KR102298462B1 - 하수도 관리 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 하수도 관리 방법은, 복수의 구간을 포함하는 구역 내 건축물 용도 구별에 따라 오수발생량을 산정하는 단계, 오수관 및 우수관의 상기 구간별 유량정보를 수집하여 제1 DB를 구축하는 단계, 강우정보, 상기 오수관 및 상기 우수관의 상태정보를 수집하여 제2 DB를 구축하는 단계, 예측된 상기 오수발생량과 상기 제2 DB를 고려하여, 하수처리장의 예측유입량을 추정하는 단계, 상기 예측유입량과 상기 하수처리장의 실제유입량을 비교하여, 상기 제1 DB에서 유량의 변화가 발생한 구간을 도출하는 도출단계를 포함할 수 있다.

Description

하수도 관리 방법{A MANAGEMENT METHOD FOR DRAINAGE FACILITY}
본 발명은 하수도 관리 방법 및 시스템에 관한 것이다.
종래에는 대상지역을 오수 유하방향에 따라 처리구역 및 처리분구 개념으로 구분함으로써 각 구역의 면적 및 규모가 상이하였고 행정구역과도 별개로 구분되어 효과적인 유지관리에 한계가 있었다.
또한, 종래에는 구역별 말단부의 유량을 모니터링하고 분석하는 시스템을 적용한 사례는 있으나, 구역별 규모에 큰 차이가 있음에도 1~2개의 계측기기를 설치하여 운영함으로써 관로 부실도를 판단하기 어려웠다. 이에 따라, 시설물인 오수관로의 정보, 오수관로 준설 정보, CCTV 정보, 개보수 정보, 민원처리 정보 등 유지관리를 위한 이력관리가 체계적으로 이루어지지 않고 있다.
또한, 강우시 우수 유입량을 예측하거나 안정성 확보를 위한 시뮬레이션 등이 부재하여 문제점을 예측하고 선제적인 유지관리를 수행하는데에 한계가 발생하고 있다.
또한, 분류식 오수관로에서 강우시 우수가 유입되는 것을 유입수라고 칭하며, 유입수가 강우시 과다하게 발생할경우 오수관로의 용량이 부족하게 되어 만관 및 서차지(Surcharge) 현상이 발생하게 되고 심할 경우 맨홀 상부로 오수가 월류하는 문제가 발생하였다.
상기와 같은 기술적 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 하수도 시설물의 유량변화를 추정함으로써 하수도 시설물을 효율적으로 관리할 수 있는 하수도 관리 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하수도 관리 방법은, 복수의 구간을 포함하는 구역 내 건축물 용도 구별에 따라 오수발생량을 산정하는 단계, 오수관 및 우수관의 상기 구간별 유량정보를 수집하여 제1 DB를 구축하는 단계, 강우정보, 상기 오수관 및 상기 우수관의 상태정보를 수집하여 제2 DB를 구축하는 단계, 예측된 상기 오수발생량과 상기 제2 DB를 고려하여, 하수처리장의 예측유입량을 추정하는 단계, 상기 예측유입량과 상기 하수처리장의 실제유입량을 비교하여, 상기 제1 DB에서 유량의 변화가 발생한 구간을 도출하는 도출단계를 포함할 수 있다.
상기 상태정보는, 상기 오수관 및 상기 우수관의 압력, 유속, 토사퇴적량, 균열유무 및 누수여부 중 적어도 하나의 정보를 포함할 수 있다.
하수처리장의 예측유입량을 추정하는 단계는, 상기 강우정보에 의해 제1 유입량을 유추하는 단계, 상기 산정된 오수발생량에 상기 제2 DB 중 상기 오수관 상태가중치를 통해, 제2 유입량을 선정하는 단계 및 상기 제2 유입량에 상기 제1 유입량을 더하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 유입량을 유추하는 단계는, 상기 구간에 따라 부여된 구간점수, 상기 구간별 시간당강우량에 따라 부여된 강우량가중치, 상기 우수관 상태정보에 따라 부여된 상태가중치를 각각 곱하여 시간당 제1 유입량을 계산하는 단계 및 상기 시간당 제1 유입량에 상기 구간의 강우시간을 곱하여 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 도출단계는, 상기 예측유입량 및 상기 실제유입량을 비교하는 단계 및 상기 예측유입량이 더 큰 경우, 제1 DB을 기초로 상기 오수관의 누수가 발생한 구간을 파악하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 비교하는 단계 이후, 상기 실제유입량이 더 큰 경우, 제1 DB을 기초로 상기 오수관에서 유입수가 유입된 구간을 파악하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 도출단계 이후, 상기 강우정보 및 상기 상태정보를 보정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하수도 관리 방법은, 지속적인 모니터링을 통해 하수도 시설물의 누수량을 추정함으로써, 유지보수가 필요한 구역을 신속하게 파악하여 효율적으로 관리할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수도 관리 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2은 도 1에 나타낸 제2 DB를 산정하는 방법을 자세히 나타낸 순서도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 유입수가 유입된 구간을 파악하는 방법을 자세히 나타낸 순서도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하수도 관리 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2은 도 1에 나타낸 제2 DB를 산정하는 방법을 자세히 나타낸 순서도이고, 도 3은 도 1에 나타낸 유입수가 유입된 구간을 파악하는 방법을 자세히 나타낸 순서도이다.
도 1 내지 도 3을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하수도 관리 방법은 복수의 구간을 포함하는 구역 내 상수공급량을 기초로 오수발생량을 예측하는 단계 및 오수관 및 우수관의 상기 구간별 유량정보를 수집하여 제1 DB를 구축하는 단계를 포함할 수 있다.
먼저, 건축물의 용도에 따라 오수발생량을 예측하게 된다. 예를 들면, 건축물의 용도에 따라 오수발생량을 산정하게 된다. 즉, 주거시설 중 단독주택의 경우 200L/인으로 산정할 수 있고, 공동주택 중 기숙사의 경우에는 7.5L/㎡ 으로 산정하게 된다. 이는, 건축물의 용도별 오수발생량 및 정화조 처리대상인원 산정기준에 따라 산정되는 것으로, 임의의 구역에 건축물의 용도를 파악하여 전체 오수발생량에 대해 산정할 수 있다. 보다 구체적으로 구역을 복수의 구간으로 나누어 각 구간별 건축물의 용도를 분석하여 오수발생량을 산정할 수 있다. 건축허가를 위해서 건축물이 신축될 당시, 산정된 오수발생량에 따라 오수관 선정되어 매립되었을 것이므로, 오수관로에 대한 정확한 지도가 없어도 산정된 오수발생량을 통해 오수관의 관지름[mm] 및/또는 오수관로의 용량을 예측할 수 있다.
이후, 오수관 및 우수관의 구간별 유량정보를 수집하여 제1 DB를 구축할 수 있다. 예를 들면, 평소에 유량정보를 파악하기 위해 각 구간에 유량측정기를 설치하여 각 구간별 유량정보를 수집할 수 있다. 각 구간별 유량정보를 취합할 경우 임의의 구역에 대한 유량정보를 산정할 수 있다.
이후, 강우정보, 상기 오수관 및 상기 우수관의 상태정보를 수집하여 제2 DB를 구축하는 단계를 포함할 수 있다. 먼저, 오수관 및 우수관의 경우 정기적 또는 비정기적으로 행하여진 점검으로 다양한 정보를 습득할 수 있다. 예를 들면, 압력, 유속, 토사퇴적량, 균열유무 및 누수여부일 수 있다. 균열 또는 누수가 점검된 경우 보수작업을 실시하게 되나, 균열 또는 누수가 발생하지 않은 곳에 비해 재발의 유험이 있으므로, 상태가중치를 보다 크게 줄 수 있다. 강우정보의 경우, 계절별 편차가 크고 최근 집중호우로 인해 구간별 / 구역별로 편차가 심하므로 이에 대한 세심한 기록이 요구될 수 있다.
강우정보는 <표 1>과 같이 시간당 강우량, 각 구간별 구간점수, 강우량 가중치 및 상태가중치를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 구간점수의 경우 집중호우가 이뤄진 곳과 집중호우가 이뤄지지 않은 곳의 점수를 1 ~ 10 사이로 설정할 수 있다. 소나기를 예로 들면, 인접한 구간이라도 강우량 편차가 심할 수 있다. 강우량 가중치는, 높은지대와 낮은지대를 고려하여 1 ~ 10점 사이로 설정할 수 있다. 예를 들면, 높은지대라면 1에 가깝게 점수를 부여하고, 낮은지대라면 10에 가깝게 점수를 부여할 수 있다. 즉, 비가 내려 높은곳에서 낮은곳으로 흘러 낮은 곳에서는 침수피해가 발생할 수 도 있기 때문이다.
상태가중치는 우수관의 상태에 대한 점수로 0 ~ 1 사이로 설정할 수 있다. 예를 들면, 노후가 많이 진행된 관일 수록 1에 가깝다. 예를 들며, 우수관에 구멍이 발생된 상태라고 하면, 상태가중치는 1일 수 있다. 즉, 상태가중치가 클 수록 우수관에서 누수되는 누수액이 크다는 것을 의미한다. 이렇게 누수된 우수는 땅속을 흐르거나, 오수관으로 유입될 수 있다. 이때 싱크홀 등의 문제가 발생될 수 있다. 예를 들면, 상태 가중치는 아래의 함수로 설정될 수 있다. 상태가중치는 유지보수 종류 및 횟수에 따라 영향을 받을 수 있다. 즉, 우수관의 유지보수는 개보수 및 준설이 있을 수 있으며, 관로, 맨홀, 우오수받이와 같이 대상이 나뉠 수 있다. 이러한 유지보수활동은 우수관의 상태를 적절하게 유지하는 활동으로 상태가중치를 낮춰 적은 제1 유입량을 유추할 수 있다. 설치기간이 약 30년이 되었을 경우에는 유지보수가 없던 경우라도, 상태가중치가 1에 가까워지게 되므로, 이 경우에는 적절한 유지보수또는 교체가 필요한 시기로 예측할 수 있다.
Figure 112021008297115-pat00001
x=설치기간 + 유지보수 변환값
구분 1회 2회 3회 4회 이상
개보수 관로 0.5 0.7 0.9 1.2
맨홀 0.2 0.3 0.4 0.7
우오수받이 0.3 0.4 0.5 0.7
준설 오수 0.3 0.6 0.9 1.3
우수 0.3 0.7 1.0 1.5
맨홀 0.1 0.2 0.3 0.5
우오수받이 0.1 0.2 0.3 0.5
예를 들면, [표 1]의 유지보수 변환값을 참고하면, 설치기간이 5년이고 관로 개보수 1회와 우수관 준설 1회를 했을 경우, 유지보수 변환값은, 0.5+0.3으로 0.8로 선정할 수 있다. 이에 따라, x=5+0.8=5.8로 설정하여 상태가중치를 정한다. 5.8로 선정된 상태가중치는, 약 0.1으로 선정될 수 있다. 이러한 상태가중치는 [표 2]에 대입하여 제1 유입량을 유추할 수 있다.
구분 시간당
강우량[mm/h]		 구간
점수		 강우량
가중치		 상태
가중치		 시간당
제1 유입량[mm/h]		 강우
시간		 유추된
제1 유입량[mm]
A 구역 100 4 7 0.1 280 2.5 700
B 구역 150 3 2 0.4 360 1 360
C 구역 80 3 2 0.2 96 2 192
D 구역 100 6 7 0.2 840 3 2,520
이후, 예측된 상기 오수발생량과 상기 제2 DB 중 오수관의 상태가중치를 고려하여, 제2 유입량을 선정하게 된다. 예를들면, 오수관의 상태가중치의 점수범위는, 우수관의 상태가중치 점수범위와 동일 할 수 있다. 즉, 오수관의 노후가 진행될 수 록 1에 가까울 수 있다.
제2 유입량에 제1 유입량을 더해 하수처리장에 유입될 수 있는 유입량을 추정할 수 있다. 이러한 과정을 통해, 하수처리장 용량에 맞게 오수 유입량을 조절할 수 있다.
상기 예측유입량과 상기 하수처리장의 실제유입량을 비교하여, 상기 제1 DB에서 유량의 변화가 발생한 구간을 도출하는 도출단계를 포함할 수 있다. 예를 들면, 예측유입량과 실제유입량의 차이가 10%정도면 오수관 및 우수관의 상태가 큰 문제가 없는 것으로 판단할 수 있다. 이 경우에는 우수관에서 오수관으로 유입된 우수의 양이 그리 크지 않거나, 우수관에서 설사 많이 유출되었더라도 우수관 상태가 좋아 우수관으로 유입되지 않은 것으로 판단된다. 다른 예로, 10%가 넘는 경우 제1 DB의 각 구간별 유량 변화가 발생한 구간을 도출하여 오수관에 문제가 발생된 구간을 예측하게 된다.
문제가 발생된 구간을 유지보수 구간으로 설정하여, 오수관을 직접 점검 또는 유지보수를 시행할 수 있다. 이를 통해, 하수도 시설물을 효율적으로 관리할 수 있어, 인력 및 비용의 손실을 줄일 수 있다.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

Claims (7)

  1. 오수관 및 우수관의 구간별 유량정보를 수집하는 제1 DB부와, 강우정보, 오수관 및 우수관의 상태정보를 수집하는 제2 DB부와, 상기 제1 DB부 및 제2 DB부로부터 입력받은 데이터를 전달받아 하수처리장의 예측유입량을 추정하는 예측유입량 추정부와, 상기 예측유입량과 상기 하수처리장의 실제유입량을 비교하여 유량의 변화가 발생된 구간을 도출하는 도출부를 포함하는 하수도 관리 시스템을 이용한 하수도 관리 방법에 있어서,
    복수의 구간을 포함하는 구역 내 건축물 용도 구별에 따라 오수발생량을 산정하는 단계;
    오수관 및 우수관의 구간별 유량정보를 수집하여 제1 DB를 구축하는 단계;
    강우정보, 상기 오수관 및 상기 우수관의 상태정보를 수집하여 제2 DB를 구축하는 단계;
    예측된 상기 오수발생량과 상기 제2 DB를 고려하여, 하수처리장의 예측유입량을 추정하는 단계;
    상기 예측유입량과 상기 하수처리장의 실제유입량을 비교하여, 상기 제1 DB에서 유량의 변화가 발생한 구간을 도출하는 도출단계를 포함하고,
    상기 상태정보는,
    상기 오수관 및 상기 우수관의 유속, 토사퇴적량, 균열에 따른 침입수 유입 중 적어도 하나의 정보를 포함하며,
    하수처리장의 예측유입량을 추정하는 단계는,
    상기 강우정보에 의해 제1 유입량을 유추하는 단계;
    상기 산정된 오수발생량에 제2 DB 중 오수관 상태가중치를 통해, 제2 유입량을 선정하는 단계; 및
    상기 제2 유입량에 상기 제1 유입량을 더하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 유입량을 유추하는 단계는,
    상기 구간에 따라 부여된 구간점수, 구간별 시간당강우량에 따라 부여된 강우량가중치, 상기 우수관의 상태정보에 따라 부여된 상태가중치를 각각 곱하여 시간당 제1 유입량을 계산하는 단계; 및
    상기 시간당 제1 유입량에 상기 구간의 강우시간을 곱하여 계산하는 단계를 포함하는 하수도 관리 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도출단계는,
    상기 예측유입량 및 상기 실제유입량을 비교하는 단계; 및
    상기 예측유입량이 더 큰 경우, 제1 DB을 기초로 상기 오수관의 누수가 발생한 구간을 파악하는 단계를 포함하는 하수도 관리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 비교하는 단계 이후,
    상기 실제유입량이 더 큰 경우, 제1 DB을 기초로 상기 오수관에서 유입수가 유입된 구간을 파악하는 단계를 포함하는 하수도 관리 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 도출단계 이후,
    상기 강우정보 및 상기 상태정보를 보정하는 단계를 더 포함하는 하수도 관리 방법.
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