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문제 정의
- 이는 현재 시공 및 적용이 이루어지고 있는 LID 기술에 대한 물순환 효과 이외에 시공 과정에서 발생하는 LID 기술의 투자비용과 적용으로 인해 얻을 수 있는 편익에 대한 정량적인 분석 사례가 미비하여 사업성과 경제성에 대한 확신이 부족한 실정으로 시공이 이루어지고 있음을 의미한다. 따라서 본 연구에서는 도시 주거단지를 대상으로 LID 기술 적용에 따른 물순환 개선효과를 분석하고, 이에 따라 발생할 수 있는 비용편익 분석을 통해 LID 기술의 경제성과 실효성을 분석하고자 하였다
- 물수지 분석을 통해 개선된 물순환 효과를 위해 필요한 LID 적용 비용과 그 비용을 상쇄할 수 있는 편익 계상을 통해 LID 기술의 적용 타당성을 확인하고자 하였다. 비용- 편익 계산을 위해서는 향후 진행될 연차에 따라 책정될 미래가치를 현재의 가치로 환산이 필요하여 Eq.
- 본 연구에서는 친환경시범마을을 대상으로 지구단위계획 시행지침에서 제시하고 있는 LID 기술의 적용이 대상지역 물순환에 미치는 영향과 비용편익을 분석하였다. LID 기술은 빗물통, 투수성포장, 침투트렌치를 적용하였으며, 2007년부터 2016년까지의 기상자료를 이용하여 장기유출분석을 수행하였다.
제안 방법
- (2014)의 연구를 참고하였다. LH의 설계ㆍ견적 팀에서 제시한 재료비 및 시공비를 바탕으로 투수아스콘 포장에 대한 초기 설치비용을 제시하였으며, 10년 교체주기로 덧씌우기 비용과 유지관리비를 산정하였다. 대상지는 투수아스콘 포장을 기준으로 Table 10과 같이 설정하였다.
- 본 연구에서는 친환경시범마을을 대상으로 지구단위계획 시행지침에서 제시하고 있는 LID 기술의 적용이 대상지역 물순환에 미치는 영향과 비용편익을 분석하였다. LID 기술은 빗물통, 투수성포장, 침투트렌치를 적용하였으며, 2007년부터 2016년까지의 기상자료를 이용하여 장기유출분석을 수행하였다. 분석결과 LID 시설의 적용으로 인해 침투량 6.
- LID 기술의 적용에 대한 투자비용을 편익과의 비교를 통해 사업성을 분석하였다. 비용요인으로는 빗물통, 투수성포장, 침투트렌치의 초기 설치비용과 유지관리비용을 고려하였으며, 편익요인은 직접 편익인 사적 편익과 사회적 편익으로 분류하였다.
- LID 기술이 반영된 지역을 선정하여 지구단위 계획의 시행지침을 기준으로 단지에 적용 가능한 LID 기술 방안에 대해 고려하였고, 설정한 방안들을 바탕으로 SWMM 모형을 구축하였다. 모형에 적용된 LID 기술의 설치비용을 초기 설치비와 유지관리비를 고려하여 총 투자비용을 산정하였고, 투자비용을 상쇄할 수 있는 편익 방안을 제시하였다.
- LID 적용 비용요인을 저감 및 상쇄할 수 있도록 상하수도 요금 절감, 정기적 옥상 관리비용 절감, 냉·난방 전기요금 절감 등의 편익요인을 원단위 기반으로 정량화 하였다.
- 물순환 효과 분석에는 LID 시설을 적용하여 모의할 수 있는 SWMM 모형이 국내외적으로 널리 활용되고 있다. SWMM 모형을 적용한 연구로는 저탄소 녹색마을에 자연계 물순환 복원을 위한 LID 시설을 설치하여, 설치 전후의SWMM 5.0 모의 분석 결과 비교를 통해 물순환 복원 효과를 제시하였고(Lee et al., 2011), 공동주택단지 3개소를 대상으로 LID 기술 적용 전후의 물수지 인자 변화에 따른 물순환 개선효과를 SWMM 5.0 모형을 통해 분석하였다(Suh and Lee, 2013). 또한, 신도시의 특성을 반영한 설계 인자를 활용하여 도시 개발 전후의 LID 기법 적용에 따른 물수지 변동 특성을 SWMM 5.
- 총 분석기간은 철근콘크리트조의 내용연수 기간인 40년까지 수행하였고, 매 10년에 대한 결과를 Table 16에 정리하였다. 각 년차에 따른 비용과 편익을 계산하여 편익/비용의 비율로 나타내었다. 친환경시범마을의 LID 적용에 따른 B/C Ratio 그래프는 Fig.
- 대상지 전체면적에 적용된 건물과 녹지 비율 등은 각 243세대에 적용한 기준을 총합한 것으로 세부적인 계획의 설명을 위해 세대별 기준으로 수행하였다. 각 세대는 빗물이용시설의 설치를 의무화하고 있어 면적의 50%로 설정한 건물옥상의 불투수면적에서 차집된 강우-유출수를 수용할 수 있는 빗물통을 설치해 유출 저감과 우수 재이용을 하도록 계획하였다. 강우시 빗물통 저장용량을 초과하는 월류수는 유역의 투수면적으로 전달되어 침투 및 표면저류를 거쳐 유역의 유출구로 배수된다.
- 대상지는 투수아스콘 포장을 기준으로 Table 10과 같이 설정하였다. 단지내 도로면적 6,000 m2에 적용하여 425,000,000 won 의 초기비용과 37,602,000 won/yr의 덧씌우기비, 1,603,000won/yr의 유지관리비를 산정하였다.
- 송산그린시티 동측지구 지구단위계획의 친환경시범마을 시행지침에서 제시한 기준을 근거로 지구 내 LID 요소기술 적용을 Table 6과 같이 설계하였다. 대상지 전체면적에 적용된 건물과 녹지 비율 등은 각 243세대에 적용한 기준을 총합한 것으로 세부적인 계획의 설명을 위해 세대별 기준으로 수행하였다. 각 세대는 빗물이용시설의 설치를 의무화하고 있어 면적의 50%로 설정한 건물옥상의 불투수면적에서 차집된 강우-유출수를 수용할 수 있는 빗물통을 설치해 유출 저감과 우수 재이용을 하도록 계획하였다.
- 대상지는 강우시 유출량의 집중을 분산 관리할 수 있도록 소유역 단위로 분산식 빗물관리 시스템을 적용하여 설계되었고, 분산식 배수분구에 따라 EE1~6까지 총 6개의 소유역으로 구분되며, 각각의 면적과 소유역에 포함되는 세대수는 Table 2에 표시하였다.
- 대상지역과 관측소 선정에서 설정한 각각의 면적과 관측자료 등을 바탕으로 기본 변수들을 입력하여 SWMM 모형을 구축하였다. 소유역의 조도계수와 저류깊이 등의 매개변수는 Koo and Seo (2017)가 도시개발 지역에서 실제 모니터링을 바탕으로 산정한 매개변수 값을 적용하였다.
- 0 모형을 통해 분석하였다(Suh and Lee, 2013). 또한, 신도시의 특성을 반영한 설계 인자를 활용하여 도시 개발 전후의 LID 기법 적용에 따른 물수지 변동 특성을 SWMM 5.0으로 분석 하였다(Park etal., 2013).
- LID 기술이 반영된 지역을 선정하여 지구단위 계획의 시행지침을 기준으로 단지에 적용 가능한 LID 기술 방안에 대해 고려하였고, 설정한 방안들을 바탕으로 SWMM 모형을 구축하였다. 모형에 적용된 LID 기술의 설치비용을 초기 설치비와 유지관리비를 고려하여 총 투자비용을 산정하였고, 투자비용을 상쇄할 수 있는 편익 방안을 제시하였다.
- 빗물통에 우수가 항시 저장되어 있지 않기 때문에, 우수가 저장되어 있어 연간 옥상에 냉·난방이 가능한 일수의 산정이 필요하다. 물수지 개선 효과 분석에서 명시한 연간 빗물 저장량 237.87 mm에 세대당 건물면적 235 m2을 곱하여 연간 세대당 저장량 55.90 m3을 계산하였고, 세대당 저장량에 빗물통의 세대당 일평균 빗물이용량 0.201 m3/day을 나누어 연간 세대당 빗물통에 우수가 저장되어 있는 날 278 day을 산정하여 빗물의 사용이 가능한 옥상저류 가능 비율 0.76을 결정하였다.
- 유지관리비는 각 시설의 전기요금, 청소비, 보수비 등의 금액을 총합하여 연차 진행에 따라 현재가치법으로 산정하였다. 미래가치 FV는 연차가 진행됨에 따른 유지관리비용을 적용하여 계산하였다. LID 기술 설치 이후 1년차부터 40년차의 비용에 대해 현재가치법 Eq.
- 이는 친환경시범마을의 전체면적 120,000 m2 중 건축면적 57,000 m2, 녹지면적 48,000 m2을 제외한 도로와 불투수면적 15,000 m2를 포장면적으로 설정하였고, 이 중 30 %인 4,500 m2 이상에 투수성 포장을 적용하도록 설정하였다. 불투수면적 9,000 m2에는 침투트렌치를 적용하였으므로, 나머지 도로 6,000 m2에 투수성 포장을 적용하여 시행지침 기준을 만족하고자 하였다. 도로는 폭 20 m 내외로 보도를 제외한다면 왕복 2 ~ 4차선 도로이고, 단독주택 특성상 대형차량의 통행이 없는 교통량이 적은 지역이기 때문에 투수성 포장으로도 도로의 충분한 내구성을 가질 수 있을 것으로 판단하였다.
- LID 기술의 적용에 대한 투자비용을 편익과의 비교를 통해 사업성을 분석하였다. 비용요인으로는 빗물통, 투수성포장, 침투트렌치의 초기 설치비용과 유지관리비용을 고려하였으며, 편익요인은 직접 편익인 사적 편익과 사회적 편익으로 분류하였다. 사적 편익으로는 상수도 사용액 절감 비용, 정기적 옥상관리 비용 절감, 냉·난방용 전기 요금 절감 등을 고려하였고, 사회적 편익으로는 상수도 생산원가와 하수처리비용 단가를 선정하였다.
- 비용요인으로는 시설의 초기 설치비용과 유지관리비용을 고려하였고, 빗물통, 투수성포장, 침투트렌치 등 각각의 요소기술 적용 특성별 자재비, 경비, 노무비에 따라 최종적인 공사비를 결정하였다.
- 빗물통, 투수성포장, 침투트렌치의 초기 설치비와 유지관리비를 분석하였다. 초기 설치비는 최초 시공 시에 적용되는 금액으로 연차의 진행에 따라 추가 비용은 없다.
- 빗물통에서의 빗물 이용량은 빗물통의 편익 분석에서 고려할 내용을 바탕으로 화성시의 세대당 일평균 빗물이용량(Rg) 0.201 m3/day을 SWMM모형 LID tool의 빗물통시간당 배수 유량 값인 Flow coefficient 값으로 환산 입력하여 빗물통 용량에 부합하는 세대당 일평균 빗물통의 이용량 0.0351 mm/hr를 반영하도록 설정하였다.
- 빗물통의 저장수를 이용하여 냉·난방용 전기요금 절감에 대한 편익을 고려하였다.
- 상하수도 요금 절감에 대한 편익으로는 가정용 상수도사용액 절감에 대한 사적 편익과, 상수도 생산원가와 하수처리비용 단가에 대한 사회적 편익을 고려하였다. 상수도 요금에 대한 편익으로는 빗물통에 저장되어 있는 저장수의 빗물 재이용을 고려하여 주택단지 생활용 상수도 요금 절감에 대한 사적편익과 상수도 생산원가 절감에 대한 사회적 편익을 고려하였다. 빗물 이용으로 인한 상수도 비용 절감 계산을 위해 Lee et al.
- 단지내 우수유출 저감시설은 MLTMA (2011)의 평가항목‘우수부하 절감대책’ 1급 기준에 해당하는 저감시설로 인한 집수면적이 대지 전체면적의 30 % 이상 설치할 것을 권장하고 있다. 앞서 적용한 빗물통 집수면적 57,000 m2과 투수성포장 6,000 m2 만으로도 대지면적의 52.5 %에 우수유출 저감시설을 설치한 것으로 1급 기준을 만족하였으나, 빗물통 산정시 세대당 부담하는 빗물통 용량의 비현실성으로 인해 규모를 대폭 축소하였고, 도로에 적용한 투수성포장을 제외하고 단지 내에 적용 가능한 침투능 향상 기술이전무하여 불투수면적을 대상으로 침투트렌치를 적용하였다. 침투트렌치는 도로를 제외한 전체 주거면적 114,000 m2의불투수면적 7.
- 초기 설치비는 최초 시공 시에 적용되는 금액으로 연차의 진행에 따라 추가 비용은 없다. 유지관리비는 각 시설의 전기요금, 청소비, 보수비 등의 금액을 총합하여 연차 진행에 따라 현재가치법으로 산정하였다. 미래가치 FV는 연차가 진행됨에 따른 유지관리비용을 적용하여 계산하였다.
- 송산그린시티 동측지구 시행지침에서는 단지 내 총 포장면적의 30 % 이상을 투수성 포장으로 설치할 것을 고시하였다. 이는 친환경시범마을의 전체면적 120,000 m2 중 건축면적 57,000 m2, 녹지면적 48,000 m2을 제외한 도로와 불투수면적 15,000 m2를 포장면적으로 설정하였고, 이 중 30 %인 4,500 m2 이상에 투수성 포장을 적용하도록 설정하였다. 불투수면적 9,000 m2에는 침투트렌치를 적용하였으므로, 나머지 도로 6,000 m2에 투수성 포장을 적용하여 시행지침 기준을 만족하고자 하였다.
- 이에 본 연구에서는 MLTMA (2011) 최소기준과세대당 부담을 고려하여 3급 기준인 건축면적(m2) × 0.01 m를 적용하여 세대당 2.35 m3, 전체 570 m3 규모의 빗물 통 용량을 결정하였다.
- 강우시 빗물통 저장용량을 초과하는 월류수는 유역의 투수면적으로 전달되어 침투 및 표면저류를 거쳐 유역의 유출구로 배수된다. 전체면적의 5%인 도로 면적에는 투수성 포장을 7.5%에는 침투트렌치를 설치하였고, 빗물통의 유출 시스템과 같이 침투용량을 초과하는 월류수는 투수면적으로 전달되어 유역 유출구로 배수되는 프로세스를 Fig. 2와 Fig. 3과 같이 설계하였다.
- 침투트렌치 전문 제작업체 3곳을 대상으로 유선 및 이메일 조사를 수행하였고, 응답 결과 최근의 침투트렌치 시공방식은 현장 타설이 아닌 주문 제작 후 운송하여 조립하는 방식이라는 점과 시설은 2 m 단위로 단가를 산정하며 시공 후 추가적인 유지관리 비용은 없다는 점을 확인하였다. 지구단위계획에 따른 단지 시공 시 추가 설치 가능한 공사이기에 공사비와 노무비는 제외하고 자재비에 대한 설치비용만을 비교하여 최소 견적을 선정하였다. 침투트렌치는 앞서 결정한 변수들에 따라 전체 9,000 m2, 세대당 37 m2의집수면적을 가지고, Fig.
- 5 %에 우수유출 저감시설을 설치한 것으로 1급 기준을 만족하였으나, 빗물통 산정시 세대당 부담하는 빗물통 용량의 비현실성으로 인해 규모를 대폭 축소하였고, 도로에 적용한 투수성포장을 제외하고 단지 내에 적용 가능한 침투능 향상 기술이전무하여 불투수면적을 대상으로 침투트렌치를 적용하였다. 침투트렌치는 도로를 제외한 전체 주거면적 114,000 m2의불투수면적 7.5%인 9,000 m2의 강우를 집수하도록 설계하였고, 세대당 37 m2의 면적을 설치하도록 설정하였다. 이상의 적용 방안은 Fig.
대상 데이터
- LID 적용 방안에 따라 구축한 SWMM 모형을 2007년부터 2016년까지 10년간의 강우사상으로 모의를 수행하였다. 모의 수행 결과를 강수량, 증발량, 침투량, 저장량, 유출량의 물수지 인자로 나누어 Table 13에 정리하였다.
- 기상청의 수원관측소 지점 2007년 1월부터 2016년 12월까지 총 10개년의 강수량, 증발량, 기온을 수집하였다. 강우 자료는 10년간 시단위 관측자료를 활용하였고, 증발량과 기온은 10개년 일평균 자료를 바탕으로 월평균으로 정리하여 Table 3과 Table 4에 나타내었다.
- 경기도 화성시 송산면의 송산그린시티 동측 주거단지 진입부에 위치한 친환경시범마을을 대상지역으로 선정하였다. 대상지는 243세대 계획인구를 대상으로 120,000 m2의 면적에 설계된 블록형 단독주택 주거용지로 선도적 친환경 설비 및 생태환경 구현에 적합한 단지 조성을 목표로 충분한 녹지의 확보, 건축물 및 주차장 녹화, 투수성 포장 등의 기법을 적극적으로 도입하도록 계획되었다.
- 송산그린시티 동측지구에 위치한 연구대상 지역은 경기도 화성시 시화호 일대의 간척지로 연구대상지 주변에 위치한 AWS 관측자료는 기록년수에 따른 표본의 수가 충분하지 않고 이상값과 결측값의 분포가 많아 비교적 정확하고 장기간 관측을 수행하고 있는 수원기상대를 선정하였다. 기상청의 수원관측소 지점 2007년 1월부터 2016년 12월까지 총 10개년의 강수량, 증발량, 기온을 수집하였다. 강우 자료는 10년간 시단위 관측자료를 활용하였고, 증발량과 기온은 10개년 일평균 자료를 바탕으로 월평균으로 정리하여 Table 3과 Table 4에 나타내었다.
- 경기도 화성시 송산면의 송산그린시티 동측 주거단지 진입부에 위치한 친환경시범마을을 대상지역으로 선정하였다. 대상지는 243세대 계획인구를 대상으로 120,000 m2의 면적에 설계된 블록형 단독주택 주거용지로 선도적 친환경 설비 및 생태환경 구현에 적합한 단지 조성을 목표로 충분한 녹지의 확보, 건축물 및 주차장 녹화, 투수성 포장 등의 기법을 적극적으로 도입하도록 계획되었다. 연구대상지역의지리적 위치는 Fig.
- 유역의 침투 산정식으로는 최대 및 최소 침투량 간의 비선형 방정식으로 계산되는 Horton의 침투식을 선정하였다. 대상지역은 간척지에 개발되어 기반 토양이 clay로, 토양 형질이 주거단지에 적합하지 않기 때문에 일정 깊이 이상의 성토 및 다짐을 수행하여 양토에 준하는 투수계수를 가지도록 조성되었다. 대상지의 SWMM 구축에 적용한 기본 매개변수 설정은 Table 5와 같이 정리하였다.
- 송산그린시티 동측지구에 위치한 연구대상 지역은 경기도 화성시 시화호 일대의 간척지로 연구대상지 주변에 위치한 AWS 관측자료는 기록년수에 따른 표본의 수가 충분하지 않고 이상값과 결측값의 분포가 많아 비교적 정확하고 장기간 관측을 수행하고 있는 수원기상대를 선정하였다. 기상청의 수원관측소 지점 2007년 1월부터 2016년 12월까지 총 10개년의 강수량, 증발량, 기온을 수집하였다.
- 0056 kWh/m2·°C·day를 고려하여 계산하였다. 에너지 단가는 2015년 한국전력공사와 한국가스공사 표준단가인 108.0 won/kWh와 15.6 won/MJ를 적용하였다.
- 총 분석기간은 철근콘크리트조의 내용연수 기간인 40년까지 수행하였고, 매 10년에 대한 결과를 Table 16에 정리하였다. 각 년차에 따른 비용과 편익을 계산하여 편익/비용의 비율로 나타내었다.
이론/모형
- 비용- 편익 계산을 위해서는 향후 진행될 연차에 따라 책정될 미래가치를 현재의 가치로 환산이 필요하여 Eq. (3)에서 제시한 현재가치법을 적용하였다.
- , 2014), 이에 대한 다방면의 영향 분석이 적용되고 있다. SWMM 모형은 대규모 도시 유역의 단일 및 연속 강우사상에 대한 모의가 가능하고 강우에 의해 발생하는 유출량, 침투량, 저류량, 증발산량 등의 물수지 산정과 LID 물수지 영향 분석이 가능하여 본 연구에서 사용하였다
- 녹지 확보, 우수활용시설, 우수유출 저감시설 등의 항목은 송산그린시티 동측지구 지구단위계획의 시행지침에 따라 조성하였다. 친환경시범마을의 전체면적 120,000 m2은 공공시설용지인 주거용지 114,000 m2와 도로면적 6,000 m2로 구성된다.
- 모형은 미환경보호국(Environmental Protection Agency,EPA)에 의해 개발된 SWMM 5.1 모형을 이용하였다. SWMM 5.
- 89%을 산정하여 Table 8에 정리하였다. 비용- 편익 분석을 위한 기간 선정은 기획재정부령으로 2011년 개정된 법인세법(Ministry of Strategy and Finance (MSF),2011) 시행규칙의 제 15조 3항에 따라 건축물 등의 기준내용연수 및 내용연수범위인 철근콘크리트조 40년을 기준으로 수행하였다.
- 생활용수 중 빗물이용 비율(RΦ)은 Kim et al. (2007)이Table 12에서 제시한 단독주택의 전체 생활용수 중 빗물통의 저장수로 사용가능한 화장실용수와 기타용수(베란다 및 정원 용수)를 합한 33%을 적용하였다.
- 대상지역과 관측소 선정에서 설정한 각각의 면적과 관측자료 등을 바탕으로 기본 변수들을 입력하여 SWMM 모형을 구축하였다. 소유역의 조도계수와 저류깊이 등의 매개변수는 Koo and Seo (2017)가 도시개발 지역에서 실제 모니터링을 바탕으로 산정한 매개변수 값을 적용하였다. 유역의 침투 산정식으로는 최대 및 최소 침투량 간의 비선형 방정식으로 계산되는 Horton의 침투식을 선정하였다.
- 에너지 저감량은 수원시 10년 평균 냉·난방도일 449.61°C·day, 3,776.21 °C·day와 Lee and Kim (2016)이 제시한 옥상시설의 열전달계수 0.0056 kWh/m2·°C·day를 고려하여 계산하였다.
- 소유역의 조도계수와 저류깊이 등의 매개변수는 Koo and Seo (2017)가 도시개발 지역에서 실제 모니터링을 바탕으로 산정한 매개변수 값을 적용하였다. 유역의 침투 산정식으로는 최대 및 최소 침투량 간의 비선형 방정식으로 계산되는 Horton의 침투식을 선정하였다. 대상지역은 간척지에 개발되어 기반 토양이 clay로, 토양 형질이 주거단지에 적합하지 않기 때문에 일정 깊이 이상의 성토 및 다짐을 수행하여 양토에 준하는 투수계수를 가지도록 조성되었다.
- 투수성포장은 단지내 도로포장별 생애주기비용 분석을 수행한 Jung et al. (2014)의 연구를 참고하였다. LH의 설계ㆍ견적 팀에서 제시한 재료비 및 시공비를 바탕으로 투수아스콘 포장에 대한 초기 설치비용을 제시하였으며, 10년 교체주기로 덧씌우기 비용과 유지관리비를 산정하였다.
성능/효과
- 이상의 값들을 Eq. (2)로 계산한 결과, 화성시의 세대당 일평균 빗물이용량(Rg)은 201 L/day = 0.201 m3/day를 산정하였다.
- 사적 편익으로는 상수도 사용액 절감 비용, 정기적 옥상관리 비용 절감, 냉·난방용 전기 요금 절감 등을 고려하였고, 사회적 편익으로는 상수도 생산원가와 하수처리비용 단가를 선정하였다. 40년간의 LID 기술 적용에 대한 비용-편익 분석을 수행한 결과, 15년의 회수기간이 산정되었다. 이는 LID 기술 설치 15년 이후부터 투자비용에 비하여 얻을 수 있는 편익비용이 크다는 것이며, 20년 이상의 내용연수를 가진 건물에서는 충분한 경제성을 가질 수 있는 것으로 판단하였다.
- 6과 같다. B/C ratio 비율이 1을 넘어서야 투자비용에 대한 회수가 이루어진다고 판단할 수 있고, 분석결과 15년이 지난 뒤에야 투자비용을 상회하는 편익을 갖는 것으로 나타났다.
- 47 %로 저류지 등의 시설이 적용되지 않았기에 표면저류를 제외한 저장량은 없는 것으로 확인되었다. LID 기술을 적용하기 전에 비하여 적용한 후 증발산량 6.63 %, 침투량 6.74 %, 저장량 17.70 %가 증가하였고, 유출량은 31.07 % 감소한 결과를 Fig. 5에 그래프로 나타내었다.
- Lee and Kim (2016)의 제안에 따라 연간 하수처리비용 절감액은 Table 11의 하수처리비용 절감 공식과 같이 LID 시설 적용으로 인한 연간 유출량 저감량에 단위부피당 하수처리비용을 계산하여 나타낼 수 있다. 결과에서 정리한 내용을 바탕으로 연간 417.54 mm 감소한 유출량을 전체면적 120,000 m2에 적용하여 화성시 하수도통계에서 제시하는 하수도 요금 305 won/m3에 현실화율 31%을 반영한 결과 연간 하수처리비용 절감액은 49,297,000 won/yr으로 분석되었다.
- 불투수면적 9,000 m2에는 침투트렌치를 적용하였으므로, 나머지 도로 6,000 m2에 투수성 포장을 적용하여 시행지침 기준을 만족하고자 하였다. 도로는 폭 20 m 내외로 보도를 제외한다면 왕복 2 ~ 4차선 도로이고, 단독주택 특성상 대형차량의 통행이 없는 교통량이 적은 지역이기 때문에 투수성 포장으로도 도로의 충분한 내구성을 가질 수 있을 것으로 판단하였다.
- LID 기술은 빗물통, 투수성포장, 침투트렌치를 적용하였으며, 2007년부터 2016년까지의 기상자료를 이용하여 장기유출분석을 수행하였다. 분석결과 LID 시설의 적용으로 인해 침투량 6.63%, 증발량 6.74%, 저류량 17.70%가 증가한 반면에, 표면유출은 31.07% 감소하여 기존의 개발 방식 보다 건강한 물순환 체계가 구축된 것으로 분석되었다.
- 편익요인 산정에서 결정한 방안들을 기준으로 LID 기술설치 이후 1년차부터 40년차까지 상하수도 요금 절감, 정기적 옥상 관리 비용 절감, 냉·난방 전기요금 절감에 따른 편익을 사적 편익과 사회적 편익으로 분류하여 Table 15에 정리하였다. 비용 산정 시의 현재가치법을 동일하게 적용하여 계산하였으나, 비용요인에서 산정한 초기 설치비에 대한 적용이 없으므로 1년차의 총 편익 금액은 적으나 연차가 진행됨에 따라 누적되는 금액이 큰 것으로 확인되었다.
- 옥상 방수공사 전문 시공업체 3곳의 견적을 비교한 결과, 평수에 따른 노무비의 차이가 크므로 정량적으로 산정할 수 있는 재료비를 기준으로 최저가로 선정하였다. 선정한 업체의 14 L 방수페인트 1통을 기준으로 친환경시범마을 전체 57,000 m2의 옥상에 도포하였을 때 소요되는 예산은 총 63,000,000 won으로 시공업체에서 제공받은 권장 페인트 교체주기 3년의 정보에 따라 연간 21,000,000 won이 소요되는 것으로 산정하였다.
- 빗물통 지원사업이 진행 중인 서울시의 경우 설치비용의 90 %를 시에서 자체적으로 지원해주고 있으나, 송산그린시티가 포함되는 화성시의 경우 빗물통의 경제적 지원 사업이 진행되지 않기 때문에 설계 견적서 금액을 그대로 반영하였다. 설치비용을 비교한 업체로는 실제 서울시 빗물저금통 설치 업체 2곳과 저류조 전문시공 업체 1곳의 견적을 비교하여 C업체의 설치비용으로 결정하였고, 결정한 C업체의 가격은 서울시 빗물 저금통 1 m3당 설치비용 기준 2,188,000 won의 63 % 규모로 합리적인 가격이라 판단하였다. 자재비는 앞서 설정한 세대당 2.
- 유출 저감량의 규모가 큰 것은 주택단지의 건폐율 50 %에 적용된 빗물통의 빗물 저장 능력이 가장 크게 작용하였고, LID 기술 적용이 증발산과 침투량 증가에 영향을 미친것으로 판단하였다. 빗물통 설치로 인해 증가한 저장량 17.
- 침투트렌치 전문 제작업체 3곳을 대상으로 유선 및 이메일 조사를 수행하였고, 응답 결과 최근의 침투트렌치 시공방식은 현장 타설이 아닌 주문 제작 후 운송하여 조립하는 방식이라는 점과 시설은 2 m 단위로 단가를 산정하며 시공 후 추가적인 유지관리 비용은 없다는 점을 확인하였다. 지구단위계획에 따른 단지 시공 시 추가 설치 가능한 공사이기에 공사비와 노무비는 제외하고 자재비에 대한 설치비용만을 비교하여 최소 견적을 선정하였다.
후속연구
- 본 연구에서는 직접 비용과 직접 편익만을 고려하였고, 간접 비용과 간접 편익은 정량화가 어려운 변수들로 실제 금액과의 편차가 크기 때문에 근거가 불충분할 것으로 판단하여 산정 대상에서 제외하였다. 실제 비용-편익과 관련된 연구들에서는 간접 비용에 추가되는 금액은 적으나, 간접 편익으로 발생하는 금액의 비율은 상당히 높아 B/Cratio를 높이고 회수 년차를 앞당기는 것으로 확인되어, 추후 도시의 심미적 기능 향상, 그린 어메니티의 확보, 홍수피해 저감 효과, 부동산 가치 향상 및 수질 개선 효과 등을 정량화 할 수 있다면 LID 기술의 적용에 대한 경제성을 보다 확보할 수 있을 것으로 기대한다.
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