빗물 저류형 옥상녹화의 설계인자가 유출저감 및 수자원 확보에 미치는 영향

Abstract

최근 집중호우로 인해 피해가 늘어나고 있으며, 이에 도시 내 옥상녹화의 유출저감 효과에 관한 관심이 증가하고 있다. 기존 옥상녹화는 배수판, 토양, 식생을 두었으며, 옥상녹화의 물관리 기능보다 심미적, 생태적 기능에 중점을 두었다. 본 연구에서는 강우 시 빗물을 최대한 저류하며 옥상녹화의 유출저감 기능을 고려한 저류형 옥상녹화의 설계인자에 대해 알아보았다. 배수판 대신 빗물을 저류할 수 있는 저류판, 표면유출을 방지할 수 있는 저류벽, 토양배합비 및 토심을 설계인자로 결정하고 유출실험을 수행하여 유출저감 및 수자원 확보 효과를 평가하였다. 유출저감 평가 인자는 첨두유출량저감율, 첨두유출지연시간으로 결정하고, 수자원 확보 효과는 옥상녹화 내 빗물저류량으로 평가하였다. 강우강도 20, 40, 60, 80, 100 mm/hr 의 모의강우 조건에서 설계인자에 따른 유출특성을 실험, 분석하였다. 옥상녹화에 배수판 대신 저류판을 두고 유출구의 위치를 높게 설계 하였을 때, 네 가지 설계인자 중 유출저감 및 수자원 확보 효과가 가장 우수한 것으로 나타났다. 강우강도 100 mm/hr 이하에서 유출이 발생하였을 때 5 cm 저류판이 있는 옥상녹화의 첨두유출 저감율은 34-42.9%, 최대 61 mm의 빗물을 저류할 수 있으며, 강우 80 mm/hr 조건에서 일반옥상녹화와 비교했을 때 5 cm 저류판이 있는 옥상녹화의 첨두유출량은 30% 저감되었고 첨두유출시간은 33분 지연되었다. 토심은 10, 15, 20 cm를 대상으로 비교 실험 하였으며, 각각의 옥상녹화에서 유출이 발생하였을 때 10 cm 토심의 첨두유출저감율은 11.3-19.3%, 15 cm 토심은 15-25.2%, 20 cm는 22.5-31.9%를 나타내었다. 토양배합비는 유출저감 효과 중 첨두유출량 저감에 영향이 있었으며, 수자원 확보에는 영향을 미치지 않았다. 옥상녹화의 저류벽은 토양보다 5 cm 정도 높은 외벽을 두었으며, 강우강도 80, 100 mm/hr 강우이벤트에서 옥상녹화의 전체 유출량의 10%에 해당하는 표면유출을 방지하는 효과를 나타냈다. 본 연구를 통해 물 관리 기능을 고려하는 옥상녹화의 설계인자 별 유출저감 및 수자원 확보 효과에 대해 정량화 하였으며, 저류형 옥상녹화의 물 관리 기능에 대해 객관성을 높일 수 있었다. 또한, 본 연구의 저류형 옥상녹화의 유출저감 기능은 강우 시 옥상녹화의 비점오염원 유출방지에도 효과적일 것이라 기대한다. 본 연구의 결과는 옥상녹화 설계 시 기존 심미·생태적 측면을 뛰어 넘어 물 관리 기능을 갖춘 옥상녹화의 설계를 위한 가이드라인의 참고자료로 이용될 수 있을 것이다.