누수평가지표(ILI)

왜 배우는가: 누수는 상수도 유수율과 경영 성과를 좌우하는 핵심 지표이며, 누수 저감 목표를 정량적으로 평가하는 기준으로 ILI가 널리 쓰인다. 기술사 시험에서는 무수수량과 누수관리 체계를 묻는 문항에 반복해서 등장한다.

출제 이력: 제135회 1교시 2번, 제95회 1교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

누수평가지표(ILI)는 현재 연간 실제 누수량(CARL)을 불가피 연간 실제 누수량(UARL)으로 나눈 비율로, 관망 누수 관리 수준을 기술적 최소 누수 대비 배수로 나타내는 지표다.

핵심 키워드

• 누수평가지표(ILI)
• 현재 연간 실제 누수량(CARL)
• 불가피 연간 실제 누수량(UARL)
• 무수수량(NRW)
• 실제 누수(real losses)
• 관망 누수 관리
• 기술적 최소 누수

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면, 상수도 관로에서 새는 물의 양이 "이 정도 관망이면 어쩔 수 없이 새는 양"의 몇 배인지를 보는 지표다. 관망 상태가 같아도 누수 양이 많으면 ILI가 커진다.

정식 정의는 다음과 같다. ILI는 현재 연간 실제 누수량 CARL을 불가피 연간 실제 누수량 UARL로 나눈 값이다. 즉 ILI = CARL / UARL이다. 분자 CARL은 실제로 관망에서 빠져나가는 누수량이고, 분모 UARL은 관망 연장, 관 연결 수, 수압 등 설계·운영 조건에서 기술적으로 피하기 어려운 최소 누수량이다.

현재 연간 실제 누수량(CARL)은 배수량에서 수용가 사용량과 미계량 사용량 등 정상 사용량을 뺀 실제 손실 중 관망 누수에 해당하는 양이다. 측정과 추정이 함께 필요하다. 불가피 연간 실제 누수량(UARL)은 관로 길이, 연결 수, 평균 수압을 입력으로 하는 경험식으로 계산한다. 이 값이 낮을수록 관망이 기술적으로 잘 유지된 상태다.

ILI는 1에 가까울수록 최소 누수 수준에 근접함을 뜻한다. 1보다 크면 기술적으로 피할 수 있는 누수가 남아 있음을 뜻한다. 따라서 ILI는 누수 저감 여지를 보여 주는 상대 지표로 쓰인다.

3. 등장 배경과 필요성

과거에는 무수수량(NRW)이나 유수율을 누수 성과 지표로 많이 썼다. 그러나 NRW는 지형, 관망 노후도, 관 연장당 연결 수, 1인당 물 사용량 같이 사업자가 통제하기 어려운 요인의 영향을 크게 받는다. 그래서 서로 다른 사업자의 실제 누수 성과를 공정하게 비교하기 어렵다는 비판이 있었다.

이 한계를 보완하기 위해 국제적으로 기술적 최소 누수를 기준으로 삼는 ILI가 개발되었다. ILI는 각 사업자의 관망 여건에 맞춘 이론적 최소 누수 대비 실제 누수 배수로 평가하므로, 여건이 다른 사업자끼리 누수 관리 수준을 비교하는 데 유리하다. 국제물협회(IWA)의 수도 손실 평가 체계와 연결되어 널리 쓰이는 이유다.

누수 관리의 목표는 경제적 누수 수준(economic leakage level)을 찾는 데 있다. ILI는 이 목표를 향한 현 수준을 보여 주는 진단 도구로서, 누수 탐사, 관로 교체, 수압 관리 중 어느 투자가 효과적인지 판단하는 근거를 준다.

4. 구성요소·원리·절차

누수평가지표(ILI)는 연간 현재 실누수량(CARL)을 회피 불가 연간 실누수량(UARL)으로 나눈 비다. 분자는 실제로 새는 양이고, 분모는 관망 조건을 고려했을 때 기술적으로 피할 수 없는 최소 누수량이다. 두 값 모두 실누수(Real Losses)만 대상으로 하며, 검침 오차나 불법 사용 같은 겉보기 손실은 포함하지 않는다.

표를 보면 CARL은 현장 측정과 수량수지로 얻는 값이고, UARL은 관망 특성으로 정해지는 값이다. 그래서 ILI는 관망 조건을 보정한 상대 지표가 된다.

원리는 다음 두 가정으로 설명한다. 첫째, 누수량은 압력이 높을수록 커지므로 UARL도 평균 압력에 비례시킨다. 둘째, 배수본관·연결관·사유관이 길고 연결 수가 많을수록 기술적으로 피할 수 없는 누수가 크다고 본다. 이 점에서 ILI는 누수율(NRW)이 가진 한계를 보완한다. 누수율은 지형, 관로 연령, 인구당 사용량처럼 사업자가 통제하기 어려운 요인에 크게 좌우되므로 실누수 비교 지표로는 부적절하다는 비판이 있다.

식은 다음과 같다. 연속 급수 조건에서 쓰는 IWA 방식이다.

$UARL = (18.0 \times L_m + 0.8 \times N_c + 25.0 \times L_p) \times P$

$ILI = \frac{CARL}{UARL}$

기호는 다음과 같다. L_m은 배수본관 길이(km), N_c는 연결 수(개), L_p는 사유 연결관 길이(km), P는 평균 압력(m), UARL은 L/d 단위다. CARL은 같은 단위(L/d)로 맞춰 대입한다.

ILI는 CARL을 UARL로 나눈 상대 지표이며, 1에 가까울수록 기술적 한계 수준에 근접한다

계산 예는 다음과 같다. 배수본관 길이 L_m = 120km, 연결 수 N_c = 30,000개, 사유관 길이 L_p = 450km(연결당 평균 15m), 평균 압력 P = 50m로 가정한다.

• UARL 계산: (18.0 \times 120 + 0.8 \times 30{,}000 + 25.0 \times 450) \times 50 = (2{,}160 + 24{,}000 + 11{,}250) \times 50 = 37{,}410 \times 50 = 1{,}870{,}500 L/d
• CARL 환산: 수량수지에서 구한 실누수량이 3,000m³/d이면 3{,}000 \times 1{,}000 = 3{,}000{,}000 L/d
• ILI 계산: 3{,}000{,}000 / 1{,}870{,}500 \approx 1.60
• 결과 확인: ILI가 1.6이면 회피 가능한 누수가 기술적 한계보다 약 60% 많다는 뜻이므로 상식 범위의 값이다.

절차는 다음 순서로 진행한다.

• 수량수지(Water Balance)로 시스템 입력량과 소비량을 구분한다.
• 겉보기 손실을 빼서 CARL을 구한다.
• 관로 길이, 연결 수, 사유관 길이, 평균 압력을 조사한다.
• UARL을 계산한다.
• ILI = CARL/UARL을 계산하고 결과를 해석한다.

5. 관련 법령·기준·표준

ILI는 국제물협회(IWA)의 수량관리 체계에서 정의된 지표다. 국내 법령은 「수도법」에서 유수율과 누수율을 관리 지표로 다룬다. ILI는 법정 지표로 정해져 있지 않으며, 관망 진단과 국제 비교에 쓰는 보조 지표로 이해한다.

국내에서 누수를 관리할 때는 수량수지 기반의 유수율·누수율로 현황을 보고하고, 관망 특성을 반영하는 진단 단계에서 ILI를 함께 계산하는 방식이 일반적이다.

아래 표는 ILI 계산에 쓰는 기준 계수와 단위다.