Changes and Influences of Stream Water Quantity due to Urbanization: Focusing on Urban Streams in Gyeonggi-do

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1)

†To whom correspondence should be addressed.

Department of Civil, Safety & Environmental Engineering, Hankyong National University, Korea

E-mail: [email protected]

도시화에 따른 하천수량 변화 및 영향_경기도 도심하천을 중심으로

노희성･조동호

^*

･ 김연수

^**

･ 안태진

^***,†

한국건설기술연구원 수자원·하천연구소

*(주)이산 수자원부

**(주) LIG시스템 손보서비스본부

***한경대학교 토목안전환경공학과

Changes and Influences of Stream Water Quantity due to Urbanization:

Focusing on Urban Streams in Gyeonggi-do

Huiseong Noh･Dongho Jo

^*

･Yonsoo Kim

^**

･Taejin Ahn

^***,†

Hydro Science and Engineering Research Institute, KICT, Korea

*

Department of Water Resources, ISAN Corporation, Korea

**

Department of Insurance Business Service Division, LIG System Co., Ltd., Korea

***

Department of Civil, Safety & Environmental Engineering, Hankyong National University, Korea

(Received : 18 October 2017, Revised: 07 November 2017, Accepted: 07 November 2017)

요 약

하천수량은 하천의 수질, 생태환경보전에 있어 가장 근원적이고 기본적인 사항으로 매우 중요한 요소이다. 본 연구의 목적은 경기도 도심하천의 불투수면적률에 따른 하천수량 변화 원인 및 영향을 분석하여, 경기도 도심하천의 하천수량 확보 방안 및 하천관리 정책에 반영할 있는 자료를 제시하는 것이다. 이를 위해 안양천유역, 탄천유역, 오산천유역을 표본 도심하천으로 선정하고, 불투수면적률(%ISA)에 따른 하천수량 및 수질의 변화와 직․간접적인 하천수 확보방안을 검토하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 안양천유역, 탄천유역, 오산천유역의 불투수면적률은 2014년을 기준으로 약 10년전 보다 각각 5.32%, 6.32%, 7.22% 증가하였으며, 전반적으로 불투수면적률이 증가할수록 유출계수는 증가하는 경향을 보였다. 하천 재이용수량은 탄천유역에서 하천수 확보에 긍정적 효과가 나타났지만 안양천유역과 오산천유역은 하천수 확보 효과가 미흡하였다. 그러나 하천 재이용수량으로 인해 각 하천 수질등급이 개선되는 것으로 나타났다.

핵심용어 : 도심하천, 불투수면적률, 하천수량, 경기도

Abstract

Stream water quantity is the most basic, fundamental and important element for stream water quality and for conservation of ecological environment. This study aims to analyze causes of changes in stream water quantity based on the percentage of impervious surface area (%ISA) in urban streams of Gyeonggi-do, and also to present a method to secure water quantity of urban streams in Gyeonggi-do and data to be applied to River Management Policy. For this purpose, the Anyangcheon watershed, the Tancheon watershed, and the Osancheon watershed were selected as samples of the urban streams. In addition, the stream water quantity and the changes in stream water quality which were based on the amount of ISA, and methods to directly and indirectly secure stream water quantity were investigated. The results are as follows.

The amounts of ISA of the Anyangcheon watershed, of the Tancheon watershed, and of the Osancheon watershed showed a 5.32%, 6.32%, and 7.22% increase, respectively, from 2014 which was approximately 10 years ago. The runoff coefficient generally increased as the amount of ISA was increased. Water reuse quantity of stream in the Tanchon watershed had a positive effect on securing stream water quantity, but both in the Anyangcheon watershed and in the Osancheon watershed, it did not have a positive effect on that. However, water reuse quantity of stream improved the water quality of each stream.

Key words : Urban Stream, Percentage of impervious surface area (%ISA), Stream Water Quantity, Gyeonggi-do

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1. 서 론

하천의 기능은 크게 치수, 이수 및 환경 보전으로 구분할 수 있으며, 최근 국지적 집중호우에 따른 돌발홍수로 인하 여 치수관리에 어려움이 홍수피해가 대규모화되고 있다. 또 한, 도시화와 산업구조의 변화에 따른 도시개발로 불투수층 면적의 증가, 대규모 하수종말처리장 운영, 지하수 과다사 용, 저수지 기능의 불합리성, 저류지(보)의 유지관리 등 다 양한 문제점이 발생하여 이상가뭄과 함께 하천의 건천화가 가속되고 수변환경이 크게 훼손되어 수생태계 건강성 회복 이 요구되고 있다. 이러한 도시화 및 개발에 따른 유역내 불투수면적률이 10%가 되면 수질에 영향을 미치기 시작하 여, 10~30% 구간에서는 수질을 점점 악화시키고 30%가 넘으면 수생태계가 파괴되며(Lieu et al., 2013), 비점오염 원의 유출량이 증가되어 하천수질에 악영향을 미치게 된다 (Yuan, 2008; Wilson and Weng, 2010).

이에 따라 도심하천에서 불투수면적률이 수문환경 변화 에 중요한 요인으로 작용함에 따라, 불투수면적률이 강우유 출 및 수질에 미치는 영향을 정량적으로 규명하려는 많은 연구가 있어왔다.

불투수면적률이 강우유출에 미치는 영향에 대하여 Simmons and Reynolds (1982)는 도시유역 개발 후 건기 시 유량이 20~85% 감소한다고 제시하였고, Booth and Reinelt (1993)은 도시 하천의 안정성에 대한 한계값이 대략 10%의 불투수면 적률 수준으로 제시하였다. 불투수면적률이 하천 수질에 미 치는 영향에 대하여 Nagy et al. (2012)은 미국 플로리다주 아팔라치콜라 만 인근 13개 유역을 대상으로 해안유역의 개 발이 유역 내 수질에 미치는 영향을 분석하여 제시하였으며, Liu et al. (2013)은 중국의 급속한 도시화 지역(심천)을 대상 으로 도시화와 수질 간 관계를 분석하여 제시하였다. Glick (2009)는 불투수면적률 및 유출, 수질 자료를 이용하여 불투 수면과 강우유출량 및 오염부하량의 관계를 복합적으로 고려 하여 연구하였다. 또한, 국외에서는 열섬효과 및 대기순환 관 계 규명 등 다양한 연구가 이어지고 있다.

국내에서는 불투수면적률에 따른 강우유출과 수질 변화가 주된 연구 주제이며, 강우유출은 주로 SWMM, ILLUDAS, SWAT등 수문모델링을 이용하여 유출 시뮬레이션을 통한 연 구(Heo, 2003; Yoon et al., 2008; Choi et al., 2008; Choi et al., 2009; Oh et al., 2010; Jung et al., 2013)가 주를 이루고 있으며, 불투수면적률과 수질의 상관관계는 통계 기 법을 이용하여 규명하는 연구(Ryu et al., 2010; Lee et al., 2010)가 대부분이다. Jee et al. (2012)은 도심하천을 대상으

로 하천복개 및 건천화 현황을 조사하고, 물 순환 회복을 위 한 하천유지유량 확보방안으로 하수처리수 재이용 가능량을 평가하고 효과를 제시하는 광범위한 연구를 수행하였다

본 연구는 불투수면적률 변화 및 도심하천의 수량감소의 여러 원인 및 영향을 규명하기 위해 경기도 내 표본 도심하천을 선정하고 불투수면적률에 따른 유출 및 수질의 변화를 조사하 여, 추후 경기도 도심하천 수량의 확보를 위한 법․제도를 보완 하는데 있어 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

2. 도심하천 하천수량 감소 원인 및 영향

도심하천의 하천수량 감소로 인해 하천 본래의 기능을 하지 못하는 하천을 ‘건천화 하천’이라 일컬어지고 있으며, 그 수가 증가함에 따라 사회적 문제로 대두된 지 오래되었다. 도심하천 의 하천수량 감소의 주된 원인은 도시개발, 기후변화 등에 따른 기상여건의 변화, 과도한 수자원 및 지하수의 이용, 하수 처리 등 매우 다양하며, 하천수량의 변동에 큰 영향을 미친다.

2.1 도시개발이 하천수량에 미치는 영향

경제 성장에 따른 공업화와 산업화로 인해 도시 인구 집 중화가 가속되었고, 이로 인해 도시개발이 활발하게 진행되 었다. 최근 도시 지역의 유출수 저감을 위해 저영향 개발 (Low Impact Development, LID)기법 및 그린인프라 (Green Infra, GI)등이 강조되고 있다(MOE, 2012). 하지 만, 일반적으로 도시개발에 있어 콘크리트 등과 같은 불투 수성면적 증대는 불가피 하며, 이에 따라 홍수량은 증가되 고 평시 하천수량은 감소될 수밖에 없다. Table 1에서와 같 이 도시화 진행에 따른 불투수면적률 증가에 따라 증발산 량은 40%~30%, 얕은 침투는 25%~10%, 깊은 침투는 25%~5%, 지표면 유출은 100%~55% 범위에서 하천수량 에 영향을 주고 있다(FISRWG, 1998). 즉, 도시화가 진행 될수록 지표면유출은 증가하고 침투량은 감소함에 따라 우 기 시 도심하천의 홍수량은 증가하고 평시 도심하천의 수 량은 감소하게 된다. 또한 얕은 침투는 지표하유출량의 근 원이 되고 깊은 침투는 지하수유출량의 근원이 되어 평시 하천유량의 변동에 관한 영향을 미치게 된다.

2.2 기후변화 등에 따른 기상여건의 변화

최근 기후변화에 따른 기상재해의 빈도와 강도가 점점 높 아지면서 사회적, 경제적 피해가 지속적으로 발생하고 있으 며, 하천수량의 변동성도 심해 물관리가 어려워지고 있다.

Table 1. Relationship between impervious cover and surface runoff

evapotranspiration(%) shallow infiltration(%) deep infiltration(%) surface runoff(%) sum(%)

Natural Ground Cover 40 25 25 10 100

10%-20% Impervious Surface 38 21 21 20 100

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특히, 우리나라는 우기 시(6월~9월)에 년중 강우량의 70%이상이 집중적으로 내리기 때문에 갈수기에는 유량확 보에 어려움이 있으며, 기후변화에 따른 농작물의 재배 방 식 변화로 물 사용 심화에 따른 하천 유량 및 지하수 저장 량이 부족하게 된다. 또한, 온도 상승에 따른 증발산량의 증가로 인해 지하수위가 저하되어 하천유량이 감소하게 된다.

2.3 과도한 수자원 및 지하수 이용 등

산업화와 인구증가로 물 사용량이 증가됨에 따라 하천수 와 지하수를 과도하게 이용하게 되면서 도심하천의 하천수 량이 감소하고, 하천내 표류수 이용 시설, 집수암거 등과 같은 취수시설물의 증가와 직접 취수와 관정의 과다한 채 수도 지하수량의 고갈의 원인이 된다. 즉, 도심하천 연안에 서 지하수가 함양되는 수량보다 더 많은 양을 취수함으로 써 지하수위가 하천수위 또는 하상표고보다 낮아져 하천수 가 지하수를 공급하게 됨으로써 하천의 기저유량이 감소되 고 하천수량이 감소하게 된다.

이밖에도 광역용수공급 시스템의 설치로 인하여 집수암 거, 취입보 등의 유지관리가 소홀해 짐에 따라 용수공급능 력이 저하되고, 대규모 하수처리장 설치·운영에 따라 합류 식 하수관거에 우수유출량이 하수처리장으로 혼입해들어 감에 의한 하천수량 감소도 무시할 수 없다. 또한, 1990년 대 이전까지 방재중심의 하천관리 시행에 따른 하천의 직 강화사업은 하천의 저류기능을 감소시켰으며, 수리권의 문 제 등 법․제도적 차원에서 도심하천 하천수량 확보를 위한 장치가 미흡한 실정이다.

3. 표본 도심하천의 선정 및 하천수량 분석

3.1 표본 도심하천 유역의 선정

경기도의 하천은 국가하천 16개소(447km), 지방하천 500개소(3,012km) 등 총 516개소(3,490km)로 구성되어 있으며, 경상남도(684개소) 전라남도(561개소)를 제외하고 우리나라에서 가장 많은 하천이 위치하고 있다. 이중 경기 도 내 총 53개의 하천이 건천화된 것으로 조사되었으며, 건 천화율은 10.6%를 나타내었다(KRI, 2003). 본 연구에서는 건천화 하천으로 조사된 53개 하천 중, 다음의 선정조건을 만족하는 하천을 표본 도심하천으로 선정하고 조사․분석하 고자 하였다.

1) 경기도 내에 위치한 총 31개 지자체 중 급속한 도시화 로 불투수면적률이 증가하는 유역을 가지고 있는 하천

2) 하천내 수위관측소가 위치하여 하천유출량 자료를 충 분하게 보유하여 유출변동량 검토가 용이한 하천

3) 최근 기본계획이 이루어져 하천의 현재 상황을 잘 반 영한 최신 기초자료 구축이 용이한 하천

위와 같은 사항을 고려한 결과, 본 연구에서 선정한 표본 도심하천은 안양천, 탄천, 오산천 3개 하천이다. 안양천은 최 근 안양시(평촌 신도시), 군포시(산본 신도시) 및 의왕시 지 역 내 도시개발에 의한 불투수성 면적 증대되었으며, 안양천 충훈1교 지점은 1994년부터 국토교통부 한강홍수통제소에 서 수위관측 및 하천유출량을 지속적으로 측정하고 있다. 탄 천은 용인시 수지 지구, 죽전지구, 성남시 분당신도시 등 도 시개발에 의한 불투수성 면적 증대되고, 탄천 궁내교지점은

(a) Anyangcheon(Chunghoon1gyo) (b) Tancheon (Gungnaegyo) (c) Osancheon (Tapdongdaegyo)

Fig. 1. Study area and survey site.

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2003년부터 국토교통부 한강홍수통제소에서 수위관측 및 하 천유출량을 지속적으로 측정하고 있다. 오산천은 화성시 동 탄신도시, 오산시 수정지구, 궐동지구 등 도시개발에 의해 최 근 불투수면적률이 급격히 증가하고 있으며, 오산천 탑동대 교 지점은 2010년부터 국토교통부 한강홍수통제소에서 수위 관측 및 하천유출량을 지속적으로 측정하고 있다. 또한, 선정 된 3개 표본 도심하천은 최근 하천기본계획이 이루어져 최신 기초자료구축이 용이하다. Fig. 1은 3개 유역의 유역도 및 수 위-유량 관측지점의 전경을 나타낸다.

3.2 표본 도심하천 유역의 불투수면적률 변화 추이 우리나라는 1970년 3%에 불과했던 전국 불투수면적률이 2012년에 7.9%로 나타나 3%에 불과했던 1970년과 비교 해보면 2.63배의 높은 증가추이를 보이고 있다(MOE and KECO, 2014). 대상 표본 도심하천의 급격한 불투수면적률 변화를 기존의 조사자료(하천기본계획) 및 기 제작된 토지 이용도와 토지피복도를 활용(Fig. 2 참조)하여 연도별로 산 정하는 데는 어려움이 따른다. 따라서, 본 연구에서는 경기

통계 DB에서 제시된 2001년~2014년까지의 경기도 및 각 표본 도심하천유역의 토지 지목별 현황을 이용하여 연도별 불투수면적률 변화를 구하고, Table 2 및 Fig. 3과 같이 정 리하여 나타내었다.

경기통계 DB자료는 전, 답, 과수원, 목장용지, 임야, 염 전, 대지, 공장용지, 학교용지, 주차, 주유소 용지, 창고용 지, 도로, 철도용지, 하천, 제방, 구거, 습지, 양어장, 수도용 지, 공원, 체육용지, 유원지, 종교용지, 사적지, 묘지, 잡종 지, 광천지 등으로 토지지목을 다양하게 분류해 놓아 불투 수면적률 산정을 위한 자료로 충분하며, 불투수성 면적에 해당하는 토지 지목은 일반적으로 불투수면으로 간주되는 대지, 공장용지, 학교용지, 주차장, 창고용지, 도로 등으로 설정하여 불투수면적률을 산정하였다.

Table 2에서 보는 바와 같이 표본 도심하천의 ①2001년 과 ②2014년의 불수투면적률은 안양천유역이 5.32%, 탄천 유역이 6.32%, 오산천유역이 7.22% 증가하였다. 3개 표본 도심하천유역 모두 경기도 평균 불수투면적률 보다 큰 값 을 보이고 있으며, 증가율 또한 상회하는 경향을 나타냈다.

(a) Gyeonggi-do (b) Anyangcheon Watershed (c) Tancheon Watershed (d) Osancheon Watershed

Fig. 2. Land cover map.

Fig. 3. Trends of percent impervious surface area(%ISA).

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3.3 불수투면적률과 하천유출량과의 관계

유출계수는 수위-유량 관측지점에서의 유출량을 해당 유역 에 내린 강수량으로 나눈 값으로 이론적으로는 우기 시 하천수 량 및 유출계수는 도시화가 진행될수록 커지고, 건기 시 하천수 량 및 유출계수는 작아지는 경항을 보인다. 본 연구에서는 연도별 강우량 및 총 유출량 자료를 이용하여 불투수면적률의 변화에 따른 연도별 유출계수(Runoff Coefficient) 변화 추이 를 우기(6월~9월) 및 건기(1월~4월, 10월~12월)로 구분하여 분석하고자 하였으나, 해당 수위-유량지점에서 결측 자료가 다수 존재하여 장기간의 분석결과를 도출하지는 못하였다.

그러나, Table 3의 결과와 같이 우기 시 불투수면적률이 증가 할수록 유출계수는 증가하는 경향을 나타냈다.

고도처리된 하수처리수는 하천 재이용수량 중 상당량을 차지하고 있으며, 하천유지유량 확보에 기여하는 바가 크 다. 본 연구에서는 대상 표본 도심하천에서 하천 재이용수 량이 하천수량에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 안양천 은 석수하수처리장 하수처리수 및 지하철용수, 탄천은 수지 하수처리장 하수처리수, 오산천은 기흥 및 구갈, 고매하수 처리장 하수처리수를 하천 재이용수량으로 상당량 확보하

고 있다. 하천 재이용수량 및 불투수면적률 변화를 고려한 하천유출량의 변화 양상을 조사․분석하여 Table 2에 도표 로 정리하고 Fig. 4와 같이 그래프로 나타내었다.

안양천 유역은 하천 재이용수량의 비율이 증가함에도 불 구하고, 평수량, 저수량, 갈수량, 연평균유량 등은 점차 감 소하는 추세를 보이고 있어 하천유지유량 확보의 필요성이 제기된다. 탄천 유역은 하천 재이용수량의 비율이 증가함에 따라, 평수량, 저수량, 갈수량, 연평균유량 등이 점차 증가 하는 추세로 하천 재이용수량을 통하여 하천유지유량 확보 의 긍정적 효과가 잘 나타나고 있다. 오산천 유역(탑동 관 측지점)은 2010년부터 관측이 시작되어 자료수가 많지 않 지만, 안양천 유역과 마찬가지로 하천 재이용수량의 비율이 증가함에도 불고하고, 평수량, 저수량, 갈수량, 연평균유량 등은 점차 감소하는 경향을 나타냈다. 특히, 오산천 유역은 다 른 표본 도심하천보다 10여년 동안 불투수면적율 증가율이 더 크므로 하천유지유량 확보를 위한 방안이 필요하다. 3개 표본 도심하천에서 하수처리수 및 지하철용수 등 하천 재이 용수량은 충분하지는 않지만, 각 하천의 하천수량 확보 및 건천화 방지에 있어서 큰 역할을 하고 있다고 할 수 있다.

Table 2. Change of percent impervious surface area(%ISA)

Year percent impervious surface area(%ISA)

Gyeonggi-do Anyangcheon Watershed Tancheon Watershed Osancheon Watershed

① 2001 7.67 28.64 10.72 9.24

2002 8.03 28.95 11.38 9.80

2003 8.45 29.12 11.97 10.60

2004 8.74 29.31 12.43 11.06

2005 9.01 29.56 12.76 11.55

2006 9.34 30.59 13.41 12.18

2007 9.65 30.99 14.12 12.88

2008 10.00 31.16 14.48 13.69

2009 10.32 31.32 14.96 14.18

2010 10.67 32.22 15.93 14.70

2011 10.92 32.36 16.13 15.12

2012 11.21 32.42 16.47 15.51

2013 11.52 33.36 16.73 15.94

② 2014 11.86 33.96 17.04 16.46

a percentage change(②-①) △ 4.21 △ 5.32 △ 6.32 △ 7.22

Table 3. Runoff coefficient estimation according to percent impervious surface area(%ISA)

Watershed

(Suvey site) Year Area (Km²)

Rainy period Dry period Percent

impervious surface area (%ISA) Cumulative

rainfall (mm)

Cumulative dischargef (×10⁶m³)

Runoff coefficient

Cumulative rainfall

(mm)

Cumulative discharge (×10⁶m³)

Runoff coefficient Anyangcheon

(Chunghoon1gyo)

2010 88.56 718.4 27.52 0.433 498.9 - - 32.22

2011 1533.7 98.86 0.728 442.2 9.00 0.235 32.36

Tancheon

(Gungnaegyo) 2014 81.07 645.0 15.36 0.294 299.0 8.63 0.356 17.04

Osancheon (Tapdongdaegyo)

2010 126.3 1119.8 90.81 0.642 268.9 11.23 0.331 15.12

2011 1488.08 180.11 0.958 431.0 21.41 0.393 15.51

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3.4 표본 하천유역의 수질 변화 조사․비교

본 연구에서는 도시화에 따른 하천수량의 변화 및 하수처 리수 및 지하철용수 등 하천 재이용수량에 의한 표본 도심 하천 하천수의 수질 변화를 살펴보았다. 물의 오염 정도를 파악하기 위해 물의 물리·화학적인 성질을 분석 및 평가하 는 수질분석 항목에는 생물화학적산소요구량(BOD), 화학 적산소요구량(COD), 총유기탄소(TOC), 부유물질(SS), 용 존산소(DO), 수소이온농도(pH), 분원성 대장균, 총인 (T-P) 등이 있으며, 본 연구에서는 수질분석의 기본 값인

BOD 및 COD를 이용해 표본 하천유역의 수질 변화를 조 사․분석하고자 하였다. 하천수 수질환경기준(등급, BOD기 준, COD기준)은 매우좋음(Ia, 1이하, 2이하), 좋음(Ib, 2이 하, 4이하), 약간좋음(II, 3이하, 5이하), 보통(III, 5이하, 7 이하), 약간나쁨(IV, 8이하, 9이하), 나쁨 (V, 10이하, 11이 하), 매우나쁨(VI, 10초과, 11초과)의 6단계 등급으로 구분 되어 있으며, 하수처리장에서 하천으로 방류하는 수질기준 은 BOD가 10mg/L 이하, COD가 40mg/L 이하로 규정되 어 있다.

Table 4. Change of discharge according to recycled water and percent impervious surface area(%ISA)

Watershed

(Suvey site) Year

Discharge (m3/s) Discharge of Recycled Water

Cumulative discharge (×10⁶m³)

Percent Recycled

Water (%RW)

Percent impervious surface area (%ISA) Qmax Q185 Q275 Q355 Qmin

Mean annual discharge

m³/s

Annual cumulative

discharge (×10⁶m³)

Anyangcheon (Chunghoon1gyo)

2003 122.30 2.16 0.78 0.43 0.43 7.88 - - 248.40 - 29.12

2005 68.20 1.13 0.61 0.61 0.61 5.48 - - 115.00 - 29.56

2006 149.66 0.20 0.20 0.20 0.20 4.59 0.22 7.04 60.74 11.59 30.59 2009 156.81 0.19 0.19 0.19 0.19 1.37 0.44 13.83 43.16 32.04 31.32 2010 76.22 0.19 0.19 0.19 0.19 1.07 0.71 22.44 33.76 66.47 32.22 2012 197.97 1.02 0.67 0.43 0.37 3.55 0.53 16.66 112.10 14.86 32.42 2014 59.67 0.84 0.76 0.55 0.33 1.48 0.60 18.92 46.80 40.43 33.96

Tancheon (Gungnaegyo)

2003 357.80 1.26 1.26 1.26 1.26 5.62 - - 169.10 - 11.97

2004 70.38 3.00 2.00 1.00 1.00 4.76 - - 150.06 - 12.43

2005 63.00 8.47 6.49 1.44 1.44 10.59 - - 334.10 - 12.76

2006 126.90 6.10 1.53 1.44 1.44 8.49 - - 267.79 - 13.41

2007 44.72 7.78 6.59 1.44 1.44 9.22 - - 290.89 - 14.12

2009 163.00 2.19 1.90 1.68 1.60 5.39 0.03 1.03 169.95 0.61 14.96 2010 58.80 2.65 2.37 1.59 1.54 4.52 0.12 3.91 142.41 2.75 15.93 2011 95.91 2.66 2.25 2.06 1.87 5.51 0.18 5.77 173.70 3.32 16.13 2012 137.24 2.99 2.47 1.94 1.90 5.05 0.15 4.70 159.33 2.95 16.47 2013 36.43 3.31 3.03 2.67 2.59 4.52 0.16 5.04 142.45 3.54 16.73 2014 45.50 1.62 1.38 1.21 1.11 2.03 0.18 5.76 63.86 9.02 17.04

Osancheon (Tapdongdaegyo)

2010 89.22 3.23 1.93 0.87 0.52 5.7 0.14 4.36 179.73 2.43 14.07

2011 357.45 2.35 1.4 0.82 0.75 8.81 0.08 2.48 277.87 0.89 15.12

2012 289.78 2.40 1.50 0.89 0.67 6.66 0.17 5.26 210.03 2.50 15.51 2014 119.88 1.36 1.27 0.80 0.65 2.62 0.09 2.75 82.66 3.33 16.46

(a) Anyangcheon (Chunghoon1gyo) (b) Tancheon (Gungnaegyo) (c) Osancheon (Tapdongdaegyo)

Fig. 4. Change of discharge according to Recycled water and percent impervious surface area(%ISA).

(7)

Fig. 5~Fig. 7은 각 표본 도심하천에서 하천수 및 하천 재이용수량(하수처리수)의 연평균, 월평균 BOD 및 COD 값을 비교하여 나타낸 것이다. 안양천 유역은 2000년대 초 반 ‘안양천 살리기’ 및 하천 재이용수량의 증대를 통해 수

질개선효과(매우나쁨->나쁨)가 현저하게 나타나고 있으며, 석수하수처리장 하수처리수 재이용수의 BOD값 및 COD 값은 하수처리장 방류기준을 만족하며 하천수의 평균 수질 등급과 비교하면 양호한 수준을 보이고 있다. 탄천 유역은 (a) Annual average (BOD) (B) Annual average (COD)

(c) Monthly average (BOD) (d) Monthly average (COD)

Fig. 5. Water quality changes of Anyangcheon watershed.

(a) Annual average (BOD) (B) Annual average (COD)

Fig. 6. Water quality changes of Tancheon watershed.

(8)

‘탄천 살리기’ 및 성남시의 하천사업 재정투입으로 최근 수 질개선효과(매우나쁨->약간나쁨)가 나타나고 있다. 그러 나, 수지하수처리장 하수처리수 재이용수의 BOD값 및 COD값은 하수처리장 방류기준은 만족하지만, COD값은 하천수의 평균 수질등급보다 나쁜 값을 보이며, 월별 하천 수질의 변동폭이 크게 나타나 건기기간(매우나쁨)에 수질 개선을 위한 방안이 마련되어야 한다. 오산천 유역은 전반 적으로 수질이 양호하게 나타나고 있으며, 지속적인 자료확 보와 모니터링이 요구된다. 3개 하수처리장(기흥, 구갈, 고 매)의 하수처리수 재이용수의 BOD값은 오산천 수질에 긍 정적인 영향을 주고 있지만, 고매하수처리장 재이용수의 COD값이 부분적으로 평균 수질등급에 못 미치는 값을 보 이고 있다.

3.5 하천수량 확보 방안

앞서 하천수량 감소의 원인 및 영향, 경기도 내 표본 도 심하천에 대하여 불투수면적률 및 하천 재이용수를 고려한 유출량 및 수질 변화 조사․분석은 경기도 표본 도심하천의 문제점을 파악하고 하천수량 확보 방안을 제시하고자 하는 데 그 목적이 있다. 하천수량 확보 방안은 직․간접, 수원, 구 조적 및 비구조적 대책, 단기 및 중장기 방안에 따라 분류할 수 있으며, 본 논문에서는 하도내 직접적인 하천수량 확보 방안과 유역관리를 통한 간접적인 하천수량 확보 방안으로 구분하여 경기도 하천수량 확보방안을 제시하고자 한다.

직접적인 하천수량 확보방안으로는 ①하천수의 저장, ② 취수 및 조절, ③하수처리 방류수 활용 증대, ④타 유역에

서의 공급, ⑤기타 지하수 용출수 이용 등이며, 간접적인 하천수량 확보 방안으로는 ①수질관리, ②지하수관리, ③유 역관리, ④물 절약, ⑤대체수자원 개발 등을 이야기 할 수 있다. 특히, 하천연안의 지하수 채수용 관정의 규모, 개소수 등의 적절한 관리를 통해 과도한 지하수 이용 배제하고, 하 천내 고정보는 저류부 영역의 토사퇴적, 수질악화, 생태단 절 등의 역기능이 있으므로 친환경 가동보, 자연형 보, 저 류지 등을 통하여 하천수량을 확보하는 방안을 적극적으로 강구할 필요가 있다.

4. 요약 및 결론

본 연구는 경기도 도심하천의 하천수량 확보 방안 및 하 천관리 정책에 반영할 있는 자료를 제시하기 위해 수행되 었으며, 경기도 내 표본 도심하천을 선정하고 하천수량 감 소의 원인 및 하천수량 및 수질변화에 대하여 조사․분석하 였으며, 연구의 결론은 다음과 같다.

1) 도심하천 하천수량 감소 원인 및 영향을 도시개발, 기 후변화 등에 따른 기상여건의 변화, 과도한 수자원 및 지하 수 이용 등의 측면에서 규명하였다.

2) 안양천, 탄천, 오산천을 표본 도심하천으로 선정하였 으며, 불투수면적률의 증가가 약 10여년 동안 각각 5.32%, 6.32%, 7.22% 증가한 것으로 분석되었다. 불투수면적률 변화에 따른 유출계수 분석결과 투수면적률이 증가할수록 유출계수는 증가하는 경향을 나타냈으며, 하천 재이용수를 고려한 유출량 분석 결과에 의하면 하천 재이용수량은 3개 (a) Annual average (BOD) (B) Annual average (COD)

Fig. 7. Water quality changes of Osancheon watershed.

(9)

표본도시하천의 하천수의 확보 및 건천화 방지에 있어서 큰 역할을 하고 있는 것으로 평가되었다.

3) 표본 도심하천 하천수의 수질 변화 조사․분석 결과 하 천 재이용수량의 하수처리장 방류기준은 대부분 만족하며, 하수처리수 재이용수량은 3개 표본 도심하천의 하천수 수 질을 개선하는데 긍정적인 효과를 나타내고 있는 것으로 분석되었다.

4) 하도내 직접적인 하천수량 확보 방안과 유역관리를 통 한 간접적인 하천수량 확보 방안을 제시하여, 경기도의 하 천수량 확보 방안에 관한 경기도 조례 제‧개정에 활용될 수 있는 기초자료를 제시하였다.

본 연구는 경기도 도심하천의 불투수면적율 제한 및 하천 수량 확보 기준 설정 시 기초자료로 활용할 수 있으며, 향 후 하천사업의 평가 방안, 하천유형별 하천관리방안, 시민 단체 활동의 활성화 방안 등에 관한 지속적인 연구를 통하 여 건전한 물 순환 정책의 기반 마련이 필요하다.

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