• 환경정책연구
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• 제7권3호
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• pp.121-140
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• 2008

불투수면 비율은 유역의 건전성 정도를 나타내는 중요한 척도로 활용되고 있으며 특히 유역의 수환경 특성을 파악하는 모델에서 이용되어 왔다. 불투수면은 총불투수면과 유효불투수면의 두 가지 있으며, 이들은 각 유역의 토지이용 특성에 따라 그 구성이 다양하다. 이중 총 불투수면은 기존의 토지이용도나 토지피복도를 사용하여 손쉽게 구할 수 있는 반면 유효불투수면은 물 흐름을 필지별로 파악하여야 하기 때문에 산정에 많은 노력과 비용이 소요된다. 본 연구에서는 우리나라 사례지역에 대해 총불투수면과 유효불투수면을 산정하여 그 특성을 상호 비교해 보고 유역관리에 있어 유효 및 총 불투수면 비율의 적용방안을 모색하고자 하였다. 사례지역 분석결과 유효불투수면 면적은 39.7%로 총 불투수면 면적 43%에 비해 약 3%적었다. 불투수면이 수환경에 미치는 영향을 분석하기 위한 기초 자료로 활용하기 위함임을 고려할 때 비용과 시간적 측면에서 볼 때 총불투수면을 유역의 대표적인 불투수면 비율로 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.191-191
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• 2015

무분별한 도시화 및 산업화로 인해 불투수면이 증가하고 있다. 불투수면은 빗물이 투과하지 못하는 지면을 의미한다. 이러한 불투수면은 강우 시 지면에 있는 유해물질이 그대로 인근 수계로 유입되게 함으로써 심각한 수질 오염을 야기한다. 이와 관련하여 환경부에서는 불투수율 관리를 위하여 2013년에 전국토를 대상으로 불투수율을 산정한바 있으나, 소축척 수준의 시 또는 유역 단위 통계만을 산출하였고 대축척 수준의 소규모 개인 필지 내 조경지역 등을 반영한 불투수율 통계는 현재까지 부재하다. 따라서 본 연구에서는 인천시 부평구를 대상으로 소규모 필지까지 적용 가능한 고해상도 투수/불투수도를 제작 및 활용하여 용도지역별 불투수율 현황을 분석하였다. 불투수면의 공간적 분포 확인을 위해 토지피복지도, 수치지형도, 항공사진(25cm급) 등을 활용하여 고해상도 투수/불투수도를 제작하였다. 투수/불투수도는 세분류 토지피복지도 제작 지침인 선형 요소의 경우 폭 3m, 면형 요소의 경우 면적 $10m{\times}10m(100m^2)$를 참조하여 제작되어 개별 필지단위의 불투수면까지 확인 가능하다. 이후 용도지역도를 수집하여 GIS 환경에서 투수/불투수도와 중첩하여 용도지역별 불투수율을 산출하였다. 불투수율을 산정한 결과 부평구 전체 불투수율은 64%로 확인되었다. 또한 용도지역도 중분류상 주거지역의 경우 불투수율이 82.1%, 상업지역의 경우 91.7%, 공업지역의 경우 94.1%, 녹지지역의 경우 30%로 확인되었다. 상업지역 및 공업지역의 경우 불투수율이 90%이상으로 불투수면 관리가 시급하다고 판단되었다. 본 연구 결과는 기존 환경부에서 제작한 투수/불투수도 보다 정확한 불투수면의 공간적 분포 확인 및 불투수 면적 산출이 가능하여 불투수면 우선관리지역 선정을 위한 기초자료로 활용 가능할 것으로 판단된다. 향후 연구에서는 본 연구 결과를 바탕으로 불투수율이 높은 지역을 우선 선별하여 저영향개발(LID, Low Impact Development) 및 그린빗물인프라(GSI, Green Stormwater Infrastructure)의 활용 방안에 관한 연구가 이루어져야한다. 특히, 불투수율이 높은 상업지역 및 공업지역에 대해서는 연구 결과의 적극적인 활용을 통한 개선이 요구된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.981-985
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• 2009

본 연구에서는 SWAT 모형을 이용하여 경지 불투수면 변화에 따른 유역 수문 영향을 분석하였다. 경안천유역의 경안 수위표 상류유역을 대상유역으로 선정하여 유역의 수문 자료를 수집하였으며, 대상유역의 위성영상 및 항공사진을 수집하고 원격탐사기법 및 지리정보시스템 이용하여 경지 불투수면을 고려한 토지피복도 및 수치지형자료 등을 구축하여 SWAT 모형의 적용성을 평가하였다. 1999년부터 2002년까지의 대상유역의 자료를 이용하여 유출량에 대하여 모형의 보정과 검정을 수행하였으며, 그 결과 모형이 적용성이 있는 것으로 평가되었다. 경지 불투수면 변화 시나리오를 작성하고 구축된 모형을 이용하여 시나리오에 따른 유역 수문 영향을 분석하였다. 총 유역 면적에 대한 시설재배지 면적 비율이 5.7%$^{\sim}$ 12.4%로 변화함에 따라 1.2%인 2002년 토지이용도를 이용한 모형의 모의결과에 비해 평균 유출량은 0.8%$^{\sim}$1.6% 증가하였으며, 지표 유출량과 측방 유출량을 포함한 직접유출량은 2.4%$^{\sim}$5.7% 증가하였으며, 이 중 지표 유출량은 5.7%$^{\sim}$14.2% 증가하는 것으로 나타났다. 지하수 유출량은 10.7%$^{\sim}$27.7% 감소하고 증발산량은 1.5%$^{\sim}$3.4% 감소하는 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.582-582
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• 2015

최근 하천에서 발생하는 침수피해는 대규모 하천보다는 중소규모의 하천이 전체의 약 50%이상 발생하고 있으며, 기후변화에 따른 강우량의 증가와 도시화에 따른 불투수층의증가로 인하여 도시유역을 통과하는 중소규모 하천에서의 침수피해는 증가하고 있다. 특히, 도시를 통과하는 중소하천의 경우 강우발생시 짧은 도달시간으로 갑작스런 침수피해가 발생하며, 최근 급격한 인구의 증가, 산업화 및 도시화로 인한 불투수면적의 증가로 도시유역의 유출특성이 변화되고 있다. 기존의 선행된 하천 연구는 주로 유역단위의 연구가 진행되었지만 하천이 통과하는 도시유역의 경우 대부분 합류지점에 도시지역이 밀집되어 있어 하천유역을 기반으로 하는 도시지역의 구분은 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 하천분류인 국가하천, 지방하천, 소하천에서 침수피해가 발생하는 지방하천과 소하천사이의 중소하천에 대한 구분 기준을 제시하고 중소하천의 유역의 불투수면적뿐만 아니라 하천 선을 중심으로 하천폭에 대한 불투수면적에 대하여 비교 분석하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권12호
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• pp.1009-1020
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• 2005

본 논문에서는 서울시를 대상으로 11개 토지이용 형태별 불투수면적 비율을 산정하고 이를 바탕으로 CN을 산정하였다. 또한 서울시 25개 구청별로 주택지역, 공업지역, 교통시설지역, 상업업무지역, 혼합지역 등 불투수면적 비율이 높은 5개 토지이용형태별로 불투수면적 비율을 검토하여 도시화에 따른 불투수면적 비율의 증가를 검토하고 이를 바탕으로 도시화율로부터 불투수면적 비율을 추정할 수 있는 회귀식을 도출하였다. 본 논문에서 검토한 결과 서울시 토지피복유형 중에서 미국과 비교했을 때 불투수율이 가장 크게 차이 나는 것은 주택지역이었으며, 다음으로 공업지역, 상업업무지역의 순으로 나타났다. 이에 따라 유출곡선지수(CN)는 미국에 비해 주택지역에서 최대 13, 공업지역에서 최대 12, 상업업무지역에서 최대 5까지 증가하는 것으로 분석되어 미국의 기준을 그대로 적용할 경우 국내 도시유역의 홍수유출량을 과소평가할 가능성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.499-499
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• 2022

급격한 도시화와 이로인한 불투수면의 증가는 유역의 물순환을 왜곡시키고 있다. 직접유출의 증가와 침투량 감소로 이어지며 이는 지하수 함유량의 감소와 하천건천화를 유발한다. 환경부는 더 이상의 물순환 왜곡을 막기위해 물환경보전법상의 물순환율을 정의하고 물순환 관리목표를 설정하였으며, 제3차 강우유출 비점오염원관리 종합대책에서 물순환 사업 추진을 위한 소권역 별 우선순위산정을 과제로써 제시하고 있다. 대표적인 물순환 사업은 저영향개발기법 설치이다. 저영향 개발기법은 토지 및 공간을 이용해야하기 때문에 설치비용이 높고 위치선정에 제약이 많으며 유지관리도 어렵다. 이에 물순환 사업에는 단순 불투수면 뿐만아니라 사회, 경제적 요소까지 고려하여야한다. 본 연구에서는 물순환 우선순위를 산정하기위해 불투수면뿐만 아니라 사회, 경제적 요소까지 고려한 종합적인 우선순위를 산정하였다. 유역 물순환 평가를 위해 PSR framework을 이용하였다. PSR framework는 OECD가 개발한 지속가능성 평가 개념이며, Pressure, State, Response 세 가지 요소로 구분해 평가하게된다. PSR framework의 기본 개념은 인간의 활동들이 환경에 압력 (P)를 주고, 이로 인해 자연의 질과 영향 (S)을 미치며, 이에대한 회복을 위해 인식과 행동을 통해 정책과 제도 등을 통해 반응 (R)한다는 것이다. 본 연구에서는 PSR framework의 평가요소 Pressure는 불투수면 및 강우, State는 물순환, 하수관거, 수질, 수생태계, Response는 협력, 인식, 재정, 토지로 구분하여 평가하였다. 최종적으로 불투수면적 감축 대상 소권역('30년 무대책 불투수면적률 25% 이상)소권역에 대하여 최종우선순위를 산정하였다.

• 한국습지학회지
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• 제14권4호
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• pp.561-569
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• 2012

본 연구에서는 경안천 유역을 대상으로 1975년부터 2000년까지의 토지피복상태에 따른 불투수면과 투수면을 재분류하여 경관분석 프로그램을 이용하여 경관 지수를 산정하였다. 경관 지수 중 총 중심지면적인 TCA(Total Core Area)를 생물종 다양성 지표로 이용하였다. 선정된 경관 지표 TCA와 불투수면 모델인 ICM(Impervious Cover Model)을 이용하여 실제 경안천 유역의 어류 출현종수와 비교하였다. TCA와 불투수면 비율의 관계에서는 불투수면 비율 증가에 따라 TCA값이 점차 감소하는 추세를 보였다. 이는 도시화와 인위적인 개발로 인해 경관에서 불투수면 면적이 차지하는 비율이 커지면서 생물종이 외부로부터의 격리를 필요로 하는 임계면적이 점차 감소하였음을 나타낸다. 또한, 경안천에 서식하는 출현 어류종의 종류를 모니터링 해 본 결과 불투수면 비율이 낮은 지역에서 청정수에 서식하는 종의 출현빈도가 높음을 알 수 있었다. 경안천 유역은 하천상태가 Impacted Stream(손상하천) 위에 해당하여 유역의 상태가 나빠지는 단계에 있는 것으로 파악되었으며, 이 구간에서 유역은 불투수면 비율에 민감하게 반응하므로, 계속적으로 집중적인 유역관리가 필요하며, 지역에 출현하는 어류다양성을 증가시키기 위해 유역상태를 개선시킬 필요성이 있다.

• 한국지역지리학회지
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• 제16권6호
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• pp.706-723
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• 2010

불투수면은 물, 공기, 자연 생태계 등 전체 환경을 악화시키는 요인이 되기 때문에 도시의 총체적인 환경 질을 대표하는 지표로서 활용되고 있다. 도시를 대표하는 토지이용으로서 불투수면이 위성영상으로부터 추출되었으며 국민건강보험공단 데이터를 이용하여 소아천식의 유병률에 대한 GIS 데이터 베이스가 구축되었다. 불투수 환경에 거주하는 아동들이 26.58%의 천식 유병률을 보여주어 투수환경 거주 아동의15.82%에 비해 거의 2배에 가까운 천식환자가 확인되었다. 3년 동안 계속해서 천식을 치료하기 위해 병원을 방문한 환자수가 특별히 높은 위험지역은 불투수 환경에 노출된 행정동에서만 관찰되었다. 투수환경에 위치한 지역의 연도별 천식환자수의 변동폭에 대한 상관계수가 0.371이지만, 불투수면에 위치한 지역은 0.937로 나타나 불투수면에 위치한 지역은 지속적으로 많은 환자가 발생하는 것으로 확인된다. 즉 불투수면에 노출된 환경에 위치한 지역은 투수환경에 입지한 지역보다 장기간에 걸쳐 만성 천식질환을 앓고 있을 가능성이 많은 것으로 확인된다. 본 연구의 가장 큰 성과는 불투수면이 소아천식의 발생이나 만성소아천식의 유병률의 분석단위지역으로 결정적으로 중요한 변수라는 것을 확인하였다는 점이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1263-1268
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• 2010

불투수면 비율은 유역의 건전성을 나타내는 중요한 지표로서 도시화에 따른 도시유출의 특성을 추적하는 모델에서 널리 이용되어 왔고, 기존의 많은 연구를 통해서 수환경과의 밀접한 관계가 검증되었다. 불투수율은 비교적 쉽고 빠르게 측정할 수 있으며 유역계획에서 여러 가지 대안 적용이 가능하다는 점에서 유용한 지표로 이용되고 있다. 오늘날 토지이용변화로 인해 발생하는 유역생태계 변화 분석 등은 시, 공간적 제약으로 인해 명확하게 이루어지지 못하고 있어 인간활동에 의한 토지이용의 파편화(Fragmentation)가 어느 정도 발생하고 있는가를 파악하고, 이를 토대로 파편화에 따른 영향을 최소화하거나 사전에 예방하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 경관분석 프로그램인 FRAGSTATS의 적용을 위한 경관요소로서 토지피복을 선정하여, 불투수면을 나타내는 시가화지역과 투수면을 나타내는 산림지역을 대상으로 1) 갑천 유역의 토지피복 변화에 따른 경관구조, 변화 양상을 분석하고, 2) 갑천 유역 내 6개 단위유역별로도 경관 생태학적 지표를 선정하여 이를 평가하였다.

• 한국습지학회지
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• 제13권2호
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• pp.199-208
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• 2011

세계적으로 물의 부족, 온실가스 배출증가, 에너지 소비 증가 등으로 인하여 지구가 위협받고 있다. 기존의 도시 계획 및 개발 과정에서 산림, 하천 등 자연 생태계가 파괴되어 왔으며 이는 불투수면의 증가를 초래하였다. 불투수면의 증가로 인하여 자연적인 물순환 체계가 파괴됨에 따라 도시내 물의 저류, 침투, 증발 등이 감소되고 있으며, 강우시 불투수면에서 발생하는 비점오염원이 하천 및 호소로 직접 유입되어 수계에 악영향을 끼치고 있는 실정이다. 본 연구에서는 강우시 불투수면에서 발생하는 비점오염물질을 저감하고 불투수면의 증가로 인한 도시지역의 온도증가, 열섬현상 등을 해결하는 소규모 HSSF 인공습지 기술을 개발하고자 한다. HSSF 인공습지는 표면에 물이 존재하지 않고 유체의 흐름이 표면 아래 수평으로 흐르는 습지이며 침전, 여과, 흡착, 식생에 의한 흡수 등의 기작을 포함한다. 이러한 HSSF 인공습지를 도시지역의 협소한 공간에도 적용이 가능한 소규모 형태로 개발하고자 pilot-scale test를 실시하였으며, 이러한 연구결과는 향후 국내 도시 열섬현상 저감 및 자연적 물순환 복원을 위한 시설 개발에 기초자료로 활용 될 것이다.