하수도 계획 기본사항

왜 배우는가: 하수도 계획 기본사항은 하수도 설계의 출발점이라 계획목표년도, 계획구역, 배제방식, 하수량 산정 등 이후 모든 설계 항목의 전제가 된다. 기술사 시험에서도 용어형과 논술형 모두에서 반복해 출제되는 기초 개념이다.

출제 이력: 제124회 2교시 3번, 제92회 1교시 8번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄 정의: 하수도 계획은 우수 배제·오수 배제 및 처리·슬러지 처리 기능을 갖춘 하수도 시설을 계획목표년도 기준으로 구역·하수량·처리수준에 맞추어 정하는 설계의 기본 절차다.

핵심 키워드: 하수도 계획, 계획목표년도, 계획구역, 배제방식, 계획하수량, 우수배제계획, 하수처리구역, 하수도정비기본계획

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 하수도 계획은 "앞으로 20년 동안 도시에서 나오는 물을 어디서, 얼마나, 어떻게 모아서 처리하고 내보낼지 미리 정하는 일"이다. 하수도 설계는 이 계획을 실제 관거와 처리시설의 치수로 바꾸는 단계다.

정식으로는 하수도 계획을 하수도 계획의 기본적 요건에 따라 세 가지 기능을 함께 갖추도록 정한다. 첫째는 우수 배제, 둘째는 오수의 배제와 처리, 셋째는 슬러지 처리와 처분이다. 세 기능 중 하나라도 빠지면 계획이 완결되지 않는다.

계획의 세부 구성은 다음과 같이 잡는다.

• 계획목표년도: 원칙적으로 20년 후로 정한다.
• 계획구역: 관할 행정구역 전체를 대상으로 하되, 계획목표년도까지 시가화가 예상되는 구역과 수질보전이 필요한 구역을 포함한다. 행정 경계에만 의존하지 않고 자연 및 지역 조건을 함께 고려한다.
• 처리구역: 처리장에 유입된 오수를 물과 슬러지로 분리하여 처리하는 구역이다.
• 배제방식: 분류식과 합류식 중 지역 여건에 맞게 선택한다.
• 계획하수량: 계획 1일 최대 오수량, 계획 시간 최대 오수량, 계획 우수량을 합하여 설계 유량을 정한다.

하수량은 다음 식으로 정리한다.

$Q_{계획} = Q_{오수} + Q_{우수} + Q_{지하수}$

여기서 Q_{오수}는 가정하수와 공장폐수를 합한 오수량(㎥/d)이고, Q_{우수}는 계획우수량(㎥/s), Q_{지하수}는 지하수량이다. 단위는 시설 종류에 따라 ㎥/d 또는 ㎥/s로 맞춘다.

하수처리장 설계 규모의 기준이 되는 값은 계획 1일 최대 오수량이다. 이 값은 1인 1일 최대 오수량에 계획 인구를 곱하고 공장 폐수량, 지하수량, 기타 배수량을 더해 구한다.

3. 등장 배경과 필요성

도시가 커지고 생활 하수가 늘면서 오수를 방치하면 악취와 전염병이 생겼다. 이를 막기 위해 오수를 신속히 배제하고 처리하는 체계가 필요해졌다. 도시화로 불투수면이 넓어지자 강우 시 우수가 한꺼번에 몰려 침수 피해가 커졌다. 그래서 우수 배제를 오수와 함께 계획하는 것이 필요해졌다.

하수를 그대로 하천에 방류하면 수질이 악화된다. 방류수역의 수질 환경기준과 허용 부하량을 고려해 처리 수준을 정해야 할 이유가 여기에 있다. 계획을 미리 세우지 않으면 관거가 과대 또는 과소로 설치되어 나중에 재시공 비용이 커진다.

국가 차원에서는 국가하수도종합계획(10년 단위)이 상위 틀을 정하고, 유역하수도정비계획(20년 단위)이 권역별 배치를 정한다. 그 아래 하수도정비기본계획(20년 단위)이 관할 구역의 세부 계획을 정한다. 하수도 설계 기준은 이 계획의 결과를 받아 구체적 설계 값을 정하는 역할을 한다.

법적으로 하수도정비기본계획에는 하수도의 정비에 관한 기본방침, 기본적 시설의 배치·구조·능력, 합류식과 분류식 관로의 배치, 침수 피해 위험도 예측분석, 하수처리수 재이용 등이 포함되어야 한다.

하수도 계획은 설계의 출발점이므로 계획목표년도와 계획구역을 먼저 정해야 한다.

4. 구성요소·원리·절차

하수도 계획은 우수 배제, 오수 배제 및 처리, 슬러지 처리·처분의 세 기능을 함께 갖추는 것을 기본 요건으로 한다. 이 세 기능이 하나의 흐름으로 이어지도록 구성요소를 배치하는 것이 계획의 출발점이다.

하수도는 크게 집배수시설, 처리시설, 방류 또는 처분시설로 구성된다. 집배수시설은 가정·사업장의 하수를 관로로 모으는 부분이고, 처리시설은 하수를 물과 슬러지로 분리해 정화·안정화하는 부분이며, 방류 또는 처분시설은 처리수를 공유수면에 내보내고 슬러지를 최종 처분하는 부분이다.

이 표는 계획 항목을 구성요소별로 정리한 것이다. 각 구성요소는 하수량과 부하량 계획의 결과를 받아 규모가 정해진다. 따라서 계획의 순서는 수량과 수질의 산정에서 시작한다.

계획 원리는 세 가지다. 첫째, 우수와 오수를 어떤 방식으로 배제할지 정하는 배제방식 결정이다. 둘째, 처리장 규모를 정하는 계획하수량과 계획오염부하량 산정이다. 셋째, 하천·농업용 배수로 등 대상지역의 다른 배수체계와 연계하는 종합 계획이다.

계획 절차는 다음과 같다.

• 자연적 조건, 관련계획, 방류수역, 기존시설 등을 조사한다.
• 계획구역과 계획목표년도를 정한다.
• 배제방식(분류식·합류식)을 선정한다.
• 계획인구와 계획오수량을 산정하고, 계획우수량을 산정한다.
• 계획오염부하량과 계획유입수질을 정하고 처리 방법을 선정한다.
• 관거·처리장·펌프장의 배치와 구조를 설계하고 슬러지 처리계획을 세운다.
• 사업비와 재원조달 방안, 시설 실시순서를 정한다.

계획하수량의 기본식은 다음과 같다.

$Q_{계획} = Q_{오수} + Q_{우수} + Q_{지하수}$

여기서 Q_{계획}은 계획하수량(㎥/d), Q_{오수}는 계획오수량(㎥/d), Q_{우수}는 계획우수량(㎥/d), Q_{지하수}는 지하수량(㎥/d)이다.

계획 1일 최대오수량은 처리장 설계 규모의 기준이 되며 다음과 같이 산정한다.

$Q_{1일최대} = (1인\ 1일\ 최대\ 오수량 \times 계획인구) + 공장\ 폐수량 + 지하수량 + 기타\ 배수량$

여기서 1인 1일 최대 오수량의 단위는 L/(인·d), 계획인구는 인, 나머지 항은 ㎥/d이다.

5. 관련 법령·기준·표준

하수도 계획의 법적 골격은 「하수도법」에 있다. 국가 차원의 종합계획, 권역 단위 유역하수도정비계획, 시·군 단위 하수도정비기본계획이 상위에서 하위로 연결된다. 설계 세부 기준은 하수도 설계기준(KDS 61 00 00)이 담당한다.

하수도정비기본계획에 포함되어야 할 사항은 「하수도법」 제5조제3항에 있다. 주요 항목은 하수도 정비 기본방침, 유역하수도정비계획에 따른 세부시행방안, 배수구역, 기본적 시설의 배치·구조·능력, 합류식·분류식 관로 배치, 침수 피해 위험도 예측·예방, 강우 시 하수 측정·처리, 사업 실시순위, 오염물질 저감계획과 하수저류시설, 찌꺼기 처리, 재이용, 분뇨·연계처리, 사업비 산정과 재원조달, 개인하수처리시설이다.

계획 기준 수치는 다음과 같이 정리한다.

계획구역은 관할 행정구역 전체를 원칙으로 하고, 계획목표년도까지 시가화가 예상되는 구역을 포함한다. 행정 경계에만 의존하지 않고 자연·지역 조건을 고려해 광역적으로 정한다. 법정 기준 외의 세부 수치는 하수도 설계기준과 해당 계획의 조건에 따라 정한다.

개정 흐름으로는 2025-10-01 시행 개정에서 유역하수도정비계획의 수립 근거와 하수도정비기본계획 포함 사항(침수 피해 위험도, 강우 시 하수 측정, 재이用)이 정비되었다. 소관은 기후에närgy환경부와 지방환경관서로 옮겨졌다.