배수처리 계획

배수처리 계획이란

배수처리 계획은 계획구역의 우수를 방류처까지 안전하게 배제하기 위한 시설 및 운영 계획이다.

쉽게 말하면, 비가 온 뒤 고인 물을 어떻게 빼낼지 정하는 계획이다.

계획구역 안에서 생긴 우수를 내수라 하고, 제방 바깥 하천의 물인 외수와 구분한다.

방류수위는 배수시설이 물을 내보내는 하천이나 해역의 수위다.

방류수위와 배수방식

배수 계획의 원리는 방류처 수위와 유입량의 관계에 있다.

방류처 수위가 배수구 높이보다 낮으면 중력으로 흐르고, 높아지면 수문을 닫고 펌프로 밀어내야 한다.

그래서 배수구역의 지형, 유출량, 방류수위를 함께 봐야 한다.

배수계통의 구성

배수계통은 소유역에서 모인 우수를 방류처까지 연속으로 이송하는 계통이다.

배수로, 간선관거, 저류시설, 수문·펌프장, 방류구가 한 계통으로 묶인다.

각 요소는 용량과 운영 조건을 따로 정하고 전체를 하나의 계통으로 검토한다.

저류의 원리

저류시설은 유입 첨두를 일시 저장해 방류 시간을 늦춘다.

저류시설에 유입하는 유량을 Qin, 방류량을 Qout, 저류량을 S라 하면 연속방정식이 성립한다.

방류량이 일정하게 제한되면 유입 첨두의 일부가 저류되어 최대 유량이 줄어든다.

이 효과로 펌프와 관거의 규모를 낮출 수 있다.

계산 예제

가상의 예로 하천 홍수위가 높아 자연배수가 어려운 저지대 배수구역을 든다.

배수면적은 50ha, 설계 강우강도는 80mm/h, 유출계수는 0.7로 가정한다.

합리식으로 계획 우수량을 구한다. 계산은 직접 해 보자.

정답은 7.78 m³/s다. 이 값을 펌프 용량 산정의 입력으로 쓴다.

펌프 용량은 저류로 첨두를 낮춘 뒤의 유량을 기준으로 정하는 것이 일반적이다.

배수방식 3가지

배수방식은 방류처 수위와 지형 조건에 따라 자연배수, 강제배수, 병용배수로 나뉜다.

자연배수는 관거 설계가, 강제배수는 펌프 설비와 전원 설계가 핵심이다.

병용배수는 평상시 자연배수, 외수위가 오르면 수문을 닫고 펌프를 가동하는 방식이다.

방식을 고를 때는 방류처의 평상시 수위와 홍수위 차이를 먼저 확인한다.

정답은 강제배수다. 중력으로 흐르지 못하는 저지대는 배수펌프장으로 양수해야 한다.

흔한 실수와 정리

채점에서는 배수구역 설정, 배수방식 3가지, 펌프장·수문 연계, 점검 절차를 본다.

첫째, 병용배수를 빠뜨리는 실수가 많다. 외수위가 높고 낮은 시기가 함께 있으면 반드시 언급한다.

둘째, 방류수위를 고정값으로 보고 내·외수위 조합을 검토하지 않으면 감점된다.

셋째, 저류시설을 우수 처리의 전부로 쓰고 우회배수 경로를 빠뜨리는 경우가 흔하다.

배수계획은 구역 설정, 유출량 산정, 방식 선정, 계통 설계, 검토·운영 순으로 정리한다.