금학천 생태적수질정화비오톱 - 환경부신기술(제258호)생태적수질정화비오톱(SSB)을 적용하여 경안천 지천중 수질이 가장 나쁜 금학천의 수질개선 및 수생태계 복원

■ 개요
◦ 사업명 : 경안천수계(금학천) 생태적 수질정화 사업
◦ 사업위치 : 용인시 처인구 김량장동 경안천 좌안 고수부지(금학천 합류부)
◦ 사업규모 : 습지면적: 2,711㎡, 금학천 본류수 2,500㎥/d
◦ 공사기간 : 2008. 9 ~ 2009. 5
◦ 발주처 : 경기도 + 신세계 MOU체결 민간업체 환경시범사업 시행구간
◦ 환경생태복원(신기술 포함) 설계 및 시공 : 상명대학교 대학원 변우일 교수(LEED환경연구원대표), (주)LS생태환경복원
◦ 적용공법
  - 환경부 신기술 제258호 : 다단계셀 습지‧연못 구조와 생태적수질정화미디어 시스템을 활용한 습지 비오톱 복원기술
  - 생태적수질정화비오톱(SSB : Sustainable Structured wetland Biotop)
  - 생태적수질정화미디어(SSM : Sustainable Structured Media)
  - 생태목틀           
  - 자연형 어도보


▲김문수 경기도지사, 구학서 신세계 부회장, 서정석 용인시장 등 지역 국회의원 및 도의원, 시민단체가 참여한 착공식

금학천은 용인 도심을 흐르는 작은 하천으로 팔당호 오염의 주범으로 꼽혀온 경안천지류 중에서도 수질이 가장 나쁜 하천으로 알려져 있다.
수도권 2300만 주민의 식수원인 팔당상수원 수질개선 및 보호 사업을 위해 경기도와 신세계는 공동으로  MOU(양해각서)를 체결하여 그 첫해 조성사업으로 만들어진 금어천 생태적수질정화비오톱(계간 조경생태시공  2008년 10월호 참고)은 경기도내의 환경적으로 가장 성공적인 사례로 금학천도 금어천 같이 조성하여 수질개선 및 수생태계를 복원 하자는 뜻에서 경기도와 신세계 MOU를 체결 하여 조성하였다.
1단계 사업은 생태공원사업에 10억원 이상 집행하였고, 2단계 사업으로 금학천 인공습지에 11억원의 예산이 투입되었다.

더욱이 이번 사업은 경기도와 신세계가 진행하는 MOU 두 번째 사업으로서 민간사업체가 환경사업에 기부체납하는 의미 있는 사업으로 이슈화 되어왔다.
김문수 경기도지사와 구학수 신세계 부회장은 착공당시 언론사 인터뷰에서 "금학천 대상지는 인공습지로 개발되어 팔당호 수질개선에 기여할 뿐 아니라 뛰어난 접근성으로 시민들의 사랑을 받는 휴식과 교육의 장이 될 것"이라고 말한바 있다.

 
▲구학서 신세계 부회장과 김문수 경기도지사의 모습(좌)과 착공식 모습(우)

용인시 도심에 위치한 금학천 인공습지 대상지는 골재채취, 콘크리트 정비, 하천 직강공사, 복개, 하천 둔치부의 주차장, 체육공원조성 등으로 하천의 자정능력이 크게 저하되어 왔다. 이와 동시에 하천주변 및 상류의 토지개발 및 이용에 따른 비점오염물질 유입이 지속적으로 증가되어 왔다. 그 결과 오염농도(2008년 10월 기준) BOD 9.6mg/l로 환경부 하천 수질환경기준으로 '나쁨'등급을 받았을 정도로  수질오염이 심각했다. 

 
▲주차장으로 사용되던 금학천 복원전 모습(좌)과 금학천 인공습지 복원 후

이에 상명대학교 대학원 변우일 교수(LEED환경연구원 대표)가 이끄는 리드환경연구원에서는 국내최초 검증된 신기술 생태적수질정화비오톱(제258호) 공법을 적용하여 경안천, 금학천 합류부 구간 좌안 고수부지에 콘크리트 호안을 제거 후 배후습지(backswamp)를 조성하였다. 이와더불어 자연형 하천의 저수호안을 복원함으로써 경안천의 수생태계를 복원하였고, 홍수기에 치수적으로 안정화 될 수 있는 구조로 설계하여 치수적 안정성을 높였다. 수질 개선은 물론, 생태복원, 경관향상, 환경․생태학습 공간을 제공함으로써 수생태계복원과 친수기능을 제공하게 된 것이다.

<설계과정>
◦ 하천의 수리적 안정성 확보
◦ 금학천의 수질을 처리할 수 있는 면적 최대화
◦ 한정적인 수처리면적을 보완하여 생태적수질정화미디어 도입
◦ 주변 지장물 및 경전철, 사유지를 고려함
◦ 생태공학적 특성 및 경관성 고려
◦ 하천수 유입 및 처리방안 도출


▲자유수면형습지의 수직적 구조 단면 schematic design (상명대학교 대학원 변우일 교수)




▲ schematic design (상명대학교 대학원 변우일 교수)

금학천 생태적수질정화비오톱은 환경공학(수환경처리)분야, 생태공학분야, 친수공원조성 등의 기능을 다기능적으로 수행할 수 있도록 설계된 습지로서 일반공사로 진행될 수 없는 특성으로 환경공학적, 생태공학적 시스템 접근 및 현장여건 등을 충분히 고려하여 시공해야 했다.

또한, 환경공학적, 생태공학적 시스템 접근 및 현장여건을 충분히 고려하여 수생식물의 생육특성, 계절과 기후조건, 습지 주변의 자연생태적 경관 및 특성을 고려한 식재계획이 이루어졌으며, 수질오염농도 및 수리수문학적 요소 등을 감안하여 시공 시에 식재밀도를 조정할 수 있도록 했다. 

             ▲금학천 생태적수질정화비오톱(제 258호) 시공 후


공사는 생태공학(Ecological Engineering)적 접근으로, 공사시 형태적 결과물보다는 시공과정에 있어서도 현장의 생태계(ecosystem)에 대한 고려 속에서 시공될 수 있도록 했으며, 궁극적으로 시간의 추이에 따른 자연형성과정(natural process)을 고려하여 훼손된 자연을 복원하고 지속가능한 생태계의 구조와 기능을 담은 시스템이 만들어 지도록 하였다.

 
▲시공모니터링을 통한 대상지내 지장물 및 유관공사를 고려한 침전지 변경 schemetic designs(변우일,2008)(좌), 시공 모니터링 과정을 통한 월류보 수질환경개선, 단차발생의 안정성확보를 위한 schemetic designs(변우일,2008)(우)

▲ 모니터링을 통한 침전지 및 월류보 계획평면도 schemetic designs(변우일,2008)

▲ 침전지 구간 수위 조절을 위한 상명대 대학원 변우일교수(리드환경연구원대표)의 시공 모니터링

융·복합적인 모든 면을 검토하고 반영하여 설계/시공하였기 때문에 유지관리와 모니터링 또한 일반적이지 않다. 일반적인 유지관리와 모니터링을 통해서는 수질개선효율을 저감하기 어렵기 때문에 설계와 시공 유지관리가 함께 이루어져야 한다.

생태적수질정화비오톱(제 258호)을 도입하여 시공된 금학천은 점,비점오염원을 정화하고, 생태습지를 통하여 생물서식처를 복원 하였을 뿐만 아니라 지역주민들과 학생들을 위한 생태학습, 자연관찰 등을 할 수 있는 친수공간이 조성되어 있다.
습지조성이 완료된 현재 금학천 수질조사 결과(2009년 6월) BOD 88%, SS 99%, T-N 42.6% T-P 87.8%가  제거된 것으로 분석 되었다.

경기도와 MOU를 체결한 신세계 구학서 부회장은 "이번 준공된 금학천 인공습지는 기존 인공습지와는 차별화된 특허공법으로 조성하여 생태복원뿐만 아니라 수질개선에 많은 효과가 있다고 판단"하며, 앞으로도 경기도와 협의하여 팔당상수원 수질개선사업에 지속적인 투자를 약속하였다.


▲생태적수질정화비오톱(환경부 제 258호)을 통한 금학천 인공습지 복원 후


▲생태목틀로 조성된 자연스러운 호안


자료제공: LEED환경연구원(대표 변우일)