공간 전략 B-1

저류-정화-재이용 워터루프

Closed-Loop Water Management

핵심 개념

비점오염 저감과 물의 재이용을 하나의 경관적 순환 체계로 통합. 빗물과 오염수를 저류-자연정화-재이용하는 닫힌 루프(Closed Loop)를 만들어 수자원 자립과 생태적 건강성을 동시에 달성하는 전략.

공원 내로 유입되는 빗물이나 인근의 비점오염원(도로 유출수 등)을 단순히 하수구로 버리지 않습니다. 이를 [저류(Holding) → 자연 정화(Filtration) → 재이용(Reuse)]하는 일련의 순환 고리(Loop)를 만들고, 이 과정을 시민들이 눈으로 직접 확인하고 즐길 수 있는 '수경 시설'로 디자인하는 전략입니다.

물의 순환 3단계

1

저류 (Holding)

빗물과 오염수를 일시 저장하여 홍수 부하 감소

2

정화 (Filtration)

식물과 미생물을 통한 자연적 수질 정화

3

재이용 (Reuse)

관수·분수·계류 등 공원 용수로 재사용

왜 중요한가?

🌧️

기후 변화 대응

갑작스러운 폭우 시 빗물 일시 저류로 도시 홍수 부하 감소

💰

경제성

공원 유지관리 용수를 외부 상수도 없이 자급자족

🎨

경관적 가치

정화 과정 자체가 생태 관광 포인트로 작동

🎯

4가지 핵심 설계 전략

실행 가능한 설계 방법론

1

침투 및 저류 (Infiltration & Storage)

포장면을 투수성 자재로 설계하고, 지하에 대규모 저류조를 설치하거나 지상에 자연형 저류지를 배치합니다.

설계 요소:
• 투수성 포장: 잔디 블록, 투수 아스팔트, 쇄석 포장으로 빗물이 토양으로 직접 침투하도록 설계
• 빗물정원(Rain Garden): 지면보다 10-30cm 낮은 오목한 정원에 내침수성 식물 식재, 24-48시간 내 자연 배수
• 지하 저류조: 콘크리트 또는 모듈형 저류 탱크, 공원 면적의 1-3% 용량 확보
• 자연형 저류지: 평상시 건조하거나 얕은 물웅덩이 상태로 유지되다가 폭우 시 저류 기능 수행
• 침투 트렌치: 자갈로 채운 지하 배수로, 지하수 재충전 촉진

설계 기준:
• 저류 용량: 100년 빈도 강우 대응 (시간당 100mm 이상)
• 침투율: 최소 25mm/hr 이상 (투수성 포장)
• 저류 시간: 24-48시간 이내 배수
• 오버플로우: 비상 배수로 설치 필수

실무 체크리스트:
✓ 지반 투수 시험 실시
✓ 지하수위 확인 (저류조 깊이 결정)
✓ 배수 시뮬레이션 수행
✓ 유지관리 접근로 확보

2

바이오-필트레이션 (Bio-Filtration)

정화 식물이 식재된 수로(Bioswale)나 습지를 통해 물이 흐르며 자연적으로 오염물질이 걸러지게 합니다.

설계 요소:
• 바이오스웨일(Bioswale): 완만한 경사의 식생 수로, 폭 1-3m, 깊이 15-30cm, 종경사 1-5%
• 인공 습지(Constructed Wetland): 수심 10-60cm의 다층 습지, 정수식물(갈대, 부들 등) 밀식
• 바이오-리텐션(Bio-Retention): 토양-모래-자갈 여과층 구성, 깊이 1.5-2.5m의 다층 필터
• 식생 여과대(Vegetated Filter Strip): 수로 양쪽 최소 3m 폭의 밀식 식재 구간
• 부유 습지(Floating Wetland): 연못 위 부유식 식생 매트, 뿌리가 물에 직접 접촉

정화 식물 선정:
• 정수식물: 갈대(Phragmites), 부들(Typha), 노랑꽃창포(Iris)
• 부엽식물: 수련(Nymphaea), 개구리밥(Lemna)
• 침수식물: 말(Potamogeton), 검정말(Hydrilla)
• 내침수 교목: 버드나무(Salix), 낙우송(Taxodium)

정화 성능:
• SS(부유물질) 제거율: 70-90%
• BOD(생물학적 산소요구량) 제거율: 50-80%
• 총질소(TN) 제거율: 40-70%
• 총인(TP) 제거율: 30-60%
• 중금속 제거율: 60-90%

실무 체크리스트:
✓ 유입수 수질 분석
✓ 체류 시간 최소 24시간 확보
✓ 정기적 식물 관리 계획
✓ 퇴적물 준설 계획 (연 1-2회)

3

경관적 재현 (Visible Loop)

정화된 물이 벽천(Water Wall)이나 바닥 분수, 계류를 통해 다시 지상으로 솟구치게 하여 물의 순환을 가시화합니다.

설계 요소:
• 벽천(Water Wall): 수직 벽면을 따라 흐르는 물, 높이 3-10m, 폭 5-20m, 시각적 임팩트 극대화
• 바닥 분수(Ground Fountain): 바닥에서 솟구치는 분수, 어린이 물놀이 공간 겸용
• 자연형 계류: 돌과 자갈로 조성한 실개천, 폭 1-3m, 깊이 10-30cm
• 폭포(Waterfall): 지형 고저차 활용, 높이 1-5m, 소리와 시각 효과
• 안개 분수(Mist Fountain): 미세 물방울 분사, 여름철 쿨링 효과

수질 표시 시스템:
• 수질 정보판: 실시간 수질(pH, 탁도, DO) 디스플레이
• 투명 관로: 아크릴 파이프로 물의 흐름 가시화
• 색상 조명: 수질 등급에 따라 LED 색상 변화
• 교육 사인: 순환 과정 설명 안내판

에너지 효율:
• 태양광 펌프 활용
• 중력 낙차 최대한 활용
• 순환 펌프 용량 최적화
• 타이머 제어 (운영 시간 조절)

실무 체크리스트:
✓ 펌프 용량 계산 (순환수량 기준)
✓ 수압 손실 계산
✓ 동절기 동파 방지 대책
✓ 안전 펜스 및 미끄럼 방지

4

스마트 관수 시스템 (Smart Irrigation)

재이용 수조와 IoT 센서를 연결하여 토양 습도에 따라 자동으로 식재지에 물을 공급하는 시스템을 구축합니다.

설계 요소:
• 토양 수분 센서: 주요 식재지별 설치, 습도 데이터 실시간 수집
• 기상 센서: 강우량·온도·습도 측정, 관수 필요량 예측
• 자동 밸브: 구역별 독립 제어, 필요한 곳만 선택적 관수
• 저수조: 정화된 빗물 저장, 공원 면적의 0.5-1% 용량
• 중앙 제어 시스템: 클라우드 기반 통합 관리 플랫폼

관수 전략:
• 점적 관수(Drip): 수목·관목 근부, 물 손실 최소화
• 분무 관수(Spray): 잔디·초화류, 균일한 살수
• 지중 관수(Subsurface): 지하 파이프, 증발 손실 제로
• 야간 관수: 증발 최소 시간대 집중

절수 효과:
• 상수도 사용량 70-90% 절감
• 과다 관수 방지로 물 낭비 50% 감소
• 식물 생육 환경 최적화
• 유지관리 인력 30% 절감

실무 체크리스트:
✓ 구역별 관수 필요량 계산
✓ 센서 배치 계획 (밀도·위치)
✓ 통신 네트워크 구축
✓ 백업 시스템 (수동 전환)

🌍

해외 대표 사례

Portland Tanner Springs Park (미국 오리건주)

포틀랜드의 태너 스프링스 파크는 도심 한복판(Pearl District)에서 빗물을 100% 자체 순환시키는 자립형 수생태 공원의 표본이다. 1.2헥타르 규모의 이 공원은 과거 산업 부지를 습지로 복원하며 연간 강우량의 90% 이상을 공원 내에서 처리한다.

워터루프 시스템:

• 저류: 0.4헥타르 인공 습지, 깊이 0.3-1.2m 가변
• 정화: 32종 자생 습지 식물, 자연형 여과층
• 재이용: 정화된 물로 계류·분수·관수 자급
• 가시화: 목재 데크로 습지 관찰, 수위 측정 폴 설치

성과: 연간 빗물 처리 200만 갤런(7,570m³), 상수도 사용 제로, 하수도 부하 90% 감소, 습지 조류 42종 서식 확인, 시민 환경 교육 프로그램 연 5,000명 참여

설계 특징: 철도 레일 재활용 벽천, 투수성 자갈 산책로, 계절별 수위 변화 허용, 최소 개입 유지관리

Sherbourne Common (캐나다 토론토)

셔번 커먼은 토론토 워터프론트 재개발의 핵심 프로젝트로, 도시 오수를 UV(자외선) 정화 시스템과 조형적 수로를 결합해 깨끗한 수변 공원으로 전환한 혁신적 사례다. 1.5헥타르 규모의 공원은 연간 1,900만 리터의 오수를 처리한다.

워터루프 시스템:

• 저류: 지하 저류조 5,000m³, 폭우 시 임시 저장
• 정화: UV 살균 + 3단계 바이오필터 + 습지
• 재이용: 3개 수경 시설(Light Showers, Waterfall, Marshes)
• 가시화: 투명 아크릴 수로로 정화 과정 관찰

성과: 연간 오수 처리 1,900만 L, 수질 기준 90% 이상 충족, 공원 방문객 연 50만 명, 주변 부동산 가치 25% 상승, 국제 조경상 4개 수상

혁신 요소: 세계 최초 UV 정화 + 공원 통합, 32개 LED 조명 탑(Light Showers)으로 정화 단계 시각화, 겨울철에도 작동하는 순환 시스템, 교육 프로그램 연계(학교 현장 학습)

Singapore ABC Waters Programme - Bishan-Ang Mo Kio Park

싱가포르 ABC Waters 프로그램의 대표 사례인 비샨-앙모키오 파크는 62헥타르 규모의 기존 공원에 3km 길이의 콘크리트 수로를 자연형 하천으로 복원하며 워터루프 시스템을 구축했다. 2012년 재개장 이후 국가 차원 모범 사례가 되었다.

워터루프 시스템:

• 저류: 자연형 하천 폭 17m → 100m 확장, 홍수 저류 능력 5배 증가
• 정화: 다층 습지 + 식생 여과대 + 모래 여과
• 재이용: 정화된 물로 공원 연못·분수·관수
• 가시화: 물놀이 공간 + 관찰 데크 + 교육 센터

성과: 연간 방문객 200% 증가, 생물종 다양성 30% 향상, 홍수 발생 빈도 70% 감소, 상수도 사용 40% 절감, 주변 주택 가격 15% 상승

통합 설계: 하천 + 공원 + 레크리에이션 통합, 평상시 건천(乾川) 구역을 놀이터로 활용, 폭우 시 자동 폐쇄 시스템, IoT 센서 300개로 실시간 모니터링

본 계획은 빗물과 비점오염원을 저류-자연정화-재이용하는 닫힌 순환 체계(Closed-Loop)를 구축하여 수자원 자립과 생태적 건강성을 동시에 달성한다. 침투 저류·바이오필트레이션·가시적 순환·스마트 관수를 통합하여 물의 순환이 경관이 되는 자립형 수생태 공원을 실현한다.

💡

공모전 PT 적용 가이드

워터루프 전략 프레젠테이션

1. 문제 제기:

"도시는 매년 수백만 톤의 빗물을 그냥 버립니다. 본 계획은 버려지는 물을 자원으로 바꾸는 순환 시스템을 제안합니다."

2. 순환 다이어그램:

"저류-정화-재이용의 3단계 순환을 시각적으로 명확히 표현합니다. (물의 흐름을 화살표와 색상으로 표시)"

3. 정량적 성과 목표:

"연간 빗물 처리 OOO톤, 상수도 절감 OO%, 비점오염 저감 OO%를 구체적 수치로 제시합니다."

4. 경관 렌더링:

"벽천·분수·계류 등 물의 순환이 만드는 아름다운 경관을 고품질 렌더링으로 표현합니다."

다이어그램 구성 제안

1. 수문 순환 다이어그램:

강우 → 유입 → 저류 → 정화 → 재이용 → 배출 전체 흐름 표현

2. 단면 상세도:

지하 저류조 + 여과층 + 식재 구조를 단면으로 표현

3. 수질 개선 그래프:

유입수 → 정화 후 수질 변화를 막대 그래프로 비교

4. 계절별 운영 시나리오:

우기·건기·동절기 등 계절별 시스템 작동 방식

심사위원 설득 포인트

• 지속 가능성: 수자원 자립으로 장기 운영 비용 절감
• 기후 대응: 폭우·가뭄 등 극단적 기후 적응력
• 생태 가치: 자연 정화로 수생태계 복원
• 경관 효과: 물의 순환이 만드는 독특한 경관
• 교육 효과: 순환 과정 가시화로 환경 교육 자원화

⚠️

주의사항

워터루프 설계 시 함정

• 과대 설계: 과도한 정화 시설로 초기 비용 급증
• 유지관리 부실: 정기적 준설·식물 관리 소홀 시 기능 상실
• 수질 기준 미달: 재이용 수질이 기준 미달 시 민원 발생
• 동절기 대비 부족: 겨울철 동파·결빙 대책 필수
• 비상 배수 누락: 폭우 시 오버플로우 대책 필수

이 가이드는 저류-정화-재이용 워터루프 전략을 실무 적용 가능한 수준으로 제시합니다.