하수저류시설이란 하수관로로 유입된 하수에 포함된 오염물질이 하천‧바다 그 밖의 공유수면 으로 방류되는 것을 줄이고, 하수가 원활하게 유출될 수 있도록 하수의 일정 부분을 일시적으로 저장하여 침수피해를 예방하거나 오염물질을 제거 또는 감소하게 하는 시설 (기존의 CSOs 및 초기빗물 저류시설 포함)을 말합니다.하수저류시설 설치계획 수립시 기존 하수도시설과 연계방안, 시공방법, 및 경제성 등을 검토하여 배수계통전체에 대하여 종합적으로 판단한 후 하수저류시설계획을 수립합니다. 하수저류시설은 차집시설, 전처리시설, 처리시설과 세척시설, 환기시설, 이송 및 방류시설로 이루어지고 필요에 따라 시설을 가감합니다.
하수저류시설 용량 및 형식
(1) 용량은 모든 빈도의 홍수에 대해 홍수저감 효과 및 하류 배수구역의 크기와 특성을 고려하여 정합니다. 하수저류시설 용량 산정시 기초 자료가 되는 계획우수유출량 산정방법은 ｢하수저류 시설 설치 및 운영관리 매뉴얼, 2013, 환경부｣을 참고합니다. 하수저류시설 설치 및 운영관리 매뉴얼은 아래 파일로 첨부하였으니, 참고하시기 바랍니다.
① 침수방지기능 하수저류시설 : 계획된 우수유출첨두량에 대응하는 것을 원칙으로 하여 기존 하수도시설(관로, 펌프장)의 용량을 상회하는 유출량을 저류하거나, 관로개량으로 침수해소가 불가능한 유출량을 저류하여 하수도 시설기준 등 계획 목표를 달성하는 것을 기준으로 하나, 지역의 특성 또는 방재상 필요성에 따라 조정되어야 합니다.
② 오염저감기능 하수저류시설 : 처리시설이나 관로용량을 초과하는 CSOs나 초기우수를 저류한 후 비가 그친 후에 공공하수도시설의 처리여유용량을 최대한 활용하여 연계처리하는 것을 원칙으로 합니다. 공공하수도시설과 연계처리가 어려운 경우에는 하수저류시설에 처리시설을 설치하여 CSOs나 초기우수를 처리하여 방류합니다.
③ 재이용 하수저류시설 : 수요처의 물사용계획을 파악하여 일간, 주간, 월간, 계절별 변동 폭을 고려하여 항시 안정적으로 용수를 공급할 수 있는 용량으로 계획합니다.
계획우수유출량 산정방법
우리나라의 하수관거의 설계 및 저류시설 계획시 우수유출시 첨두유출량 결정은 Huff분포보다는 합리식을 이용하는 것이 보다 적합할 것입니다. 홍수의 첨두유량은, 합리식에 의해 산정하는 것을 원칙으로 합니다. 합리식은 다음의 식에서 나타내었습니다.
하수저류시설의 용량산정
하수저류시설의 저류용량 산정 순서는 다음과 같습니다.
① 저장가능용량과 집수면적의 설정
② 계획 강우강도곡선의 설정과 유입 하이드로 그래프의 작성
③ 간이식에 의한 방류량의 계산(저장가능용량에 대한 방류량을 요구한다. )
④ 저장부의 수위용량곡선의 작성과 방류구 사이즈의 가정
⑤ 저장 추적 계산(저장한계수심과 강우 종료 후의 배수시간(5시간 이내))을 만족하는 방류구의 설정
위와 같이 산출하는 절차는 실제는 모두 빗물유출모형 시뮬레이션을 시행하는 과정에서 모두 시행되는 절차입니다. 따라서 실제로 설계과정에서 수행되는 하수저류시설의 용량산정은 유역표면조건, 하수관거, 빗물펌프장이 반영된 모델을 구축하여 기존하수도시설의 평가하고 추가시설이 필요한 경우 관거대책, 펌프장대책, 하수저류시설 대책을 상호 연계·검토하여 시뮬레이션을 통해 적정 저류용량을 산출합니다.
(2) 형식은 설치위치, 시설규모에 따른 부지확보 가능성, 지하에 매설된 지장물 등을 고려하여 정합니다.
① 설치위치에 따른 분류 : 설치위치에 따라 배수구역내 하수저류시설과 배수구역외 하수저류 시설로 구분합니다.
② 구조에 따른 분류 : 구조에 따라 일반지하식 및 지하터널식으로 분류됩니다.
| 구 분 | 일반지하식 저류시설 | 지하터널식 저류시설 |
| 개요 | 도로에 대구경하수관을 매설하여 초기강우의 오염부하 저감 및 침수방지 목적으로 활용 | 저류시설을 지하에 설치하여 초기 강우오염부하를 저감하여 침수방지 목적으로 활용 |
| 장점 | -도로 등 국공유지에 매설하므로 부지면적이 적게 소요되며 토지보상비용이 적게 소요 -유입관을 대구경 하수관으로 활용하므로 유입관의 별도 매설 불필요 -터널공사시 민원축소 가능 |
-고농도의 초기우수를 지하저류조로 유입시켜 침전 후 하수처리장 연계 처리 -상부를 주민친화시설, 주차장 등 각종 편의시설로 활용 |
| 단점 | -대구경하수관로의 도입에 따른 기술적 검토 필요 -D3500이상 관로 추진시 공사비 상승 -수직구 설치를 위한 부지매입필요 |
-시설부지 확보 및 토지보상비가 크게 소요 -초기우수 유입관 별도 매설 -지하에 설치됨으로 유지관리 다소 불리 |
③ 연결형식에 따른 분류 : 연결형식에 따라 직렬연결 형식과 병렬연결 형식으로 나뉘어집니다.
하수저류시설 위치
설치위치에 따른 하수저류시설의 배치 기준으로 지하 4m이하의 공간을 칭하며, 천심도는 5m이내 이고 대심도는 40m이내에 하수도 용도로 설치된 터널을 말합니다.
(1) 대심도 하수저류터널
고밀화로 인하여 지상부에 부지확보가 불가능하거나 천심도의 지하에 교통시실, 기반시설 등의 매설물로 인한 하수저류시설 설치공간이 없을 경우 기존 시설과의 간섭이 없는 심도 40m이하의 공간에 설치되는 하수저류시설을 말합니다. 대심도 하수저류시설은 대도시 지상부는 개발 완료되어 부지확보 불가능하며, 지하 30m이내 교통, 생활기반시설 등 매설물이 포화상태이고, 침수예방, 비점오염대책의 시급성이 높은 지역에 설치를 고려합니다. 장점으로는 경로와 설치장소의 제한이 없어서 노선선정이 용이하며, 대심도로 부지확보 제약 및교통저해요소 적어 사업기간 단축이 가능합니다.
(2) 천심도 하수저류터널
일반적으로 하천 유하방향을 따라 하천변 대심도에 대형하수터널을 매설하며, 대부분의 공급처리시설이 분포하는 구간(5.0m)이내 설치합니다. 하천변 주요토구에 대한 접근성과 유역전체 비점오염 차집이 유리합니다. 안정적 심도 및 경사 확보가가능하고 드롭샤프트 설치 부지조건이 양호한 장점이 있습니다. 대형하수터널은 침수방지, 비점오염저감 등 2가지 목적으로 크게 구분할 수 있습니다.
하수저류시설 구조
저류시설의 구조는 지역의 조건에 따라 다양하게 결정될 수 있습니다. 하수관로 또는 지형 경사에 따라 배수방식이 자연배수 또는 강제배수로 달라질 수 있고, 지형의 특성에 따라 평면계획이 어떻게 달라지느냐는 민감한 문제가 될 수 있습니다. 특히 도심지에서는 공공용지 존재유무와 크기가 매우 중요합니다.
(1) 시설의 깊이는 시설의 면적에 따라 최대한 저류용량이 커지고 수리적으로 효율적인 깊이로 계획하되 부지형태, 크기, 민원, 경제성 등을 고려하여 결정합니다.
(2) 평면계획은 직사각형 시설로 계획하는 것이 유리하며 조의 폭은 조길이의 1/2∼2/3로 합니다.
(3) 저류시설내부로 하수가 유입되는 방식은 시설이 직렬식인지 병렬식인지에 따라 다르입니다. 직렬식인 경우 하수가 저류시설내로 모두 들어가기 때문에 입구 구조에 분리시설이 필요치 않습니다. 병렬식 저류시설의 경우 하수는 계획우수량을 초과하는 유량에 대해 유입되도록 하는 횡월류 위어, 수문, 그리고 여수로와 같은 분리시설을 통해서 저류시설로 유입시킵니다. 부대시설로서 스크린과 대심도터널의 경우 감세시설이 있습니다.
(4) 방류시설은 방류공, 방류관, 비상배출구, 펌프시설 등이 있으며, 설계방류량을 안전하게 처리할 수 있도록 계획합니다.
(5) 부대시설은 환기 및 탈취시설 등이 있으며 제반기준에 맞게 설치합니다.
하수저류수 처리방법 계획
하수저류수 처리방법에는 하수처리장으로의 연계처리와 자체처리로 구분됩니다. 연계처리는 하수 저류시설과 가까운 하수처리장으로 선정하며, 자체처리시설로는 협잡물처리시설, 고도처리시설, 소독시설 등의 시설이 필요합니다.
(1) 연계처리방법 하수저류시설
저류수는 오염부하 저감을 위하여 인근 하수처리시설로 이송 처리하는 것이 타당하며, 이송 연계처리를 위하여 기존 하수처리시설의 처리능력을 면밀히 검토하여 처리성능에 영향을 미치지 않는 범위내에서 이루어질 수 있도록 계획하여야 합니다.
(2) 자체처리방법
하수처리시설의 성능이 연계처리에 부적합할 경우 하수저류시설 내 자체처리시설을 계획하여야 합니다. 자체처리는 상황에 따라 협잡물 제거 후 저류 또는 방류하여야 하며, 고농도 하수가 유입된 경우에는 고도처리하여 저류 또는 방류를 실시합니다. 이처럼 상황에 따른 운영은 운전기술자에 의해 판단되어 지며. 저류조 내 적용되는 자체처리방법의 종류는 협잡물처리, 간이처리(고액분리), 간이처리의 고도화, 고도처리, 소독 등과 같은 방법이 있습니다.
출처 : 하수저류 시설 설치 및 운영관리 매뉴얼, 하수도 설계기준
