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계획급수량의 산정

♣♣♣14-1, 14-2, 15-2, 16-4, 18-1, 19-1 종합적인 이해 필요

시간 최대급수량 또는 화재시 수량을 계획 기준수량으로 하여 결정되는 것은?

• 배수관망

정수를 위한 약품, 전력 등 산정이나 유지관리비, 수도요금 산정 등 수도재정 계획의 기준이 되는 급수량은?

• 1일 평균 급수량(예상)

상수도 정수시설 규모 결정 시 사용되는 설계정수량은?

• 계획 1일 최대급수량. 상수시설 계획 송수량도 계획 1일 최대급수량을 기준으로 정함

계획 1일 평균 급수량

${\begin{aligned}&={\frac {\text{1년 간 총 급 수 량}}{365}}\\&={\text{(계 획 1일 최 대 급 수 량 )}}\times {\begin{cases}0.70&{\text{(중 소 도 시 )}}\\0.85&({\text{대 도 시 , 공 업 도 시 }})\end{cases}}\\\end{aligned}}$

생활 수준이 높고 공업도시일수록 1인 1일 평균급수량이 증가한다. 수도 요금을 정액제로 할 때가 종량제로 할 때보다 1인 1일 평균급수량이 커진다. 수압이 높을수록 수량이 증가하기 때문에 평균 급수량 역시 증가한다.

계획 1일 최대 급수량

상수도 시설 규모, 1일 계획 취수량 결정의 기준이 되는 급수량이다.

${\begin{aligned}&=({\text{계 획 1인 1일 최 대 급 수 량 }})\times ({\text{계 획 급 수 인 구 }})\\&=({\text{계 획 1일 평 균 급 수 량 }})\times {\begin{cases}1.5&{\text{(중 소 도 시 )}}\\1.3&{\text{(대 도 시 , 공 업 도 시 )}}\end{cases}}\\\end{aligned}}$

계획 시간 최대 급수량

1일 중 사용 수량이 최대가 될 때의 1시간 당 급수량이다. 배수본관의 설계 시 이용된다.

$={\frac {\text{계 획 1일 최 대 급 수 량}}{24}}\times {\begin{cases}2.0&{\text{(농 촌 , 주 택 단 지 , 소 도 시 )}}\\1.5&{\text{(중 소 도 시 )}}\\1.3&{\text{(대 도 시 , 공 업 도 시 )}}\\\end{cases}}$

• 비교하기 : 토목기사 요약/상하수도 공학/하수도시설 계획#계획오수량

계획오수량 vs 계획급수량

구분		계산식	농촌, 주택, 소도시	주택, 아파트	중소도시	대도시 공업도시	다음의 설계에 사용
1일 평균	급수량	1일 최대 급수량 X			0.7	0.85	수도재정 계획(약품비, 전력비, 유지관리비, 수도요금)
	오수량	1일 최대 오수량 X				0.80
1일 최대	급수량	1일 평균급수량 X			1.5	1.3	상수도시설 규모, 1일 계획 취수량, 계획 송수량
	오수량	(1인 1일 최대 오수량 × 계획 인구) + 공장 폐수량 + 지하수량 + 기타 배수량					하수처리장 규모
시간 최대	급수량	1일 최대 급수량/24 X	2.0		1.5	1.3	배수본관
	오수량	1일 최대 오수량/24 X		1.8			오수관, 하수처리장 내 연결관거

1. 96

급수인구 20만, 계획 1인 1일 최대 급수량 300L, 급수 보급률 85%, 급수량 산출계수 0.7일 때 계획 1일 평균 급수량(m³)은?

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계획 1일 최대급수량은 명수만큼 곱해야되니까 300L × 20만 명

그 다음 급수 보급률 0.85와 급수량 산출계수 0.7을 곱하면 35700000L. 이걸 m³으로 고치려면 10^-3을 곱해주면 된다. 답은 35700m³

오류 의심

급수인구는 이미 총인구에 급수보급률을 곱한 것이기 때문에 0.85를 제외하고 계산하여 42000m³이어야될 것 같다.

집수매거

1925년 샌프란시스코의 집수매거

복류수 취수 시 쓰임

15-1, 17-1, 18-3

• 집수매거 내 평균유속은 유출단에서 1m/s
• 집수개구부(공) 직경은 10-20cm. 1m² 당 20-30개
• 직접 지표수의 영향을 받지 않도록 매설깊이는 5m 이상
• 복류수 흐름방향에 대해 직각으로 설치해야 효율이 좋음

호소의 물순환 및 부영양화

부영양화 대책

12-3, 13-1, 16-1, 19-3

• 활성탄, 황산동(CuSO₄), 염산동(CuCl₂)
• 정수장에서 마이크로 스트레이너 전처리

BOD

• 하천수 5일 BOD(BOD₅)에서 주로 측정되는 것은 탄소성 BOD(17-1)

BOD 잔존량

02, 06, 15-1, 19-2

t일 후 잔존하는 BOD(mg/L)를 $L_{t}$

$L_{t}=L_{a}\cdot e^{-k_{1}\cdot t}\doteqdot L_{a}\cdot 10^{-k_{1}\cdot t}$

$L_{a}$ : 최초 BOD(mg/L) 또는 최종 BOD(=BOD_u)

$k_{1}$ : 탈산소 계수(day^-1)

t : 경과 시간(day)

BOD 소비량

15-3

t일 동안 소비된 BOD(mg/L)를 Y(예 : $BOD_{5},BOD_{u}$)라 하면,

${\begin{aligned}Y&=L_{a}-L_{t}\\&=L_{a}(1-e^{-k_{1}\cdot t})=L_{a}(1-10^{-k_{1}\cdot t})\\\end{aligned}}$

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15-3, 16-2

탈산소계수 0.1/day. 어느 폐수의 5일 BOD = 300mg/L. 이 폐수의 3일 후 남아있는 BOD?

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5일 BOD = BOD 소비량 = Y = 300mg/L

$Y=L_{a}(1-10^{-k_{1}\cdot t})$

${\begin{aligned}L_{a}&={\frac {Y}{1-10^{-0.1\times 5}}}\\&={\frac {300}{1-10^{-0.1\times 5}}}\\&=439mg/L\end{aligned}}$

3일 후 잔존 BOD 계산

${\begin{aligned}L_{t}&=L_{a}\cdot 10^{-k_{1}\cdot t}\\&=439\cdot 10^{-0.1\times 3}\\&=220mg/L\end{aligned}}$

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2. 96, 03, 06

최종 BOD가 5일 BOD의 1.8배. 밑 10인 상용대수를 쓸 때 탈산소계수?

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BOD 소비량 공식

${\begin{aligned}Y&=L_{a}-L_{t}\\&=L_{a}(1-10^{-k_{1}t})\\\end{aligned}}$

${\frac {Y}{L_{a}}}=1-10^{-k_{1}t}$

${\frac {1}{1.8}}=1-10^{-k_{1}\times 5}$

$k_{1}=0.07/$일

하천 합류 시 오염물질 농도 변화

A하천과 B하천이 합류된 하천의 오염 물질 농도(C_m)는 다음과 같이 계산할 수 있다. A하천의 유량을 Q_A, 오염 물질 농도를 C_A라 하고, B하천의 유량을 Q_B, 오염 물질 농도를 C_B라 할 때, 여기서 말하는 오염 물질 농도는 BOD 등이 가능하다.

15-1, 19-2

$C_{m}={\frac {Q_{A}\cdot C_{A}+Q_{B}\cdot C_{B}}{Q_{A}+Q_{B}}}$

참고 문헌

• 이종형 외. 《상하수도 공학》 5판. 구미서관.