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친환경 준설을 위한 미국의 환경창 제도 소개
1. 서 론
유기적인 홍수방어와 수자원확보를 위하여 시행 된 4대강 살리기 사업으로 한강, 낙동강, 금강 그
리고 영산강에는 총 16개의 다기능보가 건설되었 다. 하지만, 이런 다기능보와 같이 하천을 횡단하 는 구조물은 수위 및 유량을 조절할 수 있다는 장 점이 있지만, 하천 흐름의 연속성을 차단하여 유 사퇴적을 발생시키는 문제점을 내포하고 있다. 최 근 이런 다기능보의 건설에 따른 유사퇴적의 문제 점 때문에 하천내 유사관리에 대한 관심이 집중되 고 있다.
하천 내의 유사관리를 위한 방법 중에서 준설 (dredging)과 배사(flushing)는 퇴사를 제거하 는 대표적인 방법으로 알려져 있다. 수문의 조작 을 통해서 이루어지는 배사는 경제적이라는 장점 이 있지만, 수문에서 원거리에 위치한 퇴사를 제 거하기 어렵다는 단점으로 인해서 배사 영향권 밖 에 존재하는 퇴사를 제거하기 위해서는 물리적인 방법인 준설을 활용하여야 퇴적된 유사를 제거할 수 있다. 고정보와 가동보로 구성된 국내의 다기 능보는 고정보로 인해서 배사 효율이 낮아지게 되 고, 이러한 경우에는 준설이 시행되어야 한다. 또 한 합류부 및 만곡부와 같이 수공구조물은 존재하 지 않지만 하상상승이 발생할 수 있는 지역의 퇴 적유사 제거를 위해서는 준설이 시행되어야 한다.
국내에서는 대규모의 준설사업이 대부분 해안·
항만에서 이루어져 왔으며, 하천에서는 골재채취 를 목적으로 하는 소규모 준설사업이 대부분이었 다. 준설사업은 대규모의 사업비가 투입되는 건설
정 안 철 ●●●
충남대학교 토목공학과 박사과정 [email protected]
김 성 원 ●●●
충남대학교 토목공학과 박사과정 [email protected]
김 민 석 ●●●
충남대학교 국제수자원연구소 연구원 [email protected]
정 관 수 ●●●
충남대학교 토목공학과 교수 [email protected]
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공사 중 하나이면서, 한편으로는 준설토 재활용 에 따른 이윤을 창출할 수도 있다. 또한 경제적인 부분 외에도 사회·환경적으로도 많은 영향을 미 칠 수 있기 때문에 양자간 대립이 발생할 수 있다 (Jeong et al., 2014). 특히 준설선에 의한 소음, 경관의 훼손, 하천 내 고탁도 발생, 생태계 교란 등이 준설사업으로 인한 사회·환경적 측면에 미 치는 부정적인 영향이며, 이러한 준설사업의 부정 적인 영향을 최소화하기 위한 노력으로 과거부터 많은 연구가 진행되어 왔다.
국내외적으로 친환경 준설공법에 대한 연구가 다수 진행되어왔으나, 제도적인 차원에서 준설사 업의 규제가 적절히 이루어진다면 준설이 가져오 는 사회·환경적인 영향을 최소화할 수 있는 방안 중 하나가 된다. 본 고에서는 이러한 제도적인 차 원에서 준설사업의 사회·환경적 측면의 부정적인 영향을 최소화할 수 있는 방안 중 하나인 환경창
(EWs; Environmental Windows)을 소개하고 국 내에 간단히 적용해 보았다.
2. 미국의 환경창 제도
환경창이란, 준설 및 준설토 처분에 관한 작업 이 이루어질 수 있는 기간을 말한다. 준설로 인 해 발생하는 잠재적인 유해영향을 감소시키기 위 한 관리도구로서 미공병단에서 1970년대에 처음 으로 수립하여 준설사업 관리에 사용하고 있으며, 2001년 자료를 기준으로 미국의 모든 준설사업 중 80% 이상에 적용되고 있다(TRB. 2001). 환경창 은 Fig. 1과 같은 형식으로 구성되며, 계절적 제한 (seasonal restriction)과는 상반되는 개념으로 계 절적 제한이 준설이 금지된 기간이라면, 환경창은 준설이 허용되는 기간을 말한다.
Fig. 1. Fish EWs at San Francisco Bay
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환경창을 수립하는 기준은 뚜렷하게 정의되지 않았으나 일반적으로 4개의 전문가 그룹으로 구 분하여 환경창을 수립, 관리, 모니터링을 수행 하고 있다(Fig. 2). 이 때 총 6개의 단계를 거치 게 되는데, 첫 번째 단계는 해당 준설사업과 관 련된 이해관계자 그룹을 결성한다. 두 번째 단계 는 모든 이해관계자가 소집되어 다음과 같은 6가 지 사항에 대한 논의 및 결정을 한다. (1) 평가기 간, (2) 지역 내 지리적 특성 정의, (3) 자원의 확 인 및 평가, (4) 경제와 사회적인 상황에 따른 준 설사업 및 기존의 환경창 평가, (5) Science team 의 구성과 위원장 선출 및 팀의 임무 결정, 그리 고 (6) Engineering team의 구성과 위원장 선 출 및 팀의 임무 결정 등을 두 번째 단계에서 이 뤄지는 회의에서 수행하게 된다. 세 번째 단계는 각 팀에서 제안된 준설사업의 공학적, 생물학적 평가를 실시하여, 부정적인 영향에 대해서 검토
하게 된다. 세 번째 단계에서는 다음과 같은 총 7 가지 사항에 중점을 두어 평가 및 검토를 수행하 게 된다. (1) Science team은 준설사업으로 인해 영향을 받을 것으로 예측되는 생물자원의 식별하 여 Engineering team에 정보 제공, (2) Science team은 해당 지역에 서식하는 생물군과 시간 변 화에 따른 서식지의 취약성과 각 생물군의 서식환 경 허용수준 및 서식환경 변화에 따른 영향 등을 분석하여 Engineering team에 정보를 제공한다.
(3) Engineering team은 Science team으로부터 제공받은 정보를 바탕으로 환경적인 영향을 줄일 수 있는 방안을 수립하여 Science team에 제공한 다. 이 때, 환경적인 영향을 줄일 수 있는 방안으 로 기술, 운영방법, 장비의 선택 등을 고려해야 하 며, 이러한 방안에 의해 소요되는 비용을 제공해 야 한다. (4) Science team은 Engineering team 으로부터 제공받은 정보를 검토하고 예상되는 영
Fig. 2. Flow chart of EWs setting, management, monitoring(TRB, 2001)
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향을 최종적으로 평가한다. (5) Science team은 준설 허용기간, 즉 환경창을 제시한다. (6) 영향을 받는 생물군 중에서 멸종위기종이 있는 경우, 공 식적인 협의를 진행한다. (7) 최종적으로 Science team은 여러 생물군에 대한 다양한 환경창을 수 립하고, 이해관계자 그룹에게 정보를 전달함과 동 시에 가장 최적의 환경창을 추천한다. 네 번째 단 계에서는 이해관계자 그룹에서 Science team에게 서 제공받은 정보를 검토하고 승인한다. 다섯 번 째 단계에서는 승인된 환경창을 바탕으로 준설사 업을 수행한다. 마지막으로 이해관계자 그룹은 준 설사업과 모니터링 자료를 검토하고 향후 준설사 업에서 추가 고려할 사항 등을 구체화한다.
환경창 개발 초기 미국에서는 일반적으로 어류 를 중심으로 개발되었으나, 현재에는 어류 외에도 해양포유류, 조류, 레크리에이션, 조개류 그리고 바다거북 등까지 고려하여 수립되고 있다. 환경창 은 다양한 장점에도 불구하고 환경창 내에 준설을 종료하기 위해 준설선의 투입을 늘리거나, 환경창 내에 준설사업이 완료되지 않은 경우에 다음 환경 창까지 대기함으로써 발생하는 사업비 및 공기가 증가하는 단점이 있다. 미국의 경우, 매년 준설량 이 1.5∼2.0억yd3이고, 0.01USD/yd3가 감소하면 전체적으로 약 1.5백만USD의 사업비를 감소시킬
수 있기 때문에 환경창 기준을 완화하여 현재보다 긴 준설기간을 확보하려는 연구가 수행되고 있다.
3. 국내 하천환경과 환경창
국내에서는 4대강 살리기 사업 이후에 유지준설 이 후속되어야 할 사업 중 하나로 지목되고 있다.
그러나 준설사업은 대규모의 공사비가 투입되는 건설공사 중 하나이지만 하천 환경에 많은 영향을 주기 때문에 이러한 부정적인 영향을 최소화하는 친환경적인 유지준설이 이루어져야 한다. 따라서 환경창과 유사한 제도가 도입되어 준설기간을 제 한하고 환경파괴를 최소화해야 한다.
환경창과 유사한 국내 사례로는 충청남도 서산 시 부석면에 위치한 천수만의 간월호 준설규정이 있다. 간월호는 겨울 철새 26종이 11월부터 1월까 지 서식하는 철새 도래지로 철새가 도래하지 않는 2월부터 10월까지 하루에 15시간 준설하는 것으로 계획되어 있으며, 철새가 도래하는 3개월 동안은 8시간 동안 준설하는 것으로 계획되어 있다.
전술한 것과 같이 준설사업은 사회·환경적인 측면에서 부정적인 영향을 초래하기 때문에 국내 의 간월호 사례나 미국의 환경창과 같은 제도와
Division 1 Division 2 Division 3
Environment
Fish Legal protected species
Main fish type
Bird Legal protected species
Migrant bird
Society Riverfront facilities
Importance Density Use frequency
etc. Flood season
Freezing season
Table 1. Consideration to establish KEWs
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규정이 필요하다고 판단된다. 더욱이 주기적으로 이루어지는 유지준설의 경우에는 환경창과 같이 지속적으로 발전시켜 갈 수 있는 제도가 필요하 다. 또한 유지준설이 수행될 것으로 예상되는 다 기능보 주변에는 물문화관 및 친수시설이 위치하 고 있으므로 이와 같은 친수활동 및 레크리에이션 등을 고려한 환경창 수립이 이루어져야 한다. 국 내 준설사업에서 환경창을 도입하기 위해서 본 고 에서 검토한 사항들을 정리하면 Table 1과 같다.
4. 낙동강 유역의 환경창 수립
본 기사에서는 Table 1에서 제시한 국내 환경창 수립시 고려사항 중에서 일부만을 취하여 환경창 을 수립하였다. 환경창을 수립하기 위한 대상지는 낙동강 유역으로 Fig. 3과 같다. 환경창 수립을 위 한 대상유역은 금호강으로부터 유입유사가 발생하 며, 우안으로 만곡하고 있는 지점으로 향후 퇴적 이 활발할 것으로 예상되는 지점이다. 그러나 실
제 준설이 수행되고 있는 지점은 아니기 때문에 환경창을 수립함에 있어서 Fig. 2과 같은 과정을 거치지 않았음을 밝혀둔다.
환경창 수립을 위한 대상유역에는 강정고령보를 중심으로 물문화관, 다산문화공원, 강정희망공원, 하빈생태공원, 야구장, 축구장 그리고 농구장 등 의 친수시설이 위치하고 있다. 또한 천연기념물인 큰고니와 흑두루미가 도래하는 다산면 철새도래지 와 멸종위기동물인 맹꽁이를 비롯하여 천연기념물 인 흑두루미, 재두루미가 도래하는 대구 달성습지 가 위치하고 있다. Fig. 3은 연구대상유역을 나타 내고 있으며, 환경창 수립 대상지역은 강정고령보 및 금호강 합류부 지점이다. 여기서 F1, F2, F3는 친수시설로 다산문화공원, 강정희망공원, 하빈생 태공원을 의미하고, N1은 다산면 철새도래지, W1 은 대구 달성습지를 의미한다.
현재 환경창을 개발하여 실무에 적용하고 있는 미국에서는 송어, 연어, 청어 등을 중심으로 개발 되었으며, 이러한 어종을 중심으로 수립된 주요한 이유는 환경적으로 보호가 필요하거나 지역적 특
Fig. 3. Study area, Nakdong river basin
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성 등이 기준이 된다.
본 연구에서는 어류 및 조류, 사회적 영향을 중 심으로 개발하였다. 준설은 하천에서 직접적으 로 이루어지는 건설공사이므로 어류를 고려하였 으며, 천수만의 간월호에서는 철새도래시기에 준 설시간을 제한하여 계획한 이력을 참고하여 연구 대상지역에 철새도래지가 존재하므로 또한, 조류 를 고려하였다. 마지막으로 4대강 살리기 사업으 로 조성된 친수시설로 인해서 친수활동이 증가하 는 추세이므로 친수시설 이용빈도를 통하여 사회 적 영향을 고려하였으나, 본 기사에서는 홍수기는 제외하였다. 그러나 일반적으로 홍수기는 준설보 다는 배사의 효율이 높고 준설선의 계류 등이 어 렵기 때문에 실무에서는 반드시 고려하여야 한다.
본 연구에서는 어류에 대한 환경창을 수립하 기 위하여 연구대상유역에 출현하는 어류종에 대 한 검토 결과, 법적보호종은 출현하지 않았다
(MLTMA, 2009). 따라서 개체수가 많고 출현빈 도가 잦은 대표어종을 선정하여 연구를 진행하였 다. 낙동강수계 하천기본계획(MLTMA, 2009)에 의하면 연구대상지역에 피라미과의 끄리가 다른 어종에 비해 우점하는 것으로 나타났다. 하천유지 유량 결정방법의 개발 및 적용(K-water, 1995)에 서 끄리는 대리어종으로 분류되어 있기 때문에 본 연구에서는 끄리의 대표어종인 피라미를 대상으 로 이동 개체수 등을 분석해야 하지만, 자료의 제 약으로 인해서 피라미의 생태주기를 산란기, 성장 기, 치어기, 동면기 순으로 등급을 두어 점수화하 였다. 피라미는 4∼5월에 산란기, 4∼10월까지 성 장기, 7∼10월까지 치어기, 11∼3월까지 동면기를 가진다(K-water, 1995).
조류 환경창을 수립하기 위해서 다산면 철새도 래지와 대구 달성습지에 도래하는 조류 중에서 법 적보호종인 큰고니, 흑두루미, 재두루미의 도새시
EWs factors
Month
Fish Bird RFUF Fish Bird RFUF
Events Numbers Visitors Results of standardization
Jan W 251 250,000 0.823 0.008 0.833
Feb W 201 260,000 0.823 0.186 0.829
Mar W 0 480,000 0.823 0.738 0.717
Apr S, G 0 1,010,000 0.032 0.738 0.369
May S, G 0 2,330,000 0.032 0.738 0.005
Jun G 0 1,420,000 0.177 0.738 0.149
Jul G, J 0 1,100,000 0.500 0.738 0.312
Aug G, J 0 928,000 0.500 0.738 0.423
Sep G, J 0 756,000 0.500 0.738 0.540
Oct G, J 55 584,000 0.500 0.738 0.653
Nov W 176 412,000 0.823 0.351 0.755
Dec W 203 240,000 0.823 0.081 0.838
W: Winter slppe period, S: Spawning period, G: Growth period, J: Juvenile period
RFUF: Riverfront facilities use frequency
Table 2. Standardization of EWs factors
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기 및 개체수를 분석해야 하지만, 본 연구대상지 역의 철새 및 조류에 관한 통계자료의 한계로 흑 두루미만을 고려하여 조류 환경창을 수립하였다.
흑두루미는 두루미과에 속하는 조류로 본 연구의 대상지역에는 11월 초순에 도래하여 2월말까지 월 동한다(Cho and Won, 1990).
사회적 영향을 고려하기 위해서 사용한 지표 인 친수시설 이용빈도는 국토해양부 보도자료 (MLTMA, 2012a; MLTMA, 2012b)를 바탕으로 4대강 방문객의 월별 통계량을 산정하였다. 친수 시설의 방문객 통계자료의 한계로 인해서 방문객 의 월별 통계량은 2012년도 자료에 국한되어 있으 며, 8월부터 11월까지의 방문객 통계자료가 존재
하지 않아 내삽하여 사용하였다.
어류, 조류, 친수시설 이용빈도는 서로 다른 척 도를 가지고 있어 직접적인 비교가 힘들기 때문에 자료의 표준화를 실시하였다(Table 2). 자료의 표 준화는 정규분포를 가정하여 표준정규분포를 시 킨 후, 누적분포함수 값을 구하였다. 그리고 1.0에 서 누적분포함수 값을 감산해줌으로써 1.0에 가까 운 값일수록 준설이 가능한 환경창에 근사한 것을 의미하도록 하였다. 조류와 친수시설에 대한 개별 환경창은 서로 상반되는 구조를 갖는 것을 알 수 있으며, 어류 환경창은 조류보다는 친수시설 환경 창과 유사한 것을 알 수 있다(Table 3).
EWs Jan. Feb. Mar. Apr. May. Jun. Jul. Aug. Sep. Oct. Nov. Dec.
Individual EWs
Fish 0.823 0.823 0.823 0.032 0.032 0.177 0.500 0.500 0.500 0.500 0.823 0.823 Bird 0.008 0.186 0.738 0.738 0.738 0.738 0.738 0.738 0.738 0.738 0.351 0.081 Human 0.833 0.829 0.717 0.369 0.005 0.149 0.312 0.423 0.540 0.653 0.755 0.838 Table 3. Individual EWs at study area
본 기사에서 간략하게 수립한 환경창에서 제시 하는 최적의 준설시기는 어류 환경창인 경우, 11 월부터 3월까지로 나타났으며, 조류 환경창인 경 우 3월부터 9월, 친수시설 이용 빈도를 고려한 환 경창의 경우에는 11월부터 3월인 것으로 나타났 다. 그러나 전술한 바와 같이 이해당사자간의 합 의를 통해 수립된 환경창이 아니고, 예제로써 나 타낸 것이기 때문에 실제 준설기간은 환경창을 바 탕으로 이해당사자 간의 합의가 필요한 부분이라 고 판단된다.
5. 결 론
퇴적된 유사를 제거하기 위한 대표적인 방법 중
하나인 준설은 사회·환경적으로 많은 영향을 미 칠 수 있다. 준설은 이러한 영향의 강도를 최소화 할 수 있는 기간에 수행되는 것이 바람직하므로, 본 기사에서는 미국에서 현재 사용하고 있는 제도 인 환경창을 소개하고, 개략적으로 낙동강 유역에 적용을 실시하였다.
환경창은 어류와 조류, 사회적 영향를 고려하여 수립하였고, 그 중 어류는 대표어종을 피라미로 선정하여 EWs를 수립하였다. 그러나 본 기사에서 제시한 EWs는 이해당사자 간의 합의에 의해서 수 립된 것이 아니므로, 실제 준설에서 EWs를 사용 하기 위해서는 이해당사자 간의 합의가 필수적임 을 강조한다. 또한 어류와 조류, 사회적 영향 외에 도 사회·환경적 중요도 등을 고려하여 준설이 이 루어지는 지역의 특성을 고려하여 환경창 인자를
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설정해야 한다.
4대강 살리기 사업으로 인해서 변화된 하천환경 과 하천관리 패러다임에 따라서 국내에서는 주기 적인 준설사업이 시행될 필요가 있다. 그러나 하 천에서의 유지준설은 수자원공학자는 물론 국내준 설 시공업자에게 있어서도 매우 생경한 영역이고 (Park, 2010), 관련 기준이나 규정도 미비하기 때 문에 체계적인 연구가 필요한 분야라고 할 수 있 다. 미래의 하천관리측면을 고려하였을 때, 장기 적인 안목을 가지고 체계적인 연구가 필요한 시점 이라 판단된다. 그 중에서 특히 환경창과 같은 제
도는 친환경 준설을 위한 구조적 방법보다 시간 및 예산을 절감할 수 있는 비구조적 방법이므로 국내 친환경준설을 위해서 도입해볼만한 가치가 있다고 판단된다.
감 사 의 글
본 연구는 국토교통부 물관리연구사업의 연구비 지원(15AWMP-B079625-02)에 의해 수행되었 습니다.
1. Cho, S.R., Won, P.O. (1990). “Wintering ecology of hooded crane grus monacha temminck in Korea.” Bulletin of Korea Institute of Ornithology, Vol.
3, pp. 1-22.
2. Jeong, A.C., Li, H., Kang, T.U., Jung, K. (2014). “Status and developmental direction of dredging-related models” Magazine of KWRA, KWRA, Vol. 47, No. 2, pp. 63-75.
3. K-water. (1995). Development of a method for determining the instream flow and its application, IPD-‘95-2, pp. 203-214.
4. MLTMA(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs). (2009). Nakdong river basin master plan(Changed).
5. MLTMA(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs). (2012a) “4 rivers surpassed 5 million visitors.” May 30.
6. MLTMA(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs). (2012b) “4 rivers surpassed 10 million visitors.” September 7.
7. Park, J.H. (2010). “Status and future of national and international dredging”
Magazine of KWRA, KWRA, Vol. 43, No. 3, pp. 10-15.
8. TRB(Transportation Research Board). (2001). A process for setting, managing, and monitoring environmental windows for dredging projects.
참고문헌
