Water/Sewage Treatment

Water Planning

Abstract

Water supply and sewerage planning is a comprehensive process that ensures safe drinking water and proper wastewater management while safeguarding public health and the environment.
It involves steps like data gathering, projecting future water demands, selecting water sources, treating and distributing water, planning sewage systems and wastewater treatment, environmental impact assessment, financial analysis, regulatory compliance, climate resilience, public engagement, detailed infrastructure design, and ongoing maintenance.
This interdisciplinary effort aims to provide clean water, protect ecosystems, and engage communities in a sustainable and compliant manner.

상수도 계획

상 수도 시설의 구성

① 취수시설:수도 수원으로 되는 하천,호소,지하수 등으로부터 수도 원수를 취수하기위한 모든 시설을 말한다.
- 취수언,취수탑,정호,취수관,취수 pump등
② 저수시설 :수도의 원수를 저류하기 위한 댐 및 원수 조절지 등의 모든 시설
③ 도수시설 :처리되지 않은 원수를 정수장까지 보내기 위한 모든 시설을 말한다.
- 도수관,도수로,도수펌프 등의 설비)
④ 정수시설 :원수를 적합한 수질의 물로 처리하기 위한 설비로써 응집,침전,여과설비,정수지,정수장내 설비간의 연결관
로,소독 및 이들의 부속 설비을 말하며 정수장 가동율을 75%정도로 하여 계획정수량의 약 25%의 예비용량
을 확보하도록 하고 있다.
⑤ 송수시설 :정수를 배수시설에 보내기 위한 송수관,송수 pump등의 설비와 이들의 부속설비로 공학적으로는 도수시설과 의미가 같다
⑥ 배수시설 :배수지 또는 배수 pump를 포함한 급수장치까지의 시설
- 배수지,배수탑,고가탱크,배수관, pump
⑦ 급수시설:배수관에서 급수전(service Conection Tap)까지 보내는 시설로써 급수관,수도꼭지 등을 말한다.

(정수장 전경)

시설계획 기본사항

상수도 계획 수립은 계획목표 설정(기본방침 수립),기초조사,기본사항 결정,정비내용 등의 순서로 하며,증설과 함께 기존시설의 개량 등도 고려하여야 한다.
상수도계획수립 시에는 가장기초가 되는 계획목표를 세우고 그에 따라 계획년도,계획급수구역,급수량 등을 정해야 한다.

(상수도계획 흐름도)

1)관련 상수도계획 검토

전국을 대상으로 택지개발 및 산업단지 등 각종 개발계획 등을 포괄적으로 조사한 수자원장기종합계획(국토해양부),전국 수도정비기본계획(환경부)등 정부 상위계획 자료를 검토한다.

2)목표(계획)년도 수립

목표연도는 자금사정,건설비,유지관리비,시설의 수명 등에 의하여 산정하되,일반적으로 설계시(기본계획 확정)부터 15~20년간을 고려하여 계획하여야 한다.
단기계획을 목표연도로 하여 시설하는 경우에는 준공과 더불어 확장공사를 시행하게 되어 비경제적이 될 수 있으므로 되도록 장기계획을 수립하여 설치하는 것이 바람직하나, 30년 가량의 장기계획을 세우는 경우에는 건설비의 추정이 어렵고 또한 설치한 시설의 노후로 계획상의 결함이 많아 비경제적일 수도 있다.
개개시설의 규모결정에 있어서 계획년도는 장래 공사의 난이도를 고려하여 서로 다른 계획년도를 설정할 수 있다.단기계획(완공후 5년 정도),장기계획(완공후 15~20년 정도)등 2단계로 나누어 취수 및 도수설비는 장기계획,정수 및 송․배수설비는 단기계획으로 하는 것이 바람직하다.

3)용수 수요산정

용수 산정시에는 생활용수,공업용수 등으로 나누어 산정하며,급수구역과 급수구역 내의 급수인구를 바탕으로 계획1인1일급수량,유수율,급수보급율 등을 추정하여 산정한다.

(1)생활용수 수요추정 절차

(1)생활용수 수요추정 절차

② 생활용수 수요추정 절차


예측기법	추 정 방 법
외삽법 (Extrapolation)	과거 실적 추세에 가장 적합한 추세선을 이용하여 장래 원단위등에 적용하는 방법으로 통계자료가 체계적으로 정리되지 않은 경우에 주로 이용
회귀분석 (Regression)	물 수요량의 변동과 관련이 깊다고 판단되는 각종 사회.경제적 여건 등을 설명변수(외생변수라 가정)로 하여 회귀모델을 유도
요인분석 (Causal/StructuralAnalysis)	용수수요의 등락을 면밀히 검토하고 물사용요인의 구조를 분석하여 용수수요량 예측 각 용도별 물사용량 또는 용도별 원단위를 각각의 인자로 분할하여 예측
사용목적별분석 (End-Use Model)	물사용 형태에 주목하여 용수수요를 구성하는사용목적별(화장실,세탁등)로 장래 수요량을 예측
계량경제모델 (Econ-ometric model)	독립변수 상호간에 영향을 주고받아(내생변수)연립회귀방정식으로는 원칙적으로 다룰수 없는 경우 연립방정식 시스템(계량경제모델)을 사용하여 복잡한 수요의 결정과정을 정확하게 분석

③ 장래인구 예측

장래 인구추정은 수자원장기종합계획,수도정비기본계획(환경부,지자체),도시기본계획 등 관련 상위계획 자료와 급수지역의 과거인구현황자료 등을 토대로 수학적방법에 의한 추정인구와 서로 비교하여 결정한다.
수학적 방법 :등차급수법,등비급수법,최소자승법,지수곡선식법,로지스틱 곡선식법 등이 있다.

(2)공업용수 수요추정 절차

(2)공업용수 수요추정 절차

4)수량조사 및 예측 (물수지 분석)

수량조사 및 예측은 물수지 분석 후 지표수,저수지(댐),지하수 등 수원을 조사,안정적인 수량을 확보할 수 있는 취수 가능량을 결정

5)시설규모 결정

①시설규모는 공급대상지역의 장래 계획(목표)년도,용수부족량,취수 가능량 ,재정상태 등을 전반적으로 고려하여 결정한다.
② 용수부족량은 장래 계획(목표)년도에 발생할 일최대 부족량을 공급할 수 있도록 시설규모를 계획하여야 한다.
- 취수․도수시설 :계획1일 최대급수량 +도송수시설의 손실량
  ※일반적으로 취수 및 도수시설 용량은 계획1일 최대급수량의 5%정도를 증가
- 정 수 시 설 :계획1일 최대급수량
- 송 수 시 설 :계획1일 최대급수량
  ※ 계획1일 최대급수량은 정수장에서의 역세척수를 포함하여 배수 및 급수시설에서의 누수 등 손실수량을 포함한다.
③ 상수도 시설규모는 계획년도에 수원에서의 안정적인 용수공급이 가능하여야 하나,취수원에서의 용수공급량이 부족할 경우 단계별 시설계획을 수립한다.

취수/관로 바로가기

하수도 계획

하수도 시설의 구성

유입 → 유입펌프장 → 스크린설비 → 분배조 → 반응조 → 처리수조→ 사여과기 → 여과수조 → UV소독조 → 방류

(하수처리시설 전경)

하수도의 기본방침

하수도 계획에서 우수 배제,오수 배제 및 처리 그리고 슬러지 처리 및 처분의 기능을 함께 갖추는 것을 기본적인 요건으로 한다.
하수도 기본 계획시에는 계획목표년도,계획 배수구역,계획인구,오염부하량 및 법적 기준,하․폐수의 특성,처리수준,처리공법의 선정,단위설비의 선정,처리장 계획도 및 수리계통도 등을 고려하여야 한다.
※ 하수량 =오수량(가정하수 +공장폐수) +우수량 +지하수량

(하수도 계획의 절차)

1)우수 배제계획

하수도 계획시 우수 배제는 하수도뿐만 아니라 대상지역의 우수 배제와 관련 있는 하천,농업용 배수로 및 기타 배수로 등을 포함한 종합적인 우수 배제계획을 수립하여야 한다.

2)오수처리 이용 계획

오수처리계획수립시는 방류지역의수질 환경기준,하수도 정비 기본계획,물 이용계획과 하수도 등을 고려하여 계획을 수립하여야 한다.

3)슬러지처리 이용 계획

하수처리과정에서 발생하는 슬러지 성상은 유입 하수의 수질에 따라 다양하기 때문에 슬러지 성상,도시화 상황 및 지리적 여건 등 지역 특성을 고려한 장기적이고 안정적인 계획을 수립해야 한다.

하수량의 기본 계획

1)하수도 계획의 목표연도 :원칙적으로 20년 후로 함
2)계획구역
3)배제방식
4)오수관거 및 우수관로 계획
5)토구
6)조사사항
- ① 자연적 조건에 관한조사
- ② 관련계획에 관한조사
- ③ 부하량에 관한 조사
- ④ 기존시설에 관한 조사
- ⑤ 하수의 자원화 및 시설의 유효이용에 관한 조사
- ⑥ 기타 필요한 조사

우수배제계획

1)계획우수량

(1)우수량 산정

① 강우강도

강우강도(Intensity of rainfall)란 일정 시간 내에 내린 비의 깊이를 한 시간당 우량으로 환산한 것으로,강우강도가 클수록 계속시간이 짧고,척도가 작다,
합리식에 적용되는 강우강도 공식은 Talbolt형, Sherman형, Japanese형 등이 있으며 다음과 같은 형식으로 표시된다.

② 확률년수

확률년수는 원칙적으로 5~10년으로 하며,간선의 경우 10년,지선의 경우는 5년을 적용한다.
확률계산법으로는 Thomas plot법, Hazen plot법,이와이법 등이 있으며, 일반적으로 Thomas plot법을 사용 한다.

③ 유출계수

유출계수(Run Off Coefficient)란 유달시간 내의 평균 강우량에 대한 최대 우수 유출량의 비율을 말한다,즉 하수관거에 유입하는 우수 유출량과 전강우량의 비이다.

④ 유달시간

유달시간이란 어떤 지점의 강우가 하류의 계획대상이 되는 어떤 지점까지 도달하는데 필요한 시간을 말하며 대체로 5~10분 정도이다
유달시간은 지역이 작고,지세가 급하며,비투수성 지표 일수록 짧고,지면이 건조,불규칙하고 식물이 우거지며 수로 유역 저수지 등에서 저유될수록 길어진다.
유달시간이 짧을수록 우수의 유출은 크며,유달시간은 유입시간과 유하시간의 합으로 계산한다.

⑤ 우수유출량 산정 :합리식,경험식

합리식 :최대 계획 우수 유출량 산정은 원칙적으로 합리식으로 산정함

Q =	1	× C I A
	360

Q :최대 계획 우수 유출량(㎥/sec)

C :유출계수

I :유달시간(T)내의 평균 강우강도(mm/hr)

A :배수면적(ha)

경험식 :스위스의 취리히,독일의 오펜 등 특정지역의 우수유출 관측자료를 기준으로 작성된 경험식

Q =	1	× C I A × n√(S/A)
	360

Q :최대 계획 우수 유출량(㎥/sec)

C :유출계수

I :유달시간(T)내의 평균 강우강도(mm/hr)

A :배수면적(ha)

S :지표의 평균구배

n :정수

(n√(S/A):불규칙한 지형이나 측구 등 배수시설에서의 정체 등 배수구역의 특성을 고려 조정하는 항)

2)우수관거계획

3)빗물펌프장 계획

4)우수유출량의 억제

5)우수조정지 계획

오수처리 이용 계획

1)계획인구

계획구역내의 계획총이구는 국토종합계발계획 및 도시계획 등의 기본계획을 기초로 결정한다.이와 같은 계획에 결정되지 않은 경우나 목표연도가 정해지지 않은 경우는 과거 인가증가실적을 고려하여 산출한다.
산출방식 :연평균증가수에 의한 방법,연평균증가율에 의한 방법,도표상의 비교법,이론곡선식에 의한 방법 등이 있다.

2)계획오수량

(1)오수량 산정

① 1인 1일당 오수량

계획 1일 최대 오수량 = (1인1일최대오수량 ×계획인구) +공장폐수 +지하수량
계획1일평균오수량 =계획1일 최대 오수량 × 70~80%
계획시간최대오수량 =계획1일 최대 오수량의 1시간당 수량 × 1.3~1.8

② 공장폐수

공장폐수는 각종 공장 또는 산업시설물로부터 공공용 수역으로 배출되는 물을 공장특성 등에 따라 차이가 큼으로 실제 기록한 폐수 배출량을 기준으로 하며,장례 계획이 있는 경우 이를 고려하여야 한다.

③지하수

지하수는 불청객으로 유입되는 량을 추정하기 어려워 아래와 같이 가정하여 적용한다.
- 하수관의 길이 1km에 대하여 0.2 ~ 0.4L/s
- 1인1일 최대오수량의 10~20%,일반적으로 10%이하 적용
- 배수면적당 17,500 ~ 36,000 L/ha

3)계획오염부하량 및 계획유입수질

4)처리방법

5)관거계획

6)펌프장계획

7)처리장계획

슬러지처리 이용 계획

1)계획슬러지량

2)이용방법

3)운송방법

4)처리.처분방식

5)슬러지의 광역처리

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상수도 계획

상 수도 시설의 구성

시설계획 기본사항

하수도 계획

하수도 시설의 구성

하수도의 기본방침

하수량의 기본 계획

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