[논문]팔당 상수원 보호구역내 도로비점오염의 특성 및 저감시설의 적용성 연구

조혜진; 송미영

doi:10.17820/eri.2020.7.4.294

팔당 상수원 보호구역내 도로비점오염의 특성 및 저감시설의 적용성 연구
Characteristics of Roadside Non-point Pollution and Applicability of Reduction Facilities in Paldang Water Source Protection Zone 원문보기

Ecology and resilient infrastructure, v.7 no.4, 2020년, pp.294 - 299

조혜진 (한국건설기술연구원 인프라안전연구본부) , 송미영 (경기연구원 경영부원장)

초록
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본 연구에서는 팔당 상수원 보호구역내 적정 도로비점오염 저감시설의 계획을 위해 대상 도로구간의 현장조사를 통해서 보호구역내 도로의 특성을 파악하고 이에 적용가능한 도로를 선정하고 시설을 시범적용하여 그 유효성을 검증하였다. 팔당 상수원 보호구역은 도로주변 토양의 배수등급이 높아 침투시설을 지양하고 도로사면을 통한 자연적인 오염원 저감방법을 적용하는 것이 적정하다. 앞으로 도로비점저감시설의 계획 및 설계에서 대상도로의 특성에 대한 분석 후 저감계획을 세우는 것이 적정하며 이는 관련 규정 및 설계 기준에도 반영되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

Based on the combined results of field surveys and analyses of the road structure and traffic flow, we propose a new plan for reducing roadside non-point pollution in the Paldang Water Source Protection Zone. The results show that the soil surrounding the roads in Paldang is highly permeable, which mitigates the need for filtration facilities. Roads flanked by steep slopes are found to facilitate the reduction of non-point roadside pollution through vegetation and soils along road slopes without the need for pollution reduction facilities. These results highlight the need for a flexible roadside non-point pollution reduction plan for roadside non-point pollution, which can be tailored to compliment relevant regulations and design standards after analyzing the characteristics of the target road.

주제어

표/그림 (6)

표 Table 1. Characteristics of roadside topsoil in Paldang zone
그림 Fig. 2. Examples of old roads penetrating old downtown in Paldang zone.
그림 Fig. 1. Example of riverside road close to Han River in Paldang zone*.
표 Table 2. Permeability of roadside topsoil in Paldang zone
그림 Fig. 3. Examples of typical old roads along Han River in Paldang zone.
그림 Fig. 4. Examples of potential sites and types of roadside non-point pollution reduction facilities in Han River Paldang Zone. Dotted lines show potential location of suggested facilities.

AI 본문요약
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문제 정의

도로의 특성분석결과에 근거해서 도로구간별 특징에 적합하게 비점저감시설 유형별로 현장에서 시범적으로 시설유형 및 설치 장소 등을 분석하여 적용 가능성을 검토하였다. 대상 도로는 팔당 상수원 보호구 역내 광주, 용인, 여주, 양평, 남양주에 속한 도로이다.
현장조사를 통해서 구조물 특성 및 도로시설 등을 확인하고 및 영상촬영을 통해 도로 구간의 도로폭, 차로수, 측구, 길어깨, 주변 부지특성 등 시설 특성 자료를 수집하고 CAD, GIS 전산화 작업을 통해 데이터를 분석하였다. 도로현장 조사를 통한 대상 도로 구간의 특성분석과 그 결과에 근거한 시설유형의 설치 가능 구간을 분석하고 효율적인 도로비점 저감 시설의 계획과 효과적인 시설의 적용가능성을 제시하고자 한다.
본 연구는 팔당 상수원 보호구역내 도로구간의 도로비점오염저감시설의 적용을 위해서 상수원내 지방도와 국도를 대상으로 도로 및 교통특성, 도로비점 특성등을 파악하고 대상구간의 특성을 반영한 저감시설의설계 방향을 도출한 후 저감시설의 사례 분석을 통해서시설의 적용성을 분석하였다. 지금까지 대부분의 연구 (Fennessy and Cronk 1997, Bentrup 2008, LeFevre et al.
2013). 본 연구는 환경부 도로비점저감시설의 설치대상 고시도로 중 도로비점오염의 영향을 크게 받는 팔당 상수원 보호구역내 도로비점저감을 시설설치 계획을 수립하기 위한 과정을 체계적으로 정립하고자 한다. 이를 위해 대상 도로구간의 특성과 도로비점저감시설의 적용가능성에 대해 분석하고 도로환경 및 기하구조조건에 따라 적합한 시설의 설계 방향을 설정하고 이에맞는 시설의 유형을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 해당 도로에 대한 도로의 현황, 즉 도로의 기하구조, 교통량, 도로의 등급 및 위치와 같은 정보와 현장정보에 근거해서 상수원 영향권에 속한 대상 도로의 특성을 분석하여 도로비점오염저감을 위한 방법을 적용하는데 적합한 방법을 찾아보고자 한다. 본연구의 분석대상도로는 경기도 팔당 상수원 보호구역에 속하는 팔당지역 9개 시･군, 22개 노선으로 연장은약 692.

제안 방법

3.1에서 설명한 바와 같이 보호구역내 도로에서는침투시설의 설치는 하천과의 근접성 및 토양투수율을고려해서 매우 제한적으로 설치가 가능하여 침투시설의 적용이 가능한 몇 개의 대상도로 지점을 선정하여 분석하였다. Fig.
각 해당 도로노선별 도로의 해당구간의 배수등급 (농촌진흥청 국립농업과학원 2017)을 비교분석하였다. 분석 결과 (Table 2)는 양호가 35.
도로비점저감시설의 적용을 위해 도로주변 토양의유형 및 배수등급을 분석하였다. 표토의 특성과 배수등급은 GIS를 활용하여 수치지도에서 대상 도로노선의도로주변 버퍼를 생성하여 토양환경시스템상의 토양지도중 배수등급도과 표토토성도 (RDA and NAAS 2017)를 중첩하여 결과값을 도출하였다.
본 연구는 환경부 도로비점저감시설의 설치대상 고시도로 중 도로비점오염의 영향을 크게 받는 팔당 상수원 보호구역내 도로비점저감을 시설설치 계획을 수립하기 위한 과정을 체계적으로 정립하고자 한다. 이를 위해 대상 도로구간의 특성과 도로비점저감시설의 적용가능성에 대해 분석하고 도로환경 및 기하구조조건에 따라 적합한 시설의 설계 방향을 설정하고 이에맞는 시설의 유형을 제시하고자 한다.
적용성을 분석하였다. 지금까지 대부분의 연구 (Fennessy and Cronk 1997, Bentrup 2008, LeFevre et al. 2015, Gavrić et al. 2019)는 개별 시설의 저감효율을 분석하였으나 본 연구를 통해서 적용대상지의 특성을 충분히 파악하여 적절한 시설 설치와 효과적인 비점저감의 운영이 가능한 시설선정 방법론을 제시하였다. 기존 국내에서 적용된 도로비점저감시설은 미국 및 유럽에서 효과가 검증된 시설 유형별로 주로 도입이 되었는데 이 과정에서 국내의 도로의 특성이 간과되는 경우가 종종 있다.
및 배수등급을 분석하였다. 표토의 특성과 배수등급은 GIS를 활용하여 수치지도에서 대상 도로노선의도로주변 버퍼를 생성하여 토양환경시스템상의 토양지도중 배수등급도과 표토토성도 (RDA and NAAS 2017)를 중첩하여 결과값을 도출하였다. 대상구간에대한 표토토성을 검토한 결과 (Table 1), 사양토 42.
대상 도로의 교통량 정보는 ｢도로 교통량 통계연보｣의 자료를 활용해 2013 - 2018년 교통량정보를 수집하였다 (MLIT 2013-2018). 현장조사를 통해서 구조물 특성 및 도로시설 등을 확인하고 및 영상촬영을 통해 도로 구간의 도로폭, 차로수, 측구, 길어깨, 주변 부지특성 등 시설 특성 자료를 수집하고 CAD, GIS 전산화 작업을 통해 데이터를 분석하였다. 도로현장 조사를 통한 대상 도로 구간의 특성분석과 그 결과에 근거한 시설유형의 설치 가능 구간을 분석하고 효율적인 도로비점 저감 시설의 계획과 효과적인 시설의 적용가능성을 제시하고자 한다.

대상 데이터

검토하였다. 대상 도로는 팔당 상수원 보호구 역내 광주, 용인, 여주, 양평, 남양주에 속한 도로이다.
6 km로 국지도와 지방도로 구성되어 있다. 대상 도로의 교통량 정보는 ｢도로 교통량 통계연보｣의 자료를 활용해 2013 - 2018년 교통량정보를 수집하였다 (MLIT 2013-2018). 현장조사를 통해서 구조물 특성 및 도로시설 등을 확인하고 및 영상촬영을 통해 도로 구간의 도로폭, 차로수, 측구, 길어깨, 주변 부지특성 등 시설 특성 자료를 수집하고 CAD, GIS 전산화 작업을 통해 데이터를 분석하였다.
본연구의 분석대상도로는 경기도 팔당 상수원 보호구역에 속하는 팔당지역 9개 시･군, 22개 노선으로 연장은약 692.6 km로 국지도와 지방도로 구성되어 있다. 대상 도로의 교통량 정보는 ｢도로 교통량 통계연보｣의 자료를 활용해 2013 - 2018년 교통량정보를 수집하였다 (MLIT 2013-2018).

성능/효과

사례 (b)는 광주시 오포읍 능평리일원의 회전교차로로 여유부지의 확보와 교차로네 도로의 배수여건 등을 고려하여 레인가든을 적용할 수 있다. 사례 (c)는 경기도 양평군 옥천면 신복리 일원으로 기존의 식수대 공간은 시설 설치를 위한 충분한 시설설치 부지를 활용가능하고 기존의 배수시스템을 활용해서 노면 유출수의 유입을 유도할 수 있어 식생여과대의 적용이 가능하다. 사례 (d)는 용인시 처인구 고림동의 도로로 도로와 식생사면간 도로를 따라 넓은 여유부지와 구간 연장이 길어 침투도랑의 설치가 가능하다.
9%로 대부분 침투형 비점저감시설 설치가 가능한 것으로 나타났다. 대부분 도로가 사양토와 양토의비중이 가장 큰 것으로 조사되었지만 지방도 352호선은 미사토, 식토, 식양토등 기타의 비중이 높게 나타났고 국지도 82호선의 경우 사양토가 100.0%로 높게 나타났다. 도로 비점저감시설 중 침투시설에 적합한 토양은 양토 (loam), 사질양토 (Sandy loam), 양질사토 (loamy sand)이다 (Cho et al.
표토의 특성과 배수등급은 GIS를 활용하여 수치지도에서 대상 도로노선의도로주변 버퍼를 생성하여 토양환경시스템상의 토양지도중 배수등급도과 표토토성도 (RDA and NAAS 2017)를 중첩하여 결과값을 도출하였다. 대상구간에대한 표토토성을 검토한 결과 (Table 1), 사양토 42.8%, 양토 37.9%로 대부분 침투형 비점저감시설 설치가 가능한 것으로 나타났다. 대부분 도로가 사양토와 양토의비중이 가장 큰 것으로 조사되었지만 지방도 352호선은 미사토, 식토, 식양토등 기타의 비중이 높게 나타났고 국지도 82호선의 경우 사양토가 100.
분석 결과 (Table 2)는 양호가 35.8%로 가장 높았고매우양호 29.2%, 약간불량 10.9 등으로 나타났다. 따라서 보호구역 대부분 침투형 비점저감시설 설치가 가능한 도로로 나타났다.

후속연구

팔당상수원 보호구역은수질보호의 중요성뿐만 아니라 구도시와 최근 택지개발 사업 등으로 다양한 형태의 도시와 도로가 공존하는곳으로 도로에서 유발시키는 비점오염 특성도 다른 곳과 매우 다르다. 본 연구를 통해 분석한 보호구역내 도로특성은 일반적인 시설설치기준 (DOE 2016, 2017) 과 일부 다르기 때문에 시설을 계획할 때 대상 도로구간의 특성에 대한 조사가 선행되어야 한다. 국내에서 침투형 시설을 우선적으로 설치하도록 권장하고 있으나 (DOE and MLIT 2016) 팔당 상수원 보호구역내에서는 토양의 투수율이 높고, 하천과 이격거리가 짧아 상당구간에서 침투형 시설의 설치를 지양해야 한다는 결과는 중요하다.
이외에도 도심을통과하는 구도로 구간에 대한 분석과 시설유형에 따른설치 도로의 특성 등 사례분석을 통해 현장에서 시설 유형을 선정하고 고려하는 점을 제시하여 효율적인 시설의 설치가 가능하게 하였다. 추후 도로비점저감시설의계획 및 설계할 때 대상 도로의 특성분석을 분석하여 적정한 저감기법 및 효율적으로 시설을 선정하도록 하는절차가 필요할 것이며 이 과정을 환경부와 국토교통부의 관련 지침 및 설계 기준에 반영하는 것이 필요할 것이다.

참고문헌 (12)

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Department of Environment (DOE). 2017. Manual of optimal management of non-point pollutants in development projects for total water pollution management (in Korean)
DOE and MLIT. 2016. National guideline of installation and management for roadside non-point pollution reduction facilities. (in Korean)
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Gavric, S., GuntherLeonhardt, G., Marsalek, J., and Viklander, M. 2019. Processes improving urban stormwater quality in grass swales and filter strips: A review of research findings, Science of The Total Environment 669: 431-447.

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Cho, H.J., Noh, K.S., Lee, Y.S., Bak, J.D., Lee, S.H., Lim, J.H, Chung, K.H. 2013. Preparation of national guidelines for installation and management of roadside non-point pollution reduction facilities, Final reports, Ministry of Land, Infrastructure and Transport. (in Korean)
LeFevre, G., Kim, H., Natarajan, P., Gulliver, J., Novak, P., and Hozalski, R. 2015. Review of dissolved pollutants in urban storm water and their removal and fate in bioretention cells, Technical papers, Journal of Environmental Engineering, Vol. 141(1).
MLIT (Ministry of Land, Infrastructure and Transport). 2013-2018. Statistical yearbook of road traffic. (in Korean)
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Wang, Y.J, Chen, C.F., and Lin, J.Y. 2013. The Measurement of dry deposition and surface runoff to quantify urban road pollution in Taipei, Taiwan, International Journal of Environmental Research and Public Health. 10(10): 5130-5145.

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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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