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문제 정의
- 본 연구는 유역 차원에서 다양한 기능을 고려한 습지 조성 입지를 모색함으로써 여러 분야를 하나의 계획과정 속에 포함하는 통합적 접근을 시도했다는 점과 도시개발에 있어 유역 차원의 수질관리, 수량관리, 생태계 관리를 함께 모색해 서식 처의 다기능을 도모한 점은 중요한 의의라 하겠다. 또한 최근 신도시와 택지개발지구 조성시 환경생태계획 개념 및 기법 도입이 적극적으로 이루어지고 있는 시점에서 도시 물 순환체계 차원의 구체적 모형을 적용했다는 점에서의의가 있다.
- 본 연구는 유역 차원에서 접근하여 습지 조성을 통해 도시개발로 인해 발생되는 유출량을 저김시킴은 물론, 야생동물의 핵심적인 서식공간으로서의 생태적 기능도 함께 도모할 수 있는 입지 선정 방안을 마련하였다. 기존의 홍수 저감을 위한 저류시설과 도시민들의 휴식과 레크리에이션 공간이 되는 도시공원, 도시생태계의 핵심이 되는 보전지역(생물서식공간)의 기능을 함께 도모할 수 있는 공간이라고 할 수 있다
- 등, 2000). 본 연구는 유역의 경계설정을 위하여 수치고도모형인 DEM5)을 구축하여 필요한 지형인자를 자동으로추출하였다.
- 본 연구는 현재까지 습지의 보전적 가치나 유역의 치수관리혹은 수질관리 등에만 국한되었던 연구에서 나아가 도시의 지속가능성과 물순환체계 구축을 함께 도모할 수 있는 습지조성지역을 합리적인 과정을 통해 찾고자 한다. 특히, 신도시 개발시토지이용계획 전에 수립을 권고하고 있는 환경생태계획 단계에서 활용할 수 있는 계획모형의 개발에 일차적 연구 목적이 있다본 연구의 결과는 환경생태계획단계에 적용되어 기존의 습지를 고려한 습지 조성 입지 및 면적을 산출함으로써, 도시의지속가능성을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 생각되며, 도시생태네트워크 계획은 물론, 수자원 관리계획에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보인다.
- 본 연구에서는 신도시 물순환체계 구축을 위한 유역 차원의 습지 조성 입지선정 모형 개발을 위해 다음의 사항을 전제로 한다.
- 유입량과 유출량, 저류량의 산출에는 다양한 방법이 있으나. 본 연구에서는 환경생태계획 단계에서 산출하기에 용이한방법을 선택하고자 하였다.
- 이러한 문제의식에 기초하여 신도시 개발 등 규모가 비교적 큰 도시개발에 있어서 물순환체계를 구축하는데 중점을 두면서도 생태적으로 다양한 기능을 수행할 수 있는 습지의 조성 .입지와 규모를 산정하고자 하였다. :
제안 방법
- 기초로 하여 6차례 현장 조사 결과를 반영하였다. 1/5.000 축척의 도면에 조사 결과를 맵핑한 후에 각 속성값을 부여하는 방식으로 수치자료화 하였다「수문」은 앞서 구축된「토지이용/ 토지피복」주제도로부터 수원지를 추출하고 이들의 거리 기준에 따라 버퍼링(buffering)하였다 수원지는 연못, 하천 등 발생지점을 추출하였다.
- 13개의 소유 역으로 다시 구분하고 각 유역별로 요구되는 저류량과 저류량 확보를 위해 요구되는 습지면적을 산출하였다 (표 3 참조).
- 습지조성 입지선정 항목을 선정하였다. 1차적으로 선정된 항목을 바탕으로 전문가설문, 항목 간의 중복성, 기초 자료의 유무와 자료 확보의 용이성 등을 고려하여 최종 도출하였다 (그림 2 참조).
- 「토양배수능력」은농업과학기술원에서 제작한 1/25,000 축척의 정밀토양도를 활용하여 세부 기준에 따라 작성하였다.「서식처와의 연결성」은앞서 구축된「토지이용/토지피복j으로부터 서식처를 추출하고이들의 거리기준에 따라 버퍼링(buffering)하였다.
- 본 대상지에서 고려한 하천 정비사업계획 대상 하천은 대상지 내에 있는장지천과 창곡천, 학암 천이 다.「지형」은 앞서 유역구분에서와같이 1/5,000 축척의 수치지형도를 수치고도모형(DEM)으로변환하여 작성하였는데, 분석대상지의 면적을 고려하여 셀 크기를 Imxlm로 분석해상도를 설정하였다.「토양배수능력」은농업과학기술원에서 제작한 1/25,000 축척의 정밀토양도를 활용하여 세부 기준에 따라 작성하였다.
- 「토지이 욍*/토지 피복」은 환경부의 토지 피복도와 항공사진을 기초로 하여 6차례 현장 조사 결과를 반영하였다. 1/5.
- 개발된 모형에 따라 사례지역의 유역을 구분하고 분석하였으며. 이를 바탕으로 조성해야 할 습지의 입지를 최종 도출하였다.
- 259로 서식처와의 연결성, 수문, 토양배수능력, 지형, 홍수범람지역 토지이용/토지 피복 순으로 도출되었다. 계층 2에 해당하는 각 항목별 기준의 가중치를 비롯해 항목과 기준을 모두 고려한 최종 적용 가중치는 표 1과 같으며, 토지이용/토지 피복에서 개방수면과 습지 및 수변식생대는 보전하는 것을 원칙으로 하였다. 최종가중치는 항목가중치와 항목 내 기준별 가중치를 곱하여 산출되었으며, 합은 1이 된다
- 계층분석 방법은 우선 물순환체계 분야와 습지 생태 및 환경계획 분야로 구분하여 각각 수리, 수문, 토목, 단지설계 분야의 전문가와 생물, 생태, 환경생태계획 분야의 전문가로 세분하여 설문조사를 실시하였다 전문가들은 각 학교 혹은 관련 업계에 종사하는 사람으로 박사학위를 취득하고 관련 분야의 기술사자격을 가지고 있거나, 실무경험이 10년 이상인 사람들을 대상으로 하였다 물순환체계 분야 13명, 습지 생태 및 환경계획분야 12명에게 설문지를 배포하여, 이 중 유의성이 있는 총 18명의 응답 내용을 종합하여 분석하였다.
- 그 다음 단계인 유역분석 방법은 기존의 유역평가 및 분석방법 등을 고찰하여 도출하였다 유역분석의 하나로 개발대상지역이 포함된 유역을 인식하고 개발대상지가 포함된 유역의 유입량과 유출량 그리고 저류량을 산출하였다. 또한, 개발로 인해발생할 수 있는 유출량의 변화를 추정함으로써 신도시 개발로인한 유출량 변화를 보상할 수 있는 습지 조성 면적을 산출하였다.
- 본 연구에서는 일반적으로 활용되는 .단위를 비롯해 유출량 산정 등에 효율적으로 적용될 수 있는 유역구분 및 단위를 조사하여 적합한 유역 구분 단위를 도출하였다.
- 따라서 본 연구에서 분석하는 유역분석 항목은 유입량(户), 유출량(R), 저류량(S)이다 이는 개발 전과 개발 후로 나누어서 각각 분석하였다* 이 중 유출량 산출을 위해 적용될 수 있는 방법에는 합리식, SCS의 합성단위 도법(이하 SCS 방법), 표준유출법 및 다양한 형태의 수문 모형이 적용될 수 있으나, 이중 최근에 가장 일반적으로 사용하고 있는 합리 식과 SCS 방법을 비교 . 검토하였으며, 최종적으로 SCS 방법을 선택하였다 4).
- 항목은 습지가 갖는 기능 중 공간계획적 차원에서 주요하게 고려될 수 있는 ① 물순환체계 구축, ② 생물다양성 향상, ③ 홍수 저감 등 크게 세 가지 측면을 고려하여 살펴보았다. 또한 우리나라의 법, 지침 등에서 언급되는 항목들을 종합하여 도출하였으며, 도출된 항목들은 전문가설문을 통해 의견을 수렴하여 최종적으로 습지 조성 입지에 고려될 6개 항목을 도출하였다. 설문대상자는 습지조성 이론과실무경험이 풍부한 전문가로 구성하였다.
- 유출량 그리고 저류량을 산출하였다. 또한, 개발로 인해발생할 수 있는 유출량의 변화를 추정함으로써 신도시 개발로인한 유출량 변화를 보상할 수 있는 습지 조성 면적을 산출하였다. 유입량과 유출량, 저류량의 산출에는 다양한 방법이 있으나.
- 도시 물순환체계 계획은 선정된 습지 조성 입지를 바탕으로 면적, 선적, 점적 요소의 물순환체계 요소를 도입하여 최종물순환체계 계획도를 작성하였다. 또한, 수립된 물순환체계 계획의 적절성을 검증하기 위하여 해당 지역의 습지조성 차원에서의 입지적 특성과 주변의 토지이용 등을 통합적으로 살펴보는 등 현장 조사를 실시하였다.
- 모형에 근거하여, 개발 전과 개발 후의 유입량, 유출량 저류량을 산출하였다. 유역에서의 유출량은 최소화히는 것이 바람직하나, 개발이전의 유출량을 초과하지 않도록 개발하기 위해 최소한 증가된 유출량만큼의 저류량을 습지 조성을 통해 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
- 적용 및 평가단계로 구분할 수 있다. 모형의 개발은 기존 이론 및 문헌의 고찰을 통해 도출하였으며, 고찰 내용을 바탕으로 신도시 개발 시 우선적으로 고려되는 습지 조성 입지선정 모형개발에 적용하였디..
- 본 연구에서의 계획모형은 신도시개발 시 토지 이용계획이 수립되기 이전에 선행되는 환경생태계획단계에서 적용하는 것으로 연구범위를 설정하였다 내용적 범위에 있어서 본 연구에서 언급하는 물순환체계는 우수의 형태도시 내로내로 유입되는 시점에서부터 유출되는 시점까지 도시에서 다양한 형태로 순환하는 물과 습지의 공간적 분포에 초점을 두어 연구하였다.
- 이를 바탕으로 조성해야 할 습지의 입지를 최종 도출하였다. 선정된 입지를 골격으로 도시 전체의 물순환체계 계획을 수립하였다. 도시 물순환체계 계획은 선정된 습지 조성 입지를 바탕으로 면적, 선적, 점적 요소의 물순환체계 요소를 도입하여 최종물순환체계 계획도를 작성하였다.
- 습지 조성 입지선정 평가항목에 따른 주제 도를 작성하기 위하여 해당 자료를 수집하고 GIS 분석이 가능하도록 자료를 변환하였다. 주제도는 토지이용/토지 피복, 수문.
- 습지 조성 입지선정 항목 및 기준은 1차적으로 이론과 문헌고찰을 통해 도출하였다. 항목은 습지가 갖는 기능 중 공간계획적 차원에서 주요하게 고려될 수 있는 ① 물순환체계 구축, ② 생물다양성 향상, ③ 홍수 저감 등 크게 세 가지 측면을 고려하여 살펴보았다.
- 앞서 작성한 주제도에 각 기준별 가중치를 부여한 도면들의 중첩을 통해 대상지 전체의 습지 조성 입지선정 지역을 등급별로 도출하였다. 최종 점수는 0, 354에서 0.
- 이론 및 문헌 고찰을 바탕으로 습지 조성 입지선정 모형을 개발하였다. 모형의 첫 번째 단계는 유역 구분 단계로 유역 내 유출량의 규모나 배수구 위치 등 습지 조성지역을 선정하는데 있어서가장 기본이 되는 단계이다.
- 개발된 모형에 따라 사례지역의 유역을 구분하고 분석하였으며. 이를 바탕으로 조성해야 할 습지의 입지를 최종 도출하였다. 선정된 입지를 골격으로 도시 전체의 물순환체계 계획을 수립하였다.
- 최종 도출된 항목 및 기준은 가중치 산출을 위해 다시 관련전문가들을 대상으로 계층분석 방법(Analytic Hierarchy Proems: AHP)을 실시하였으며, 설문을 통해 최종 평가 항목과 항목별기준의 가중치를 도출하였다. '
- 통해 도출하였다. 항목은 습지가 갖는 기능 중 공간계획적 차원에서 주요하게 고려될 수 있는 ① 물순환체계 구축, ② 생물다양성 향상, ③ 홍수 저감 등 크게 세 가지 측면을 고려하여 살펴보았다. 또한 우리나라의 법, 지침 등에서 언급되는 항목들을 종합하여 도출하였으며, 도출된 항목들은 전문가설문을 통해 의견을 수렴하여 최종적으로 습지 조성 입지에 고려될 6개 항목을 도출하였다.
- 주제도는 토지이용/토지 피복, 수문. 홍수범람지역, 지형, 토양배수능력, 서식처와의 연결성 등 총 6개의 평가항목별로 작성하였으며, 각 평가항목은 4~6개의 세부 기준으로 분류하였다 (그림 4 참조).
대상 데이터
- 모형의 적용은 물순환체계 구축이 요구되는 도시로서 최근개발예정지역으로 고시된 위례신도시를 대상으로 하였다. 개발된 모형에 따라 사례지역의 유역을 구분하고 분석하였으며.
- 습지로 인식되는 지역을 포함하여 작성하였다. 본 대상지에서 고려한 하천 정비사업계획 대상 하천은 대상지 내에 있는장지천과 창곡천, 학암 천이 다.「지형」은 앞서 유역구분에서와같이 1/5,000 축척의 수치지형도를 수치고도모형(DEM)으로변환하여 작성하였는데, 분석대상지의 면적을 고려하여 셀 크기를 Imxlm로 분석해상도를 설정하였다.
- 본 연구에서는 도시 물순환체계 구축을 위해 다양한 기능이고려되는 습지조성 입지선정 항목을 선정하였다. 1차적으로 선정된 항목을 바탕으로 전문가설문, 항목 간의 중복성, 기초 자료의 유무와 자료 확보의 용이성 등을 고려하여 최종 도출하였다 (그림 2 참조).
- 본 연구의 공간적 범위는 신도시 개발예정지역인 위례 신도시(서울시 송파구 거여. 장지동, 경기도 성남시 창곡 - 복정동, 하남시 학암 . 감이동 일원 면적 6.768krf)로 선정하였다.
- 또한 우리나라의 법, 지침 등에서 언급되는 항목들을 종합하여 도출하였으며, 도출된 항목들은 전문가설문을 통해 의견을 수렴하여 최종적으로 습지 조성 입지에 고려될 6개 항목을 도출하였다. 설문대상자는 습지조성 이론과실무경험이 풍부한 전문가로 구성하였다. 설문은 대상자 54명에게 설문지를 배포하고 이 중 22명의 답변을 분석 종합하였다
- 설문대상자는 습지조성 이론과실무경험이 풍부한 전문가로 구성하였다. 설문은 대상자 54명에게 설문지를 배포하고 이 중 22명의 답변을 분석 종합하였다
이론/모형
- 「지형」은 앞서 유역구분에서와같이 1/5,000 축척의 수치지형도를 수치고도모형(DEM)으로변환하여 작성하였는데, 분석대상지의 면적을 고려하여 셀 크기를 Imxlm로 분석해상도를 설정하였다.「토양배수능력」은농업과학기술원에서 제작한 1/25,000 축척의 정밀토양도를 활용하여 세부 기준에 따라 작성하였다.「서식처와의 연결성」은앞서 구축된「토지이용/토지피복j으로부터 서식처를 추출하고이들의 거리기준에 따라 버퍼링(buffering)하였다.
- 「홍수범람지역」은 하천법에 의한 하천정비사업계획을 반영하여 빈도에 따른 홍수위 범람지역을 구분하였으며, 고 지도상에서 습지로 인식되는 지역을 포함하여 작성하였다. 본 대상지에서 고려한 하천 정비사업계획 대상 하천은 대상지 내에 있는장지천과 창곡천, 학암 천이 다.
- 비교 . 검토하였으며, 최종적으로 SCS 방법을 선택하였다 4).
- 모형적용에는 GIS 도구로서 ArcGIS9.0, ArcView3.3, Arc- Hydrol.l Extension 프로그램을 활용하였다
- 유역단위 구분에서부터 유역분석, 습지 조성 입지선정 항목과 항목별 기준이 단계별로 적용될 수 있는 방안을 마련하였다. 설문조사 분석에는 ExpertChoicell을 활용하였다
성능/효과
- 6m2 면적의 습지가 확보되어야 할 것으로 추정된다 (표 3 참조). 개발대상지의 면적이 6, 76&000m2인 것을 고려할 때 최소 확보해야 할 습지의 면적은 개발대상지 전체의 1.9~ 3.7%가 될 것으로 판단되며, 개발 전의 대상지 역시 일부 도시화가 진행된 곳이므로 주가적인 습지 확보를 통해 도시의 홍수 문제를 해결할 수 있을 것이다
- 계층분석 방법을 통해 기존에 도출된 습지 조성 입지선정 항목 및 항목별 기준에 대한 가중치를 도출하였다 계층 1에 해당하는 6개 항목의 가중치는 토지이용/토지 피복 0.075, 수문 0.196, 홍수범람지역 0.133, 지형 0.146, 토양 배수 능력 0.191, 서식처와의 연결성 0.259로 서식처와의 연결성, 수문, 토양배수능력, 지형, 홍수범람지역 토지이용/토지 피복 순으로 도출되었다. 계층 2에 해당하는 각 항목별 기준의 가중치를 비롯해 항목과 기준을 모두 고려한 최종 적용 가중치는 표 1과 같으며, 토지이용/토지 피복에서 개방수면과 습지 및 수변식생대는 보전하는 것을 원칙으로 하였다.
- 발생하는 것을 살펴볼 수 있다. 따라서 본 연구에서 접근하였던 유역 차원의 접근을 고려할 때, 소유역 차원에서 저류량을 충족하는 습지의 입지와 면적을 산정하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 또한, 이는 조성해야 할 습지를 분산 배치함으로써 생태적으로도 긍정적인 효과를 창줄할 수 있다.
- 본 연구에서는 유역 내 유출량의 정확한 산출을 위해 평가유역과 사업지구의 면적 이 유사한 집수구역(Catchment) 단위로 구분하여 유출량 및 저류량을 산출하는 것이 바람직할 것으로 판단되었다2).
- 지표수의 흐름 방향은 유로의 방향을찾기 위하여 고도 값으로부터 가장 경사가 급한 인접 셀의 방향을 계산하는 것이고 지표수의 누적 흐름은 각 셀에서 상대적으로 낮은 셀로 유입되는 모든 셀의 합을 분석하여 누적된 물의 이동을 계산하였다(성효현 등, 2000). 분석 결과, 대상지는표준유역「탄천02」와「한강본류04」유역에 포함되어 있으며, 면적은 각각 155.07血《 97.48成로 나타났다. 2개의 표준유역은 유역구분과정을 통해 총 144개의 소유역으로 구분되었다.
- 이러한 사항들을 종합적으로 고려하여 최종적으로 도출된항목과 기준을 도출하였으며, 항목은 크게 토지이용/토지피복, 수문, 홍수범람지역, 지형, 토양 배수 능력, 서식처와의 연결성으로 도출되었다(표 1 참조).
- 최종 도출된 유역분석 방법, 입지선정 항목 및 항목별 기준을 구체적으로 대상지에 적용할 수 있는 실행기법을 도출하였다. 유역단위 구분에서부터 유역분석, 습지 조성 입지선정 항목과 항목별 기준이 단계별로 적용될 수 있는 방안을 마련하였다.
후속연구
- 그러나 이러한 의의에도 불구하고 본 연구는 토지이용계획이전 단계에서도시화로 인해 예상되는 잠재적인 유출량을 기준으로 습지의 입지와 면적을 산정함에 따라 정확한 저류량의산정을 위해서는 토지이용계획 이후 유출량의 재산정 및 검증과 같은 환류(feedhack) 과정이 요구된다(그림 8 참조). 또한습지 면적 산정에 있어서 습지의 유형이나 입지적 특성에 따라서 저류량 등 저류능력이 달라질 수 있어 문헌에서 고찰되는일반적인 습지 저류랑을 모든 습지에 동일하게 적용했다는 점은 본 연구의 한계라 할 수 있다.
- 또한습지 면적 산정에 있어서 습지의 유형이나 입지적 특성에 따라서 저류량 등 저류능력이 달라질 수 있어 문헌에서 고찰되는일반적인 습지 저류랑을 모든 습지에 동일하게 적용했다는 점은 본 연구의 한계라 할 수 있다. 이는 설계 단계에서 습지의 유형에 따른 복합적인 기능을 보다 심도 있게 고려하여 다루어져야 할 것이며, 이를 위해서는 설계 단계에서의 적용기법 등이추가적인 연구가 필요하다.
- 본 연구를 통해 도출된 습지 조성 입지를 실제 도시개발지역에 적용하여 실현시키기 위해서는 습지 조성을 위한 구체적인조성방안과 기법 또한 설계 및 시공단계에서 모색되어야 할 것으로 보인다.
- 또한습지 면적 산정에 있어서 습지의 유형이나 입지적 특성에 따라서 저류량 등 저류능력이 달라질 수 있어 문헌에서 고찰되는일반적인 습지 저류랑을 모든 습지에 동일하게 적용했다는 점은 본 연구의 한계라 할 수 있다. 이는 설계 단계에서 습지의 유형에 따른 복합적인 기능을 보다 심도 있게 고려하여 다루어져야 할 것이며, 이를 위해서는 설계 단계에서의 적용기법 등이추가적인 연구가 필요하다.
- 수 있다. 이러한 연구 결과는 물순환체계가 확보된 토지이용계획의 수립에 유용하게 활용될 수 있으며, 물순환체계 설계 시 설계가들에게도 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보인다
- 합리적인 과정을 통해 찾고자 한다. 특히, 신도시 개발시토지이용계획 전에 수립을 권고하고 있는 환경생태계획 단계에서 활용할 수 있는 계획모형의 개발에 일차적 연구 목적이 있다본 연구의 결과는 환경생태계획단계에 적용되어 기존의 습지를 고려한 습지 조성 입지 및 면적을 산출함으로써, 도시의지속가능성을 높이는데 기여할 수 있을 것으로 생각되며, 도시생태네트워크 계획은 물론, 수자원 관리계획에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 보인다.
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