저류시설

왜 배우는가: 저류시설은 도시 호우 때 빗물을 일시 저장해 하천·하수도로의 첨두유출을 낮추는 대표 방재시설이다. 시험에서는 완충저류시설(사고유출수 저류)과 도시계획시설로서의 저류시설 결정·구조 기준이 구분되어 반복 출제되므로 두 체계를 함께 정리해야 한다.

출제 이력: 제110회 1교시 10번, 제98회 1교시 9번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄에 쓸 정의는 다음과 같다.

저류시설은 집중호우 시 빗물을 일시적으로 모아 두었다가 하천·하수도로 천천히 방류하여 도시 침수를 막는 방재시설이다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 저류시설(Detention Facility)
• 유수지
• 완충저류시설(Buffer Storage Facility)
• 첨두유출(Peak Runoff)
• 방류구
• 계획강우량
• 도시·군계획시설
• 초기우수

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면 저류시설은 비가 많이 올 때 빗물을 잠깐 가두어 두는 큰 그릇이다. 그릇에 모인 물은 비가 그친 뒤 천천히 흘려보내므로 하천이나 하수관로가 한꺼번에 넘치는 일을 줄인다.

정식 정의는 도시·군계획시설의 결정·구조 및 설치기준에 관한 규칙이 정하는 방재시설 가운데 빗물을 모아 두는 시설이다. 이 규칙은 저류시설의 결정기준과 구조·설치기준을 제120조에 두고 있다.

핵심 용어는 다음과 같이 쓴다.

• 저류시설: 빗물을 일정 시간 모아 두고 방류하는 시설로, 공원 저류지·공공시설 지하저류조 등을 포함한다. 집중호우 때 유출량의 최고치를 낮추는 것이 목적이다.
• 유수지: 하천이나 하수도의 흐름을 조절하기 위해 물을 모아 두는 지역이다. 도시 방재시설 절에서 저류시설과 함께 다룬다.
• 완충저류시설: 공업지역이나 산업단지에서 사고 및 화재로 발생한 사고유출수와 초기우수를 일시 저류하는 시설이다. 「물환경보전법」 제21조의4에 근거를 둔다.

완충저류시설은 도시 빗물 저류와 목적이 다르다. 저류 대상이 강우 유출수가 아니라 오염 가능성이 있는 사고유출수라는 점이 핵심 차이다. 두 시설을 혼동하면 근거 법령과 설치 주체가 틀리게 된다.

3. 등장 배경과 필요성

도시가 개발되면서 아스팔트·콘크리트 등 불투수면이 늘어났다. 빗물이 땅에 스며들지 못하고 빠르게 하천으로 몰리면서 첨두유출량이 커졌다. 이 때문에 하수관로 용량을 넘는 침수가 자주 발생했다. 저류시설은 이 문제를 해결하기 위해 도입된 설비다.

한편 공업지역과 산업단지에서는 화학물질 누출이나 화재 진압수가 하천으로 흘러드는 사고 위험이 있다. 이에 대응하여 사고유출수를 일시 가두는 완충저류시설 제도가 마련되었다. 「물환경보전법」 제21조의4가 설치 근거이며, 설치 대상은 면적 기준 등 시행규칙 제30조의3 각 호의 기준에 해당하는 공업지역 또는 산업단지 등으로 정해져 있다.

완충저류시설 설치 대상은 점차 확대되었다. 처음에는 낙동강수계에 한정되었으나 법 개정으로 전국으로 넓어졌다. 이는 수계 단위의 수질사고 관리를 강화하려는 방향이다.

• 도시 방재 목적: 첨두유출 저감, 하수도 연계, 침수 예방
• 수질 보전 목적: 사고유출수 차단, 하천 오염 방지
• 제도 목적: 설치·운영 기준의 법적 체계화와 정기 기술진단 의무화

마지막으로 저류시설 계획은 결정기준이 명확해야 한다. 어디에 어떤 구조로 설치할지 정해 두지 않으면 개발행위로 토사가 유입되어 저류 기능이 떨어진다. 그래서 구조·설치기준을 법으로 정해 두고 있다.

4. 구성요소·원리·절차

저류시설은 비가 올 때 빗물이나 사고유출수를 일시적으로 모아 두었다가 하천·하수도로 천천히 내보내는 시설이다. 구성은 집수 부분, 저류 부분, 배수·방류 부분으로 나뉜다. 저류 원리는 유입량과 방류량의 차이를 저류공간에 담아 첨두유량을 낮추는 것이다. 구성요소를 표로 정리하면 다음과 같다.

저류시설의 원리는 유입 체적과 방류 체적의 차이로 저류 용량을 정하는 것이다. 저류량 V는 유입 유량 Q_{in}과 방류 유량 Q_{out}의 시간 적분으로 구한다.

$V=\int_{0}^{T}\left(Q_{in}(t)-Q_{out}(t)\right)dt$

여기서 V는 저류 용량(㎥), Q_{in}은 유입 유량(㎥/s), Q_{out}은 방류 유량(㎥/s), T는 강우 지속 시간(s)이다. 방류구가 바닥면 이하에 있으면 저류수 전량을 배출할 수 있다.

저류시설의 설계와 운영 절차는 다음과 같다.

• 대상 배수구역을 조사하고 유입 유량을 산정한다.
• 설치 위치를 정하고 집수 경로와 방류지점을 연결한다.
• 저류 용량을 계산하고 수심과 구조를 정한다.
• 배수구·방류구와 퇴적물 처분 설비를 배치한다.
• 하수도시설과의 연계 운영 방안을 정한다.
• 개발행위로 토사가 유입되는 경우를 고려해 계획강우량에 미달해도 월류가 없도록 여유를 둔다.
• 운영 중 기술진단과 개선계획을 수립한다.

완충저류시설은 사고유출수와 초기우수를 저류한다는 점에서 일반 저류시설과 기능이 다르다. 공업지역이나 산업단지에서 사고나 화재로 생긴 오염수를 하천 유입 전에 가두는 목적이다. 따라서 설계 시 저류 용량 산정 근거와 저류수의 연계처리 방안을 함께 정해야 한다.

저류시설은 유입량과 방류량의 차이를 저류 용량으로 흡수해 첨두 유량을 낮추는 시설이다.

5. 관련 법령·기준·표준

저류시설의 결정기준과 구조·설치기준은 「도시·군계획시설의 결정·구조 및 설치기준에 관한 규칙」 제6장 방재시설 제2절 유수지 제120조에 있다. 이 조문은 저류시설을 공공시설이나 공동주택단지 등 빗물을 모아 둘 수 있는 장소에 설치하도록 정한다. 공원·체육시설에 설치하는 경우에는 본래 이용목적이 훼손되지 않도록 배수를 신속하게 하고 사용 횟수를 과다하지 않게 해야 한다. 조문은 2004년, 2018년, 2021년에 개정됐다.

완충저류시설은 「물환경보전법」 제21조의4에 따라 설치한다. 설치대상은 「물환경보전법」 시행규칙 제30조의3에서 정한다. 설치 기준의 근거 조문은 「완충저류시설의 설치·운영 등에 관한 고시」다. 법 개정으로 설치 대상 지역이 낙동강수계에서 전국으로 확대됐다. 5년마다 기술진단을 받도록 한 규정은 2024년 1월에 신설됐다.

기준값은 다음 표로 정리한다.

표의 값은 법령 원문을 따른 것이다. 본문 기준은 규칙과 고시에 따른다. 다음 항목은 답안에서 조문 번호를 생략하고 기준 이름만 쓴다.

• 저류시설 구조: 침수에 장해를 받을 시설을 저류시설 안에 두지 않는다.
• 저류시설 구조: 수심은 주변지역 안전성을 고려해 적정하게 정한다.
• 완충저류시설 구조: 지진에 대비해 안전하게 설계하고 By-pass가 가능해야 한다.

완충저류시설은 사고유출수 저류와 초기우수 저류를 목적으로 한다. 설치 여부는 설치대상 기준을 먼저 확인해 판단한다.

6. 유형과 비교

저류시설은 목적과 설치 위치에 따라 도시계획시설 저류시설(유수지·저류지 등 홍수 조절용)과 완충저류시설(공업지역·산업단지 사고유출수 저류용)로 나뉜다. 두 시설은 법령 근거, 저류 대상 물, 설치 주체가 달라 답안에서 비교해 쓰는 것이 유리하다.