The Characteristics of Sediment and a Design Method for Preventing Sediment in the beginning Lateral Sewer

단말 오수관거 에서의 퇴적특성과 퇴적방지를 위한 설계법 고찰

The Characteristics of Sediment and a Design Method for Preventing Sediment in the beginning Lateral Sewer

황환국 ^1＊ ․김영진 ² ․한상종 ¹ ․정호찬 ¹

Hwan Kook Hwang

․Young Jin Kim

․Sang Jong Han

․Ho Chan Jung

(2009년 3월18일 접수, 2009년 10월30일 수정, 2009년 12월8일 채택)

Abstract

The flow in the beginning lateral sewer can be characterized as intermittent and unsteady, and a moment maximum flow energy is required to transport fecal solids in the sewer. It is thus difficult to design to satisfy a minimum velocity criteria (0.6m/s), because of the substantially lower discharge in the beginning lateral sewer. This study is the result of a field survey, and aims to determine a design criteria for the minimum slope to prevent sediment in a lateral sewer. The survey performed on the two flat small catchments in Goyang-si consisting of D400㎜ hume-pipe, aimed to understand the manner in which the scope of a sewer slope has an effect on sediment in the beginning lateral sewer. The survey showed that the sewer slope below 3‰ had sedimentation of 88.7%, while the sewer slope of 3~6‰ had sedimentation of 47.8%. In addition, the minimum design slope was estimated to refer to the result of hydraulic experiments from Public Works Research Institute in Japan. Analysis showed that the D400㎜

hume pipe should be installed with a slope of 6.5‰ to prevent sediment in the beginning lateral sewer. For future installations, the study results showed that a D300㎜ plastic pipe requires a minimum slope of 3.5‰, and a D250㎜ plastic pipe requires a minimum slope of 3.3‰ in the beginning lateral sewer.

Key words : the beginning lateral sewer, Sediment, Minimum pipe slope, Minimum velocity 주제어 : 단말 오수관거, 퇴적물, 최소 관경사, 최소유속

＊Corresponding author Tel:+82-31-910-0305, Fax:+82-31-910-0291, E-mail: [email protected](Hwang, H.K.)

1. 서 론

분류식 오수관거에서 단말 오수관거는 지역특성에 따라 차이가 있을 수 있지만 통상 최상류단의 시점맨홀에서부터 다른 지선이 합류되기 전까지 보통 2~3개의 맨홀이 매설되 어 있으며 연장이 약 200m 이내의 범위로 표현할 수 있다.

본 구간에서는 각 가정에서 연결되는 배수설비(가지관)가

약 20여 개 이내이며 통상적으로 간헐적 흐름이 존재하는 구간으로서 수심이 최대 약 3~4cm 정도이다. 본 구간은 상시유량이 매우 적기 때문에 설계자 측면에서 최소유속 0.6m/s를 만족시키도록 설계하기가 어려운 실정이다. 하수 도 시설기준에서는 최소관경을 200㎜를 표준으로 하고 있 으며, 소구경관에 대한 수리특성을 설계에 참고하도록 제시 하고 있으나 공칭 D100㎜의 경질염화비닐 계란형관에서 최

관 경 경사, ft/100 ft (m/100m)

in. mm Calculated¹ GLUMRB²

6 152 0.49 -

8 203 0.34 0.40

10 254 0.25 0.28

12 305 0.20 0.22

15 381 0.15 0.15

18 457 0.12 0.12

21 533 0.093 0.10

24 610 0.077 0.08

27 686 0.066 0.067

30 762 0.057 0.058

33 838 0.050 0.052

36 915 0.050 (2.1)³ 0.046

39 991 0.050 (2.2)³ 0.041

42 1,067 0.050 (2.3)³ 0.037

주1. Calculated with the Manning Equation, n=0.013, velocity = 0.61m/s (2ft/s) 2. Great Lakes Upper Mississippi River Board (1997)

3. Recommended that 0.050 be the minimum slope for larger-diameter pipe; number in parentheses indicates velocity in ft/s

<표 1> 관경에 따른 추천 최소경사 (미국 10개주 추천)

소경사의 예를 표기하고 있어서 실무자가 참조하기에는 어 려운 점이 있다. 또한 국내에서 신도시나, 단지설계 등에서 활용하는 설계기준은 본관에 연결되는 배수설비 연결관의 관경이 150㎜ 정도이며, 유지관리의 용이성 등을 감안하여 최소관경을 300㎜로 규정하고 있어서 수심은 더 낮아질 수 밖에 없는 실정이므로 적절한 설계를 위한 가이드라인을 제 시하는 것이 급선무인 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서 는 단지 조성된 지구의 단말 오수관거 지역의 현장실태조사 를 실시하여 문제점을 파악하고 적절한 설계를 위한 기준을 제시하고자 한다.

2. 이론적 배경

2.1 최소경사

오수관의 설계기준은 통상 최소유속 개념을 적용하지만, 설 계자가 접근하기 쉽도록 최소유속 뿐만 아니라 최소추천경 사 기준도 동시에 제시한 외국의 사례들이 있다. 미국 ASCE

& WEF에서의 ‘Gravity Sanitary Sewer Design and Construction'에서는 미국 10개주에서 추천하는 관경에 따 른 최소경사를 제시하고 있다. 미국의 경우 우리나라와 같이 계획시간 최대오수량에 근거한 설계방식이 아니며, 매닝공 식을 통해 역산을 수행한 결과의 최소경사계산치를 <표 1>

에서 나타내었고 6inch의 경우에는 최소 추천경사가 약 5‰, 8inch인 경우에는 약 3.4‰를 나타내고 있다.

유럽규격인 'Drain and Sewer Systems outside bulidings(BS EN 752-4 Part 4)' 의 옥외 배수관 및 오수 관에 대한 설계기준에서는 오수관거의 수세 화장실로부터 의 오수 이송하기 위한 최소 관경은 D100㎜이며, 화장실이 연결되지 않았을 때는 최소 D75㎜까지 사용될 수 있도록 허용하고 있다. 공공하수도시설은 일반적으로 최소 D150㎜

보다 작지 않게 채택하도록 하고 있다.

또한 소구경 오수관(배수설비)의 수리설계는 오수 유량 의 통계적 방법을 통하여 수행하는데 관거의 자가세척을 고 려하기 위해서 <표 2>의 경사보다 작지 않게 설치하도록 규정하고 있다.

첨 두 유 량^a l/s

관 경

(㎜) 최 소 경 사

< 1 75 1:40 2.5 %

< 1 100 1:40 2.5 %

> 1 75 1:80 1.25 %

> 1 100 1:80^b 1.25 %

> 1 150 1:150^c 0.67 % a 첨두유량은 통계 유량 계산방법에 근거한다.

b 적어도 하나의 WC를 연결한다.

c. 적어도 다섯 개의 WC를 연결한다.

<표 2> 소구경 오수관(배수설비)의 최소 추천경사

<그림 1> 조사대상지구 1

<그림 2> 조사대상지구 2

한편 우리나라의 하수관거 설계기준 제시의 모태가 되는 일본에서는 소규모 하수도계획․설계지침(안)에서 다음과 같 은 기준을 제시하고 있다.

<BOX. 1> 소규모 하수도계획․설계지침(안) (일본)

§30 단말 오수관거의 관경 및 경사

관경 및 경사는 다음의 각항에 의해 결정한다.

(1) 관경은 원칙적으로 내경 100㎜로 한다.

(2) 경사는 직으로 유입하는 배수설비의 택지 오수받이에 서 다음 오수 유입점의 거리에 따라서 정한다. 또한 최소경사는 3‰로 한다.

(3) 말단관에서의 여유는 원칙적으로 보지 않는 것으로 한다.

3. 현장조사 및 조사결과

3.1 조사대상지구 및 조사방법

조사대상지구 선정은 단지 조성된 I신도시의 두 개 블록을 대상으로 조사하였다. I신도시 경우 대부분의 지선관거는 최 소관경이 D400㎜로 매설되어 있는데 아파트 밀집지역이나 주거밀도가 높은 상업단지 등의 다량의 유량이 발생되는 지 역은 문제가 되지 않기 때문에 조사대상지역에서 제외하고, 단독 택지구역 중 평균 관경사도가 작아서 유지관리가 필요 한 구간을 두 개소 선정하였으며, 조사대상구역을 다음 <그 림 1> ~<그림 2>에서 나타내었다.

단말 오수관거의 대상범위는 시점맨홀부터 다른 지선과 합류되기 전까지 보통 2~3개의 맨홀이 매설되어 있는 구간, 배수설비는 20여개 이내, 누적연장이 약 200m 범위이내인 구간으로 규정하고 조사하였다.

구분 조사대상지구 1 조사대상지구 2

관경(㎜) 400㎜ 400㎜

관종 흄관 흄관

거주형태 주거+상업지구 주거+상업지구

면적 17.1 ha 16.3 ha

조사대상 관거연장 2.4 km 1.9 km

<표 3> 조사대상지구의 제원

<그림 3> 디지털 경사계를 이용한 관 경사 측량

분류번호 관로내 퇴적토 유하 특성

① 분뇨성분이 관로 및 맨홀 인버트 저류부에 완전히 쌓여 고화된 상태

② 분뇨성분이 관로 및 맨홀 인버트 저류부 흐름단면의 일부구간에 쌓여 있으며, 일부구간에서 흐름 이 존재하는 상태

③ 분뇨성분이 관로 및 맨홀 인버트 저류부 흐름단면의 일부에 쌓여 있어 정체되거나, 천천히 소류되 고 있는 상태

④ 분뇨성분이 관로 및 맨홀 인버트 저류부에서 부유하여 유하하는 상태

<표 4> 관거내 퇴적토 유하 특성 분류

현장 조사시 관경사의 측정은 하수도대장(축척 1:500)을 기본적으로 참고하였고, 현장 조사시 당초 조사대상지역 전 체의 관 경사 수준측량을 통한 경사검증을 시도였으나 시간 적 제약과 협소한 도로구간의 주차문제 등의 어려움 때문에 디지털 경사계를 사용하여 퇴적토 발생구간 중 측정이 가능 한 지점들을 대상으로 관 경사를 측정 보완하였다.

3.2 조사결과

조사대상지구 2지역을 대상으로 총 85개의 맨홀을 개폐 하여 현장조사를 실시하였다. 본 조사대상지역의 단말 오수 관에서 발생되는 수리적인 특징은 비정상류적 흐름이며 순 간최대발생유량의 에너지가 고형물을 이송한다. 이 현상은

하수의 발생되는 수집가옥수가 적고 오수 발생시점이 겹치 기 어려운 상태에 기인하며 관거에서 하수발생 시간은 짧지 만 순간적인 첨두유량이 발생된다. 이러한 순간최대유량의 에너지는 거리에 따라 점차적으로 감쇄된다.

본 조사대상지역의 시점관거의 관경은 400㎜이었으므로, 여유가 아주 크고 수심은 매우 작았으며, 소류 대상물이 분 산 파쇄 되지 않은 일정이상의 크기와 형상을 가지는 분덩어 리가 대부분이었다. 본 조사지역 중 관 경사가 매우 작은 지점에서는 맨홀에 분뇨덩어리가 가득차 고형화된 개소도 존재하였다.

본 조사결과의 퇴적 경향의 특성은 다음 <표 4>와 같이 분류하였다.

<관 경사 : 0.89‰> <관 경사 : 4.01‰> <관 경사 : 6.37‰>

<그림 4> 관 경사에 따른 대표적 맨홀내 흐름성상

관경(mm) 경사도(‰) 조사대상수 퇴적발생수 퇴적 발생비율

(%)

400

0～1 23 21 91.3

1～2 28 26 92.9

2～3 11 9 81.8

3～4 16 7 43.8

4～6 7 4 57.1

<표 5> 말단관 경사도별 퇴적개소

수심 입경 0.5㎜ 이하 입경 1㎜ 이하 입경 1～2㎜

총 1/3 D 조금씩 하류측으로 이동 조금씩 하류측으로 이동 이동과 정체를 반복

총 1/4 D 이동과 정체를 반복 퇴적 퇴적

<표 6> 관로모형에 의한 모래의 소류실험결과

본 조사결과의 오수관내 퇴적발생의 판단근거는 상기 <표 4>에서 ①번과 ②번 형태를 말하며, ③번 형태는 관측자의 판단이 필요한 부분으로서 지속적으로 관측하지는 않았지 만 하루 중 물 사용량이 많은 아침, 저녁때의 첨두유량 발생 시에는 소류이송될 것으로 판단하여 퇴적토 대상에서 제외 하였다. 본 조사결과의 관 경사에 따른 대표적인 맨홀내 퇴 적토 현황을 다음 <그림 4>에서 제시하였으며, 경사도별로 퇴적개소를 분석한 것을 다음 <표 5>에서 나타내었다. 조사 분석결과로서 관 경사 3‰이하인 개소에서 퇴적발생률은 88.7% 이었으며, 관 경사가 3~6‰ 인 개소에서도 퇴적발생 률은 47.8%를 나타내어 상당한 퇴적발생이 존재함을 관찰 하였다.

4. 단말 오수관거의 최소경사 기준 설정

4.1 일본의 단말 오수관거 최소경사 검증시험사례

배수조

투명염화비닐관 염화비닐관

화장실 목욕탕

받이 D 150 × 68 m (구배 3/1000)

D 100 × 8 m D 100 × 4 m

48 m 20 m

배수조

투명염화비닐관 염화비닐관

화장실 목욕탕

받이 D 150 × 68 m (구배 3/1000)

D 100 × 8 m D 100 × 4 m

48 m 20 m

<그림 5> 일본 건설성 토목연구소의 관로모형도

    

  

수심비

<그림 6> 원형관의 수리특성곡선 (매닝공식)

관로의 모형의 실험결과로서 염화비닐관 D150㎜ (Ⅰ = 3 ‰, 만관유속 ≒ 0.6 m/s)에서는 “오수의 입자밀도가 모래보다는 작다 (≤2㎜)” 는 것을 감안하면 관경의 1/3 이상의 수심이 있으면 소류력이 충분히 인정된다고 할 수 있다고 판단하였다.

즉 원형관의 수리특성곡선(매닝식)에 의해 수심비가 총 33%(1/3D)의 경우의 유속비 : 0.81, 유량비 : 0.23 이라는 것이 산출될 수 있으며, 다음 식 2와 3에서 수심비가 총 33%

의 경우의 유속 및 유량을 구할 수 있다.

따라서 수리모형실험을 통하여 유량이 적어도 2.53ℓ/s 일 때, 최소 소류유속은 0.497m/s 을 만족하면 충분한 소류 력을 얻을 수 있다는 결론을 도출하였다.

_{} _×  ×  

( ≒ 소류유속) <식 1>

욕조 화장실 세탁기

사용빈도 1회/일 ≒10회/일 1회/일

사용수량 250 ℓ/회 10 ℓ/회(절수형) 60 ℓ/배수

배수시간 5분 5초 2분

유량 0.83 ℓ/s 2.0 ℓ/s 0.5 ℓ/s

주) 세탁기의 1 싸이클에 수회의 배수가 행해지지만, 간격이 있기 때문에 1회의 배수량․시간을 계상 1 : 욕조, 화장실, 세탁기 3개 전부의 동시 배수가 일어나는 경우 (가능성 적음)

2 : 욕조로부터 배수와 화장실로부터의 배수가 동시에 일어나는 경우 (≒ 1회/일) 3 : 화장실로부터 배수단독의 필요유량에 일어나는 경우 (≒ 10회/일)

<표 7> 욕조․화장실 및 세탁기의 표준사용 및 추정 순간최대오수량(일본 추정값)

경 사(‰) 3 3.3

3.5

만관유량: Qfull (m³/s) 0.06885 0.07222

0.07437

1.052

소류유속: V (m/s) 0.497 0.497

0.497

0.472

0.13

Q/Qfull 0.047 0.040

0.036

0.0027

< 0.0028

평 가 만족 못함 만족 못함 만족함 만족함 만족함 만족함

<표 8> 연성관 (n=0.010) 및 말단관D300㎜관을 매설했을 경우의 최소경사 추정

= 2.53ℓ/s <식 2>

4.2 최소경사의 추정

말단관에서는 유량이 작고 순간변화가 크기 때문에 일반 적인 정상류에 의거한 설계법으로는 오물의 유하 반송을 기 대할 수 없다. 따라서 관거의 유하능력․오물의 소류에 관해서 는 즉 ‘순간최대유량>시간최대오수량’ 이라는 점을 고려 하게 된다. 말단관에서의 발생유량은 욕조, 변소 및 세탁기 의 배수에 의한 영향이 대부분이며 이러한 배수의 반복에 의하여 오물이 반송되어 가는 것을 확인할 수 있다.

순간최대유량의 발생요인이 되는 욕조․화장실 및 세탁기에 있어서 일반가정의 표준적인 사용수량과 배수시간에 대한 일본의 추정자료를 다음 <표 7>에 표시하였다. 이것은 국내 하수도시설기준에서도 참고자료로 제시한 바 있다. 우리나 라는 일본과 달리 목욕습관, 절수형 습관 등의 약간의 문화 적 차이가 존재할 것으로 판단되나 국내 실정의 통계자료가 없으므로 일본에서 채택한 발생유량 산정방법을 채택하여 본 연구의 최소경사 추정을 위한 배수량을 산정하였다.

본 연구대상의 택지개발지구는 통상 2 ~ 3층의 다가구 주택이 대부분이며, 방출되는 배수량의 경우에 아침과 저녁

시간에는 각 가정의 물 배출량이 동시에 발생될 가능성도 많이 존재할 것으로 판단된다. 그러나 최악의 조건을 고려해 서 1 가구에서 발생되는 배수량에 대해서 검토하였으며, 또 한 화장실 좌변기의 배수량은 통상 표준배수량은 15ℓ를 채택하고 있지만 일부 절수형 좌변기를 채택한 가정이 있을 수 있으므로 이를 감안하였다. 따라서 본 연구에서의 최소발 생유량의 결정은 <표 7>에서의 욕조로부터 배수와 변소로 부터의 배수가 동시에 일어나는 경우 (≒ 1회/일)를 채택하 였으며, 최소발생유량은 0.83ℓ/s + 2.0ℓ/s = 2.83ℓ/s

= 0.00283m³/s 가 산출되었다.

일본 건설성 토목연구소의 수리모형 실험결과는 관경 D150㎜에서 실시한 것이지만 거기에서 구한 소류유속

    는 D200㎜ 및 D250㎜와 같이 관경이 확대 되는 경우에도 적용 가능할 것으로 판단된다. 비록 관경이 확대됨에 따라 1/3D의 조건을 만족시키지 못할 것이나, 순 시최대유량의 에너지는 분뇨성 오물은 모래보다 비중이 훨 씬 작고, 추후 지속적으로 배수되는 유량에 의하여 파쇄․분산 되는 특성이 있으므로 충분히 이송시킬 수 있을 것으로 판단 된다.

따라서 본 최소경사 추정방법은 상기의 최소유속

    과 필요유량 2.83ℓ/s 을 동시에 만족시키 는 조건에서의 최소경사를 수리특성곡선에서 파악하였으

경 사(‰) 3 3.3 3.5 4 4.5 5 5.5 6.0 만관유량: Qfull (m³/s) 0.14829 0.15552 0.16017 0.17123 0.18161 0.19144 0.20078 0.20971

만관유속: Vfull (m/s) 1.180 1.238 1.275 1.363 1.445 1.523 1.598 1.669 소류유속: V (m/s) 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 V/Vfull 0.421 0.402 0.390 0.365 0.344 0.326 0.311 0.298 수심 (D : 관경) 0.108 0.1 0.096 0.086 0.079 0.072 0.068 0.062 Q/Qfull 0.025 0.021 0.019 0.015 0.012 0.010 0.009 0.008 필요유량 : Q (m³/s) 0.0036 0.0032 0.0031 0.0026 0.0023 0.0020 0.018 0.016 기준최소발생유량 비교 > 0.0028 > 0.0028 > 0.0028 < 0.0028 < 0.0028 < 0.0028 < 0.0028 < 0.0028

평 가 만족 못함 만족 못함 만족 못함 만족함 만족함 만족함 만족함 만족함

<표 9> 연성관 (n=0.010) 및 말단관 D400㎜관을 매설했을 경우의 최소경사 추정

경 사(‰) 3 3.3 3.5 4 4.5 5 5.5 6.0 6.5 7.0

만관유량: Qfull (m³/s) 0.05297 0.05555 0.05721 0.06116 0.06487 0.06838 0.07172 0.07490 0.07796 0.08091 만관유속: Vfull (m/s) 0.749 0.786 0.809 0.865 0.918 0.967 1.015 1.060 1.103 1.145

소류유속: V (m/s) 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 V/Vfull 0.663 0.632 0.614 0.574 0.542 0.514 0.490 0.469 0.451 0.434 수심 (D : 관경) 0.228 0.21 0.2 0.178 0.162 0.148 0.138 0.128 0.12 0.114 Q/Qfull 0.114 0.097 0.088 0.069 0.057 0.047 0.041 0.035 0.031 0.027 필요유량 : Q (m³/s) 0.0060 0.0054 0.0050 0.0042 0.0037 0.0032 0.0029 0.0026 0.0024 0.0022 기준최소발생유량 비교 >0.0028 >0.0028 >0.0028 >0.0028 >0.0028 >0.0028 >0.0028 <0.0028 <0.0028 <0.0028

평 가 만족 못함만족 못함만족 못함만족 못함만족 못함만족 못함만족 못함 만족함 만족함 만족함

<표 10> 흄관 (n=0.013) 및 말단관 D300㎜관을 매설했을 경우의 최소경사 추정

경 사(‰) 3 3.3 3.5 4 4.5 5 5.5 6.0 6.5 7.0

만관유량: Qfull (m³/s) 0.11407 0.11963 0.12321 0.13171 0.13970 0.14726 0.15445 0.16132 0.16790 0.17424 만관유속: Vfull (m/s) 0.908 0.952 0.980 1.048 1.112 1.172 1.229 1.284 1.336 1.387

소류유속: V (m/s) 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 0.497 V/Vfull 0.548 0.522 0.507 0.474 0.447 0.424 0.404 0.387 0.372 0.358 수심 (D : 관경) 0.166 0.152 0.146 0.13 0.118 0.110 0.102 0.094 0.090 0.084 Q/Qfull 0.060 0.050 0.046 0.036 0.030 0.025 0.0220 0.0180 0.0170 0.0140 필요유량 : Q (m³/s) 0.0068 0.0060 0.0057 0.0048 0.0041 0.0038 0.0034 0.0030 0.0028 0.0025 기준최소발생유량 비교 > 0.0028 > 0.0028 > 0.0028 > 0.0028 > 0.0028 > 0.0028 > 0.0028 > 0.0028 = 0.0028 < 0.0028

평 가 만족 못함 만족 못함 만족 못함 만족 못함 만족 못함만족 못함만족 못함만족 못함 만족함 만족함

<표 11> 흄관 (n=0.013) 및 말단관 D400㎜관을 매설했을 경우의 최소경사 추정

작하여 변수를 대입하여 산출하였다.

다음 <표 8>~<표 11> 은 관경별, 관종에 따른 조도계수별 로 대입하여 최소경사를 산출한 결과이다.

관종 관경

연성관 흄관

200㎜ 250㎜ 300㎜ 400㎜ 300㎜ 400㎜

최소경사 3‰ 3.3‰ 3.5‰ 4‰ 6‰ 6.5‰

<표 12> 관경별, 관종별 말단관의 최소경사 추정값

검토한 결과를 본 연구의 조사대상지역에 매설되어 있는 조건인 D400㎜의 흄관에 대해서 분석해보면 적어도 6.5‰

이 되어야 하는 것으로 산출되었으며, 이것은 현장실태조사 지구 2지역을 대상으로 총 85개의 맨홀을 개폐하여 조사한 결과의 경향과 비교해 볼 때 분석결과의 타당성을 검증할 수 있었다.

현재의 오수관의 관 매설시 관종 선정의 추세는 연성관이 며, 관종별, 관경별로 말단관의 매설시 최소경사 추정값을 산정하여 다음 <표 12>에 나타내었다.

단말 오수관거 매설시 흄관 300㎜의 최소경사는 6‰이 필요한 것으로 산출되었으나, 연성관의 경우는 조도계수의 차이로 인하여 관경 300㎜ 매설 시에는 3.5‰가 산출되었 고, 관경 250㎜로 매설 시에는 최소경사 3.3‰가 필요한 것으로 산출되었다.

5. 결 론

분류식 단말 오수관거내 퇴적토의 발생경향을 분석하기 위하여 I신도시 2개 블록을 대상으로 실태조사를 실시하였 으며, 말단관의 퇴적방지를 위한 최소경사를 추정하기 위하 여 일본 건설성 토목연구소의 실험연구결과를 토대로 분석 한 결과 다음과 같은 결론을 도출하였다.

1) 단말 오수관거에서 퇴적토 발생 실태조사를 실시한 결과, 관 경사 6‰ 이하인 85개소를 분석하였으며 이중 관 경 사 3‰이하인 개소에서 퇴적발생률은 88.7% 이었으며, 관경사가 3 ~ 6‰인 개소에서도 퇴적발생률은 47.8%를 나타내어 상당한 퇴적발생이 존재함을 관찰하였다.

2) 말단관의 경우는 순간최대발생유량의 에너지가 고형물 을 이송하는 특성을 가지며, 여유가 크고 수심은 매우 작으므로 설계시 어려움이 있으며, 단지 설계시 최소관 경이 크므로 자칫 퇴적토 발생가능성이 크기 때문에 최소 경사개념을 도입하여 설계하는 것이 타당할 것으로 판단 된다.

3) 말단관에서의 적정 최소경사를 판단하기 위하여, 일본 국토교통성의 실험결과를 토대로 하여 분뇨성분이 이송 가능한 최소소류력을 0.497m/s, 1회/일 최소발생유량 을 2.83ℓ/s = 0.00283m³/s 으로 정하여 계산한 결과,

현장 실태조사지구의 400㎜로 매설된 흄관(조도계수 n=0.013)의 경우에는 적어도 6.5‰는 되어야 하는 것으 로 산출되었다.

4) 향후 단지내 순간최대발생유량의 에너지가 고형물의 소 류를 주도하며 간헐적 흐름영역인 단말 오수관거 설계시, 연성관(조도계수 n=0.010)으로 설계할 경우에는 <표 7>에서 1일 최소발생유량 2.83ℓ/s 를 기준으로 관경 300㎜인 경우 3.5‰의 최소경사가 필요하며, 관경을 250㎜로 축소할 경우 3.3‰의 최소경사가 필요할 것으 로 판단된다.

감사의 글

본 연구는 한국토지공사의 “하수관 최적설계를 위한 조 사분석 연구“의 수행결과로 도출된 것으로서 연구비를 지 원해 주신 것에 대해서 감사드립니다.

참고문헌

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