04 배수공

4-1 기 존 부 지 내 설 치 가 능 한 비 점 오 염 저 감 시 설 『분 리 형

초 생 수 로 』설 치 기 준

4-2 고 속 도 로 암 거 설 계 기 준 개 선 검 토

4-3 L2측 구 단 부 처 리 개 선 방 안

 

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배수공

41

배 수 공

기존 부지 내 설치가능한 비점오염 저감시설

『분리형 초생수로』설치기준

환경품질처-72

(2014.01.07)

1 검토배경

o 비점오염 저감시설의 설치 필요성은 급증*하고 있으나,

특히, 공용노선은 부지 확보가 어려워 대책이 필요한 실정

* 현 공용노선 저감사업 : 2016년까지 상수원 및 수변구역(69.9km) 설치(156억원)

* 관련법 강화 : 2014년부터 공용노선 저감의무화 시행예정

2 현실태 및 문제점

(현실태) 저감시설은 최소 4m폭의 부지 필요

(문제점) 부지확보를 위한 옹벽 등 과도한 노력이 소요되고 있음

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3 기존부지 활용가능성 검토

□ 여유공간내 설치가능 시설 검토

① 여유공간 : 성토부 하단 측구 내측 (폭 1.0m)

② 여유공간내 설치가능 시설 : 초생수로

침투도랑 ☞ 적용성 낮음 모래여과시설 ☞ 적용성 없음

종점부 단차 과다(S=2% 때 60cm) 터파기(최소1.9m)와 배수불가 발생

초생수로 ☞ 적용성 최상 소규모저류지 ☞ 적용성 없음

분리형 설치시 터파기없이 적용가능 공간협소로 과도한 구조물 필요

☞ 초생수로는 분리형으로 설치시 터파기나 별도 구조물 없이 적용가능

* 분리형(Off-line)은 배수로와 저감시설을 분리하여, 저감시설로 초기우수만

유입시키는 형식

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배수공

※ 일체형과 분리형의 특징 비교

일 체 형 (On-line)

[배수로와 저감시설 통합설치]

분 리 형 (Off-line)

[배수로와 저감시설 분리설치]

* 例示(초생수로) * 例示(침투도랑)

유량분배구조물

▸ 모든 강우가 저감시설로 유입

▸ 설계․시공이 간단

▸ 오염저감 효과면에서 불리

▸ 유지관리 불리(우기철 시설훼손)

▸ 초기우수만 저감시설로 유입

▸ 설계․시공이 다소 복잡

▸ 오염저감 효과 최대

▸ 유지관리 용이(기존 배수체계유지)

◈ 선진국에서는 오염저감효과 증진을 위해 Off-line을 권장(붙임#3)하고

있으나, 국내는 관련기준이 없어 초생수로의 Off-line 적용사례가 없음

※ 초생수로의 특징

o 설치 및 유지관리비가 저렴한 환경친화적 저감시설이나,

o 기존 토사측구와 같이 장기적인 유지관리가 불리하여 기피하는

시설임

유실로 인한 단면 축소 유실․범람에 의한 민원발생

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□ 초생수로의 분리형 적용방안 검토

적 용 방 안

① 내측 측구벽체 인상(보통 15cm) 및 초생수로(평떼) 조성

② 전처리조에 유량분배기능(오리피스)을 추가하여 초기우수(15mm/hr) 분리

③ 초기우수 외 큰 강우는 기존 배수로(콘크리트)로 월류 및 우회

2013 시험시공 및 모니터링 결과 (붙임#2]

① 시험시공 : 중부선 경기광주나들목 3개소(2012.12 완료)

② 모니터링 결과(2012.12 ~ 2013.10)

⑴ 잔디 식생상태 양호(주기적 삭초 필요)

⑵ 초기우수로 인한 성토법면 세굴영향 없음

(3) 오염저감효과 양호(SS : 132→0mg/L)

* 초기우수 대부분이 지반내로 침투

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배수공

4 분리형 초생수로 설치기준

□ 개 요 도

* 초생수로 길이 : 유역면적 2,000㎡, S=2%일 때 L=45m

전처리조

(유량분배구조물 포함)

• 체적=WQv×10%

초생수로(평떼)

• 적정폭원 : 0.6~2.4m

• 최소길이 : 30m

기존 배수로

• 일반배수로 규격 설치

• 초생수로측 벽체인상

※ (참고) 분리형과 일체형의 단면 비교

분 리 형 일 체 형

※ 분리형 초생수로 적용범위

① 제한된 수로폭을 고려하여 유역면적 1만㎡이하에 적용

(고속도로의 1개 유역면적은 대부분 4천㎡이하)

② 식생수로 적용가능 구간(=배수종단경사 4%이내)에 적용

③ 동물유도휀스와 미저촉 지역에 설치

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□ 설계 및 시공 유의사항

① 바닥면 다짐 및 식생보강

▸ 토사 유실방지를 위해, 바닥면 다짐

(소형램머) 실시 및 평떼로 보강

② 기존 통수에 지장없도록 설계

▸ 방류구의 높이 및 폭은 설계빈도 첨두유량

으로 결정(Weir 공식)

[단, 높이 ≥ 기존 도수로+여유고]

③ 전처리조 후단 1.0m는 침식방지를 위한 잡석 보강

④ 별도 접근로가 없는 경우, 성토사면에 유지관리용 계단 설치

⑤ 배수로 연결형태에 따라 다양한 형태로 응용적용 가능

단 부 형 연 속 형

⑥ 기타 사항은 기존 초생수로와 동일기준 적용

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배수공

□ 규격 산정방법(붙임#1 계산예 참고)

1단계 수질처리유량 산정

㉠ WQv(수질처리용량,㎥) = P1×A (A = 10,000㎡이하)

㉡ WQf(㎥/s) = 0.2778×C×IWQf×A (IWQf = 0.8×P+0.1 or 0.86×P-0.5)

2단계 수질처리적정성 검토 및 소요연장 산정

㉠ WQf의저면통수높이 : dWQf=[(WQf․n)/(s1/2․b)]3/5 ≤10cm

㉡ WQf의 유속 : V=WQf/(b․dWQf) ≤0.3m/s

㉢ 수로연장 : L=체류시간(9분)×WQf의 유속 ≥ 30m

3단계 최대통수에 대한 침식안정성 검토

㉠ 오리피스 첨두유량 : Qo=0.2778×C×Io×A (여기서, Io=15㎜/hr)

㉡ 저면통수높이 : d1=[(Qo․n)/(s1/2․b)]3/5 (여기서, n=0.03)

㉢ 최대유속 : V=Qo/(b․d1) ≤1.8m/s(잔디 허용유속)

4단계 수로 단면규격 산정

㉠ 최대통수높이(D)

- 낮은흐름의 조도계수를 보정한 통수높이(D') = d1×(-6.3298×d1+2.8285)

- 최대통수높이(D) = D' + 0.037m(사면경사보정값)

㉡ 여유고(E)

- 수로경사 2%이하시(=첵댐이 없는 경우) : 0.05m

- 수로경사 2%초과시(=첵댐이 있는 경우) : 첵댐높이(0.15m)

㉢ 기존 측구벽체 인상높이 : 최대통수높이(D)+여유고(E)

5단계 전처리조 등 기타

㉠ 오리피스 통수량 : WQf = 2/3×C×B×(2×9.8)0.5×(H2

3/2-H1

3/2)

㉡ 설계빈도 첨두유량의 통수를 위한 월류수 방류구 규격결정

- Q = 0.2778×C×I×A ≤ CBh1.5 (여기서, B=방류구폭, h=통수높이)

㉢ 첵댐설치(수로경사 2%초과시) 간격 : 첵댐높이(0.15m)/수로경사

※ 상기식중 밑줄표시는 일체형 초생수로와 다른 부분으로서 적용시 유의

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5 기대효과 및 적용방안

□ 기대효과

o 저감시설 부지확보를 위한 용지매수 및 옹벽설치 등 문제 해소

※ 건설구간은 관련인허가 변경이 가능한 경우에만 적용 가능

o 용지 부족구간의 저감시설 사업비 절감 (150백만원/개소*)

* 2013년 ○○○상수원내 시설 2개소(L=110m) 옹벽․가시설 비용 : 330백만원

※ 현 공용노선 상수원 설치예정 시설 : 750개 (=150km×5개/km)

※ 2014년 수질법 강화로 기존 국도, 시도 등의 시설 또한 급증할 것이며,

확대적용시 범국가적 예산절감도 가능 (우리공사 특허출원, 2012년)

□ 적용방안

o 본 형식 적용이 유리하다고 판단되는 경우 설치

※ 붙 임

1. 분리형 초생수로 계산 例

2. 시험시공 및 모니터링 결과

3. 초생수로의 Off-line설치 근거

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분리형 초생수로 계산 例

붙임 #1

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