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문제 정의
- 본 연구는 도시 물순환 체계를 개선시키기 위한 대안으로서 현재 주목받고 있는 투수성 잔디블록 포장, 콘크리트 잔디블록 포장 등 8개 지역, 16개 지점에서 포장재 하부 토양의 토양물리성을 파악하여 얻은 결론은 다음과 같다.
- 이러한 점에 착안하여 본 연구는 도시 물순환 체계를 교란시키는 가장 큰 원인인 불투수성 포장의 대안으로서 현재 주목받고 있는 투수성 잔디블록 포장 하부설 치지 역토양을 대상으로 토양 물리성을 파악함으로써 도시 물순환 체계 개선에 기여할 수 있는 포장 소재 및 포장 공법의 개발을 위한 기초자료를 제공하는 데 목적이 있다.
제안 방법
- 또한 김필주 등(1997)에 의하면 투수계수에 가장 큰 영향을 미치는 것은 토양의 물리성 악화, 즉 다짐에 의한 용적밀도의 상승인 것으로 보고되었다. 따라서 용적밀도를 포함한 토양물리성의 변화가 토양수 흐름에 미치는 영향을 정량적으로 조사하기 위해 먼저 조사대상지별 포화투수계수를 측정하여 그림 2에 나타냈으며, 이하 포화투수계수에 영향을 미친 토양 물리성에 대해 각 항목별로 살펴보도록 한다.
- 준공된 8개 주차장으로 하였다. 또한 조사는 조사대상지 내에서도 차량의 이용빈도에 따라 다짐 정도가 다를 것으로 보고 각 조사 대상지별로 차량의 주통행로와 주차지역으로 구분하였으며, 이 두 지역에 대해 각각 토양경도 및 포장재의 훼손 정도 등 사전조사를 실시하였다. 이를 토대로 각 조사대상지별로 주통행로의 경우 토양경도가 가장 높고 훼손 정도가 가장 심한 1개 지점, 주차지역의 경우 토양경도가 가장 낮고 포장재 상태가 양호한 1개 지점 등 총 16개 지점에 대해본 조사를 실시하였다.
-
그림 1. 조사대상지 포장의 구조
조사항목 및 방법은 포장면의 경우 조사지점별로 1m2당 투수면적(%), 투수면에 식재가 이루어진 경우, 투수면적에 대한 녹피율(%), 잔디의 생육상태 등을 조사하였으며, 야마나카(山中)식 토양경도계로 토양경도를 측정하였다
. 또한 포장재를 들어낸 후 포장재 하부토양에 대해 토양경도를 측정하였으며, 토성은 교란된 포장재 하부 토양을 일부 채취하여 실험실로 가져와 미농무성법(USDA, 1991)에 의한 비중계법으로 분석하였다.
대상 데이터
- 또한 조사는 조사대상지 내에서도 차량의 이용빈도에 따라 다짐 정도가 다를 것으로 보고 각 조사 대상지별로 차량의 주통행로와 주차지역으로 구분하였으며, 이 두 지역에 대해 각각 토양경도 및 포장재의 훼손 정도 등 사전조사를 실시하였다. 이를 토대로 각 조사대상지별로 주통행로의 경우 토양경도가 가장 높고 훼손 정도가 가장 심한 1개 지점, 주차지역의 경우 토양경도가 가장 낮고 포장재 상태가 양호한 1개 지점 등 총 16개 지점에 대해본 조사를 실시하였다. 조사대상지의 개요는 표 1에 나타낸 바와 같이 준공시기가 2001년 4월~ 2006년 5월, 지역이 서울 및 경기도, 주차장 유형이 공원의 유 · 무료주차장, 사내 주차자 전시관 주차장 등이었다.
- 6~8월의 장마철에 연강우량의 60% 이상이 발생하고, 최근에는 게릴라성 집중호우로 단기간 내에 상당히 많은 강우가 발생하고 있다. 일례로 1998년 전남 순천지방은 1시간 강우량이 145mm로 전기상관측지점의 기록 이래 최대량을 보였으며, 1999년 파주 적성지역에는 1, 042mm로 연평균 강우량의 80%를 넘는 강우량이 3일만에 발생하였다. 따라서 우리나라의 경우, 매년 홍수 피해를 반복적으로 겪게 되는 주원인은 계절적으로 편중된 강우 특성에 있다고 판단된다.
- 조사대상지는 2001년 이후 부분포장 또는 틈새투수포장으로 준공된 8개 주차장으로 하였다. 또한 조사는 조사대상지 내에서도 차량의 이용빈도에 따라 다짐 정도가 다를 것으로 보고 각 조사 대상지별로 차량의 주통행로와 주차지역으로 구분하였으며, 이 두 지역에 대해 각각 토양경도 및 포장재의 훼손 정도 등 사전조사를 실시하였다.
- 이를 토대로 각 조사대상지별로 주통행로의 경우 토양경도가 가장 높고 훼손 정도가 가장 심한 1개 지점, 주차지역의 경우 토양경도가 가장 낮고 포장재 상태가 양호한 1개 지점 등 총 16개 지점에 대해본 조사를 실시하였다. 조사대상지의 개요는 표 1에 나타낸 바와 같이 준공시기가 2001년 4월~ 2006년 5월, 지역이 서울 및 경기도, 주차장 유형이 공원의 유 · 무료주차장, 사내 주차자 전시관 주차장 등이었다. 또한 포장재의 재질은 합성수지 제품 6개 지역, 콘크리트 제품 2개 지역이었으며, 1m2당 투수면적은 콘크리트 제품의 경우 각각 28%와 32%였으며, 합성수지 제품의 경우 모두 90% 이상이었다.
이론/모형
- 측정하였다. 또한 포장재를 들어낸 후 포장재 하부토양에 대해 토양경도를 측정하였으며, 토성은 교란된 포장재 하부 토양을 일부 채취하여 실험실로 가져와 미농무성법(USDA, 1991)에 의한 비중계법으로 분석하였다. 용적밀도, 토양삼상, 공극률 등은 포장재 하부 토양을 2인치 코어로 채취하여 농촌진흥청(2000)의 토양 및 식물체 분석법으로 분석하였으며, 장력침투계(tension infiltrometer)와 Gardner(1958)의 불포화투수계수식을 이용하여 포화투수계수를 추정하였다.
- 또한 포장재를 들어낸 후 포장재 하부토양에 대해 토양경도를 측정하였으며, 토성은 교란된 포장재 하부 토양을 일부 채취하여 실험실로 가져와 미농무성법(USDA, 1991)에 의한 비중계법으로 분석하였다. 용적밀도, 토양삼상, 공극률 등은 포장재 하부 토양을 2인치 코어로 채취하여 농촌진흥청(2000)의 토양 및 식물체 분석법으로 분석하였으며, 장력침투계(tension infiltrometer)와 Gardner(1958)의 불포화투수계수식을 이용하여 포화투수계수를 추정하였다.
성능/효과
- 1. 주통행로 포장면 하부 토양의 포화투수계수는 8~164mm/hr로, 주차지역의 14~201mm/hr에 비해 낮은 경향을 나타냈으며, 이에 대한 Pearson의 단순상관계수는 0.01 수준(양쪽)에서 유의한 것으로 확인되었다. 또한 준공 후 3개월째 측정한 H지역 포화투수계수와 그 외 조사대상지 포화투수계수를 비교해 보면 포화투수계수는 준공 후 1년 내에 1/5 수준으로 급격히 감소하였으며, 이후 시간이 경과하더라도 감소 정도는 매우 작았다.
- 2. 주통행로 포장면 하부 토양의 포화투수계수가 주차지역에 비해 저하하게 된 원인은 분석 결과 차량 통행에 따른 다짐에 의해 토양경도, 용적밀도, 고상률 등이 증가하였기 때문이라고 판단된다. 특히 1.
- 3. 이상의 결과들로부터 볼 때 다짐에 의해 투수성잔디블록 포장면의 토양물리성 변화뿐만 아니라 포장하부 토양의 토양물리성도 변화하고, 변화의 정도는 다짐정도에 따라 좌우되며, 결국 이러한 변화가 복합적으로 작용하여 포장 하부 토양의 투수성에 영향을 미치게 된다는 것을 알 수 있었다. 따라서 2008년 이후 생태면적률의 전면시행을 앞둔 상황에서 만약 시공 전후 이들 각층의 어느 한 부분이라도 투수기능이 저하되게 되면 전체 포장의 투수기능 역시 저하될 것이며, 생태면적률 적용을 통해 목적한 자연순환기능 특히 물순환 체계의 개선 효과를 충분히 기대할 수 없을 것이다.
- 한다고 규정되어 있다. 따라서 대한주택공사의 기준에 준한 지역은 주행통로의 경우 H지역뿐이었으며, 주차지역의 경우 E, F, G, H지역인 것으로 확인되었다.
- 높은 경향을 나타냈다(그림 4 참조). 또한 주통행로 하부 토양의 토양경도 역시 17~32mm로, 주차지역의 6~32mm에 비해 조사대상지별로 같거나 높은 경향을 나타냈으며(그림 5 참조), 이에 대한 Pearson의 단순상관계수는 0.05 수준(양쪽)에서 유의한 것으로 확인되었다. 이것은 자동차의 주행장치 즉, 타이어에 작용하는 동하중이 주요 원인이며, 또한 타이어의 공기압과 통과회수 등도 토양다짐에 크게 영향을 미친 결과라고 판단된다(박원엽과 이규승, 2001).
- 01 수준(양쪽)에서 유의한 것으로 확인되었다. 또한 준공 후 3개월째 측정한 H지역 포화투수계수와 그 외 조사대상지 포화투수계수를 비교해 보면 포화투수계수는 준공 후 1년 내에 1/5 수준으로 급격히 감소하였으며, 이후 시간이 경과하더라도 감소 정도는 매우 작았다.
- 01 수준(양쪽)에서 유의한 것으로 확인되었다. 또한 준공 후 3개월째 측정한 H지역 포화투수계수와 그 외 조사대상지 포화투수계수를 비교해 보면 포화투수계수는 준공 후 1년 내에 1/5 수준으로 급격히 감소하였으며, 이후 시간이 경과하더라도 감소 정도는 매우 작은 것으로 판단되었다. 이러한 결과는 1.
- 01 수준(양쪽)에서 유의한 것으로 확인되었다. 또한 차량의 사용빈도 등도 고려하여 고찰할 필요가 있으나 C지역을 제외한 토양의 용적밀도는 준공 순서대로 증가하는 경향을 나타냈다. 이것은 앞서 언급한 토양의 다짐 정도가 영향을 미친 결과라고 판단된다.
- 이를 토대로 구한 토성은 표 2에 나타낸 바와 같이 A지역의 사양토를 제외하고 모두 조사대상지가 모래함량이 87% 이상인 사토였다. 또한 A 지역을 제외한 조사대상지 모래의 입경분포는 표 3에 나타낸 바와 같이 대부분 조사, 극조사, 중사 순으로 높은 함량을 나타냈다.
- (1989)과 Schwanghart(1991)는 토양의 다짐 정도는 궤적상의 바로 아래에서 최대이고, 토심이 깊어질수록 감소하며, 30cm 이상의 토양다짐이 거의 나타나지 않는다고 하였다. 이를 토대로 판단할 때 앞서 언급한 바와 같이 미국골프협회가 제안한 식재층 두께 30cm는 투수포장 구조에 있어서 매우 유효할 것으로 판단된다.
- 이상의 결과들로부터 볼 때 다짐에 의해 투수성 잔디 블록 포장면의 토양물리성 변화뿐만 아니라 포장 하부 토양의 토양 물리성도 변화하고 변화의 정도는 다짐 정도에 따라 좌우되며, 결국 이러한 변화가 복합적으로 작용하여 포장 하부 토양의 투수성에 영향을 미치게 된다는 것을 알 수 있었다.
- 조사대상지 주통행로 포장면 하부 토양의 용적 밀도는 1.42~1.81g/cm3, 주차지역의 1.38~ 1.75g/cm3에 비해 높은 경향을 나타냈으며(그림 8 참조), 이에 대한 Pearson의 단순상관계수는 0.01 수준(양쪽)에서 유의한 것으로 확인되었다. 또한 차량의 사용빈도 등도 고려하여 고찰할 필요가 있으나 C지역을 제외한 토양의 용적밀도는 준공 순서대로 증가하는 경향을 나타냈다.
- 조사대상지 주통행로 포장면 하부 토양의 포화 투수계수는 8~164mm/hr로서 주차지역의 14~201mm/hr에 비해 낮은 경향을 나타냈으며, 이에 대한 Pearson의 단순상관계수는 0.01 수준(양쪽)에서 유의한 것으로 확인되었다. 또한 준공 후 3개월째 측정한 H지역 포화투수계수와 그 외 조사대상지 포화투수계수를 비교해 보면 포화투수계수는 준공 후 1년 내에 1/5 수준으로 급격히 감소하였으며, 이후 시간이 경과하더라도 감소 정도는 매우 작은 것으로 판단되었다.
- 주통행로 포장면 하부 토양의 포화투수계수가 주차지역에 비해 저하하게 된 원인은 분석 결과 차량 통행에 따른 다짐에 의해 토양경도, 용적밀도, 고상률 등이 증가하였기 때문이라고 판단된다. 특히 1.10~1.40 g/cm3의 낮은 용적밀도 범위 내에서는 용적밀도가 증가함에 따라 투수계수가 큰 폭으로 감소하였으나, 1.40g/cm3 이상에서는 용적밀도 증가에 따른 투수계수의 변화는 매우 미미한 것으로 파악되었다.
후속연구
- 、1989: Schwanghart, 1991)와 일치된 결과를 나타냈다(그림 6 참조). 그러나 주차지역 포장면과 포장면 하부 토양의 토양경도는 각각 1~31mm, 6~32mm로 조사대상지별로 상이한 결과를 보여 일정한 경향을 확인할 수 없었는데(그림 7 참조), 이에 대해서는 향후 재현실험 등을 통해 원인 등을 밝힐 필요가 있다고 생각된다.
- 이상의 결과들로부터 볼 때 다짐에 의해 투수성잔디블록 포장면의 토양물리성 변화뿐만 아니라 포장하부 토양의 토양물리성도 변화하고, 변화의 정도는 다짐정도에 따라 좌우되며, 결국 이러한 변화가 복합적으로 작용하여 포장 하부 토양의 투수성에 영향을 미치게 된다는 것을 알 수 있었다. 따라서 2008년 이후 생태면적률의 전면시행을 앞둔 상황에서 만약 시공 전후 이들 각층의 어느 한 부분이라도 투수기능이 저하되게 되면 전체 포장의 투수기능 역시 저하될 것이며, 생태면적률 적용을 통해 목적한 자연순환기능 특히 물순환 체계의 개선 효과를 충분히 기대할 수 없을 것이다. 이와 더불어 포장으로서의 내구성도 역시 고려되어야 할 요소이므로 투수가 잘 되면서도 구조적 하중에 강한 포장구조를 유지시킬 수 있는 소재와 포장공법 개발에 대한 연구가 추가적으로 진행되어야 할 것으로 판단된다.
- 앞으로 생태면적률이 적용되면 자연지반녹지는 물론 인공녹지와 함께 투수 및 차수공간 등을 지역의 현황에 맞게 일정 비율 이상 확보하게 됨으로써 인공녹지 추가 확보, 지하수 함양 기능의 제고 등을 통한 도시의 생태적 기능 즉 자연순환 기능 유지 개선, 도시 홍수 예방, 사람과 생물이 공존하는 도시 조성 등이 가능하게 될 것으로 예상된다. 또한 생태면적률이신 도시 개발사업에 적용되면 자연상태의 녹지보전은 물론 건폐지나 포장공간의 최소화, 옥상녹화나 투수성포장 등이 활성화되어 도시의 생태적 기능이 향상됨은 물론 도시미관의 개선 등 더욱 쾌적한 도시조성이 가능해질 것으로 기대된다.
- 이번 지침은 도시개발사업, 택지개발사업, 국민임대주택단지 조성사업, 택지개발 예정지구 지정 및 도시개발구역 지정 등의 환경 영향 평가 또는 사전 환경성 검토과정에 적용된다. 앞으로 생태면적률이 적용되면 자연지반녹지는 물론 인공녹지와 함께 투수 및 차수공간 등을 지역의 현황에 맞게 일정 비율 이상 확보하게 됨으로써 인공녹지 추가 확보, 지하수 함양 기능의 제고 등을 통한 도시의 생태적 기능 즉 자연순환 기능 유지 개선, 도시 홍수 예방, 사람과 생물이 공존하는 도시 조성 등이 가능하게 될 것으로 예상된다. 또한 생태면적률이신 도시 개발사업에 적용되면 자연상태의 녹지보전은 물론 건폐지나 포장공간의 최소화, 옥상녹화나 투수성포장 등이 활성화되어 도시의 생태적 기능이 향상됨은 물론 도시미관의 개선 등 더욱 쾌적한 도시조성이 가능해질 것으로 기대된다.
- 따라서 2008년 이후 생태면적률의 전면시행을 앞둔 상황에서 만약 시공 전후 이들 각층의 어느 한 부분이라도 투수기능이 저하되게 되면 전체 포장의 투수기능 역시 저하될 것이며, 생태면적률 적용을 통해 목적한 자연순환기능 특히 물순환 체계의 개선 효과를 충분히 기대할 수 없을 것이다. 이와 더불어 포장으로서의 내구성도 역시 고려되어야 할 요소이므로 투수가 잘 되면서도 구조적 하중에 강한 포장구조를 유지시킬 수 있는 소재와 포장공법 개발에 대한 연구가 추가적으로 진행되어야 할 것으로 판단된다.
- 한편 본 연구에서 다룬 투수성 잔디블록의 경우, 비록 보도와 경차량이 통과하는 차도 및 주차장, 구내포장 등에 사용이 제한되어 있지만 포장 특성상 내구성을 향상시키기 위해 구조적 안정성이 요구되며, 본래 자연이 지닌 물순환에 가까운 효과도 동시에 요구된다. 또한 포장면에 잔디 등의 식물을 식재하고자 하는 경우에는 식재기반으로서의 역할도 요구된다.
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