다시 뛰는 공정도시 서울!

문서번호 물재생계획과-17025 결재일자 2019.12.23. 공개여부 비공개 방침번호 시 민 주무관 하수계획팀장 물재생계획과장 물순환안전국장 윤혜선 김준형 代김준형 12/23 이정화 협 조 주무관 김민석 「하수관로 수리특성평가 및 수리분석방법 개선」 학술용역 결과보고 2019. 12. 물순환안전국 (물재생계획과) 「하수관로 수리특성평가 및 수리분석방법 개선」 학술용역 결과보고 하수관로 계획？평가시 적용되고 있는 하수관로 계획？평가기법을 개선하여 보다 명확/정확한 결과 도출을 위해 시행한 학술용역의 결과보고임 1 용역개요 ○ 용 역 명 : 하수관로 수리특성평가 및 수리분석방법 개선 용역 ○ 용역기간 :′18.10.25~′19.12.24 (착수일로부터 14개월) ○ 용 역 비 : 319,094천원 ○ 수행기관 : ㈜헥코리아, 한밭대학교 산학협력단 컨소시움 ○ 주요 과업내용 - 수리적 평가기법/방법 여건조사/분석 및 흐름중심의 관로평가 개선안 마련？제시 - 하수관로 계획 가이드라인 개선？작성 - 스마트관리를 위한 하수관로 운영자료 획득 및 DATA화 방안 - 하수관로 계획？운용？유지관리 효율화를 위한 제언 2 추진경과 ○ ′18.10.25. 수의계약 및 착수 ※ 2회에 걸친 입찰 미성립(응찰업체 없음, 1인 응찰)에 따라 재공고시 응찰업체인 “(주) 헥코리아 외 1인” 컨소시움과 수의계약 추진 ○ ′18.11.20. 용역 변경계약 (학술용역 심의회 상정？의결된 계약기간 확보) - 준공기한 연기(2개월) : (기존) ′19.10.24 → (변경)19.12.24 ※ 발주과정(입찰공고~계약)에서 발생한 계약기간 오류 정정 ○ ′18.12.17. 착수보고회 개최(내부) ○ ′19. 5.28. 1차 중간보고회 및 외부자문회의 개최 ○ ′19.11. 5. 2차 중간보고회 및 외부자문회의 개최 ○ ′19.12.19. 최종보고회 개최(내부) 3 주요 용역결과 < 총괄 요약 > ？ 적용성, 활용성 등을 감안하여 하수관로 평가모형은 SWMM 5ver. 채택 ？ 개략적 수위 변동성 관계식을 바탕으로 관로내 거동을 예측하여 상황관리에 활용 - 관경별 강우-수위 관계, 조도/손실계수별 평균수심관계 및 유역면적-유량관계 ？ 가이드라인을 통한 일관성 높은 관로분석 시행 - 조사, 모형구축(매개변수 등 조건), 해석, 검증 및 활용 방안 등 ？ 맨홀 내 RFID, 무선통신 기기를 부착하여 토사퇴적/관로불량 등 유지관리관련 실시간 자료 전송체계 구축 ※ 제공된 맨홀 및 관로점검 체크리스트 활용 - 현장조사시 작업자들의 위치인식 및 육안점검자료를 DB화하여 중앙에서 공유 <주요 연구의 주안점> ○ 하수관로 평가모형 적용성 검토 - 분석기법별 하수도 평가모형 구 분 합리식 기반 이중배수체계 (채택) 관망 계산 ？ 등류흐름 계산, 매닝공식 적용 ？ 부등류, 부정류 흐름계산 ？ 비선형 저류방정식, 동역학 방정식 적용 실무적용성 ？ 국내 최다 적용 (적용 간편성) ？ 국내 적용사례 증가 (적용 복잡) 평 가 ？ 일반적으로 쉽게 적용 ？ 관로계산방식 간편 ？ 수질모의 불가 ？ 적용이론 우수 (현실적 수문현상 검토 가능) ？ 매개변수 복잡으로 객관적 추정방법 필요 ？ 수질모의 가능 ※ 합리식 기반 분석 동시 수행 가능 ※ 이중배수체계 : 강우시 지표면으로 유출된 빗물의 흐름과 하수관로 내 유입수의 흐름을 동시에 분석하는 기법 - 이중배수체계 모형 비교 구 분 SWMM (채택) MIKE FlOOD INFOWORKS STROM 해 석 지표면 흐름 ○ ○ ○ ○ 방 식 관내 흐름 ○ ○ ○ - 정확도 지표면 흐름 높음 높음 높음 높음 관내 흐름 높음 높음 높음 - 저류 모의 ○ ○ ○ ○ 집수 모의 ○ ○ ○ - 검？보정 정도 높음 보통 보통 보통 자료수집 필요성 광범위 광범위 광범위 광범위 국내 적용성 높음 보통 낮음 낮음 ○ 관로내 거동 예측 및 추세 확인을 위한 수위 변동성 관계식 - 주요 지점의 관경별 강우-수위 관계 유 역 상류관로 하류관로 방배 1 배수분구 y/D=0.019(R10)+0.046 y/D=0.014(R10)+0.137 방배 2 배수분구 y/D=0.045(R10)+0.149 y/D=0.048(R10)+0.117 봉천 1 배수분구 y/D=0.022(R10)+0.065 y/D=0.024(R10)+0.056 신림 4 배수분구 y/D=0.021(R10)+0.107 y/D=0.015(R10)+0.122 ※ y : 수위, R10 : 10년 빈도 강우량, D : 관경 - 관로내 조도계수에 따른 유역면적-유량 관계 ※ 누적강우 50mm 기준 구분 조도계수 0.013 0.019 0.034 관계식 Y=0.117X+0.134 Y=0.114X+0.126 Y=0.103X+0.126 ※ Y = 유량, X = 유역면적 - 관로내 손실계수에 따른 유역면적-유량 관계 ※ 누적강우 50mm 기준 구분 손실계수 0.0 0.6 1.4 관계식 Y=0.117X+0.134 Y=0.117X+0.124 Y=0.111X+0.136 ※ Y = 유량, X = 유역면적 - 조도계수/손실계수 변화에 따른 평균수심 변화 ※ 최소-최대 값 변동 가능성 감안 필요 조도계수 중간 값 손실계수 중간 값 검 증 ※ 방배1 배수분구,′13.9.13관측 수심(m) 유속(m/s) 수심(m) 유속(m/s) 0.013 0.19 2.04 0.0 0.19 2.04 0.016 0.21 1.77 0.2 0.20 1.97 0.019 0.23 1.58 0.4 0.20 1.92 0.022 0.25 1.43 0.6 0.21 1.86 0.025 0.27 1.31 0.8 0.21 1.81 0.028 0.28 1.22 1.0 0.21 1.78 0.031 0.30 1.14 1.2 0.22 1.75 0.034 0.32 1.07 1.4 0.22 1.73 평균수심 = 6.071×조도계수+0.114 평균수심 = 0.020×손실계수+0.190 조도계수 0.016일 때, R2=0.086 조도계수 0.003 증가시 수심 2cm 증가 ※ 조도계수 및 손실계수에 따른 평균수심 변화식은 초기수심 = 0.19 기준으로 산정된 값임 ○ 하수관로 평가 가이드라인 작성 ※ Tutorial 형식으로 제공하며 2차원 침수범람 모형 구축방법 포함 - 기초자료 조사내용 ？？ 공간정보(지형, 배수체계), 문헌정보(관련계획), 현장정보(관측자료, 조사 결과) - 유역유출모형 구축방법 ？？ 물리적 매개변수 : 유역면적, 유역폭, 불투수면적비, 소유역 경사 ？？ 유역내 유출과정 : 지면조도 및 지면저류높이 ？？ 유역내 침투과정 : Horton, Green-Ampt, NRCS/CN 적용 방식 - 관로해석모형 구축방법 ？？ 관로 : 관제원(관 형상, 폭, 직경 및 높이, 연장), 공간정보(맨홀 지반고 및 인버트 표고 등) ？？ 흐름과정 : 조도계수 및 손실계수 ？？ 구축과정 : 관로 구성 밀도 및 침수계산 격자밀도 등 ○ 운영자료 획득 방식 제안 : 현장조사시 토사퇴적/관로불량 등 동시전송 - 조사내용 ？ 퇴사위, 균열규모, 파손규모, 하수정체유무, 지장물 유무, 준설이력 등 (예시) 조사 체크리스트 구분 등 급 퇴사위 양호 10% 20% 50% 50%이상 균 열 양호 1mm 2mm 3mm 3mm이상 하수량 양호 10% 20% 50% 50%이상 ※ RFID : 중앙시스템(하수조회시스템)에 조사 체크리스터 전송시 작업자 작업？조사위치 제공 장치 ○ 강우-수위 관측자료 정확도 개선방안 ※ 계측오차 이상 자료 제거 방식 - 무강우 기간의 계측자료에 대한 시계열 모형 구성 → 정규화된 확률밀도함수(PDF)를 도출후 95% 신뢰구간 이외 자료 제거 → RMSE(Root Mean Square Error)를 산정 적합도 확인 4 준공검사 추진결과 ○ 검사기간 : ′19.12.16(월)~′19.12.20(금) (5일간) ○ 검 사 자 : 하수계획팀장 김준형, 임기제 시설6급 윤혜선, 시설7급 김민석 ○ 성과품 검수목록 구 분 규격 수량 검수결과 비고 보고서 A4 50부 적합 요약보고서 A4 20부 적합 부록 A4 5부 적합 하수도 평가방법 가이드라인 A4 50부 적합 최종성과품(USB) 1식 10SET 적합 최종성과품, 모형구축 근거 및 과정자료, 조사분석, 수문분석, 기타 검토 자료 등 정산서류 1식 1부 적합 행정서류 ○ 과업내용서 이행검토 주요 이행내용 검토결과 국내외 하수관로 평가기법 종류 및 특성비교 정의 및 세부이론 적 합 상용 Tool / 분석방법 선정기준 적 합 적합도 검증 및 최적화 기법 적 합 분석결과의 활용방법 및 기준 적 합 수리특성 평가기법 개선방안 연구 하수도 평가기법의 서울시 적용방법, 문제점/한계성 분석 적 합 수리특성 평가기법 개선방안 검토 적 합 기존 하수도 평가기법 및 개선방법 비교？검토 적 합 하수도 평가기법 가이드라인 제시 현장자료 등 기초자료 수집 및 적용방안 적 합 지역특성 유형화 방안 적 합 지역별 최적 평가기법 선정방안 평가기법별 세부 분석절차/방법 결과값 판단기준 및 위험도 평가기준 영향인자, 분석결과를 통한 시설물 계획절차/방법, 사업우선순위 선정기준 도출 인자를 적용한 정비사업 성과 모니터링 방안 및 사업시행기준 적 합 하수관로 스마트 관리를 위한 DATA 구축 및 활용방안 국내외 사례조사 적 합 서울시 현황분석 적 합 효율적 하수관로 관리를 위한 DATA 구축？개선 계획 수립 적 합 하수관로 계획？운영？유지관리 효율화를 위한 추가 제언 스마트 운영을 위한 로드맵 제시 적 합 제도개선 방안 적 합 연구 및 기술개발 필요과제 적 합 5 향후계획 ○ 결과 활용계획 - 수리특성 평가기법 개선방안 ① 수리분석 적용기준 :「2040하수도정비기본계획」반영？확립 ？？ 하수관로 평가모형 적용 규정 검토 : 합리식 vs. 이중배수체계 ？？ 주요 지역별 수위 변동성 관계식 제시 ※ 학술용역 결과 도출 방식을 적용 ② 개선된 수리분석 방식 ？？「하수관로 성능분석 및 DB구축」용역 중 모형 구축시 적용 - 하수관로 평가 가이드라인 작성 : 자치구 하수도 유관 부서 및 용역사 배포 ？？ 자치구, 용역사 직원 대상 교육 프로그램 마련？시행(2020년 하반기~, 분기별 1회) - 하수관로 스마트 관리를 위한 DATA 구축 및 활용방안 ？？ 장위-4, 중곡-1, 면목3-5 등 소구역 하수관로 정비사업 대상지역 구간내 시험시공시 시범사업을 통해 적용 가능성 확인 - 강우-수위 관측자료 정확도 개선방안 (추가 연구 결과) ？？ 제안방식을 포함한 다양한 방식을 도출하여 관측자료 품질확보·제공 ※ 진행중인「하수관로 수리환경 모니터링 및 성능검증」용역과 연계 ○ 용역준공 계획 : 준공검사 결과에 따라 준공처리 붙임 : 과업내용서 1부. 끝.

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본청

물재생계획과-17025

D0000038974617