[논문]도로비점오염 저감시설의 유형선정방법 개발 및 적용

조혜진

doi:10.17820/eri.2020.7.4.256

도로비점오염 저감시설의 유형선정방법 개발 및 적용
Decision Making Methods for Types of Roadside Non-point Pollution Reduction Facilities and Its Application 원문보기

Ecology and resilient infrastructure, v.7 no.4, 2020년, pp.256 - 261

초록
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국내의 도로비점오염저감시설은 오염원을 저감시키는 성능에 근거해서 침투형, 식생형, 저류형, 인공습지 등과 같이 분류된다. 이 분류기법은 기법을 이해하기는 용이하나 도로교통과 관련된 요소가 고려되지 않아 실제 도로기술자가 계획이나 설계에 적용할 때 애로가 많았다. 본 연구에서는 도로비점오염저감시설을 설계에 적용할 때 시설의 종류를 결정할 수 있는 분류방법론을 개발하였다. 도로의 특성 (위치, 차선, 교통량), 시설여유, 도로의 구조물 등을 주요 결정인자로 도로비점저감 대책의 의사결정과정을 만들어 유형별로 시설을 선정할 수 있는 기법을 개발하였다. 각 유형별로 사이트의 조건과 적용이 가능한 시설 및 대책을 정리하여 현장에 적용할 수 있도록 하였다. 개발한 기법은 경기도 도로구역에 적용하여 보완하였고, 비점저감 계획에 사용할 수 있도록 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Roadside non-point pollution reduction facilities are classified as infiltration, vegetation, reservoir, and wetland types based on their respective pollution reduction mechanisms. However, without a detailed analysis of the road and traffic conditions it is very difficult for civil engineers to determine which category of pollution reduction facility is best suited to their planning requirements. To address this issue, we propose a new decision-making method for the selection of roadside non-point pollution reduction facilities. The principal factors informing the proposed decision-making methods are the road characteristics, including location, structure, number of lanes, and traffic volume. As a result of the study, a total of new pollution reduction plans were developed, with their selection conditions and the corresponding applicable facilities established. The effectiveness of the proposed pollution reduction schemes was demonstrated for roads in Kyounggi-do, providing a valuable basis for future pollution reduction plans.

주제어

표/그림 (3)

표 Table 1. Types and kinds of facilities based on functions
그림 Fig. 1. Decision making procedure for roadside non-point pollution reduction.
표 Table 2. The types of roads for roadside non-point pollution reduction

AI 본문요약
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문제 정의

도로 비점 오염 저감 시설의 설치가 도로의 계획 및 설계단계로 확대되면서 시설의 설계 및 유형선정 과정을 개선하는 것이 절실히 필요하게 되었다. 따라서 본 연구에서는 도로비점오염저감시설을 설계에 적용할 때 시설의 종류를 결정할 수 있는 분류방법론을 개발하고자 한다.
본 연구에서는 기존 도로비점저감시설의 분류법의문제를 파악하고 도로의 계획과 설계단계에서 시설을분류하고 적용하기 위한 실용적인 의사결정방법을 개발하였다. 또한 도로의 유형을 고려한 도로차원의 시설 분류법과 적용이 가능한 구체적인 기법 등을 연계하여 새로운 도로비점저감시설의 유형을 정립하였다.
본 연구에서는 기존의 도로비점저감시설의 성능기반 유형분류기법을 현장에 적용할 때 문제에 기반해서 도로계획과 설계에 현장에서 쉽게 적용할 수 있는 도로 비점 저감 시설의 의사결정기법을 개발하였다. 이에 따라서 도로의 특성을 고려한 비점저감시설의 유형을 새롭게 개발하고 각각의 조건 및 특성에 고려한 적용 방법을 정립하고 이를 도로현장에 적용해서 기법과 유형을 적용했을 때 도로비점저감의 효율적인 계획이 가능함을 입증하였다.
본 연구에서는 도로비점저감시설을 설계할 때 시설을 선정하는 의사결정과정과 각 단계에서 필요한 요소를 도출해 도로교통의 특성을 고려한 도로 비점오염저감시설의 유형을 선정하는 기법을 개발하고 기존의 비점 시설의 기능별 분류가 아닌 도로의 환경과 부지 여건 등을 고려한 고려조건과 그에 따른 유형 분류를 정립하고자 한다.

제안 방법

검토하였다. 각 시설유형별로 설치 가능한 시설및 실제 적용이 가능한 도로의 특성사진을 정리하였다 (Table 2). 본 연구의 분류유형을 경기도의 팔당 상수원내 도로구간 (약 680 km)에 적용한 결과, 도시부 도로의 경우 A형 (19%), B형 (81%), 지방부 도로의 경우 A 형 (19%), B형 (60%), C형 (12%), 교량의 경우 A형 (14%), B형 (64%), C형 (17%)로 나타났다.
시설분류는 먼저 도로의 위치에 따라 도시부와 지방부로 분류하고 차로 수와 보도폭원, 교통량 등을 고려해서 유형을 만들고 각각의 조건과 대상 도로구간의 특성을 고려한 위치 조건과 시설의 종류를 분류하였다 (Table 2). 각 유형별로 제시한 도로비점오염저감시설의 종류는 기존의 국내 도로 비점 저감 시설 설치 관련 문헌 (DOE 2013, 2016, 2017, SMRC 2013, DOE and MLIT 2016)의 자료를 참고하여 각 조건별 적정시설을 유형별로 제시하였다.
이는 실시설계단계에서 고려하는 것이 적정하다. 도로의 특성요인은 도로의 위치 (도시부, 지방부), 차선수와 교통량, 시설의 여유 부지를 포함하고 도로의 구조물특성은 교량여부와 연장을 고려하여 시설유형을 결정하도록 하였다. 또한, 도로비탈면을 통한 자연적인 정화과정을 고려하여 시설유형을 추가하였다.
또한 도로의 유형을 고려한 도로차원의 시설 분류법과 적용이 가능한 구체적인 기법 등을 연계하여 새로운 도로비점저감시설의 유형을 정립하였다.
도로의 특성요인은 도로의 위치 (도시부, 지방부), 차선수와 교통량, 시설의 여유 부지를 포함하고 도로의 구조물특성은 교량여부와 연장을 고려하여 시설유형을 결정하도록 하였다. 또한, 도로비탈면을 통한 자연적인 정화과정을 고려하여 시설유형을 추가하였다. 시설의 유형을 결정하는 과정을 단계별로 나누어서 조건을 제시하고 시설의 유형을 선정하는 기법을 제시하였다 (Fig.
유형을 개발하였다. 시설분류는 먼저 도로의 위치에 따라 도시부와 지방부로 분류하고 차로 수와 보도폭원, 교통량 등을 고려해서 유형을 만들고 각각의 조건과 대상 도로구간의 특성을 고려한 위치 조건과 시설의 종류를 분류하였다 (Table 2). 각 유형별로 제시한 도로비점오염저감시설의 종류는 기존의 국내 도로 비점 저감 시설 설치 관련 문헌 (DOE 2013, 2016, 2017, SMRC 2013, DOE and MLIT 2016)의 자료를 참고하여 각 조건별 적정시설을 유형별로 제시하였다.
시설의 유형선정을 위한 고려인자를 위해서 기존의연구 (Cho et al. 2013)에서 시범설치 사례 및 국내외 기존의 시설설치 유형에 대한 검토한 후 도로비점시설의유형을 결정하는 요인으로 도로의 특성, 부지특성, 구조물 여부 및 유형 등을 정하였다. 외국의 경우 시설의선정에 토양조건 및 투수율 등이 중요한 변수이나 국내의 경우 도로주변 토양여건과 투수율이 외국과 달리 지역별로 다양하지 않아 본 연구의 시설유형선정과정에서는 고려하지 않았다.
또한, 도로비탈면을 통한 자연적인 정화과정을 고려하여 시설유형을 추가하였다. 시설의 유형을 결정하는 과정을 단계별로 나누어서 조건을 제시하고 시설의 유형을 선정하는 기법을 제시하였다 (Fig. 1).
위에서 설명한 도로 특성, 교통량, 도로부지 및 주변 토지이용 특성 등을 종합적으로 고려해서 대상 도로 구간에 도로비점저감시설의 설치 유형을 선정하는 의사결정 과정을 정립하였고, 도로교통특성에 근거한 도로 비점 저감 시설의 유형을 개발하였다. 시설분류는 먼저 도로의 위치에 따라 도시부와 지방부로 분류하고 차로 수와 보도폭원, 교통량 등을 고려해서 유형을 만들고 각각의 조건과 대상 도로구간의 특성을 고려한 위치 조건과 시설의 종류를 분류하였다 (Table 2).
위에서 정립한 시설의 설계 유형별로 적용가능한 대상지를 한강유역주변 도로에서 찾아서 사이트별로 적용성을 검토하였다. 각 시설유형별로 설치 가능한 시설및 실제 적용이 가능한 도로의 특성사진을 정리하였다 (Table 2).
저감시설의 유형을 선정하는 절차는 먼저 대상 도로 구간을 도시부와 지방부 도로를 나누고 지방부 도로는 다시 일반도로와 특수 구조물인 교량으로 분류하였다. 도로설계기준에서 도시부와 지방부는 도로의 구성과 시설구조가 상이하여 설계기준이 다르다 (MLIT 2016).

대상 데이터

교량은 국도와 지방도의 연장별 교량현황자료 (MLIT 2019)를 검토하여 전체 50% 이상의 교량개소수가 많은 100 m 미만의 교량중 저감시설의 설치 공간을 고려하여 그 기준을 50 m로 선정하였다. 교량 A형은 교량 하부에 시설 설치여유부지가 있고 홍수나 강우 시 침수피해가 적은 구간으로 인공습지나 저류지를 설치할 수 있다.

이론/모형

지방부 도로는 교통량과 부지여건에 따라 일반도로 중 시설의 설치가능한 경우 (지방부 도로A), 교통량이 적고 부지가 없어 청소로 대체하는경우 (지방부 도로B), 자연정화기능으로 시설설치가불필요한 경우 (지방부C) 중 선택한다. 지방부 도로의교통량기준은 환경부에서 도로비점저감시설의 설치우선순위를 결정할 때 적용하였던 교통량기준의 B등급을 적용하였다 (DOE 2015). 지방부의 도로 교량은교량의 시설설치 여건 등을 고려하여 교량 연장에 따라분류하여 자연형을 설치하는 교량A유형과 장치형을중심으로 설치하는 교량B중 선택하여 적용할 수 있다.

성능/효과

and MLIT 2016, DOE 2017). 각 유형별로 우수한 측면을 살펴보면, 침투시설의 침투도랑은 여과, 침투, 지하수함량, 심미성, 침투저류지는 저류, 침투, 지하수 함량, 식생시설의 식생수로는 증발산과 심미성, 인공습지는 여과, 증발산, 생태서식처, 심미성이 우수하다.
이에 따라서 도로의 특성을 고려한 비점저감시설의 유형을 새롭게 개발하고 각각의 조건 및 특성에 고려한 적용 방법을 정립하고 이를 도로현장에 적용해서 기법과 유형을 적용했을 때 도로비점저감의 효율적인 계획이 가능함을 입증하였다. 본 연구에서 개발한 도로 비점 저감 시설의 유형은 시설 설치가 의무화되었고 설계와 설치가 도로 분야에서 전담해야 하는 한국의 제도적인 특성 때문에 필요한 유일하고 독특한 결과이다. 본 연구를 통해 개발된 시설의 의사결정 기법이 현장에서 시설을 선정하고 계획하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다.
각 시설유형별로 설치 가능한 시설및 실제 적용이 가능한 도로의 특성사진을 정리하였다 (Table 2). 본 연구의 분류유형을 경기도의 팔당 상수원내 도로구간 (약 680 km)에 적용한 결과, 도시부 도로의 경우 A형 (19%), B형 (81%), 지방부 도로의 경우 A 형 (19%), B형 (60%), C형 (12%), 교량의 경우 A형 (14%), B형 (64%), C형 (17%)로 나타났다. 이는 대상도로구간의 특성에 따라서 도로비점저감의 대책이 영향을 받는 것을 설명해 준다.
의사결정기법을 개발하였다. 이에 따라서 도로의 특성을 고려한 비점저감시설의 유형을 새롭게 개발하고 각각의 조건 및 특성에 고려한 적용 방법을 정립하고 이를 도로현장에 적용해서 기법과 유형을 적용했을 때 도로비점저감의 효율적인 계획이 가능함을 입증하였다. 본 연구에서 개발한 도로 비점 저감 시설의 유형은 시설 설치가 의무화되었고 설계와 설치가 도로 분야에서 전담해야 하는 한국의 제도적인 특성 때문에 필요한 유일하고 독특한 결과이다.

후속연구

(DOE 2015). 따라서 본 연구에서 개발된 기법과 유형이 지방자치제가 마스터플랜을 수립할 때 도로 비점 저감 시설의 유형 및 설치를 결정하는데 적용되어 비점저감계획이 효율적이고 효과적으로 수립되는데 기여할 것으로 기대된다.
본 연구에서 개발한 도로 비점 저감 시설의 유형은 시설 설치가 의무화되었고 설계와 설치가 도로 분야에서 전담해야 하는 한국의 제도적인 특성 때문에 필요한 유일하고 독특한 결과이다. 본 연구를 통해 개발된 시설의 의사결정 기법이 현장에서 시설을 선정하고 계획하는데 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 현재 도로 비점 저감 시설의 마스터 플랜을 수립해서 계획을 수립한 후 단계적으로 설치하도록 하고 있다.
본 시설분류방법을 적용하지 않을 경우, 도시부의 경우 대상도로구간에는 식생형 시설이 지방부의 경우는 침투시설이 일괄로 적용되었으며, 주변토지이용 특성과 교통량을 고려한 시설의면제 및 도로청소 등의 대체방안을 적용할 수 없다. 본연구에서 개발한 시설의사결정방법론은 개별시설의종류뿐만 아니라 전반적인 시설, 청소, 면제 등과 같이대책의 유형분포와 그에 따른 전반적인 물량 산정에 도움이 될 것이다.

참고문헌 (17)

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Stormwater Management Research Center (SMRC), Stormwater design manual, 2013.
Wimpey, P. 2014. Delivering SuDS at grangewood manor. Susdrain Presentation.

저자의 다른 논문 :

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].

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