중앙대학교 건설환경플랜트공학과 교수
김 진 홍
- 10주차 강의 내용 -
Chap. 7 하천 복원
유역의 토지이용 변화 이, 치수 목적 하천개발 대규모 구조물 설치 하천 골재채취
하천환경 훼손
경제 발전
환경의 중요성 인식 생태환경에 대한 욕구
하천복원 필요성
증대
개발, 변형인위적인
하천복원의 필요성
Chap. 7 하천 복원
하천환경 (River Environment)
• 하천환경
- 물과 그 주변공간의 통합체로 이루어진 하천 그 자체 - 수환경( 수량, 수질, 수생태 )
- 공간 환경( 경관) * 친수
협의; 하천 구역, 광의; 유역 전체
• 하천의 3대 기능
- 이수기능 ; 공학적 기능 - 치수기능 ; 공학적 기능 - 환경기능 ; 자연적 기능
(하천동식물의 서식처, 수질 자정, 심미적 기능)
하천환경이 보전된 도심구간 하천
Chap. 7 하천 복원
• 하천환경 관리
- 하천의 이ㆍ치수 기능과 환경 기능의 상충을 최소화하고 서로 조화하면서 환경 기능을 보전, 복원, 창출하는 하천관리
하천환경 (River Environment)
Chap. 7 하천 복원
자연형 하천(Nature-Like Stream)
•자연스럽게 가꾼 하천 cf) 자연 하천, 생태 하천
•자연형 하천 공법 ; 콘크리트와 같은 인위적 재료 대신 나무, 풀, 돌, 흙 같은 자연재료, 또는 생태재료를 최대한 이용하고 하천의 자연형태에 가깝게 하천을 조성하는 공법
Stones with willows Riparian wetlands
* 자연형하천 사례 ; 전주천, 양재천
* 자연하천 사례 ; 내성천, 남한강(동강)
Chap. 7 하천 복원
하천 복원 (Stream Restoration)
- 넓은 의미로 수변 복원 (stream corridor restoration)
- 훼손된 하천의 생물 서식처를 되살리기 위해 하도와 하천 변을 원래의 자연 하천에 가깝게 (close-to-nature)되돌리는 것.
* 하천 복원 대상 : 하도, 홍수터, 강턱, 제방 등을 포함한 경관생태적으로 연속된 수변 - 주로생태 서식처의 보전, 복원에 중점
stream restoration in urban area 하천 복원의 개념
독일 오스
트리아 오스 트리아
덴마크 덴마크
네덜 란드 네덜 란드
스위스
스위스 영국 영국
일본 미국
한국 한국
하천 복원의 전파
Chap. 7 하천 복원
Chap. 7 하천 복원
유럽
유럽 일본 일본
- 1970년독일등의근자연형하천공법 (Naturnaher Wasserbau)
1) 자연에 가깝고(Naturnaher), 2) 다양한 자연(Mehjr Natur)
으로의 복원
- 2000년 물관리기본지침 작성 (Water Framework Directive)
: 생태적 하천복원
- 1970년독일등의근자연형하천공법 (Naturnaher Wasserbau)
1) 자연에 가깝고(Naturnaher), 2) 다양한 자연(Mehjr Natur)
으로의 복원
- 2000년 물관리기본지침 작성 (Water Framework Directive)
: 생태적 하천복원
- 1991년 일본 국토교통성 하천국
→ 다자연형하천만들기 사업 -2004년 국토교통성 환경행동 계획
→ 자연재생사업(자연재생추진법) : 하천유역전체의 복원 +
NPO 등의 이해당사자 참여 - 1991년 일본 국토교통성 하천국
→ 다자연형하천만들기 사업 -2004년 국토교통성 환경행동 계획
→ 자연재생사업(자연재생추진법) : 하천유역전체의 복원 +
NPO 등의 이해당사자 참여 근자연형하천복원(1989)
유럽
다자연형하천사업(1991) 물관리기본지침(2000) 자연재생사업(2004)
일본
하천환경정비사업(1996)등 국내
자연형하천정화사업추진지침(2004) 물환경관리기본계획(2006)
생태하천만들기10개년계획(2007)
하천 복원의 전파
국내외 하천생태 복원관련 기술의 도입흐름
Chap. 7 하천 복원
범람원의 특성을 살린 사행하천 복원사례 - 라인강의 복원
* 홍수 대책으로 본래 토지에 포함되는 범람원을 하천으로 회귀
* 범람원의 복원 측면에서 홍수대책은 하천복원과 병행되는 형태로 추진
유럽 유럽
국외 하천 복원 사례
토사유입 억제
수환경 보전 야생생물의 생식/
생육환경 보전
사행하천의 복원
습지식생의 제어 쿠시로가와 습지
지하수의 보전
습지의 재생
하천구역공원구역 범례
일본 일본
Chap. 7 하천 복원
국외 하천 복원 사례
Chap. 7 하천 복원
미국
20세기 후반 : 환경규제에 따른 댐건설 규제
1980년 : 주정부의 자연형 하천계획 및 공법지침서
1992년 : 국가연구평의회(NRC)의 수생태복원위원회 보고서
1998년 : 수변복원지침서(USGS) 작성
2008년 : 환경보호청의 복원 및 보호를 위한 유역관리 핸드북
20세기 후반 : 환경규제에 따른 댐건설 규제
1980년 : 주정부의 자연형 하천계획 및 공법지침서
1992년 : 국가연구평의회(NRC)의 수생태복원위원회 보고서
1998년 : 수변복원지침서(USGS) 작성
2008년 : 환경보호청의 복원 및 보호를 위한 유역관리 핸드북
플로리다 주의 키시미 강 및 에버그레이즈 습지 복원
국외 하천 복원 사례
Chap. 7 하천 복원
- 유로가 사행되면 하천생태 서식처가 자연스럽게 형성
* 청계천, 수영강, 광주천의 도심구간 하천
* 무주 남대천
- 도심구간 하천의 경우 하도 사행은 현실적으로 어려움 - 하도 전체 사행이 불가능하다면, 저수로만이라도 사행
하천 복원의 현황
1. 하천 유로의 사행이 시행되지 않음
저수로 하도
직선화된 하도와 저수로
Chap. 7 하천 복원
하천 사행의 영향
남한강(동강)
사행에 따른 생태회복 및
치수기능 향상
낙동강
사주 사주
Chap. 7 하천 복원
- 하천 건천화 방지를 위해 외부로부터 인위적으로 수량 양수
← 양수에 따른 에너지 과다 사용 및 지구 온난화 문제 발생
* 청계천, 신천, 광주천의 도심구간 하천 cf) 전주천
- 유역 불투수면의 투수화, 빗물 저류 /침투 시설 활용
← 치수 측면에서도 바람직
- 해당 유역의 소규모 하수처리시설 설치에 의해 유역 내에서 자체적으로 해결
2. 유지수량 확보를 해당 유역에서 자체적으로 해결하지 못함
하천 복원의 현황
* 경제성
Chap. 7 하천 복원
건천화 방지 및 유지용수 확보
소규모 중간처리 시설 대규모 종말처리 시설
Chap. 7 하천 복원
하천 복원의 현황
- 생물 서식처의 복원보다는 산책로, 육상식물 식재 및 각종 교량 위주로 계획
* 하도 내 화장실, 매점, 음료수 자판기 등 오락시설 설치
← 하천 고수부지는 생태서식을 최우선으로 하며 과도한 체육시설, 친수시설 및 주차장, 도로, 조명시설 등은 가급적 금지
3. 생태적인 관점보다는 친수화 및 공원화에 치중
친수화,공원화된 하천
Chap. 7 하천 복원
- 세굴 방지를 위한 호안 구조물에도 식생활착 도모 - 기존 호안 구조물의 경우 대부분 식생활착이 불충분
← 강성 호안공 설치, 부직포사용
- 호안공은 사면의 변동에 대응 가능한 연성 호안공이 바람직
4. 환경친화적 공법 적용에 대한 복원 효과 미흡
좌안 식생활착 불충분
하천 복원의 현황
Chap. 7 하천 복원
- 콘크리트 구조물, 석축 호안공 등
- 흐름의 유속이 매우 빠른 지점을 제외하고는 콘크리트 대신 자연재료의 구조물 이용
← 흐름의 유속이 빠르더라도 유속저감 시설(수제 등) 설치 후 자연 재료 이용
5. 하천에 과도한 인위적 구조물 설치
하도 내 과도한 인위적 구조물 설치
하천 복원의 현황
Chap. 7 하천 복원
유량의 계절적 변동 심각
수질악화 (특히 도심구간 하천) 도심구간 하천 주변의 고착화 하천복원의 한계
이.치수 위주/친수, 경관, 조경 중심
수량 부족/ 건천화 현상, 하천 범람
Chap. 7 하천 복원
하천복원의 한계
* 하천 복원의 오해
→ 공원하천 조성
* 하천복원의 진정한 목표인 생태계 회복에 대한 간과
Pseudo (?) Stream Restoration
Chap. 7 하천 복원
하천복원의 한계
* 재료의 잘못 사용;
- 거석, 콘크리트 블록, 통나무의 과다 사용
→ 또 다른 형태의 “정비하천”
Pseudo (?) Stream Restoration
Chap. 7 하천 복원
하천복원의 전망
* 하천복원 사업의 긍정적인 효과 발생
* 하천환경, 생태에 관한 지속적인 연구
* 하천복원에 관한 정부의 지속적인 투자
* 하천환경에 대한 시민의식 향상
Chap. 7 하천 복원
하천복원의 전망
양재천 하천복원 과정
1997년 2월
1996년 4월 1997년 8월
1998년 7월 2000년 8월
Chap. 7 하천 복원
하천복원 기본 구상
기본 방향
생태서식이 양호한 양재천
하천의 물리적 형상을 자연에 가깝게 복원
자연생태계의 역동성과 지속성을 확보할 수 있도록 수변환경 조성 하천의 환경생태적 가치와 하천경관의 잠재적 가치 향상
치수적인 안전 및 경관 확보
환경적으로 지속가능
Chap. 7 하천 복원
□ 하천 식생 기능
- 수질개선 기능 ☞ 쾌적한 수질환경 제공 - 경관향상기능 ☞ 도시민 휴식공간 제공 - 생태서식 기능 ☞ 생태서식처 제공 - 친수 기능 ☞ 자연학습장 제공
* 하상/수변 안정 기능
하천복원 기본 구상
Chap. 7 하천 복원
하천복원 기본 구상
하천 건천화 방지 (수량확보)
- 건천화 원인 * 도심하천 ; 불투수층과 차집관거 설치
* 농촌하천 ; 지하수의 과다 사용 - 건천화 대책 ; 유지유량 확보 및 공급
- 유지유량 산정
① 수질 ② 친수활동 ③ 경관 ④ 생태계를 종합적으로 고려, 산정 - 유지유량 확보 방안
① 녹지 시설 확충
② 지표면 투수층화 (물순환 건전화 확보)
③ 빗물 저류/침투시설 설치
④ 하수처리수 재이용 : 소규모의 하수처리시설 설치
← 대규모의 종말처리시설 및 펌핑시설은 불합리
⑤ 지하 배출수 이용
⑥ 타 수계의 하천수 이용 ← 펌핑시설은 불합리
Chap. 7 하천 복원
저수로의 사행 조성
- 직선화된 저수로는 사행시켜 여울과 소의 자연형성 유도 - 수리, 수문 분석을 통한 자연사행에 가깝게 설계
- 수변 구역의 식생 활착 유도 - 옛 물길 회복, 구하도/폐천 복원 복개 철거 및 퇴적오니 제거
- 생태서식의 기초 여건 마련 - 오염된 퇴적 오니를 준설하여
통수능 확보 및 저질 개선 하천의 자연단면 형성
- 복단면 지양
내성천 사행
하천복원 기본 구상
200
2000
1500 100
300 100
부직포
기초잡석 사석채우기
이상
Chap. 7 하천 복원
하천복원 기본 구상
저수/고수 호안의 식생활착 유도
- 수생식물의 역할 ; 적정 수온 유지 및 생태 서식, 수질 개선
- 저수호안 ; 자연석+식생, 나무틀+식생 호안, 식생매트/네트 호안 - 고수호안 ; 콘크리트블록 +식생 호안
자연석+식생호안 나무틀+식생호안 콘크리트블록+식생호안
Chap. 7 하천 복원
하천복원 기본 구상
저수/고수 호안의 식생활착 유도
식생 매트 ; 나일론 매트에 펄프와 씨앗을 부착하여 만듬
매트/네트 포설시 고정핀을 사용하여 비탈면과 밀착시켜며, 식생의 조기 활착을 위해 비료와 물뿌리기 등 유지관리를 하여야 함
친환경 소재, 경제성 및 유지관리에 유리
시공 초기 식재에서 활착까지의 유실 대책 필요
소류력이 큰 구간에서 유실 우려
식생네트 호안 식생매트 호안
Chap. 7 하천 복원
횡구조물 Crossing Structure의 개량 - 횡구조물 종류 ; 보, 낙차공, 댐 - 설치 목적 ; 보(하천수 취수),
낙차공(흐름의 소류력에 의한 하상 세굴 방지) 댐(수량 확보, 홍수 방지, 발전)
- 생태이동 통로 설치
* 낙차공 뒷면에 완경사 자연석 설치 (ramp 시설)
* 어도 설치
하천복원 기본 구상
어도 시설 (낙차공 좌안) ramp 시설
Chap. 7 하천 복원
* 하천 유지용수 산정 기준
- 우리 하천 실정에 적합한 수면폭, 수심, 유속 결정 - 친수, 경관, 생물 서식을 종합적으로 고려
* 자연형 하천 공법에 대한 수리적 안정성 - 홍수시의 식생 거동 특성 (훼손, 소멸 등) - 식생 지점의 토사 퇴적/세굴
- 어류 서식처(여울,소)의 홍수시의 유실, 토사 퇴적 여부 - 호안공/습지/하중도의 홍수기 이후의 유실, 훼손 여부 - 적용 공법의 적정성 판단
하천복원의 기술적 검토 사항
* 수생식물의 식재 기준 - 식재 범위, 식재 밀도
← 식재에 따른 홍수위 상승, 통수능 저해
식생 훼손
호안공 훼손
