치수와 환경 고려한 공법 선정해야

천연소재 사용해 ‘생물다양성’ 실현

 

▲ 국립산림과학원 환경소재공학과  이동흡 연구관

최근 도시공간에서 하천은 지표면의 불투수층화, 오·폐수를 관을 통해 하수처리장으로 직접 유송하므로 유량의 감소 등으로 비혼 후 수일 동안만 물이 흐르고 평소는 물이 흐르지 않는 건천(乾川)으로 변했다. 또 농업용 하천의 경우에도 관정으로 퍼 올리는 지하수의 과다 수량으로 점차 건천화가 진행되고 있다. 이로 인해 하천 수서생태계의 종이 절멸하거나 매우 단순화되고 있음을 우려하지 않을 수 없다. 이에 대한 근본적인 대책은 될 수 없지만, 하천 구조물의 재료나 형태 등이 건천으로 변해도 당분간 생물체가 살아갈 수 있는 대피 공간을 필요로 하고 있다.

 

콘크리트 대신 천연 소재 활용하는 ‘친환경 하천’

하천 만들기에서 건설기계의 운전, 건설자재의 운반, 건설기계나 자재의 제조에 CO₂를 배출한다. 그 양은 전 산업비의 0.4％가 되며, 그중에서도 콘크리트계 자재 제조에는 CO₂배출량이 약 73％를 차지한다. 그러므로 천연소재를 호안공사에 사용함으로 종래의 콘크리트를 사용하는 공사보다 약 80％의 CO₂배출량을 절감할 수 있다. 한편 녹화에 의한 CO₂ 삭감도 있으므로 CO₂고정량은 초본류에서 2.4kg/㎡, 목본류에서 16kg/㎡정도가 된다고 한다. 이산화탄소(CO₂)를 비롯한 온실효과가스(메탄, 아산화질소 등을 포함)가 과잉으로 방출·축적되면 대기 중에는 온실효과가스 농도의 균형이 깨어져 지구상의 기온이 상승하기 때문이다.

 

또한 도시하천의 경우 도로에서 유입되는 빗물에 의한 각종 세균이나 중금속 오염 등이 매우 심각한 수준임이 언론에 보도되고 있다. 흐르는 물에 있어서 일정 크기 이상의 자연석을 사용함으로 자연석 간의 미생물에 의한 역간접산화법에 의해 이러한 세균이나 오염물질을 정화할 수 있다. 역간접산화법이란 여과재로서 자연석은 오염물질을 접하면 침전 또는 흡착을 하는데 이 때 자연석의 표면에 형성된 세균 조류원생동물 등의 미생물로 구성된 생물막에 의해 유기물의 분해를 촉진하는 방법이다. 이러한 점을 고려해 자연에 가까우면서 친환경적인 하천 만들기의 하안 공법은 치수(治水) 기능을 확보해야 함은 물론 생물의 생식, 생육환경의 보전 및 복원을 고려해야 함이 매우 중요하다.

 

이미 선진국에서는 친환경 하천조성 토목공사에 콘크리트 이외의 재료가 사용되고 있으며, 종래의 호안과 비교해 다양한 구조를 갖는 것이 많이 출시되고 있다. 즉 ‘자연에 가까운 하천’을 목표로 ‘식생으로 이루어진 하천’, ‘콘크리트를 사용하지 않은 하천(돌이나 목재이용 등)’, ‘콘크리트가 보이지 않는 하천(콘크리트를 복토하는 등)’으로 점차 변해가고 있다.

 

하안 침식 우려 시 자연환경과 조화 우선 검토

하천조성 토목공사는 각 공법의 구조, 기능, 적용 장소를 파악하고, 치수와 환경적인 면을 종합적으로 감안해 공법을 선정해야 한다. 특히 치수를 위해 각 공법의 내구성이나 소재의 내구성을 유의할 필요가 있다. 하안 침식을 염려하지 않아도 되는 곳은 주변의 자연환경과 조화를 우선적으로 검토할 필요가 있다. 또한 다소의 하안 침식이 예상되는 곳이라도 자연환경보전을 충분히 고려한 공법을 선정하는 것이 중요하다. 목재 말뚝을 사용하는 공법은 썩을 수 있다는 것을 전제로 버드나무, 갯버들·달뿌리풀과 억새 등의 수변식물을 심어서 하안 공사를 할 필요가 있다. 이 때 버드나무나 갯버들 등의 지나친 성장으로 유수 능력을 저하시키거나 방해하지 않도록 유속조절에 주의할 필요가 있다.

 

하안의 강도를 확보해 가면서 생물의 생식․생육환경을 보전하면서 복원하는 방법으로 하안의 강도를 확보하는 공법과 복토 등의 공법을 조합할 필요가 있다. 강도 확보는 외력에 견딜 수 있어야지만 필요 이상으로 강도가 있는 강고한 호안을 만들지 않는 것이 좋다.

 

생물의 생식․생육환경을 보전․복원하는 공법은 대상으로 하는 생물이 필요로 하는 환경조건을 정비하고, 그들이 살아갈 수 있는 공법을 선택하는 것이 중요하다. 현재의 하천조성 공법은 돌을 철망에 채우는 가비온(gabion) 공법이나 콘크리트 호안에 표토를 현지에서 복토하는 경우가 대부분이다. 갈대나 버드나무 등의 식생이 물가에 있으면 수변의 자연환경을 풍족하게 만들고, 자연환경에 적당한 식생의 보전․복원을 가능하게 해준다. 더욱이 이와 같은 공법은 작은 홍수로부터 떠내려가지 않도록 보호해주는 목재나 돌을 이용하는 공법이나 식생토덮기 등이 필요하다.

 

물빠짐·태양광선 자유로운 어소 블록

어소(魚巢) 블록은 어류의 생식환경을 고려해 수생동물이 살아가는 집을 만들 목적으로 목재나 돌과 같은 자연소재를 이용해 조성하는 호안공사이다. 어소 블록은 물이 들어오기도 하고 빠지기도 하는 투수성 구조물이기 때문에 수서 생물의 생식 및 생육환경에 적당하다. 또 내부의 공간이 크고 넓으므로 토사 유입이 비교적 용이하며, 어소로서의 적당하다. 블록 내에는 물 빠짐이나 태양광선이 들어오므로 수초, 조류 및 플랑크톤도 잘 자란다. 블록 내부로 자연환경과 조화를 이루면서 다환경적인 자연환경에 근접한 어패류의 어소가 형성되므로 생물의 활동이나 산란 등에 적당한 환경이 된다. 또 블록 하부의 공간은 하천이 건천으로 변한 후 당분간 어패류의 대피 장소가 될 수 있다.

 

현재 하천에서 필요로 하는 것은 다양한 생물체가 살아갈 수 있는 ‘생물다양성’이 풍부한 공간으로 식물 플랑크톤을 증식시키는 것이 중요하다. 천연소재인 화강암이나 목재는 식물 플랑크톤의 증식을 도와주는 조건을 갖추고 있다. 천연소재는 인공소재보다 부착 생물막이 많으며, 식물 플랑크톤의 증식이 쉬운 환경을 제공한다. 부착 생물막 등의 효과로 식물 플랑크톤이 증식되고 하천에서 1차 생산이 일어나며, 그 생산이 활발해지면 하천에 다양한 생물종이 출현하므로 ‘생물다양성’을 실현할 수 있는 계기가 된다.

 

조은아  lisian@hkbs.co.kr

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