지속 가능한 배수 시스템

Sustainable drainage system
스코틀랜드 던퍼름에 있는 연못과 같은 보존 연못은 지속 가능한 배수 시스템의 구성 요소로 간주된다.

지속 가능한 배수 시스템(SuDS,[1] SUDS [2][3]또는 지속 가능한 도시 배수 시스템이라고도[4] 함)은 현대적인 배수 시스템을 자연적인 물 공정에 맞추는 것을 목적으로 하는 물 관리 관행의 집합체다.[5] SuDS의 노력은 도시 배수 시스템을 폭풍의 홍수 오버플로, 토양 침식, 생물-충돌과 같은 자연수 순환의 구성 요소들과 더 잘 호환되도록 만든다. 이러한 노력들은 특히 지표 유출과 수질 오염 동향과 같이 인간의 개발이 자연의 물 순환에 가했거나 가졌을 수 있는 영향을 완화시키기를 희망한다.[6] SuDS는 도시 개발이 자연 환경에 어떻게 영향을 미치는지에 대한 우리의 이해뿐만 아니라 기후 변화와 지속가능성에 대한 우려가 증가하면서 최근 수십 년 동안 인기를 끌고 있다. SuDS는 도시 배수 시스템을 가능한 한 효율적이고 신속하게 자연 배수 시스템이나 현장에 통합하기 위해 자연적인 특징을 모방하는 빌드 컴포넌트를 사용하는 경우가 많다. 뉴캐슬-우폰-티네에서 열린 블루-그린 시티 실증 프로젝트의 큰 부분이 SUDS 인프라가 되었다.[7]

배수 시스템의 역사

미노안, 인더스, 페르시아, 메소포타미아 문명을 포함한 5천년 이상 된 고대 도시들에서 배수 시스템이 발견되었다.[8] 이러한 배수 시스템은 주로 국지적인 홍수와 폐수로 인한 폐해를 줄이는 데 초점을 맞췄다. 벽돌이나 돌로 만들어진 기초적인 시스템은 수 세기 동안 도시 배수 기술의 범위를 구성했다. 고대 로마의 도시들도 과도한 강우로부터 저지대를 보호하기 위해 배수 시스템을 사용했다. 건설업자들이 도시에 담수를 수입하기 위해 수로 건설을 시작했을 때, 도시 배수 체계는 통합된 도시 물 순환으로 처음으로 상수원 인프라에 통합되었다.[9]

1860년에 건설되는 런던 오수 시스템

서유럽에서는 19세기에 이르러서야 근대적인 배수 시스템이 등장했지만, 이들 시스템의 대부분은 급속한 도시화로 인해 발생하는 하수 문제를 주로 다루기 위해 만들어졌다. 그러한 예로는 템스 강의 대규모 오염과 싸우기 위해 건설된 런던 하수도가 있다. 당시 테임즈 강은 인구 밀도가 높은 도심과 인접한 해역에 인간쓰레기가 집중돼 있어 런던 배수 시스템의 1차적 요소였다. 그 결과, 1854년 브로드 스트리트 콜레라 발병과 1858년의 대 악취로 알려진 사건들을 포함하여, 몇몇 전염병이 런던의 주민들과 심지어 의회 의원들까지 괴롭혔다.[10] 공중 보건과 삶의 질에 대한 우려는 몇 가지 이니셔티브를 시작했으며, 이는 결국 조셉 바잘겟이 디자인한 런던의 현대적인 하수구 시스템을 만드는 데 이르게 되었다.[11] 이 새로운 시스템은 수인성 병원균의 위협을 줄이기 위해 폐수가 가능한 한 상수원으로부터 멀리 우회되도록 하는 것을 분명히 목표로 했다. 이후 대부분의 도시 배수시설은 공중보건 위기 예방이라는 비슷한 목표를 지향했다.

지난 수십 년 사이 기후변화와 도시홍수가 갈수록 시급한 과제가 되면서 환경지속성을 위해 특별히 설계된 배수체계가 학계와 실무 양쪽에서 더욱 인기를 끌고 있다. 영국에서 소스 제어를 포함한 전체 관리 열차를 이용하는 최초의 지속 가능한 배수 시스템은 SuDS 전문가인 Robert Bray Associates가[12] 설계한 옥스포드 서비스 고속도로 역이었다. 원래 SUDS는 지속 가능한 도시 배수 시스템에 대한 영국의 접근방식을 설명했다. 이러한 발전이 반드시 "도시" 지역에 있는 것은 아닐 수 있으며, 따라서 현재 SuDS의 "도시" 부분은 대개 혼란을 줄이기 위해 삭제된다. 다른 나라들 장소에서 유사한 접근법 좋은 관리 연습(BMP)과 뉴 Zealand,[15]에 일본에서 Australia,[14] 낮은 영향 도시 설계와 개발(LIUDD)과 종합적인 도시 유역 관리에 있는 States,[13]water-sensitive 도시 설계(WSUD)에 충격이 적은 개발과 같은 다른 용어를 사용했다.[14]

배경

전통적인 도시 배수 시스템은 부피 용량, 파편으로부터의 손상 또는 막힘, 식수 오염 등 다양한 요인에 의해 제한된다. 이러한 문제들 중 다수는 전통적인 배수 시스템을 완전히 우회하여 가능한 한 빨리 자연 상수원이나 하천으로 빗물을 돌려보냄으로써 SuDS 시스템에 의해 해결된다. 도시화의 증가는 갑작스러운 비후로 인한 플래시 홍수의 증가와 함께 문제를 야기했다. 식생지역은 콘크리트나 아스팔트, 지붕구조물로 대체돼 불침투성 표면으로 이어짐에 따라 빗물 흡수 능력이 상실된다. 대신에 이 비는 지표수 배수 시스템으로 향하며, 종종 그것들에 과부하를 주고 홍수를 일으킨다.

모든 지속 가능한 배수 시스템의 목표는 주어진 현장의 수원을 재충전하기 위해 강우를 사용하는 것이다. 이러한 수원은 종종 수표, 근처의 개울, 호수 또는 다른 유사한 담수원의 밑에 있다. 예를 들어, 만약 부지가 비연결 대수층 위에 있다면, SuDS는 가능한 한 빨리 지표층에 내리는 모든 비를 지하 대수층 안으로 유도하는 것을 목표로 할 것이다. 이를 위해 SuDS는 다양한 형태의 투과성 레이어를 사용하여 물이 다른 위치로 포획되거나 리디렉션되지 않도록 한다. 종종 이러한 층들은 흙과 식물을 포함하지만, 그것들은 인공 재료가 될 수도 있다.

SuDS 솔루션의 패러다임은 관리가 용이하고 에너지 투입이 거의 또는 전혀 필요하지 않으며(햇볕 등 환경적 원천 제외), 사용의 탄력성 및 환경적 매력뿐 아니라 미적으로 매력적인 시스템의 패러다임이어야 한다. 이러한 유형의 시스템의 예로는 바진(비가 내리지 않을 때 대부분 건조해지는 얕은 풍경 침식), 레인 가든(관목이나 초본 식재가 있는 얕은 풍경 침식), 스웨일(보통 건조하고 넓은 기반 도랑), 필터 배수구(자갈 가득 참호 배수구), 바이오 어텐션 바진(감압) 등이 있다. 자갈 및/또는 모래 여과 층), 갈대밭 및 더러운 물을 수집, 저장 및 여과하고 야생동물의 서식지를 제공하는 기타 습지 서식지.

SuDS의 일반적인 오해는 개발 현장의 홍수를 줄인다는 것이다. 실제로 SuDS는 한 현장의 지표수 배수 시스템이 다른 현장에 미치는 영향을 줄이기 위해 설계되었다. 예를 들어, 하수구 범람은 많은 곳에서 문제가 되고 있다. 땅 위에 포장을 하거나 건물을 지으면 섬광이 범람할 수 있다. 하수도로 유입되는 흐름이 용량을 초과해 넘칠 때 발생한다. SuDS 시스템은 현장의 방출을 최소화하거나 제거함으로써 영향을 감소시키는 것을 목표로 하고 있는데, 만약 모든 개발 현장이 SuDS를 포함한다면 도시 하수구의 범람은 덜 문제가 될 것이라는 생각이다. 전통적인 도시 폭풍우 배수 시스템과는 달리, SuDS는 또한 지하 수질을 보호하고 향상시키는데 도움을 줄 수 있다.

SuDS의 예

SuDS는 유사한 구성요소나 목표를 가진 시스템의 집합을 설명하기 때문에, SuDS와 지속 가능한 도시 개발을 다루는 다른 용어 사이에는 큰 교차점이 있다.[16] 다음은 SuDS 시스템의 구성 요소로 일반적으로 인정되는 예다.

도로변 바이오스웨일(Bioswale)은 도로 표면의 폭우수를 걸러내도록 설계되어 있음

바이오스와일즈

바이오스웨일은 토양과 식물을 통해 오염된 빗물을 통과시켜 폭풍우 유출을 모아 여과하기 위한 토지의 얕은 우울증이다. 바이오스와일즈가 제공하는 환경적 이점 외에도, 그것들은 심미적인 특성과 일반적으로 설치와 유지관리의 어려움이 낮기 때문에 공공장소에서 흔히 사용된다.[17] 바이오스와일즈는 단순히 서 있는 장소에서 물을 모으는 것이 아니라 구성 요소 전체와 토양으로 물을 배출하기 위해 선형적으로 약간 경사지게 설계된다.[18] 바이오스와일즈는 유출을 무한정 필터링할 수 있는 수동적인 수단을 제공하지만, 그것들은 순간적인 유출을 위한 용량에 의해 제한된다. 따라서 강우 이벤트, 인접 표면 및 토양 특성을 적절히 고려하지 않을 경우 쉽게 범람할 수 있다.

바이오스와일은 전 세계의 다양한 환경에서 발견되며, 특히 포장도로가 있는 조밀한 도시 지역에서 발견된다. 테네시주 내슈빌에서는 도심 부근의 역사적인 데데릭 가의 보수공사로 도로 표면의 유출을 걸러내기 위한 바이오스와일즈가 포함되었다. 개발자들은 이번 개입으로 내슈빌 하수도로 유입되는 유출량이 연간 120만 갤런 이상 줄었다고 주장하고 있다.[19]

투과성 포장

투과성 포장 시스템은 경사진 곳에 떨어지는 물이 아래 토양으로 스며들 수 있는 방법을 제공하는 것을 목표로 한다. 이것은 전통적인 포장재료를 구간으로 나누거나 다공성 포장재를 사용하여 이루어진다.

중국에서는 2000년대 이후 포장된 도시 지역이 빠르게 성장해 수십 개의 도시가 100만 명 이상의 인구를 부양하고 있다. 이에 대해 중국 정부는 전국에 걸쳐 도시 규모의 SuDS를 고용하고 있는 몇몇 "스폰지 도시"의 설계를 의뢰했다.[20] 그러한 예로는 중국 동부 해안의 해수면 상승과 싸우기 위해 고안된 상하이 교외인 난후이가 있다. 이전에 링강으로 알려졌던 난희는 대규모 도시 인프라가 자연수계에 미치는 영향을 줄이기 위해 도로와 공공의 우회도로에 투과성 있는 포장도로를 이용한다.[21] 현대 녹색신기술과 사회, 환경, 인간문화가 사회진보를 위해 유기적으로 결합한 것이다.[22]

습지

인공습지는 많은 양의 폭우나 유수가 보이는 지역에 건설될 수 있다. 얕은 습지를 복제하기 위해 지어진 습지는 BMP가 모여 바이오스와일이나 빗속보다 큰 규모로 물을 여과한다. 바이오스와 달리 인공습지는 인공습지 내에 공학적 메커니즘이 있는 것이 아니라 자연습지 과정을 복제하도록 설계되어 있다. 이 때문에 습지의 생태(토양 성분, 물, 식물, 미생물, 햇빛 과정 등)가 오염물질을 제거하는 1차 시스템이 된다.[23] 인공 습지의 물은 기계화되거나 명시적으로 설계된 구성 요소를 가진 시스템에 비해 천천히 여과되는 경향이 있다.

습지는 도시 지역과 인근 지역에서 많은 양의 유출을 집중시키기 위해 사용될 수 있다. 2012년 LA 습지 공원은 구 LA 메트로 버스 마당의 개보수공원으로 인구밀도가 높은 도심에 조성되었다. 이 공원은 현재 도시의 배수 시설에서 넘쳐나는 폭풍우뿐만 아니라 주변 표면으로부터의 유출을 포착하기 위해 설계되었다.[24]

캐나다 사스카툰에 있는 트라운스 연못은 지역 배수 시설 내에서 폭풍의 물 보호 유역의 역할을 한다.

유치장

저장용기(또는 저장용기)는 현재의 여과나 배수 시스템의 용량을 초과하게 될 수 있는 과잉수를 상쇄하기 위한 폭우 수용 지역이다. 억류용 분지는 유출 속도 저하, 과도한 부피 유지, 하류 배수 시스템에 지장을 줄 수 있는 침전물 포획 등의 방법으로 배수 시스템으로의 피크 방출을 감소시킨다. 분지의 기본 상태가 물로 채워지는지 아니면 폭풍우가 몰아치는 동안에만 예상하는지에 따라 분지는 습하거나 건조할 수 있다.

베트남 첸쓰에 있는 짱토이 연못은 억류용 분지를 통해 홍수를 줄이기 위한 도시 정비의 한 예다. 메콩 삼각주의 큰 도시인 C, Thơ은 계절적 홍수와 강한 강우량에 취약하다. 이에 대응하여, 지방 정부는 광범위한 국가 기반 시설의 일환으로 도시 홍수 해결책을 포함시켰다.[25]

녹색 지붕

녹색 지붕은 건물의 지붕 위에 조경되거나 채식된 구역으로, 보통 자연 조경이나 지상 공원을 모방하기 위해 지어진다. 녹색 지붕은 다른 경관의 표면에서 피크 방출을 상쇄하고 빗물이 떨어질 때 빗물을 직접 여과하여 배수 시스템을 돕는다. 그들은 또한 하루 종일 지붕에 직사광선을 공급받을 수 있는 건물의 에너지 소비를 줄일 수 있는 추가적인 이점을 가지고 있다.[26]

아르헨티나는 2015년 유엔 기후변화협약 당사국총회의 일환으로 기후변화에 대응하기 위한 세계적 노력의 일환으로 온실가스 감축에 합의했다. 결과적으로, 아르헨티나의 많은 도시들은 녹색 지붕을 구현하기 위해 새로운 개발을 요구하거나 장려하는 결의안을 통과시켰다. 부에노스 아이레스에서, 시 정부는 다른 LEED 기준과 함께 녹색 지붕을 포함하는 개발에 세금을 감면한다.

참고 항목

참조

  1. ^ 풍수관리의 지속가능한 배수시스템: 확산공해 퇴치를 위한 기술 및 정책적 개입, 샤르마, D, 2008
  2. ^ "CIRIA guide to SUDS". Ciria.org. Retrieved 2014-01-21.
  3. ^ 스코틀랜드 정부 Planning Services(2001년). "계획 및 지속가능한 도시배수시스템" 계획 조언 노트 61. 2001-07-27.
  4. ^ "Sustainable Urban Drainage Systems". www.sustainable-urban-drainage-systems.co.uk. Retrieved 2020-11-15.
  5. ^ CIRIA SuDS 설명서(문서 참조: CIRIA C753, 2015),
  6. ^ Hoang, L (2016). "System interactions of stormwater management using sustainable urban drainage systems and green infrastructure". Urban Water Journal. 13 (7): 739–758. doi:10.1080/1573062X.2015.1036083.
  7. ^ O’Donnell, E. C.; Lamond, J. E.; Thorne, C. R. (2017). "Recognising barriers to implementation of Blue-Green Infrastructure: a Newcastle case study". Urban Water Journal. 14 (9): 964–971. doi:10.1080/1573062X.2017.1279190. ISSN 1573-062X.
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  9. ^ Burian Steven J.; Edwards Findlay G. (2002). "Historical Perspectives of Urban Drainage". Global Solutions for Urban Drainage. Proceedings: 1–16. doi:10.1061/40644(2002)284. ISBN 978-0-7844-0644-1.
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  12. ^ CIRIA 옥스퍼드 고속도로 서비스 사례 연구
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  16. ^ Campos, Priscila Celebrini de Oliveira; Paz, Tainá da Silva Rocha; Lenz, Letícia; Qiu, Yangzi; Alves, Camila Nascimento; Simoni, Ana Paula Roem; Amorim, José Carlos Cesar; Lima, Gilson Brito Alves; Rangel, Maysa Pontes; Paz, Igor (2020). "Multi-Criteria Decision Method for Sustainable Watercourse Management in Urban Areas". Sustainability. 12 (16): 6493. doi:10.3390/su12166493.
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  22. ^ Bao-jie He, JinZhu, Dong-Xue Zhao, Zhong-Hua Gou, Jin-Da Qi, Junsong Wang (2019). "Co-benefits approach Opportunities for implementing sponge city and urban heat island mitigation/amp". Land Use Policy. 86: 147–157. doi:10.1016/j.landusepol.2019.05.003. S2CID 164492218.
  23. ^ Constructed wetlands. Kandasamy, Jaya., Vigneswaran, Saravanamuthu, 1952-. New York: Nova Science Publishers. 2008. ISBN 9781616680817. OCLC 847617134.CS1 maint: 기타(링크)
  24. ^ Fuentes, Ed (2012-02-14). "Innovative Wetlands Park Opens in South Los Angeles". KCET. Retrieved 2019-04-21.
  25. ^ "Urban retention basin in developing city: from theoretical effectiveness to practical feasibility". ResearchGate. Retrieved 2019-04-21.
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외부 링크