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문제 정의
- 본 연구는 서울시에 있는 산지형 도시근린공원을 대상으로 하여 배수시설의 특성을 밝히는 것이다. 구체적으로는 배수현황, 우수유출량, 배수유출량, 그리고 배수시설용량을 산출하고, 우수유출량과 배수유출량을 비교분석하기 위해 배수유출량계수를 산출하고 배수시설의 설치규모를 분석하고자 배수시설용량계수를 도출하여 배수구역 및 공원별로 비교분석하였다.
- 본 연구에서는 서울시에 있는 산지형 도시근린공원을 대상으로 하여 배수시설의 특성을 밝히기 위하여 배수현황, 우수유출량, 배수유출량, 그리고 배수시설용량을 산출하고, 배수유출량계수 및 배수시설용량계수를 도출하여 배수구역 및 공원별로 비교분석하였다. 본 연구의 주요 결과는 다음과 같다.
제안 방법
- 강우강도 산정 시 강우지속시간은 통상적으로 유역의 집중 시간 또는 유달시간을 채택하며 강우지속시간이 강우강도 및 첨두홍수량에 미치는 영향이 크므로 유달시간 산정시 세심한 주의가 필요한데, 본 대상지와 같은 산지 계곡형 수로는 유달시간이 매우 짧아 단기간의 강우지속시간인 10분을 적용하였다. 또한, 강우강도 산정을 위한 확률년수는 경제적인 면과 방재적인 면이 서로 상반되는 관계로서 지역의 중요도, 배수구역의 크기 등 여러 여건을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.
- 경사분석은 우선 수치지도 내 표고값을 지닌 레이어를 추출한 후 Arcview GIS3.3을 이용하여 Tin을 생성하였고, 이를 토대로 3×3m 간격으로 그리드를 설정한 후 각 셀별 평균경사도를 산정하였으며, 배수구역에 해당되는 각 셀의 경사도를 평균하여 배수구역별 경사도를 구하였다.
- 본 연구는 서울시에 있는 산지형 도시근린공원을 대상으로 하여 배수시설의 특성을 밝히는 것이다. 구체적으로는 배수현황, 우수유출량, 배수유출량, 그리고 배수시설용량을 산출하고, 우수유출량과 배수유출량을 비교분석하기 위해 배수유출량계수를 산출하고 배수시설의 설치규모를 분석하고자 배수시설용량계수를 도출하여 배수구역 및 공원별로 비교분석하였다. 연구결과는 산지형 도시공원의 배수시설 계획 및 설계와 우수의 저류 및 생태적 가치를 증진시키는 친환경적인 배수체계를 구축하는 자료로 활용할 수 있다.
- kr/)에서 제공되는 공원의 경계를 기준으로 하였으나, 공원에 속하지만 독립적인 배수체계를 갖는 시설지를 제외하고, 공원에 속하지 않더라도 실제 배수지역에 포함되는 주변의 임야를 포함하여 배수경계를 결정하였다. 또한, 대상지의 배수구역은 기본적으로 1/5000지형도를 사용하여 계곡과 능선을 기본단위로 하는 배수유역으로 구분하고, 일부 배수유역에서 우수가 분리되어 다른 배수시설로 배수되는 경우 추가적으로 배수구역으로 세분하였다. 이러한 구분에 의해 배수유역 및 구역별로 면적을 구하였다.
- 여기서 표면유출은 배수구역에 별도의 배수시설이 없이 우수가 공원경계부로 유출되는 경우, 자연수로는 배수유역 내 계곡이 뚜렷하게 형성되어 강우시 우수가 계곡을 따라 흘러 공원경계부로 집수되는 경우, 개수로는 배수구역에 인공적인 개수로가 설치되어 우수가 배수되는 경우, 관거배수는 암거로 우수가 배수되는 경우로 구분하였다. 또한, 배봉산공원의 일부 배수구역에서 동일 배수로에 차집수로와 개수로가 복합 설치되는 경우와 오금공원에서 개수로의 유형으로서 자주 나타나는 산마루측구를 세분하여 분류하였다.
- 조도계수는 물의 흐름에 대한 개수로 및 관거의 저항에 대한 측정값으로 수로면의 조도를 나타내는 계수이며, 다양한 값이 제시되고 있으나 환경부(2005)「하수도 시설기준」및 서울시 ‘하수도정비기본계획’에서 제시된 값을 근거로 대상지 배수시설에 사용된 개수로 및 관거의 재질 및 표면 상태를 고려하여 표 2와 같은 조도계수 값을 적용하였다. 또한, 배수로 경사는 유속을 결정하는 주요한 변수로서, 개수로의 시점과 종점의 수평길이와 수직높이 차를 측정하여 백분율로 경사를 구하였다.
- 이어서 2010년 5월 10일부터 7월 13일까지 본 조사를 시행하였으며, 대상지별 배수체계, 배수구역의 구분, 토지이용, 그리고 배수지역별 배수시설에 대하여 조사하였다. 배수시설에 대한 조사에서는 배수시설의 재료 및 종류, 규격, 형태를 현장에서 측량하였으며, 이것을 배수유출량 및 배수시설용량을 산정하기 위한 자료로 활용하였다.
- 배봉산공원의 전체 32개 배수구역 중에서 인공적인 배수시설인 개수로가 설치된 배수구역은 15개이다. 배수시설은 대형 수로에는 견치돌콘크리트 및 사다리꼴형 콘크리트를 사용하고 등산로 주변이나 차집관로 등 규모가 작은 곳에는 PE플륨관을 사용하였으며, 일부에서는 산석을 이용하여 개수로를 만들었다. 개수로의 평균조도계수 0.
- 배수유출량 분석은 공원경계의 배수유출지점에서 개수로의 배수유출량을 분석하는 것으로, 개수로가 설치된 구역을 대상으로 분석하였으며, 표면배수와 자연수로배수는 분석에서 제외 하였다. 개수로의 유출량 계산공식으로는 자연유하 상태에서 상대적으로 조도(粗度)가 큰 거친면의 흐름에 대하여 정밀도를 가지고 있는 매닝공식(ManningFormula)을 사용하여 개수로의 평균유속과 유량을 산출하였다.
- 한편, 능선과 계곡을 따라 작은 규모로 배수유역이 구분되는 산지형 근린공원에서는 단일 배수유형이 채택되는 경우가 많다. 본 연구에서는 배수유형을 표면유출, 자연수로, 개수로, 관거배수 등으로 구분하여 조사하였다. 여기서 표면유출은 배수구역에 별도의 배수시설이 없이 우수가 공원경계부로 유출되는 경우, 자연수로는 배수유역 내 계곡이 뚜렷하게 형성되어 강우시 우수가 계곡을 따라 흘러 공원경계부로 집수되는 경우, 개수로는 배수구역에 인공적인 개수로가 설치되어 우수가 배수되는 경우, 관거배수는 암거로 우수가 배수되는 경우로 구분하였다.
- 또한, 대상지의 배수구역은 기본적으로 1/5000지형도를 사용하여 계곡과 능선을 기본단위로 하는 배수유역으로 구분하고, 일부 배수유역에서 우수가 분리되어 다른 배수시설로 배수되는 경우 추가적으로 배수구역으로 세분하였다. 이러한 구분에 의해 배수유역 및 구역별로 면적을 구하였다.
- 이러한 배수구역 및 배수유형의 구분에 근거하여 1/5000지형도를 사용하여 2010년 3월 5일에서 13일까지 예비조사를 통하여 배수경계 및 배수구역을 확인하고, 개략적인 배수시설에 대한 조사를 시행하였다. 이어서 2010년 5월 10일부터 7월 13일까지 본 조사를 시행하였으며, 대상지별 배수체계, 배수구역의 구분, 토지이용, 그리고 배수지역별 배수시설에 대하여 조사하였다.
- 이러한 매닝공식에서 유량은 유속과 유수단면적을 곱하여 구하게 되는데, 유속은 조도 계수, 경심, 수로의 경사에 의해 결정된다. 이렇게 구한 배수구역별 배수유출량을 우수유출량으로 나누어 배수유출량계수를 구하였으며, 이것을 토대로 공원 경계지점의 배수유출량과 우수유출량의 적합성을 비교분석하였다.
- 환경부(2005)「하수도 시설기준」에서는 확률년수를 보통 5～10년을 원칙으로 하고 있는데(환경부, 2005: 28), 서울시에서는 지선 하수관거에서는 확률년수 5년, 간선 하수관거에서는 확률년수 10년을 기준으로 해 왔으며(서울특별시, 2002: 44～46), 2009년 8월 5일부터 이를 더욱 강화하여 국부적으로 홍수 피해가 현저한 지역을 대상으로 지선은 10년, 간선은 30년으로 강화하였다. 이렇게 볼 때, 연구대상지는 지선에 해당되지만 최근 이상강우의 특성을 고려하여 확률년수는 10년을, 강우지속기간은 10분을 적용하여 서울특별시(2009a)강우강도식을 토대로 산출된 강우강도 153.59mm/hr를 적용하였다.
- 이러한 배수구역 및 배수유형의 구분에 근거하여 1/5000지형도를 사용하여 2010년 3월 5일에서 13일까지 예비조사를 통하여 배수경계 및 배수구역을 확인하고, 개략적인 배수시설에 대한 조사를 시행하였다. 이어서 2010년 5월 10일부터 7월 13일까지 본 조사를 시행하였으며, 대상지별 배수체계, 배수구역의 구분, 토지이용, 그리고 배수지역별 배수시설에 대하여 조사하였다. 배수시설에 대한 조사에서는 배수시설의 재료 및 종류, 규격, 형태를 현장에서 측량하였으며, 이것을 배수유출량 및 배수시설용량을 산정하기 위한 자료로 활용하였다.
- 또한 토성의 구분은 농업과학기술원(2000)에서 제시한 토성 간이측정법의 하나인 현장 토성판별법1)을 적용하여 배수 구역별 토성을 판별하였다. 이와 같이 배수구역별 토지이용, 경사, 토성을 복합적으로 고려하여 유출계수를 선정하였으며, 단일배수구역에서도 토지이용이 다른 경우에는 각각의 면적비율과 유출계수를 곱하여 구한 평균유출계수를 적용하였다.
- 조도계수는 물의 흐름에 대한 개수로 및 관거의 저항에 대한 측정값으로 수로면의 조도를 나타내는 계수이며, 다양한 값이 제시되고 있으나 환경부(2005)「하수도 시설기준」및 서울시 ‘하수도정비기본계획’에서 제시된 값을 근거로 대상지 배수시설에 사용된 개수로 및 관거의 재질 및 표면 상태를 고려하여 표 2와 같은 조도계수 값을 적용하였다.
- 서울시에 대한 강우강도 공식은 전문기관이나 개인의 연구를 통하여 다양한 공식이 개발되었는데, 서울시와 한국수자원학회(1999)가 함께 제작한 ‘98수해백서’에서 추천한 강우강도식과 서울시 남산물관리사업 기본 및 실시설계보고서(2009)에서 제시한 강우강도식이 대표적이다(서울특별시, 2002: 4-41～43;2009b: 3-31～35). 특히, 후자의 자료는 가장 최근의 것으로 서울기상대의 1961년부터 2008년까지의 48개년 강우자료를 토대로 하여 작성된 것으로 지속시간별 확률강우량을 구하고, 확률강우량을 강우강도로 변환시킨 후 최소자승법을 이용하여 확률년별 강우강도-지속시간 관계식을 구하였으며, 유도된 식과 원래 자료치와의 상관계수를 계산하여 최대값을 가지는 식을 그 지점의 강우강도식으로 정하였다.
대상 데이터
- 대상지는 서울시 GIS포털 시스템(http://gis.seoul.go.kr/)에서 제공되는 공원의 경계를 기준으로 하였으나, 공원에 속하지만 독립적인 배수체계를 갖는 시설지를 제외하고, 공원에 속하지 않더라도 실제 배수지역에 포함되는 주변의 임야를 포함하여 배수경계를 결정하였다. 또한, 대상지의 배수구역은 기본적으로 1/5000지형도를 사용하여 계곡과 능선을 기본단위로 하는 배수유역으로 구분하고, 일부 배수유역에서 우수가 분리되어 다른 배수시설로 배수되는 경우 추가적으로 배수구역으로 세분하였다.
- 첫째, 근린생활권 및 도보권 근린공원은 대부분 규모가 작은 평지형이고, 광역권 근린공원은 산지형이지만 규모가 1, 000, 000m2이상으로 방대하고 서울시 및 경기도, 여러 구에 걸쳐 있어 조사분석의 효율성이 낮으므로 제외하였으며, 규모가 100, 000m 2이상인 도시지역권 근린공원을 대상으로 하였다. 둘째, 공원 경계가 명확하여 배수유출지점을 정확하게 파악할 수 있고, 공원부지 내 건축물이나 운동장 등 시설물이 많지 않아 배수유역을 구분하기 용이한 곳으로서 시가지로 둘러싸여 있는 산지형 근린공원을 연구의 대상으로 하였다. 마지막으로 도시공원은 조성과 미조성 상태에 따라 시설수준이 차이가 있으므로 대상지는 두 가지 유형을 포함하도록 하였다.
- 국내에서 적용되고 있는 유출계수로서 국토해양부(2009)「하천설계기준」에서는 재현기간 5～10년에 적용할 수 있는 토지이용도에 따른 유출계수 및 보정값을 제시하고 있으나, 산림지형의 경사와 토양조건이 고려되지 않았으며, 환경부(2005)「하수도시설기준」및 서울특별시(2002)의 기준도 상세한 지형의 변화를 반영하지 못하고 서로 값의 편차가 크다. 본 연구 대상지는 경사율 30% 미만의 경사형 산림녹지로 구성되어 있어 경사도 30% 미만인 산림을 대상으로 경사도 및 토성에 따라 상세하게 제시된 유출계수(Storm etal., 2008: 214)를 적용하였으며, 관련기준을 참고로 활용하였다(표 1참조).
- 본 연구는 서울에 있는 산지형 도시근린공원을 대상으로 하며, 객관적이고 효율적인 조사분석을 위해 다음의 기준을 토대로 대상지를 선정하였다. 첫째, 근린생활권 및 도보권 근린공원은 대부분 규모가 작은 평지형이고, 광역권 근린공원은 산지형이지만 규모가 1, 000, 000m2이상으로 방대하고 서울시 및 경기도, 여러 구에 걸쳐 있어 조사분석의 효율성이 낮으므로 제외하였으며, 규모가 100, 000m 2이상인 도시지역권 근린공원을 대상으로 하였다.
- 공원은 ‘ㄴ’자 모양으로 형성되어 있고, 남서측과 북서측은 대로로 구획이 되고 맞은편에 상업지역이 위치하고 있으며, 남동 및 북동측은 단지 내 도로로 구획이 되고 고밀도 주거지역이 인접하여 있다. 오금공원은 배봉산공원과 달리 조성형 공원으로 공원면적과 배수면적이 거의 일치하며, 공원에 위치한 배수지와 일부 시설 면적을 조정하여 203,850m2에 달하는 지역을 연구대상으로 하였다.
- 유출계수의 적용을 위해 배수구역별 경사율을 구하였으며, 경사율 산정은 등고선 간격 1m 단위로 작성된 서울시 1/1000수치화지도 표고자료를 활용하였다. 경사분석은 우선 수치지도 내 표고값을 지닌 레이어를 추출한 후 Arcview GIS3.
- 실제로 배수지역은 부지의 경계나 행정적 경계를 뛰어 넘어 자연지형에 따라 결정되므로(최기수와 이상석, 2003: 229)공원면적과 배수면적이 달라지는데, 배봉산공원과 같은 미집행 도시공원의 경우 이러한 현상이 더욱 심해지게 된다. 이러한 점을 고려하여 배봉산공원에서 미집행된 일부 사유지 및 인접한 녹지를 포함하여 배봉산공원의 배수지역을 재설정하였으며, 전체 341,330m2에 달하는 지역을 연구대상으로 하였다.
- 산지형 도시지역권 근린공원을 대상으로 배수유출지점을 명확하게 파악하고, 배수유역을 용이하게 구분하기 위해 공원경계가 불명확하고 인공적인 시설이 과다한 것을 제외한 결과, 종로구 낙산공원, 동대문구 배봉산공원 및 답십리공원, 서대문구 불광공원, 신사공원, 궁동공원, 마포구 성산공원 및 용왕산공원, 강서구 갈산공원 및 우장공원, 관악구 장군봉공원, 강남구 도곡공원, 송파구 오금공원 등 13곳이 사례로 나타났다. 이중에서 계획적으로 조성된 시가지에 위치한 조성형으로 송파구 오금공원과 기존 시가지에 위치한 미조성형으로 동대문구 배봉산공원을 연구대상으로 선정하였다. 배봉산공원은 1977년 건교부 결정고시에 의해 공원으로 지정되었고, 1992년 조성된 동대문구의 유일한 산지형 공원으로서 일부 도시계획시설 사업이 시행되지 않고 토지보상이 완전히 이루어지지 않아 23.
이론/모형
- 배수유출량 분석은 공원경계의 배수유출지점에서 개수로의 배수유출량을 분석하는 것으로, 개수로가 설치된 구역을 대상으로 분석하였으며, 표면배수와 자연수로배수는 분석에서 제외 하였다. 개수로의 유출량 계산공식으로는 자연유하 상태에서 상대적으로 조도(粗度)가 큰 거친면의 흐름에 대하여 정밀도를 가지고 있는 매닝공식(ManningFormula)을 사용하여 개수로의 평균유속과 유량을 산출하였다. 이러한 매닝공식에서 유량은 유속과 유수단면적을 곱하여 구하게 되는데, 유속은 조도 계수, 경심, 수로의 경사에 의해 결정된다.
- 또한, 미국 농무성 토양보전국에서 만든 SCS합성수문곡선 법은 2, 600ha이내의 넓은 지역의 첨두 홍수량 및 홍수유출 수문곡선을 작성하는데 사용되며(서울특별시, 2002: 4-36～40), 유출수문곡선값(RunoffCurveNumber: CN)이 주된 결정변수로서 토지유형별로 제시된 CN값이 있어야 한다. 따라서, 본 연구에서는 도시 소유역 및 산지 계류부에서 첨두유량을 결정하는데 널리 사용되고 있으며(서울특별시, 2009a: 3-35), 환경부와 서울시에서 최대계획우수유출량을 산정하는데 적합한 것(서울특별시, 2002: 4-41;환경부, 2005: 28)으로 제안하고 있는 합리식을 사용하였다. 합리식에서는 유출계수, 강우강도, 배수면 적이 우수유출량을 결정하는 주요한 변수가 되는데, 다음을 기준으로 산정하였다.
- 3을 이용하여 Tin을 생성하였고, 이를 토대로 3×3m 간격으로 그리드를 설정한 후 각 셀별 평균경사도를 산정하였으며, 배수구역에 해당되는 각 셀의 경사도를 평균하여 배수구역별 경사도를 구하였다. 또한 토성의 구분은 농업과학기술원(2000)에서 제시한 토성 간이측정법의 하나인 현장 토성판별법1)을 적용하여 배수 구역별 토성을 판별하였다. 이와 같이 배수구역별 토지이용, 경사, 토성을 복합적으로 고려하여 유출계수를 선정하였으며, 단일배수구역에서도 토지이용이 다른 경우에는 각각의 면적비율과 유출계수를 곱하여 구한 평균유출계수를 적용하였다.
성능/효과
- 1. 배봉산공원의 전체 배수면적은 34.13ha로서 배수유역 및 배수구역 모두 32개이며, 배수구역별 평균면적은 1.07ha 이다. 배수유형별로는 표면배수구역 15.
- 2. 배봉산공원의 총우수유출량은 7.28m3/s로서, 배수구역 우수유출량 평균은 0.23m3/s이며, 오금공원의 총우수유출량은 4.37m3/s로서 배수구역별 우수유출량 평균은 0.12m3/s이며, 배봉산공원에 비해 절반 정도로 나타났다. 또한, 배 봉산공원에서 표면배수 및 자연수로에 의한 자연 우수유출량은 3.
- 3. 배봉산공원에 있는 개수로는 경사 16.5%, 유속 4.35m/s로서 경사가 급하고 대부분 배수구역에서 유속이 개수로 유속한계기준인 3m/s를 크게 초과하여, 우수 유출수 관리에 있어 큰 문제점으로 부각되었다. 개수로가 설치된 배수구역의 전체 배수유출량은 11.
- 4. 배봉산공원의 전체 배수시설용량은 554.54m3로서, 배수유역별 배수시설용량 평균은 36.97m3이며, 배수시설용량계수는 평균 179.83으로 나타났다. 한편, 오금공원은 전체 배수시설용량은 717.
- 97m3이다. 각 배수유역별 배수시설용량은 배수유역 2는 178.80m3, 배수유역 18은 71.18m3, 배수유역 14는 56.66m3, 배수유역 28은 52.66m3, 배수유역 17은 47.87m3로 높게 나타났다. 우수유출량과 비교한 상대값인 배수시설용량계수는 평균 179.
- 35m/s로서 경사가 급하고 대부분 배수구역에서 유속이 개수로 유속한계기준인 3m/s를 크게 초과하여, 우수 유출수 관리에 있어 큰 문제점으로 부각되었다. 개수로가 설치된 배수구역의 전체 배수유출량은 11.58m3/s이고, 배수구역별 평균배수유출량은 0.77m3/s, 우수유출량은 3.34m3/s로서나타났으며, 평균배수유출량계수는 5.26이었다. 한편, 오금공원에 있는 개수로는 경사 7.
- 19m/s로서 배 봉산공원보다 개수로의 경사가 낮고 유속이 느려 상대적으로 안정된 조건을 유지하고 있다. 개수로가 설치된 배수구역의 전체 배수유출량은 15.40m3/s이고, 배수구역별 평균배수유출량은 0.34m3/s, 우수유출량은 3.68m3/s로서나타났으며, 평균 배수유출량계수는 8.87로서 배봉산공원 보다 높게 나타났다. 배봉산공원은 배수구역별로 개수로의 규모와 경사가 커서 상대적으로 평균 배수유출량이 높게 나타났지만, 배수유출량계수는 배수구역별 우수유출량이 적은 오금공원보다 상대적으로 낮게 나타났다.
- 배봉산공원에 비해 배수유역의 구분이 명확하지 않고 상대적으로 표면유출거리가 짧으며, 배수면적에 비해 배수구역이 세분화되었다. 또한 등산로나 운동 및 휴식공간 주변에 유출수를 차집하기 위한 트렌치가 다수 설치되었으나, 일부 등산로에서는 배수시설이 과다하거나 미관 및 기능상 불합리한 것이 나타났다.
- 한편, 오금공원은 정상부를 중심으로 배수유역이 나뉘고 공원 전체를 U형 플륨관으로 둘러싸고 있으며, 공원경계부에 형성된 절개지에는 산마루 측구를 설치하여 집수하는 소규모, 집약적, 경계차집형 배수체계를 구성하고 있다. 배봉산공원에 비해 배수유역의 구분이 명확하지 않고 상대적으로 표면유출거리가 짧으며, 배수면적에 비해 배수구역이 세분화되었다. 또한 등산로나 운동 및 휴식공간 주변에 유출수를 차집하기 위한 트렌치가 다수 설치되었으나, 일부 등산로에서는 배수시설이 과다하거나 미관 및 기능상 불합리한 것이 나타났다.
- 이러한 결과를 종합하면 배봉산공원은 지형적 특성으로 인하여 개수로의 경사와 유속이 높게 나타났으며, 대부분 배수구역에서 개수로 유속한계기준인 3m/s를 크게 초과하고 있는 반면, 오금공원은 경사가 완만하고 유속도 비교적 느린 안정된 조건을 유지하고 있었다. 배봉산공원은 배수구역별로 개수로의 규모와 경사가 커서 상대적으로 평균 배수유출량이 높게 나타났지만, 배수유출량계수는 배수구역별 우수유출량이 적은 오금공원보다 상대적으로 낮게 나타났다.
- 44%로 써 배봉산공원보다 완만하였으며, 대부분 산림으로서 일부 광장, 휴게공간, 체육시설 등이 조성되어 있다. 배봉산공원은 오금공원에 비해 지형의 기복이 뚜렷하여 전체 배수면적이 크지만 배수유역의 수가 많지 않고 배수구역도 배수유역과 일치되었으며, 배수유역의 규모도 크고 길어서 유출거리가 크며 경사도 급하여 이로 인한 침식이 많이 발생하고 있었다. 반면, 오금공원은 지형의 기복이 뚜렷하지 않고 우수가 유출되는 배수시설이 많아 배수유역도 많고 배수구역은 더욱 작게 세분화되었다.
- 37m3/s이며, 나머지 배수구역은 모두 1m3/s보다 작아 비교적 작은 관거가 낮은 경사로 설치되어 있는 것으로 나타났다. 배수구역별 배수유출량계수는 평균 8.87로서 배봉산공원보다 높게 나타나 우수유출량에 비해 배수유출량이 상대적으로 높은 것으로 밝혀졌으며, 21-b구역 114.57, 2구역 64, 32-a구역 48.23, 21-b구역 32.84, 12구역 13.83, 31-a 구역 11.75, 24구역 6.10, 8구역 5.83으로 나타났고, 특히 절개지에 설치된 산마루측구는 우수유출량이 매우 적음에도 불구하고 배수유출량이 높아 과다한 시설로 판단되었으며, 일부 배수구역 1-b, 30-b, 31-b～e, 32-c, 34, 35-b에서는 1보다 작아 배수유출량이 부족하였다.
- 2배 정도로 나타났다. 배수구역별 배수유출량은 평균 0.34m3/s로서 21-a구역 6.37m3/s이며, 나머지 배수구역은 모두 1m3/s보다 작아 비교적 작은 관거가 낮은 경사로 설치되어 있는 것으로 나타났다. 배수구역별 배수유출량계수는 평균 8.
- 11m3/s으로 높게 나타나고 있다. 배수구역별 우수유출량대비 배수유출량인 배수유출량계수는 평균 5.26이며, 배수구역 12, 15, 31, 14, 18, 17, 28에서 각각 17.30, 16.29, 8.47, 6.97, 6.05, 5.58, 4.19로 높게 나타났지만, 배수구역 3, 8, 10에서는 1보다 작아 배수유출량이 부족한 것으로 나타났다.
- 41ha이다. 배수유형별로는 표면배수구역 2.52ha(12.36%), 자연수로배수구역 0.56ha(2.75%), 개수로배수구역 10.14 ha(49.73%), 산마루측구배수구역 7.17ha(35.16%)를 차지하고 있어 상대적으로 인공적인 배수시설구역이 높게 나타났다. 배봉산공원은 전체 배수면적이 큰 반면 상대적으로 배수구역은 많지 않았으며, 각 배수유역은 규모가 크고 길어서 우수유출거리가 크며 경사도 급하여 이로 인한 침식이 많이 발생하고 있었다.
- 도시지역권 근린공원은 조성형이 52개소, 미조성형이 18개를 차지하고 있으며, 평지형이 10개소, 산지형이 60개소이다. 산지형 도시지역권 근린공원을 대상으로 배수유출지점을 명확하게 파악하고, 배수유역을 용이하게 구분하기 위해 공원경계가 불명확하고 인공적인 시설이 과다한 것을 제외한 결과, 종로구 낙산공원, 동대문구 배봉산공원 및 답십리공원, 서대문구 불광공원, 신사공원, 궁동공원, 마포구 성산공원 및 용왕산공원, 강서구 갈산공원 및 우장공원, 관악구 장군봉공원, 강남구 도곡공원, 송파구 오금공원 등 13곳이 사례로 나타났다. 이중에서 계획적으로 조성된 시가지에 위치한 조성형으로 송파구 오금공원과 기존 시가지에 위치한 미조성형으로 동대문구 배봉산공원을 연구대상으로 선정하였다.
- 배봉산공원은 정상능선을 기준으로 능선과 계곡에 의해 명확하게 배수유역이 분리되고, 유역별로 우수가 외부로 유출되는 중규모, 조방적, 분산형 배수체계를 이루고 있다. 상대적으로 표면유출거리가 길어 이를 완화하기 위해 산비탈에 차집관거를 설치하였으며, 서측면에는 목재보행데크가 설치되어 등산로변의 침식이 상대적으로 적으나, 동측면에는 경사방향으로 등산로가 위치하고 있어 등산로 주변의 침식이 심각한 상황이며, 배수로 역시 미관 및 기능상 불합리한 것이 다수 나타났다. 한편, 오금공원은 정상부를 중심으로 배수유역이 나뉘고 공원 전체를 U형 플륨관으로 둘러싸고 있으며, 공원경계부에 형성된 절개지에는 산마루 측구를 설치하여 집수하는 소규모, 집약적, 경계차집형 배수체계를 구성하고 있다.
- 87m3로 높게 나타났다. 우수유출량과 비교한 상대값인 배수시설용량계수는 평균 179.83으로 배수유역 28은 537.31, 배수유역 15는 367.82, 배수유역 2는 349.90, 배수유역 14는 320.14, 배수유역 18은 255.14, 배수유역 8은 223.21, 배수유역 17은 198.62등으로 배수시설의 용량이 높은 것으로 나타났다.
- 10m3으로 높게 나타났다. 우수유출량과 비교한 상대값인 배수시설용량계수는 평균 339.69로 배봉산공원에 비해 훨씬 높았으며, 배수유역 34는 1680.00, 배수유역 2는 1536.00, 배수유역 12는 594.00배수유역 25는 500.00, 배수유역 26은 489.600, 배수유역 28은 437.76등으로 배수시설용량계수가 매우 높게 나타났다. 이러한 결과를 비교해 보면 오금공원이 작은 면적에도 불구하고 배수시설용량이 배봉산공원보다 크게 나타났으며, 우수유출량과 비교한 배수시설용량계수도 오금공원이 훨씬 높게 나타나 상대적으로 배수유역별로 설치된 배수 시설의 총량이 많은 것으로 밝혀졌다.
- 69로 나타났다. 이러한 결과를 비교해 보면 배수시설의 용량을 나타내는 배수시설용량계수는 오금공원이 훨씬 높게 나타나 상대적으로 오금공원에서 배수유역별로 설치된 배수시설의 총량이 많으며, 집약적으로 설치된 것임을 의미 한다.
- 76등으로 배수시설용량계수가 매우 높게 나타났다. 이러한 결과를 비교해 보면 오금공원이 작은 면적에도 불구하고 배수시설용량이 배봉산공원보다 크게 나타났으며, 우수유출량과 비교한 배수시설용량계수도 오금공원이 훨씬 높게 나타나 상대적으로 배수유역별로 설치된 배수 시설의 총량이 많은 것으로 밝혀졌다. 이것은 오금공원에 상대 적으로 많은 배수시설이 집약적으로 설치된 것임을 의미한다.
- 이러한 결과를 종합하면 배봉산공원에서 표면배수 및 자연 수로에 의한 자연 우수유출량은 3.95m3/s(54.19%)이지만 인공 배수시설에 의한 우수유출량은 3.34m3/s(45.81%)로 낮게 나타나, 자연적이고 조방적인 배수체계를 구성하고 있다. 한편, 오금공원에서 자연 우수유출량은 0.
- 이러한 결과를 종합하면 배봉산공원은 지형적 특성으로 인하여 개수로의 경사와 유속이 높게 나타났으며, 대부분 배수구역에서 개수로 유속한계기준인 3m/s를 크게 초과하고 있는 반면, 오금공원은 경사가 완만하고 유속도 비교적 느린 안정된 조건을 유지하고 있었다. 배봉산공원은 배수구역별로 개수로의 규모와 경사가 커서 상대적으로 평균 배수유출량이 높게 나타났지만, 배수유출량계수는 배수구역별 우수유출량이 적은 오금공원보다 상대적으로 낮게 나타났다.
- 본 연구는 서울에 있는 산지형 도시근린공원을 대상으로 하며, 객관적이고 효율적인 조사분석을 위해 다음의 기준을 토대로 대상지를 선정하였다. 첫째, 근린생활권 및 도보권 근린공원은 대부분 규모가 작은 평지형이고, 광역권 근린공원은 산지형이지만 규모가 1, 000, 000m2이상으로 방대하고 서울시 및 경기도, 여러 구에 걸쳐 있어 조사분석의 효율성이 낮으므로 제외하였으며, 규모가 100, 000m 2이상인 도시지역권 근린공원을 대상으로 하였다. 둘째, 공원 경계가 명확하여 배수유출지점을 정확하게 파악할 수 있고, 공원부지 내 건축물이나 운동장 등 시설물이 많지 않아 배수유역을 구분하기 용이한 곳으로서 시가지로 둘러싸여 있는 산지형 근린공원을 연구의 대상으로 하였다.
후속연구
- 배수시설의 정비를 위해서는 산지형 공원의 강우 및 환경특성을 고려하여 효율적인 배수뿐만 아니라 식생 및 지형을 보호하고, 안전하고 편안한 이용을 도모하며, 친환경성을 증진하기 위한 배수계획이 필요하다. 구체적으로 표면유출거리를 줄여 침식을 방지하기 위한 차집시설이나 유속감속시설의 설치, 등산로 주변의 침식 방지 및 수로기능의 개선, 수로방향 및 집수 체계의 정비, 환경을 고려한 다양한 배수시설의 개발, 그리고 저류량 증대를 위한 시설 및 생태연못을 조성하기 위한 노력이 필요하다. 예시적으로 배봉산공원에서는 유역면적이 넓어 우수 유출량이 많은 배수유역 29, 21, 2, 10, 20에는 저류량 증대를 위한 시설을 도입해야 하며, 특히 많은 우수유출량에도 불구하고 표면배수에 의존하는 배수유역 29 및 20에서는 더욱 시급하다.
- 연구에서 도출된 배수유출량계수는 배수시설의 유출용량의 적정성을 판단하고 배수시설용량계수는 배수유역에서 배수시설의 설치 정도를 판단할 수 있는 계수로써 공원간의 배수유출량과 배수시설용량을 비교하는 계수로 활용할 수 있으며, 산지형 도시공원의 배수시설 계획 및 설계와 우수의 저류 및 생태적 가치를 증진시키는 친환경적인 배수체계를 구축하는 자료로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 산지형 도시근린공원 중 배봉산공원 및 오금공원만을 대상으로 하였으나, 도시공원의 배수시설 특성은 지형 및 경사, 식생, 배수유형 등에 영향을 받게 되어 공원에 따라 그 결과가 달라질 수 있으므로 더욱 많은 공원으로 대상으로 한 연구가 필요하며, 또한 공원에서 우수를 저류하고 생태적 가치를 증진시키는 친환경적인 배수체계 및 방법에 관한 연구가 필요하다.
- 구체적으로는 배수현황, 우수유출량, 배수유출량, 그리고 배수시설용량을 산출하고, 우수유출량과 배수유출량을 비교분석하기 위해 배수유출량계수를 산출하고 배수시설의 설치규모를 분석하고자 배수시설용량계수를 도출하여 배수구역 및 공원별로 비교분석하였다. 연구결과는 산지형 도시공원의 배수시설 계획 및 설계와 우수의 저류 및 생태적 가치를 증진시키는 친환경적인 배수체계를 구축하는 자료로 활용할 수 있다.
- 연구에서 도출된 배수유출량계수는 배수시설의 유출용량의 적정성을 판단하고 배수시설용량계수는 배수유역에서 배수시설의 설치 정도를 판단할 수 있는 계수로써 공원간의 배수유출량과 배수시설용량을 비교하는 계수로 활용할 수 있으며, 산지형 도시공원의 배수시설 계획 및 설계와 우수의 저류 및 생태적 가치를 증진시키는 친환경적인 배수체계를 구축하는 자료로 활용할 수 있다. 본 연구에서는 산지형 도시근린공원 중 배봉산공원 및 오금공원만을 대상으로 하였으나, 도시공원의 배수시설 특성은 지형 및 경사, 식생, 배수유형 등에 영향을 받게 되어 공원에 따라 그 결과가 달라질 수 있으므로 더욱 많은 공원으로 대상으로 한 연구가 필요하며, 또한 공원에서 우수를 저류하고 생태적 가치를 증진시키는 친환경적인 배수체계 및 방법에 관한 연구가 필요하다.
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