수리계산 및 우배수 설계

3.6 배수설계

3.6.1 기본원칙

가. 환경부 재정 하수도 설계기준 적용

나. 본 사업지구는 하수관로가 우∙오수로 분리되는 분류식으로 설계반영 하였다.

 

3.6.2 배제계통

가. 사업 부지내 유역에서 발생된 우수는 L형배수로 등으로 우수량을 차집하여 연결관을 통하여 사업부지내 계획관로에 연결 처리되도록 계획하였다.

나. 포장표면 및 도로 등에서 발생하는 표면수는 빗물받이를 설치하여 우수량을 차집하여 계획 우수관에 연결토록 계획하였다.

다. 사업부지내에서 발생된 우수량을 최종적으로 남동측 도로의 계획우수맨홀에 연결처리 되도록 계획하였다.

라. 관로 구배는 최소 0.8m/sec, 최대 3.0m/sec 내에서 자연유하 방식을 적용하고, 하류로 갈수록 유속을 빠르게 하여 소류력이 커지도록 하여 퇴적을 방지하도록 설계반영

마. 오수는 건물에서 발생된 생활하수를 계획오수맨홀에 차집하여 남동측 도로변의 계획 오수맨홀에 연결처리 되도록 계획하였다.

바. 맨홀 설치는 하수도 시설 기준에 준하여 설치하였다.

 

3.6.3 배수유역

사업부지 유역면적 A = -ha

 

3.6.4 우수유출량 산정

본 계획의 우수유출량을 구하기 위해 강우량, 강우시간, 강우강도, 토지이용 등을 고려하여 설계에 반영하였으며 우수유출량 산정방법으로는 합리식과 실험식 (Burkli-zierler 공식) 등 일반단지내 우수유출량을 산정하는 공식이 있으나 본 계획에서는 대체로 많이 쓰이는 합리식을 적용 산출하였다.

 

	Q =	1/360 × C × I × A
		여기서,	Q : 유출량(㎥/sec)
			C : 유출계수
			I : 강우강도(mm/hr)
			A : 유역면적(ha)

 

3.6.5 강우강도 공식

본 사업지구의 강우강도 공식은 국토해양부 발행『안성천수계 하천정비 기본계획 보고서』 100년 빈도 강우강도 적용

 

1) 강우강도 공식은 일반적으로 해당지자체"하천정비 기본계획 보고서"를 참고한다

3.6.6 유출계수

우수유출량의 산출에서 중요한 유출계수는 요소인 유출계수는 지형, 지질, 지표상황 및 배수시설 등의 영향을 받으며 또한 이에 따라 현저히 변화한다. 그러므로 정확한 유출율의 산정은 어려움이 많으며 하수도 시설기준(환경부)의 용도규격별 유출계수는 다음 표와 같다.

<표3.8> 용도총괄유출계수표준치

∙부지내 공지가 아주적은 상업지역 또는 주택지역	0.80
∙침투면의 야외작업장, 공지를 약간 가지고 있는 공장지역	0.65
∙주택, 공장지 등의 중급 주택지 또는 단독주택이 많은 지역	0.50
∙정원이 많은 고급주택이나 밭 등이 일부 남아있는 교외지역	0.35

(하수도 시설기준)

 

본 설계에서는 사업지구내는 0.80을 적용하였다.(평균유출계수)

 

3.6.7 유달시간(T)

유달시간은 유입시간과 유하시간의 합으로서 유입시간은 최소단위 배수구의 단면거리, 구배 등 사면 특성을 고려하여, 유하시간은 최상류 관거시점으로부터 관거종점까지 거리를 계획유량에 대응하는 유속으로 나누어 구하였다.

 

가. 유입시간(A1)

강우는 지붕이나 정원, 도로 등을 경유하여 하수관거에 유입된다. 유입에 요하는 시간은 관거 까지의 거리, 주택 등의 밀집도, 도로형태, 포장, 식재, 지세, 지질 등에 따라 차이가 생긴다.

통상 일본, 미국에서는 다음 표와 같은 수치를 경험적으로 사용하고 있다.

 

<표3.9> 유입시간표준치(t)

우리나라 및 일본의 일반적인 예			미국토목학회
인구밀도가 큰 지역	5분		완전포장, 하수도가 완비된 밀집지역	5분
인구밀도가 적은 지역	10분
평균	7분		비교적 구배가 적은 발전지구	10~15분
간선 하수관거	5분
지선 하수관거	7~10분		평지의 주택지구	20~30분

(하수도 시설기준)

본 설계에서는 단지내 유입시간을 평균 7분으로 적용하였다.

나. 유하시간

유하시간은 관거의 구간거리와 계획유량에 대응하는 유속으로 구한 구간별 유하시간을 합하여 구하며 관거내의 유하시간은 관종별 경제적인 유속 및 관내의 퇴적방지를 고려하여 0.8~3.0m/sec로 하여 산출한다. 유속의 산정은 하류로 갈수록 유속을 빠르게 하여 퇴적을 방지하고 구배는 완화되게 하였다.

 

	=	(L/V) × (1/60)
		여기서,	: 유하시간(min)
			L : 구간당 관거연장
			V : 관내의 평균유속(m/sec)

 

3.6.8 관거시설

가. 유속공식

- 유속계산공식으로는 일반적으로 Kutter 공식과 Manning 공식을 많이 사용하고 있으며 상기 두가지 공식의 산출치는 거의 비슷하게 나타난다. 본 설계에서는 흄관은 Manning 공식을 적용하였다.

- Manning 공식

V = 1/N * R^(2/3) * I^(1/3)

여기서, R = 경심(m)

I = 동수구배

N = 조도계수 : 0.013

 

3.6.9 관로의 설계

가. 관매설 위치

1) 우수관거의 매설위치는 지하매설물의 종합적인 검토후 매설

2) 최소토피고 : 최소토피고는 동결깊이, 하중 등을 고려하여 결정

- 원형관 : 1.0M 이상

 

나. 관경

주관로 : D=600MM

연결관로 : D=250MM

다. 관의 접합 및 연결

- 접합 : 관저접합

- 연결 : 소켓연결

라. 빗물받이

- 설치위치 : 보차도경계석을 중심으로 차도측에 설치

- 설치간격 : 노면배수용 빗물받이 설치간격은 20M 이내로 하여 우수배제에 만전을 기하도록 하였다.

- 우수받이 구체 : PE 기성 제품사용

마. 빗물받이 뚜껑

- 스틸그레이팅 사용

바. 맨 홀

- 설치위치 : 맨홀은 관거의 방향, 구배, 관경이 변하는 곳, 단차가 발생하는 곳, 관거가 합류하는 곳에 반드시 설치

- 설치간격 : 맨홀은 관거의 직선부에 있어서도 관거에 따라 다음표에 주어진 간격으로 설치

<표3.10> 맨홀설치간격

관 경(MM)	D = 300 이하	D = 600 이하	D = 1,000 이하	D = 1,500 이하
최대간격(M)	50	75	100	150

 

<표3.11> 맨홀의 형상별 용도

명칭	형 상 치 수	용도
1호 맨홀	내경 90cm 사각형	관의 기점 및 내경 600mm이하 관의 중간점 450mm이하 관의 회합점
2호 맨홀	내경 120cm 사각형	관의 기점 및 내경 900mm이하 관의 중간점 600mm이하 관의 회합점
3호 맨홀	내경 150cm 사각형	관의 기점 및 내경 1,200mm이하 관의 중간점 800mm이하 관의 회합점
4호 맨홀	내경 180cm 사각형	관의 기점 및 내경 1,500mm이하 관의 중간점 900mm이하 관의 회합점
5호 맨홀	내경 210cm 사각형	관의 기점 및 내경 1,800mm이하 관의 중간점 1,000mm이하 관의 회합점
암거 맨홀	내경 120cm 사각형	모든 암거의 중간점 및 회합점