상하수도 공학/하수도시설 계획

기초조사

그냥 봐두기...

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• 관련계획 조사
• 부하량 조사
• 기존시설 조사
• 하수 자원화 및 시설 유효이용에 관한 조사
• 기타 필요 조사

하수의 배제방식

♣♣♣

분류식 하수도

관거 오접에 주의

장점	단점
관거 내 오물 퇴적이 적다. 관로 청소가 용이하다. 맑은 날씨에 유속이 합류식보다 빠르다. 오수만을 처리하여 처리 비용이 적다. 모든 오수를 처리장으로 수송할 수 있다. 기존 우수 배제 시설이 정비된 지역에서 유리하다. 방류 장소 선정이 자유롭다.	관을 따로따로 매설해야 하므로 비용이 들고 시공이 곤란하다. 강우 초기의 오염된 우수 및 노면 오염물질이 처리되지 못하고 공공 수역으로 방류된다. 오수 관거에서 수세 효과가 없고, 관로 구경이 작아 폐쇄 우려가 있다.

합류식 하수도

장점	단점
관을 하나만 묻으면 되므로 비용이 저렴하고 시공이 용이하다. 강우 시 수세 효과가 있다. 강우 시 우수 처리에 유리하다. 침수 다발 지역, 우수 배제 시설이 정비되어 있지 않은 지역에서 유리하다. 관로 구경이 커서 폐쇄의 우려가 적다. 검사, 보수가 용이하나 청소가 오래 걸린다. 사설 하수도에 연결하기 쉽다.	유속, 유량, 수질의 변동폭이 크다. 맑은 날씨에 수위가 낮고 유속이 낮아 고형물이 퇴적되기 쉽다. 우천 시 다량의 토사가 유입된다. 우천 시 계획 하수량 이상이 되면 하수의 월류 현상이 일어난다. 폐쇄성 수역의 경우 방류부하량 대책이 요구된다.

계획 목표년도

♣♣♣

• 우수량은 계획년차가 아닌, 확률강우량에 의해 산정.
• 오수관 또는 하수처리시설은 계획년차 20년 전후를 고려하여 설계

계획인구 추정

♣♣♣ 상하수도 공학/상수도 계획#계획 급수인구의 추정 참고!!

계획오수량

1. 98, 08, 14 기사

인구 1만, 유량 200m³/day, 평균 BOD 배출농도 500g/m³, 1인 1일 BOD 부하량 50g BOD/인/일일 때 계획인구수?

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풀이

폐수의 BOD 량 = 200m³/day×500g/m³ = 100000g/day

BOD량을 인구수로 환산하면

$\frac{100000g/day}{50g/\text{명 }/day}=2000\text{명 }$

계획인구수 = 10000 + 2000 = 12000명

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이하 암기사항 ♣♣♣

• 하수량 = 오수량(가정하수+공장폐수) + 우수량 + 지하수량
• 지하수량은 1일 1인 최대 오수량의 10~20%이다.
• 지하수 침투에 영향주는 요소 : 관 직경, 토양과 지질, 관의 길이와 이음

1일 평균 오수량

$\text{1일 최 대 오 수 량 }\times \{\begin{array}{cc}0.70& (\text{중 소 도 시 })\\ 0.80& (\text{대 도 시 , 공 업 도 시 })\end{array}$

1일 최대 오수량

계획 1일 최대오수량은 하수처리장 설계 규모의 기준이 되는 값이다.♣♣♣

(1인 1일 최대 오수량 × 계획 인구) + 공장 폐수량 + 지하수량 + 기타 배수량

시간 최대 오수량

설계기준과 교과서엔 이렇게 나오나...

$\frac{\text{1일 최 대 오 수 량 }}{24}\times \{\begin{array}{cc}1.8& (\text{주 택 가 , 아 파 트 })\\ 1.5& (\text{중 소 도 시 })\\ 1.3& (\text{대 도 시 , 공 업 도 시 })\end{array}$

교수님 ppt에는 이렇게 나오니 아랫걸로 외우기. 아래대로 적힌 최대오수량은 공장폐수, 지하수, 기타수량 제외한 값이라 이렇게 나옴.

$\frac{\text{1인 1일 최 대 오 수 량 }\times \text{계 획 인 구 }}{24}\times \{\begin{array}{cc}1.8& (\text{주 택 가 , 아 파 트 })\\ 1.5& (\text{중 소 도 시 })\\ 1.3& (\text{대 도 시 , 공 업 도 시 })\end{array}+\text{공 장 폐 수 }+\text{축 산 폐 수 }+\text{지 하 수 량 }$

♣♣♣책 예제 2.2 반드시 복습하기

계획오수량 vs 계획급수량 ♣♣♣

구분		계산식	농촌, 주택, 소도시	주택, 아파트	중소도시	대도시 공업도시	다음의 설계에 사용
1일 평균	급수량	$1\text{일 최 대 급 수 량 }\times$			0.7	0.85	수도재정 계획(약품비, 전력비, 유지관리비, 수도요금)
	오수량	$1\text{일 최 대 오 수 량 }\times$				0.80
1일 최대	급수량	$1\text{일 평 균 급 수 량 }\times$			1.5	1.3	상수도시설 규모, 1일 계획 취수량, 계획 송수량
	오수량	(1인 1일 최대 오수량 × 계획 인구) + 공장 폐수량 + 지하수량 + 기타 배수량					하수처리장 규모 ♣♣♣
시간 최대	급수량	$\frac{1\text{일 최 대 급 수 량 }}{24}\times$	2.0		1.5	1.3	배수본관
	오수량	$\frac{1\text{일 최 대 오 수 량 }}{24}\times$		1.8			오수관, 하수처리장 내 연결관거

♣♣♣합류식 우천 시 계획오수량 : 계획 시간최대 오수량의 3배 이상

우수량

♣♣♣

• 강우 빈도 : 일정 지속시간에 대한 어떤 강도의 강우가 발생할 확률
• 재현기간 또는 확률년 : 위 강도의 강우가 발생할 수 있는 연수

우수관거 설계

♣♣♣ 아래 내용들... 뭐 굳이 강조할 필요도 없이 중요함.

합리식

$Q=CIA$

• C : 유출계수. 만약 서로 다른 유출계수의 지역에 대해 첨두유출량 계산 시 면적가중평균해서 계산.
• I : 강우강도(mm/hr) [L/T]
• A : 유역면적[L²]

위 식대로 푼 다음 단위는 m³/s로 통일해주면 된다!

사용 인자 3가지 물으면?

1. 유출계수
2. 강우강도
3. 유역면적

합리식 기본가정

• 강우지속시간 = 도달시간(유수가 유역 최원점에서 유역출구까지 유하하는 시간)
• 첨두유출량 값만 계산

도달시간(유달시간) = 유입시간 + 유하시간. 강우가 유역의 최원점에 떨어진 후 유역출구지점까지 오는 데 걸리는 시간. 여러 유역에서 오는 거 파이프 문제 계산할 때 해당 파이프 시점이 유역출구지점이다!

그림에 있는 파이프 첨두유량, 관경 결정 시 강우강도식을 사용한다. 이때 들어가는 도달시간(강우지속시간)은 유입시간만이다! 여기서 파이프를 거쳐 나간 물이 또다른 유역과 파이프로 연결된다면 그때는 그림 상 파이프의 유하시간도 도달시간에 포함시켜줘야 한다!

• 유입시간 : 유역 최원점에서 하도 시점 또는 우수관거까지 표면류가 도착하는 시간
• 유하시간 : 하도 또는 우수관거 내에서 유역출구까지 물이 흐르는 시간

Manning 유속공식

$V=\frac{1}{n}{R}^{\frac{2}{3}}{I}^{\frac{1}{2}}$

• I : 동수경사