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보고서 초록

요약문

목차

제1장 서론 17

제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 17

제2절 연구개발의 국내외 현황 20

1 국내 기술개발현황 20

가. 빗물이용시설현황 20

나. 기술현황 24

2. 국외 기술개발현황 26

가. 빗물이용시설현황 26

제3절 연구개발대상 기술의 차별성 33

제2장 연구개발의 목표 및 내용 35

제1절 연구의 최종목표 35

제2절 연도별 연구개발의 목표 및 평가방법 35

1. 1차년도 35

2. 2차년도 36

3. 평가의 착안점 및 기준 36

제3절 연도별 추진체계 37

1. 연구개발의 추진전략 37

2. 연차별 추진전략 37

3. 연차별 추진내용 38

제3장 연구개발 결과 및 활용계획 39

제1절 연구개발 결과 및 토의 39

1. 빗물이용시설 시범적용 및 효과분석 39

가. 빗물이용시설 시범적용 대상 시설 검토 39

나. 빗물이용시설 계획/설계 방법 41

다. 시범시설 계획/설계 및 설치 사례 64

라. 시범시설 모니터링 및 효과 분석 73

2. 빗물이용 대상시설 확대방안 도출 79

가. 시범적용 설계기술 지원 79

나. 제약조건을 고려한 빗물이용 대상시설 확대방안 검토 112

다. 빗물이용시설의 확대 보급을 위한 정책방안 검토 138

3. 대상확대에 따른 물순환 개선효과 예측 140

가. 빗물이용시설 대상별 연간 빗물활용량 산정 140

나. 개선효과 예측 141

4. 빗물이용시설 대상별 가이드라인 143

가. 빗물이용시설 가이드 북 143

나. 대상시설별 가이드 북 144

제2절 연구개발 결과 요약 147

제3절 연구개발목표의 달성도 147

제4절 연도별 연구성과(논문·특허 등) 148

1. 지침서 148

2. 공무원 교육 148

3. 연구논문 148

4. 빗물이용시설 계획 및 설계기술 지원 148

제5절 관련분야의 기술발전 기여도 149

1. 기술적 측면 149

2. 환경적 측면 149

3. 경제적·산업적 측면 149

4. 일자리 창출 측면 149

제6절 연구개발 결과의 활용계획 150

제4장 참고문헌 151

제5장 부록 : 시설별 빗물이용시설 설치 관리 가이드북 159

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (공동주택편) 160

I. 일반사항 168

1. 목적 169

2. 적용 범위 170

3. 관련 법규 171

4. 용어정의 176

II. 빗물이용시설의 계획 177

1. 빗물이용시설의 개요 179

가. 빗물이용시설의 정의 179

나. 빗물이용시설의 구성 180

2. 빗물이용시설의 도입 시 고려사항 181

가. 개요 181

나. 기후 184

다. 대상지역 188

라. 활용용도 및 사용수량 191

마. 목표 효율 196

바. 집수면 198

사. 초기빗물 처리기술 202

아. 수처리 기술 205

자. 경제성 210

차. 기타 고려사항 212

III. 빗물이용시설의 설계 215

1. 개요 217

가. 시설의 구성 및 역할 217

나. 시스템의 설계 순서 218

2. 집수시설 221

가. 시설 개요 221

나. 빗물 집수관 223

3. 처리시설 225

가. 시설 개요 225

4. 저류시설 227

가. 시설 개요 227

나. 설계 방법 232

다. 활용 방법 및 사례 240

5. 송수·배수시설 245

가. 시설 개요 245

나. 상수보급설비 245

다. 빗물급수관 246

라. 계측시스템 247

마. 계측시스템 설계시의 유의점 252

바. 제어 시스템 253

IV. 빗물이용시설의 운영·관리 261

1. 빗물이용시설의 운영 및 유지관리 263

가. 개요 263

나. 빗물이용시설의 운영 264

다. 빗물이용시설의 유지관리 266

V. 부록 277

1. 빗물이용시설의 도입 현황 279

2. 공동주택 빗물이용시설 도입 사례 282

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (학교편) 287

I. 일반사항 295

1. 목적 296

2. 적용 범위 297

3. 관련 법규 298

4. 용어정의 304

II. 빗물이용시설의 계획 306

1. 빗물이용시설의 개요 308

가. 빗물이용시설의 정의 308

나. 빗물이용시설의 구성 309

2. 빗물이용시설의 도입 시 고려사항 310

가. 개요 310

나. 기후 313

다. 대상지역 317

라. 활용용도 및 사용수량 320

마. 목표 효율 326

바. 집수면 328

사. 초기빗물 처리기술 332

아. 수처리 기술 335

자. 경제성 340

차. 기타 고려사항 342

III. 빗물이용시설의 설계 344

1. 개요 346

가. 시설의 구성 및 역할 346

나. 시스템의 설계 순서 347

2. 집수시설 350

가. 시설 개요 350

나. 빗물 집수관 352

3. 처리시설 354

가. 시설 개요 354

4. 저류시설 356

가. 시설 개요 356

나. 설계 방법 361

다. 활용 방법 및 사례 369

5. 송수·배수시설 375

가. 시설 개요 375

나. 상수보급설비 375

다. 빗물급수관 376

라. 계측시스템 377

마. 계측시스템 설계시의 유의점 382

바. 제어 시스템 383

6. 학교 빗물이용시설의 설계 예 390

IV. 빗물이용시설의 운영·관리 394

1. 개요 396

2. 빗물이용시설의 운영 397

가. 일반 운영 397

나. 계절 변화에 따른 운영 398

3. 빗물이용시설의 유지관리 399

가. 관리항목 및 주기 400

나. 집수시설 402

다. 처리시설 403

라. 저류시설 404

마. 송수·배수시설 405

V. 부록 410

1. 빗물이용시설의 도입 현황 412

2. 학교 빗물이용시설 도입 사례 415

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (공공청사편) 421

I. 일반사항 429

1. 목적 430

2. 적용 범위 431

3. 관련 법규 432

4. 용어정의 438

II. 빗물이용시설의 계획 440

1. 빗물이용시설의 개요 442

가. 빗물이용시설의 정의 442

나. 빗물이용시설의 구성 443

2. 빗물이용시설의 도입 시 고려사항 444

가. 개요 444

나. 기후 447

다. 대상지역 451

라. 활용용도 및 사용수량 455

마. 목표 효율 462

바. 집수면 464

사. 초기빗물 처리기술 468

아. 수처리 기술 471

자. 경제성 476

차. 기타 고려사항 478

III. 빗물이용시설의 설계 480

1. 개요 482

가. 시설의 구성 및 역할 482

나. 시스템의 설계 순서 483

2. 집수시설 486

가. 시설 개요 486

나. 빗물 집수관 488

3. 처리시설 490

가. 시설 개요 490

4. 저류시설 492

가. 시설 개요 492

나. 설계 방법 497

다. 활용 방법 및 사례 505

5. 송수·배수시설 511

가. 시설 개요 511

나. 상수보급설비 511

다. 빗물급수관 512

라. 계측시스템 513

마. 계측시스템 설계시의 유의점 518

바. 제어 시스템 519

IV. 빗물이용시설의 운영·관리 528

1. 빗물이용시설의 운영 및 유지관리 530

가. 개요 530

나. 빗물이용시설의 운영 531

다. 빗물이용시설의 유지관리 533

V. 부록 544

1. 빗물이용시설의 도입 현황 546

2. 공공청사 빗물이용시설 도입 사례 549

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (대형판매시설편) 562

I. 일반사항 570

1. 목적 571

2. 적용 범위 572

3. 관련 법규 573

4. 용어정의 578

II. 빗물이용시설의 계획 579

1. 빗물이용시설의 개요 581

가. 빗물이용시설의 정의 581

나. 빗물이용시설의 구성 582

2. 빗물이용시설의 도입 시 고려사항 583

가. 개요 583

나. 기후 586

다. 대상지역 590

라. 활용용도 및 사용수량 593

마. 보충수 보급 599

바. 목표 효율 600

사. 집수면 602

아. 초기빗물 처리기술 606

자. 수처리 기술 609

차. 경제성 614

카. 기타 고려사항 616

III. 빗물이용시설의 설계 619

1. 개요 621

가. 시설의 구성 및 역할 621

나. 시스템의 설계 순서 622

2. 집수시설 625

가. 시설 개요 625

나. 빗물 집수관 627

3. 처리시설 629

가. 시설 개요 629

4. 저류시설 631

가. 시설 개요 631

나. 설계 방법 636

다. 활용 방법 및 사례 644

5. 송수·배수시설 651

가. 시설 개요 651

나. 상수보급설비 651

다. 빗물급수관 652

라. 계측시스템 653

마. 계측시스템 설계시의 유의점 658

바. 제어 시스템 659

IV. 빗물이용시설의 운영·관리 667

1. 빗물이용시설의 운영 및 유지관리 669

가. 개요 669

나. 빗물이용시설의 운영 670

다. 빗물이용시설의 유지관리 672

V. 부록 683

1. 빗물이용시설의 도입현황 685

2. 상업/업무용 시설에서의 빗물이용시설 적용 사례 688

3. 대형판매시설 빗물이용시설 도입 사례 693

표 1.1. 국내 빗물관리시설 도입현황 (2009년 기준) 21

표 1.2. 정부 부처 및 지자체별 빗물관련 연구용역 추진현황 25

표 3.1. 시범적용 대상의 빗물이용시설 현황 40

표 3.2. 구성두께에 따른 옥상녹화의 연평균 유출계수 44

표 3.3. 토지이용도별 기초유출계수의 표준값 45

표 3.4. 빗물수직배관통의 관경 46

표 3.5. 빗물수평배관통의 관경과 허용최대 지붕면적 46

표 3.6. 빗물저류조의 설치장소에 의한 분류 52

표 3.7. 스크리닝, 여과장치류의 개념 60

표 3.8. 설계유량의 산정기준 63

표 3.9. 빗물이용시설 운영 및 모니터링을 위한 제원 73

표 3.10. 빗물이용시설 수질기준 적절성 74

표 3.11. 빗물이용시설 모니터링 항목 75

표 3.12. 빗물이용시스템 설계반영 사례 79

표 3.13. 아산신도시 빗물이용시설 설치 규격 87

표 3.14. 빗물이용시스템 설계반영 사례 91

표 3.15. 제주 신라호텔 빗물이용시설 설계(안) 107

표 3.16. 국내 공동주택 현황 116

표 3.17. 세대수별 공동주택 단지 현황 116

표 3.18. 경기도 G-rain housing 시범사업 추진현황 117

표 3.19. 지자체별 빗물이용시설 주요 권고 대상 118

표 3.20. 대형판매시설 업체별 현황 (2006. 12. 31기준) 119

표 3.21. 그린스쿨 사업 연차별 투자예정 금액 120

표 3.22. 그린스쿨 주요사업 내용 120

표 3.23. 국내 학교 현황 121

표 3.24. 서울시 아파트 및 공동주택 빗물이용시설 현황 122

표 3.25. 서울시 주요 학교 빗물이용시설 현황 124

표 3.26. 건축물별 의무화 대상 검토 125

표 3.27. 공동주택 저류조 용량별 용수 사용량 126

표 3.28. 공동주택 빗물이용시설의 초기건설비용 126

표 3.29. 공동주택 빗물이용시설 운영비(내구연수 10년) 127

표 3.30. 공동주택 빗물이용시설 유지관리비(내구연수 20년) 127

표 3.31. 공동주택 빗물이용시설 유지관리비(내구연수 35년) 127

표 3.32. 공동주택 빗물이용시설 저류조 용량에 따른 편익비용(내구연수 10년) 128

표 3.33. 공동주택 빗물이용시설 저류조 용량에 따른 편익비용(내구연수 20년) 128

표 3.34. 공동주택 빗물이용시설 저류조 용량에 따른 편익비용(내구연수 35년) 128

표 3.35. 대형판매시설 빗물이용시설의 용량 분포 130

표 3.36. 판매시설 저류조 용량별 용수 사용량 130

표 3.37. 대형판매시설 빗물이용시설의 초기건설비용 130

표 3.38. 판매시설 빗물이용시설 운영비(내구연수 10년) 131

표 3.39. 판매시설 빗물이용시설 유지관리비(내구연수 20년) 131

표 3.40. 판매시설 빗물이용시설 유지관리비(내구연수 35년) 131

표 3.41. 판매시설의 빗물이용시설 저류조 용량에 따른 편익비용(내구연수 10년) 132

표 3.42. 판매시설의 빗물이용시설 저류조 용량에 따른 편익비용(내구연수 20년) 132

표 3.43. 판매시설의 빗물이용시설 저류조 용량에 따른 편익비용(내구연수 35년) 132

표 3.44. 학교 저류조 용량별 용수 사용량 134

표 3.45. 학교 빗물이용시설의 초기건설비용 134

표 3.46. 학교 빗물이용시설 운영비(내구연수 10년) 135

표 3.47. 학교 빗물이용시설 운영비(내구연수 20년) 135

표 3.48. 학교 빗물이용시설 운영비(내구연수 35년) 135

표 3.49. 학교 빗물이용시설의 사적편익비용 단가 136

표 3.50. 학교 빗물이용시설의 사회적편익비용 단가 136

표 3.51. 학교 빗물이용시설 저류조 용량에 따른 편익비용(내구연수 10년) 136

표 3.52. 학교 빗물이용시설 저류조 용량에 따른 편익비용(내구연수 20년) 137

표 3.53. 학교 빗물이용시설 저류조 용량에 따른 편익비용(내구연수 35년) 137

표 3.54. 빗물이용시설 확대에 따른 예측 효과 142

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (공동주택편) 164

〈표 1〉 수도법 상 빗물이용시설 내용 172

〈표 2〉 물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률 상 빗물이용시설 내용 173

〈표 3〉 서울특별시 빗물관리에 관한 조례 174

〈표 4〉 실개천 등의 기본 수량 187

〈표 5〉 토양의 수문학적 특성 189

〈표 6〉 NRCS 수문학적 토양그룹 190

〈표 7〉 아파트 1인당 급수량과 유효면적 192

〈표 8〉 친수환경을 고려한 필요유량 192

〈표 9〉 경관을 고려한 필요유량 193

〈표 10〉 유속별 흐름의 형태 194

〈표 11〉 기구 1개당 단위 사용수량 195

〈표 12〉 표면 종류에 따른 수질 특성 199

〈표 13〉 토지이용도별 기초유출계수의 표준값 200

〈표 14〉 집수 구역의 평균 유출 계수 (ATV-DVWK-M 153) 200

〈표 15〉 구성두께에 따른 옥상녹화의 연평균 유출계수 201

〈표 16〉 빗물이용시설 수질기준 206

〈표 17〉 중수도 수질기준 207

〈표 18〉 소독제의 종류 209

〈표 19〉 빗물이용 비용 편익 항목 210

〈표 20〉 상하수도 자산의 내용연수 211

〈표 21〉 관경별 수직배관 최대집수면적(자료: 일본 우수저류침투기술협회) 224

〈표 22〉 수평 집수관 최대허용면적(자료: 일본 우수저류침투기술협회) 224

〈표 23〉 건축물 용도별 저류조 설치장소 228

〈표 24〉 저류공법 비교(RC 구조물, PC 빗물저류조) 230

〈표 25〉 저류 공법 비교(파형강 저류조, 플라스틱 적층식) 231

〈표 26〉 모의 가능 항목 233

〈표 27〉 목표기능별 빗물관리시설 규모 설계기준 238

〈표 28〉 상수보급 방식 246

〈표 29〉 물리량에 관한 계측 항목과 주요한 계측시스템 248

〈표 30〉 단위공정에 따른 필요 계측 항목 248

〈표 31〉 수위계 종류별 특징 250

〈표 32〉 제어 항목과 목적 254

〈표 33〉 단계별 운전수준 및 내용 257

〈표 34〉 원격제어 대상 및 우선순위 259

〈표 35〉 유지관리 점검 내용 및 주기 예 268

〈표 36〉 공동주택 빗물이용시설 현황 및 용도 282

〈표 37〉 A 공동주택 빗물저류시설 운영상황 283

〈표 38〉 B 공동주택 빗물저류시설 운영상황 284

〈표 39〉 C 공동주택 빗물저류시설 운영상황 285

〈표 40〉 D 공동주택 빗물저류시설 운영상황 286

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (학교편) 291

〈표 1〉 수도법 상 빗물이용시설 내용 299

〈표 2〉 물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률 상 빗물이용시설 내용 300

〈표 3〉 서울특별시 빗물관리에 관한 조례 301

〈표 4〉 실개천 등의 기본 수량 316

〈표 5〉 토양의 수문학적 특성 318

〈표 6〉 NRCS 수문학적 토양그룹 319

〈표 7〉 학교의 1인당 급수량과 유효면적 321

〈표 8〉 학교 관련 시설의 1일 평균사용량(급수량) 321

〈표 9〉 친수환경을 고려한 필요유량 322

〈표 10〉 경관을 고려한 필요유량 322

〈표 11〉 유속별 흐름의 형태 323

〈표 12〉 기구 1개당 단위 사용수량 325

〈표 13〉 표면 종류에 따른 수질 특성 329

〈표 14〉 토지이용도별 기초유출계수의 표준값 330

〈표 15〉 집수 구역의 평균 유출 계수 (ATV-DVWK-M 153) 330

〈표 16〉 구성두께에 따른 옥상녹화의 연평균 유출계수 331

〈표 17〉 빗물이용시설 수질기준 336

〈표 18〉 중수도 수질기준 337

〈표 19〉 소독제의 종류 339

〈표 20〉 빗물이용 비용 편익 항목 340

〈표 21〉 상하수도 자산의 내용연수 341

〈표 22〉 관경별 수직배관 최대집수면적(자료: 일본 우수저류침투기술협회) 353

〈표 23〉 수평 집수관 최대허용면적(자료: 일본 우수저류침투기술협회) 353

〈표 24〉 건축물 용도별 저류조 설치장소 357

〈표 25〉 저류공법 비교(RC 구조물, PC 빗물저류조) 359

〈표 26〉 저류 공법 비교(파형강 저류조, 플라스틱 적층식) 360

〈표 27〉 모의 가능 항목 362

〈표 28〉 목표기능별 빗물관리시설 규모 설계기준 367

〈표 29〉 전국 학교 평균 건축면적 및 1일 평균 물사용량 369

〈표 30〉 상수보급 방식 376

〈표 31〉 물리량에 관한 계측 항목과 주요한 계측시스템 378

〈표 32〉 단위공정에 따른 필요 계측 항목 378

〈표 33〉 수위계 종류별 특징 380

〈표 34〉 제어 항목과 목적 384

〈표 35〉 단계별 운전수준 및 내용 387

〈표 36〉 원격제어 대상 및 우선순위 389

〈표 37〉 유지관리 점검 내용 및 주기 예 401

〈표 38〉 학교 빗물이용시설 현황 및 용도 415

〈표 39〉 KI대학교 빗물저류시설 운영상황 416

〈표 40〉 KK대학교 빗물저류시설 운영상황 417

〈표 41〉 K중학교 빗물저류시설 운영상황 418

〈표 42〉 C초등학교 빗물저류시설 운영상황 420

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (공공청사편) 425

〈표 1〉 수도법 상 빗물이용시설 내용 433

〈표 2〉 서울특별시 빗물관리에 관한 조례 434

〈표 3〉 물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률 상 빗물이용시설 내용 436

〈표 4〉 실개천 등의 기본 수량 450

〈표 5〉 토양의 수문학적 특성 453

〈표 6〉 NRCS 수문학적 토양그룹 454

〈표 7〉 공공청사의 1인당 급수량과 유효면적 456

〈표 8〉 업태별 원단위 456

〈표 9〉 용도별 물사용량(1일 1인) 457

〈표 10〉 건축물 종류별 1일 평균사용량(급수량) 457

〈표 11〉 친수환경을 고려한 필요유량 458

〈표 12〉 경관을 고려한 필요유량 458

〈표 13〉 유속별 흐름의 형태 459

〈표 14〉 기구 1개당 단위 사용수량 461

〈표 15〉 표면 종류에 따른 수질 특성 465

〈표 16〉 토지이용도별 기초유출계수의 표준값 466

〈표 17〉 집수 구역의 평균 유출 계수 (ATV-DVWK-M 153) 466

〈표 18〉 구성두께에 따른 옥상녹화의 연평균 유출계수 467

〈표 19〉 빗물이용시설 수질기준 472

〈표 20〉 중수도 수질기준 473

〈표 26〉 소독제의 종류 475

〈표 27〉 빗물이용 비용 편익 항목 476

〈표 28〉 상하수도 자산의 내용연수 477

〈표 29〉 관경별 수직배관 최대집수면적(자료: 일본 우수저류침투기술협회) 489

〈표 30〉 수평 집수관 최대허용면적(자료: 일본 우수저류침투기술협회) 489

〈표 31〉 건축물 용도별 저류조 설치장소 493

〈표 32〉 저류공법 비교(RC 구조물, PC 빗물저류조) 495

〈표 33〉 저류 공법 비교(파형강 저류조, 플라스틱 적층식) 496

〈표 34〉 모의 가능 항목 498

〈표 35〉 목표기능별 빗물관리시설 규모 설계기준 503

〈표 36〉 공공청사의 1인당 급수량과 유효면적 505

〈표 37〉 상수보급 방식 512

〈표 38〉 물리량에 관한 계측 항목과 주요한 계측시스템 514

〈표 39〉 단위공정에 따른 필요 계측 항목 514

〈표 40〉 수위계 종류별 특징 516

〈표 41〉 제어 항목과 목적 520

〈표 42〉 단계별 운전수준 및 내용 523

〈표 43〉 원격제어 대상 및 우선순위 525

〈표 44〉 유지관리 점검 내용 및 주기 예 535

〈표 45〉 상업 및 업무용 건축물의 빗물이용시설 현황 및 용도 549

〈표 46〉 시설정보(A 우편집중국) 550

〈표 47〉 저류시설 점검(A 우편집중국) 550

〈표 48〉 A 우편집중국 빗물관리시설 현장사진 551

〈표 49〉 시설정보(K군 상하수도사업소) 552

〈표 50〉 저류시설 점검(K군 상하수도사업소) 553

〈표 51〉 K군 상하수도사업소 빗물관리시설 현장사진 553

〈표 52〉 시설 정보(M 빗물저류시설) 554

〈표 53〉 M 빗물저류시설 현장사진 555

〈표 54〉 시설정보(Y 시청) 556

〈표 55〉 저류시설 점검(Y 시청) 557

〈표 56〉 Y 시청 빗물관리시설 현장사진 557

〈표 57〉 시설 정보(S 전시관) 558

〈표 58〉 저류시설 점검(S 전시관) 559

〈표 59〉 S 전시관 빗물관리시설 현장사진 559

〈표 60〉 시설정보(K 센터) 560

〈표 61〉 저류시설 점검(K 센터) 561

〈표 62〉 K 센터 빗물관리시설 현장사진 561

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (대형판매시설편) 566

〈표 1〉 수도법 상 빗물이용시설 내용 574

〈표 2〉 물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률 상 빗물이용시설 내용 575

〈표 3〉 서울특별시 빗물관리에 관한 조례 575

〈표 4〉 실개천 등의 기본 수량 589

〈표 5〉 토양의 수문학적 특성 591

〈표 6〉 NRCS 수문학적 토양그룹 592

〈표 7〉 건물 종류별 1인당 급수량과 유효면적 594

〈표 8〉 음용수와 잡용수의 비율(%), (건축설비, 2005년) 594

〈표 9〉 친수환경을 고려한 필요유량 595

〈표 10〉 경관을 고려한 필요유량 595

〈표 11〉 유속별 흐름의 형태 596

〈표 12〉 기구 1개당 단위 사용수량 598

〈표 13〉 표면 종류에 따른 수질 특성 603

〈표 14〉 토지이용도별 기초유출계수의 표준값 604

〈표 15〉 집수 구역의 평균 유출 계수 (ATV-DVWK-M 153) 604

〈표 16〉 구성두께에 따른 옥상녹화의 연평균 유출계수 605

〈표 17〉 빗물이용시설 수질기준 610

〈표 18〉 중수도 수질기준 611

〈표 19〉 소독제의 종류 613

〈표 20〉 빗물이용 비용 편익 항목 614

〈표 21〉 상하수도 자산의 내용연수 615

〈표 22〉 관경별 수직배관 최대집수면적(자료: 일본 우수저류침투기술협회) 628

〈표 23〉 수평 집수관 최대허용면적(자료: 일본 우수저류침투기술협회) 628

〈표 24〉 건축물 용도별 저류조 설치장소 632

〈표 25〉 저류공법 비교(RC 구조물, PC 빗물저류조) 634

〈표 26〉 저류 공법 비교(파형강 저류조, 플라스틱 적층식) 635

〈표 27〉 모의 가능 항목 637

〈표 28〉 목표기능별 빗물관리시설 규모 설계기준 642

〈표 29〉 대형 판매시설 업체별 매장면적 644

〈표 30〉 판매시설 저류조 용량별 용수 사용량 645

〈표 31〉 상수보급 방식 652

〈표 32〉 물리량에 관한 계측 항목과 주요한 계측시스템 654

〈표 33〉 단위공정에 따른 필요 계측 항목 654

〈표 34〉 수위계 종류별 특징 656

〈표 35〉 제어 항목과 목적 660

〈표 36〉 단계별 운전수준 및 내용 663

〈표 37〉 원격제어 대상 및 우선순위 665

〈표 38〉 유지관리 점검 내용 및 주기 예 674

〈표 39〉 상업 및 업무용 건축물에서의 빗물이용시설 현황 및 용도 688

〈표 40〉 아산 병원 빗물관리시설 현장사진 689

〈표 41〉 제주 신라 호텔 빗물이용시설 현장사진 690

〈표 42〉 서울시 과학전시관 빗물이용시설 현장사진 691

〈표 43〉 D 콘크리트사 빗물이용시설 현장사진 692

〈표 44〉 대형판매시설 빗물이용시설의 용량 분포 693

그림 1.1. 시도별 빗물이용시설도입 현황 18

그림 1.2. 시도별 시설용량 분포(㎥) 19

그림 1.3. 독일 베를린 소니센터 27

그림 1.4. 일본 스미다 시청 28

그림 1.5. 대만 타이페이시 동물원 내 빗물저장소 29

그림 1.6. 영국 밀레니엄 돔 30

그림 1.7. 태국의 자 31

그림 1.8. 페로시멘트 빗물저장탱크 31

그림 3.1. 빗물이용의 기본 시스템 41

그림 3.2. 빗물이용시설의 계획 수립 과정 42

그림 3.3. 빗물이용시설 설계 순서 43

그림 3.4. 루프 드레인에 대한 유입제어 45

그림 3.5. 배관계통 48

그림 3.6. 지중매설 빗물집수관 48

그림 3.7. 초기빗물 수질 오염도 변화 49

그림 3.8. 유량계를 이용한 초기빗물 배제방식 49

그림 3.9. 홈통에서의 배제 방식 50

그림 3.10. 부자를 이용한 초기빗물 배제방법 50

그림 3.11. 초기빗물 처리장치 51

그림 3.12. 치수대책용 저류기능을 가진 빗물저류조의 예 53

그림 3.13. 소화수조를 겸용한 빗물저류조의 예 54

그림 3.14. 빗물저류조 산정도 54

그림 3.15. 연통관의 저항에 의한 수위저하 55

그림 3.16. 수중펌프 설치예 56

그림 3.17. 빗물저류조의 만수시 대책 57

그림 3.18. 빗물이용처리의 과정 예 59

그림 3.19. 오염입자의 침전분리 개념 62

그림 3.20. 빗물이용시설 계획 64

그림 3.21. 진주 C 초교 빗물이용시설 계통도 65

그림 3.22. 창원 A 초교 빗물 중수 연계시설 현장 사진 67

그림 3.23. 청주 B 고교 빗물이용시설 현장 사진 69

그림 3.24. 진주 C 초교 빗물이용시설 현장 사진 70

그림 3.25. 경북 D 초교 빗물이용시설 현장 사진 71

그림 3.26. 서울 E 고교 빗물이용시설 현장 사진 72

그림 3.27. 빗물 저류조의 pH 분석 결과 76

그림 3.28. 빗물 저류조의 Turbidity 분석 결과 77

그림 3.29. 빗물 저류조의 COD 분석 결과 77

그림 3.30. 빗물 저류조의 TN, TP 분석 결과 78

그림 3.31. 빗물 저류조의 중금속 분석 결과 78

그림 3.32. 공동주택단지 빗물이용시설 계획 순서도 81

그림 3.33. 공동주택단지 우배수 체계 설계 사례 ① 82

그림 3.34. 공동주택단지 우배수 체계 설계 사례 ② 84

그림 3.35. 빗물이용시설시설 공정도(침투시설 유) 85

그림 3.36. 빗물이용시설시설 공정도(침투시설 무) 85

그림 3.37. 아산신도시 빗물이용시설 설치 대상지 및 사진 86

그림 3.38. 아산신도시 빗물이용시설 개념도 86

그림 3.39. 아산신도시 빗물이용시설 모니터링 시스템 설치 개요 88

그림 3.40. 아산신도시 빗물이용시설 시공 순서 89

그림 3.41. 빗물이용시설 계통도 91

그림 3.42. 광양항 인근 공원 빗물이용시스템 배치도 92

그림 3.43. 광양항 인근 공원 빗물이용시스템 계통도 92

그림 3.44. 강릉녹색 시범도시 개략도 93

그림 3.45. 강릉종합운동장 빗물이용시설 설치 개략도 94

그림 3.46. UN 및 베트남 MONRE 기술지원 요청서 109

그림 3.47. MONRE 빗물이용시설 모의 결과 110

그림 3.48. MONRE 빗물이용시설 흐름도 111

그림 3.49. 센터 빗물이용시설 평면 계획도 112

그림 3.50. 적용 빗물관리시설의 종류 113

그림 3.51. 시설 가동 여부 113

그림 3.52. 이수목적의 활용 용도 114

그림 3.53. 담당 관리자 보유 여부 114

그림 3.54. 시설 관리 수행 여부 114

그림 3.55. 운영기록 보유 여부 115

그림 3.56. 대형 판매시설 빗물활용 119

그림 3.57. 빗물 활용 시스템 119

그림 3.58. 공동주택 건축면적에 따른 B/CR 129

그림 3.59. 판매시설의 건축면적에 따른 B/CR 133

그림 3.60. 학교 건축면적에 따른 B/CR 138

그림 3.61. 공동주택의 저류조 용량 분포 140

그림 3.62. 가동률에 따른 편익비용 141

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (공공주택편) 166

〈그림 1〉 빗물이용시설의 도입과정 182

〈그림 2〉 우리나라 연평균 강수량의 경년변화(자료: 기상청) 186

〈그림 3〉 빗물관리 목표량 산정 절차 197

〈그림 4〉 초기빗물 수질 오염도 변화 202

〈그림 5〉 유량계를 이용한 초기빗물 배제방식 203

〈그림 6〉 홈통에서의 배제 방식 203

〈그림 7〉 부자를 이용한 초기빗물 배제방법 204

〈그림 8〉 초기빗물 처리장치 204

〈그림 9〉 집수장소별·용도별 빗물처리방식의 관계 (예) 205

〈그림 10〉 편구배 옥상 면에서의 집수 예 222

〈그림 11〉 벽면집수의 예 222

〈그림 12〉 루프 드레인에 대한 유입제어 225

〈그림 13〉 월류수 제어 방식 229

〈그림 14〉 RainCity 모형 메인화면 234

〈그림 15〉 모의 가능 시설조합 235

〈그림 16〉 RainCity 강우자료 호출 창 235

〈그림 17〉 사용자 강우자료 형식 236

〈그림 18〉 RainCity 사용수량 입력 창 236

〈그림 19〉 RainCity 집수면 구성 입력 창 237

〈그림 20〉 RainCity 비용/편익 입력 창 237

〈그림 21〉 공동주택의 빗물이용시설 저류용량 분포현황 239

〈그림 22〉 RainCity 모의가능 시설조합 241

〈그림 23〉 화장실 사용수량 입력 242

〈그림 24〉 청소용수 사용수량 입력 242

〈그림 25〉 집수면 설정 243

〈그림 26〉 저류조 Pre-Dimensioning 및 재원 입력 243

〈그림 27〉 저류조 용량 결정 244

〈그림 28〉 RainCity 모의결과 244

〈그림 29〉 원격제어 시스템의 구성 256

〈그림 30〉 시군구별 빗물이용시설 설치현황 279

〈그림 31〉 시도별 빗물이용시설도입 현황 280

〈그림 32〉 시도별 시설용량 분포(㎥) 280

〈그림 33〉 용도별 도입 개소수 281

〈그림 34〉 A공동주택 빗물저류시설 운영공정 283

〈그림 35〉 B공동주택 빗물저류시설 운영공정 284

〈그림 36〉 C공동주택 빗물저류시설 운영공정 285

〈그림 37〉 D공동주택 빗물저류시설 운영공정 286

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (학교편) 293

〈그림 1〉 빗물이용시설의 도입과정 311

〈그림 2〉 우리나라 연평균 강수량의 경년변화(자료 : 기상청) 315

〈그림 3〉 빗물관리 목표량 산정 절차 327

〈그림 4〉 초기빗물 수질 오염도 변화 332

〈그림 5〉 유량계를 이용한 초기빗물 배제방식 333

〈그림 6〉 홈통에서의 배제 방식 333

〈그림 7〉 부자를 이용한 초기빗물 배제방법 334

〈그림 8〉 초기빗물 처리장치 334

〈그림 9〉 집수장소별·용도별 빗물처리방식의 관계 (예) 335

〈그림 10〉 편구배 옥상 면에서의 집수 예 351

〈그림 11〉 벽면집수의 예 351

〈그림 12〉 루프 드레인에 대한 유입제어 354

〈그림 13〉 월류수 제어 방식 358

〈그림 14〉 RainCity 모형 메인화면 363

〈그림 15〉 모의 가능 시설조합 364

〈그림 16〉 RainCity 강우자료 호출 창 364

〈그림 17〉 사용자 강우자료 형식 365

〈그림 18〉 RainCity 사용수량 입력 창 365

〈그림 19〉 RainCity 집수면 구성 입력 창 366

〈그림 20〉 RainCity 비용/편익 입력 창 366

〈그림 21〉 저류용량과 집수면적 간의 관계(학교) 368

〈그림 22〉 RainCity 모의가능 시설조합 370

〈그림 23〉 화장실 사용수량 입력 371

〈그림 24〉 청소용수 사용수량 입력 371

〈그림 25〉 집수면 설정 372

〈그림 26〉 저류조 Pre-Dimensioning 및 재원 입력 373

〈그림 27〉 저류조 용량 결정 373

〈그림 28〉 RainCity 모의결과 374

〈그림 29〉 원격제어 시스템의 구성 386

〈그림 30〉 빗물이용 계획도 390

〈그림 31〉 빗물 저류조 391

〈그림 32〉 시군구별 빗물이용시설 설치현황 412

〈그림 33〉 시도별 빗물이용시설도입 현황 413

〈그림 34〉 시도별 시설용량 분포(㎥) 413

〈그림 35〉 용도별 도입 개소수 414

〈그림 36〉 KI대학교 빗물저류시설 운영공정 416

〈그림 37〉 KK대학교 빗물저류시설 운영공정 417

〈그림 38〉 K중학교 빗물저류시설 운영공정 418

〈그림 39〉 J 초등학교 빗물이용 개통도 및 시공설치 419

〈그림 40〉 C초등학교 빗물저류시설 운영공정 420

빗물이용시설 설치관리가이드 북 (공공청사편) 427

〈그림 1〉 빗물이용시설의 도입과정 445

〈그림 2〉 우리나라 연평균 강수량의 경년변화(자료 : 기상청) 449

〈그림 3〉 빗물관리 목표량 산정 절차 463

〈그림 4〉 초기빗물 수질 오염도 변화 468

〈그림 5〉 유량계를 이용한 초기빗물 배제방식 469

〈그림 6〉 홈통에서의 배제 방식 469

〈그림 7〉 부자를 이용한 초기빗물 배제방법 470

〈그림 8〉 초기빗물 처리장치 470

〈그림 9〉 집수장소별·용도별 빗물처리방식의 관계 (예) 471

〈그림 10〉 편구배 옥상 면에서의 집수 예 487

〈그림 11〉 벽면집수의 예 487

〈그림 12〉 루프드레인에 대한 유입제어 490

〈그림 13〉 월류수 제어 방식 494

〈그림 14〉 RainCity 모형 메인화면 499

〈그림 15〉 모의 가능 시설조합 500

〈그림 16〉 RainCity 강우자료 호출 창 500

〈그림 17〉 사용자 강우자료 형식 501

〈그림 18〉 RainCity 사용수량 입력 창 501

〈그림 19〉 Raincity 집수면 구성 입력 창 502

〈그림 20〉 RainCity 비용/편익 입력 창 502

〈그림 21〉 저류용량과 집수면적 간의 관계(공공건축물) 504

〈그림 22〉 RainCity 모의가능 시설조합 506

〈그림 23〉 화장실 사용수량 입력 507

〈그림 24〉 조경용수 사용수량 입력 507

〈그림 25〉 집수면 설정 508

〈그림 26〉 저류조 Pre-Dimensioning 및 재원 입력 509

〈그림 27〉 저류조 용량 결정 509

〈그림 28〉 RainCity 모의결과 510

〈그림 29〉 원격제어 시스템의 구성 522

〈그림 30〉 시군구별 빗물이용시설 설치현황 546

〈그림 31〉 시도별 빗물이용시설도입 현황 547

〈그림 32〉 시도별 시설용량 분포(㎥) 547

〈그림 33〉 용도별 도입 개소수 548

빗물이용시설 설치·관리가이드 북 (대형판매시설편) 568

〈그림 1〉 빗물이용시설의 도입과정 584

〈그림 2〉 우리나라 연평균 강수량의 경년변화(자료 : 기상청) 588

〈그림 3〉 빗물관리 목표량 산정 절차 601

〈그림 4〉 초기빗물 수질 오염도 변화 606

〈그림 5〉 유량계를 이용한 초기빗물 배제방식 607

〈그림 6〉 홈통에서의 배제 방식 607

〈그림 7〉 부자를 이용한 초기빗물 배제방법 608

〈그림 8〉 초기빗물 처리장치 608

〈그림 9〉 집수장소별·용도별 빗물처리방식의 관계 (예) 609

〈그림 10〉 편구배 옥상 면에서의 집수 예 626

〈그림 11〉 벽면집수의 예 626

〈그림 12〉 루프 드레인에 대한 유입제어 629

〈그림 13〉 월류수 제어 방식 633

〈그림 14〉 RainCity 모형 메인화면 638

〈그림 15〉 모의 가능 시설조합 639

〈그림 16〉 RainCity 강우자료 호출 창 639

〈그림 17〉 사용자 강우자료 형식 640

〈그림 18〉 RainCity 사용수량 입력 창 640

〈그림 19〉 RainCity 집수면 구성 입력 창 641

〈그림 20〉 RainCity 비용/편익 입력 창 641

〈그림 21〉 저류용량과 집수면적 간의 관계 643

〈그림 22〉 RainCity 모의가능 시설조합 646

〈그림 23〉 화장실 사용수량 입력 647

〈그림 24〉 청소용수 사용수량 입력 647

〈그림 25〉 집수면 설정 648

〈그림 26〉 저류조 Pre-Dimensioning 및 재원 입력 648

〈그림 27〉 저류조 용량 결정 649

〈그림 28〉 RainCity 모의결과 650

〈그림 29〉 원격제어 시스템의 구성 662

〈그림 30〉 시군구별 빗물이용시설 설치현황 685

〈그림 31〉 시도별 빗물이용시설도입 현황 686

〈그림 32〉 시도별 시설용량 분포(㎥) 686

〈그림 33〉 용도별 도입 개소수 687

I. 제목

빗물이용시설의 설계 및 운영관리기술 개발

II. 연구개발의 목적 및 필요성

최근 인구의 도시집중과 도시의 확장으로 인해 자연환경이 파괴되고 있으며 이에 따른 도시형 홍수와 가뭄이 환경문제로 대두되고 있다. 선진국에서는 도시형 홍수를 해결하면서 동시에 환경을 복원하는 방법의 하나로써 빗물의 저류와 침투에 관심을 가지고 있으며, 이는 친환경적이며 지속가능한 기술로 이해되고 있다. 빗물의 이용은 개인적 차원에서의 물 절약 외에 사회적 측면에서도 그 필요성이 매우 크므로 향후 물 부족에 대비하기 위해서도 빗물이용에 대한 사회적 인식의 전환이 필요한 시점이라 할 수 있다. 즉, 빗물을 대체수자원 보다는 수자원 그 자체라는 가치인식이 필요하다. 또한 빗물에 대한 올바른 인식, 빗물을 이용했을 때의 경제적 이득, 빗물이용을 활성화하기 위한 법규의 제정과 정책적 지원이 필요하다고 할 수 있다.

본 연구에서는 이러한 빗물이용의 효율적 활용을 위해 국내·외 빗물이용시설의 현황조사 및 분석을 통해 적정한 설치·운영방안을 도출하기 위한 빗물이용시설 설치·관리가이드북을 총괄 및 각 대상시설별로 제시하고, 이를 통한 경제적 효과 검토 및 확대보급을 위한 정책방안을 제시하고자 하였다.

III. 연구개발의 내용 및 범위

본 연구는 2009년 4월부터 2011년 3월까지 총 2년간 진행되었으며, 그림 1에서 보는 바와 같이 1차년도에서는 빗물이용시설의 운영관리 세부지침 제시 및 빗물이용시설 적용대상별 적정설계 기준을 제시하고 2차년도에서는 빗물이용시설의 시범적용 및 효과분석과 함께 확대방안을 도출하였다. 본 연구에서 수행된 주요 연구내용 및 연구방법은 다음과 같다.

1. 빗물이용시설 설치, 운영관리 세부지침 제시

가. 문헌 조사 및 현장조사, 평가 분석

나. 국내 실정에 맞는 운영관리지침 정리/제시

다. 전문가 의견수렴

2. 빗물이용시설 설계기준 제시

가. 문헌 조사 및 평가

나. 자료 수집 및 분석

다. 빗물이용시설 설계 시뮬레이션

3. 빗물이용시설 시범적용 및 효과분석

가. 현장설치 및 모니터링

나. 결과해석 및 평가

4. 빗물이용 대상시설 확대방안 도출

가. 현장 설치시설 계획, 설계

나. 예측 모델링 및 결과분석

IV. 연구개발결과

1. 빗물이용시설 설치·운영관리 세부지침 제시

빗물이용시설의 설치 및 관리·운영기준에 대한 기술적인 해석을 제공함으로써 빗물이용시설의 설계 및 유지관리의 적절한 수행을 유도하고 이를 통해 효과적인 빗물이용이 이루어지도록 하기 위하여 빗물이용시설 설치·관리 가이드북을 2010년 5월에 제시하였으며 시설물별 빗물이용시설 가이드 북을 2011년 2월에 제시하였다. 가이드북의 주요내용은 목적 및 적용범위, 계획 및 설계시 고려사항, 운영 및 유지관리방안으로 구성되어 있다.

2. 빗물이용시설 설계 기준 제시

빗물이용시설 설계시 집수, 처리, 저류, 송수 및 배수 등 각 시설에 따른 설계 개요 및 방법에 대하여 설계 기준 및 유의사항 등과 함께 시뮬레이션 기법을 이용한 빗물이용시설 계획·설계 방법 및 활용방법을 가이드북을 통해 제시하였다.

빗물의 수질기준은 선진국의 기준 등을 참조하여 비음용수 및 음용수(먹는물)로 구분하였으며, 비음용수는 인체 접촉 및 비접촉 용수로 나누고, 음용수(먹는물)는 비상시와 상시 음용수로 나누어 기준(안)을 제시하였다. 분석 항목은 전문가 자문의견 및 국민의 심미적인 영향과 안전성을 고려하여 pH, 탁도, 분원성 대장균, 총대장균군 4가지 항목으로 설정하였고, 비음용수 및 음용수의 권장 측정주기를 제안하였다.

3. 빗물이용시설 시범적용 및 효과분석

경기도 고양시 J초등학교 외 빗물이용시설 설치 후 효과를 분석한 결과, 빗물이용시설 모니터링 시 저류조는 이수와 치수를 고려한 적정 저류량 확보, 저류조 내 저장 빗물의 수질의 측정, 비상시 치수를 위한 저류조 안전율 확보를 위한 설비가 필요하고 처리시설은 처리시설의 유입량과 유출량을 조정, 처리수질 측정 설비가 필요한 것으로 나타났다. 또한 빗물 수질은 중수도 및 하수처리수 재이용 수질 기준에 적정한 것으로 나타났다.

4. 빗물이용 대상기술 확대방안 도출

빗물이용시설의 확대 방안으로 빗물의 집수가 용이하고, 활용처가 다양하며, 물이용량이 많은 공동주택, 학교, 대형판매시설을 대상으로 검토하였다. 공동주택 및 대형판매시설은 조경용수 및 주차장 살수 용수, 청소용수 등 다양한 활용용도가 가능하고, 물의 소비량이 많아 빗물이용시설을 통한 경제적 혜택이 많을 것으로 분석됨에 따라 빗물이용시설 설치 유도 정책이 필요한 것으로 나타났다. 또한 학교의 경우에는 화장실 용수, 청소용수, 운동장 살수 용수, 조경용수 등 다양한 활용처 이외에 빗물이용과 관련한 직·간접적 교육이 가능하여 빗물활용 인식 확산에 큰 효과를 가져올 것으로 판단된다.

V. 연구개발결과의 활용계획

본 연구에서 제시되고 있는 빗물이용시설의 설계 및 운영관리 기술은 빗물이용시설의 체계적인 시설도입을 유도하여 대상시설 확대하는데 일조할 수 있으며, 적용처에 특화된 빗물이용시설 개발을 위한 근거자료로 활용될 수 있다.

○ 용수사용 및 건축물 특성에 적합한 설계기준 마련으로 체계적인 시설도입 유도

○ 빗물과 관련한 법적기반 마련을 위한 기초자료로 활용

○ 정부 및 지방자치단체 공공청사 둥의 시설도입을 위한 설계, 유지관리 기준 활용

빗물이용이설의 확대를 통하여 설계·용역 분야, 제품 생산 및 시공분야, 모니터링 및 품질관리 분야의 발전이 예상되며, 특히 중소기업 위주의 전문회사가 많으므로 산업기반 육성을 통한 일자리 창출 효과가 매우 클 것으로 판단된다.

○ 법적기반을 정비하여 관련 시장을 확대함으로써 산업 기반 육성

○ 적용 대상에 특화된 빗물이용시설 제품 개발을 위한 근거자료로 활용