[논문]하수관내 불명수 직접측정과 기존 방법의 비교 분석

최계운; 백승협; 이호선; 김동언

하수관내 불명수 직접측정과 기존 방법의 비교 분석
The Comparative Analysis of the Method on I/I and Direct Research in Sewer Network 원문보기

최계운 (인천대학교 토목환경시스템공학과) , 백승협 (인천대학교 토목환경시스템공학과) , 이호선 (인천대학교 토목환경시스템공학과) , 김동언 (인천대학교 토목환경시스템공학과)

하수관거정비 전 후에 문제관을 판별하고 원인분석에 사용되어지는 불명수 산정방법이 대상유역을 평균적으로 분석하는 방법을 주로 사용하고 있고 이러한 분석방법조차 정확히 어느 정도 실제 불명수 발생량과 일치하는지에 대한 연구도 미비한 실정으로 분석방법의 적용성에 대한 평가가 시급한 상태이다. 본 연구에서는 직접측정이 가능한 대상유역내에서 직접측정과 기존 문헌상 제시되어 있는 침입수/유입수 분석방법(물사용량 평가방법, 일 최대 침입수량 평가방법, 최대-최소 유량 평가방법, 야간 활동인구 사용수량 평가방법, 일 평균 최저유량-수질 평가방법)을 사용하여 하수관거내 I/I량을 산정하였으며, 동일 기간내 실제 현장의 I/I량을 산정하여 비교하였다. 대상지역은 H시로 조사지점은 사전답사 후 6개의 직접측정지점을 선정하고 소유역의 하단에는 유량계를 사용하였으며, 본 조사지역의 주변에 공장이나 물사용량이 많은 시설물은 없었으며 따라서 야간에는 하수발생량이 적게 발생되고, 보다 정확한 조사를 위하여 유량이 거의 발생하지 않는 새벽시간에 직접측정을 실시하였다. 조사기간은 2007년 10월29일부터 11월13일까지 측정하였고 수질의 경우 11월3일과 6일의 평균 채수 값을 사용하였다. 본 연구를 수행한 결과 본 연구의 대상지역인 주거지역이 밀집된 경우 야간생활하수량이 적용되는 야간 생활 하수평가기법이 가장 합리적인 것으로 분석 되었다.

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문제 정의

본 연구는 기존 불명수량의 적용성을 확인하기 위해 시의 세농지역을 대상유역으로 선정하고 유량계를 설치하여 유량 및 수질을 조사하였다.
불명수 산정방법 또한 대상유역을 평균적으로 분석하는 방법을 주로 사용하고 있고 이러한 분석방법조차 정확히 어느 정도 실제 불명수 발생량과 일치하는지에 대한 연구도 미비한 실정으로 분석방법의 적용성에 대한 평가가 시급한 상태이다. 본 연구에서는 기존문헌상 제시되어 있는 하수관거 내 침입수 유입수 분석방법별로 실제 유역에 적용하여 각 분석방법별 적용성을 평가하여 보다 합리적인 침입수 유입수 분석방법을 제시하였다.

제안 방법

기존방법인 물 사용 평가기법 일 최대 침입수량 평가기법 최대-최소 유량기법, 야간사용수량기법, 일평균▪최저유량-수질 평가기법을 사용하여 유량조사를 실시한 세농지역의 지점에 대하여 I/I분석을 수행하였다.
물 사용량 평가기법, 일 최대 -최소 유량 평가기법, 최대유량평가기법, 야간활동인구 사용량 평가기겁, 일 평균▪최저유량-수질 평가기법으로 I/I량을 산출하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
본 연구에서는 기존의 방법에 의한 I/I 평가방법과 비교, 분석을 위하여 유입되는 관로에서 직접 유량을 받아 실측하는 방식으로 I/I를 조사하였다.
조사지점의 집수구역상에 많은 하수를 발생시키는 공장지역이 없고 물류창고나 소규모 제조업의 경우 물 사용량이 미비하다. 야간에는 하수를 거의 발생시키지 않으므로 유량이 거의 없는 새벽 시간에만 조사를 하였으며 해당유역의 가정 지역의 불이 전부 꺼져있고 깨끗한 물이 일정하게 유입되는 때를 야간 최저유량시간으로 설정하여 측정하였다.
연구대상지역의 기초자료중 인구수조사는 대상지역의 유역내 분포하는 모든 오수발생지역을 방문하여 인구수조사를 수행하였다. 그림 2.
연구대상지역인 세농지역의 유량계를 설치하여 문헌상 제시되어 있는 불명수량 산정을 위한 기초조사를 수행하였다. 그림 3.

대상 데이터

본 연구는 기존 평가방법과 실측된 불명수량을 비교하여야 하므로 실측이 쉽고 배수관망이 비교적 간단하며 기존 평가방법을 수행하는데 문제가 없는 지점이어야 한다.따라서 기초자료 파악이 용이하며 유역하류에 유량계 설치조사가 가능한 대상유역 중 직접측정이 가능하도록 현장 접근이 용이한 지역중 경기도시의 소유역 산곡의 세농유역을 선정하여 연구를 진행하였다.
유량측정기간은 2007년 10월 29일부터 11월 13일까지 유량을 측정하였고, 조사기간 중 11월 9일 1.5mm의 강우가 있었으며, 그림 4.는 전체 유량데이터 그래프를 나타낸 것이다. 평균유량은 79.

성능/효과

1. 오수전환율에 따라 산정값이 달라지는 물 사용 평가 기법의 경우 오수전환율이 과다하게 산 정되어 불명수량이 12.57CMD로 측정되었다. 이 값은 실측 유량평가방법에 의한 36CMD의 34% 수준으로 기존 평가방법 중 가장 낮게 분석되었다.
2. 일 최대 침입수량 평가기법과 최대-최소 유량평가 기법의 경우 야간의 사용량을 반영하지 못함으로 실측값보다 17% 높게 분석되었으며, 기존 평가방법 중 가장 높은 값을 나타내며 동시에 실측 유량평가 방법보다 유일하게 높은 값이기도 하다.
3. 야간 생활하수 평가기법의 경우 실측 유량평가의 유량의 89.2% 수준으로 36CMD보다 3.88CMD 적게 측정되었다. 본 대상지역처럼 주거지역이 밀집된 경우 야간생활하수량이 적용되는 야간 생활하수 평가기법이 실측 유량평가기법과 값의 차이가 가장 적게 나타나 가장 합리적인 것 으로 분석 되었다.
은 조사지역인 세농지역의 인구 구성비를 나타낸 것이다. 가정집이 73.04%로 가장 높은 구성을 나타내어 대부분 가정집으로 구성되어 있는 유역으로 조사되었다.
88CMD 적게 측정되었다. 본 대상지역처럼 주거지역이 밀집된 경우 야간생활하수량이 적용되는 야간 생활하수 평가기법이 실측 유량평가기법과 값의 차이가 가장 적게 나타나 가장 합리적인 것 으로 분석 되었다.
57CMD로 측정되었다. 이 값은 실측 유량평가방법에 의한 36CMD의 34% 수준으로 기존 평가방법 중 가장 낮게 분석되었다.
는 전체 유량데이터 그래프를 나타낸 것이다. 평균유량은 79.09CMD로 조사되었으며 건기시 최소유량은 42.24CMD이다.

후속연구

본 연구는 기존 평가방법과 실측된 불명수량을 비교하여야 하므로 실측이 쉽고 배수관망이 비교적 간단하며 기존 평가방법을 수행하는데 문제가 없는 지점이어야 한다.따라서 기초자료 파악이 용이하며 유역하류에 유량계 설치조사가 가능한 대상유역 중 직접측정이 가능하도록 현장 접근이 용이한 지역중 경기도시의 소유역 산곡의 세농유역을 선정하여 연구를 진행하였다.
본 연구에서는 직접측정결과에서 관로별 침입수량은 산정할 수 있었으나 기존 평가방법에서는 유역에 대한 평균값만 산정이 가능하여 평가지표로 사용하기에는 한계가 있는 것으로 사료된다.

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