물에 민감한 도시설계

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물에 민감한 도시설계(WSUD)는 풍수, 지하수 및 폐수 관리, 상수도 등 도시 물순환을 도시설계로 통합해 환경저하를 최소화하고 미적·휴양 매력을 향상시키는 토지계획 및 엔지니어링 설계 접근방식이다.^[1] WSUD는 중동과 호주에서 사용되는 용어로 미국에서 사용되는 용어인 저영향개발(LID)과 영국에서 사용되는 용어인 지속가능배수시스템(SuDS)과 유사하다.

배경

전통적인 도시 및 산업 개발은 투과성 식물 표면에서 불침투성 상호연결 표면으로 경관을 변경하여 많은 양의 폭우 유출이 발생하여 관리가 필요하다. 역사적으로 호주는 미국과 영국을 포함한 다른 산업화된 나라들과 마찬가지로, 폭풍우 유출을 인간의 건강과 재산을 위태롭게 하는 책임이자 성가신 존재로 취급해 왔다. 이로 인해 생태계 보전에 거의 초점을 두지 않고 신속하게 폭풍우 유출수를 하천으로 직접 전달하는 폭풍우 관리 시스템 설계에 집중하게 되었다.^[2] 이러한 관리 접근방식은 소위 도시 하천 증후군을 초래한다.^[3] 많은 강우량이 오염물질과 침전물을 운반하는 하천으로 빠르게 유입되며, 이로 인해 하천은 오염물질, 영양소 및 부유 고형분의 농도가 높아지게 된다. 피크 흐름의 증가는 또한 채널 형태학과 안정성을 변화시켜 침전물을 더욱 증식시키고 생물학적 풍부함을 급격히 감소시킨다.

1960년대에 도시 하천 증후군에 대한 인식 증가는 호주의 전체론적인 폭풍우 관리로 어느 정도 이동하게 되었다.^[2] 1990년대 동안 연방정부와 과학자들이 협동연구센터 프로그램을 통해 협력하면서 인지도가 크게 높아졌다.^[4] 점점 더 많은 도시 계획자들은 도시들이 인구 증가, 도시 밀도화 및 기후 변화가 노화 및 점점 더 값비싼 물 인프라에 미치는 압력에 적응하고 회복할 수 있도록 하기 ^[5]위해 음용, 폐기물 및 폭풍우 관리에 대한 통합 관리 접근방식의 필요성을 인식했다. 또한 호주의 건조한 조건은 기후 변화에 특히 취약하다는 것을 의미하는데, 이는 지표수원에 대한 의존도와 더불어 유럽 정착 이후 가장 심각한 가뭄(2000~2010년)의 하나로, 주요 도시 중심지가 증가하는 물 부족에 직면하고 있다는 사실을 강조한다.^[2] 이것은 폭풍우 유출에 대한 인식을 엄격하게 책임지고 성가신 것에서 폭풍우 관리 관행을 변화시키는 수자원으로서의 가치를 갖는 것으로 바꾸기 시작했다.^[2]

1990년대 연방정부의 기초연구를 기반으로 한 호주주들은 1994년 서부호주 최초로 지침을 발표하는 WSUD 가이드라인을 발표하기 시작했다. 빅토리아는 1999년 뉴사우스웨일스와 협의해 개발한 도시 폭풍우수 모범사례 환경관리 가이드라인을 발표했고, 1999년 퀸즐랜드가 브리즈번 시의회를 통해 비슷한 문서를 공개했다.^[2] 호주의 물 사용 효율을 높이기 위한 연방, 주 및 준주 정부 간의 협력은 2004년 6월에 국가 물 계획(National Water Initiative, NWI)이 서명하는 결과를 낳았다. NWI는 전국의 물 관리를 개선하기 위한 종합적인 국가 전략이며, 광범위한 물 관리 문제를 포괄하고 있으며 WSUD를 포함한 호주 내 물 관리에 대한 모범 사례 접근법의 채택을 장려하고 있다.^[6]

기존 도시풍수관리와의 차이점

WSUD는 도시 폭풍우 유출을 번거롭거나 책임감보다는 자원으로 간주한다. 이는 마을과 도시의 계획과 설계에서 환경자원과 물 인프라가 처리되는 방식의 패러다임 변화를 나타낸다.^[1] WSUD 원칙은 모든 물줄기를 생물다양성, 물, 땅, 그리고 수로에 대한 지역사회의 오락성과 미적 향유에 다양한 영향을 미치는 자원으로 간주한다.

원칙^[5]

• 도시 환경 내 하천 및 습지의 보호 및 개선
• 도시환경에서 하천 및 습지로 배수되는 물의 수질보호 및 개선
• 풍수, 재활용수 및 잿빛수의 재사용을 극대화하여 도시 물 균형 회복
• 재사용 및 시스템 효율화를 통한 수자원 절약
• 수질 처리, 야생동물 서식지, 휴양 및 열린 공공 공간 등 여러 유익한 사용을 제공하기 위해 풍수 처리를 경관에 통합
• 침투 및 지하수 재충전을 동시에 제공하는 도시환경의 피크흐름과 유출수 감소
• 도시디자인은 물론 사회적, 시각적, 문화적, 생태적 가치를 높이기 위해 물을 경관에 통합한다.
• WSUD의 간편하고 비용 효율적인 구현으로 광범위한 적용 가능.

목표^[1]

• 수요 및 공급측수 관리를 통한 음용수 수요 감소
• 물 효율이 높은 기구 및 부속품의 사용 통합
• 빗물과 같은 잠재적 대체 용수원의 사용에 적합한 접근방식 채택
• 폐수 발생 최소화 및 폐수처리 시 유입수로의 유출 및/또는 폐수 재이용에 적합한 기준
• 폭풍우 유지 및 저속 방류를 통해 퇴적물, 오염물질 및 영양소를 포획하여 재사용 및/또는 방류를 위한 수질 목표를 충족하도록 폭풍우 처리
• 처리 및 재사용 기술을 통한 자연수문학적 유역체계 복원 또는 보존을 통한 수로건전성 향상
• 도시 거주자를 위한 미학 및 물과의 연계성 향상
• 지역화된 저수지의 도시설계 통합에 의한 음용·폭풍·폐수 유입·유출을 최소화하기 위하여 상수원 사용을 최적화하여 도시환경 내에서 상당한 수준의 수질관련 자급자족 촉진
• 물과 식물의 사용을 통한 '도시 열섬 효과'에 대응하여 지하수 보충을 지원한다.

테크닉스^[1]

• 음용수 사용을 줄이기 위한 물 효율적 기구의 사용
• 음용수 공급을 보존하기 위한 대체 용수원으로서 그레이워터 재사용.
• 폭풍우의 빠른 운반이 아닌 풍수 수확;
• 배수 시스템 증설 대신 폭풍우의 재사용, 저장 및 침투
• 폭풍우 여과 목적으로 식물 사용
• 음용수 소비 저감을 위한 효율적인 조경
• 공급, 폐수 및 폭풍우 서비스 제공과 관련된 사업의 생태적 발자취를 최소화하여 물 관련 환경, 오락 및 문화적 가치의 보호
• 음용수 소비를 줄이고 환경적으로 유해한 폐수 방출을 최소화하기 위한 국지화된 폐수처리 및 재사용 시스템
• 변형된 수조에 대한 환경적 물 요구 조건을 제공하기 위한 폭풍우 또는 기타 재활용 도시 용수 제공(모든 경우 적절한 통제를 받아야 함)
• 기후의 불확실성 및 변동성 증가에 대처하기 위한 유연한 제도 마련
• 장기 계획에 초점을 맞춘다.
• 중앙 집중식 및 분산형 수자원 인프라 모두의 지원을 받는 다양한 수원 포트폴리오.

일반적인 WSUD 작업 방식

호주에서 사용되는 일반적인 WSUD 관행이 아래에 설명되어 있다. 일반적으로 이러한 요소들의 조합은 도시 물 순환 관리 목표를 달성하기 위해 사용된다.

도로 배치 및 가로경관

바이오 어텐션 시스템

생물보존 시스템은 규정된 매체를 통해 침전물과 다른 고형물을 여과하기 전에 식물에 의한 물의 처리를 포함한다. 식물은 질소, 인 및 기타 가용성 또는 미세한 입자 오염물질의 생물학적 흡수를 제공한다. 생물보존 시스템은 다른 유사한 조치(예: 건설된 습지)보다 작은 발자국을 제공하며, 일반적으로 도로 배수구에 도달하기 전에 유출을 필터링하고 처리하는 데 사용된다. 더 큰 규모의 사용은 복잡할 수 있으며 따라서 다른 기기가 더 적합할 수 있다. 생물관측 시스템은 생물관측 스왈렛(풀로 처리된 스왈렛 및 배수 통로라고도 함)과 생물관측 분지로 구성된다.

생물양식스웨일스

완충재와 면봉과 유사한 생물학적 면봉은 일반적으로 분할된 도로의 중앙 분리대에 위치한 면봉의 밑부분에 위치한다. 그들은 폭풍우를 치료하고 있다. 생보 시스템은 치료 요건에 따라 스웨일의 일부 또는 전체 길이를 따라 설치할 수 있다. 유출수는 보통 미세한 매체 필터를 통과하여 하류 수로나 저장고로 이어지는 구멍이 뚫린 파이프를 통해 수집되는 곳에서 아래로 흐른다. 필터 매질에서 자라는 식물은 침식을 예방할 수 있으며, 침투 시스템과 달리 다양한 토양 조건에 적합한 생물학적 면봉이다.^[7]

바이오 어텐션 베이시스

바이오 어텐션 베이신은 바이오 어텐션 스왈렛과 유사한 흐름 제어 및 수질 처리 기능을 제공하지만 운반 기능은 없다.^[7] 분지는 생물계통의 여과 및 생물학적 흡수 기능 외에도, 소형에서 중형 유량 사건 중 유출 처리를 극대화하기 위해 폭풍우 수용을 연장한다. 래잉가든이라는 용어는 그러한 시스템을 설명하기 위해 사용되기도 하지만 보통 더 작고 개별적인 로트 규모의 생물 보석을 가리킨다.^[1] 바이오 어텐션 베이신은 다양한 규모와 모양으로 적용할 수 있다는 장점이 있어 개발 내 위치에 유연성이 있다. 다른 생물계통과 마찬가지로 배수계통에 들어가기 전에 유출을 처리하기 위해 거리를 따라 일정한 간격으로 배치되는 경우가 많다.^[7] 대안으로, 더 큰 분지는 배수 시스템의 낙하 지점과 같은 더 큰 구역에 대한 처리를 제공할 수 있다. 생물학적 유역 내에서 다양한 식물을 사용할 수 있어 주변 경관 디자인에 잘 통합될 수 있다. 주기적인 범람을 견딜 수 있는 식생종을 선택해야 한다.^[1] 그러나 바이오 어텐션 베이신은 필터 매체를 막힐 수 있는 모든 물질에 민감하다. 분지는 종종 총 오염 물질 트랩(GPT 또는 쓰레기 더미, 널리 사용되는 쓰레기 랙 포함)과 함께 사용되고, 침전물 분지는 식물이나 미디어 표면의 손상 가능성을 줄이기 위해 쓰레기와 다른 총 고형물을 포획하는 밀폐 분지와 함께 사용된다.

침투 참호 및 시스템

침투참호는 지하 저수지를 만들기 위해 자갈이나 바위 등 투과성 물질이 가득 차 있는 얕은 굴착 구조물이다.^[7] 그들은 지표면 아래 참호 안에서 폭풍우 유출을 억제하고 그것을 주변 토양과 지하수 시스템으로 점차 방출하도록 설계되었다.^[1] 일반적으로는 치료 수단으로 설계되지 않지만 오염물질과 퇴적물을 보존함으로써 어느 정도 수준의 치료를 제공할 수 있다. 불침투 지역의 유출량과 최고 배출량은 흐름을 포착하고 침투함으로써 감소한다.

처리된 폭풍우의 방류라는 그들의 주된 기능 때문에, 침투 시스템은 일반적으로 WSUD 시스템에서 최종 요소로 위치한다.^[7] 침투 참호는 급경사지 또는 불안정한 지역에 위치해서는 안 된다. 흙이 바위나 자갈 채움으로 흘러 들어가는 것을 막기 위해 지오텍스틸 천을 겹겹이 쌓아서 참호를 일렬로 세우는 경우가 많다. 침투 시스템은 지역 토양 특성에 따라 달라지며 일반적으로 깊은 지하수가 있는 모래 토양과 같이 침투 능력이 좋은 토양에 가장 적합하다. 점토와 같이 투과성이 낮은 토양의 경우 자갈 안에 구멍이 뚫린 파이프를 둘 수 있다.

시스템이 퇴적물로 막히지 않고 원하는 침투율이 유지되도록 하려면 정기적인 정비가 중요하다. 여기에는 정기적인 검사 및 막힌 자재의 세척에 의한 전처리 확인 및 유지보수가 포함된다.

모래 필터

모래 필터는 침투 참호 원리의 변형이며, 생물학 계통과 유사한 방식으로 작동한다. 스톰워터는 다운스트림 스톰워터 시스템으로 배출되기 전에 치료를 위해 그들을 통과한다. 모래 필터는 주차장과 같은 밀폐된 단단한 표면과 도시화가 심하고 건설된 지역의 유출물을 처리하는 데 매우 유용하다.^[1] 여과용지(모래)가 충분한 수분을 유지하지 못하며 주로 지하에 설치되기 때문에 식물을 지원하지 않는다. 필터는 보통 퇴적실로 구성되어 쓰레기, 잔해, 총 오염물질 및 중간 크기의 침전물을 제거하기 위한 전처리장치로서 침전물, 미세한 미립자 및 용해된 오염물질을 걸러내는 모래 층으로 구성된다. 여과된 물은 바이오 어텐션 시스템과 유사한 방식으로 천공된 언더드레인 파이프에 의해 수집된다.^[7] 시스템에는 오버플로 챔버도 있을 수 있다. 침전실은 영구적인 물을 가질 수도 있고 폭풍 사건 사이에 구멍으로 배수되도록 설계될 수도 있다. 그러나 영구적인 물 저장은 오염물질(예: 인) 배출로 이어질 수 있는 혐기성 조건을 초래할 수 있다. 설계 프로세스에서는 높은 수문학적 효과를 산출하기 위한 수용 저장소의 제공과 천공된 언더트레인 및 오버플로 경로의 적절한 사이징에 의한 방전 제어를 고려해야 한다. 지각 형성을 막기 위해서는 정기적인 정비가 필요하다.

다공성 포장

기존의 불투수성 도로에 고효율의 다공성 포장(또는 포장 투수성)이 대안 그리고 토양이나 주차장, 차도고 가볍게 사용되는 도로와 같은 합리적으로 평평한 지역에서 it[7][8]아래 헌신적인 물 저수지에 흐르는 물의 침투 하고 개선할 수 있stormwater의 유거수 부피와 속도 감소한다.물 필터링, 차단 및 생물학적 처리를 통해 오염물질을 제거함으로써 품질 ^[9]향상 다공성 포장은 여러 형태를 가질 수 있으며 단일형 또는 모듈형이다. 일체형 구조물은 다공성 콘크리트나 다공성 포장(아스팔트)과 같은 단일 연속 다공성 매체로 구성되며, 모듈형 구조물은 다공성 페이버 개별 포장 블록을 포함하며, 각 파버 사이에 틈이 생기도록 구성된다.^[7] 예를 들어 상업용 제품으로는 최소한의 재료를 함유한 특수 아스팔트나 콘크리트로 만든 포장, 콘크리트 격자 포장, 콘크리트 세라믹 또는 플라스틱 모듈러 포장 등이 있다.^[1] 다공성 포장은 보통 매우 다공성 물질(모래 또는 자갈) 위에 놓이고 지오텍스틸 물질 층에 의해 언더라이딩된다. 다공성 포장지의 종류에 따라 유지관리 활동이 달라진다. 일반적으로 침전물과 이물질의 검사 및 제거가 수행되어야 한다. 조절 페이버 또한 막힘이 발생할 때 들어 올리고, 뒤로 감고, 교체할 수 있다.^[7] 일반적으로 다공성 포장도로는 교통량이 많은 지역에 적합하지 않다.^[9] 폭풍우 속의 미립자는 물질의 모공을 막아버릴 수 있다.

공개공지

침전 분지

침전 분진(기타 침전 분진이라고도 함)은 거칠고 중간 크기의 침전물을 제거(침전 분진)하고 물의 흐름을 조절하는 데 사용되며 WSUD 처리 시스템의 첫 번째 원소가 되는 경우가 많다.^[7] 그것들은 임시 폭풍우 유지와 유속 감소를 통해 작동하여 물기둥 밖으로 퇴적물의 정착을 촉진한다. 그것들은 하류 원소가 과부하되거나 거친 퇴적물로 얼룩지지 않도록 하기 위한 전처리로서 중요하다. 침전 분지는 다양한 형태를 취할 수 있으며, 도시 설계에 통합된 영구적인 시스템이나 건설 활동 중 침전물 방출을 제어하는 임시 조치로서 사용될 수 있다. 그들은 종종 생물학적 유역이나 건설된 습지의 입구 연못으로 설계된다. 침전 분지는 일반적으로 응고된 침전물(125 μm 이상)을 제거하는 데 가장 효과적이며 일반적으로 이러한 침전물의 70~90%를 제거하도록 설계되어 있다.^[1] 강우량이 없는 기간에는 배수하고, 그 다음 결선 이벤트 동안 채우거나 영구 풀을 갖도록 설계할 수 있다. 설계된 방류량보다 큰 흐름의 경우, 2차 유출로는 물을 우회 채널이나 운반 시스템으로 유도하여 이전에 분지에 갇힌 퇴적물의 재부유를 방지한다.

조성된 습지

건설된 습지는 콜로이드 입자와 용해된 오염물질과 관련된 풍수 오염물질을 제거하기 위해 설계되었다. 이러한 얕고 광범위하게 식물화된 수역은 이러한 오염물질을 제거하기 위해 침전, 미세 여과, 생물학적 흡수를 강화한다.^[7] 이들은 보통 거친 퇴적물을 제거하기 위한 흡입구(침착 분지), 매크로피트 구역, 미세한 입자 및 수용성 오염물질 흡수를 위한 과채류 구역, 그리고 매크로피티 구역을 보호하기 위한 고유량 우회 채널의 3개 구역으로 구성된다.^[1] 마크로피테존은 일반적으로 개방수역뿐만 아니라 습지대를 포함하고 있으며, 전문식물종과 함께 0.25~0.5m의 연장된 깊이와 48~72시간의 체류시간을 가진다. 건설된 습지는 또한 강우 중에 상승하여 저장된 흐름을 천천히 방출함으로써 흐름 제어 기능을 제공할 수 있다.^[10] 조성된 습지는 습지 공정에 따라 유출수 수질도 개선된다. 습지의 주요 처리 메커니즘은 물리적인(부유된 고형물과 흡착된 오염물질의 이동), 생물학적, 화학적 흡수(용해된 오염물질의 이동, 오염물질의 화학적 흡착), 오염물질 변환(더 안정적인 침전물 고정, 미생물 공정, UV 소독)이다.^[10]

조성된 습지의 설계는 습지 구역에 쓰레기, 기름, 찌꺼기 등이 쌓이거나 잡초 유입, 모기 문제, 녹조 발생 등 일반적인 문제를 피하기 위해 세심한 검토가 필요하다.^[7] 건설된 습지는 많은 면적을 필요로 할 수 있고 가파른 지형에 적합하지 않다. 지역 및 식생시설의 높은 비용은 WSUD 조치로 건설된 습지의 사용을 억제할 수 있다.^[7] 개발자를 위한 가이드라인(예: Urban Stormwater: 빅토리아^[11] 모범사례 환경관리 지침)에서는 125μm 이하의 입자를 매우 높은 효율로 유지하고 대표적인 오염물질(인, 질소 등)을 최소 45%까지 줄여야 한다. 건축된 습지의 설계기준에는 폭풍우 처리 외에도 심미적 가치와 오락적 가치 향상, 서식지 제공 등이 포함된다.^[10] 건설된 습지의 유지에는 대개 유입구 구역에서 퇴적물과 쓰레기를 제거하는 것은 물론, 잡초 방제 및 때로는 매크로피티 수확을 통해 식생 덮개를 왕성하게 유지하는 것이 포함된다.^[7]

스와일즈 및 버퍼 스트립

수레와 완충 스트립은 파이프 대신 폭풍수를 전달하고 수용수역(예: 개울이나 습지)과 유역의 불침투 지역 사이에 완충 스트립을 제공하는 데 사용된다. 육상의 흐름과 경사는 서서히 하류로 물을 전달하고 균등한 흐름의 분배를 촉진한다. 완충지역은 침전 및 식물과의 상호작용을 통해 치료를 제공한다.

스와일즈는 거리나 공원을 따라 도시 디자인에 통합될 수 있으며 지역의 미적 특성을 더한다. 높은 속도, 생물학적 또는 표면의 잠재적 침식 및 안전 위험을 야기하지 않고 유량을 유지하기 위해 종방향 경사면이 1%에서 4% 사이인 일반적인 스웨일을 만든다.^[1] 경사가 가파른 지역의 체크 뱅크(swales) 또는 빽빽한 식물을 통해 스왈레스와 느린 속도에 걸쳐 흐름을 균일하게 분산시킬 수 있다.^[7] 경사가 완만한 면봉은 물이 고이고 연못이 정체되는 문제가 있을 수 있으며, 이 경우 문제를 완화하기 위해 저수지를 사용할 수 있다. 스웨일을 채식해야 하는 경우, 식물은 설계 흐름을 견딜 수 있어야 하며 충분한 밀도가 있어야 여과가^[7] 가능해야 한다. 이상적으로는 식물 높이가 처리 유수 수준 이상이어야 한다. 유출수가 주 흐름 방향에 수직인 스웨일에 직접 들어가면, 스웨일의 가장자리는 완충제 역할을 하며, 스웨일에 들어가는 물을 사전 처리한다.

연못과 호수

연못과 호수는 보통 보의 출구 구조로 댐 벽을 건설하여 만들어지는 개방수의 인공 몸체다.^[7] 건설된 습지와 마찬가지로 장기간 억류를 제공하고 침전, 영양소 흡수, 자외선 소독 등이 일어나도록 하여 유출을 치료하는 데 사용할 수 있다. 게다가, 그것들은 휴양, 야생동물 서식지, 그리고 잠재적으로 관개 등에 재사용될 수 있는 귀중한 물의 저장을 위한 미적 품질을 제공한다.^[12] 종종 인공 연못과 호수 또한 홍수 방지 시스템의 일부를 형성한다.^[1] 수생식물은 인공호수와 연못에서 산소와 영양소의 수준을 유지하고 조절하는데 중요한 역할을 한다. 1.5m 이상의 수심 때문에, 비상한 마크로피아는 보통 여백으로 제한되지만, 물속 식물은 개방수역에서 발생할 수 있다. 식물을 갈아엎는 것은 은행 침식을 줄이는 데 유용할 수 있다. 연못은 일반적으로 독립형 WSUD 측정으로 사용되지 않지만 종종 침전물 분지 또는 사전 처리로 건설된 습지와 결합된다.

그러나 많은 경우에 호수와 연못은 미적인 특징으로 설계되었지만 호수의 수위, 유입의 수질 및 높은 유기 탄소 부하, 간헐적인 호수 플러싱(주거 시간이 너무 길다) 및/또는 부적절한 혼합(스트라티파티)으로 인해 발생할 수 있는 건강 악화를 겪고 있다.용존 산소의 낮은 레벨로 유도한다.^[12] 수질이 나쁘고 영양소가 풍부하여 생기는 녹조는 호수의 건강에 큰 위협이 될 수 있다. 호수와 연못의 장기적 지속가능성을 보장하기 위해, 설계에서 고려해야 할 주요 이슈는 유역 수문학과 수위, 연못/호수지의 배치(혼합이 용이하도록 지배적인 바람으로의 지향) 등이다. 유압 구조물(입구 및 배출구 구역)은 적절한 사전 처리를 보장하고, 적절한 식물 종과 식재 밀도를 사용하는 대규모 영양소 '스파이크' 경관 설계를 방지하도록 설계되어야 한다.^[7] 계획된 연못/하류 구역과 초목의 높은 비용 및 빈번한 유지관리 요건은 WSUD 조치로서 연못과 호수의 사용을 억제할 수 있다.

연못과 호수 시스템의 정비는 건강 악화의 위험을 최소화하기 위해 중요하다. 흡입구 구역은 보통 잡초, 식물, 이물질, 그리고 가끔씩 이식하는 쓰레기를 제거해야 한다. 경우에 따라서는 인공적인 호수 뒤집기가 필요할 수도 있다.

물 재이용

빗물탱크

빗물탱크는 국내 물 수요(예: 가뭄 기간)를 부분적으로 충족시키기 위해 비와 폭풍우를 수확하여 음용수를 보존하도록 설계되었다. 또한 빗물탱크는 폭풍우 유출량과 폭풍우 오염물질이 하류 수로에 도달하는 것을 줄일 수 있다.^[7] 그들은 잠재적인 WSUD 요소로서 국내 가정에서 효과적으로 사용될 수 있다.^[13] 건물 옥상에서 발생하는 비와 폭풍우는 화장실 세정, 세탁, 정원 물주기, 세차 등의 목적으로 수집되고 접근할 수 있다. 완충 탱크는^[14] 단단한 표면에서 채취한 빗물이 현장에 스며들도록 하여 대수층과 지하수 수위를 유지하는데 도움을 준다.^[15]

호주에서는 정책이나 가이드라인에 탱크 크기나 음용수 수요의 목표 감소 등 빗물탱크에 대한 정량적 성과목표가 없다.^[7] 그러나 주 정부가 제공하는 다양한 지침은 빗물탱크를 주 급수원을 보충하고 적절한 수질을 유지하기 위해 신뢰할 수 있는 수원을 제공하도록 설계할 것을 권고한다.^[7] 빗물탱크의 사용은 탱크의 공급과 수요, 수질, 폭풍우수혜택(용량 감소), 비용, 사용 가능한 공간, 유지보수, 크기, 모양 및 재료 등의 문제를 고려해야 한다. 빗물탱크도 배관 및 배수 기준에 따라 설치해야 한다.^[16] 적절한 권장 구성에는 냉각수 필터 또는 첫 번째 플러시 전환, 주전원 급수(이중 공급 시스템), 유지관리 배수, 펌프(압력 시스템) 및 현장 유지 설비가 포함될 수 있다.^[7]

잠재적인 수질 문제로는 대기오염, 새와 주머니쥐 배설물, 곤충(예: 모기 유충, 지붕재, 페인트, 세제) 등이 있다. 유지보수의 일환으로 연간 플러시 아웃(쌓인 슬러지와 이물질을 제거하기 위한) 및 정기적인 육안 검사를 수행해야 한다.^[7][17]

대수층 저장 및 복구(ASR)

대수층 저장 및 회수(ASR)(Managed Aquifer Checker라고도 함)는 중력 공급이나 펌핑을 통해 지하 대수층에 대한 물 재충전을 강화하는 것을 목적으로 한다. 그것은 건조기에 표면 아래에서 다시 펌핑되는 물을 가지고 큰 표면 저장고의 대안이 될 수 있다.^[1] ASR 시스템의 잠재적 수원은 폭풍우나 처리된 폐수가 될 수 있다. 다음 구성 요소는 일반적으로 폭풍수를 수집하는 ASR 시스템에서 찾을 수 있다.^[18]

1. 하천 또는 배수구를 위한 전환 구조물
2. 주입 전 폭풍우 처리 시스템 및 회수수 처리 시스템
3. 임시저장조치로써 습지, 저류지, 댐 또는 탱크
4. 유출 또는 오버플로 구조
5. 물주사를 위한 우물, 물회수를 위한 우물, 그리고
6. 수위 및 수질 모니터링을 위한 시스템(샘플링 포트 포함)

ASR 시스템에 적합한 가능한 대수층 유형에는 균열된 비고정 암석과 제한된 모래와 자갈이 포함된다. ASR 계획의 실현 가능성을 확립하기 위해서는 상세한 지질 조사가 필요하다. ASR이 표면 아래 스토리지와 비교하여 저비용일 가능성이 있다는 것은 매력적일 수 있다. 설계 프로세스에서는 지하수 품질 보호 및 의도된 용도에 대한 회수 수질을 고려해야 한다. 대수층이나 대수층도 고갈이나 고압으로 인해 손상되지 않도록 보호해야 한다. 수확 지점이 하류 지역에 미치는 영향도 고려해야 한다. 대수층 선택, 치료, 주사, 회복 과정, 유지보수 및 모니터링에 대해서는 세심한 계획이 필요하다.

정책, 계획 및 입법

오스트레일리아에서는, 오스트레일리아 연방과 미국 간의 헌법상의 권한 분할 때문에, 도시 물 순환 관리에 대한 국가 입법 요건이 없다. 2004년과 2006년에 연방, 주 및 준주 정부가 합의한 국가 물 이니셔티브(NWI)는 전국의 물 관리를 개선하기 위한 국가 계획을 제공한다.^[6] "물감 예민한 호주 도시 만들기"에 대한 명확한 의도를 제공하고 WSUD 접근법의 채택을 장려한다. WSUD 이니셔티브의 평가에 대한 지침을 제공하기 위해 NWI 92(ii) 조항에 따라 국가 가이드라인도 발표되었다.^[1]

주 차원에서 계획 및 환경 법규는 생태학적으로 지속 가능한 개발을 광범위하게 촉진하지만, 정도가 다양할 경우 WSUD에 대한 요구사항은 제한적일 뿐이다. 국가 계획 정책은 특정 상황에서 WSUD 관행을 채택하기 위한 보다 구체적인 기준을 다양하게 제공한다.

지방정부 차원에서는 지역 및/또는 지방유역규모 통합수계관리계획 및/또는 풍수관리계획이 지원하는 지역수자원관리전략이 WSUD의 전략적 맥락을 제공한다.^[19] 지방정부 환경계획은 WSUD 구현을 위한 개발에 규제 요건을 둘 수 있다.

폭풍우유출에 대한 규제 권한을 호주 주와 지방 정부 영역 간에 공유함에 따라, 복수의 정부 관할권 문제가 WSUD 정책 및 관행을 일관성 없이 이행하고 더 큰 분수령을 단편적으로 관리하는 결과를 낳았다. 예를 들어, 멜버른에서 60 ha 이상의 유역에 대한 관할 당국은 주 당국인 멜버른 워터(Melburn Water)에 있고, 지방 정부는 더 작은 유역을 관할한다. 결과적으로, 멜버른 워터는 작은 분수령을 개선하기 위한 WSUD 작업에 크게 투자하는 것을 단념하게 되었다. WSUD는 그들이 헤드워터 하천을 포함한 더 큰 수역의 조건에 영향을 미치고 있다.

국가 입법 및 정책

빅토리아

빅토리아에서 WSUD의 요소들은 빅토리아 시대 계획 정책의 전반적인 목표와 전략의 많은 부분에 통합되어 있다.^[20] 빅토리아 주의 모든 계획 계획에 포함된 [빅토리아 계획 규정]^[21]의 주 계획 정책 프레임워크에는 WSUD 관행을 채택해야 하는 몇 가지 구체적인 조항이 포함되어 있다.

새로운 주거지 개발은 최소 20%의 부지가 불침투 표면으로 덮여서는 안 된다는 투과성 표준의 적용을 받는다.^[20] 폭우량 증가가 배수 시스템에 미치는 영향을 줄이고, 현장 폭우-물 침투가 용이하도록 하는 것이 목적이다.

다음 사항과 관련된 통합 물 관리 목표를 충족하려면 2개 이상의 신규 주거지 구획이 필요하다.

• 음용수 공급.^[22]
• 재사용 및 재활용 ^[23]물
• 폐수 관리 ^[24]및
• 도시 도주 ^[25]관리

특히 도시 런오프 관리와 관련하여, 빅토리아 계획 규정 c. 56.07-4 조항 25에 따르면 폭풍우 시스템은 최상의 방법인 폭풍우 관리 목표를 충족해야 한다. 현재, 더 이상 모범 사례로 간주되지 않지만, 주 표준은 Urban Stormwater: 모범 사례 환경 관리 지침.^[11][26] 폭풍우의 영향으로부터 수로를 보호하지 않는 현재의 수질 목표는 다음과 같다.

• 전형적인 도시 연간 부유물질 하중의 80% 유지
• 일반적인 연간 총 인부하중 45퍼센트 유지
• 전형적인 도시 연간 총 질소 하중의 45퍼센트 유지
• 전형적인 도시 연간 쓰레기 하중의 70% 감소.

도시 풍수 관리 시스템은 또한 관련 배수 당국의 요건을 충족해야 한다. 이것은 보통 지방의회다.^[27] 그러나 60ha 이상의 유역이 우려되는 멜버른 지역에서는 멜버른 워터다. 분할부지의 하류 유입도 해당 배수 당국의 승인을 받지 않는 한 개발 전 단계로 제한되며, 하류로 인한 유해한 영향이 없다.

멜버른 워터는 간단한 온라인 소프트웨어 도구인 스톰(Stormwater Processional - Relative Measure)을 제공하여 개발 제안서가 제정된 모범 사례 폭풍우 품질 성능 목표를 충족하는지 사용자가 평가할 수 있도록 한다. 스톰 도구는 이산 WSUD 치료 관행에 대한 평가로 제한되며, 따라서 여러 치료 관행이 직렬로 사용되는 모델은 아니다.^[28] 또한 It는 불침투 표면 커버리지가 40% 이상인 현장에 제한된다. 좀 더 복잡한 개발을 위해서는 MUSIC 소프트웨어와 같은 좀 더 정교한 모델링이 권장된다.

뉴사우스웨일스

뉴사우스웨일스의 주 차원에서 국가환경계획정책(Building Sustainability Index: BASIX) 2004(NSW)는 WSUD 채택을 의무화하는 정책의 일차적인 부분이다. 바식스(BASIX)는 위치, 크기, 건축자재 등 주거지 개발 관련 데이터를 입력할 수 있는 온라인 프로그램이다.; 물과 에너지 사용량 감소 목표치에 대해 점수를 받는다. 수도 대상은 주거지 개발 위치에 따라 주 공급 음용수 소비량이 0~40% 감소하는 범위다.^[29] 새 주택의 90%가 40%의 물 목표치에 의해 보호된다. BASIX 프로그램은 빗물 탱크, 폭풍수 탱크 및 그레이워터 재활용과 같은 일부 WSUD 요소의 모델링을 허용한다.

지방의회는 WSUD 관행의 개발을 통제하고 채택을 의무화할 수 있는 LEP(Local Environment Plan)의 개발을 책임지고 1993년 지방정부법(NSW)을 목표로 한다. 그러나 주 차원의 일관된 정책과 방향의 부족으로 인해 지방의회의 채택은 지역 환경계획(LEP)에서 자체 WSUD 목표를 개발하는 경우와 그러한 규정이 없는 경우 등이 혼재되고 있다.^[30]

2006년 당시 NSW 환경보전부는 '도시 폭풍우 관리: 수집 및 재사용. 이 문서는 폭풍우 수집에 대한 개요를 제시했으며, 기술 WSUD 실무 구현뿐만 아니라 통합 경관 규모 전략의 계획 및 설계 측면에 대한 지침을 제공했다.^[31] 그러나 현재 이 문서는 정부 웹사이트에서 여전히 이용 가능하지만 널리 홍보되지는 않는 것으로 보인다.

시드니 메트로폴리탄 유역 관리청은 또한 WSUD의 지방 의회 채택을 지원하기 위한 도구와 자원을 제공한다.^[32] 여기에는 다음이 포함된다.

• NSW에서 주정부 차원의 부서 승인이 있는 지방정부 LEP에 통합하기 위한 잠재적 WSUD ^[33]조항
• 지방정부 보고서, 입찰자, 관심 표현 또는 기타 자료에 통합될 ^[34]수 있는 WSUD 조항
• 현장 WSUD 프로젝트 비교 ^[35]및 평가 시 협의회를 안내하는 WSUD 의사결정 지원 도구
• NSW에서 보다 정교한 MUSIC 모델링 소프트웨어 사용을 위한 지침 초안

WSUD 성능을 평가하기 위한 예측 모델링

단순화된 모델링 프로그램은 일부 국가에서는 현지 규정에 따라 WSUD 실무관행의 구현을 평가하기 위해 제공된다. 스톰은 멜버른 워터가 제공하고 바식스는 호주 NSW에서 주거개발을 위해 사용된다. 크고 복잡한 개발의 경우 보다 정교한 모델링 소프트웨어가 필요할 수 있다.^[37]

WSUD의 의사결정에 영향을 미치는 문제

WSUD 도입 방해

WSUD 채택에 영향을 미치는 주요 이슈는 다음과 같다.^[38]

• 주 및 지방 정부 차원의 규제 프레임워크 장벽 및 기관 조각화
• 수량 및 품질 관리를 위한 WSUD 관행 선택 및 최적화와 관련된 평가 및 비용 불확실성
• 수평적 물 관리 시스템에 통합된 기술, 설계 및 복잡성
• 마케팅 및 수용 및 관련 불확실성.

지난 40년 동안 멜버른에서 WSUD로의 전환은 우수 관리 기준^[39] 품질과 가능 요인의 목록으로 절정에 달했는데,^[40] 이는 WSUD 기술로의 전환을 촉진하기 위한 의사 결정을 돕는 데 중요한 것으로 확인되었다. WSUD의 구현은 아래에서 논의된 두 변수 사이의 효과적인 상호작용을 통해 활성화될 수 있다.^[41]

의사결정자의 자질

• 수로 건강 비전 – 협력적 접근을 통한 수로 건강의 공통 비전
• 멀티 섹터 네트워크 – 정부, 학계 및 민간 부문에서 상호 작용하는 챔피언 네트워크
• 환경적 가치 – 강력한 환경 보호 가치
• 공익적 처분 – 공익 옹호 및 보호
• 모범 사례 이념 – 모범 사례의 영역 간 구현을 지원하기 위한 실용적 접근 방식
• 학습별 철학 – 새로운 과학 정보의 통합에 대한 적응적 접근법
• 기회주의적 – 옹호 및 실천에 대한 전략적 및 전향적 사고 방식
• 혁신적이고 적응형 – 적응형 관리 철학에 집중하여 당면 과제 해결

WSUD를 활성화하기 위한 주요 요인

• 사회-정치적 자본 – 수로 건강, 편의성 및 오락성 향상에 대한 일치된 공동체, 언론 및 정치적 관심사
• 브리징 조직 – 과학 및 정책, 기관 및 전문직, 지식 브로커 및 산업 전반에 걸친 협업을 촉진하는 전담 조직
• 신뢰할 수 있고 신뢰할 수 있는 과학 – 접근 가능한 과학 전문지식을 통해 지역 문제에 대한 신뢰할 수 있고 효과적인 솔루션 혁신
• 구속 대상 – 과학자, 정책 입안자 및 개발자의 변화 활동을 구속하는 측정 가능하고 효과적인 대상
• 책임 – 수로 건강 개선에 대한 공식적인 조직적 책임과 그러한 결과를 초래하는 관행에 능동적으로 영향을 미치려는 문화적 약속
• 전략적 자금 지원 – 변경 노력을 위한 외부 자금 투입 지점을 포함한 추가 자원
• 시연 프로젝트 및 교육 – 지식 확산 이니셔티브를 수반하는 새로운 사고와 기술에 대한 접근 가능하고 신뢰할 수 있는 시연
• 시장 수용성 – 변화 활동에 대한 잘 짜여진 비즈니스 사례.

오스트레일리아의 WSUD 프로젝트

WSUD 기술은 이전에 청정하고 개발되지 않은, 또는 그린필드 사이트부터 변경 또는 교정조치가 필요한 개발되거나 오염된 브라운필드 사이트에 이르기까지 다양한 프로젝트에서 구현될 수 있다. 호주에서는 소규모 도로변 프로젝트부터 대규모 +100헥타르 택지개발지까지 다양한 프로젝트에서 WSUD 기술이 시행되고 있다. 아래의 세 가지 주요 사례 연구는 호주 전역에서 온 WSUD 프로젝트의 범위를 나타낸다.

소규모 풍수관리를 위한 레잉가든 바이오필터

쿠링가이 평의회 쿨루나 크레센트 라잉가르덴, NSW

WSUD 도로개량형 생물보급제는 풍수 오염을 줄이기 위해 NSW에 있는 쿠링개협의회가 전체적인 유역장려금의 일환으로 시행하는 소규모 프로젝트다. 레인가든 호는 생물관측 시스템을 사용하여 도로로부터 발생하는 국지적인 폭우유출물의 연간 75kg의 총 부유고형물(TSS)을 포획하여 처리한 후 모래 여과 매체를 통해 여과한 후 다시 폭우시스템으로 방출한다. 또한 주변 보행자 도보 내 시스템에서는 지하수 시스템으로의 유출입을 지원하기 위해 투과성 페이버가 사용된다.^[42] 이 프로젝트와 유사한 도로변 생물보존시스템이 호주 전역에서 시행되고 있다. 유사한 프로젝트들이 시드니 유역관리청 WSUD 웹사이트에 제시되어 있다.^[43]

• 2005 쿠링가이 협의회 –^[44] 민나마우라 에비뉴 수상 민감도로 정비사업
• 2003년 빅토리아 야라시 ^[45]– 폭풍우를 치료하기 위해 생물학적 보석을 포함하는 도로 재건
• 2003-4년 킹스턴, 빅토리아 (첼시) – 폭풍우를 치료하기 위한 생물학적 분지를 포함하는 도로 재건,^[46] 그리고
• 2004년 킹스턴, 빅토리아 (멘톤) – 폭풍우를 치료하기 위해 생물학적 보석을 포함하는 도로 재건.^[47]

주택 개발 프로젝트의 WSUD

린브룩 에스테이트, 빅토리아

빅토리아 린브룩 에스테이트 개발 프로젝트는 민간부문에 의한 WSUD의 효과적인 이행을 보여준다. 멜버른워터의 시범연구에 이어 폭풍우 관리 기술의 혁신적인 활용에 잠재적 거주자를 위한 마케팅을 집중해온 그린필드 택지개발지다.^[48]

이 사업은 기존 배수시스템과 가로경관 및 하위정찰 수준의 WSUD 대책을 결합해 개발 내 수용수역을 보호하기 위한 폭풍우 흐름의 감쇠 및 처리를 목적으로 한다. 폭풍우의 일차적인 치료는 잔디깎기와 지하 자갈 참호시스템에 의해 수행되며, 이 시스템은 도로/지붕 유출을 수집, 침투 및 전달한다. 주요 대로변은 폭풍우의 침투와 운반이 가능하도록 지하 자갈이 채워진 참호를 갖춘 생물상권 시스템 역할을 한다. 유역 유수는 이후 습지계를 통해 2차 처리를 거친 후 관상호수로 방류한다. 이 프로젝트는 호주에서 이 규모의 최초의 주택용 WSUD 개발로 의미가 크다. 총 질소, 총 인 및 총 부유물질 수준에 대한 도시 폭풍우 관리 모범사례 가이드라인을 초과 달성한 실적이 2000년 호주 도시개발원 우수상(도시개발 혁신 인정)과 2001년 협력 리사상(Cooperative Resea)에서 모두 수상했다.rch Centres' Association 기술 이전상. 민간부문에서 WSUD 시스템을 시행한 그것의 성공은 그것의 제안자인 도시 및 지역 토지 공사(URLC)가 WSUD를 빅토리아 주 전역의 표준 관행으로 편입하는 것을 검토하도록 만들었다. 이 프로젝트는 또한 전국의 개발자, 의회, 수로 관리 기관, 환경 정책 입안자들로부터 관심을 끌었다.^[48]

시드니 2000 올림픽 대규모 교정조치

홈부시 베이, NSW

시드니 2000년 올림픽 경기장의 설립을 위해 홈부시 만의 브라운필드 지역은 매립지, 아적토아르, 그리고 해군 무장의 구역에서 다중이용 올림픽 장소로 개편되었다. 다양한 WSUD 기술을 포함하는 ^[31]비음료용수의 대규모 재활용을 위한 물재생관리계획(WRAMS)이 2000년에 수립되었다. 이러한 기술은 특히 폭풍우 및 폐수 방류로부터 수돗물을 보호하고, 음용수 수요를 최소화하며, 위협받는 종의 2006년 서식지를 보호하고 강화한다는 목표를 다루는데 초점을 두고 구현되었다.^[38] WSUD 기술의 초점은 폭풍우와 폐수의 현장 처리, 저장 및 재활용에 집중되었다. 폭풍우 유출은 총 오염물질 트랩, 수레 및/또는 습지 시스템을 사용하여 처리된다. 이것은 Haslams Creek 습지 교정 지역의 영양소 부하를 90% 감소시키는 데 기여했다.^[31] 폐수는 물재생 공장에서 처리된다. 거의 100%의 오수가 처리되고 재활용된다.^[49] 폭우와 폐수 공급원의 처리된 물은 올림픽 현장 전체에서 수자원, 관개시설, 화장실 플러싱 및 소방용량으로 저장되고 재활용된다.^[38] WSUD 기술의 사용을 통해 WRAMS 체계는 연간 8억 5천만 리터의 물을 보존하고,^[49] 올림픽 부지 내에서 연간 음용수 소비량을 50% 줄일 수 있을 뿐만 아니라,^[38] 해양 유출을 통해 보통 배출되는 약 550 ML의 오수를 연간 전환시키는 결과를 가져왔다.^[31] 시드니 올림픽 공원 관리청(SOPA)은 '시드니 올림픽 공원 마스터 플랜 2030'의 장기적 지속가능성에 초점을 맞춘 일환으로 재활용수와의 연결 및 효과적인 물 수요 관리 관행, 재활용수 시스템의 유지 및 연장 등 주요 모범 사례 환경 지속가능성 접근방식을 확인했다.필요에 따라 새로운 거리로의 템즈, 그리고 물을 재활용하고, 지하로의 침투를 촉진하고, 오염물질과 퇴적물을 여과하며, 인접한 수로에서의 하중을 최소화하는 기존의 폭풍수 시스템의 유지와 확장.^[50] SOPA는 WSUD 기술을 사용하여 이 마을이 현재와 미래 세대에 걸쳐 ^[50]도시 설계, 건축 설계 및 지속가능성에 있어 우수성과 혁신을 위해 '국가 및 국제적으로 인정받음'을 유지하도록 했다.

참고 항목

• 폭풍우 관리용 녹색 인프라 / 저영향 개발(북미)
• 네이처 기반 솔루션(유럽연합)
• 스펀지 도시(중국)

참조

외부 링크

• 시드니 메트로폴리탄 유역 관리청 – WSUD.org
• 수분에 민감한 도시 디자인 – 멜버른 워터
• 미국 환경 보호청 – 저영향 개발(LID)
• CIRIA – 지속 가능한 도시 배수 시스템(SUDS)