빗물정원

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요
2. 역사
- 2.1. 초기 역사 (미국)
- 2.2. 전 세계적 확산
3. 도시 유출수 완화
- 3.1. 도시 유출수의 영향
- 3.2. 빗물 관리 시스템
4. 생물 저류 (Bioretention)
- 4.1. 물 처리 과정
5. 설계
- 5.1. 토양 및 배수
- 5.2. 식생
6. 오염 물질 제거
- 6.1. 오염 물질 제거 메커니즘
7. 국내외 사례
- 7.1. 해외 사례
참조

1. 개요

빗물 정원은 도시화 이전 자연의 물 보존 방식을 모방하여 만들어진 시설로, 빗물을 모아 정화하는 역할을 한다. 1990년대 미국에서 시작되어 비용 효율적인 우수 관리 시스템으로 활용되었으며, 도시 유출수를 완화하고 지하수 재충전을 돕는 효과가 있다. 빗물 정원은 토양, 식물, 미생물을 활용하여 오염 물질을 제거하며, 다양한 설계 방식을 통해 도시 환경의 지속 가능성을 높인다. 해외에서는 미국, 호주, 영국, 중국 등에서 빗물 정원 설치가 활발하게 이루어지고 있으며, 국내 사례 및 한국적 적용 방안은 추후 추가될 예정이다.

더 읽어볼만한 페이지

지속 가능한 환경 설계 - 환경 영향 평가
환경 영향 평가는 개발 사업이 환경에 미치는 영향을 예측하고 평가하여 객관적인 의사 결정을 지원하는 기술적 평가이며, 1960년대에 시작되어 전 세계적으로 확산되었고, 한국에서는 1997년 환경영향평가법 제정을 통해 국가 차원의 제도를 확립했다.
지속 가능한 환경 설계 - 환경 디자인
환경 디자인은 지속 가능성, 기능성, 미학, 전체론적 접근을 바탕으로 환경에 미치는 영향을 최소화하고 사용자의 요구를 충족시키는 실용적인 공간을 조성하는 디자인 분야이다.
절수 - 투수성 포장
투수성 포장은 빗물을 투과시켜 지하로 스며들게 하는 포장 방식으로, 물 튀김 방지, 열섬 현상 완화 등에 기여하지만, 시공 및 유지 관리 비용이 높고 내구성이 낮다는 특징을 갖는다.
절수 - 종이 재활용
종이 재활용은 사용된 종이를 펄프로 만들어 새 종이를 만드는 과정으로, 환경 보호와 자원 절약에 기여하지만 에너지 소비, 오염, 유해 물질 문제 등의 한계도 존재한다.
환경공학 - 슬러리
슬러리는 액체에 고체 입자가 분산된 혼합물로, 농도에 따라 다양하게 존재하며 유동성을 이용해 성형하거나 특정 목적의 재료, 시멘트나 석탄 슬러리 등으로 산업 분야에서 활용되고, 계산을 통해 고체 비율, 액체 질량, 체적 분율 등을 파악한다.
환경공학 - 대기 확산 모델링
대기 확산 모델링은 대류권과 행성 경계층의 특성을 고려하여 대기 중 오염 물질의 확산 과정을 예측하는 기법으로, 가우시안 확산 방정식과 같은 수학적 모델을 활용하여 국내외 기관에서 대기 질 관리 및 정책 수립에 활용된다.

빗물정원
개요
시애틀의 빗물 정원
종류	우수 관리 조경
목표	빗물 유출 감소
상세 정보
설명	빗물 정원은 도로, 주차장, 지붕 등 불투수성 표면에서 빗물 유출을 줄이기 위해 설계된 오목한 조경 지역임. 빗물 정원은 토양으로 물이 스며들게 하여 홍수를 줄이고 지하수를 보충하며, 오염 물질을 걸러냄.
이점	빗물 유출 감소 지하수 보충 오염 물질 여과 생물 다양성 증진
설계	빗물 정원은 일반적으로 토양 유형, 강우량 및 배수 요구 사항을 고려하여 설계됨. 식물은 습한 조건을 견딜 수 있도록 선택됨.
유지 관리	빗물 정원은 효과적으로 기능하기 위해 정기적인 유지 관리가 필요함. 유지 관리 작업에는 잡초 제거, 쓰레기 제거, 멀칭 및 필요한 경우 식물 교체가 포함됨.
위치	빗물 정원은 주거, 상업 및 공공 환경을 포함한 다양한 장소에 설치할 수 있음.

2. 역사

빗물 정원은 도시화 이전의 자연적인 물 보존 지역을 모방하여 시작되었다. 1990년대 미국 메릴랜드주에서 처음 개발된 이후, 전 세계적으로 확산되었다.

전문가들이 빗물 정원을 중요한 저영향 개발 도구로 인식하기 전부터도, 사실상의 빗물 정원은 이미 존재했다. 물을 부지에 배수하지 않고 정원 내에서 빗물을 포집하고 걸러내기 위해 설치된 얕은 정원 함몰은, 특히 이러한 기능에 대한 식물의 역할을 인식하여 식물을 심고 관리하는 경우, 개념적으로 빗물 정원이다. 식물이 심어진 도로변 도랑(현재는 "생물 도랑"으로 홍보)은 콘크리트 하수도 네트워크가 산업화된 세계에서 일반적인 엔지니어링 관행이 되기 훨씬 전부터 세계 여러 지역에서 기존의 폭우 유출 배수 시스템으로 남아있다. 이러한 기술의 새로운 점은 이러한 도구가 어떻게 지속 가능한 개발을 가능하게 하는지에 대한 점점 더 정량적인 이해가 나타나고 있다는 것이다. 이는 기존 폭우 관리 인프라에 생물보유를 개조하는 개발된 지역 사회와 더 빠르고 지속 가능한 개발 경로를 모색하는 개발도상 지역 사회 모두에 해당된다.

2. 1. 초기 역사 (미국)

빗물 정원은 도시화가 일어나기 전의 자연적인 물 보존 지역을 모방하기 위해 처음 만들어졌다. 주거용 빗물 정원은 1990년 메릴랜드주 프린스조지스 군에서 개발되었는데, 당시 신규 주택 토지 구획을 건설하던 개발업자 딕 브링커가 기존의 수질 오염 방지 최적 관리 기법 (BMP) 연못을 생물보유 지역으로 대체하자는 아이디어를 냈다.^[6] 그는 환경 기술자이자 환경 자원부 프로그램 및 계획 부국장인 래리 코프먼에게 이 아이디어를 제안했다.^[6] 그 결과 각 주택 부지에 약 27.87m²~약 37.16m² 규모의 빗물 정원이 조성된 주거 구역인 서머셋에서 빗물 정원이 광범위하게 사용되었다.^[7] 이 시스템은 비용 효율성이 매우 높은 것으로 입증되었다. 식재된 배수 도랑을 설치하는 데 10만 달러가 소요되었는데, 이는 거의 40만 달러가 소요될 연석, 보도, 배수로 시스템을 대체한 것이었다.^[6] 또한 2년, 10년, 100년 빈도의 폭우를 처리할 수 있는 BMP 연못을 건설하는 것보다 훨씬 더 비용 효율적이었다.^[6] 이후 수행된 유량 모니터링에 따르면 빗물 정원은 일반적인 강우 시 폭우 유출을 75~80% 감소시키는 것으로 나타났다.^[7]

2. 2. 전 세계적 확산

빗물 정원은 도시화 이전의 자연적인 물 보존 지역을 모방하여 만들어졌다. 1990년 메릴랜드주 프린스조지스 군에서 주거용 빗물 정원이 개발되었는데, 개발업자 딕 브링커가 기존의 수질 오염 방지 최적 관리 기법 연못을 생물보유 지역으로 대체하자는 아이디어를 냈다.^[6] 그는 환경 기술자인 래리 코프먼에게 이 아이디어를 제안했고,^[6] 그 결과 각 주택 부지에 약 27.87m²에서 약 37.16m² ({cvt|30|m2}}에서 40m²) 규모의 빗물 정원이 조성된 서머셋 주거 구역에서 빗물 정원이 널리 사용되었다.^[7] 이 시스템은 매우 비용 효율적인 것으로 나타났다. 거의 40만 달러가 소요될 연석, 보도, 배수로 시스템 대신 식재된 배수 도랑을 설치하는 데 10만 달러가 들었다.^[6] 이는 2년, 10년, 100년 빈도의 폭우를 처리할 수 있는 BMP 연못을 건설하는 것보다 훨씬 더 비용 효율적이었다.^[6] 이후 유량 모니터링 결과, 빗물 정원은 일반적인 강우 시 폭우 유출을 75~80% 감소시키는 것으로 밝혀졌다.^[7]

일부 ''사실상'' 빗물 정원은 전문가들이 이를 중요한 저영향 개발 도구로 인식하기 전부터 존재했다. 정원에 빗물을 모아 걸러내기 위해 설치된 얕은 정원, 특히 식물의 역할을 인식하여 식물을 심고 관리하는 경우, 개념적으로 빗물 정원이다. 식물이 심어진 도로변 도랑(현재는 "생물 도랑"으로 홍보)은 콘크리트 하수도 네트워크가 산업화된 세계에서 일반적인 엔지니어링 관행이 되기 훨씬 전부터 세계 여러 지역에서 기존의 폭우 유출 배수 시스템으로 남아있다. 이러한 기술의 새로운 점은 이러한 도구가 어떻게 지속 가능한 개발을 가능하게 하는지에 대한 이해가 높아지고 있다는 것이다. 이는 기존 폭우 관리 인프라에 생물보유를 개조하는 지역 사회와 더 빠르고 지속 가능한 개발 경로를 모색하는 개발도상 지역 사회 모두에 해당된다.

3. 도시 유출수 완화

도시화로 인해 아스팔트, 포장, 콘크리트와 같은 불투수성 표면이 증가하면서 빗물이 땅으로 스며들지 못하고 우수관으로 빠르게 유입된다. 이는 합류식 하수도 시스템의 범람, 오염, 침식, 홍수 등을 유발하며, 지하수 고갈과 수질 오염의 원인이 된다.^[8]^[9]^[10] 빗물은 휘발성 유기 화합물, 살충제, 제초제, 탄화수소, 미량 금속 등 다양한 오염 물질을 포함할 수 있다.^[11]

빗물 정원은 빗물을 일시적으로 저장하고, 토양과 식물을 통해 정화하여 오염 물질을 줄이고 지하수 충전을 돕는 등 도시 유출수 문제를 완화한다.

3. 1. 도시 유출수의 영향

개발된 도시 지역에서는 자연적으로 발생하는 함몰지에 우수가 고이는 대신, 아스팔트, 포장 또는 콘크리트와 같은 불투수성 표면으로 덮여 있고, 자동차 사용을 위해 평평하게 조성된다. 우수는 우수관으로 유입되며, 이는 합류식 하수도 시스템의 범람 또는 오염, 침식, 또는 우수 유출수를 받는 수로의 홍수를 유발할 수 있다.^[8]^[9]^[10] 우수가 우회되면 일반적으로 하천에 공급되는 지하수보다 따뜻해지는 경우가 많으며, 이는 주로 용존 산소 감소를 통해 일부 수생 생태계의 교란과 관련이 있다. 우수 유출수는 또한 강우 시 딱딱하거나 다져진 표면에서 씻겨 내려오는 광범위한 다양한 오염 물질의 원인이 된다. 이러한 오염 물질에는 휘발성 유기 화합물, 살충제, 제초제, 탄화수소 및 미량 금속이 포함될 수 있다.^[11]

3. 2. 빗물 관리 시스템

빗물 관리 시스템은 유역 규모에서 수행되며, 도시 수질에 대한 하류 영향을 방지하는 것을 목표로 한다.^[12] 유역은 지하수의 순환적인 축적, 저장 및 흐름을 통해 유지된다.^[2] 자연 유역은 불투수성 표면에 의해 밀봉될 때 손상되며, 이는 오염 물질을 운반하는 빗물 유출수를 하천으로 우회시킨다. 도시 유역은 도시 환경 내 인위적인 활동으로 인해 더 많은 양의 오염 물질에 영향을 받는다.^[13] 불투수성 표면에 내리는 강수는 오일, 박테리아, 퇴적물 등을 포함하는 표면 유출수를 축적하여 하천과 지하수로 흘러 들어간다.^[2]

침투 정원과 같은 빗물 관리 전략은 오염된 표면 유출수를 처리하고 처리된 물을 기반 토양으로 되돌려 유역 시스템을 복원하는 데 도움을 준다. 빗물 관리 시스템의 효과는 유출수가 되는 강수량 감소(저류)와 유출수의 지연 시간(고갈률)으로 측정된다.^[14] 매일 침투 능력이 작은 빗물 정원도 도시 유출수를 완화하는 데 긍정적인 누적 효과를 낼 수 있다. 빗물 정원은 투과성 표면의 수를 늘려 자연 수역에 도달하는 오염된 빗물의 양을 줄이고 지하수가 더 높은 속도로 충전되도록 설계된다.^[15] 또한, 과도한 강수 유출을 경험하는 부지에 빗물 정원을 추가하면 공공 빗물 시스템에 대한 물의 양 부하가 완화된다.

생물 저류를 이용한 물 처리 접근 방식, 특히 빗물 정원은 두 가지로 나뉜다. 첫째, 조경과 토양 내의 자연적 과정을 활용하여 빗물이 유출되기 전에 운송, 저장 및 여과하는 것이다. 둘째, 오염된 도시 유출수가 발생하도록 허용하는 땅을 덮는 전체 불투수성 표면의 양을 줄이는 것이다.^[16] 빗물 정원은 더 큰 빗물 관리 시스템과 상호 작용할 때 가장 효과적이다. 이러한 통합된 물 처리 접근 방식을 "빗물 체인"이라고 하며, 이는 표면 유출을 방지하고, 침투 또는 증발을 위해 유출을 유지하고, 유출을 억류하여 미리 정해진 속도로 방출하며, 강수가 떨어지는 곳에서 억류 또는 저류 시설로 운반하는 모든 관련 기술로 구성된다.^[16]

빗물 정원은 더 큰 수문학 시스템에 많은 영향을 미친다. 빗물 정원과 같은 생물 저류 시스템에서 물은 토양 및 식생 매체의 층을 통해 여과되어 지하수 시스템 또는 언더 드레인에 들어가기 전에 처리된다. 빗물 정원에서 남은 유출수는 불투수성 표면에서 나오는 유출수보다 낮은 온도를 가지므로 수용 수역에 대한 열 충격을 줄인다. 또한, 도시 빗물 정원을 설계하여 투과성 표면의 양을 늘리면 자연 수역에 도달하는 오염된 빗물의 양이 줄어들고 지하수가 더 높은 속도로 충전된다.^[17]

4. 생물 저류 (Bioretention)

빗물 정원은 생물 정화 원리를 기반으로 설계된다. 생물 정화는 토양, 미생물, 식물의 화학적, 생물학적, 물리적 특성을 활용하여 빗물을 정화하는 조경 및 수자원 설계 기법이다.^[16] 생물 정화 시설은 주로 수자원 관리를 위해 설계되었으며, 도시 유출수, 우수, 지하수, 특별한 경우에는 폐수를 처리할 수 있다.

자연적인 생물 정화 부지를 통해 수자원 관리를 우선시하면 토지를 불투수성 표면으로 덮을 가능성을 없앨 수 있다.^[18]

4. 1. 물 처리 과정

빗물은 식물 조직(잎과 줄기)과 토양의 미세공극에 의해 포착된다.^[16] 그런 다음 물은 침투하여 토양을 통해 아래로 이동한다. 기질이 수분 용량에 도달하면 빗물정원 위에 물이 고이기 시작한다. 고인 물과 식물 및 토양 표면의 물은 증발한다. 빗물정원의 최적 설계는 더 높은 증발 속도를 위해 얕은 고인 물을 목표로 한다. 물은 또한 식물 잎을 통해 증발하는데, 이를 증산작용이라고 한다.^[19]

강수질은 침전, 여과, 동화, 흡착, 분해 및 부패를 통해 빗물정원에 의해 제어될 수 있다.^[16] 물이 빗물정원 상단에 고이면 부유 고형물과 큰 입자가 침전된다. 먼지 입자, 토양 입자 및 기타 작은 파편은 물이 토양을 통과하여 아래로 이동하고 식물 뿌리가 섞이면서 물에서 걸러진다. 식물은 성장 과정이나 미네랄 저장에 사용할 일부 영양분을 흡수한다. 물에서 용해된 화학 물질도 식물 뿌리, 토양 입자 및 기질의 기타 유기물 표면에 결합하여 비활성화된다. 토양 미생물은 남은 화학 물질과 작은 유기물을 분해하여 오염 물질을 포화 토양 물질로 효과적으로 분해한다.^[20]

자연 정화는 식재 구역의 설계에 기초하지만, 생물 정화의 핵심 구성 요소는 토양 품질과 미생물 활동이다. 식물은 토양 투과성을 높이고 복잡한 뿌리 구조 성장을 통해 토양 압축을 방지하며, 뿌리 표면에 미생물을 위한 서식지를 제공하고, 토양에 산소를 운반하기 위해 이차 공극 공간을 만든다.^[20]

5. 설계

빗물 정원 설계는 생물학적 보존 원리에 따라 빗물이 건물과 투과성 표면에서 정원을 거쳐 수역으로 이동하도록 한다. 빗물 정원은 빗물이 모여 침투할 공간을 확보하고, 식물이 침투율, 다양한 미생물 군집, 물 저장 용량을 유지하도록 설계된다.^[13]

빗물 정원 설계는 부지 분석 및 강우량 평가를 통해 빗물 유출량과 최고 유량을 줄이는 것을 목표로 한다. 이를 바탕으로 각 부지에 적합한 식물과 기질 시스템을 선택한다. 빗물 정원은 최소한 예상되는 가장 큰 폭풍의 최고 유출 속도에 맞춰 설계되며, 시스템 부하에 따라 최적 설계 유량이 결정된다.^[15]

기존 정원도 배수구와 포장된 표면이 식재 구역으로 배수되도록 조경을 변경하여 빗물 정원처럼 기능하게 할 수 있다. 단, 침투 용량을 높이기 위해 크기를 늘리거나 다양한 식물을 추가해야 할 수 있다. 또한, 많은 식물이 장기간 포화된 뿌리를 견디지 못하고 증가된 물 흐름을 처리하지 못할 수 있으므로 주의가 필요하다. 식물 종은 보존 지역의 위치와 저장 용량이 결정된 후 부지 조건에 맞춰 선택한다.

빗물 정원은 도시 유출수 완화 외에도 토착 나비, 새, 유익한 곤충을 위한 도시 서식지를 제공한다.^[21]

빗물 정원은 생물도랑과 혼동되기도 한다. 도랑은 경사진 반면, 빗물 정원은 수평이다. 그러나 생물도랑은 더 큰 빗물 관리 시스템의 일부로 빗물 정원으로 연결될 수 있다. 배수구는 생물도랑처럼 처리하고 유지 보수 시간과 비용 절약을 위해 일련의 빗물 정원을 포함할 수 있다.

물이 항상 고여 있는 정원 일부는 수생 정원, 습지, 연못이며 빗물 정원이 아니다. 빗물 정원은 물이 느리게 침투하는 저류지와도 다르다.^[22]

5. 1. 토양 및 배수

모인 물은 기질이라고 불리는 토양 또는 공학적으로 배양된 토양층을 통과하며 여과된다. 토양이 포화 한계에 도달하면 과도한 물은 토양 표면에 고이고, 결국 아래의 자연 토양으로 침투한다. 생물학적 유지 토양 혼합물은 일반적으로 60%의 모래, 20%의 퇴비, 20%의 표토를 포함해야 한다. 퇴비 농도가 높은 토양은 지하수 및 빗물 여과 효과를 개선하는 것으로 나타났다.^[23] 생물학적 유지 시스템에서 최대 성능과 효율성을 얻으려면 비투과성 토양을 주기적으로 제거하고 교체해야 한다. 모래 토양(생물학적 유지 혼합물)은 모래 함량이 낮은 주변 토양과 혼합될 수 없다. 1983년 연구에 따르면 점토 입자가 모래 입자 사이에 자리 잡아 침투에 도움이 되지 않는 콘크리트와 같은 물질을 형성하기 때문이다.^[24] 빽빽하게 다져진 잔디밭 토양은 모래 토양만큼 지하수를 잘 저장할 수 없다. 토양 내의 미세 기공이 상당한 유출량을 유지하기에 충분하지 않기 때문이다.^[16]

특정 지역의 토양이 물이 적절한 속도로 배수 및 여과되도록 허용할 만큼 투수성이 충분하지 않은 경우, 토양을 교체하고 하부 배수관을 설치해야 한다. 때때로 빗물 정원의 가장 낮은 지점 근처에 자갈층을 둔 건정은 침투를 촉진하고 침전 분지에서 막히는 것을 방지하는 데 도움이 된다.^[13] 그러나 가장 낮은 지점에 있는 건정은 침전물로 인해 조기에 막힐 수 있으며, 이는 정원을 침투 분지로 바꾸어 생물학적 유지 시스템으로서의 목적을 무력화시킨다. 유출수가 오염될수록 정화를 위해 토양에 더 오래 보관해야 한다. 더 긴 정화 기간을 확보하기 위해 종종 계절별 최고 수위보다 깊은 토양을 가진 여러 개의 작은 빗물 정원 분지를 설치한다. 경우에 따라 지하 배수 기능이 있는, 안감을 댄 생물학적 유지 셀을 사용하여 물이 빠르게 침투하지 않도록 하고 소량의 물을 유지하며 더 많은 양을 여과한다. 미국 지질 조사국의 5년 연구에 따르면 도시 점토 토양의 빗물 정원은 하부 배수관을 사용하거나 기존 토양을 생물학적 유지 혼합물로 교체하지 않고도 효과적일 수 있다. 그러나 설치 전 침투율이 시간당 최소 0.25인치여야 함을 나타낸다. D형 토양은 적절하게 배수하기 위해 모래 토양 혼합과 함께 하부 배수관이 필요하다.^[25]

5. 2. 식생

빗물 정원에는 다양한 환경 조건에 적응할 수 있는 식물을 선택한다. 일반적으로 포화된 토양과 건조한 토양 모두를 견딜 수 있는 식물이 사용되며, 유지 관리가 필요하고 인접한 토지 이용과 호환되어야 한다.^[27] 자생 식물은 지역 기후, 토양 및 물 조건에 더 잘 견디고, 물 침투와 가뭄 내성을 향상시키기 위한 깊고 다양한 뿌리 시스템을 가지고 있으며, 일단 정착되면 지역 생태 공동체와 전반적인 지속 가능성을 위한 서식지 가치와 다양성을 증가시키기 때문에 일반적으로 선택된다.^[28] 조밀하고 균일한 뿌리 구조 깊이를 가진 식물은 생물보유 시스템 전체에서 일관된 침투를 유지하는 데 도움이 된다.^[28]

빗물 정원이 모든 기후 조건에서 기능할 수 있도록 다양한 종을 심는 것이 중요하다. 정원은 기능 수명 동안 수분 수준의 기울기를 경험할 가능성이 높으므로 가뭄 내성이 있는 식물이 바람직하다. 빗물 정원을 위한 식물을 선택할 때 고려할 수 있는 식물 종의 수분 내성은 다음과 같이 네 가지 범주로 나눌 수 있다.^[16]

젖은 토양: 지속적으로 물이 가득 차 있고 표면 수위가 오랫동안 고여 있는 토양 (늪, 습지)
습한 토양: 항상 약간 습한 토양. 더 긴 기간의 침수를 견딜 수 있는 식물
중간 토양: 매우 젖지도 매우 건조하지도 않은 토양. 짧은 기간의 침수를 견딜 수 있는 식물^[16]
건조한 토양: 긴 건조 기간을 견딜 수 있는 식물

빗물 정원을 위해 선택된 식물은 빗물 정원이 습윤 및 건조 상태를 주기적으로 오가기 때문에 극심한 습윤 및 건조 기간 모두에서 번성할 수 있어야 한다. 온대 기후의 빗물 정원은 완전히 건조될 가능성은 낮지만, 건조한 기후의 정원은 가뭄 기간 동안 낮은 토양 수분 수준을 유지해야 한다. 빗물 정원에서 일반적으로 발견되는 식물은 건기 동안의 중간 전략으로 일년 내내 많은 양의 강우를 흡수할 수 있다.^[16] 자라는 식물의 증산작용은 폭풍 사이의 토양 건조를 가속화한다.

선택된 식물은 부지 제약 및 제한 사항을 존중해야 하며, 특히 생물보유의 주요 기능을 방해해서는 안 된다. 나무는 일반적으로 빗물 정원 우울증의 수분을 활용할 만큼 충분히 가깝지만 정원을 과도하게 그늘지게 하지 않고 증발을 허용할 때 생물보유 부지에 가장 크게 기여한다. 식물은 따뜻한 물의 침수를 차가운 물의 침수보다 더 짧은 시간 동안 견디는데, 열이 용존 산소를 몰아내기 때문이다. 따라서 이른 봄의 침수를 견디는 식물은 여름의 침수에서는 살아남지 못할 수 있다.^[16]

6. 오염 물질 제거

빗물 정원은 다양한 오염 물질을 효과적으로 제거하여 수질 개선에 기여한다. 국립 과학 재단, 미국 환경 보호국 등 여러 연구 기관에서 빗물 정원에 오염 물질을 포집하거나 화학적 환원을 통해 무해한 화합물로 만드는 물질을 추가하는 연구를 진행하고 있다.^[29]

6. 1. 오염 물질 제거 메커니즘

빗물 정원은 초기 강우 유출수를 모아 토양 여과를 통해 자연 수로로 직접 유입되는 독소의 축적을 줄이도록 설계되었다. 오염된 강우 유출수의 자연 정화는 효과적이고 비용이 들지 않는 처리 과정이다. 물을 토양과 식물을 통해 흐르게 하면 입자 오염 물질을 포집하고, 대기 오염 물질은 식물 막에 포집된 후 토양에 갇히며 대부분 분해되기 시작한다. 이러한 접근 방식은 유출수의 분산을 돕고, 오염 물질이 한 곳에 집중되는 대신 부지에 분산되도록 한다.^[29]

빗물 정원 설계의 주요 과제는 빗물 정원의 여과 시스템이 강한 강우 시에 처리할 수 있는 오염 물질의 종류와 허용 가능한 오염 물질 부하를 예측하는 것이다. 오염 물질에는 동물 배설물, 기름 유출과 같은 유기 물질뿐만 아니라 중금속, 비료 영양 물질과 같은 무기 물질이 포함될 수 있다. 이러한 오염 물질은 하천과 강으로 스며들 경우 식물과 조류의 유해한 과다 성장을 유발하는 것으로 알려져 있다. 오염 물질 부하를 예측하는 것은 특히 긴 건조 기간 후에 강우가 발생할 때 심각한 문제이다. 초기 강우수는 건조 기간 동안 축적된 오염 물질로 인해 종종 심하게 오염된다.

최근에는 유입되는 오염 물질의 산화 환원을 화학적으로 줄이는 데 특히 적합한 매체를 사용하여 여과층을 보강하기도 한다. 특정 식물 종은 식물이 죽고 썩은 후에만 방출되는 무기 영양소를 매우 효과적으로 저장한다. 다른 종은 중금속 오염 물질을 흡수할 수 있다. 이러한 식물을 생장 주기 말에 잘라 완전히 제거하면 이러한 오염 물질이 완전히 제거된다. 오염된 토양과 강우 유출수를 정화하는 이 과정을 식물 정화라고 한다.^[16]

7. 국내외 사례

한국을 비롯한 여러 나라에서 빗물 정원 조성 사업이 활발하게 진행되고 있다. 이러한 사업은 빗물 관리와 도시 환경 개선을 목표로 한다.

미국, 호주, 영국, 중국 등 여러 나라에서 빗물 정원을 통해 도시의 물 순환 체계를 개선하고, 환경 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다.

7. 1. 해외 사례

'''미국'''
메릴랜드 대학교 칼리지파크의 앨런 P. 데이비스 박사팀은 2001년부터 빗물 정원의 효과를 연구해왔다. 캠퍼스 내 빗물 정원 설치 결과, 수질 투명도가 크게 증가했으며, 부유 고형물, 박테리아, 금속, 기름 등 오염 물질 포집 및 생분해에 효과적인 것으로 나타났다.^[46]^[47] 메릴랜드 대학교 CYC에는 지속가능성 교육을 위한 빗물 정원이 설치되어 있다.^[48]
미네소타주에서는 빗물 정원 설치를 장려하는 정책을 시행하거나, 설치 시 보조금과 기술 지원을 제공한다.
미네소타주 메이플우드는 주민들의 빗물 정원 설치를 장려하는 정책을 시행했다.^[37]
미네소타주 다코타 카운티에서는 빗물 정원 설치 시 보조금과 기술 지원을 제공한다.
워싱턴주에서는 시범 프로젝트를 통해 빗물 정원을 조성하거나, 빗물 정원 조성 캠페인이 진행되었다.
워싱턴주 시애틀은 2003년 'SEA Street'라는 시범 프로젝트를 통해 주거 지역에 빗물 정원을 조성했다. 그 결과 불투수성 표면이 감소하고 폭풍우수 유출량이 99% 감소했다.^[38]
퓨젯 사운드 지역에서는 2016년까지 12,000개의 빗물 정원을 조성하는 캠페인이 진행되었다.^[37]
미주리주 캔자스시티는 '10,000개의 빗물 정원' 공공 이니셔티브를 통해 빗물 정원 조성을 장려하고 있다.
미시간주에서는 서부 미시간 빗물 정원, 사우스이스턴 오클랜드 카운티 수자원 당국, 와슈테나우 카운티 등에서 빗물 정원 조성 및 관련 교육 프로그램을 운영하고 있다.^[39]^[40]^[41]^[42]
오리건주 포틀랜드는 '깨끗한 강 보상 프로그램'을 통해 빗물 정원 설치를 장려하고, 워크숍, 요금 할인 등을 제공한다.^[43]
델라웨어주에서는 델라웨어 대학교 수자원청 등 환경 단체를 중심으로 빗물 정원이 조성되고 있다.^[44]
뉴저지주에서는 러트거스 협동 확장의 수자원 프로그램을 통해 125개 이상의 시범 빗물 정원이 설치되었으며, 도시 지역의 홍수 예방 및 수질 개선에 활용되고 있다.^[45]
매사추세츠주 환경 보호부에 따르면 빗물 정원은 총 부유 고형물의 90%, 질소의 50%, 인의 90%를 제거할 수 있다.^[18]
'''호주'''
멜버른에서는 'Healthy Waterways Raingardens Program'을 통해 2013년까지 10,000개의 빗물 정원 건설을 목표로 했다.^[30] 멜버른 워터는 빗물 정원 관련 사례 연구 데이터베이스를 보유하고 있다.^[31]
퀸즐랜드주 남동부에서는 'Water By Design' 프로그램을 통해 빗물 정원 도입을 지원하고 있다.^[32]
'''영국'''
런던 습지 센터에 빗물 정원이 설치되어 있다.^[33]
런던 이즐링턴 자치구 의회는 애쉬비 그로브 개발 지구에 시범 빗물 정원을 설치하고, 미들섹스 대학교에서 모니터링을 진행했다.^[34]^[35]
노팅엄셔 셔우드에서는 데이 브룩 빗물 정원 프로젝트를 통해 여러 개의 빗물 정원이 도입되었다.^[36]
'''중국'''
시안교통대학교에서는 4년간 빗물 정원을 연구한 결과, 대부분의 폭풍우에서 강수를 유지하고 일부 폭풍우에서만 범람하는 것을 확인했다.^[49] 시안의 빗물 정원은 저영향 개발(LID)의 일환이다.^[49]
중국은 도시 홍수 대응을 위해 스펀지 도시 프로그램을 시행할 계획이며, 빗물 정원은 이 프로그램의 주요 요소 중 하나이다.^[50]

참조

_[1] 웹사이트 Rain Gardens https://www.epa.gov/[...] EPA 2016-04-28
_[2] 서적 Handbook of water sensitive planning and design Lewis Publishers 2002
_[3] 웹사이트 Evapotranspiration and the Water Cycle https://www.usgs.gov[...] 2019-08-16
_[4] 간행물 Biotransformation of Priority Pollutants Using Biofilms and Vascular Plants. https://ntrs.nasa.go[...] 1986
_[5] 웹사이트 Rain Gardens: Enhancing your home landscape and protecting water quality. http://www.uri.edu/c[...] University of Rhode Island. Healthy Landscapes Program.
_[6] 잡지 Urban Runoff http://water.epa.gov[...] U.S. Environmental Protection Agency (EPA) 1995-08
_[7] 잡지 Rain Gardens Made One Maryland Community Famous. http://dnr.wi.gov/wn[...] 2003-02
_[8] 문서 The relation between the rainfall and the discharge of sewers in populous districts. 1889
_[9] 간행물 Hydrology for urban land planning: A guidebook on the hydrologic effects of urban land use. https://pubs.er.usgs[...] United States Geological Survey 1968
_[10] 문서 Urban effects on water yield University of Texas Press, Austin and London. 1969
_[11] 문서 Water Quality: Prevention, Identification, and Management of Diffuse Pollution. Van Nostrand Reinhold, New York. 1994
_[12] 서적 Urban Stormwater Management in the United States 2009-02-17
_[13] 서적 Storm Water Treatment Springer Singapore 2016
_[14] 학술지 The influence of vegetation on rain garden hydrological performance http://eprints.white[...] 2017-08-18
_[15] 서적 Urban runoff quality management WEF 1998
_[16] 서적 Rain gardens : managing water sustainably in the garden and designed landscape Timber Press 2008
_[17] 학술지 Evapotranspiration and Infiltration in Rain Garden Systems American Society of Civil Engineers 2015-05-14
_[18] 웹사이트 Bioretention Areas & Rain Gardens https://megamanual.g[...] 2022-03-08
_[19] 학술지 Comparing bioretention designs with and without an internal water storage layer for treating highway runoff https://pubmed.ncbi.[...] 2014-05
_[20] 웹사이트 Are Rain Gardens Mini Toxic Cleanup Sites? https://www.sightlin[...] 2013-01-22
_[21] 웹사이트 The Beneficial Beauty of Rain Gardens – The Native Plant Herald https://nativeplanth[...] 2022-03-09
_[22] 웹사이트 Rain Gardens: Stormwater Management Solution https://www.horstexc[...] 2020-04-06
_[23] 학술지 Seasonal climatic effects on the hydrology of a rain garden 2008
_[24] 웹사이트 Archived copy http://www.hriresear[...] 2013-01-16
_[25] 뉴스 USGS: Rain Gardens Work Regardless of Soil Conditions. http://www.sustainab[...] Sustainable City Network, Dubuque, IA 2011-02-21
_[26] 학술지 A Field Evaluation of Raingarden Flow and Pollutant Treatment
_[27] 문서 Journal of Hydrologic Engineering http://cedb.asce.org[...]
_[28] 서적 Introduction Springer Singapore 2014-10-29
_[29] 서적 Development and evaluation of a biphasic rain garden for stormwater runoff management Ohio State University 2010
_[30] 웹사이트 Raingardens - Melbourne Water http://melbournewate[...]
_[31] 웹사이트 Stormwater management (WSUD) - Melbourne Water http://wsud.melbourn[...]
_[32] 웹사이트 Home http://www.waterbyde[...]
_[33] 웹사이트 WWT London - London Wetland Centre http://www.wwt.org.u[...]
_[34] 웹사이트 Robert Bray Associates Design Statement - Islington Council Public Records http://www.islington[...] Islington Council
_[35] 웹사이트 Ashby Grove residential retrofit rain garden, London http://www.susdrain.[...] Susdrain 2013-12-02
_[36] 웹사이트 Nottingham Green Streets – Retrofit Rain Garden Project http://www.susdrain.[...] Susdrain 2013-08-04
_[37] 웹사이트 12,000 Rain Gardens - in Puget Sound http://www.12000rain[...]
_[38] 문서 Street Edge Alternatives (SEA Streets) Project. http://www.seattle.g[...] City of Seattle, Washington. Seattle Public Utilities
_[39] 문서 Rain Gardens of West Michigan http://www.raingarde[...] Rain Gardens of West Michigan, Grand Rapids, MI
_[40] 문서 Rain Gardens for the Rouge River: A Citizen's Guide to Planning, Design, & Maintenance for Small Site Rain Gardens http://www.socwa.org[...] Southeastern Oakland County Water Authority, Royal Oak, MI
_[41] 문서 Rain Garden Virtual Tour http://www.ewashtena[...] Washtenaw County, Michigan
_[42] 웹사이트 Master Rain Gardener Volunteer Program — http://www.ewashtena[...] 2016-09-01
_[43] 문서 Clean River Rewards. http://www.portlando[...] Clean River Rewards, Portland, Oregon
_[44] 문서 Rain Gardens in Delaware. http://ag.udel.edu/e[...] University of Delaware Cooperative Extension
_[45] 웹사이트 Water Resources Program at Rutgers NJAES http://water.rutgers[...]
_[46] 웹사이트 WATER QUALITY IMPROVEMENT USING RAIN GARDENS: UNIVERSITY OF MARYLAND STUDIES https://www.waterboa[...]
_[47] 웹사이트 Rain Garden Pylon https://www.anacosti[...]
_[48] 웹사이트 Center for Young Children Rain Garden {{!}} University of Maryland Office of Sustainability https://sustainabili[...] 2017-09-17
_[49] 웹사이트 Evaluating Retention Capacity of Infiltration Rain Gardens and Their Potential Effect on Urban Stormwater Management in the Sub-Humid Loess Region of China {{!}} Request PDF https://www.research[...] 2019-04-18
_[50] 웹사이트 Sponge City: Solutions for China's Thirsty and Flooded Cities https://www.newsecur[...] 2019-04-18
_[51] 웹인용 Rain Gardens https://www.epa.gov/[...] EPA 2016-04-28
_[52] 서적 Handbook of water sensitive planning and design https://archive.org/[...] Lewis Publishers 2002
_[53] 웹인용 Evapotranspiration and the Water Cycle https://www.usgs.gov[...] 2019-08-16
_[54] 간행물 Biotransformation of Priority Pollutants Using Biofilms and Vascular Plants. https://ntrs.nasa.go[...] Journal of the Mississippi Academy of Sciences. Vol. XXXI, pp. 79-89 1986
_[55] 문서 Rain Gardens: Enhancing your home landscape and protecting water quality. http://www.uri.edu/c[...] University of Rhode Island. Healthy Landscapes Program

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com