[논문]유역의 찬공기 특성을 고려한 도시 바람길 활용 전략 - 경기도 의정부 및 과천 일대를 사례로 -

엄정희

doi:10.11108/kagis.2019.22.2.133

유역의 찬공기 특성을 고려한 도시 바람길 활용 전략 - 경기도 의정부 및 과천 일대를 사례로 -
Strategies for utilizing Urban Ventilation Corridor considering Local Cold Air in Watershed Areas - A Case Study of Uijeongbu and Gwacheon - 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.22 no.2, 2019년, pp.133 - 151

엄정희 (경북대학교 산림과학.조경학부 조경학전공)

초록
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본 연구는 찬공기 특성을 유역단위로 분석하고, 유역 내 생성되는 찬공기를 도시 바람길 계획에서 활용하는 방안을 제안하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해, 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천 탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하였다. 찬공기 특성 분석을 위해 독일에서 개발된 모형인 KALM(Kaltluftabflussmodell)을 활용하였으며, 야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 파악하였다. 중랑천 유역의 주요 바람길이 흐르는 곳에 위치해 있는 의정부시는 남쪽 외곽에서부터 유입된 찬공기가 의정부시 전체 바람길 계획의 중요한 부분을 차지하고 있다. 또한, 서쪽의 사패산 일대에서 생성된 찬공기는 시청 인근의 중심상업지구까지 유입되고 있어 도심의 열환경을 조절하는 주요한 역할을 수행하는 것으로 판단된다. 반면, 의정부시 동쪽지역은 바람길 이용이 원활하지 않는 것으로 파악되었다. 동쪽의 관악산과 서쪽의 청계산 등에서 생성된 찬공기 흐름은 과천시의 북쪽 지역에서 가장 활발하였는데, 이 흐름은 안양천 및 양재천 탄천 유역 전체에서도 주요한 바람길이다. 이에 비해, 찬공기 흐름이 원활하지 않은 남쪽지역에 '과천지식정보타운 공공주택지구' 조성이 계획되어 있어 향후 이 지역의 주거환경이 저하될 가능성이 크다. 향후, 이 지역을 개발할 경우 상세한 바람길 분석을 통한 바람길 활용 계획을 추가적으로 수립할 것을 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aims to analyze cold air characteristics in the watershed areas and to suggest strategies for utilizing them in urban ventilation corridor plans. For this purpose, the Jungnangcheon watershed and Uijeongbu-si in the northern part of Gyeonggi province, and Anyangcheon watershed as well as Yangjaecheon Tancheon watershed and Gwacheon-si in the southern part were selected as study areas. We used KALM (Kaltluftabflussmodell), a cold air simulation model developed in Germany and identified both the cold air flow and the height of cold air layer generated during 6 hours at night. Uijeongbu City is located on the main stream of the Jungnangcheon watershed, and the local cold air from the southern outskirts is an important part of Uijeongbu-si's overall ventilation corridor planning. In addition, the cold air generated in the vicinity of Mt. Sapae flows into the central business district near the city hall and plays a major role in regulating the thermal environment of the city. But, the cold air flows in the eastern part of Uijeongbu-si was not smoothly. The cold air flow generated in the east of Gwanak Mountain and in the west of Cheonggye Mountain was the most active in the northern part of Gwacheon-si. This flow is also a major ventilation corridor in Anyangcheon watershed as well as Yangjaecheon Tancheon watershed. But, the southern part where the cold air flow is not smooth is planed to be developed as 'Gwacheon Knowledge Information Town Public Housing District', so rapid development is expected in the future. Hence, it is suggested that an additional ventilation corridor plan should be established based on the detailed local wind flow analysis.

주제어

표/그림 (19)

그림 FIGURE 1. Study area (1): Jungnangcheon watershed and Uijeongbu-si
그림 FIGURE 2. Study area (2): Anyangcheon/Yangjaecheon·Tancheon watersheds and Gwacheon-si
표 TABLE 1. Average and maximum wind speed by administrative areas (m/s)
그림 FIGURE 3. Hourly variation in the velocity of local cold air in the vicinity of Jungnangcheon watershed during six hours after sunset from KALM model simulations
그림 FIGURE 5. Hourly variation of the altitude of local cold air layer in the vicinity of Jungnangcheon watershed during six hours after sunset from KALM model simulations
그림 FIGURE 4. The outline of local cold airflows after six hours of cold air generation
그림 FIGURE 6. Hourly variation in the velocity of local cold air in the vicinity of Uijeongbu-si during six hours after sunset from KALM model simulations
그림 FIGURE 7. The outline of local cold airflows after six hours of cold air generation
그림 FIGURE 8. The local cold airflows within Uijeongbu-si in detail
그림 FIGURE 9. Hourly variation of the altitude of local cold air layer in the vicinity of Uijeongbu-si during six hours after sunset from KALM model simulations
그림 FIGURE 10. Hourly variation in the velocity of local cold air in the vicinity of Anyangcheon and Yangjaecheon·Tancheon watersheds during six hours after sunset from KALM model simulations
그림 FIGURE 11. The outline of local cold airflows after six hours of cold air generation
그림 FIGURE 12. Hourly variation of the altitude of local cold air layer in the vicinity of Anyangcheon and Yangjaecheon·Tancheon watersheds during six hours after sunset from KALM model simulations
그림 FIGURE 13. Hourly variation in the velocity of local cold air in the vicinity of Gwacheon-si during six hours after sunset from KALM model simulations
그림 FIGURE 14. The outline of local cold airflows after six hours of cold air generation
그림 FIGURE 15. The local cold airflows within Gwacheon-si in detail
그림 FIGURE 16. Hourly variation of the altitude of local cold air layer in the vicinity of Gwacheon-si during six hours after sunset from KALM model simulations
그림 FIGURE 17. The local cold air flows, land cover classifications, an aerial image and development plans of Uijeongbu-si
그림 FIGURE 18. The local cold air flows, land cover classifications, an aerial image and development plans of Gwacheon-si

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 찬공기 특성을 유역단위로 분석하고, 유역 내 생성되는 찬공기를 도시 바람길 계획에서 활용하는 방안을 제안하고자 한다. 이를 위해, 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천·탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하였다.
본 연구에서는 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시를, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천·탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하여, 찬공기 특성을 유역단위로 분석하고 유역 내 생성되는 찬공기를 도시 바람길 계획에서 활용하는 방안을 제안하였다.
본 연구의 결과를 통해 도시 바람길 계획에서 유역단위의 분석의 활용가능성을 제시하였다. 하지만, 찬공기 모델의 결과에 대한 검증이 이루어지지 않았기 때문에, 실제 바람길 계획에서 활용하기 위해서는 실측자료를 기반으로한 찬공기 특성에 대한 검증이 필요하다.

제안 방법

찬공기 분석의 일반적인 시기는 찬공기 생성이 이루어지는 야간(일몰 후~일출 전)으로, 본 연구에서는 야간 6시간 동안을 시뮬레이션 하였으며, 시간별(60분, 120분, 180분, 240분, 300분, 360분) 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 산출하였다. 지형 및 토지피복자료가 입력자료로 활용되었는데, 지형자료는 환경부에서 제공하는 수치지도(2013년 제작, 축척 1:25,000), 토지피복자료는 환경부에서 제공하는 중분류 토지피복지도(2013년 제작, 축척 1:25,000)의 22개 유형을 모형 적용에 맞게 7개의 유형(Suburb, Forest, Open land, City center, Water, Traffic area, Industrial area)으로 구분해서 활용하였다. 또한, 7개 토지이용 유형별로 찬공기 생성과 흐름에 영향을 미치는 4개의 매개변수(기온차, 찬공기 생성률, 거칠기 길이, 영변위 높이)가 고려되는데, 그 중 지표면 거칠기 길이와 찬공기 생성률은 한국의 도시구조적 특성을 고려한 Eum(2008) 및 Eum et al.
찬공기 분석의 일반적인 시기는 찬공기 생성이 이루어지는 야간(일몰 후~일출 전)으로, 본 연구에서는 야간 6시간 동안을 시뮬레이션 하였으며, 시간별(60분, 120분, 180분, 240분, 300분, 360분) 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 산출하였다. 지형 및 토지피복자료가 입력자료로 활용되었는데, 지형자료는 환경부에서 제공하는 수치지도(2013년 제작, 축척 1:25,000), 토지피복자료는 환경부에서 제공하는 중분류 토지피복지도(2013년 제작, 축척 1:25,000)의 22개 유형을 모형 적용에 맞게 7개의 유형(Suburb, Forest, Open land, City center, Water, Traffic area, Industrial area)으로 구분해서 활용하였다.

대상 데이터

분석범위는 20㎞×40㎞(분석해상도: 100m)로 설정하여 중랑천 유역을 모두 포함할 수 있도록 하였으며, 의정부시 전체 및 서울특별시, 고양시, 양주시, 포천시, 남양주시, 구리시, 하남시 일부가 포함된다(그림 1).
분석범위는 40㎞×40㎞(분석해상도: 100m)로 설정하여 안양천 유역 및 양재천·탄천 유역을 모두 포함할 수 있도록 하였으며, 과천시, 광명시, 안양시, 의왕시, 성남시 전체뿐만 아니라 서울특별시, 용인시, 군포시, 하남시, 시흥시, 부천시 일부가 포함된다(그림 2).
유역 내 생성되는 찬공기가 도시에 미치는 영향을 알아보고자 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천·탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하였다.
이를 위해, 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천·탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하였다.

이론/모형

본 연구에서는 독일에서 개발된 찬공기 분석모형인 KALM(Kaltluftabflussmodell)을 활용하였다. KALM은 바람이 불지 않는 맑은 야간의 찬공기 흐름과 찬공기 층의 높이를 산정하는 모형(Schdler and Lohmeyer, 1994)으로, 일반적인 기상모형과 달리 토지피복 및 지형 특성에 의해 야간에 생성되고 흐르는 찬공기, 즉 nocturnal drainage flow의 특성을 분석하는 것에 특화된 모형(Eum, 2019)이기 때문에, 바람이 불지 않는 정온상태에서 토지피복과 지형적 특성이 찬공기 형성에 미치는 영향을 파악하기 위해 활용되어 왔다(Ministerium fuer Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Wuerttemberg, 2012; Eum and Son, 2016; Eum, 2019; Son, 2019).
본 연구에서는 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시를, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천·탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하여, 찬공기 특성을 유역단위로 분석하고 유역 내 생성되는 찬공기를 도시 바람길 계획에서 활용하는 방안을 제안하였다. 찬공기 특성 분석을 위해 독일에서 개발된 모형인 KALM(Kaltluftabflussmodell)을 활용하였으며,야간 6시간 동안 생성되는 찬공기 흐름 및 찬공기층 높이를 파악하였다.

성능/효과

그림 9는 시간에 따른 의정부시 일대 찬공기 층 높이의 변화를 보여주고 있다. 분석 초기인 60분 경과시 찬공기 층은 계곡지형을 중심으로 쌓이고 있으나, 시간이 경과함에 따라 주변 산지 부분과 내부 녹지 지역을 제외하고 의정부시 대부분 지역에서 최대 131m까지 찬공기 층이 형성되고 있으며, 특히 시가화 지역에 찬공기 층이 두껍게 형성됨을 알 수 있다.

후속연구

이에 따라, 현재의 원활하지 않은 찬공기 흐름이 더욱 악화될 가능성이 있으며, 개발될 주택지구에서 발생하는 인공열과 대기오염이 가중되어 주택지구의 주거환경이 저하될 가능성이 크다. 그러므로, 과천지식정보타운을 개발할 경우 상세한 바람길 분석을 통한 바람길 활용 계획을 추가적으로 수립할 것을 제안하였다.
이에 따라, 현재의 원활하지 않은 찬공기 흐름이 더욱 악화될 가능성이 높으며, 개발될 주택지구에서 발생하는 인공열과 대기오염이 가중되어 주택지구의 주거환경이 저하될 가능성이 높다. 그러므로, 과천지식정보타운을 개발할 경우 상세한 바람길 분석을 통한 바람길 활용 계획을 추가적으로 수립할 것을 제안한다(그림 18).
특히, 이 지역에는 ‘복합문화융합단지’, ‘고산공공주택지구’ 등 개발계획이 수립되어 있어 현재의 원활하지 않은 찬공기 흐름이 더욱 악화될 가능성이 있으며, 개발될 주택지구에서 발생하는 인공열과 대기오염이 가중되어 주택지구의 주거환경이 저하될 가능성이 크다. 그러므로, 이 지역을 개발할 경우 상세한 바람길 분석을 통한 바람길 활용 계획을 추가적으로 수립할 것을 제안한다.
또한, 독일 슈투투가르트의 사례(Ministerium fuer Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Wuerttemberg, 2012)처럼 실제 도시계획 및 건축계획에서 바람길을 활용하기 위해서는 관측자료, 미기후 시뮬레이션, 항공영상을 활용한 지표면 온도 등 다양한 자료를 종합한 정보를 통해 활용방안이 마련되어야 한다. 그리고, 본 연구에서는 유역에 포함된 하나의 도시만을 대상으로 바람길 계획 전략을 제안하였으나, 유역권 전체의 바람길이 유지될 수 있도록 광역차원의 바람길 보전 및 복원계획이 수립되어야 하며, 유역에 포함된 모든 행정구역의 도시계획적 특성을 반영한 개별 전략을 수립하는 것이 필요하다.
하지만, 찬공기 모델의 결과에 대한 검증이 이루어지지 않았기 때문에, 실제 바람길 계획에서 활용하기 위해서는 실측자료를 기반으로한 찬공기 특성에 대한 검증이 필요하다. 또한, 독일 슈투투가르트의 사례(Ministerium fuer Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Wuerttemberg, 2012)처럼 실제 도시계획 및 건축계획에서 바람길을 활용하기 위해서는 관측자료, 미기후 시뮬레이션, 항공영상을 활용한 지표면 온도 등 다양한 자료를 종합한 정보를 통해 활용방안이 마련되어야 한다. 그리고, 본 연구에서는 유역에 포함된 하나의 도시만을 대상으로 바람길 계획 전략을 제안하였으나, 유역권 전체의 바람길이 유지될 수 있도록 광역차원의 바람길 보전 및 복원계획이 수립되어야 하며, 유역에 포함된 모든 행정구역의 도시계획적 특성을 반영한 개별 전략을 수립하는 것이 필요하다.
이를 위해, 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천·탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하였다. 바람길 계획에서 유역단위 분석이 정착된다면, 기존에 이루어졌던 유역단위 분석결과와 연계하는 등 유역단위 연구의 범위가 확대될 수 있을 것이며, 유역의 보전 및 복원계획 수립시 바람길도 고려 항목이 될 수 있어 다양한 측면에서의 보전 및 복원계획이 수립될 수 있을 것이다.
, 2008; Ministerium fuer Wirtschaft, Arbeit und Wohnungsbau Baden-Wuerttemberg, 2012). 즉, 바람길 계획은 야간에 복사냉각으로 인해 산정상에서 비탈면과 골짜기를 향해 이동하는 국지풍을 이용하는 계획이라고 할 수 있는데, 이러한 관점에서 유역이 바람길 분석의 기본단위가 될 수 있으며, 이에 따라 유역을 공간단위로 한 바람길 연구가 필요하다고 판단된다.
찬공기 흐름이 원활하지 않은 남쪽지역에 ‘과천지식정보타운 공공주택지구’ 조성이 계획되어 있어 향후 급속한 개발이 예상된다.
특히, 찬공기 흐름이원활하지 않은 남쪽지역에 ‘과천지식정보타운 공공주택지구’ 조성이 계획되어 있어 향후 급속한 개발이 예상된다.
그러므로, 이 지역을 개발할 경우 상세한 바람길 분석을 통한 바람길 활용 계획을 추가적으로 수립할 것을 제안한다. 한편, 남쪽에서부터 흘러들어오는 바람길은 의정부시 중심시가지에서 정체되기 때문에 향후 양주시 등 북쪽으로 바람길이 이어질 수 있는 계획을 모색함으로써 바람의 정체로 인해 가중되는 대기오염 및 열환경의 문제를 해결하기 위한 방안이 마련되어야 한다.
향후 바람길 계획에서 유역단위 분석이 정착된다면, 기존에 이루어졌던 유역단위 분석 결과와 연계하는 등 유역단위 연구의 범위가 확대될 수 있을 것이며, 유역의 보전 및 복원계획 수립시 바람길도 고려 항목이 될 수 있어 다양한 측면에서의 보전 및 복원계획이 수립될 수 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유역단위의 분석을 활용한 곳은?	지금까지 유역단위의 분석은 수질오염총량관리제 등 하천수질(Kang et al., 2013; Kim et al., 2015)을 비롯하여 홍수(Kim and Ha,2013; Hong et al., 2016) 및 가뭄(Shin et al., 2015; Kim et al., 2016) 관리, 생태계 보전(Jo et al., 2015; Bae and Jung, 2015) 등의 분야에서 활발하게 연구가 진행되었으며, 도시숲 조성 및 관리(Gyeongggi Research Institute, 2017)를 위해서도 유역단위 분석이 활용되었다.
	유역이란?	이러한 산지는 대부분 산줄기에서 시작되고 두개의 산줄기 사이에 있는 계곡의 합수지점을 향하여 에워싸듯이 내려오며, 이 산줄기를 분수계의 경계로 발원한 물이 하류로 향하여 흘러 내려와 하나의 물줄기를 형성한다(Korea Research Institute for Human Settlements, 2010). 유역은 산줄기와 물줄기가 만나서 이루는 지표면의 범위로써, 유역단위의 분석은 문제를 인식하기 위한 효과적인 방법과 해결책을 제시하며, 보전 및 복원계획을 수립하는데 효율적인 방안을 제공한다(Choi and Park, 2006).
	경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천·탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정한 이유는?	본 연구는 찬공기 특성을 유역단위로 분석하고, 유역 내 생성되는 찬공기를 도시 바람길 계획에서 활용하는 방안을 제안하고자 한다. 이를위해, 경기도 지역의 북쪽에 위치한 중랑천 유역의 의정부시, 남쪽에 위치한 안양천 유역 및 양재천·탄천 유역의 과천시를 연구 대상지로 선정하였다.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
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