥를 저장할 수 있는 완충지 포함

15cm 깊이의 습지 필터 조성하여 1300㎥의 유량 저류

필요할 경우 저장 탱크의 물과 습지 물을 이용하여 순환

<포츠담광장 비점관리 모식도>

히가시 코가 네이시 빗물 순환형 노면배수 시스템 홈페이지

도로 표면 아래에 필터를 갖는 배수구설치

유출된 빗물이 배수구로 집수

필터로 여과된 후 도로 아래 노반에 도수 자갈에 필터 저류되며 땅속으로 침투되는 구조

시가현 모리야마시 빗물간선 홈페이지

시가현 모리야마시의 빗물배제으로 배수면적 487 ha

강우시 침수 방지를 위해 빗물간선(그린로드) 정비

빗물간선이 만수되면 신수산강에 자연유하

강우 종료 후 초기강우는 하수도로 배출하여 처리

<단면도>

<빗물간선 설비와 배수정화 대책>

<평면도>

산사강 시가지 배수정화 사업 홈페이지

강우유출수로 인해 비와호에 유입되는 COD, 질소, 인 제거 목적

초기 강우의 고농도 오염물질을 정화시설에 도입, 저장, 침전

겨울철 식생 정화 능력저하에 대비 토양 정화시설 도입

약 80ha 대상으로 7,200㎥ 처리(80ha x 초기강우6mm)

계획제거율 : COD 70%, T-N 70%, T-P 80% (겨울 T-N:40%)

시설 제원

시설 제원

저장 경 침전 시설		W:12m × L:24m × H:4.5m × 5 연못 저장 용량: 7,200㎥ 침사 연못시설 포함
접촉 산화 시설		W:0.5m × L:144m ×H:1.2m × 3 연못
식물정화 시설	얕은 연못형	W:7m × L:20m × H:0.5m × 4 연못 W:9m × L:20m × H:0.5m × 2 연못 식물: 물냉이, 민튼, 물망초, 노하나쇼부, 색상 등
	여과재+식물형	W:1m × L:25m × H:0.6m × 16 수로식물 : 샐비어, 메리골드 등 여과재 : 제올라이트
토양정화 시설		W:10m × L:20m × H:1.6m × 4조 충전화로 재료: 적옥토

시설의 배치와 정화 흐름

강우유출수를 차집 저장하여 오염물질을 침전제거 상층은 미생물이나 식물로 정화

침전된 오염물질은 오수관으로 보내 하수처리장에서 처리

시강우 유출수 유입

강우시 유입되는 강우유출수를 저류 연못에 유입

유입구에서 스크린을 통과한 후 연못에 유입

<강우유출수 유입구>

<스크린 시설>

저류연못

양수 펌프 제어판을 이용하여 저류연못의 상황 파악

침전된 오염물질은 정화센터에서 처리

접촉 산화 시설

접촉재에 부착된 미생물에 의해 오염물질 흡착 및 분해

물정화 시설

수심 약 5cm의 얕은 연못에 물을 천천히 흘려 영양분 흡수

식물정화 시설(여과재+식물)

식물이 자라는 기반을 흙 대신 여과재 사용

여과재 주위에 미생물 부착, 수중 미생물이 유기물 분해

토양 정화시설

옥토는 보수성 유지 거름이 우수하여 식물재배에 이용

실소와 인을 제거하는 효과

주로 식물정화 시설에서 정화능력저하 우려시 겨울철에 통수

그 이외의 효과

벤치와 광장 등을 제공하여 지역 주민의 산책이나 휴식할 수 있는 장소 제공