우수이용·초기우수배제

왜 배우는가: 우수이용과 초기우수 배제는 물 부족 대응과 비점오염 저감을 함께 다루는 개념이라 실무에서 집수·저류 설계의 출발점이 된다. 두 회차 모두 집수장소, 초기우수 배제, 저류 방식을 묻는 형태로 반복 출제됐다.

출제 이력: 제98회 3교시 5번, 제96회 3교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

우수이용이란 건축물 지붕 등에서 내린 빗물을 집수·배제·저류하여 조경수, 세정수 등 비음용 용도로 재사용하는 것을 말한다.

• 우수이용설비
• 집수장소(지붕·옥상)
• 초기우수
• 초기우수 배제
• 저류조
• 여과장치
• 비점오염원

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 비가 처음 내릴 때 지붕과 배수관에 쌓인 먼지·낙엽·새똥 같은 오염물이 빗물과 함께 씻겨 내려온다. 이 앞부분의 더러운 빗물을 버리고, 그 뒤에 내리는 깨끗한 빗물만 모아 쓰는 것이 우수이용의 핵심이다.

정식으로는 초기우수를 강우 초기에 지표면과 하수관거를 흐르며 불투수면에 쌓인 오염물과 관거 퇴적물을 씻어내 고농도 오염물질을 함유한 우수로 정의한다. 초기우수의 발생 시기는 강우 초기에 오염 농도가 높아진 뒤 건기 평균 하수 농도 수준으로 떨어지는 시점까지로 본다.

초기우수 배제는 집수 초기의 우수를 저수조에 들이지 않고 외부로 버리는 조작이다. 강우량을 측정하는 유량계로 단위면적당 강수량을 재고, 그 값에 따라 배제부를 열고 닫는 방식이 많이 쓰인다.

집수는 빗물을 모으는 면을 정하는 일이고, 저집은 모은 빗물을 저류조에 담는 일이다. 두 단계를 나눠 이해하면 답안 구성이 쉬워진다.

3. 등장 배경과 필요성

도시화로 불투수면이 늘면서 우수는 땅속으로 스며들지 못하고 빠르게 하천으로 흘러든다. 이때 초기우수에 실린 오염물이 공공수역을 한꺼번에 오염시키는 문제가 생긴다.

하수처리장은 강우 시 처리 능력을 넘는 빗물을 그대로 하천에 내보내는 경우가 많다. 따라서 빗물을 수원으로 활용하면서 오염 부하를 줄이려는 두 목적이 함께 대두됐다.

국내에서는 물환경보전법에 따라 공업지역과 산업단지의 사고유출수와 초기우수를 저류하는 완충저류시설을 설치하도록 제도화했다. 이 제도는 초기우수 배제와 저류 개념을 법적 설비로 연결한 사례다.

물 부족 시대에 우수를 물 자원으로 보는 관점이 강해지면서, 건축물 단위의 우수이용 설비가 빗물이용시설과 함께 주목받고 있다. 초기우수 배제는 이 설비의 수질을 확보하는 핵심 장치다.

4. 구성요소·원리·절차

우수이용·초기우수배제 설비는 집수면에서 빗물을 모아 오염 물질을 걸러 내고, 초기 강우를 버린 뒤 깨끗한 빗물만 저장하는 흐름으로 이루어진다. 공업지역의 완충저류시설도 같은 원리를 쓰되, 사고유출수와 초기우수를 함께 저류한다는 점이 다르다.

초기우수는 강우 초기에 지표면과 관거의 퇴적물을 씻어 내어 오염 농도가 높은 빗물을 말한다. 그래서 초기 일정량을 버리고 그 이후의 빗물만 저장한다. 원리는 강우 강도가 일정해질 때까지의 빗물을 배제하는 것이다.

• 집수면에서 빗물을 모아 유입관으로 보낸다.
• 협잡물 제거시설에서 낙엽과 토사를 거른다.
• 강우 초기 일정량은 초기우수 배제장치로 배출한다.
• 이후의 빗물은 저류조에 저장한다.
• 용도에 따라 여과·살균 후 공급하고, 저류조는 정기적으로 청소·점검한다.

공업지역의 완충저류시설에서는 유입시설, 협잡물 제거시설, 저류시설, 배출 및 이송시설, 부대시설로 구성하고, 누수가 없는 구조로 한다. 저류시설은 사고유출수의 하천 직유입을 차단하고 강우 시 비점오염 저감 기능을 갖춘다.

5. 관련 법령·기준·표준

완충저류시설은 「물환경보전법」 제21조의4에 따라 설치한다. 설치 및 운영 세부 기준은 「물환경보전법」 시행규칙과 「완충저류시설 설치 및 운영관리 지침」에 있다.

사고유출수 저류 기능만 수행하는 경우 용량은 위 식으로 산정한다. 기저유량은 강우 후 최소 3일 뒤에 최소 2회 측정하고, 관련 기준이 정한 시간 기준 가장 큰 값을 쓴다.

개정 연혁은 다음과 같다. 낙동강수계법 제18조에 설치 의무가 처음 생겼고, 2014년 3월 수질 및 수생태계 보전에 관한 법률 개정으로 전국 확대되었다. 2017년 1월 법 명칭은 물환경보전법으로 바뀌었다. 2024년 1월 5년마다 기술진단이 의무화되었다.

6. 유형과 비교

우수이용·초기우수배제 설비는 집수 방식, 초기우수 배제 방식, 저류 방식에 따라 나뉜다. 답안에서는 세 가지 축을 나눠 비교하면 구조가 명확해진다.

지붕 집수형은 집수면이 깨끗해 초기우수 배제량이 적다. 지표 집수형은 비점오염원이 많아 배제 장치 용량을 키워야 한다.

초기우수 배제 장치는 유량계로 강우량을 재고, 일정량 이상 강우 후 우수를 저장탱크로 보낸다는 점에서 방식이 나뉜다. 배제 방식은 수동 배제형과 자동 개폐형으로 구분한다. 자동 개폐형은 수위와 유량을 감지해 배제부를 여닫는다.