하수관로 설계 기준 개정, 품질 검사 강화, 공사 관리 및 침입수·유입수 분석을 통한 하수관거 정비 효율화 방안 doc_id CNTS-00118872468_27

하수관로 설계 분야에서는 오수관의 최소관경은 D250mm이하의 관경으로 통수능 확보가 가능하여도 유지관리 등을 고려하여 D250mm로 계획하도록 되어있었으나, 한강수계 하수관거정비사업에서는 기술발전과 장비개선 등을 반영하여 오수관 최소관경을 D200mm로 적용하였다. 또한, 기존의 맨홀설치 간격은 유지관리를 고려하여 D600mm이하의 관경은 최대 50m로 규정되어 있었으나, 기술발전과 준설장비의 개선 등을 반영하여 D600mm이하의 관경에서 맨홀 설치간격은 최대 75m간격으로 설치하도록 하였다. 그 외 협소한 기존의 도로 및 골목길에 장비투입이 어렵고 지장물이 많은 경우 내경 600mm의 소형맨홀을 설치하는 것으로 규정되어 있으나, 시공시 일부지역은 지장물 등으로 D600mm의 소형맨홀의 설치가 어려운 경우에는 D300mm의 소형맨홀을 적용할 수 있도록 하였다. 개정된 기준을 하수도시설기준(2005)에 반영하였다. 관로 설치 후 품질검사 분야에서는 과거에는 하수관로 설치 후 수밀검사를 대상관로의 50%로 검사하였으나, 한강수계 하수관거정비사업에서는 공사품질 향상을 위해 전체관로(100%)를 대상으로 수밀검사를 시행하는 것으로 개정하여 누수여부 등을 확인하도록 하였다. 또한 맨홀 및 배수설비에 연막 및 염료검사를 시행하는 것으로 하였으며, 이를 개정된‘하수도공사 시공관리요령’(환경부, 2006)에 반영하였다. 그 외, 과거에는 기존 하수관로에 대한 정비대상 선정방법은 청천시에 시행한 관로 내부조사 결과에 따라 A, B등급을 보수대상으로 선정하고 이 중 불량비에 따라 전체보수와 부분보수로 구분하여 계획하도록 하였다. 그러나 정상 판정구간과 부분보수를 시행한 구간 중 강우시 지하수위 상승에 따라 청천시에 발견되지 못한 지점에서 지하수가 유입되거나 부분보수를 시행하지 않은 지점에서 지하수가 유입되는 경우가 발생하여, 이에 기존 하수관로 정비계획 수립을 위한 관로 내부조사를 시행 할 때에는 청천시뿐 아니라 강우시도 포함하여 조사가 진행되도록 ‘공공하수도시설 설치사업 업무지침(2007.10)’에 반영하였다. 장기계속공사의 최소발주지역범위는 광역시의 경우 하수처리구역 또는 처리분구, 일반 시·군의 경우 행정구역 전체 또는 하수처리구역으로 하였다. 다만, 재해복구 등 분할발주가 불가피한 경우에는 분할발주를 허용하고 있으며, 이를 위해 정부에서도 지방양여금을 매년 배분하되 향후 3개년에 지원될 규모를 미리 제시하여 장기계속계약이 가능하도록 하였다. 또한 하수관거정비공사의 규모가 책임감리를 시행하기에는 공사규모가 다소 적은 경우가 많으므로 하수처리시설 건설공사를 실시중인 경우 해당 감리전문회사와 추가계약을 체결하거나 지역특성상 하수관거정비공사 현장이 몇 개 지역으로 분산된 경우 이를 통합하여 감리를 시행하도록 하였다. 하수관거정비공사의 감리제도 이행을 확보하기 위하여 시·도지사 및 유역환경관리청장은 기본 및 실시설계 추진상황, 공사발주형태, 감리원배치 및 공사적정이행 상황 등을 지도·감독하도록 하고 있으며 시장·군수는 하수관거정비공사의 단계별 성과목표인 하수처리시설 유입수질 및 불명수저감량 등을 제시하고 정비공사 후 이의 달성여부를 확인하여 하수처리시설 설치 및 운영계획 등에 반영하도록 하였다. 침입수량 분석의 주요 목적은 하수관로 정비에 따른 침입수량의 저감 효과를 검토하기 위함이다. 일반적으로 하수관로 정비 우선순위는 관측된 지점별 침입비를 통해 선정된다. 침입비의 경우 관로 단위길이 당 침입수량, 관로 단위단면적 당 침입수량, 처리구역 면적 당 침입수량 등 다양하게 검토가 가능하다. 양주시의 경우 다지점의 유량 모니터링을 수행하여 하수처리분구 단위의 우선순위 배정이 아닌, 세부지점별 관로정비 우선순위 선정이 가능하였다. 모니터링 지점별 규모 차이가 크게 나타나는 양주시 특성을 표준화하여 관로에 대한 평가를 수행하기 위해 관로정비 우선순위를 침입수량의 계절적 변동율과 침입비(침입수량/일평균오수량)를 기준으로 검토하였다. 침입수량에 대한 하수관로정비 효과를 나타내는 침입비의 값과 계절적 침입수량의 변동율이 타 지점에 비하여 마전-1 지점에서 매우 높게 관측되었다. 해당 지점의 경우 소규모 처리구역이며, 침입수량의 첨두계수와 변동율이 매우 높아 최우선 정비지역으로 선정하였다. 실증 대상 지역인 화도하수처리구역 내 청천시 유량 모니터링 결과를 표기하기위한 최소한의 단위는 지하수위에 변화에 따른 침입수량으로 인한 기저하수량의 증가가 시각적으로 나타나는 우기(여름, 가을)과 건기(봄, 겨울)을 구분하여 하수처리분구의 계획인구수 대비 오수원단위의 변화와, 일평균하수량 대비 침입수량의 변화 등 유입수량을 제외한 모든 설계인자에 대한 분석을 수행한다. 15개 지점에 대한 월별 유량 관측 결과 청천시 유량의 월별 변동폭은 2017년 9월 ~ 2018년 9월 까지 모든기간동안 매우 유사하게 관측되었으며, 강우 기간이 상대적으로 길게 관측된 4월 ~ 8월의 경우 시간최소, 일평균, 시간최대에 해당되는 모든 하수량의 비율이 다른기간에 비하여 상대적으로 약간 높게 관측되었다. 즉 청천시 유량 모니터링 모식도 작성 시, 검토단위는 계절별로 분류하여 수행하였다. RDII량 역시 침입수량과 동일하게 관로 정비에 따른 상대적인 유입수량 저감 효과를 검토하기 위해 산정되며, 일반적으로 관측된 지점 별 유입비를 통해 선정된다. 침입비와 마찬가지로 관로단위길이 당 유입수량, 단위면적 당 유입수량 등 다양하게 검토가 가능하나 일반적으로 가장 많이 사용되는 지점별 설계강우량 대비 RDII 발생 예측량을 활용하여 청천시 일평균오수량 대비 첨두계수 변화와 R-value라 불리는 강우량 대비 RDII 발생량의 기울기 및 단위 연장당 RDII 발생량(m3/day/m)을 활용하여 산정한다. 일반적으로 유입수량을 평가하는 방법론으로 해외에서 가장 넓게 활용되는 R-value 방법을 활용하나, 화도하수처리구역의 경우 합병식 지역으로 처리면적과 유역면적의 명확한 구분이 나타나지 않는다. R-value를 대체하기 위한 지표로 관로연장당 RDII발생량을 나타내는 단위길이당 유입수 발생량 지표 및 첨두계수를 활용하여 유량 모니터링 지점별 유입수 관점의 정비 우선순위를 평가하였다. 해당 기준의 가장 큰 특징은 EPA의 침입수량 및 유입수량(I/I, Infiltration and Inflow) 연구결과가 진행되기 전 기준으로 현재 국내 기준과 동일하게 I/I 량을 불명수량으로 설계에 반영하고 있다. 초기관의 경우 가옥당 발생량(1.25gpm/house)을 원단위로 추천하고 있으며, 초기관 이외의 관로의 경우 관경별 관로길이 대비 불명수량 발생량(420~625gpd/in)을 원단위로 추천한다. 단, 한정적으로 일부도시 (Seattle, Bay City, Lorsin, Marion, Ottumwa, West Springfield, Alma)에 한하여 분구의 면적대비 발생량(140~3,000gpd/acre)을 불명수량의 원단위로 제시하고 있다. 미국의 ASCE 기준의 불명수량에 대한 접근방식은 배수설비에서 발생되는 유입수 문제(초기관 검토내용), 초지 혹은 기타 특성에 따른 침입수 발생 문제(관로길이 혹은 면적대비 검토내용)에 대한 접근방법을 개념적으로 제시하고 있다.