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초록
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가정용수의 용도별 사용량은 주거형태, 거주자 생활양식, 주택구조 등의 내부적인 요인과 온도, 날씨, 수도요금 등과 같은 다양한 외부요인들의 영향을 받게 된다. 장기적으로는 거주민의 생활양식, 주거형태, 수도관련 시설의 변화 등에 따라 사용량이 점진적으로 변화하게 되며, 단기적으로는 기온이나 가뭄과 같은 기후조건이나 절수정책과 같은 인위적인 영향에 의해 사용량이 크게 변화하기도 한다. 용수수요에 영향을 미치는 인자에 대한 분석과 이해는 사용량의 변화원인과 경향을 설명해주고 여러가지 인자와의 상관관계를 분석함으로서 물사용패턴과 향후 수요를 예측하는데 도움을 준다. 본 연구에서는 가정용수의 용도별 사용량 실측자료를 바탕으로 사용패턴과 사용량에 미치는 영향인자를 분석하기 위하여 요일별, 월별, 계절별 사용량을 비교하고, 또한 가구특성, 기온 등의 외부인자에 의해 영향을 받는 용도에 대해서도 살펴보았다. 가정용수의 사용패턴을 분석한 결과, 토요일에 사용량이 가장 많고, 월간 중에는 7월의 사용량이 가장 높았으며, 월별 사용량의 첨두율은 평균대비 1.12로 나타났다. 기온에 따른 용도별 사용경향에서 총량용수는 $-14^{\circ}C{\sim}0^{\circ}C$까지 물사용량이 급격하게 증가하는 경향을 보였으나, $0^{\circ}C$이상에서는 큰 변화양상을 보이지 않았다. 반면에 세면, 세탁, 욕조용수는 $0^{\circ}C$이상에서도 점진적인 증가경향을 보였으나, 변기용수는 오히려 감소하는 경향을 보였다. 기온에 대한 용도별 사용량의 상관관계 분석결과 세면용수가 상관계수 0.73으로 상관성이 가장 높았으며, 변기용수는 -0.14로 매우 낮은 음의 상관성을 보였다. 각 인자별로 가정용수 사용량 원단위의 차이에 대한 유의성 여부를 검토하기 위하여 주택유형, 실거주인수, 가족구성, 건평, 수입, 맞벌이여부, 절수형변기, 비데기유무 등에 대하여 분산분석을 수행한 결과, 주택유형의 경우 욕조용수의 사용량에 차이가 발견되었고, 실거주인수는 싱크대, 변기, 기타, 총량용수에서 유의한 차이가 발견되었다. 특히 실거주인수는 세면과 욕조를 제외한 모든 용도별 사용량에서 유의한 차이를 보여 거주인수의 증감에 따라 용도별 사용량의 차이가 분명히 발생하며, 이는 향후 가구당 용수사용량을 설계하는 경우 평균 거주인수에 대한 신중한 검토가 필요할 것으로 판단되었다. 이러한 가정용수의 용도별 사용특성 분석결과는 수요예측, 수요관리 정책수립, 수도관련 기자재 및 시설의 규격결정 등에 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

End-uses of household water have been changed by a life style, housing type, weather, water rate and water supply facilities etc. and those variables can be considered as an internal and exogenous factors to estimate long-term demand forecasts. Analysis of influential factors on water consumption in...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 이상은 등(2007)은 장기적인 물수요 예측에 널리 활용되고 있는 인과/구조모델과 시스템다이나믹스 기법을 이용하여 용수수요량 모델을 제안하였는데, 모델의 변수는 Foster et al.(1979)의 연구를 참고하여 가정용수 사용량에 미치는 영향이 큰 인자로 가구당물소비량(m3, Q), 평균수도요금(원/m3, P), 가구수입(백만원, Y), 여름철강수량(mm, R), 평균가구인수(명, N) 등을 변수로 설정하였다. 이처럼 용수수요의 변화에 영향을 미치는 인자에 대한 분석과 이해는 기초 사용량 자료 분석에서 반드시 필요하고, 다양한 인자와의 상관관계를 분석함으로서 물사용패턴과 향후 경향을 정확하게 예측할 수 있다.
  • 가정용수의 용도별 유량조사를 위한 표본가구 선정은 인구, 가구수 등의 인문, 사회적 인자와 유량계 설치, 자료전송 등의 기술적 측면을 동시에 고려하여 전국 140여개 가구를 선정하였다(한국수자원공사, 2001). 가정내 용도별 구분은 총량 용수, 변기용수, 세면용수, 욕조용수, 싱크대용수, 세탁용수, 기타용수 등으로 구분하였다. 표본 가구에서 용도별 유량자료를 취득하기 위하여 전자식유량계에 데이터 저장과 무선 전송이 가능한 로거를 부착한 유량모니터링 시스템을 제작하여 각각의 수도꼭지에 설치하였다.
  • 분산분석(ANOVA)은 두 집단 또는 세 집단 이상의 평균을 비교 검정하여 유의한 차이가 있는지를 평가하는 방법이다(심정욱 외, 2001). 본 연구에서는 가정용수를 용도에 따라 변기, 싱크대, 세탁기, 욕조, 세면, 기타 총량용수로 분류하고 각 용도별 용수들을 대상으로 주택유형, 실 거주인원, 가족구성, 맞벌이여부, 건평, 수입, 절수형변기 여부, 비데기 유무 등의 가구특성 항목중 질적 인자를 중심으로 집단을 분류하여 그룹간의 용도별 평균 사용량의 차이를 비교하였고, 다중비교방법으로는 Duncan의 방법을 통하여 검정하였다.
  • 본 연구에서는 가정용수의 용도별 사용량 실측자료를 바탕으로 사용패턴을 분석하기 위하여 시계열(요일, 월, 계절) 사용량을 비교하였고, 사용량에 미치는 영향인자를 평가하기 위하여 가구특성인자, 기온 등의 외부인자에 대한 상관분석, 분산분석 등을 통하여 용도별 사용특성을 분석하였다.
  • 가정내 용도별 구분은 총량 용수, 변기용수, 세면용수, 욕조용수, 싱크대용수, 세탁용수, 기타용수 등으로 구분하였다. 표본 가구에서 용도별 유량자료를 취득하기 위하여 전자식유량계에 데이터 저장과 무선 전송이 가능한 로거를 부착한 유량모니터링 시스템을 제작하여 각각의 수도꼭지에 설치하였다. 유량 실측기간은 2002~2006년 이다(Fig.

대상 데이터

  • 가정용수의 용도별 사용량과 기온의 상관관계를 파악하기 위하여 서울지역 31가구의 용도별 실측자료를 추출하였다. 기온과 총량용수 원단위 전체를 도시한 결과, 총량용수는 Fig.
  • 가정용수의 용도별 유량조사를 위한 표본가구 선정은 인구, 가구수 등의 인문, 사회적 인자와 유량계 설치, 자료전송 등의 기술적 측면을 동시에 고려하여 전국 140여개 가구를 선정하였다(한국수자원공사, 2001). 가정내 용도별 구분은 총량 용수, 변기용수, 세면용수, 욕조용수, 싱크대용수, 세탁용수, 기타용수 등으로 구분하였다.
  • 공급량 자료는 수도권광역상수도가 공급되는 성남지역의 분당 제2배수지와 분당 제1소배수지로 급수되는 유량자료를 이용하였으며, 이 지역의 급수인구는 2001년 기준 분당 제2 배수지 182,864인, 제1소배수지 20,825인으로 전체 203,689 인이다.

데이터처리

  • 2. 각 인자별로 가정용수 사용량 원단위의 차이를 검토하기 위하여 주택유형, 실거주인수, 가족구성, 건평, 수입, 맞벌이여부, 절수형변기, 비데기유무 등에 대하여 분산분석을 수행하였다. 주택유형의 경우 욕조용수의 사용량에 차이가 발견되었고, 가족구성의 경우 싱크대, 변기, 기타, 총량용수에서 유의한 차이가 발견되었다.
  • 또한 실거주인원이 많아질수록 용도별 용수의 평균사용량은 당연히 증가하는 경향을 보였으며, 변기용 수와 싱크대 용수 등에서 실거주인원이 2인인 경우와 6인 이상인 경우가 다른 경우(3, 4, 5인)와 유의한 차이가 나타나 Duncan 사후검정을 실시하고 검증결과를 Table 7에 제시하였다. 가족구성에 대하여 1세대, 2세대, 3세대, 기타 가구로 4그룹으로 분류하여 사용목적별로 분석한 결과 변기, 싱크대, 기타, 총량용수는 유의수준 0.05에서 그룹별로 유의한 차이가 나타났으며 유의한 차이가 있는 용수들에 대하여 Duncan 사후검증을 실시하여 Table 8에 결과를 제시하였다.
  • 주택유형별 분산분석결과에 대한 Duncan의 사후검증결과는 Table 6과 같으며, 단독주택과 아파트, 아파트와 공동주택은 욕조용수 사용량의 차이가 유의하지 않다고 볼 수 있는 반면, 단독주택과 공동주택 간에는 유의한 차이가 있는 것으로 보인다. 또한 실거주인원이 많아질수록 용도별 용수의 평균사용량은 당연히 증가하는 경향을 보였으며, 변기용 수와 싱크대 용수 등에서 실거주인원이 2인인 경우와 6인 이상인 경우가 다른 경우(3, 4, 5인)와 유의한 차이가 나타나 Duncan 사후검정을 실시하고 검증결과를 Table 7에 제시하였다. 가족구성에 대하여 1세대, 2세대, 3세대, 기타 가구로 4그룹으로 분류하여 사용목적별로 분석한 결과 변기, 싱크대, 기타, 총량용수는 유의수준 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
분산분석이란? 분산분석(ANOVA)은 두 집단 또는 세 집단 이상의 평균을 비교 검정하여 유의한 차이가 있는지를 평가하는 방법이다(심정욱 외, 2001). 본 연구에서는 가정용수를 용도에 따라 변기, 싱크대, 세탁기, 욕조, 세면, 기타 총량용수로 분류하고 각 용도별 용수들을 대상으로 주택유형, 실 거주인원, 가족구성, 맞벌이여부, 건평, 수입, 절수형변기 여부, 비데기 유무 등의 가구특성 항목중 질적 인자를 중심으로 집단을 분류하여 그룹간의 용도별 평균 사용량의 차이를 비교하였고, 다중비교방법으로는 Duncan의 방법을 통하여 검정하였다.
가정용수의 용도별 사용량은 어떠한 요인에 영향을 받는가? 가정용수의 용도별 사용량은 주거형태, 거주자 생활양식, 주택구조 등의 내부적인 요인과 온도, 날씨, 수도요금 등과 같은 다양한 외부요인들의 영향을 받게 된다. 장기적으로는 거주민의 생활양식, 주거형태, 수도관련 시설의 변화 등에 따라 사용량이 점진적으로 변화하게 되며, 단기적으로는 기온이나 가뭄과 같은 기후조건이나 절수정책과 같은 인위적인 영향에 의해 사용량이 크게 변화하기도 한다.
상관분석에서 사용되는 상관관계의 척도는 어떠한 것을 다루는가? 상관분석은 두 개 이상의 연속형 변수들 간에 어떠한 연관성이 존재하는지를 알아보기 위한 방법으로 변수들의 원인과 결과에 관한 관계를 밝히는 것이 아니라 단순한 상관성을 분석하고자 하는 것이 목적이다(심정욱 외, 2001). 여기에서는 상관관계의 척도로서 Karl Pearson이 제시한 상관 계수를 다루는데 이는 두 양적인(연속형의) 변수간의 선형 연관성의 정도를 나타내주는 척도로서, 공분산이 변수의 단위나 범위에 영향을 받는 점을 해결하기 위해 이를 표준화시킨 값이다.
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참고문헌 (14)

  1. 건설교통부, 한국수자원공사(2002) 실측을 통한 생활용수의 예측 모델 개발 

  2. 김주환, 김화수, 이두진, 김기형(2007) 가정용수의 용도별 사용량 모니터링을 통한 물수요 특성 분석, 대한환경공학회지, 대한환경공학회, 제29권, 제8호, pp. 864-869 

  3. 심정욱, 손영숙, 백장선(2001) 수리통계학, 자유아카데미 

  4. 이상은, 최동진, 박희경(2007) 시스템 다이나믹스를 이용한 도시 물수요 장기 예측의 동적 모델 연구, 대한상하수도학회지, 대한상하수도학회, 제21권, 제1호, pp. 75-82 

  5. 한국수자원공사(2001) 용도별 유량계 설치를 위한 표본선정 수립 용역 보고서 

  6. AWWA Research Foundation (2000) Commercial and institutional end uses of water, AWWARF, Denver 

  7. AWWA Research Foundation (1999) Residential end uses of water, AWWARF, Denver 

  8. Cochran, R. and Cotton, A.W. (1985) Municipal water demand study, oklahoma city and tulsa, oklahoma, Water Resources Research, Vol. 21, No. 7, pp. 941-943 

  9. Darmody, J., Maddaus, W., and Beatty, B. (1998) Water use surveys improve the effectiveness of demand management, Proceedings of the 11th IWSA-ASPAC Regional Conference, Integrating the Urban Water Cycle, Sydney, 1-5 November 

  10. Denver Water (2006) Post drought changes in residential water use 

  11. Duncan, D.B. (1955) Multiple range and multiple F tests, Biometics, Vol. 11, pp. 1-42 

  12. Foster, H.S. and Beattie, B.R. (1979) Urban residential demand for water in the united states, Land Economics, Vol. 55, No. 1, pp. 43-58 

  13. Gibbs, K.C. (1978) Price variable in residential water demand models, Water Resources Research, Vol. 14, pp. 15-18 

  14. Zhou, S.L., McMahon, T.A., Walton, A., and Lewis, J. (2000) Forecasting daily water demand: a case study of Melboune, Journal of Hydrology, Vol. 236, pp. 153-164 

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