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홍수 피해를 막기 위한 말레이시아 SMART 터널 및 일본 수도권 외곽 방수로
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홍수 피해를 막기 위한 말레이시아 SMART 터널 및 일본 수도권 외곽 방수로
  • 교육3.0뉴스
  • 승인 2022.08.19 17:30
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오세훈 서울특별시장, ‘빗물 저류 배수시설’ 등을 추진, 10년간 총 3조 원을 투입해 집중호우로부터 안전한 서울시를 만들겠다.

홍수 피해 방지와 교통량 대응을 위한 말레이시아 쿠알라룸푸르 SMART 터널과 수해로부터 수도권을 지키기 위한 일본 수도권 외곽 방수로(首都圏 外郭 放水路)가 있다.

2004년 서울지역에 발생한 집중호우로 인한 침수 피해 방지를 위한 서울 중랑구 망우산 빗물 저류조와 2010년 서울 양천구 신월동 대심도 빗물 저류 배수시설 건설로 이 지역 침수 피해를 막을 수 있었다.
홍순철 「서울 중랑교육발전협의회장, 세종로국정포럼위원장, 좋은교육협의회장, 공교육 3.0 뉴스 칼럼니스트, 대한교육신문 논설주간, 한국문예작가회 지도위원(수필가 · 시인 귀연 貴緣), 현(現) 학교법인 송곡학원 이사, (前) 학교법인 송곡학원 이사장, 세계 도덕 재무장(MRA / IC) 서울 총회장, 신현고등학교 교장 정년퇴직」
홍순철 「서울 중랑교육발전협의회장, 세종로국정포럼위원장, 좋은교육협의회장, 공교육 3.0 뉴스 칼럼니스트, 대한교육신문 논설주간, 한국문예작가회 지도위원(수필가 · 시인 귀연 貴緣), 현(現) 학교법인 송곡학원 이사, (前) 학교법인 송곡학원 이사장, 세계 도덕 재무장(MRA / IC) 서울 총회장, 신현고등학교 교장 정년퇴직」

 ● 최근 기후변화와 집중호우로 인한 도심지 침수피해를 예방하기 위한 대심도 빗물 저류 배수시설은 외국의 대도시에서 수해방지 등을 위해 적극 활용하는 시설이고 이상기후 등 향후 강수량 증가에 대비하여 기존 하수도 및 지하 유입시설 건설 등의 지하공간을 활용한 홍수피해 방지시설의 도입 필요성이 점차 증가하고 있다. 

 최근 연구와 그동안의 언론 보도를 종합해 보면, 홍수피해 방지를 위한 지하시설은 도심지역 토지보상에 대한 비용부담을 줄이고 집중호우 발생 시 내수를 초기에 배제하여 침수 피해를 줄이는데 큰 효과가 있다. 

  ▲ 오세훈 서울특별시장은 10일 서울특별시를 비롯해 중부지역에 집중호우로 인명, 재산 피해로 수해가 발생하였다며, 10년 전 중단되었던, 강남구 등 상습 침수지역 6개소에 대한 대심도 빗물 터널(빗물 저류 배수시설) 건설 등에 1조 5,000억을 투입하겠다고 약속했다.

 오세훈 서울특별시장은 대심도 빗물 저류 배수시설의 유효성은 금번 폭우 사태에서 명확하게 드러났다며, 2010년 9월 21일 서울지역에 발생한 집중호우로 대규모 침수가 발생한 서울특별시 양천구 신월동 지역의 침수 피해 방지를 위해 시간당 95~100mm의 폭우를 처리할 수 있는 32만 톤 규모의 저류 능력을 보유한 신월 빗물 저류 배수시설이 건립되어 침수 피해가 전혀 발생하지 않았지만, 빗물 저류 배수시설이 없는 강남지역의 경우 시간당 처리능력이 85mm에 불과해 대규모 침수 피해로 이어진 것이 그 단적인 예라고 말했다. 

 이에 서울시는 시간당 처리용량을 현재 30년 빈도 95mm 기준을 최소 50년 빈도 100mm, 항아리 지형인 강남의 경우 100년 빈도, 110mm를 감당할 수 있도록 도시의 치수 관리 목표를 대폭 상향시키고 이 목표를 달성하기 위해 정부와 힘을 합쳐 2011년 이후 중단됐던 상습 침수지역 6개소에 대한 빗물 저류 배수시설 건설을 다시 추진하여 향후 10년간 1조 5천억 원을 집중해서 투자하고 이 사업과 병행해서 기존 하수관로 정비, 소규모 빗물 저류조, 빗물펌프장 등을 추진해 총 3조 원을 투자할 계획이라며 우선 1단계로 이번 침수 피해가 컸던 강남역 일대, 도림천과 광화문 지역에 대해서는 2027년까지 완료하도록 하겠다고 밝혔다. [오세훈 서울특별시장 입장문 전문]은 서울시 정책 뉴스 | 서울특별시 (seoul.go.kr) 2022-08-10」에서 확인할 수 있다. 

 △ 한편, 2004년 12월에는 수해 항구 대책 사업의 하나로 서울 중랑구 망우산 입구 망우 저류조 공원 지하에 30,000톤 규모의 홍수를 방지하는 ‘망우산 저류조’를  건설해 집중호우 시 망우산으로부터 내려오는 빗물을 일시 저장 후, 천천히 자연 방류시켜 하류 지역 홍수 피해를 예방할 수 있도록 하였다. 일례로 시간당 88㎜가 내린 2001년 7월에는 면목·상봉·중화·망우·신내동 10,970여 가구가 침수돼 176억 원의 수해 복구비가 들었다. 시간당 78㎜가 내린 2003년 8월에도 이 일대 1,100여 가구가 침수됐다. 당시 망우동 우림시장은 어른 무릎 높이까지 물이 차올라 거대한 호수를 연상시킬 정도였다. 11년 전, 언론에서는 “중랑구, 망우산 저류조 설치 ‘유비무환’, 집중호우 침수 피해 없어…「시정일보(2011. 08. 03.)」,  망우산 저류시설, 중랑구 물 폭탄 막았다 「서울신문(2011. 08. 04.)」” 등 보도가 잇따랐다.

△ 서울 중랑구 「망우산 저류조」
△ 서울 중랑구 「망우산 저류조」

대심도 빗물 저류 배수시설 등과 관련된 정책연구 및 학위논문 등은  「(참고11) 대심도 지하 복층터널 구축 기술 개발 기획 최종보고서 (1).pdf, 대심도 교통·물류 네트워크 구축기술대심도 지하 복층 터널 구축 기술 개발 기획, 2012. 6. 15., 국토해양부 한국건설교통기술평가원, [논문]대심도 빗물저류배수시설의 침수저감 효과 분석 (kisti.re.kr), 2015 한양대학교 공학대학원 수자원 및 항만공학 전공 국내석사학위 논문, 서울특별시 빗물관리시설의 실효성 향상을 위한 지역맞춤형 운영 및 유지관리를 위한 제도적 개선방안 연구, 2020.9.22., 서울특별시의회, 망우산과 서울 숲을 중심으로  빗물관리시설의 운영과 유지관리 방안 > 정책연구자료 > 정책연구자료 > 사전공개 > 정보소통광장 (seoul.go.kr),, 2005. 11. 16. 서울시정개발연구원(2012년 7월 26일 서울연구원으로 개칭),http://attfile.konetic.or.kr/konetic/xml/oper/B1E2A0600191.pdf, <BABBB9AE5FC3D6C1BE612E687770> (si.re.kr)」이 있다. 

 ● 매일 혼잡 시간대에 교통 체증 줄이면서 잦은 홍수로 인한 문제를 최소화할 수 있을까. 

 ▲ 이 질문은 말레이시아에서 홍수를 줄이기 위한 전통적인 터널 역할을 하는 인프라인  'SMART' 터널(빗물 관리 및 도로 터널)로 대답 되었다 「SMART 홈페이지 SMART Motorway Tunnel (smarttunnel.com.my)」.

 말레이시아 쿠알라룸푸르는 전형적인 적도 기후(赤道氣候)를 가지고 있기 때문에 여름과 겨울에 풍향이 정반대되는 바람이 광범위한 지역에 걸쳐 주는 계절풍 몬순(monsoon) 현상 및 갑작스러운 폭우 등이 있다. 또한 쿠알라룸푸르는 개별 교통 문제가 지속해서 증가하는 거대한 도시이다. 두 문제에 대한 솔루션(solution, 해결책)을 SMART라고 한다.

  말레이시아의 SMART 터널이란 무엇인가.

 SMART 터널은 말레이시아 쿠알라룸푸르의 빗물 관리 및 도로 터널 「SMART : Stormwater Management and Road Tunnel」의 줄임말홍수 때 발생할 수 있는 배수 문제와 KL 시내의 교통체증 문제를 한 번에 해결할 수 있는 복층 구조의 터널이다. SMART는 강우로 인한 강물의 범람이 잦은 클랑(Klang)강의 범람에 의한 홍수피해를 방지하고 늘어난 교통량에 대응하기 위해 계획된 터널로 홍수조절기능을 수반한 다목적 도로 터널이며, 도로 터널과 배수 터널이 동시에 존재한다.  

 MMC Berhad과 Gamuda Berhad 간의 합작 투자 협약에 의해 건설되었고 2003년 1월에 공사를 시작해 2004년 6월부터 개통되었고 2007년 5월 14일에 완공된 이후 40회에 걸쳐 홍수를 우회했으며 약 14억 링깃(411억 8,800만 원)의 공공 피해를 방지는 물론 매일 러시아워 동안 교통 체증을 줄이는 데 도움이 되었다. 이 터널은 높이가 2m를 넘지 않는 자동차, MPV 및 SUV 만 통과 할 수 있다.

 SMART 터널은 세계 최초의 복층구조의 터널로 13.2m의 지름을 가진 세계에서 가장 큰 터널로 알려져 있으며 총 5.36km 길이의 차가 통행할 수 있는 편도 2차선의 복층 구간과 북쪽의 클랑(Klang)강에서 남쪽의 케라용(Kerayong)강을 잇는 방수로와 동쪽 38번 고속도로로 연결되는 9.7km 길이는 최하부 홍수 조절 역할(물이 흐를 수 있는 부분)을 하는 빗물 우회 터널로 나누어져 있다.

 즉, 터널은 맨 위, 중간층은 도로로 사용되고 맨 아래층은 수로로 사용하는 3층으로 구성되어 차가 다니는 구간, 홍수 시 물이 빠지는 구간으로 나뉘어 있다. 이중(二重) 목적의 터널은 홍수는 도심을 흐르는 두 개의 주요 강이 합류하는 지점으로부터 우회시키고, 그것의 중앙 부분은 도심으로 들어가는 주요 남쪽 관문의 교통 혼잡을 완화하기 위해 두 개의 갑판 고속도로로 연결된다.

 물이 들어오는 곳과 나가는 곳이 각각 표시되어 있으며, 물속의 부유물 및 쓰레기 등을 분류할 수 있는 시스템 또한 갖추었다. 터널 안의 빗물 방류는 폭 6m, 높이 5.5m로 설치된 수문을 열고 닫으며 운영된다. 특히 홍수감식시스템을 바탕으로 15분 전, 15분 후, 30분 후, 60분 후 등 예측을 통해 홍수 상황에 대비가 가능하도록 운영되고 있다. 터널의 성공적인 구축으로 말레이시아는 4개 이상의 대규모 홍수를 피할 수 있었으며 홍수 피해 또한 감소되었다. 

 SMART 시스템의 작동원리는 간단하다. 홍수로 인해 범람한 물을 베렘방(Berembang) 및 SMART 터널이나 공원의 연못 등에 저장했다가 폭우가 그치면 저장했던 물을 케라용강을 통해 클랑강으로 다시 유입시키는 원리로 저장용량은 총 300만㎥ 규모이다. 폭우가 내릴 시 SCC(SMART Control Centrer, SMART 컨트롤센터)의 FDS(FloodDetection System, 홍수 감시 시스템)는 강의 수위 및 유량 데이터를 기반으로  SMART 터널은 4가지 모드로 작동한다. 각 단계에 따라 동작 여부, 물의 흐름 등을 파악한다. 전 과정은 계획적으로 운영되어 홍수 피해의 저감에 도움이 되고 있다 「작동 모드 - 스마트 고속도로 터널 (smarttunnel.com.my)」.

 ▲ 모드 1 날씨가 맑고 비가 거의 오지 않거나 교통량이 원활한 경우로 터널의 차량 진입을 허용한 때이다.  강우량이 적어 터널로 물을 보낼 필요가 없을 때 정상적인 조건에서 홍수 물이 SMART 시스템으로 전환되지 않는다. 

 ▲ 모드 2 적당한 강우량과 및 유량이 적당한 경우로 상층 Sg. Klang/Sg의 합류점에서 유속이 기록될 때 SMART 시스템이 활성화된다. Ampang(L4 유량 스테이션)지역은 70~150㎥/s 규모에 해당한다. 하류에는50m㎥/s 규모의 물이 흐른다. 홍수는 고속도로 하부 통로(lower channel of the motorway)의 우회 터널(bypass tunnel)로 전환된다.  홍수로 인해 범람 된 물은 SMART 저장소로 전환되며 터널의 하부 배수관만 홍수 흐름을 Desa 감쇠(減衰) 연못(Desa attenuation pond)으로 전달하는 데 사용된다. 터널 하부의 드레인은 홍수의 흐름을 감지하는 용도로 사용된다. 1단계 및 2단계에는 차량 통과가 가능해 교통이 원활하다.  3단계 및 4단계의 활성 시 터널 내 차량 진입을 통제하고 터널을 폐쇄한다.

▲ 모드 3 1년에 한두 번 큰 폭풍이 몰아치는 동안 1~2시간 후 폭우가 지속되고 홍수 모델이 L4에서 150㎥/s 이상의 유량(유속)을 예측할 때 최종 모드가 작동된다. 도로 터널에서 모든 차량이 대피했는지 확인한 후, 홍수 물이 통과할 수 있도록 자동 방수 수밀문(水密門 : 배의 수밀 격벽의 출입구에 장치하여, 닫으면 물이 새지 못하게 된 문. 수평 또는 수직으로 개폐되는 것과 수동식, 전동식, 전동 수압식 따위가 있다.)이 열린다. 보통 한 시간 정도 걸린다.  하류에는 10㎥/s 규모의 물이 흐르기 때문에 폭우 및 폭풍으로 인해 특정한 상황에 이르렀다 해도 터널은 침수되지 않는다. 도로 터널은 폐쇄 후 2~8시간 이내에 다시 개통된다.

 ▲ 모드 4  홍수가 끝난 후, 터널은 고압수로 청소되며, 폐쇄되었던 도로 터널은 48시간(4일) 이내에  다시 개통된다.

 SMART 고속도로의 입구와 출구는 다음 위치에 있다. △ Sg Besi, TUDM 비행장 옆 △ Jalan Tun Razak, Bulatan Kg Pandan, RHB Bank 옆 △ Jalan Sultan Ismail, di lampu isyarat Hotel Park Royal, bersebelahan Berjaya Time Square 이다 「KL의 SMART 터널 상세보기|이민·생활 정보주말레이시아 대한민국 대사관 (mofa.go.kr)」. 

 SMART 터널은 2011년 우수 및 피크 시간 교통량에 대한 혁신적이고 독창적인 관리로 UN- Habitat Scroll of Honor 상을 수상했다. 

 말레이시아의 SMART 터널에 관한 더 자세한 내용은 홈페이지 스마트 고속도로 터널 (smarttunnel.com.my)」에서 확인한다.

 ● 일본 사이타마현(埼玉県)  가스가베시(春日部市), 도쿄 대도시 지역을 순환하는 국도 16호의 지하 약 50m에, 수해로부터 수도권을 지키는 전체 길이 6.3km(가스카베시 가미카나사키에서 고부치까지의 거리)에 이르는 세계 최대 규모의 방재 시설로 지하 방수로가 있다. 그 큰 치수 효과에 더해, 거대한 기둥이 늘어선 장대한 분위기가 파르테논 신전을 방불케 하므로 방재 지하신전(地下神殿)이라고 불리는 일본 수도권외각방수로(首都圏 外郭 放水路)이다首都圏外郭放水路 (mlit.go.jp), 에도가와 하천 사무소 홈페이지, 대도시 지역 외부 유출 통로 (gaikaku.jp), 대도시 지역 외부 유출 통로는 무엇입| 에도가와 강 사무소 | 국토교통부 간토 지역개발국 (mlit.go.jp)」.

 수도권 외곽 방수로가 생긴 배경은 이 시설이 있는 나카가와·아야세 강의 유역은 도네가와 강과 에도가와, 아라카와 같은 큰 강으로 둘러싸여 있는 지역으로 땅이 낮고 물이 고이기 쉬운 접시와 같은 지형을 이루고 있어 그동안 여러 차례 홍수 피해를 보았다. 또한 강의 경사가 완만하고 물이 바다까지 흐르기 어렵다는 특징이 있어 폭우가 내리면 수위가 좀처럼 내려가지 않아 폭우가 내릴 때마다 홍수가 일어나, 심각한 침수 피해에 시달려 왔다. 게다가 최근에는 도시화가 급속히 진행되어 내린 비가 땅속으로 스며들기 어렵고 빗물이 한꺼번에 강으로 흘러들어 홍수가 발생하기 쉽다. 거기서 수해로부터 거리를 지키기 위한 “나카가와·아야세강 종합 치수 대책”의 일환으로 수도권 외곽 방수로가 건설되었다. 수도권 외곽 방수로의 완공으로 주변 지역에서 침수되는 가옥의 호수와 면적은 대폭 줄어 오랜 세월 홍수에 시달려온 유역의 피해를 크게 줄였다. 

 116단(빌딩 5~6층분)의 계단을 내려가면, 상상보다 더 거대한 공간, 임립(林立, 숲의 나무처럼 빽빽하게 죽 늘어섬.) 하는 기둥의 광경이 보인다. 말 그대로 지하 신전이라고 불리는 수도권 외곽 방수로가 있는 곳이다. 평상시에는 깨끗한 수조 내이지만 가동하면 물과 함께 흘러서 온 진흙이 남아 수조 전체의 진흙 청소를  일 년에 한 번 불도저를 반입해 가고 있다고 한다.

 저장할 수 있는 물의 양은 670,000㎥이며 이는 작은 댐과 거의 같은 양이다. 거대한 탱크처럼 보이는 홍수 물을 저장하는 수직 샤프트와 각각 500톤의 우뚝 솟은 기둥이 지지하는 거대한 물탱크로 구성된 지하 

 구조물은 누구의 상상을 훨씬 뛰어넘는다. 조압 수조 안에 59개 있는 기둥은, 1개당 폭 2m, 길이 7m, 높이 18m, 무게 약 500톤으로, 조압 수조가 지하수로부터의 부력으로 떠오르는 것을 막고 있다. 

 1992년에 시작된 이 프로젝트를 위해 일본 정부는 20억 달러(우리 돈으로 약 2조 6,120억 원)를 들여 14년간 공사한 끝에 2009년 완공한 조압 수조(調壓水槽)는 길이 177m, 폭 78m, 높이 18m의 거대 수조이다. 수압 조절 수조 바로 위 공간은 축구장으로 지상에서도 그 규모를 짐작할 수 있다. 

 수조 내의 기둥을 보면, 「정상 운전 수위」 「펌프 정지 수위」라고 쓰여 있는 것을 볼 수 있다. 물이 정상 운전 수위를 초과하지 않도록 펌프의 운전을 조절하면서 가동한다. 수위가 펌프와 같은 높이인 펌프 정지 위치까지 내려가면, 공운전이 되어 버리기 때문에 운전을 멈춘다고 한다. 또한 기둥의 색이 바뀌어서 어디까지 물이 모였는지 알 수 있다. 압력 조절식 물탱크의 천장을 모두 오른쪽으로 서 있는 멋진 광경을 연출한 듯 탁 트인 공간으로 59개의 거대한 각 기둥이 떠받치고 있어 「방재지하신전 防災地下神殿 방재지하신전」라고도 불리며 수도권 외곽지하방류수로를 상징하는 인기 건축물이다.

△ 전체 구성 다이어그램 「국토교통부 간토 지역개발국, 에도가와 하천 사무소 홈페이지 「대도시 지역 외부 유출 통로는 무엇입| 에도가와 강 사무소 | 국토교통부 간토 지역개발국 (mlit.go.jp)」.
△ 전체 구성 다이어그램 「국토교통부 간토 지역개발국, 에도가와 하천 사무소 홈페이지 「대도시 지역 외부 유출 통로는 무엇입| 에도가와 강 사무소 | 국토교통부 간토 지역개발국 (mlit.go.jp)」.

 이곳에 이렇게 거대한 기둥이 세워져 있는 이유가 있다. 압력 조절 수조는 지하수위가 높은 토지에 건설되었기 때문에 지하수의 압력으로 인해 수조가 상승할 위험이 있다. 기둥을 사용하여 천장을 지지함으로써 지하로부터의 부력을 억제하여 압력 조절 수조가 상승하는 것을 방지한다고 한다 「일본 内閣府政策統括官(防災担当) 방재기술 최전선 : 방재정보 페이지 - 내각실 (bousai.go.jp), 대도시 지역 외부 유출 통로는 무엇입| 에도가와 강 사무소 | 국토교통부 간토 지역개발국 (mlit.go.jp)」.

 기후변화로 기온이 올라가고 그 영향으로 폭우가 쏟아진다. 폭우로 넘치지 않도록 하천을 넓히거나 하천의 상류에 댐을 만드는 등의 대책이 요구되지만, 댐을 완성하기 위해서는 10년 이상의 긴 세월이 필요하다. 거리에서는 하천을 넓히는 땅도 충분하지 않다. 이 때문에, 지하 조절 연못이라고 불리는 지하 터널의 정비가 ​​진행되고 있다. 

 홍수 피해를 막기 위한 서울 양천구 신월동 대심도 빗물 저류 배수시설, 중랑구 망우산 저류조, 말레이시아 쿠알라룸푸르 SMART 터널 및 일본 수도권 외곽 방수로 등은 그 유효성(有效性)에 비춰 서울특별시가 추진하는 대심도 빗물 저류 배수시설 등에 시사하는 바가 크다.


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