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불출수 문제의 원인과 해결방안

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댓글 0건 조회 1,093회 작성일 21-12-28 11:25

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상수도의 공급은 계획 사용 유량(계획 배수량)과 배수구역의 수리조건에 따라 적절한 구경의 배관으로 물을 공급하게 된다. 배수구역은 전체 급수구역을 알맞게 분할하여 적당한 넓이를 가지도록 하는 것이 필요한데 반하여, 신규 아파트의 건설 및 증축 등을 통한 대규모 수용가가 발생하는 경우와, 고/저차가 발생되는 산이 많은 지역을 중심으로 소규모 수용가가 주변에 흩어져 있는 경우가 많기 때문에 불출수의 문제는 더욱 가시화 되고 있다.


 
대규모 아파트 단지 또는 물을 많이 쓰는 시설 등과 같은 대규모 수용가가 배수구역 내에 신설되는 경우 문제가 발생하지 않던 지역도 대규모 수용가의 용수 사용 시 주변 지역의 수압이 저하되고, 일부 지역에서 일시적 또는 지속적인 불출수 문제가 발생하게 된다.

아래 <그림1>에서 나타나듯이 대규모 수용가의 용수 사용 시 발생하는 불출수 문제가 우리나라의 도시 및 마을에서 가장 빈번하게 일어나는 불출수 문제의 원인으로 볼 수 있다.
 
 
<그림 1> 소규모 수용가의 불출수 예
 
 


 



우리나라에서 가장 빈번히 생기는 대규모 수용가에 의한 불출수 문제의 해결 방법 중 하나로 주 배관의 관경을 확장하는 방법이 있다. 주 배관의 관경을 대수용가가 용수를 사용하여도 그 영향을 받아 압력이 변동되는 현상이 발생하지 않도록 주 배관의 관경을 충분히 크게 개량 및 확장하는 방법이다. 배관을 확장하게 되면 유효 면적이 증가하여 손실수두를 줄여 동수압 시 안정된 수압을 확보할 수 있으며, 계획적으로 배수관을 개량하게 되면 최대 공급 유량의 증가로 불출수 문제점을 해결할 수 있다. 그러나 상당량의 관로를 신설하거나 교체 부설해야 되는 경우가 예상되므로 신설 관로가 아닌 경우 공사 기간이나 고비용 문제의 어려움이 따르게 된다.


불출수가 일어나는 지역에 소규모 가압장을 설치하여 해결하는 경우도 있으나, 고가의 설치비용이 요구될 뿐만 아니라, 차후 유지관리 측면에서 보아도 효율적인 해결 방법이라고 할 수 없다.


대규모 수용가에 의한 불출수 문제의 해결책으로 기계식 유량제어 밸브를 설치하는 경우가 있다. 기계식 유량 제어 밸브를 설치하여 대수용가에 유입되는 최대 유량을 고정하여 주변 영향이 적도록 할 수 있으나 다음과 같은 문제점을 안고 있다.
첫째, 대규모 수용가에 공급하는 유량을 제한하여도 주변 수용가에서 사용하는 유량의 영향으로 정확한 압력 값을 예측할 수 없으며, 한 번 설정된 값을 재설정 하기가 매우 힘들다.
둘째, 대규모 수용가에 공급하는 유량값 변경을 위해서 정확한 유량값을 확인할 수 있는 유량계 설치 등 복잡한 과정을 거쳐야 한다.
셋째, 대규모 수용가에 공급하는 유량 값 설정을 위해서는 전체 배관에 대한 관망해석 모델링이 필요하다. 
이 경우, 모델링은 매우 전문적인 기술과 자료를 요하는 작업이 된다.

위에 언급한 이유 등으로 인해 기계식 유량제어 밸브는 대규모 수용가에 의한 불출수 문제 해결에 적합하지 않다.


대규모 수용가에 의한 불출수 문제의 확실한 해결책으로 감압 및 압력유지 밸브 설치가 있다.
대규모 수용가의 급격한 용수 사용 시 주변 지역의 압력 저하가 발생하고, 상대적으로 고지대나 주변지역은 불출수가 발생된다.
이러한 경우, 감압 및 압력유지 밸브를 설치하게 되면 1차측(인입측)에 설정된 압력을 남겨두도록 하여 불출수가 발생되는 지역에도 물을 분배시켜 주는 방식으로 배수관로의 압력을 일정하게 유지시켜 불출수를 방지하게 된다.
또한, 감압기능으로 인해 유출 측의 압력을 일정하게 유지하여 누수를 줄이게 되므로 유수율 상승 효과도 있으며, 간단히 압력을 변경 설정할 수 있어 유지, 관리, 보수에도 탁월하다.


<그림 2> 감압 및 압력유지 밸브 설치
 
결론적으로 출수 불량 문제를 해결하는 방법 중 주 배관의 관경을 개량 및 확장하는 방법과 소규모 가압장 설치는 고비용이 발생하므로 효율적인 문제 해결이라 볼 수 없고, 다른 방법인 대수용가에 공급되는 유량을 제한하여 출수 불량을 해결하는 기계식 유량 제어 밸브는 대규모 수용가에 공급하는 유량을 제한하여도 주변에서 사용하는 유량의 영향으로 정확한 압력 값을 예측할 수 없어 출수 불량이 재발할 가능성이 있으며, 유량 변경 시 배관 작업 또는 밸브 변경으로 비용이 발생하게 되어 출수 불량 문제 해결에 부적합하다.
 
반면에 감압 및 압력유지 밸브의 설치는 불출수가 발생하는 배관의 수압을 설정 압력으로 유지하기 때문에 불출수 현상 해결에 아주 적합하며, 차후 유지관리도 간편하므로 가장 확실하게 불출수를 해결할 수 있는 방법이다.
또한 저비용으로 불출수 문제를 해결할 수 있어 가장 효율적인 방법이라고 할 수 있다.

 


 
불출수 발생의 가장 큰 원인인 대수용가의 단 시간내 급격한 용수 사용 외에 시설의 노후화에 의해서도 나타난다.
배관이 설치된지 오랜 시간이 지남에 따라 배관 내에 스케일이 생성되어 배관의 협착이 발생된다. 유효 면적이 축소되었기 때문에 최대 사용유량 시간 대에 최소 동수압이 확보되지 않는 경우가 발생하며, 부식으로 인한 누수량이 증가하게 된다. 뿐만 아니라,  배수 구역 내에 도시 발달에 의한 수용가의 사용유량 증가로 물의 수요가 늘어나 기존의 배수 관로의 공급 유량을 초과하는 경우에도 발생한다.

 

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