우수유출 억제시설

왜 배우는가: 우수유출 억제시설은 도시화로 늘어난 불투수면적의 첨두유출을 줄이는 대표적 구조물적 대책이라 실무 설계와 치수계획의 기본이다. 자연재해대책법에 설치 기준과 종류가 명시되어 있어 기술사 시험에서 정의·종류·기능을 묻는 문제가 반복해서 나온다.

출제 이력: 제101회 4교시 2번, 제89회 4교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

우수유출저감시설은 우수의 직접적인 유출을 억제하기 위해 우수를 지하로 스며들게 하거나 지하에 가두어 두고, 가두어 둔 우수를 원활히 흐르게 하는 시설이다.

• 우수유출저감시설
• 순간유출량 저감
• 침투시설
• 저류시설
• 우수유출저감대책
• 개발사업 시행자 설치 의무
• 자연재해대책법 제19조의7

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 도시에 비가 오면 땅이 물을 머금지 못해 빗물이 한꺼번에 하수관과 하천으로 몰린다. 우수유출 억제시설은 이 빗물을 땅속으로 보내거나 잠시 가두었다가 천천히 내보내 하류의 첨두유량을 낮추는 장치다.

법률상 정식 정의는 자연재해대책법 제2조 제7호에 있다. 우수유출저감시설은 우수의 직접적인 유출을 억제하기 위하여 인위적으로 우수를 지하로 스며들게 하거나 지하에 가두어 두는 시설과, 가두어 둔 우수를 원활하게 흐르도록 하는 시설을 말한다. 답안에는 이 두 기능을 나누어 쓴다.

침투는 우수를 지반에 스며들게 하여 유출량 자체를 줄이는 방식이다. 지하수 함양 효과도 함께 얻는다. 저류는 우수를 일시적으로 가두어 유출 시간을 늦추고 최대 유량을 낮추는 방식이다. 저류된 물은 방류시설을 통해 일정한 속도로 내보낸다.

순간유출량 저감은 이 시설의 목적을 한 단어로 나타내는 핵심어다. 법 제19조의7 제1항은 풍수해 및 가뭄피해 경감을 위하여 우수의 순간유출량을 저감하는 기능을 갖추어야 한다고 정한다. 총유출량을 줄이는 것보다 짧은 시간의 최대 유량을 줄이는 것이 목표라는 점을 답안에서 분명히 한다.

3. 등장 배경과 필요성

도시화는 논·밭과 산지를 아스팔트, 콘크리트, 건물 지붕으로 바꾼다. 그 결과 침투가 줄고 유출계수가 커진다. 같은 강우라도 하수관거에 도달하는 물의 양과 속도가 늘어나 배수시설의 용량을 넘기 쉽다. 이것이 도시침수의 직접 원인이다.

기존 대책은 하수관거를 키우는 방식이었다. 관거를 키우면 공사비가 크고 하류 하천의 수용 능력이 따라가지 못하는 문제가 생긴다. 그래서 발생 지점에서 빗물을 줄이는 발생원 대책이 도입되었다. 우수유출 억제시설이 이 역할을 맡는다.

국내에서는 자연재해대책법 개정으로 제19조의6(개발사업 시행자 등의 우수유출저감시설 설치)과 제19조의7(우수유출저감시설에 관한 기준)이 신설되었다. 개발사업 시행자와 공공시설 관리자에게 우수유출저감대책 수립과 시설 설치 의무를 부과한 것이다. 준공검사나 사용승인 때 시설 기준 적합 여부를 확인하도록 한 것도 이 시점부터의 제도다.

홍수방어계획의 구조물적 대책 가운데 발생 단계의 수단이라는 점이 이 개념의 위치를 정한다. 하천 둑과 배수펌프는 유출 뒤의 대책이고, 유출 억제시설은 유출 앞단의 대책이다.

4. 구성요소·원리·절차

우수유출저감시설은 구성 방식에 따라 침투시설과 저류시설로 나뉜다. 침투시설은 우수를 지하로 스며들게 하고, 저류시설은 우수를 일시적으로 가두어 유출 첨두를 낮춘다. 가두어 둔 우수는 시설 밖으로 완만하게 내보낸다. 법은 이 두 기능을 「자연재해대책법」 제2조제7호에서 우수유출저감시설의 정의로 묶는다.

우수유출저감시설의 핵심은 우수의 순간유출량을 줄이는 것이다.

표 해설: 침투시설은 지하수 함양 효과가 있고, 저류시설은 첨두 유량 저감 효과가 크다. 두 시설은 같은 부지에서 함께 쓰는 경우가 많다.

원리는 유출 체적과 첨두 유량의 관계로 설명한다. 저류 용량 V(㎥)는 개발 후 증가한 유출량을 담을 수 있어야 한다. 이때 V는 개발 전후 유출량 차이 이상이어야 한다.

$V \ge \left(Q_{post}-Q_{pre}\right)\,\Delta t$

Q_{post}는 개발 후 첨두 유출량(㎥/s), Q_{pre}는 개발 전 첨두 유출량(㎥/s), \Delta t는 해당 강우 지속시간(s)이다. 결과가 상식 범위인지 확인하려면, 저류 용량이 증가 유출 체적보다 작으면 시설 효과가 부족하다고 판단한다.

설치 절차는 다음과 같다.

• 개발계획의 불투수 면적과 유출량 증가량을 산정한다.
• 침투와 저류 방식 중 적합한 시설을 선정하고 설치 수량을 설정한다. 침투시설은 단위 설계 침투량과 배치를 검토한다.
• 저류시설은 증가 유출량을 저류할 수 있도록 용량을 정한다.
• 우수유출저감대책을 수립하고 준공 전 기준 적합 여부를 확인한다.
• 설치 후 유지관리 계획을 세운다.

5. 관련 법령·기준·표준

우수유출저감시설의 근거는 「자연재해대책법」이다. 제19조의6은 개발사업 시행자가 우수유출저감대책을 수립하고 시설을 설치하도록 정한다. 지방자치단체장은 준공검사 또는 사용승인 때 기준 적합 여부를 확인해야 한다. 제19조의7은 시설이 우수의 순간유출량을 저감하는 기능을 갖추도록 한다.

시행령 제16조의2는 우수유출저감대책 수립 대상 사업을 정한다. 「건축법」 제29조에 따른 건축 협의 대상 중 대지면적 2천제곱미터 이상 또는 건축연면적 3천제곱미터 이상인 건축이 해당하며, 재해영향평가등 협의 사업 내용에 기준에 맞게 반영된 경우에는 수립하지 않을 수 있다. 시행령 제16조의3은 시설의 종류를 정한다.

표 해설: 대상 규모와 시설 종류는 법령에서 직접 정한다. 세부 설계와 구조는 고시에서 정한다.

개정 연혁으로는 「자연재해대책법」에 제19조의6과 제19조의7이 신설됐다. 시행령의 시설 종류는 신설 후 개정됐다.

비점오염저감시설 기준은 「물환경보전법」 대상과 구분해서 본다. 시행령 제16조의2 본문은 비점오염저감시설 설치 대상 사업을 우수유출저감대책 대상에서 제외한다.

6. 유형과 비교

우수유출저감시설은 우수를 땅속으로 스며들게 하는 침투시설과 일시적으로 가두어 두는 저류시설로 크게 나뉜다. 「자연재해대책법 시행령」 제16조의3은 두 유형의 세부 종류를 열거한다. 두 유형은 같은 목적(우수의 순간유출량 저감)을 가지지만 물을 처리하는 방식이 다르므로 구분해서 쓴다.

위 표는 법정 분류를 그대로 옮긴 것이다. 침투시설은 설치 수량을 정하는 방식이 핵심이고, 저류시설은 증가 유출량 전부를 현장에서 가두는 것이 핵심이라는 점을 답안에 구분해서 쓴다. 침투시설은 침투통이나 침투트렌치처럼 점 또는 선 단위로 나뉘어 배치되는 반면, 저류시설은 운동장이나 공원처럼 기존 시설을 겸용하는 경우가 많다.