단계시험(Step Test)

왜 배우는가: 단계시험은 누수 탐사 범위를 줄여 복구 시간과 비용을 낮추는 현장 기법이다. 상수도 유수율과 무수수량을 관리하는 실무에서 기본 절차로 쓰이며, 시험 문제에서도 누수 탐사 절차와 함께 반복해 출제된다.

출제 이력: 제139회 1교시 13번, 제134회 2교시 6번, 제114회 1교시 6번, 제109회 1교시 1번, 제97회 3교시 6번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

단계시험은 야간 최소유량 시간대에 배수구역 내 밸브를 단계적으로 조작하고 유입유량 변화를 측정해 누수 의심 구간을 좁히는 시험이다.

핵심 키워드

• 단계시험(Step Test)
• 야간 최소유량(Minimum Night Flow)
• 배수구역
• 밸브 순차 조작
• 유입유량
• 누수 의심 구간
• 유수율
• 무수수량

2. 개념 풀이

쉬운 말로 풀면, 배수구역의 물을 구역 단위로 잠가 보면서 물이 얼마나 줄어드는지 확인하는 방법이다. 잠근 구간에서 유량이 크게 줄면 그 구간 어딘가에 새는 곳이 있을 가능성이 크다는 뜻이다.

정식으로는 배수구역 유입점의 유량계 값을 기준으로 구역을 나누는 밸브를 순서대로 닫고 여는 동안 유량 변화를 기록하여 누수 의심 구간을 선별하는 현장 시험이다. 시험 결과는 누수 위치를 확정하는 값이 아니라 정밀탐사 범위를 정하는 자료로 쓴다.

야간 최소유량은 사용량이 가장 적은 새벽 시간대의 유입유량이다. 야간 최소유량 시간대에는 정상 사용량이 작으므로 남은 유량의 대부분을 누수와 야간 사용량의 합으로 본다. 이 값을 기준선으로 삼아 밸브 조작에 따른 변화를 비교한다.

밸브 순차 조작은 구역 안의 차단 밸브를 한 군데씩 닫아 구간을 나누는 작업이다. 닫는 순서와 구간 범위를 미리 정해 두어야 측정값을 구간별로 해석할 수 있다.

유입유량은 배수구역으로 들어오는 물의 양이다. 구역이 밸브로 분리되지 않으면 유입유량 변화를 구간과 연결할 수 없으므로, 시험 전에 구역 경계를 확인하는 작업이 필요하다.

누수 의심 구간은 차단 시 유량 감소가 집중된 구간이다. 이 구간은 청음이나 상관식 탐사 같은 정밀탐사의 대상이 된다.

유수율은 생산된 수량 가운데 요금을 받을 수 있는 수량의 비율이다. 누수가 많으면 유수율이 떨어지므로, 단계시험은 유수율 제고 사업의 현장 수단으로 쓰인다.

무수수량은 생산량 중 요금으로 연결되지 않는 수량 전체를 가리킨다. 누수, 계량기 불감수량, 수도사업 용수량 등이 포함된다.

3. 등장 배경과 필요성

상수도 관망에서 생산된 물은 소비자에게 닿기 전에 여러 경로로 빠져나간다. 누수는 그 가운데 가장 큰 비중을 차지하는 손실이며, 관로가 노후화되면 누수 지점이 늘어난다. 누수로 빠지는 물은 정수 과정의 비용과 에너지를 그대로 낭비하므로 관리 대상이 된다.

무수수량(NRW)은 배수관망에 공급된 양에서 요금 부과 대상 수량을 뺀 값이다. 손실의 성격에 따라 물리적 손실(누수), 상업적 손실(계량기 불감, 자료 오류, 절도), 미과금 정당 사용량으로 나뉜다. 단계시험은 이 중 물리적 손실을 구역 단위로 줄이는 데 쓰인다.

국내 유수율은 전국 평균과 비교해 지역별 수준을 가늠한다. 제주도는 2014년 상수도 통계에서 1일 생산량의 42.9%가 누수로 새는 것으로 집계되어 유수율 제고사업을 추진했다. 이런 사례는 누수 관리가 곧 수익과 수원 보전에 직결된다는 점을 보여 준다.

전체 관망을 한꺼번에 조사하면 인력과 시간이 많이 든다. 따라서 먼저 구역 단위로 누수 의심 범위를 좁히고, 그 범위에만 정밀탐사를 집중하는 순서가 필요해졌다. 단계시험은 이런 탐사 순서의 첫 단계에 해당한다.