사면녹화 시공 평가를 통한 개선방안에 관한 기반연구 : 세이지우드 CC 여수 경도를 사례로

1. 서 론

오늘날까지도 지속적인 경제성장을 위한 개발사업이 진행되고 있는 기조 속에서 우리나라는 산지지형이 약 70% 이상 차지하고 있는 지형적 특징으로 인해 기반인프라 도입에 있어 불가피하게 비탈면이 다수 발생하고 있는 현실에 있다. 이처럼 사면 절개로 인해 발생한 비탈면은 초목의 자연생장에 불리한 여건을 가지고 있으며, 주변 경관과의 부조화, 생태환경 훼손 등 자연생태학적 측면에서 다양한 문제점이 발생하고 있는 실정에 있다. 이렇듯 훼손된 비탈면을 침식의 방지와 경관미의 회복, 종다양성 회복을 위해 이전의 모습으로 복원시켜야 할 필요성을 기반으로 이를 보완하고자 사면녹화에 조기 녹화용 식생을 도입하여 공사를 시행하고 있다(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2009; Oh et al., 2017). 또한 사면녹화의 기술적인 요소에 대한 실험분석이나 사면녹화의 종자 혹은 식생에 대한 효과의 정량적 분석이 다수 이루어지고 있으며, 실질적으로도 사면토사의 유실방지와 주변의 초목과의 경관적 조화를 도모하기 위해 사면에 각종 식생재가 혼합된 인공토양을 취부하는 인공녹화공법인 시드 스프레이 공법, 녹생토 공법, 그린녹화공법 등으로 시공되고 있다. 다만, 기존에 시행하고 있는 절개사면에 대한 녹화 및 복원공사는 다방면적으로 소극적 조치를 하고 있으며, 아직까지 개발 전의 주변식생과의 부조화를 이루거나 지역별 여건 등 제반여건의 면밀한 검토 없이 공사를 진행하여 식생발아의 문제, 안정성의 미확보 등에 대한 기능적·경관적 문제가 빈번하게 발생하는 경우가 나타나고 있다.

이러한 문제를 개선하기 위해 다양한 측면에서 사면녹화 관련한 연구가 진행되어 왔으며, 대표적으로는 특정 공법을 사면에 적용하여 효과를 분석하여 결과를 도출하는 사면녹화 공법 관련 연구(Kim and Lee, 1998; Ahn, 1999; Ahn et al., 2004), 녹화식물을 활용하여 사면녹화 효과를 분석하는 사면녹화 식물과 관련한 연구(Hong and Kim, 1998; Jeon and Woo, 1999; Jung et al., 2004; Lee et al., 2004; Song et al., 2005; Kim, 2013), 제작된 사면녹화토를 활용한 실험을 통해 특성을 분석하는 사면녹화 토양 관련 연구(Oh et al., 2017)가 주를 이루고 있어 크게 공법, 식물, 토양 분야로 구분할 수 있다. 이렇듯 사면녹화 관련 연구는 대체적으로 기술적인 측면에서 실험을 통한 분석결과 도출에 관한 연구가 이루어지고 있는 것으로 파악할 수 있으나, 아직까지는 실제 사례지를 통해 제반여건과의 관계성을 분석하여 사면녹화의 하자발생을 줄이기 위한 실무적 대안에 대한 방향성을 제시하는 연구는 부족한 실정에 있다.

본 연구에는 사면녹화 내 공법 혹은 식생적 측면을 다루기보다는 사면녹화 대상지의 환경적 요건이 시공 후 하자발생에 있어 실질적으로 고려해야 할 제반여건을 분석하고자 하였다. 이를 위해서는 실제로 녹화를 진행한 실제 대상지를 바탕으로 사면녹화의 녹화공법의 평가와 제반적 여건의 고찰을 검토하여 사면녹화의 상태와 제반여건 간의 관계성을 분석할 필요가 있으며, 이를 통해 향후 사면녹화의 하자발생률을 줄이고 효과적인 녹화를 위한 실무적 기초자료로서 활용을 목적으로 연구를 진행하였다.

2. 연구재료 및 방법

2.1. 연구대상지 및 범위

본 연구의 대상지는 2022년 3월~5월 사면녹화를 시공하고 현재까지 유지관리 및 보완 시공을 진행하고 있는 전라남도 여수시 경호동 1013번지 일대인 세이지우드 CC 여수 경도 내 5개 대상지를 선정하여 분석을 진행하였다. 세이지우드 CC 여수 경도는 도서지역인 해안생태계지역임과 동시에 관광지역인 골프장으로 운영되고 있는 지역이며, 사례대상지(Table 1)의 시공전, 시공일, 시공완료, 시공후에 대한 현황사진은 다음 Table 2와 같다. 구체적으로 site 1은 오동도 5~6번홀 사이 9,000 ㎡의 비탈면, site 2는 돌산도 1번홀 7,600 ㎡의 비탈면, site 3은 돌산도 2번홀 6,700 ㎡의 비탈면, site 4는 금오도 2번홀 7,200 ㎡의 비탈면, site 5는 금오도 8번홀 2,600 ㎡의 비탈면으로 선정하였다. 해당 대상지의 복원녹화목표는 「도로비탈면 녹화공사의 설계 및 시공지침」(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2009)을 기반하여 지역적 특성인 해안생태계지역이라는 지리적 여건을 고려하여 염해에 강한 종자 배합을 통해 초본위주형 복원목표를 설정하였으며, 주변 자연경관과 조화되는 경관녹화를 목적으로 시딩, 관목, 교목 등을 고려한 후 적합한 종자배합을 통해 식재하여 비탈면의 경관개선을 진행하였다.

Table 1.

Study sites

Table 2.

Study sites images

2.2. 조사 및 분석방법

각 연구대상지의 조사 및 분석방법으로는 각 연구대상지별로 제반여건(Tabel 3)을 검토하고 녹화공법평가표(Table 4)를 활용하여 녹화공법의 평가를 시행하였다. 제반여건과 녹화공법평가표는 국토해양부의「도로비탈면 녹화공사의 설계 및 시공지침」, 국토교통부의 「비탈면 녹화 및 조경」(2016), 국토교통부의「건설공사 비탈면 설계기준」(2016)과 실질적으로 시공할 시 검토해야 할 항목을 기반하여 제반여건의 분석항목은 시공내용, 시공시기, 투입인력, 사용기자재, 향, 경사도, 표면풍화 및 침식유무, 토질, 종자배합율로 설정하여 진행하였다. 관수의 경우 사례대상지가 골프장으로 자동관수체계가 갖추어져 있기 때문에 제반여건에서 별도로 관수조건은 따로 언급하지 않았다. 구체적으로 시공내용은 초본류식재, 수목류식재, 종자 뿜어붙이기, 식생기반재 뿜어붙이기, 기타 공법 등 대상지에 활용한 녹화공법의 검토, 시공시기는 시공을 시작한 시기와 하자보수가 진행된 시기의 검토, 투입인력은 사면녹화 시공시 투입된 인력 검토, 사용기자재는 사면녹화 시공시 사용된 기자재 검토, 향은 비탈면의 동서남북의 향의 검토, 경사도는 비탈 상부에서 비탈 하부까지의 기울어진 정도, 표면풍화 및 침식유무는 식생기반재에서 나타나는 침식, 이탈 등의 여부, 토질은 점질토사, 사질토사 등 토양의 성질을 검토하였으며, 종자배합율은 해당 대상지 내에 식재된 식물종의 배합을 검토하였다.

Table 3.

Evaluation items for various conditions (Source: modified from Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2009; Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2016a, 2016b)

Table 4.

Criteria for evaluation and distribution of evaluation table of greening method (Source: Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2009)

녹화공법평가표는 크게 재료, 품질, 경제성으로 세분화하여 정성·정량적 평가를 진행하며, 이에 해당하는 세부적인 평가기준과 방법은 Table 5와 같다. 구체적으로 재료의 경우, 토양 및 종자 품질의 평가로 해당 기준을 기점으로 합격, 불합격의 여부가 판단된다. 품질의 경우, 식물생육, 출현종수, 식생기반재 물리적 특성, 탈락 및 붕괴지점은 정량평가, 녹화 지속성 및 식생침입 가능성, 주변 환경과의 유사도는 정성평가로 진행한다. 식물생육의 경우에는 전체적인 식생피복율, 외래도입초종의 식생피복율, 식생생육량, 병충해를 평가하며, 본 연구의 대상지의 경우 초본식생만을 사용하여 목본류의 평가를 제외하고 초본위주형 기준으로 검토를 하였다. 출현종수는 목본성립본수, 초본 및 목본의 출현종수, 생태계교란 및 위해종 침입을 평가하며, 식물생육과 마찬가지로 초본위주형 기준으로 검토를 진행하였다. 경제성의 경우, 도급가 기준 시공단가에 대한 정량적 평가로 진행하였다.

Table 5.

Evaluation criteria and methods for evaluation table of greening method (Source: Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2009)

3. 결과 및 고찰

3.1. 연구대상지별 제반여건 현황

본 연구대상지별 제반여건(Table 6)을 살펴보면 site 1~site 5 모든 대상지는 공통적으로 1:1.2의 경사도의 깎기비탈면에 리핑암과 풍화암의 토질로 습식공법 중 하나인 얇은식생기반재 뿜어붙이기를 시행한 사면녹화 시공 대상지이다. 모든 대상지에 적용된 얇은식생기반재 뿜어붙이기는 식생기반재, 토양개량재, 비료와 종자를 압력 수를 사용하여 분사식으로 뿜어 붙이는 형태인 습식공법으로 초본식물를 조성하여 자연스러운 경관을 조성하고자 하였으며, 식물생육이 불가능한 척박토사, 경질토사, 리핑암 구간에 무망 혹은 보조재 설치를 통해 유기질녹화토양 및 종자를 살포하여 안정적이고 자연스러운 천이를 유도하는 공법을 적용하였다(Ministry of Land, Infrastructure and Transport, 2016; SUNGWON Landscape Architecture, 2023). 이러한 공법을 시공하기 위해 투입된 인력은 모두 각 대상지별로 5인이며 본 연구대상지에는 섬유망, 앙카핀, 종자, 식생기반재를 활용하여 환경적 영향을 최소화하고 작업기간과 비용적 측면에서 효율적으로 작업할 수 있는 SMP공법(seed spray method to form a pattern)을 통해 두께 5 cm로 설정하여 시공하였다. 대상지별 향은 site 1은 북향, site 2와 site 4는 남북향, site 3과 site 5는 북서향으로 나타났으나, 위치적으로 보면 site 5의 홀의 자리만 섬 좌측에 있어 해풍의 영향을 직접적으로 받는 구간에 위치하고 있다. 시공시기는 1차는 2022년 3월에 시공을 시작하였으며, 하자 및 유지관리 시공인 2차는 2023년 3월, 3차는 2023년 6월에 시행하였다. 2022년 극심한 가뭄으로 2년에 걸쳐 보완시공을 통해 활동적인 발아를 유도하였으나, site 5는 2차 하자 및 유지관리 시공이 있었음에도 불구하고 식생발아율이 떨어져 피복이 되지 않아 사면에 표면풍화 및 침식유무에 대한 하자가 지속적으로 나타났으며, 이를 개선하고자 3차 보완시공까지 이루어졌다. 각 대상지별 사용종자는 남부 해안 도서지역이라는 지리적 여건을 고려하여 염해에 강한 종자로 배합하고자 하였으며, 각 대상지별로 인근 경관과 어우러질 수 있도록 식생을 선정하여 시공을 진행하였다. 구체적으로 site 1에서는 1차시공시 구절초(40.0%), 톱풀(20.0%), 안개초(40.0%), 2차시공시 구절초(35.0%), 샤스타데이지(35.0%), 수염패랭이(15.0%), 금영화(15.0%)로 시행하였다. site 2에서는 1차시공시 꿀풀(28.3%), 물망초(11.7%), 소래풀(18.3%), 도라지(23.3%), 수레국화(18.3%), 2차시공시 구절초(35.0%), 샤스타데이지(35.0%), 꽃양귀비(15.0%), 수염패랭이(15.0%)로 시행하였다. site 3은 1차시공시 벌노랑이(30.0%), 금계국(30.0%), 루드베키아(20.0%), 숙근천인국(20.0%), 2차 시공시 구절초(35.0%), 샤스타데이지(35.0%), 금영화(15.0%), 춘차국(15.0%)로 시행하였다. site 4는 1차시공시 자주루드베키아(40.0%), 크림슨크로버(30.0%), 꽃양귀비(15.0%). 말뱅이나물(15.0%), 2차시공시 구절초(35.0%), 샤스타데이지(35.0%), 황화코스모스(30.0%)로 시행하였다. site 5는 1차시공시 금영화(15.0%), 달맞이꽃(25.0%), 벌노랑이(30.0%), 금계국(30.0%), 2차시공시 구절초(35.0%), 샤스타데이지(35.0%), 수염패랭이(15.0%), 금영화(15.0%)로 시행하였으며, 2차 보완시공에도 불구하고 국토해양부의 「도로비탈면 녹화공사의 설계 및 시공지침」에 기반한 비탈면 복원목표별 식생생육판정 기준에 따라 피복율이 50% 이하이면서 식생기반이 유실되어 식물의 성립이 기대되지 않아 3차 보완시공에서는 벌노랑이(10.0%), 금계국(10.0%), 춘자국(10.0%), 산국(10.8%)을 배합하여 재시공하였다.

Table 6.

Status of various conditions for each study site

3.2. 연구대상지별 녹화공법 평가

모든 연구대상지의 녹화공법 평가결과(Table 7)는 재료적 측면에서 있어 토양 및 종자품질의 경우 기준 항목에 따라 모든 대상지가 합격을 하였다. site 1~4에서는 본 대상지에 해당되는 초본위주형의 항목에 맞추어 전체적인 식생피복율의 평가결과 site 1~site 4는 80% 이상 피복되어 있어 15%의 배점을 부여하였으며, 그에 반해 site 5는 60% 미만 피복되어 있어 5%의 배점을 부여하였다. 한지형초본 등 외래도입초종의 피복율을 평가한 결과 site 1~site 4는 30% 미만 피복되어 있어 0%의 배점을 부여하였으나, site 5의 경우 60% 이상 피복되어 –5%의 배점을 평가하였다. 한지형초종을 제외한 식생생육량에서는 site 1~ site 4는 양호한 것으로 평가되어 5%의 배점을 적용하였으나, site 5의 대상지만 불량한 것으로 나타나 1%의 배점으로 평가하였다. 여름철 하고현상, 계절별 병충해 등을 조사하는 병충해의 경우 site 1과 site 5가 보통으로 평가되어 3%의 배점을 부여하였으며, 나머지 대상지들은 양호한 것으로 평가되어 5%의 배점을 부여하였다. 출현종수에서 목본성립본수의 경우 본 대상지에 해당되지 않은 항목으로 평가를 하지 않았으며, 초본 및 목본의 출현종수에 있어서는 site 1~site 4는 80% 이상으로 15%의 배점, site 5는 60% 미만으로 5%의 배점을 부여하였다. 위해종과 교란종에 의한 교란정도를 측정하는 생태계교란 및 위해종 침입 평가의 경우 site 1~site 5 모두 중으로 평가되어 –3%의 배점을 적용하였다. 식생기반재 물리적 특성의 경우 식생기반재의 토양경도, 토양습도를 측정하였으며, site 1~site 5 모두 양호로 평가되어 10%의 배점을 부여하였다. 다만, 탈락 및 붕괴지점 평가의 경우 site 5만 시험시공면적 내 탈락 및 붕괴 지점 수가 조사되어 불량인 1%의 배점으로 평가되었다. 녹화 지속성 및 식생침입 가능성 평가에서는 3~5년 정도 지난 기존 시공지에서의 녹화 지속성 및 천이여부를 평가하는 것이나, 본 연구에서는 최근 1년 내 시공을 한 대상지로 1년을 기준으로 평가하였으며, 모든 대상지는 보통으로 평가되어 3%의 배점으로 부여하였다. 주변 환경과의 유사도의 경우, 주변 환경과의 생태적 경관 조화성을 평가하는 것으로 피복 점유율이 낮고 표면풍화 및 침식유무가 있는 site 5만 –3%의 배점으로 평가되었다. 시공단가의 경우 시험시공 참여업체의 최저가를 기준으로 상대평가를 진행한 결과 site 1~site 4는 130% ~ 160%로 24%의 배점, site 5의 경우 161%~190%로 18%의 배점을 부여하였다. 종합적인 결과를 보면 site 1은 77%, site 2는 79%, site 3은 79%, site 4는 79%, site 5는 35%로 site 5가 현저히 낮은 배점으로 나타난 것을 파악할 수 있었다.

Table 7.

Evaluation table of greening method for each study site

4. 결 론

국내에서 다방면의 개발사업으로 인해 불가피하게 나타나고 있는 사면을 표면풍화와 침식으로부터 보호하고 친환경적 복원을 통해 인근 경관과의 조화, 안전성 도모 등을 실천하고자 사면녹화 시공과 공법에 대한 연구가 지속적으로 선행되어지고 있으나, 아직까지 낮은 발아율, 침식구간의 발생 등 녹화시공의 하자발생에 있어서 명확한 원인분석을 위한 제반여건의 검토를 통한 녹화공법간의 관계성을 분석하는 연구는 부재한 것으로 파악된다. 이에 본 연구에서는 실제 사면녹화 시공을 진행한 전라남도 여수시 경호동 1013번지 일대인 세이지우드 CC 여수 경도 내 5개의 대상지를 선정하여 선행연구를 기반한 제반여건 항목설정을 통해 해당 대상지의 제반여건을 검토하고 기존 가이드라인에 명시되어 있는 평가표를 활용하여 녹화공법평가를 시행하였으며, 그 관계성을 검토하고자 하였다. 그 결과 site 5인 금오도 8번홀만 다른 대상지 대비 녹화공법평가에서 종합 35%라는 현저히 낮은 배점으로 나타났으며, 그 이유는 제반적 여건에 차이가 있는 것으로 파악되었다. 구체적으로 연구대상지의 제반여건을 살펴보면 site 1~site 5는 동일한 지역 내에서 공법, 시공시기, 사용기가재, 경사도, 토질 또한 동등한 조건으로 시공되었으나, site 5만 식생발아율이 떨어져 피복이 되지 않아 사면이 노출되고 일부 침식구간이 나타나 3차 보완시공까지 이루어졌으며, 해당 금오도 8번홀은 섬 좌측에 위치하고 있어 북서풍의 영향으로 직접적인 해풍의 영향이 있는 구간에 있어 지속적인 하자가 발생한 것으로 판단된다.

즉 금오도 8번홀에서는 사면녹화 시공 전 녹화의 제반적 여건을 고려하여 직접적인 해풍으로 인한 염해의 피해를 방지할 수 있는 여건을 마련한 후 녹화시공이 이루어졌어야 할 필요성이 있는 것으로 볼 수 있다. 이를 통해 동일한 지역에 공사를 진행할지라도 사전에 충분한 제반여건의 평가가 이루어지지 않는다면 공사의 하자가 발생하거나 공사로 인한 효과를 충분히 보기 어려운 경우가 발생할 수 있음을 추론할 수 있었다. 현재 사면녹화의 발주형태는 물량과 공법에 따라 시행되고 있으나, 공법의 단순한 시험시공뿐만 아니라 해당 대상지의 면밀한 항목에 따른 제반적 여건 검토와 더 나아가 우리나라의 지리적 위치로 인해 발생하는 제반적 여건의 차이를 극복할 수 있는 각각의 지역적 특성에 적합한 제반여건 사전평가에 대한 가이드라인이 필요할 것으로 사료되며, 이를 토대로 공사비를 측정하거나 공법을 산정할 수 있도록 이루어질 필요가 있는 것으로 판단된다. 또한 추후 기후변화, 지형붕괴 등과 같은 다양한 상황에서 나타날 수 있는 제반여건의 변화 속에서도 유연하고 효율적으로 사면녹화 시공이 이루어질 수 있도록 사전에 제반여건을 평가할 수 있도록 제도적 장치의 마련이 필요할 것으로 파악된다. 본 연구에서는 실질적으로 사면녹화 시공 대상지를 기반으로 제반여건과 사면녹화의 관계성을 분석하여 실무적 기초자료로도 활용가능하도록 시사점을 도출하고자 하였으나, 도서지역이면서 골프장이라는 특수한 상황에서의 세이지우드 CC 여수 경도의 사례만을 바탕으로 검토하여 범용가능한 연구결과에 있어 한계성을 갖고 있어 향후 보다 다양한 지역에서의 대상지를 토대로 제반여건과 사면녹화 간의 관계성에 대한 연구를 지속적으로 진행할 필요가 있다.

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