선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 연구에서의 현장분류는 고속도 로별로 분류하지 않고 대상 배수유역별 집수면적의 크기에 따라 현장분류를 하여 연구의 결과가 일률적으로 적용될 수있도록 하였다. 대상배수유역은 강우시 고속도로에서 노면 유출수가 발생되는 지역이며, 집수지역은 대상유역에서 발생된 노면유출수가 집수되어 저감시설을 설치할 수 있는 가용한 부지로 해석하였다.
- 본 연구의 목적은 고속도로 현장 특성별 비점오염저감시설의 적용시험을 통해 적정 저감시설 선정과 적용방안 제시로 노면유출수에 의한 비점오염저감물질을 최소화하여 고속도로 주변 토양오염과 수질오염을 예방하고 환경친화적인 고속도로 건설에 기여하는 것이다. 우리나라 고속도로의 길이는 2009년 12월 31일 기준으로 총 104,983 km로 이중 고속국도는 40개노선 3,776 km이며 일반국도는 13,819 km, 지방도는 18,138 km이다.
제안 방법
- 선정된 저감시설의 효율적 적용을 위해 3 단계 수행절차를 제시하였다. 1단계는 선정된 저감시설에 대해 적정 처리용량을 설계에 반영하여 정상적인 기능을 유지하고, 2단계는 여재교환 시기 결정으로 저감효율을 극대화 시키도록 하였으며, 3단계는 유지관리 시스템 구축으로 목표 효율의 달성을 이루도록 하였다. 이중 여재교환 시기 결정은 적용시험 결과 자연형의 경우 제거효율 하강 그래프가 완만한 경향을 보여 저감효율 변화가 급격한 장치형시설에 비해 여재교환 주기가 긴 것으로 분석되었으며, 부하량 기준의 BOD 제거효율이 40%이하로 2회 연속 분석된 경우 실시하는 것으로 판단하였다.
- 고속도로는 분명 대상 배수유역과 집수면적의 여건 등 여러 가지 환경특성에 의해 현장이 상이할 수 있으며, 세부적인 연구의 성과를 위해 현장별로 적용시험을 실시하였다. 고속도로의 현장분류는 비점오염원 최적관리지침에서 4 ha 이하의 소유역에 설치하는 식생여과대와 소규모습지의 설치기준을 적용하여 집수면적이 4 ha 이상인 지역은 집수면적이 넓은 지역으로, 미만인 지역은 집수면적이 좁은 지역으로 하였으며, 교량지역을 포함하여 3개 현장으로 분류하여 고속도로 모든 구간에서 적용 할 수 있도록 하였다.
- 고속도로는 분명 대상 배수유역과 집수면적의 여건 등 여러 가지 환경특성에 의해 현장이 상이할 수 있으며, 세부적인 연구의 성과를 위해 현장별로 적용시험을 실시하였다. 고속도로의 현장분류는 비점오염원 최적관리지침에서 4 ha 이하의 소유역에 설치하는 식생여과대와 소규모습지의 설치기준을 적용하여 집수면적이 4 ha 이상인 지역은 집수면적이 넓은 지역으로, 미만인 지역은 집수면적이 좁은 지역으로 하였으며, 교량지역을 포함하여 3개 현장으로 분류하여 고속도로 모든 구간에서 적용 할 수 있도록 하였다.
- 본 연구에서의 현장분류는 고속도 로별로 분류하지 않고 대상 배수유역별 집수면적의 크기에 따라 현장분류를 하여 연구의 결과가 일률적으로 적용될 수있도록 하였다. 대상배수유역은 강우시 고속도로에서 노면 유출수가 발생되는 지역이며, 집수지역은 대상유역에서 발생된 노면유출수가 집수되어 저감시설을 설치할 수 있는 가용한 부지로 해석하였다. 집수지역 크기의 기준은 ｢비점오 염원 최적관리지침｣ (MOE, 2010)에서 집수면적이 4 ha 이하의 소유역에 설치하는 식생여과대와 2~4 ha의 소규모 집수면적에 적용되는 소규모습지의 설치기준을 적용하여 Table 1과 같이 집수면적이 4 ha 이상인 지역은 집수면적이 넓은 지역으로, 미만인 지역은 집수면적이 좁은지 역으로 하였으며, 교량지역을 포함하여 3개 현장으로 분류하여 고속도로 모든 구간에서 적용할 수 있도록 하였다.
- 또 배수구역의 투수특성에 따라 달라지지만 강우량이 적을 경우에는 실제 유출이 발생하지 않을 가능성이 있다. 따라서 최소 72시간 이상의 선행 건기일수를 확보할 수 있는 강우사상을 대상으로 10 mm 이상의 강우량을 가지는 강우를 대상으로 선정하도록 하였으며, 대상시설에 대한 객관적인 평가를 위한 시료채취빈도는 1회 강우 시마다 6회 이상 실시하였다.
- , 2006). 본 장에서는 Fig. 3과 같이 1단계는 적정처리용량을 설계에 반영하여 정상적인 기능을 유지하고, 2단계는 여재 교환시기 결정으로 저감효율을 극대화하며, 3단계는 유지 관리 시스템구축으로 목표효율의 달성을 이루도록 하였다.
- 비점오염저감시설의 배수유역으로부터 유입되는 오염물질부하량을 정확히 산출하고, 저감시설의 제거효율을 평가하기 위해서는, 비점오염저감시설로 유입되거나 비점오염저감시설에서 유출되는 유량을 정확하게 측정하여야 하므로, 유속계를 사용할 수 있는 수심이 확보된 경우 일반적인 유속계를 사용하고, 측정이 곤란한 지점 등에는 이동식 유량계, 봉부자법, 용기법을 병행하여 유량을 측정하였다 (Kim et al., 2004).
- 제거효율 만족도 우선 순위는 침투저류조>여과형시설>식생여과대 순이며, 교량지 역은 대부분 하천과 근접해 있어 적극적인 비점오염 저감대 책이 요구되었다. 선정된 저감시설의 효율적 적용을 위해 3 단계 수행절차를 제시하였다. 1단계는 선정된 저감시설에 대해 적정 처리용량을 설계에 반영하여 정상적인 기능을 유지하고, 2단계는 여재교환 시기 결정으로 저감효율을 극대화 시키도록 하였으며, 3단계는 유지관리 시스템 구축으로 목표 효율의 달성을 이루도록 하였다.
- 이에 전국토의 70%가 산지로 구성된 지형의 특성상 도로 건설로 인한 환경훼손의 문제점이 지속적으로 제기되어와 향후 환경과 조화된 도로건설을 위해 환경영향평가 대상으로 비점오염원 설치신고 대상사업인 고속도로 건설에 대해 비점오염저감시설의 적정한 선정 및 효율적인 적용방안을 마련 하고자 1단계로 적정처리용량을 설계 반영, 2단계는 여재교환시기의 결정, 그리고 3단계는 유지관리 시스템구축을 위한 기술적인 방안을 검토하여 고속도로 현장별로 최종 선정된 비점오염저감시설의 처리효율을 극대화하기 위해서 방안을 마련하고자 하였다 (MTLM, 2010).
- 대상배수유역은 강우시 고속도로에서 노면 유출수가 발생되는 지역이며, 집수지역은 대상유역에서 발생된 노면유출수가 집수되어 저감시설을 설치할 수 있는 가용한 부지로 해석하였다. 집수지역 크기의 기준은 ｢비점오 염원 최적관리지침｣ (MOE, 2010)에서 집수면적이 4 ha 이하의 소유역에 설치하는 식생여과대와 2~4 ha의 소규모 집수면적에 적용되는 소규모습지의 설치기준을 적용하여 Table 1과 같이 집수면적이 4 ha 이상인 지역은 집수면적이 넓은 지역으로, 미만인 지역은 집수면적이 좁은지 역으로 하였으며, 교량지역을 포함하여 3개 현장으로 분류하여 고속도로 모든 구간에서 적용할 수 있도록 하였다.
- 현장별 적용시험을 위한 저감시설은 시설의 장 ･ 단점과 국내 ･ 외의 적용사례를 분석하여 선정하였으며, 선정된 저감시설은 TSS, BOD, COD, T-N, T-P의 5개 분석항목의 제거효율과 부지선정의 적합성, 경제성, 유지관리의 용이성 등의 평가요소를 고려하여 최종저감시설을 선정하였다.
- 최적의 저감시설을 선정하기 위한 조건으로 제거효율성이 매우 중요하지만 부지선정의 적합성, 경제성, 유지관리의 용이성, 국가관리 정책 등 종합적인 평가요소를 고려하여 기술적 평가를 통해 선정된 시설이 최대의 비점오염물질 저감을 달성할 수 있다 (Cho, 2008). 환경이 상이한 고속도로 현장별로 최적의 저감시설을 선정하기 위해서는 현장별 제거효율이 높은 저감 시설별로 선정된 부지의 적정성 평가와 설계요소 평가표에 의해 우선 결정하고, 자연형시설과 장치형시설의 경제성 분석과 유지관리의 용이성 등의 기술적 평가를 고려하여 최종 저감시설을 선정하도록 한다.
대상 데이터
- 고려요소는 시설의 장 ･ 단점, 소요 부지면적, 설치비용, 안정성, 지역사회 적용성 등 5개의 요소로 평가하여 3개 이상의 좋은 평가를 받은 시설을 적용시험 시설로 선정하였으 며, 적용사례는 한국환경공단에서 2006년 말 국내 처음으로 한강수계의 용인, 광주 및 이천 지역 등에 준공된 25개 시범시설에 대한 모니터링과 유지관리를 시행한 결과와 2008년 한국도로공사에서 고속도로에 설치한 저감시설 중자연형 4개 시설, 장치형 9개 시설에 대한 모니터링 결과를 적용하였다. 외국의 사례는 미국을 중심으로 비점 오염저감 시설 설치 적용사례를 분석하여 고속도로에 적용할 수 있는 시설을 Table 2와 같이 선정하였다.
- 국내의 비점오염저감시 설의 종류에는 자연형시설 9개와 장치형시설 5개 등 총 13 개 시설이 있으며, 본 연구에서 고속도로 현장별 적용시험을 위한 저감시설 선정은 저감시설의 고려요소의 평가로 선정한 결과와 국내 ･ 외 적용사례 분석 자료를 활용하여 선정 하도록 하였다 (EX, 2008).
- 고려요소는 시설의 장 ･ 단점, 소요 부지면적, 설치비용, 안정성, 지역사회 적용성 등 5개의 요소로 평가하여 3개 이상의 좋은 평가를 받은 시설을 적용시험 시설로 선정하였으 며, 적용사례는 한국환경공단에서 2006년 말 국내 처음으로 한강수계의 용인, 광주 및 이천 지역 등에 준공된 25개 시범시설에 대한 모니터링과 유지관리를 시행한 결과와 2008년 한국도로공사에서 고속도로에 설치한 저감시설 중자연형 4개 시설, 장치형 9개 시설에 대한 모니터링 결과를 적용하였다. 외국의 사례는 미국을 중심으로 비점 오염저감 시설 설치 적용사례를 분석하여 고속도로에 적용할 수 있는 시설을 Table 2와 같이 선정하였다. 집수면적이 넓은 지역은 한강수계에서 모니터링한 7개 시설을 시험 적용 하였으 며, 집수면적이 좁은 지역은 고속도로에서 적용 시험한 6개 시설을 적용하고, 교량지역 3개 시설은 한강수계 및 고속도 로에 설치한 시설을 적용시험 하였다.
- 유량측정지점은 자연형시설의 경우 유입부와 유출부 2개소를 측정하고, 장치형시설은 유입부 1개소를 측정하였다. 비점오염 저감시설의 성능을 평가하기 위해서는 적절한 시료채수와 유량측정이 요구되며, Fig.
- 장치형시설은 경부고속도로 서울요금소 분당방면에 2개 소를 선정하여 적용시험을 하였다. 교량개발사업 추진 시별도의 비점오염저감계획을 수립하지 않는 경우 불투수면적 증가로 인해 약 0.
- 국내 고속도로는 주변의 부지면적이 충분하지 않고 배수유역으로부터의 침투율이 낮아 유출계수가 상당히 높으며, 유출수로부터 유출되는 비점오염물질의 양은 다른 토지이용에 비해 높은 특징을 가지고 있다 (Jang, 2009). 적용시험시설현황은 Table 3과 같으며 집수면적이 넓은 지역은 용인지역을 위주로 자연형시설 5개소, 장치형시설 2개소가 선정되었으며, 고속도로에 설치된 비점오염저감시설 중 집수면적이 넓은지역은 설치가 제한되어 환경부에서 한강수계 비점오염저감시설 모니터링을 실시하기 위해 부지의 적합성을 검토하여 선정한 저감시설을 적용시험에 포함하였다.
- 외국의 사례는 미국을 중심으로 비점 오염저감 시설 설치 적용사례를 분석하여 고속도로에 적용할 수 있는 시설을 Table 2와 같이 선정하였다. 집수면적이 넓은 지역은 한강수계에서 모니터링한 7개 시설을 시험 적용 하였으 며, 집수면적이 좁은 지역은 고속도로에서 적용 시험한 6개 시설을 적용하고, 교량지역 3개 시설은 한강수계 및 고속도 로에 설치한 시설을 적용시험 하였다.
- 집수면적이 좁은 지역은 인공습지의 경우 영동고속도로 강릉방향 여주 JCT인근에 위치하고 있으며, 당초 폐도지역을 이용하여 인공습지로 조성하였으며, 식생수로는 영동고 속도로 강릉방향 북수원 IC 인근에 위치하고 당초 U형 개거를 개선하여 조성하였다. 침투도랑은 경부고속도로로 서울 방향 신갈JCT 영동고속도로 아래에 위치하고 있으며, 녹지 지역을 조성하였다.
이론/모형
- 환경부에서 수행한 한강수계 비점오염저감시설 모니터링 결과에 의하면 ER은 과소값, ROFM과 ROL은 과대값이 많고 SOL은 중간 값이 많은 것으로 나타났다. 집수면적이 넓은 지역에서는 산정방법에 따른 저감효과 상호비교에 도움을 주고자 4가지 방법 모두를 접근하였으며, 집수면적이 좁은지역과 교량지역은 비점오염저감시설 처리효율 산정방법중 대표 할 수 있는 부하량 합산법 (Summation of Loads, SOR)으로 유입수, 유출수의 유량 및 수질 분석결과를 활용 하였다. 저감시설에서의 오염물질별 부하량 합산법의 처리 효율 산정식 (1)은 다음과 같다.
성능/효과
- 고속도로에서 보다 효율적인 비점오염물질 저감을 위해 고속도로의 특성을 고려하여 집수면적이 넓은 지역과 집수면적이 좁은 지역, 교량지역으로 구분하여 적용시험을 하였으며, TSS, BOD, COD, T-N, T-P의 5개 분석항목으로 제거효율을 분석한 결과 Table 4와 같으며, 배수지역 면적현황, 설치위치, 강우 량과 강우일수, 유입 및 유출량의 양과 성상, 설치용량, 유지관리, 토사유출 등에 의해 시설별 제거효율의 만족도가 상이하였다.
- 저감시설별 제거효율 우선순위는 침투도랑>식생수로>침투여과조>여과형시설>와류형시설순이며, 부지면적을 크게 요구하는 인공습지, 침투저류지 등의 시설은 설치가 제한되었다. 교량지역 저감시설에 대한 제거효율 분석 결과, 침투저류지는 모든 항목을 만족하였 으며, 여과형시설은 TSS, COD, T-N, 식생여과대는 TSS, T-N, T-P의 3개 항목을 만족하였다. 제거효율 만족도 우선 순위는 침투저류조>여과형시설>식생여과대 순이며, 교량지 역은 대부분 하천과 근접해 있어 적극적인 비점오염 저감대 책이 요구되었다.
- 비점오염저감시설에 소요되는 비용은 시설설치비와 유지관리비로 구분되며, 자연형시설 45개소와 장치형시설 135개소 등 총 180개 시설에 대한 평균 수치로 경제성을 분석하였으며, 저감시설 1개소당 평균 배수 유역면적은 자연형시설 5,231 ㎡이고, 장치형시설은 1,616 m 2인 것으로 분석되었고, 저감시설 1개소당 평균 설치비는 자연형시설 28,175천원/1개소, 장치형시설 45,743천원/1개소로 분석되었다. 이는 동일 배수유역 (5,000 m 2 )에 저감시설을 설치할 경우 자연형시설의 설치비는 26,931천원, 장치형 시설은 141,532천원이 소요될 것으로 분석하여, 자연형시설이 장치형시설에 비해 설치비가 적게 소요될 것으로 검토되 었다 (EX, 2008).
- 4와 같이 자연형시설 (침투형) 의 경우 제거효율 하강 그래프가 완만한 경향을 보여 여재 교환주기가 길 것으로 예상되며, 장치형시설 (필터형)의 경우 저감효율 변화가 급격하여 자연형시설 (침투형)에 비해 여재교환주기가 짧을 것으로 판단된다. 여재교환 시기는 저감시설 선정시 저감시설의 제거효율인 BOD 40%를 기준으로 그 이하일 경우를 여재교환시기로 선정함이 타당할 것으로 판단되며, 모니터링 시 Fig. 5와 같이 제거효율의 변동 폭이 크므로, 부하량 기준의 BOD제거효율이 40%이하로 1 회 조사되었을 경우 이후 6개월 이내에 재조사를 실시하여, 2회 연속으로 제거효율이 40%이하로 분석된 경우 여재교환을 실시하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
- 1단계는 선정된 저감시설에 대해 적정 처리용량을 설계에 반영하여 정상적인 기능을 유지하고, 2단계는 여재교환 시기 결정으로 저감효율을 극대화 시키도록 하였으며, 3단계는 유지관리 시스템 구축으로 목표 효율의 달성을 이루도록 하였다. 이중 여재교환 시기 결정은 적용시험 결과 자연형의 경우 제거효율 하강 그래프가 완만한 경향을 보여 저감효율 변화가 급격한 장치형시설에 비해 여재교환 주기가 긴 것으로 분석되었으며, 부하량 기준의 BOD 제거효율이 40%이하로 2회 연속 분석된 경우 실시하는 것으로 판단하였다. X축을 시간으로 선정할 경우 강우 시 마다 강우빈도와 오염물질의 양과 성상이 다르고 강우 일수와 강우량이 지역별로 상이하여 모니터링 횟수로 여재교환 주기를 산정하였다.
- 저감시설별 제거효율 만족도는 침투저류 지>침투도랑>인공습지>식생수로>식생여과대>여과형>와류형 순으로 나타났다.
- 환경영향평가 또는 재협의 대상인 고속도로 건설사업시 현장별로 효율적이면서 경제적인 적정의 저감시설을 선정 하여 적용할 수 있는 방안을 제시하기 위한 연구의 결과는 다음과 같다. 집수면적이 넓은 지역에서의 TSS, BOD, COD, T-N, T-P의 5개 분석항목의 제거효율 분석결과 자연형시 설이 장치형시설보다 높았으며, 모든 시설이 환경부 제거효 율을 만족하였다. 저감시설별 제거효율 만족도는 침투저류 지>침투도랑>인공습지>식생수로>식생여과대>여과형>와류형 순으로 나타났다.
- 환경부에서 수행한 한강수계 비점오염저감시설 모니터링 결과에 의하면 ER은 과소값, ROFM과 ROL은 과대값이 많고 SOL은 중간 값이 많은 것으로 나타났다. 집수면적이 넓은 지역에서는 산정방법에 따른 저감효과 상호비교에 도움을 주고자 4가지 방법 모두를 접근하였으며, 집수면적이 좁은지역과 교량지역은 비점오염저감시설 처리효율 산정방법중 대표 할 수 있는 부하량 합산법 (Summation of Loads, SOR)으로 유입수, 유출수의 유량 및 수질 분석결과를 활용 하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.