http://rri.karico.co.kr 지하수시설물관리방안연구 A study of appropriate management methods for groundwater facilities 2003. 12. 농업기반공사 농어촌연구원
지하수시설물관리방안연구 A study of appropriate management methods for groundwater facilities 2003. 12. 농업기반공사 농어촌연구원
제출문 농업기반공사사장귀하 니다. 본보고서를지하수시설물관리방안연구의최종년도보고서로제출합 2003 년 12 월 농업기반공사 농어촌연구원 책임연구원 이지성 연 구 원 정형재 연 구 원 우명하 연 구 원 김진호 - 3 -
요약문 1. 연구과제지하수시설물관리방안연구 2. 연구기간 2002년 1월 ~ 2003년 12월 ( 총 2년차 ) 3. 연구의필요성및목적 3.1 연구배경및필요성우리나라지하수개발사업은농업용수뿐만아니라 1980년대암반관정개발시작이후다양한용도로경쟁적으로무분별하게개발되어왔으며구후이에따른폐공, 지하수오염등으로환경오염이심각한지경에이르렀고, 지하수법개정과 자원의 공개념 인식 확산 등으로 지하수자원을 보전 관리 하는데 따르는 현실적인 문제와 기술적인 검토가 실지로 제시되어야 할 시점임을 직시하기에 이르러 금회 연구를 통하여 현장 조사에서 자료를 획득하여 시설물 관리 적용시 기술검토를 통한 관리방안을 제시하고자 하였으며 우리공사로서는 지하수 주력사업의 점진적 변화에 대응코자 신규사업 확보를 위한 시설물관리 등 새로운 용역등 업무 다양화가 필요하고 지하수 관련자료 취득으로 수익사업 확보에 활용해야 할 실정임을 자각 하게 되었음. 3.2 목적지하수는 관정뿐만 아니라 시설물을 포함하여 사용시간이 경과함에 따라 여러요인에 의해 효율이 저하된다 따라서 원인규명을 위한 점검, 정비, 사후 대책 및 기술적인 관리와 아울러 행정, 제도적인 기준 마련 등이 필요하게 된다. 이에 따라서 지속적인 유지관리가 가능한 체계적인 관리방안을 제시 하고자 함이 본연구의 근본목적이며 더 나아가 기존관정의 선량한 관리를 통하여 지하수자원 이용의 효율성을 제고하고 지자체 등의 지하수시설물을 우리공사가 관리 할 수 있는 기반을 마련하고자 한다. - 4 -
4. 연구내용및결론 4. 1 연구내용 1,2차연도를통하여시 / 군답사자료에의한연구대상지역선정후지하수시설물의실태조사를실시하고현재지하수시설물관리상의문제점을파악하여적정관리방안을제시 * 1차년도 (2003년) - 지하수시설물현황조사 : 기설관정 자료수집 ( 이용상황, 정비, 보수등 관리실태 ) - 기설관정 우물효율조사 - 신고현황, 시설물분석자료 취득 - 현장기법 적용 ( 양수시험, 에어써징, 수중TV검층 등 ) - 유지관리를 위한 문제점 및 소용비용 분석 * 1차년도 (2003년) - 지하수이용실태조사 - 우물효율증대 현장기법 적용 - 기존관정처리 및 정비 방안 강구 - 지하수시설물 유지 / 관리 문제점 및 년간관리 비용 산출 - 시설물관리 정보 P/G 개발 - 유지 / 관리 방안 제시 4. 2 연구결과 - 지하수시설물종류와관리항목을설정하였고 - 관련데이터정보프로그램의사용으로관리상황, 점검. 정비, 시설현황등실질적인관리프로그램을개발하였으며 - 시설물처리및정비방안과기존관정효율증대방법을현지적용하였고 - 시 군지자체에시설물유지 / 관리요령과년간관리비용산출등 - 체계적이고전문적인시설물관리방안을제시하였다 - 5 -
5. 연구결과의실용화방안 현황자료 추가취득과 동시 시 / 군 지하수시설물에 대한 기초자료 파악 분석하여 유지 / 관리를 위한 시설개소수, 이용시설 현황, 관리실정 등 필요한 자료 이용 활성화를 도모하며 문제점 분석과 대책을 수립토록 연구 결과를 참고하여 독자적인 관리의 방향 설절이 요구되고 시 / 군의 시설관리 부서와의 연구 배경등 설명으로 지하수시설물 유지 / 관리의 현실정과 개선방향에 대한 진지한 논의를 바탕으로 지지체 시설물 관리의 추진계획에 대한 업무 협의가 필요함 공사에서는 지하수시설물관리 용역업무 추진을 위하여 용역방법등 기본사항에 대한 시범적 추가 연구를 실시하여야 하며 지하수시설물 유지관리시스템구축을 위한 전국 행정관리 단위 부서에 대한 의견 수렴과 예산 확보등 사전 준비를 하여야 한다 시 / 군지자체에시설물유지 / 관리요령정비및시스템보급하여체계적이고전문적인시설물관리대책강구하고 지하수시설물관리용역업무사업화연구를추가시행하며 지하수시설물유지관리시스템구축사업수주추진과 관련자료활용에의한수익사업창출에기여할것임. - 6 -
Abstract Ⅰ. T itle A stud y of appro priate post management meth o ds f or gro und water facilities. Ⅱ. P u rp o se - To pro po se systematic po st m anag em en t metho d o f g ro und water f acilities bo th ev ery cities and co un ties - To elevate usage efficiency by preparing original recovery methods of groundwater facilities - T o develo p g ro und water facilities m ainten ance/manag ement system Ⅲ. Sco p e an d Meth o d s - Investigation of groundwater facilities real conditions - ev alu atio n to g ro u n dw ater f acilities p roblems o n m anag em en t - I nv estig ation o f g rou ndwater f acilities realcon ditio ns and usage groundwater tubewell management matters - analyze problems for groundwater facilities maintenance/management - tubewell utilities enlargement and original stage recovery m eth od s - study for proper equipment device - expel groundwater facilities maintenance/management system and product administration expenditure Ⅳ. Co n clu sio n s - I t is necessary to establish ment o nly resp o nsible branch o f fice an d speciality manpower for manaegment of groundwater facilities - pu blic m anaeg m en t facilities are prepared f or takin g charg e of ad ministratio n in frastru ctu re ou r k arico f acilities in u se and in a scale - for the good conservation manaegment, It necessary to expel proper manaeg ment system with prev entin g g ro un dwater po llution and w ell u tilities d ecrease - 7 -
Ⅴ. Ef f ect an d Ap p licatio n - Th e creative pro f it is taken by propelling n ew en terprise ( g ro un dwater f acilities man aeg ment wo rk) ( f acilities main tenance/ man ag ement sy stem dev elo pment o ccu patio n ) - stage propelling to making for occupationi - production of new profit occupationi by taken groundwater materials o f study - 8 -
목 차 1. 서론 1 4 1.1 연구의배경과필요성...14 1.2 연구의목적...15 1.3 연구의범위와방법...16 1.3.1 연구지구현황...18 1.3.2 연구참여자...20 2. 지하수시설물이용실태조사...................................................................... 2 1 2.1 시설물이용현황및분석...21 2.1.1전국지하수이용현황...21 2.1.2 연구지역지하수이용현황...23 2.1.3 이용현황및시 / 군실태...24 2.1.4 시설물관련법령요약...26. 3. 지하수관정현장처리적용기법 ( 조사 / 시험 / 평가 )...27 3. 1 개요 27 3.2 조사 3. 2. 1 오염원조사 및 물리탐사 2 7 3.3 시험 3. 3. 1 양수시험및수질검사 3 3 3.4 평가 3. 4. 1 수중 T V 검층 및 관정효율 3 7 3.5 정비 3.5.1 물리 / 화학적공내세척...48 4. 지하수관정관리 54 4. 1 관정의종류 5 4 4. 2 지하수관정의관리 5 7 4. 2. 1 관정의개보수 5 7 4. 2. 2 점검 / 정비와시설관리 58 5. 이용시설물의관리 69 5.1 시설물의실태분석 5. 1. 1 관리실태및사례분석 6 9-9 -
5. 2 지하수시설물 유지 / 관리 요령 7 3 5. 2. 1 관정보호시설 및 급수시설 7 3 5. 2. 2 전기시설 8 6 5. 2. 3 기계설비 1 0 1 5. 2. 4 기타부대설비 111 6. 시설물관리정보프로그램개발...114 6. 1 프로그램소개 1 1 4 6. 2 정보이용방법 1 1 5 6. 2. 1 화면보기 1 1 5 6. 3 활용및보급 1 2 2 7. 지하수시설물관리방안...123 7.1 관리실정및시설의문제점 123 7.1.1 지자체시설물관리실정...123 7.2 유지관리방안 125 7.2.1 제도적, 행정적방안 125 7.2.2 시설물별유지관리방안 126 7.3 시설물유지 / 관리시스템구축 128 8. 연구성과활용화...129 8.1 지하수시설물일제점검시행 129 8.2 시설물관리용역신규사업추진 130 8.2.1 관리기반여건...130 8.2.2 용역수요판단...130 8.2.3 유지 / 관리항목별내역...131 8.2.4 년간관리비용산출...132 8.2.5 사업계획서 ( 작성예 )...133 9. 결론 134 9.1 연구결과 135 9.2 실용화방안...137 9.3 향후추진내용 137 참고문헌 138 부록 139-10 -
표목차 < 표 1-1 > 연구목표와내용 16 < 표 1-2 > 시범지구의조사, 시험및위치 18 < 표 1-3 > 연구참여자 20 < 표 2-1 > 지하수이용현황 (2000년말기준 )1 21 < 표 2-2 > 농업용관정현황 ( 99년말농림부 ) 22 < 표 2-3 > 농업용지하수허가, 신고현황 23 < 표 2-4 > 용도별지하수허가, 신고현황 23 < 표 2-5 > 시설물이용실태분석 25 < 표 2-6 > 시설물관련법령요약 26 < 표 3-1 > 지구별물리탐사및수중TV검층내역 27 < 표 3-2 > 물리탐사및물리검층장비 27 < 표 3-3 > 기설관정우물효율조사 40 < 표 3-4 > 화성시삼존지구관정에어써징 ( 전 ) 48 < 표 4-1 > 농촌 농업용수관정시설구성내역 54 < 표 4-2 > 관정의장애요인과대책 59 < 표 4-3 > 폐공처리작업일지양식및작성 ( 예 ) 67 < 표 4-4 > 원상복구처리결과모식도양식및작성 ( 예 ) 68 < 표 5-1 > 시설물관리실태 69 < 표 5-2 > 유형별미흡한사례분석 70 < 표 5-3 > 이용시설현황실태 72 < 표 5-4 > 통수시험기자재 75 < 표 5-5 > 계기류의이상과조치 79 < 표 5-6 > PE관플랜지식연결방법 81 < 표 5-7 > 관체파손시의보수방법 84 < 표 5-8 > 정격부하전류치 ( 한국공업규격 ) 89 < 표 5-9 > 점검의분류 91-11 -
< 표 5-10 > 양수파이프단위길이당물중량 102 < 표 5-11 > 수중모타펌프의고장원인과대책 108 < 표 5-12 > 전류계및압력계등의오작동원인 110 < 표 8-1 > 유지관리항목설정 131 < 표 8-2 > 년간관리비용판단 132 < 표 8-3 > 관리용역사업계획총괄표작성 133 < 표 9-1 > 년간관리비용산출 136 그림목차 ( 그림 3-1) 장전1지구전기비저항수직탐사해석곡선도 30 ( 그림 3-2) 문학지구수직탐사해석곡선도 31 ( 그림 3-3) 수위강하량 ( 공내세척전, 후 ) 측정도 34 ( 그림 3-4) 수질변화 ( 공내세척전, 후 ) 측정도 35 ( 그림 3-5) 장전2지구온도측정그래프 35 ( 그림 3-6) 문학1지구에어써징전, 후사진 37 ( 그림 4-1) 트래미파이프주입모식도 64 ( 그림 4-2) 깊은심도폐공의부분되메움모식도 65 ( 그림 5-1) 지하수시설물실태사진 71 ( 그림 5-2) 배전반설치도 87 ( 그림 5-3) 수중모타펌프수위자동조절센서배치도 90 ( 그림 5-4) 배전반전기회로도 93 ( 그림 6-1) 시설물현황과점검정비조회화면 116 ( 그림 6-2) 시설물현황과점검정비조회화면 117 ( 그림 6-3) 시설물현황과등록정보조회화면 118 ( 그림 6-4) 시설물등록정보조회화면 119 ( 그림 6-5) 입력 / 수정화면 120 ( 그림 6-6) 관리규정과설계도서화면 121-12 -
co n ten ts 1. I n tro d u ctio n....................................................................................... 1 4 1.1 background &necessities...14 1.2 purpose...15 1.3 scope & methods...16 2. I n v estig atio n o f g ro u n d w ater f acility u sag e co n d itio n s............. 2 1 2.1 analyse & usage present condition...21 2.1.1 nationwide present condition of use...21 2.1.2 groundwater present condition of use in study area...23 2.1. 3 present co nditio n of u se & city/co unt real co nd ition s....24 2.1. 4 an imp o rten t ag reem net of d ecrees relativ e to facility.....26 3. Ad ap tio n s o f f ield m an ag em en t to g ro u n d w ater tu bew ell......... 2 7 3.1 outline agreement...27 3.2 investigation...27 3.2.1 physical prospecting & contamination...,,,,...27 3.3 test...33 3.3.1 pumping test & waterquality inspection...33 3.4 estimation...37 3. 4. 1 TV detectio n o n th e water & tu bewell ef ficiency...........37 3.5 equipment...48 3.5.1 physical/chemical well inside washing...48 4. Man ag em en t o f g ro u n d w ater tu bew ell............................................. 54 4.1 A kinds of tubewell...54 4.2 management of groundwater tubewell...57 4.2.1 repair of tubewell...57 4.2.2 inspection/equipment & facility management...58 5. A m eth o d s o f m an ag em en t u sin g f acilities................................... 6 9 5.1 An analysis of facility real management conditions...69 5.1.1 management conditions& case analysis...69 5. 2 A points of m ainten ance/manag ement g ro un dwaterfacility......73 5.2.1 protection of tubewell &water supply facility...73 5.2.2 electrical facility...86 5.2.3 mechanical facility...101 5.2.4 etc incidental facilities...111 6. Dev elo p m en t o f in f o rm atio n p / g in m an ag em en t........................ 1 1 4 6.1 program introduction...114 6.2 methods of information usage...115 6.2.1 seeing screen picture...115 6.3 practical usage & diffusion...122 7. Man ag em en t d ev ice o f g ro u n d w aterf acility..................................... 1 2 3 7.1 problem of facility.&.management conditions...123 7. 1. 1 a local self g ov ernment real co nd ition o f facility manag ement...123 7.2 device of maintenance/management...125 7.2.1 administrative®ulative device...,,...125-13 -
7.2.2 device of maintenance/management in every facility...126 7.3 systemization of facility maintenance/management...128 8. Stu d y resu lts & p ractical u sag e p lan n in g.................................... 1 2 9 8. 1 p erfo rmatio n o f insp ect unif orm ly in g rou ndwater f acility.....129 8.2 propelling new enterprise in facility management...130 8.2.1 foundation of management...,,...130 8.2.2 jugement of enterprising demand...130 8.2.3 items of an account maintenance/management...,,...131 8.2.4 out put of annual expense...132 8.2.5 writing(ex) occupation schem paper...,,...133 9 Co n clu sio n s......................................................................................... 1 3 4 9.1 results of study...135 9.2 device of practical usage...137 9.2 hereafter matters of driving...t...137 Ref eren ces......................................................................................................... 1 3 8 An ap p en d ix...................................................................................................... 1 3 8-14 -
1. 서론 1. 1 연구의배경과필요성 지하수시설은한해대책용, 농업용, 생활용, 공업용, 원예용수및기타의용수공급에이르기까지정부부처예산용도에따라경쟁적인개발위주정책에따라상당히무분별하게개발되어체계적인관리의소홀및사후관리등유지 / 관리에대한필요성이증대되고있는추세이다. 또한 산업구조의 급격한 변화, 고도의 경제성장에 따른 생활용수 및 공업 용수 수요의 급증 및 국민의 기존 상수도에 대한 불신 등으로 인하여 지하수가 대체 수자원으로 인식되면서 지하수를 국가적 수자원 개념으로 취급하게 됨과 동시에 체계적인지하수시설물의적정관리를위해서기존관정현황파악, 관리담당자확보및예산지원등이유기적으로지원되어야하지만, 현실적으로여러가지문제점에대한실정파악조차되어있지않아본연구를통하여문제점들을파악개선방향을찾고자하였다. 1975년까지국고지원으로실시된전국적인지하수관정현황과이용시설에대한일제점검및정비사업이후로부터지금까지지하수관정시설물에대한에대한체계적인현항파악이되어있지않았으므로본연구를통하여개발보다는기존관정의효율적관리방안을제시하여지하수자원을보전관리하고자하였다. 지하수시설물관리용역업무신규사업화 유지관리시스템우선구축후사업활용성증대 관련자료활용수익사업창출기여 - 15 -
1. 2 연구의목적 시설물중특히지하수시설은일정기간사용이경과되면주변대수층을통한이물질이관정에유입되고우물바닥에퇴적되어우물스크린의간극을메우는등으로기인하여효율이저하되며, 또한이용시설도점검, 정비, 수리, 교환, 대체설치등이필요하므로효율성저하의주원인의된다. 실제로농어촌지역대부분의관정에서양수량의감소에의한효율저하는 곧바로해당관정의폐공처리와대체관정개발로이어고있어근본적인 문제해결노력에앞서우선불필요한예산낭비의요인이되고있다. 일단지하수시설물의오염과시설불량등문제가발생하면복구및정화에긴 시간과많은비용이소요되며, 오염의확산범위는예상보다매우넓고예측 하기도어렵다. 따라서기개발된관정이제기능을발휘하지못하게되는경우에는 해당관정이방치되므로오염을가속시키는원인이되기도한다. 그러므로기존지하수시설물에대한정기적인사후관리가이루어질수 있도록하여야한다. 이러한관점에서본연구를통하여지하수시설물의원상회복방안마련으로 사용효율을증대토록하고지하수시설물의체계적인관리방안을도출하여 시설물유지 / 관리시스템을마련함이본연구의목적이다. 지하수시설물의원상회복방안마련으로사용효율증대 농촌지역지하수시설물의체계적인관리방안도출 유지 / 관리시스템구축개발 - 16 -
1. 3 연구의범위와방법 1. 3. 1 연구범위지하수관정은필요시개발하며이용관리는상당히소홀하여지하수원고갈, 이에따른수질악화및이용시설불량등으로연결되어폐기및방치된공이늘어나는요인이되었으며, 적극적인관정의사후관리에대한논의는상대적으로부족한형편이었다. 본연구에는이러한문제점을기초로기설관정시설물의체계적인관리방안과관련하여지하수관정의효율저하원인규명과이용시설의기술행적적인사후관리대책을수립토록적정관리방안을제시하여지하수시설물의내구연한과이용효율성증대시킬수있는적정관리방안을모색하는것이본연구의범위이다. 1. 3. 2 연구방법경기도인천지역내연구지역을선정하여기설치된지하수시설물의현황, 이용실태파악및관리현황을조사하고, 지하수관정의문제점파악, 효율저하원인규명및기능회복을위한현장처리기법을시행하여유용한이용관리방법을제시하였고유지 / 관리를위한문제점및소요비용사례수집등기술적이고행정적인제반자료를정리하고시설물정보관리프로그램도개발하여지하수시설물에대한체계적인관리방안을모색토록여러사례별조사, 시험, 분석, 평가하였다. < 표1-1 목표와내용 > 구분목표내용및범위 1차연도 (2002년 ) 1차연도 (2002년 ) 지하수시설물실태조사및 관리문제점파악시설물관리문제점분석및관리방안제시 - 관리실태 ( 이용현황, 점검보수내용, 시설실태 등 ) 와 관리 문제점 파악 - 현장조사 / 시험 / 평가 ( 우물효율조사, 관정정비, 물리 탐사, 대수성시험, 수중펌프인양, 수중TV검층 등 ) - 이용시설별 유지 / 관리실태 및 관리상의 문제점 분석 - 지하수시설물 이용실태조사 - 기존관정 효율증대 현장기법 적용 - 기존관정처리 및 정비방안 강구 - 시설물유지 / 관리방안 / 년간관리비용 제시 - 시설물정보관리프로그램개발 - 17 -
(1) 지하수시설물이용및관리실태조사본연구를위하여경기, 인천, 서울등 17개읍, 면, 동에대한방문. 현지조사토대로연구지구내의기설관정시설물자료를분석하였다. 기설관정시설물현황각시 / 군을비롯하여읍, 면, 동을직접방문하여현지확인으로유지 / 관리문제점및소요비용사례파악이용목적, 현재사용여부, 관정규모, 시설물상태, 관리실태, 점검정비를위한비용집행등행정, 기술적인여러자료를조사하여유지관리시스템구축시이용하고자하였다. (2) 기존관정평가 ( 양수시험, 물리탐사와수중TV검층 ) 관정의효율감소와관련하여지하수이용의효율증대를위한현장기법을실시하여조사, 시험, 평가에대한자료를획득하였다. 본조사에서의여러가지수질항목은제외하고부식과관련되는지하수의물리적특성중온도, EC, PH를측정하여지하수관정내축적된부유물여부, 산화정도, 총고용물등의변화를확인하여공내세척을통한수질개선가능성을비교판단토록하였다 (3) 관정의효율저하원인규명과방안제시 우물의효율저하는주변지하수의오염을가속화시키고대체관정을개발하는결과를초래하여지하수자원의관리는더욱어려워지게된다. 따라서지하수관정의효율저하원인을여러가지형태의측면으로조사하고그원인을제거하므로서관정의내구연한을증대시키고지하수자원의보호와관리에초점을맞추어조사하였다. 그러므로물리탐사와수중TV검층방법을이용하여사용중인관정내부의상태를점검하고대수층을파악한내용을기술하였다. 또한본문에서는우물의효율을평가하는적정양수시험방법과우물효율을증대할수있는관정의처리방법을제시하였다. 그리고대상지구에대한대수층시험을통하여우물의효율을평가하여제시하였다. - 18 -
(4) 적정관리를위한시설물정보 D/B 프로그램개발지하수관정시설물의유지 / 관리를위한체계적인시스템구축의일환으로보완검토를거쳐향후널리보급하여지자체일선실무담당자가용이하게활용할수있도록하기위하여쉽고, 간편하게정보의량을조절하여현재제대로관리되지않고있는시설물의현황과정보를입력, 보관, 활용이가능토록하여지하수시설물관리에대한용역업무화를위한토대를마련코저하여작업을수행중에있다 (5) 지하수시설물처리및관리방안제시기존시설물의현실정에따른기능회복을위한처리방법을현장기법과지하수시설물기본시설에따라처리방법을다각도로조사, 비교, 연구하여시 / 군등지자체시설물에대한기술진단과점검정비요령을정리하였으며각이용시설물별상태에따른정비요령, 관리항목, 소요비용등년간관리또는일시적기술점검시필요한항목별비용평가를산출하여향후용역업무에대한기본방안을제시하였다 1. 3. 3 연구지구현황본연구를위하여화성시남양면장전리 2지구와정남면문학리 1지구등비봉면쌍학리, 유포리송산면삼존리등총 6개지구의농업용지하수관정에대하여현장기법적용을위한조사, 평가시험을실시하였다. 이들각관정은개발이후거의 10년에서 20가까이경과된관정이다. 본연구를위한현장시험은대상관정에현재설치된이용시설을제거 한후실시하여공내세척전. 후측정시험한것으로모든지하수관정에 활용될수있다고판단된다. 각대상관정에대한물리탐사, TV검층및양수시험은대상관정과관정주변의대수층변화를살펴보고우물세척및우물소독전 후의우물의효율을평가하므로서지하수관정에대한기술적인관리의기준을마련할목적으로실시하였다 - 19 -
< 표 1-2 시범지구의조사, 시험및위치 > 대상지역조사시험대상관정위치 화성시 남양면 정남면 공내 세척 물리 탐사 TV 검층 양수 시험 수질 분석 효율 조사 장전리1 장전리2 문학리 대상지역조사시험대상관정위치 화성시 쌍학리비봉면공내세척유포리양수시험 수질 분석 송산면 효율 조사 삼존리 대상지역조사 시험대상관정위치 이천시 율면외5개읍면 지하수시설물이용실태조사 대상지역조사시험대상관정위치 강화군하점면외 1 개읍면 지하수시설물이용실태조사 - 20 -
1. 3. 4 연구참여자 본연구과제를수행하기위한최종년도연구진은다음과같다. < 표 1-3 연구진 > 년차구분성명소속비고 1 차년 ( 02) 총괄 책임자 연 구 원 이지성정형재우명하김진호 농업기반공사농어촌연구원 - 지하수시설물 현황조사 - 기설관정시설물관리자료 파악 - 유지 / 관리 문제점 및 소요비용사례파악 년차구분성명소속비고 - 지하수시설물현황조사 2 차년 ( 03) 총괄 책임자 연 구 원 이지성정형재우명하 농업기반공사농어촌연구원 - 기존관정처리및정비방안자료파악 -시설물유지관리자료취득 김진호 - 년간관리비용사례파악 및유지관리방안자료 수집 - 21 -
2. 지하수시설물이용실태조사 2. 1 시설물이용현황및분석 2. 1. 1 전국지하수이용현황 2000년말현재전국의담수지하수개발 이용현황은 1,078천여개소의시설에서약 31억m3 / 년을이용하고있다. - 생활용수 : 671천 개소 15.4 억m3 / 년 (50%) - 농업용수 : 390천 개소 13.1억m3 / 년 (42%) - 공업용수 : 12천 개소 1.8억m3 / 년 (6%) - 기타용수 : 4천 개소 0.6억m3 / 년 (2%) 제주도에서수산양식용등으로개발이용되고있는지하염수 ( 약11억m3 / 년 ) 을포함할경우지하수이용량은 42 억m3 / 년에이른다. < 표 2-1 지하수이용현황 ( 2 0 0 0 년말기준 ) > 구분용도별계생활용수공업용수농업용수기타 연간이용량 3 0 9 6 1, 540 1 8 5 1, 3 1 2 6 0 이용량 ( 백만톤 / 년 ) 비율 ( % ) ( 4, 2 2 1 ) 1 0 0 ( 1 0 0 ) ( 1, 543 ) 50 ( 3 7 ) ( 1 8 5) 6 ( 4) ( 2, 43 4) 42 ( 58 ) ( 6 0 ) 2 ( 1 ) 시설수 개수 1 0 7 7, 6 9 7 ( 1 0 7 8, 455 ) 6 7 1, 42 7 ( 6 7 1, 48 0 ) 1 2, 0 1 4 ( 1 2, 0 1 4) 3 8 9, 8 9 2 ( 3 9 0, 59 7 ) 4, 3 6 4 ( 4, 3 6 4) 비율 ( % ) 1 0 0 6 2 1 3 6 0 * 주 ) () 내는제주도지하염수를포함한지하수이용량 - 제주도지하염수이용량 : 755공, 1,125백만m3 / 년. 자료 : 2001 지하수이용실태조사자료 ( 건설교통부 ) - 22 -
1. 농업용지하수개발 이용현황 농업용지하수이용시설은주로지표수개발이어려운가뭄상습지역이나지표수공급지역중물부족지역의보충용수로개발 이용되고있다. 99년말현재이용시설은 387,090공으로집계되었으며, 암반관정이 18,332공 (4.7%), 충적관정이 5,051 공 (1.3%), 소형관정이 362,216공 (93.5%), 재래식우물 1,491공 (0.38%) 으로대부분이소형관정이다. < 표2> 에서보는바와같이소형관정은 36만여개로시설능력에비하여가뭄시큰역할을해왔던것으로짐작할수있다. 70년이전에시공한심도 10m 이내의충적관정은시설노후로현재대부분이폐기되었고, 시군에서자체개발한인력우물도일부는남아있으나활용도가미흡하기때문에대부분사용이중지된상태이다. 구 분 보유공수 9 3 이전 개발 9 4이후 개발 계 3 8 7, 0 9 0 3 3 1, 6 3 2 55, 458 암반관정 1 8, 3 3 2 5, 9 2 0 1 2, 41 2 충적관정 5, 0 51 5, 0 51 - 소형관정 3 6 2, 2 1 6 3 1 9, 1 7 0 43, 0 46 우물관정 1, 49 1 1, 49 1 - < 표 2-2 농업용관정현황 ( 9 9 년말농림부 ) > ( 단위 : 공 ) 암반관정은 93년이전까지개발심도가 70~100m 정도였으나, 근래에는 150~200m로점차굴착심도가증가되는추세에있다. 99년말기준농업용대형관정은전라남도가 4,990공 (21.3%) 으로가장많이개발보유하고있으며, 제주도는 627공 (2.7%) 으로가장적다. 이는경지면적, 인구수등과비례한것으로분석된다. - 23 -
2. 1. 2 연구지역지하수이용현황 < 표 2-3 농업용지하수허가, 신고현황 > 농업용수 계 (100%) 허가시설 ( 8% ) 신고시설 ( 92% ) 경미및기타 ( ) 구분 지구명 신고 비고 공수 개소수 이용량 개소수 이용량 개소수 이용량 개소수 이용량 ( 공 ) m3/d ( 공 ) m3/d ( 공 ) m3/d ( 공 ) m3/d 화성시 태안 17 17 1,037 2 170 15 867 7 107 봉담 14 14 493 8 375 6 118 6 118 매송 6 6 360 1-5 360 2 120 비봉 23 23 2,877 4 480 19 2,397 4 125 마도 9 9 690 1 150 8 540 4 130 송산 36 36 4,486 0-36 4,486 16 496 서신 33 33 2,761 2 320 31 2,441 14 361 팔탄 20 20 1,820 1-19 1,820 8 260 장안 18 18 1,930 0-18 1,930 8 305 우정 4 4 186 0-4 186 3 126 향남 30 30 1,418 2 150 28 1,268 8 273 양감 15 15 551 0-15 551 13 401 정남 33 33 1,150 0-33 1,150 25 641 동탄 9 9 101 0-9 101 8 96 남양 47 47 2,490 3 450 44 2,040 35 1,540 계 314 314 22,350 24 2,095 290 20,255 161 5,099 < 표 2-4 용도별지하수허가 / 신고현황 > 농업용수 계 (100%) 허가시설 ( 30% ) 신고시설 ( 70% ) 구분 지구명 허가 / 신고 비고 공수 개소수 이용량 개소수 이용량 개소수 이용량 ( 공 ) m3/d ( 공 ) m3/d ( 공 ) m3/d 양평군 양평 3 22 1,010 2 80 20 930 청운 2 8 781 5 671 3 110 양동 1 8 875 4 560 4 315 양서 0 3 120 0-3 120 용문 1 8 866 3 506 5 360 개군 0 11 436 4 400 7 36 단월 1 5 620 2 330 3 290 서종 0 3 150 0-3 150 강상 0 5 360 0-5 360 강하 0 6 460 4 380 2 80 지제 3 10 765 3 250 7 515 옥천 0 3 30 1-2 30 계 11 92 6,473 28 3,177 64 3,296 평균 0.12 0.30 113 0.70 52 * 농업용수 11 개소외 81 개소의용도별분포 용도별 생활용수 간이상수도 음용수 일반용 민방위 용도미상 비 고 81 20 16 24 4 5 12-24 -
2. 1. 3 이용현황및시 군실태 1) 지하수이용현황 경기도내의 지하수 이용시설수는 건설교통부에서 1999년 조사한 지하수조사 연보에 의하면 전국의 지하수 이용시설의 수는 989,649 개중 약 9% 인 84,844 개 이며 이용량은 전국 이용량은 3,958,625,541 m3 / 년중 약 10% 인 366,882,111m3 / 년 임. 이두수치는그다지높은비율은아니지만전국의시 도개수를고려해보면큰비중을차지하는수치임. 전국의시 군별지하수이용현황을살펴보면전국에서가장이용량이많은지역은제주도지역으로이곳의특징으로는생활용은타지역보다현저히적지만농업용은타지역에비교해약 3~1300배가량이많은것으로나타남. 연도별 지하수 이용현황을 살펴보면 94년부터 꾸준한 증가추세를 보이긴 하나 제주도의 지하염수를 사용하는 시설의 이용량을 제외한다면 97년부터는 감소 추세임. 전국의용도별지하수이용현황은전체 3,958,625,541 m3 / 년중농업용이 2,194,478,658 m3 / 년으로가장많으며 그다음으로는생활용, 공업용순으로나타나아직까지는지하수이용에있어서농업용이주를이룬다는것을알수있음. 시 도별지하수폐공현황을살펴보면서울지역이총 9,769개소로타지역에비하여월등히많았고경기도지역은 2,554개소로전북, 충남, 충북에이어서 5번째로폐공시설이많은것으로나타남. 반면에 제주도 지역은 47 개소 밖에 되지 않아 타 지역과의 큰 차이를 보이고 있음. - 25 -
2) 지하수시설물이용실태분석 < 표 2-5 시설물이용실태분석 > 금회 설 치 년 도 별신고예비유량수위 전기 위상 고장, 교체, 수리여부 년간 전기 구분지구명조사 모타측정자동콘트롤변환기 ( 전기, 기계 ) 사용 사용료 비 고 공수 `70년 `71~ `81~ `91~ `01 공수확보장치센서 판넬 설치 ( 설비, 기타 ) ( 월 )/ 개소 ( 천원 ) 까지 `80 `90 `00 ~ 화성시태안 6-4 2 - - - - - - - - 봉담 8 - - 2 4 2 4 2 6 8 8 - 센서수리 (1회) 8.6/8 135(8) 매송 5 - - - 3 2 - - 2 5 5-2.0/3 비봉 6 - - 4 2-2 - 2 6 6 1 설비도난 2.3/3 50(3) 마도 8 - - 3 4 1 3-3 8 8 - 수중펌프수리 (1회) 5.2/5 74(5) 송산 15 - - 9 6 - - - 1 15 15 4 3.0/4 62(4) 서신 11 - - 4 6 1 4-6 11 11 6 펌프인양, 파이프교체 ( 각1회 ) 6.6/3 96(3) 팔탄 10-2 1 6 1 7-5 10 10 - 수중펌프, 분전반수리 ( 각1회 ) 9.7/7 94(5) 장안 6 - - 1 3 2 5 2 5 6 6 - 센서수리 ( 낙뢰,1회) 12.0/5 152(5) 우정 5 - - - 5-2 2 2 5 5 - 분전반수리 (2회), 펌프교체 (2회) 12.0/5 270(3) 향남 19-4 4 4 7 11-6 18 18 1 수중펌프수리 (1회) 11.3/13 145(11) 양감 8-4 2 2-2 - - 4 4 - 밸브, 배수관로동파 (1회) 2.6/3 66(3) 정남 11-2 4 4 1 5-2 5 7 - 수중모터펌프교환 (1회) 3.5/2 175(2) 동탄 3 2 1 - - - - - - - 1-1.0/1 8(1) 남양 26-8 4 8 6 7 1 9 13 13 - 수중모타교체 (1회) 3.8/8 192(5) 계 147 2 25 40 57 23 52 7 49 114 117 12 강화군송해 10 - - - 9 1 1 1-7 8 - 펌프교체 (1회), 공내세척 (1공) 3.0/3 40(1) 하점 20 - - 1 5 14 7 1 14 12 19-4.4/12 90(2) 계 30 0 0 1 14 15 8 2 14 19 27 0 계 177 2 25 41 71 38 60 9 63 133 144 12 심도 70m 이상, 굴착구경150m/m 이상, 농업용수토출량 100m3/d이상, 금회실조사현황용도별관리관정보호시설구분지구명신고수중모타펌프 2HP 이상대장공수공 2 3 5 7.5 10~ 공사용방철폐기농업생활보존적벽돌세멘벽돌조립식시멘트콘테이너기타수 HP HP HP HP HP 수중치거기타용수용수슬라브슬라브판넬박스박스화성시태안 17 3 1 1 1 6 2 2 2 6 4 봉담 14 2 1 1 8 8 3 5 3 2 2 1 매송 6 1 1 5 3 2 3 2 3 2 비봉 23 4 1 3 6 3 2 1 6 4 2 마도 9 1 8 5 3 7 1 3 5 1 2 송산 36 2 1 1 15 6 7 2 13 2 14 1 서신 33 2 2 11 5 6 8 3 7 1 3 팔탄 20 1 1 10 6 3 1 4 6 8 1 1 장안 18 4 4 6 6 1 5 4 2 우정 4 0 5 5 0 5 2 3 향남 30 2 1 1 19 9 6 4 4 15(4) 5 2 12 양감 15 1 1 8 1 6 1 4 (4) 7 4 3 정남 33 4 4 11 4 2 3 2 9 2(1) 5 6 4 1 동탄 9 0 3 2 1 3 2 남양 47 4 4 26 10 9 5 2 24 2 5 9 7 7 2 1 계 314 31 1 10 13 5 1 147 73 50 4 11 9 95 52(9) 20 74 7 14 39 7 2 강화군 송해 10 8 2 10 6 1 9 하점 20 17 2 1 16 4 3 7 12 1 계 0 0 0 0 0 0 0 30 25 4 0 0 1 26 4 9 8 0 0 21 0 1 계 314 31 1 10 13 5 1 177 98 54 4 11 10 121 56 29 82 7 14 60 7 3 방치 : 미사용 ( 채수량부족, 관로설치미흡, 수중펌프고장, 계량기반납, 시설도난, 경지정리이후, 주변관정영향, 무단방치 등 ) 철거 : 시설이 완전히 없어지거나 해체된 상태 폐기 : 사용불가상태, 폐공처리, ( ) : 내서 ( 비상용수1, 원예용4, 관측정, 기타4) 기타 : 토관보호공, 집수정콘크리트구조물 시멘트박스 ( 화성시 ) : 보호공, 세멘벽돌, 멘홀박스, 지하박스, 세멘박스 시멘트박스 ( 강화군 ) : L-type보호공, 보호공, 세멘벽돌, 멘홀박스, 지하박스, - 26 -
2. 1. 4 시설물관련법령요약 < 표 2-6 관련법령요약 > 관련법 - 법, 령, 규칙 주요내용 1. 지하수법 - 법제 7 조 ( 지하수개발 / 이용의허가 ) - 규칙제 5 조 ( 지하수개발 / 이용시설의설치기준 ) - 법제 15 조 ( 원상복구등 ) - 법제 16 조 ( 지하수오염방지명령등 ) - 법제 20 조 ( 수질검사 ) - 령제 28 조 ( 지하수의이용실태조사 ) - 시장 / 군수허가, 유효기간 5 년 - 출수장치, 유량계, 수위측정관 - 이용종료, 기간만료등 - 오염방지시설의설치 - 용도, 이용량, 깊이, 직경, 수질등 2. 먹는물관리법 - 법제 5 조 ( 먹는물의수질관리 ) - 법제 7 조 ( 먹는물공동시설의관리 ) - 법제 10 조 ( 환경영향조사 ) - 기준 / 보급및검사실시 - 적정시설설치 / 수질검사 관련법 3. 온천법 법, 령, 규칙 - 법제 11 조 ( 동력장치설치의허가 ) - 법제 15 조 ( 수질검사및성분검사 ) 주 요 내 용 - 시장 / 군수 - 온천전문기관의뢰 4. 농어촌정비법 - 법제 17 조 ( 농업기반시설의등록 ) - 법제 18 조 ( 농업기반시설의관리 ) - 법제 19 조 ( 농어촌용수오염방지 ) - 법제 21 조 ( 농업기반시설의폐지 ) - 시 / 도지사 - 시설의보호, 관리 - 수질환경보전법 - 대체시설, 전용, 시설손괴시 민방위기본법 ( 행자부 ) 지하수양수시설설치 주택건설촉진법 ( 건교부 ) 공동주택비상급수시설 국방군사시설에관한법률 ( 국방부 ) 군사시설지하수시설 제주도개발특별법 ( 건교부 ) 도지사의허가 - 27 -
3. 지하수관정현장처리적용 ( 조사 / 시험 / 평가 ) 3. 1 개요 대수층의구조는지하수의부존량추정과지하수의영향범위등지하수의거동에대한기본적인자료를제공하므로본연구를수행하기위한기초작업으로공내세척실시전후로하여지하수관정의원상기능회복정도등을파악할목적으로간접적인방법인물리탐사를실시하였고, 양수시험그리고수중TV검층을실시하였다. 이러한탐사, 시험결과로부터관정내부의전반적인상태를파악하여지하수관정의적정관리를위한관리방안의기초자료로이용하는데목적을두었다. 3. 2 조사 3. 2. 1 오염원조사및물리탐사 본탐사, 시험은 3개지구에대하여현장조건에맞는방법으로우물세척및우물소독전후에각각실시하였고, 이용된물리탐사방법은전기비저항수직탐사및 TV검층등을실시하였다 < 표 3-1 지구별물리탐사및 T V 검층내역 > 지 구 명 전기비저항수직탐사 수중TV검층 장전1지구 2점 전 후 각 1회 /1공당 장전2지구 2점 전 후 각 1회 /1공당 문학지구 2점 전 후 각 1회 /1공당 전기비저항수직탐사는 3지구각각에대해우물소독전후각각실시하였는데, 이를기초로비저항변화양상과기반암심도대수층구간등을해석하였다. TV검층은관정내의우물자재의상태및우물스크린, 공벽구간에대해우물세척전후에실시하여스크린간극사이의물때 (scale) 와이물질등의제거여부를확인하기위해 3개에대해실시하였다. < 표 3-2 물리탐사및물리검층장비 > 조사공종장비명규격 물리탐사전기비저항탐사기 SAS 3 00C 및 BO O STER 물리검층 TV 검층기 GEOVISION - 28 -
( 물리탐사이론 ) 일반적으로탐사자료의획득은탐사의방법에따라뇌우와같이자연발생된탐원 (source) 이나인공적으로발생시킨물리적현상을측정하는과정으로현장에서자료를획득 (Data Acquisition) 하고획득된자료를처리 (Data Processing) 한후에마지막단계로자료를해석 (Data Interpretation) 하는과정을통칭한다. 지질구조선이나지하수부존등탐사대상체의물성으로인해발생되는비정상적반응, 즉이상 ( 異常, Anomaly) 을측정기록하는과정을말한다. 자료의처리는현장에서획득된측정치및반응치를정리하고, 자료해석을보다편리하게할수있도록여과 (filtering) 등을통하여 S/N( 신호대잡음 ) 비를높이는수처리작업을말한다. 근래에와서는수치해석 (Digital Analysis) 의발전으로물리탐사자료의해석에서역해법 (Inversion Method) 들을이용하므로서현장측정자료들을허용최소오차범위내에포함되도록반복계산결과를해석하는추세이다. 본조사에서사용된물리탐사법은전기비저항수직탐사이다. 1) 전기비저항탐사 (1) 전기비저항수직탐사의원리수직탐사의목적은지표면상의한점에서그하부의심도에따른전기비저항의변화를측정하고, 그결과를다른지질학적인정보내지는지식과대비시켜지하의구조를더상세히파악하고자하는데있다. 수직탐사는대지에공급되는전류가전류전극사이의간격이넓어질수록더깊은곳을통과한다는사실에기초하고있다. 즉, 전류전극간의간격이넓을수록심부의정보를반영하게된다. 수직탐사법은전극배열방식에따라여러가지로분류되지만, 대체로웨너 (WENNER) 배열법또는슐럼버저 (Schlumberger) 배열법이사용된다. 웨너배열법은중심점을그대로유지하면서전위와전류전극간격 (a) 을바깥쪽으로점차증가시키면서실시한다. 한편, 슐럼버저배열법에서는중간의전위전극을고정하고, 두전류전극사이의간격을중간지점을중심으로넓혀가면서 - 29 -
측정을수행한다. 이방법은앞의웨너배열에비하여, 전류전극만을이동시키므로작업이간편하고지표의국부적이상체에의한영향이전자료에균일하게나타나므로자료획득및해석이편리하다. 본탐사시에는이러한이유로수직탐사시에는슐럼버저배열을사용하였다. 슐럼버저배열수직비저항탐사는전위전극간격 (2l) 을 3m 로고정하고전류 전극간격 (2l) 을 50, 100, 150,... m 로증가시키면서측정을하며, 전류전극의간격이너무커서측정이불가능하게되면전위전극간격을 10m 로증가시킨다음측정을계속한다. 슐럼버저배열의겉보기비저항은다음과같은식으로계산되는데, ρa =πl2/2lxδv/i 여기서 L, l은전류전극및전위전극간격의 1/2에해당된다. 전위전극의이동시에는두개의자료가서로중첩되게측정함으로써, 전위전극의이동에따른수직탐사곡선의불연속을피할수있다. 이를위해서는현장탐사시, 전류전극간격 (L) 을수평축으로하고겉보기 비저항을수직축으로하는 Log-Log 도표상에수직탐사곡선을 plotting 하면 서탐사를수행해야한다. (2) 전기비저항탐사의해석 수직탐사자료는 S0 프로그램을이용현장측정저항치에대해거리계수 (G, Geometric factor) 를곱한겉보기비저항 (apparent resistivity) 값으로처리하였 다 수직탐사자료는대상관정위치에대해 1 차원적인비저항구조도를작성하여 그지점의정확한기반암심도와대수층발달위치를판단하였다 - 30 -
1) 장전1 지구우물세척전후에측선길이에변화가없이최대한동일조건으로측정치의변화는없는것으로판단된다. 이를근거로해석해볼때우물세척이후에측점의겉보기비저항절대값이약 10~20% 감소한결과가나타난다. 또한역산에의한 2차원비저항구조도에서도측선중심부에서저비저항대의크기가우물세척이후에상대적으로커지는양상을보인다. 장전 1 지구 E-2 장전 1 지구 E-2 ( 써징전 ) 장전 1 지구 E-2 ( 써징후 ) 1,000 외견비저항 (ohm-m) 100 10 1 1 10 100 1,000 거리 (meter) < 그림 3-1 장전 1 지구수직탐사해석곡선도 > - 31 -
3) 문학지구비저항분포는전체적으로상기 2지구와근사하게나타나며관정주변으로는상대적인저비저항대가나타난다 2차원비저항구조도를통하여기반암의심도를약 20m ~30m로추정하였고대수층의구간은약 35m 부터 45m 까지로판단할수있다. 이러한심도는 TV검층을통하여우물스크린의위치와유사한양상을확인할수가있었다. < 그림 3-2 문학지구수직탐사해석곡선도 > 문학 4 지구 E-1 문학 4 지구 E-1 ( 써징전 ) ( 위치 : 화성시문학면문학 4 기 ) 문학 4 지구 E-1 ( 써징후 ) 1,000 외견비저항 (ohm-m) 100 10 1 1 10 100 1,000 거리 (meter) - 32 -
3. 3. 2 오염원조사 지하수수질측정결과나타난심각한지하수수질오염발생 ( 우려 ) 지역은오염물질의기원및거동특성, 오염범위등에대한세부적인조사를실시하고오염확산방지및정화대책등수립, 시행 토양환경보전법, 폐기물관리법, 수질환경보전법, 오수 분뇨및축산폐수처리 에관한법, 유해화학물질관리법 등에의하여규제를받고있는시설물에대 한체계적인현지상황파악및 D/B 화 오염물질배출시설에대하여관계법령에따라철저히조사 지하수법에따른신고및허가시설에대하여정기적인수질검사확인및 지도. 특히음용수, 공공급수용등으로이용하는지하수에대한수질검사 강화로국민건강보호 수질검사기관에서수질검사용시료를직접채취토록하여수질검사결과의신 뢰도를보장하고, 분기별로수질검사결과를환경부, 시장 군수에게보고토 록하여수질기준초과시설에대하여시정명령등즉각적인조치 국가및보조지하수관측망과환경부의수질측정망에대한정기적인 수질검사결과를분석 - 33 -
3. 3 시험 3. 3. 1 양수시험및수질검사 1) 양수시험 양수시험은 일정한 양수량이나 단계적으로 양수량을 증가시키면서 수 행한다. 양수시험은 앞서 살펴본 비양수량 (specific capacity) 을 비롯한 다른 관 정의 특성과 양수율과 모래 유입의 관계나 양수되는 물의 물리화학적인 특성의 변화를 결정하는데 사용된다. 일반적으로 양수할 때 발생하는 수위 강하는 두 가지 성분으로 나눌 수 있다. 하나는 대수층자체의 수위 강하 (formation loss) 이고, 다른 하나는 양수 정에서 우물손실 (well loss; inefficiency) 에 의한 수위 강하이다. 우물손실은지하수가관정으로유입되는과정에서생기는스크린에의한저항이나난류 (turbulent flow) 현상과깊은관련이있다. 따라서 formation loss는양수량과양수시간의함수인반면에, well loss는양수시간에관계없이양수량에대한함수이다. 우물손실과관정효율은단계양수시험 (step-drawdown test) 을통해서추정할수있다. 단계양수시험은단계적으로양수량을증가시키면서관정의수위강하를측정하는시험방법이다. 각단계의양수량은수위가안정될때까지지속하며, 보통 3~4단계에걸쳐서양수량을변화시킨다. - 34 -
< 그림 3-3 수위강하량 ( 공내세척전, 후 ) 측정도 > 장전 1 수위강하량 (m) 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 단계별 수위강하량 (m)- 전수위강하량 (m)- 후 장전 2 수위강하량 (m) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 1 2 3 4 단계별 수위강하량 (m)- 전수위강하량 (m)- 후 - 35 -
< 그림 3-4 수질변화 ( 공내세척전, 후 ) 측정표 > ph 5.50 5.45 5.40 5.35 5.30 5.25 5.20 5.15 5.10 5.05 1 2 3 4 단 단 단 단 계 계 계 계 1 50 120 40 100 30 90 20 75 시간 (t) ph 써징전 ph 써징후 < 그림 3-5 장전 2 지구온도그래프 > ( 장전 2 지구 ) 14.8 Temp.( ) 14.6 14.4 14.2 14. 13.8 13.6 1 단계 2 단계 3 단계 4 단계 Temp ( ) 써징전 Temp ( ) 써징후 13.4 1 50 120 40 105 30 90 20 75 시간 (t) - 36 -
( 장전 1 지구 ) 250 EC ( μs / cm ) 200 150 100 1 단계 2 단계 3 단계 4 단계 EC ( μs / cm ) 써징전 EC ( μs / cm ) 써징후 50 0 1 50 120 40 100 30 90 20 75 시간 (t) 양수시험후회복시험을실시하고 EC, PH, T 등을측정한결과전기전도도의변화양상은공내세척후다소낮아진경향은있으나미미한상태이며온도는다소낮은분포이며수소이온농도는미미하였다대체로단계별일정치않고있어므로단정하기는어려운상황이었다 현장기법으로분명한것은양수시험과수질분석으로기존관정의상탶악은절대필요한방법으로서수리계수이변화와수질의오염여부가확인되므로지하수관정의유지관리기법으로평가받고있는실정이며지하수개발 이용의가장기본적인사항이라하겠다 - 37 -
3. 4 평가 3. 4. 1 수중 T V 검층 및 관정효율 1 ) 수중 T V 검층 본 검층은 보통 육안으로 지층을 직접 확인하여 여타의 물리검층 결과를 보완하는 검층 수단으로서 시행되는데, 본 연구에서는 관정내부에 이미 우 물자재가 설치되어 있어, 본 공종은 우물자재 설치여부와 우물세척 및 우물 소독 전후의 우물스크린의 간극내의 물때와 이물질 제거 여부를 확인하기 위하여 실시하였다 본 검층결과 모든 관정의 우물자재 설치는 비교적 양호하였고, 우물세척 및 우물소독 후에 우물스크린 간극내의 이물질은 거의 완전하게 제거된 것으 로 확인되었다. 본 연구에서는 관정내부에 우물자재가 설치되어 있는 지구와 미설치된 지구를 고루 선정하여 우물자재 설치상태와 우물세척 및 우물소독 전후의 우물스크린의 간극내의 물때와 이물질 제거 여부를 확인하기 위하여 실시하였다 본 검층결과 모든 관정의 우물자재 설치는 비교적 양호하였고, 우물세척 및 우물소독 후에 우물스크린 간극내의 이물질은 거의 제거된 것으로 확인되었다. < 그림 3-6 문학지구에어써징전. 후사진 > 문학지구에어써징전 ( 좌 ) 과후 ( 우 ) - 38 -
장전 1 지구에어써징전 ( 좌 ) 과후 ( 우 ) - 39 -
2 ) 관정효율 가 ) 1 평가방법 단계양수시험 지하수시설물의관리방안에관한연구를수행함에있어지하수관정에대한 기술적관리를위한문제인식과문제해결방법및주변대수층에대한영향 등을종합적으로분석하기위하여 공내세척 (air surging) 및우물소독 전후에대수층시험을통하여대수층구조변화와관정효율변화를분석하였다. 이러한분석을통하여지하수관정의내구연한증대를위한해석자료를제시함으 로서지하수관정자체의관리를위한기초자료로활용될수있도록한다. 본연구를위한조사지역선정은 3 개지구를통하여대수층특성, 수질특성, 폐공현황과관정관리의문제점등을기초로경기도화성시지역을선정하였다. 단계양수시험의목적은지하수관정을이용하는데있어서관정자체의능력을평가할수있는쉽고유용한방법이관정의비양수량 (specific capacity) 을이용하여우물의효율을산출하는것이다. 관정의비양수량은지하수관정에대하여양수하는동안의수위강하에대한양수량의비로계산될수있는데, 본 조사에서는 단계양수시험 (step drawdown test) 을 통하여 양수정에서의 우물 손실과 대수층 손실을 계산하고, 우물의 효율을 산출하여 개발당시의 관정자료과 대비할 수 있는 객관적인 지표로 이용할 수 있도록 자료를 제시하는데 목적을 두었다. 또한관정의효율을주기적으로점검하여우물효율저하에대한원인규명및 대처방안을제시하는기초자료를제공하므로서지하수관정의적정관리를통한 통한효율적지하수자원관리를목적으로하였다. - 40 -
1. 시험지구단계양수시험결과 1 ) 우물세척및우물소독전 후의단계양수시험과관정의효율화성시관내문학외 3지구등각지구별로시험실시한주파수와양수량자료를이용하여각주파수별로우물세척 (air surging) 및우물소독 (chlorination) 전 후에단계양수시험을실시하여관정의수두손실 (head loss) 값의변화와우물효율을산출하여비교, 분석하였다. 관정효율 (well efficiency, E) 은단계양수시험시각단계별양수량 (Q) 과비수위강하 (Sw/Q) 를구하고, 이를바탕으로식 (6.3) 로부터산출되는대수층손실계수 (aquifer loss coefficient, B) 및우물손실계수 (well loss coefficient, C) 값에의해계산될수있다. B와 C값은단계별양수량과비수위강하를기초로계산에의해구할수있는데본연구에서는단계양수시험전체에대한값을기초로각양수량별비수위강하를그래프에도시하고이로부터최소자승법 (Least square method) 을이용하여구하였다 < < 표3-1 기설관정우물효율조사 > 양수량 (m3/d) 수위강하량 (m) 비양수량 (d/m2) 우물효율 (%) 지구명 단계별 공내세척 공내세척 공내세척 공내세척 공내세척 공내세척 공내세척 공내세척 ( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) ( 전 ) ( 후 ) 1 stage 508 508 15.04 15.00 0.0296 0.0295 24.1 24.7 문학 2 " 566 566 18.00 17.94 0.0318 0.0316 22.2 22.7 3 " 614 614 21.67 21.65 0.0352 0.0352 20.8 21.3 4 " 653 653 27.37 27.37 0.0419 0.0419 19.8 20.1 1 stage 120 120 16.75 16.54 0.1395 0.1378 48.7 56.9 장전1 2 " 150 150 22.64 21.89 0.1509 0.1459 43.1 51.4 3 " 179 179 29.51 27.72 0.1648 0.1548 38.9 47 4 " 212 212 40.75 38.34 0.1922 0.1808 34.9 42.8 1 stage 173 173 17.00 17.64 0.1023 0.1019 19.1 21.8 장전2 2 " 192 192 21.34 21.27 0.1111 0.1107 17.6 20.1 3 " 212 212 26.56 26.07 0.1252 0.1229 16.2 18.5 4 " 233 233 35.02 34.21 0.1503 0.1468 14.9 17.1 조사결과우물효율은각지구마다일정하지는않은나문학지구는평균 2.07%, 장전1지구는평균 19.8%, 장전1지구는평균 14.2% 의효율증가를보였다즉, 탁도개선외에우물의기능개선에필요한기법임을알수가있다. - 41 -
2. 효율저하원인및대책지하수관정의대부분이그자체의개발후사후관리부족으로여러가지문제들에대해서는손을쓰지못하고그대로사용하거나폐기하는경우가많다. 심지어는관정이문제를갖고있다는것조차도파악하지못하고있는경우도있다. 이러한현실은관정에서발생하는문제의심각성을인식하지못하여, 지금까지그원인에대한연구가미비하기때문이다. 그리하여, 우리나라관정들의수명이선진국에비해매우짧은실정이다. 다행히도정부에서국내지하수자원의체계적인보전관리와합리적인 이용을위하여 1993 년 12 월 10 일지하수법을제정공포하고 94 년 8 월 9 일 부터법을시행한바있고, 97년 1월 13일그동안법시행과정에서도출된문제점들을보완개선하기위하여지하수법을전면개정하여 1997년 7월부터시행되고있다. 따라서이제는지하수의국가적자원으로서의가치를인식하고, 비경제적이고비효율적인지하수관정의관리체계를개선하여, 갈수록심해지는지하수자원의부족현상을극복해야할시기인것이다. 이러한시점에서효과적인관정의개발과아울러관정의효율을저하시키는여러가지문제점들의원인을파악하고, 효율이감소된관정의기능을회복시키는방안에대한연구가필요하게되었다. 따라서본연구의목적은지하수관정효율저하의원인을규명하고, 여러가지원인에대한적절한기능회복방안을제시하는데있다. 지하수관정의효율을저하시키는원인은관정을개발할때부터시공자들에의해서이미제공될수있다. 그러나여기서는개발후에주변환경의변화에의해급격히발생하는문제들과시간이지남에따라서서히발생하는문제들의원인에대해서다루겠다. - 42 -
3. 관정효율저하의직접적인주요원인앞에서다양한관정의효율저하양상을살펴보았지만, 거의대부분의관정에서공통적으로겪고있는가장큰문제는부식과충전현상이다. 이외에오염원의침투로인한독성물질이나, 병원균에의한문제, 질산염에의한문제, 과다한양수등에의한부차적인문제들은특정관정에서관찰되는것들이다. 지금까지관정의효율에영향을미치는요인과효율저하의양상을살펴보면서관정에발생하는각각의문제에대한원인들은간단하게나마제시하였다. 따라서여기서는가장광범위하게큰문제를일으키는부식과충전현상에대해서자세하게살펴보겠다. 1) 부식 (Corrosion) 가 ) 부식작용의분류관정내에서일어나는부식은 hydraulic corrosion, chemical corrosion, galvanic corrosion, biological corrosion으로나누어생각할수있다. Hydraulic corrosion 은이동하는물이포함하고있는여러가지작고마모성이강한입자들의작용에의해서일어난다. 일반적으로유속이 6m/min을초과하게되면, 난류와공동현상 (cavitation) 이일어나서 hydraulic corrosion을가속화시키게된다. Chemical corrosion 은지하수와금속성자재사이에일어나는용해, 탄산화작용 (carbonation), 가수분해작용 (hydrolysis), 산화-환원작용, 수화작용 (hydration) 같은화학반응에의해서일어난다. 비록많은용액에대해서 Chemical corrosion의정도를예상할수없지만, hydraulic corrosion은어떤용액에대해서도 chemical corrosion을가속화시키는것으로알려저있다. - 43 -
(1) 산화-환원전위부식작용의발생요인중하나는금속들간의표면이나같은금속의다른부위에존재하는표준산화-환원전위의차이이다. 다른두종류의금속을같은전해질에넣었을때높은표준전위를갖는금속에서는환원작용이일어나는반면, 낮은전위를갖고있는금속에서는산화작용이일어난다. 표준산화 -환원전위에대한전기화학계열 (electrochemical series) 은 25 의 1기압환경에서열역학적가역반응에근거하여결정된다. 실험실에서산화작용을하는전위를갖는금속에환원작용을하는금속을첨가할경우반대방향의전기화작용이일어나는한쌍의전위크기를정하게된다. (2) 금속표면의불균질성일반적으로같은금속내에서도위치에따라구조적인불균질성을갖고있기때문에부식작용이일어나는데, 접촉부, 용접부, Torch-cut slot등은다른곳보다 2~3배의빠른부식율을보인다. 우물자재의용접부의금속과용접부이외의금속같이구조적인차이는용접부를서서히식힘으로써완화시킬수있고, 따라서불균질성에의한부식을줄일수있다. (3) 수질의영향부식율에관련된중요화학적특성은용존가스와용해된이온의특성이다. 용존가스는산소, 이산화탄소, 황화수소등이있다. 관정부식에있어서가장중요한것은용존산소의양이며, 금속표면에공급되는산소의양은이산화탄소와황화수소에의해증가한다. 용존산소는전자의수용체역할을하며, 용존산소의양이증가하면금속표면으로이동하는산소도증가한다. 용존산소량은대기압에비례하고, 지하수의온도에반비례하는데, 용존산소량이 20~ 25 mg/l까지증가할때는부식율도같이증가하지만, 이보다많은용존산소가존재하면반대로부식율은감소한다. 같은금속의다른표면부위에존재하는용존산소의농도차는차별산소부식 (differential oxygen corrosion) 을일으키게된다. - 44 -
이러한산소에의한부식은두종류의금속표면, 유기질착화지점, 작은틈새등에서발생되며, 높은산소의농도를감소시키는방향으로 화학작용이일어난다. 이산화탄소는부식작용에직접적으로관여하지않지만지하수에작용하여탄산을형성하여낮은 ph 상태를유도하게된다. 낮은 ph에서부식과관련하여수소이온은전자수용체의역할을하며, 탄산칼슘의용해도를증가시켜표면에형성된막을용해시키는역할을한다. 지하수의약산성을유도하는것은황화수소도있지만, 황이온은금속표면에용해되지않는검은황화철의막을형성하기때문에부식의요인이되지않는다. 이러한환경은일반적으로산소가결핍된환경을이루고있다. 하지만황화수소를포함한지하수에는부식보다는황화수소와철상에존재하는전위차에의해서국부적인 hydrogen pitting을형성하게된다. 지하수에함유되어있는 HCO 3 는 ph 의변화에대한완충효과가있으며, 칼슘이온과작용하여탄산칼슘막을형성한다. (4) 지하수의물리적특성지하수의유속과온도는부식에큰영향을준다. 지하수의유속은금속과지하수의성분에영향을미치며, 유속이빠를수록부식율은증가한다. 일반적으로관정의스크린을통과하는지하수의유속이 0.3 m/s 이하이면매우낮은부식율을나타내지만, 유속이 0.3~1.5 m/s이면산소의농도변화는새로운환경을조성하기때문에보다높은부식율을보여주며, 유속이동관에서 1.2 m/s, 강관에서 3.0 m/s이면용해된이온과부식산화물은금속표면을떠나게된다. 일반적인화학반응과같이부식율은온도에비례한다. 철은온도가 10 증가함에따라부식율이 75% 증가한다. 동시에온도가증가함에따라산소의용해도는감소하고, 탄산칼슘의용해도도감소하게되어, 부식율을저하시키는것이다. - 45 -
다 ) 관정부식의일반적인특징관정에서부식이발생되는구간은일반적으로 4개의구간 - 외부노출구간, 정수두위상부구간, 양수위와정수두위사이의구간 (Splash Zone), 양수지점하부구간 - 으로구분된다. (Roscoe Moss Company, 1990) 이중부식작용은 Splash Zone 에서매우심하게일어나고, 그다음으로는 양수지점하부구간이심하게발생한다. 각구간의특징을살펴보면 아래와같다. (1) 대기중에노출된지하수의상부구간은케이싱표면에응축된 vapor 때문이며산소와약간의이산화탄소가응축된수막을뚫고쉽게금속표면까지침투하기때문이다. 이구간의수증기수질은염도가적고산소가풍부하기때문에균질한부식형태를갖고있으며하부의부식에비하면약한정도를나타낸다. (2) 케이싱의상부구간은차별적인산소부식또는 galvanic corrosion 이주요요인이다. 산소부식은시멘트의사용으로감소시킬수있으며, galvanic corrosion은 dielectric coupling으로방지될수있다. (3) 가장심한부식이일어나는정수두위와양수위사이의구간은산소이온의농도차에의한결과로해석되고있다. 또한반복적인 Wet-dry 과정이부식을가속시키는역할을하고있으며, 증발에의한높은 TDS도심한부식을일으키는데기여하고있다. 양수가시작되면지하수위는안정수위까지강하되면서케이싱표면은젖은상태로남게된다. 공기중의산소는수면막을뚫고금속표면까지침투하게되며, 이는양수위상부의산소가많은부분과양수위하부의산소가적은부분사이에 oxygen differential cell을형성하게된다. 양수중단후수위는다시상승하면서반복적인 Wet-dry, high-low oxygen levels에의해서관정의표면을부식시키게된다. 항상지하수속에잠겨있는양수위하부구간의부식은낮은산소의용해 도, 높은이산화탄소와황화수소의농도, 금속환원미생물의성장등의 여러가지복합적인과정으로설명되고있다. - 46 -
2) 충전현상 (Incrustation) 충전물질에는 부식산물, 침전된 광물, 사질이나 점토질의 입자, 미생물이 있다 충전현상은 원하지 않는 어떤 물질이 관정 내에 침전되는 것을 말하며 충전물질에는 부식산물, 침전된 광물, 사질이나 점토질의 입자, 미생물이 있다. 후에 충전현상에 의한 문제를 처리할 때, 충전물질의 종류와 정도를 정확히 파악하고 있는 것이 화학약품이나 약품의 강도를 결정하 는데 도움이 된다. 지하수와접하고있는스크린과케이싱에생기는충전현상은두가지형태의화학반응에의해생긴다. 침전반응과전자의이동과관련된산화 -환원반응이그것이다. 이두반응은같은장소에서동시에발생하기도한다. 단순한침전반응은용질의농도, 온도, 압력에의해서좌우된다. 실제는관정내의온도와압력의변화폭이매우작기때문에용질의농도에의해침전반응이거의좌우된다고해도될것이다. 침전반응에있어서생성물의화학적전위가반응물의전위보다낮기때문에생성물은지하수내에오랜시간평형을이루어존재하게된다. 탄산칼슘의침전이그렇다. Ca 2+ +HCO 3- CaCO 3 +H + 부식과같은화학반응은전자의이동과관련된반응이지만, 이반응에의해서국지적인 ph의상승을일으키는수산화물을생성하여, 탄산칼슘이나다른종류의수산화물을침전시키는작용을한다. 3) 부식과충전현상의예측법부식이나충전현상을예측하는방법은 Ryznar's Stability Index, Langelier's Saturation Index(LI) 를이용한다.(Harlan, et al., 1989, Gass, et al., 1980, Roscoe Moss Company, 1990) 이방법을성공적으로적용한곳은정수처리장에국한되어있지만, 이방법은지하수를연구하는데도도움이될것이다. - 47 -
마. 수질검사지하수의수질의상태를알아보기위해서는관정안의지하수를채취해야하는데, 양수파이프를통해서나온물은관정안으로유입된물이혼합된상태이기때문에, 질나쁜물에대한근원을보다정확히알려면관정내깊이별로채취한물과혼합된물을함께채취하여비교해야한다. 깊이에따른지하수를채취하려면구간을격리시키는 packer같은장비가필요한데, 이것을이용한다는것은매우번거로운일이다. 이용장비는 vacuum hand pump와적당한길이 ( 채취하고자하는깊이에닿을만큼의길이 ) 의투명한연질염화비닐호스, 가벼운호스를관정아래로늘어뜨릴추, sampling bottle이전부다. 진공펌프는이론적으로 10m이내의물기둥을끌어올리수있지만실제는펌프의성능에따라 5~8m정도는끌어올릴수있다. 따라서이장치는관정의정상수위가지표에서아래로 5~ 8m 이내에위치한관정에서만물시료를채취할수있다. 그렇지만, 대부분의관정은정상수위가이범위안에들기때문에많은 곳에서사용할수있을것이다. - 48 -
3. 5 정비 3. 5. 1 물리 / 화학적공내세척 < 표 3-2 화성시삼존지구관정 > 에어써징 ( 전 ) > delta S Q delta S/Q B C C/B 우물효율 3.174 90 0.0025 0.0002 0.08 1.946 100 0.01946 11.1 2.454 135 0.018177778 8.5 2.865 160 0.01790625 7.2 7.988 210 0.038038095 5.6 비수위강하량 (ds/q) 0.04 0.03 0.02 0.01 y = 0.0002x - 0.0025 R 2 = 0.6547 0 0 50 100 150 200 250 양수량 (Q) 25 drawdown(m) 20 15 10 5 0 0 50 100 150 200 250 elapsed time(min) - 49 -
에어써징 ( 후 ) delta S Q delta S/Q B C C/B 우물효율 3.732 90 0.0039 0.0001 0.025641026 1.823 100 0.01823 28.1 2.387 135 0.017681481 22.4 2.464 160 0.0154 19.6 6.401 210 0.030480952 15.7 비수위강하량 (ds/q) 0.035 0.03 0.025 0.02 0.015 0.01 0.005 0 y = 0.0001x + 0.0039 R 2 = 0.5565 0 50 100 150 200 250 양수량 (Q) 20 drawdown(m) 15 10 5 0 0 50 100 150 200 250 elapsed time(min) 화성시관내삼존지구외 1지구에대하여에어써징시화학적처리의한방법중이산화염화칼슘 (ca(ocl)2) 분말을공내에투입하여 1일,2일,3일간격으로공내세척전후를구분하여실시한결과수질성적은항목별미세한변화외에현저한수질의변화는거론하기어려운상황이었다 < 수질성적서참고 > - 50 -
1) 물리적공내세척 관정주변의대수층의미립자를제거하여공극률을증가시키고유입통로를확충하여지하수의유입을자유롭게하여야한다. 관정을세척하는데는다음과같이여러가지방법이있으므로관정의형태에따라서적합한공법을선정하여정기적으로세척작업이이루어져야하겠다. 1 써징플런저법 ( Su rg in g P lu n g er) 우물자재내경에맞는나무원판피스톤을착정기롯드에부착하고기계작동으로상하로움직여스크린부위에서의흡입작용과역류작용을반복시켜지층내의미세립자를공내로유입시키는방법으로서유입된슬라임은베일러를이용하여공밖으로배출한다. 이방법은공내에서플런져가자유롭게유동될수있도록충분한물을유입시켜야한다. 이방법은사용하기편리하고경제적이며제작이간편하여널리이용되고있다. 2 압축공기에의한세척법 ( Air Su rg in g ) 에어써징은공기관과배출관을우물안에설치하고압축공기를공내로불어넣어에어리프트식으로슬라임을배출시키는방법이며공기세척에적합한공기압은 7kg/ cm2이상이어야하고 1 m3의물을불어올리는데소요되는공기량은 4~5 m3 / 분정도이다. 보통75m/m 구경의 배출관속에 25m/m 구경의 공기관을 삽입하며 공기관 이 물속에 잠기는 부분이 전체길이의 60% 정도일 때 공기세척 효과는 최 대가된다. 압축공기가 들어가면 양수가 시작되며 물과 함께 슬라임이 배출된 공기관 을 내리는 작업을 반복함으로서 우물이 청소되며 이때 공기관이 물에 잠기 는 부분은 30% 로 유지함이 좋다. 3 과잉양수법우물의산출능력이상의물을양수하여대수층내의세립자를제거하는방법으로소량의산출량을가진우물에서는가능하나산출량이많은우물에서는고성능양수기의준비가어렵고과잉양수기에의한지층의붕괴가우려된다. 4 B ack - w ash in g 법 Air-lift 펌프나수중터빈펌프를이용하여양수할때물이지표로올라온직후펌프의가동을중단하면물은파이프를따라공내로떨어져지층에충격을가하게된다. 이런방법으로신속하게양수와중단을반복하면스크린내에서일어나는교란현상으로공내에유입된미세립자가배출된다. - 51 -
5 고속젯팅에 의한 세척 물을 고속으로 공내에 분사하여 스크린을 통과시키므로 공벽의 점토막을 효과적으 로 제거하며 지층의 교란과 손상을 교정하여 재배열 되도록 하는 방법이다. 작업방법은 고속분사기를 회전시키면서 상하로 이동하며 분사작업을 진행하면 물의 교란작용에 의해 공벽의 미립질 점토 물질이 공내로 유입되며 이를 양수하여 배출 시킨다. 분사용 파이프의 구경은 75m/m 파이프 사용시 30m에서 0.82m3 / 분, 60m에서 0.55 m3 / 분을 분사하는 것이 적합하며 효과적인 분사를 위한 최저 유속은 30m/sec이고 45~ 90m/sec가 적당하다. 6 기타방법 기타 방법으로는 관정안에서 왕복 운동하는 막대피스톤을 이용하여 공벽을 청소하 는 방법 (swabbing), 높은 주파수의 음파를 이용 (ultrasonic) 하거나 관정내에 폭약을 터뜨려 균열을 확장시키는 방법 (shooting) 등이 있다. 2 ) 화학적 공내세척 1 분산제 사용 착정용 점토피막을 제거하기 위하여 분산제를 공내에 투입 분산작용을 일으켜 점토입자의 점성을 파괴하는 방법이다. 분산제로는 인산염의 일종 인 Poly-Phosphate를 이용하며 물 400l 에 2.3kg 의 비율로 사용하면 적당하다 1 산성액 처리법 대수층의 공극이나 스크린의 간극을 외부물질이 피막을 형성하는 성인은 탄산작용, 산화물 침전, 유기물로 인한 침전, 흙의 퇴적에 의한 침전 등이 있다. 이들 침전물을 산성액 등을 사용하여 화학적 처리하는 방법은 다음과 같다 1 탄산염 계통의 피막제거 칼슘, 마그네슘, 유황 등의 탄산작용에 의하여 생긴 피막은 산에 적정량의 안정제를 가하여 효과적으로 처리할 수 있다. 칼슘과 망간은 탄산염을 쉽 게 용해시키고 안정제는 철재 케이싱의 부식 속도를 느리게 하여 손상을 방지 하여 준다. 2 산화물 침전에 의한 피막제거 수산화물, 함수산화물이 철 및 망간의 산화물로 침전되어 생긴 피막은 염산 에 쉽게 용해되나 ph가 3이하이면 침전이 계속되므로 이들을 제거하기 위 하여서는 일정강도의 높은 산도를 계속 유지토록 한다. 철과 망간의 피막이 산성물질에 용해되더라도 피막물질의 공매작용에 의해 산성처리법이 효과가 없을 경우는 강도가 높은 염산 (27.92%) 을 사용하는 것이 좋다. - 52 -
3 철박테리아또는유기물로인한피막제거염화철과유기물질이존재하는경우는염소나유화물질소독제를사용함으로서제거가가능하다. 2 ) 암반관정의인공파쇄법암반관정에서지하수를계속채수하게되면지하수내에포함된광물성분과양수율에의해암석공극내피막현상이발생하여양수량이현저하게감소하게된다. 피막현상에따른관정의보수를위하여화학적처리방법과다이나마이트를이용투수구간을발파하여피막현상이나타나는부분을파쇄시키는방법이있다. 최근에는고압펌프를이용강압적으로고압수를관정내로주입하면주입수가파쇄대와같은 1, 2차공극을통해주입되면서공극의틈이확장되므로지하수의산출량을증가시킨다. 이러한방법을인공파쇄법이라하여널리이용보급되고있다. 3 ) 우물소독 ( 1 ) 우물소독의목적우물소독은먹는물용도로사용되는우물에대한염소소독과세균검사절차를말한다. 폐공재활용을위한개 보수과정에서오염물질제거와우물소독은우물재활용을위한필수사항이다. ( 2 ) 소독을위한염소의종류소독작업에이용할수있는염소의형태는액체염소, 차아염소산나트륨용액, 차아염소산칼슘입자또는정제로써, 인체에무해한소독제를사용하여야한다. 액체염소액체염소는 100% 유효염소를 포함하며 취급이 위험하므로 적절한 안전수 단이 강구된 장비와 기술을 갖춘 자가 사용하여야 한다. 차아염소산나트륨차아염소산나트륨 (NaOCl) 은 매우 불안정한 화합물로서 물에 용해해서 판매 되고 있다. 이 용액은 약 5~15% 의 유효 염소를 함유하고 있으며, 열화를 최소화하기 위해서는 저장조건과 기간의 관리에 유의하여야 한다. 차아염소산칼슘차아염소산칼슘 ( Ca(OCl)₂) 은 입자 형태 또는 작은 정제로 이용되며 중량 으로 약 65% 의 유효염소를 함유하고 있다. 이 재료의 열화 방지를 위해서는 건조한 냉암환경에 보관하여야 한다. - 53 -
( 3 ) 우물케이싱내물의처리 1 우물소독방법우물내물의전체적에염소를투여하여평균염소농도가 50mg/l 가되도록케이싱내의물을처리한다. 우물소독을실시하는대상은우물구경및심도를우물체적으로환산하여최소한 2배이상은되어야한다. 소독제의용액사용량은아래와같이산출한다. 용액사용량 (l) = 우물체적 (l) 필요농도 ( mg /l) 소독제의농도 (%) (1% = 10,000mg /l, 1m3 =1,000l) 이 작업은 차아염소산칼슘 정제 또는 차아염소산나트륨 용액을 사용하여 실시한다. 차아염소산칼슘을이용하는 경우 차아염소산칼슘을 이용하는 경우에는 약 5g 용량의 정제를 케이싱 안에 투 여하고 30분 이상 방치하여 정제가 물에 용해되도록 한다. 차아염소산나트륨을이용하는 경우 차아염소산나트륨을 이용하는 경우에는 주입관을 우물 바닥에 닿도록 설치 하고 관을 통하여 차아염소산나트륨 용액을 주입하면서 관을 꺼내 올린다. 2 우물써징 및 양수 염소 투입 후 염소소독수의 혼합을 증진하고 주변 대수층이 접촉할 수 있 도록 3회 이상 에어써징을 실시하며 염소소독수는 적어도 12시간 이상 최대 24시간까지 케이싱 내에 체류시킨다. ( 써징 및 양수는 소독후 최소 2 시간이 경과한 이후에 실시하는 것이 좋다 ) 위의 소독작업 절차가 마무리된 다음에는 펌프 배출관에서 배출량의 일부가 케이싱 내부로 회귀하도록 장치한 후 양수를 하여 소독수를 제거한 다. 이것은 배출밸브를 조절하여 케이싱 내부를 청소하고 물의 표면에 축적 된 기름 또는 이물질을 제거하려는 것이다. 만일 펌프가 설치되어 있지 않은 우물에서는 이를 에어써징으로 대체할 수 있다. 배출된 물은 주기적으로 염소잔류량을 측정하고 염소잔류량이 0으로 측정 된 후 15분 정도 양수를 지속한다. 3 세균검사우물의염소소독을실시하고염소잔류량이 0이된후 15분이상양수한다음 30분이상의간격을두고 2개이상의시료를채취하여수질검사기준에의거대장균존재여부를검사하여야한다. - 54 -
4. 지하수관정관리 4. 1 지하수우물의종류및관리 < 표 4-1 농업ㆍ농촌용수관정시설구성내역 > 우물시설양수설비보호시설송 / 배수설비 ( 석축 ) 우물두레박비가림지붕, 우물뚜껑타설관정수동식펌프없음 인력관정 이동식터빈펌프및원동기이동식자흡식펌프및원동기 없음송수호스 소형관정 정착되지않은자흡식원심펌프 (1 마력이하단상전동기 ) 없음 (1평이하움막 ) 송수호스 충적관정 ( 논용수 ) 자흡식원심펌프및원동기 ( 이동식 ) 콘크리트관, 뚜껑 (ø1m) 혹은시멘트블럭조자흡식원심펌프및콘크리트스라브건물, 3상전동모타 ( 고정식 ) 조립식판넬 (2평이내 ) 송수호스 충적심정 ( 밭용수 ) 피스톤펌프및휘발유엔진, 라인샤프트버티칼펌프및전동기 ( 고정식 ), 휴젯트펌프및전동기, ( 위상변환기부착 ) 시멘트블럭 ( 또는벽돌 ) 조콘크리트스라브건물, 조립식판넬 (2평이내) 송수호스 PE 관 암반관정 ( 논용수 ) 수중모타펌프 ( 고정설치 ) (3 마력이상 ) 배전반 시멘트블럭 ( 또는벽돌 ) 조콘크리트스라브건물, 조립식판넬 (2평이내) 송수관 암반관정 ( 밭용수 ) 수중모타펌프 ( 고정설치 ) (3마력 이상 ), ( 최근 가압펌프도 사용 ), 배전반 시멘트블럭 ( 또는벽돌 ) 조콘크리트스라브건물 (2 평이내 ) ( 가스,PE) 송수관 ( 지상, 고가,FRP) 배수조, 배수관및스크링쿨러 암반관정 ( 생활용수 ) 수중모타펌프 ( 고정설치 ) (3 마력이상 ), 배전반 시멘트블럭 ( 또는벽돌 ) 조콘크리트스라브건물 (2 평이내 ) ( 가스,PVC) 송수관고가배수조, 소독시설, 배수관 방사상집수정 ( 논용수 ) 대구경원심펌프및전동기시동모타및펌프 ( 고정설치 ) 배전반 집수정덮개, 철제그리드, 콘크리트스라브건물 (5 평내외 ), 울타리 온수조농용수로 - 55 -
1. 수원공의종류 ( 농업생산기반정비사업통계연보에의함 ) 1) 집수암거 : 지하수 ( 복류수 ) 를채수하기위하여하천의바닥을굴착하여암거 ( 유공관 ) 을매설, 물을집수시켜관개급수하는시설 2) 관정 : 지하에일정한관을매설하여지하수를채수, 관개용수로양수하여이용하는시설 2. 관정및지하수시설물의종류 1) 우물 ( 인력관정, 인력우물, Well, Dug well) : 구경 1~2m정도로지하 10m 이내의심도를인력으로굴착한후측벽에석축 ( 석축우물 ) 이나콘크리트유공관을설치하여측벽주위또는우물바닥으로부터유입되는충적층지하수를채수하는시설을인력관정이라하고이를우물로약칭하기도함 2) 타설관정 ( 타설우물, Driven well) : 모래층이발달한지역에구경 25~ 75mm의철관하단을뾰죽하게하고 (drive point) 철관하부에지하수유입구멍을설치한후지상에서부터철관을회전시키며지하대수층에충격식으로타입설치하는소구경관정 3) 기계관정 : 인력관정에대비되는말로지층굴착시인력에의하지아니하고착정장비를사용하는관정형식으로관정구경에의해소형관정과대형관정으로구분함 4) 소형관정 : 시추기또는소형착정기를이용하여직경 75~100mm로지하 1 0~20m 심도로굴착한후구경 35~50mm내외의철제또는 pvc 유공관을공내에설치한관정으로농림부에서는정착된동력장치를이용하지아니하고농업용지하수 1일채수량 50m3이상 ( 도서, 해안등특수지역은 30m3이상 ) 으로시설기준을규정함 5) 대형관정 : 소형관정보다 다량의 지하수를 채수하고자 할 때 대구경 착정기를 사용하여 구경200~600mm로 굴착한 후 구경 150~400mm의 철제 또는 pvc유공관을 공내에 설치함. 대형관정은 채수대상 지층 및 심도에 따라 충적관정과 암반 관정으로 구분함 - 56 -
6) 충적관정 ( 충적층 관정 ) : 채수대상 지층을 충적층, 미고결층과 기반암의 풍화대층으로 하여 대구경 착정기를 사용하여 구경 200~600mm로 심도 10~20m 까지 굴착하고 관정자재는 구경 150~400mm의 철제 또는 pvc 유공관을 공내에 설치한 후 관정자재와 착정공벽 사이에는 충진력을 부설한 관정임. 농림부에서는 충적관정 농업용 지하수의 1일 채수량 기준을 150 m3 이상 ( 도서, 해안등 특수지역은 100m3 이상 ) 으로 규정함. 7) 암반관정 : 암반지하수를주채수대상으로하여대구경착정기에의해착정구경 200~600mm로굴착한후통상구경 150~400mm의철제또는 pvc 유공관을공내에설치한관정이다. 그러나하부암반층의붕괴및토사유입우려가없을경우에는상부충적층과풍화대구간에는철제외부케이싱을설치하고하부암반층에는우물자재를설치하지않는경우도있음. 농림부에서는농업용지하수 1일채수량을기준으로 150m3이상 ( 도서. 해안등특수지역은 100m3이상 ) 으로규정함 8) 집수정 (Collector well) : 지하수를다량취수하기위하여대수층이발달한충적층또는미고결암층에구경 3.5m 의철근콘크리트우물통을침강공법으로대수층밑바닥까지내리고측벽에다공집수관을설치하여지하수를모으는우물. 농림부에서는시설설치기준을심도 8m내외, 1일채수량 4000~ 7000m3으로규정함. 9) 방사상 집수정 (Radial well, Horizontal radial collector well) : 집수정의 한 형태로 집수정 내부에서 수평착정기를 사용하여 수평 방사상으로 여러개의 다공 집수관을 삽입, 설치하므로써 1일 5000~10000m3의 지하수를 집수 이용하는 시설 10) 지하댐 (Underground dam, Subsurface dam) : 지하수가유동하는대수층내지표면하부에인공적인저투수성수직차수벽을설치하여지하수의자연유출을방지또는감소시켜대수층내에저류또는함양하고차수벽상류에관정, 집수정, 방사상집수정등을설치하여다량의지하수를채수하는시설을말함. 해안지역에서는염수침입방지효과도거둘수있음. - 57 -
4.2 지하수관정관리 4. 2. 1 관정시설물개보수 ( 1 ) 우물자재검토일반적으로공벽보호용자재는 KS 철재백관파이프이며우물설치용자재는부식에강한스테인레스스틸이나 PVC 파이프류를사용하고있다. 미고결층의공벽보호용철재케이싱, 우물설치용파이프및유공관등우물자재는지하수내에함양된광물성분, 박테리아의유무, 재질의소요강도등의조건에맞는재료를사용하여야한다. 유공관의내구력관정에서는유공관에파이프의하중과지층의횡압력이작용하며유공관주변에작용하는횡압력은유공관의붕괴를초래할수도있다. 유공관은적절한내구력과최대개공면적을가져야하며상대적인가격비교가고려되어야한다. 유공관의재질우물을폐쇄시킬수있는유공관의부식또는물때효과는지하수수질에따라차이가있으므로수질분석결과를고려해유공관의재질선택을달리하여야한다. ( 2 ) 우물자재및수중모터펌프재설치우물자재가파손되었을경우미고결층의붕락을방지하고대수층으로부터의지하수유입을효과적으로하기위하여적절한우물자재를설치하며주대수층에는유공관 (screen, strainer) 을설치한다. 수중모터펌프고장이나노후에대비하여정기적인점검을하여야하고필요시에는적기에고장수리또는교체를하여야한다. 농어촌생활용수관정은펌프및압상관의부식을점검하고수질을고려하여스테인레스스틸재질의펌프나관자재를사용하는것이좋다. - 58 -
4. 2. 2 점검 / 정비와 시설관리 1) 관정은 매년 1회 이상 에어써징등 세척작업을 실시하여야 하며 심도를 측정 하여 미립토사, 이물질등이 관정내에 퇴적되었을 경우 이를 제거하여 당초 심도를 유지하여야 한다. 2) 관체보호시설이 파손되거나 오염방지시설이 미비할 경우에는 이를 보수한다. 3) 부식된 배전반은 이를 교체하고 벗겨진 배선은 새전선으로 교체하여 감전등 사고를 예방 하여야 한다. 4) 하천변, 산록부등의 불안전한 위치에 설치된 관정, 급수관, 저수조등은 시설이 유실, 매몰되는 일이 없도록 하고 동절기에는 급수시설 및 기계설비가 동파 되지 않도록 관리하여야 한다. 5) 암반관정의 양수장 건물은 항상 청결상태를 유지토록 하고, 빗물이 유입되 지 않도록 배수구 등을 정비한다. 6) 관정은 매년 양수시험을 실시하여 양수량 ( 양수능력 ) 을 확인, 기록하고 급수 기에는 매일 취수량과 양수개시전의 자연수위를 측정하여 기록, 보관하여야 한다. 7) 관정을 사용치 않을 때는 전기를 마을에서 차단하거나 한전에 휴지신청을 하고 모타 펌프와 전선은 관리책임자가 보관 관리한다. 8) 가뭄이 없어 관정을 2개월이상 사용하지 않을 때에는 2개월마다 4시간 이상 양수를 실시 하여 적정양수가 되고 있는지, 수중모터펌프 작동에 문제가 없 는지를 확인하고 시설물대장에 기록하여야 한다. 9) 관정은 정기적으로 지하수수질검사를 실시하고 검사결과 오염되었을 경우 공내청소, 소독 등의 필요한 조치를 취한다. 단, 단순소독으로 처리할 수 없는 성분에의해 수질기준이 초과된 경우에는 시장, 군수에게 신고하여야 한다. 10) 먹는물 또는 농어촌 간이상수도로 사용되는 관정은 상수도관련법 규정에 의해 수질 검사를 실시하고 정기적으로 관정, 물탱크, 급수관의 세척, 소독 작업을 실시하여야 한다. 11) 관정의 관체에는 반드시 뚜껑을 덮고 자물쇠장치를 하여야 하며 정비 또 는 사용시를 제외하고는 반드시 잠가두어야 한다. 또한 양수장과 급, 배수 조의 출입문에도 자물쇠를 장치하고, 열쇠는 관리자가 관리하도록 한다. 12) 관정 점검, 가동시 문제가 발생되면 전문기관 ( 농기공, 한전등 ) 에 의뢰 점검, 수리하여야 한다. - 59 -
( 관정의장애요인과처리대책 ) < 표 4-2 요인과대책 > 구분장애요인처리대책 양수량감소 o미립토사충진으로우물심도감소 o우물스크린의막힘 ( 피막현상 ) o과잉양수로인한주변대수층파괴, 주변지반함몰 o주변자연수위저하로수량고갈, 서서히양수량감소현상, 대수층및투수성지질구조대의막힘 o양수기흡입관파손, 구멍, 후트발브개폐이상 o수중모타펌프, 일반펌프고장 o모타펌프전기배선오접, 역회전 o인근지하공간으로지하수누출 ( 자연수위저하 ) o인근지하구조물에의한유로차단 o우물심도측정 및 우물세척작업 ( 에어써징등 ) o우물세척작업 ( 에어써징, 산성액 등 ) o우물세척작업 (Jet 분사, 에어써징 등 ) 일정기간 감량양수 (1/2이하) o주변의 자연수위, 지하수 이용량의 변 화조사, 양수량 감량이용, 일정기간 양수중단 ( 사용중지 ) o양수기 점검, 흡입관 진공상태유지 o수중모타펌프 고장대책 참조 o수중모타펌프 고장대책 참조 o전문직의 원인조사후 대책수립 지하공간의 지하수 누출차단 조치 o전문직의 원인 조사후 대책수립 지하수위강하로양수불능양수불능우물심 도 감소 o대수층및지질구조의지하수 o전문직의조사후대책수립, 우물추가유입, 유동이단절됨 ( 제주도지역등 ) 굴진, 신규대수층개발 ( 제주도 ) o단수후수위회복이빠른경우는 o수위측정조사, 수중모타펌프압상파이수중모타펌프심도이하로양수수위프추가연결 ( 펌프설치심도하강 ), 가강하된것임. 양수량감량사용. 와권펌프는흡입양정초과된것임와권펌프는양수량감량사용 o양수초기과잉양수에의한단수 o스루스발브조작으로양수량감량 ( 양수중지후수위회복빠른경우 ) 조정 o지하수위변동없이양수가 o지하수위측정, 수중모타펌프고장대책되지않는경우는펌프, 전기참조고장임 o우물자재파손으로토사유입퇴적 o우물자재재설치또는이중관설치, ( 우물심도측정, 공내TV카메라촬영 ) 충진력보충, 퇴사제거작업 ( 써징등 ) o암반관정의철제케이싱또는하부 o케이싱또는하부보호벽재설치, 보호벽하단에서토사유입퇴적그라우팅, 공내토사제거 ( 써징등 ) o주변지층 ( 실트층, 단층점토등 ) 의 o왕사 ( 입경2mm이하 ) 로충진력보충, 미립물질지속적유입퇴적, 우물자재이중설치 ( 이중관사이미세미세립화성쇄설물질립충진력충진 ), 토사제거 ( 써징 ) 유입퇴적 ( 제주도 ) - 60 -
구분장애원인처리대책 o철관자재부식, 지압에의한용접 o수중 TV 카메라로공내검사하여우물자재부위파손자재교체가능여부판단, 파손 opvc 파이프스트레나절단, 파손 o우물자재내부에이중자재설치, ( 미세모래의과다토출 ) 불가능시재개발 o자갈, 전석, 나무토막, 농약병기타 o공내투입이물질제거, 세척및소독공내투입 ( 양수기미설치충적관정 ) 작업우물내 o수중모타펌프의압상관파손으로 o추락기자재인양제거, 수중모타펌프인이물질펌프추락 ( 암반관정 ) 양용안전케이블부착투입, 막힘 o후트발브, 흡입관, 송수호스, 롯드, o탈락기자재제거작업, 우물세척및작업공구등관정내탈락소독작업 관정주변지반함몰오탁수토출 o주변대수층으로부터미립토사 o정밀조사후이중관설치, 세립질충진력과다유입배출됨충진, 불가능시는재개발 o장기간과잉양수에의한주변지 o과잉양수와수위강하억제, 세척작업, 하수위저하로지층압밀침하양수량감량, 일정기간양수중단, o관정주변실트퇴적층, 탄층, 석회 o수질검사후정수처리사용, 관정의암층, 철분함유지층으로유로형성용도변경, 불가능시폐기 o화성쇄설물유입유로형성 ( 제주도 ) o우물자재이중관설치 ( 충진력충진 ), 불가능시시설폐기 o쓰레기, 산업폐수처리장및하수도 o오탁수유입경로추적조사, 등으로유로형성오탁수유입차단 ( 그라우팅 ), 시설폐기 o외부케이싱, 지하보호벽하단에서 o케이싱및보호벽재설치, 주변지층을토사및지표오수유입그라우팅 지하수의악취염분등관정침수 o유황분함유지층, 유류오염지층, 매탄가스층등과연결 o쓰레기및산업폐수, 생활하수유입 o수질검사, 정수후사용, 용도변경사용, 불가능시시설폐기 o오수유입조사, 오수차단 ( 그라우팅 ), 불가능시시설폐기 o홍수로인한관정침수 o양수설비수리, 관정내퇴사제거, 세척작업 ( 써징 ), 소독작업 해안지역염분증가 o해안지역과잉양수, 양수수위저하로해수침투 o전문직의물리검층, 염도분포, 수위측정등정밀조사, 장기관측조사, 우물내세멘팅으로심도축소, 양수량감량, 수위저하억제공법 - 61 -
6. 폐공처리 ( 원상복구되메움 ) 시공요령 1 ) 충적관정의원상복구방법 (1) 케이싱을인양하여공내부가자연적으로함몰되게한다. (2) 공내부가함몰되지않으면주변토양으로되메움한다. 2 ) 암반관정의원상복구폐공의가장큰피해는폐공으로의오염원유입과대수층내유입된오염원이자유롭게유동하는데있으므로이를제어하는데목표를두고되메움처리를하여야하며, 특히지표오염원이폐공내로유입되는것을차단하여야한다. 폐공을되메울때가장효과적인방법은폐공전구간을투수성재료되메움구간, 불투수성재료되메움구간및표면처리구간으로구분하여각구간별로적합하게되메우기를하는것이다. 현장여건에따라지표부표면처리구간은생략하여되메움을할수도있다. ( 1 ) 투수성재료되메움구간폐공의전구간을불투수성재료로되메움하기에는폐공심도가깊은경우에는비용이너무많이든다. 국내의폐공은지하수백미터씩연장되는것이많다. 또한전구간을불투수성재료로되메움하는것은지하수의유동을일부교란시킬수있어대수층의손실을가져올뿐만아니라불투수성재료인시멘트를주입하는데기술적으로도어려움이따른다. 그러므로상부일부구간을불투수성재료로되메워오염원유입차단을확실히하면폐공의하부구간은투수성재료로되메움하여도큰문제점은발생하지않는다. 투수성재료의장점은적은비용과함께주입시기술적인어려움이없고지하수의유동을보전할수있다. 또한모래와같은투수성재료는오염된지하수가유입될지라도자체여과작용을기대할수있어오염자정의효과도있다. 투수성되메움재료로는모래가가장효과적이다. ( 2 ) 불투수성재료되메움구간지하수오염원의폐공내유입은지표에노출된폐공입구와부적절하게처리된애놀러스를통해일어난다. 따라서상부일정구간은반드시불투수성재료로서되메움을하여야한다. 불투수성의재료는시멘트밀크가가장효과적이며시멘트와물을 1:1로배합하여주입하면고결되어시멘트기둥을생성하게된다. 이시멘트기둥은거의완전한불투수층이다. 불투수성재료의하한심도는충적층구간까지또는지하수위보다약 5m 정도아래까지로한다. 위의조건으로지표하 10m가되지않을때에는지표하 10m까지불투수성재료를주입한다. 또한케이싱을인발하지못하였을때에는케이싱하부 1m 이상까지반드시불투수성재료를주입하여야한다. 불투수성재료는고결되면시멘트기둥을생성하므로시멘트기둥이토지이용시장애가될때에는토지이용에문제가되지않는심도까지만되메우기를하고나머지구간은주변토양으로되메우기를한다. - 62 -
( 3 ) 지표부표면처리구간케이싱을인양제거하지못하였을경우에는 1~1.5m 깊이의터파기를하여케이싱을절단한다. 터파기구간의하부는시멘트몰탈을타설하고나머지구간은주변흙으로되메움한다. 시멘트몰탈의배합비는 ( 시멘트 : 모래 = 1 : 2) 로하여방수효과가있게하고타설두께는 30~50cm 정도로한다. 케이싱을인양하였다면지표부표면처리는필요치않으며지표면까지불투수성재료를주입하면된다. 3 ) 되메움시공절차되메움은 1주변환경검토, 2폐공현황및제원조사, 3폐공내이물질제거및우물소독, 4투수성재료주입, 5터파기, 6케이싱제거, 7불투수성재료주입, 8지표부표면처리, 9주변정리, 10폐공처리보고서작성등의순서로시공한다. 케이싱제거유무와토지이용계획에따라 5, 8 항목의작업공정은생략할수있다주변환경검토 폐공현황및제원조사 폐공내이물질제거및우물소독 투수성재료주입 지표부터파기 케이싱제거 불투수성재료주입 지표부표면처리 주변정리 폐공처리보고서작성 ( 1 ) 주변환경검토폐공되메움작업을시행하기에앞서주변환경과지질조건에대한검토는매우중요하다. 만약대규모의오염원이폐공인근에존재할경우에는전구간을불투수성재료로되메움할필요가있을것이며농약등의살포가빈번하고경작을하는농경지등에서는불투수성재료되메움의구간을심도를깊게하거나지표부표면처리를반드시시행하여야한다. - 63 -
또한 개발당시의 자료를 확보, 지질조건이나 지층의 현황을 파악하는 것도 되메움의 재료 결정이나 불투수성재료의 심도 등을 결정하는 자료로 사용한다. ( 2 ) 폐공현황 및 제원조사 폐공의 심도와 직경, 지하수위 등을 측정하여 되메움재료의 양과 심도를 결정하고 폐공의 발생원인을 검토하여 수질이 불량하거나 폐공내가 오염되었 다고 우려된다면 소독이나 공내청소를 통하여 폐공내를 깨끗이 하여야 한다. 되메움 재료의 양을 결정할 때에는 다음의 공식을 사용한다. V = π r 2 d 여기에서 r : 우물의 반지름 d : 우물의 심도 ( 3 ) 폐공내이물질제거되메움재료주입에방해가되는수중모터등의양수장비는되메움재료주입전에반드시제거하도록하며, 폐공내가유류등으로오염되었다고판단되면에어써징을실시하여우물청소를하여야한다. 공벽의박테리아제거를위해표백제등을투여하여소독하는경우도있다. ( 4) 투수성재료주입케이싱제거와지표부터파기에앞서실시하여야한다. 폐공의직경은수센티미터에서수십센티미터에불과하므로투수성재료의주입시에가장유의하여야할점은브릿지 (bridge) 현상 ( 되메움재료를폐공내로주입할시에과다한속도로투하하면하부에도달하기전에중간에서공이막히는현상 ). 브릿지가발생하면브릿지구간하부는되메움이되지않는것이며일정시간이지나중력작용에의해브릿지가해소되면브릿지상부구간이함몰되어빈공간이다시발생하므로되메움의효과가떨어지게된다. 투수성재료로는모래가가장적합하며, 주입심도는불투수성재료주입하한심도즉지하수위 5m 하부까지채운다. ( 5) 지표부터파기케이싱제거에앞서실시하여야한다. 터파기심도는현장여건과향후토지이용계획에따라조정할수있으나대략 1.5 m 심도가적당하다. 그러나터파기는케이싱인양이불가능하거나토지이용계획등에따라서필요시만실시하며케이싱의인양이가능하면터파기는필요치않다. - 64 -
( 6 ) 케이싱 제거 터파기가 끝나면 케이싱을 가능한 한 인양 ( 뽑기 ) 하여 제거한다. 케이싱 인양 기기는 유압작키를 이용하여 인양하며 케이싱의 애놀러스 부분에 그라우팅이 확실하게 되어 있어도 가급적이면 인양을 권한다. 케이싱 인양이 불가능하면 5번 순서의 터파기를 실시하여 절단하여 제거한다. ( 7 ) 불투수성재료 주입 케이싱 제거가 끝나면 투수성 재료를 주입한 상부구간부터 터파기 구간까지 불투수성 재료를 주입한다. 불투수성 재료는 시멘트 밀크가 가장 효과적인 재료이다. 주입 방법은 롯드 주 입을 하거나 롯드 장비를 준비하지 못하였을 시에는 트레미 파이프를 이용한다. 주입은 항상 하단부에서부터 실시하여 주입압에 의해 상부로 유출될 때까지 주입한다 트레미파이프 그라우트믹서 콤프레샤. 불투수성재료주입구간 투수성재료주입구간 ꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕ ꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕ ꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕ ꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕꌕ ~~~~ < 주입구간 > - 상부미고결암층구간 - 케이싱설치구간 - 지하수면이하부암반층에형성될경우는지하수면하부 1m 까지 < 주입방법 > - 하부로부터주입압에의한상향주입 < 그림 4-1 트레미파이프주입모식도 > - 65 -
(8) 부분되메움부분되메움은심층구간에붕괴위험이없고오염우려가없는경우에, 하부구간에는되메움을하지않고상부구간에만부분되메움을하는것으로적정깊이에팩커 (packer) 또는특수제작된프러그 (plug sandbag) 를설치하고그위부분을지표까지불투수성재료로되메움하는방법이다. 이공법은폐공의심도가너무깊거나공내부에함몰구간이있어전구간을 되메움하기에경제적, 기술적문제가있어시장 군수가부분되메움을인정 하는경우에한하여적용한다. 주변토양되메우기 : 0.7m 터파기 (1m 1m 1m) 1m 미고결층 콘크리트타설 : 0.3m 나공 그라우팅 시멘트콘크리트 모래 자갈 보통암및경암층 팩커설치 ( 모래주머니 ) < 그림 4-2 깊은심도폐공의부분되메움모식도 > - 66 -
( 9 ) 지표부표면처리불투수성재료의주입이끝나면 24시간이상고결될때까지기다렸다가지표부표면처리작업을시작한다. 24시간이경과하면불투수성재료는고결되면서수축또는주변토양으로침투하기때문에약 1m 이상은수축하게된다. 이부분의공간에불투수성재료를재충진하고이작업이끝나면고결될때까지기다렸다가터파기하부구간에시멘트몰탈을타설한다. 시멘트몰탈타설이끝나면터파기나머지구간은터파기한흙으로뒷메움을하여폐공처리작업을마무리한다. ( 1 0 ) 주변정리폐공처리작업이완료되면주변환경과어울리게주변정리를하고폐공작업중에발생한케이싱, 우물자재등의폐자재를운반폐기처분한다. ( 1 1 ) 폐공처리보고서작성폐공처리가완료되면보고서를일정양식에의거작성, 보존하여지하수관리자료로활용하여야한다. 보고서양식은작업일지와처리모식도로구분하여작성한다. 1 현장작업일지최초작업시작일부터작업종료일까지공정별, 시간별로상세하게기록한다. 이일지는후에폐공처리가적절하였는지를판단할수있는자료이므로세세한것까지도빠짐없이기록하는것이좋다. 2 처리모식도폐공처리현황을간단한도면을작성하여표시한다. 다른일반공사의준공도면처럼상세하게작성할필요는없으며축척등에구애받지않고개략적인그림으로표시한다. 되메움하기전의폐공현황과되메움을한후의처리구조도를함께표시한다. 현장작업일지와처리모식도의작성예는아래와같다. - 67 -
< 표 4-3 폐공처리 ( 공되메움 ) 작업일지양식및작성 ( 예 ) > 폐공처리 ( 공되메움 ) 작업일지 공사명지하수폐공원상복구및재활용공사 관리번호화천 - 10 위치화천군하남면안평리 ( 가내울 ) 착공일 2001. 11. 15. 준공일 2001. 11. 16. 우물유형대형관정시공대상원상복구기타 시공업체 ( 주 ) 우신사용기계 날짜 시작시간 시간 완료시간 11/15 08:40 09:00 1. 주변환경조사 5t 카크레인 유압인발기작성자김태우 ꄫ 시공내용 1) 구릉산악지계곡부하상 ( 논미천 ) 옆에위치함. 2) 산림보호구역내농경지 2. 폐공현황및제원조사 1) 구경및심도 : 구경 250 mm, 지표하 42m 2) 지하수위 : 지표하 7.5m 09:00 4. 투수성재료주입 3) 케이싱재료및길이 : 강관 ( 백관 ), 케이싱 6.0m 인양 3. 폐공내이물질제거 : 우물자재없으므로생략 1) 주입구간 : 지표하 10.5m ~ 42m 구간 2) 모래주입량 : 총1.2m3 (2회로분배하여주입완료 ) 10:30 (1) 1회주입 ( 지표하 25m ~ 42m) : 약 0.6m3 10:30 12:00 (2) 2회주입 ( 지표하 10.5m ~ 25m) : 약 0.6m3 (3) 실제주입필요량이약 1.55m3정도이나실제주입량은약 1.2m3이므로공내부의일부구간붕괴또는함몰추정 5. 케이싱인양으로지표부터파기실시하지않음. 11/16 16:25 16:40 6. 케이싱제거및사용기계 (5톤카크레인, 유압식인양기 ) 16:40 17:15 7. 불투수성재료주입 1) 주입구간 : 지표하 0.5m ~ 10.5m 구간 2) 주입재료및양 : 시멘트몰탈, 0.5m3 17:15 8. 지표부표면처리지표부는시멘트몰탈로지표하 0.5m까지마감함. 지표까지원지반과동일하게표면처리함. 17:30 9. 주변정리주변정리와우물자재수거후현장철수함. 특이사항 상수원보호구역, 01년극심한한해시국방부지원에의해굴착후수량부족으로폐공 - 68 -
< 표 4-4 원상복구처리결과모식도양식및작성 ( 예 ) > 공사명 관리번호화천 -10 폐공처리 ( 원상복구 ) 모식도 지하수폐공원상복구및재활용공사 위치화천군하남면안평리 ( 산림보호구역도로입구밭 ) 착공일 2001. 11. 15 준공일 2001. 11. 16 우물유형대형관정시공대상원상복구기타 시공업체 ( 주 ) 우신사용기계 5톤카크레인유압식인양기 작성자김태우 ꄫ 되메움전 ( 前 ) 되메움후 ( 後 ) 모식도우물현황모식도처리현황 ꋯ 정호보호시설없음 ꋯ지표면 ꋯ공내우물자재없음 ꋯ 자연수위 : 7.5m ꋯ지표면 ꋯ불투수층되매움재료 : 시멘트몰탈주입구간 : 0.5-10.5m 주입량 : 0.5m3 10.5 m ꋯ투수층 ꋯ케이싱 : Φ250mm 공매재 : 모래 재질 : 백관 주입구간 : 10.5-42m 인양길이 : 6.0m 주입량 : 1.2m3 ꋯ 심도 : 42m ꋯ 심도 : 42m 특이사항 - 69 -
5. 이용시설물의관리 5. 1 시설물의실태분석 5. 1. 1 관리실태및사례분석 금회설치년도별관정예비유량전기관정보호시설 ( 동 ) 구분지구명조사모타측정콘트롤공수 `70 년 `71~ `81~ `91~ `01 카드확보장치판넬세멘트적벽돌조립식세멘트지상식지하식 까지 `80 `90 `00 ~ 슬라브슬라브판넬원형보호공세멘트 BOX 보호공이천시백사외 5읍면 87 1 0 20 33 33 84 0 71 82 15 42 12 7 3 8 화성시태안외 14 읍면 147 2 25 40 57 23 20 7 49 117 7 74 14 39 7 2 강화군하점외 1 읍면 30 0 0 1 14 15 9 2 14 27 0 8 0 0 21 1 계 264 3 25 61 104 71 113 9 134 226 22 124 26 46 31 11 평균 1% 9% 23% 39% 27% 43% 3% 51% 86% 8% 47% 10% 17% 12% 4% < 표 5-1 시설물관리실태 > 행정금회관정점검 유지관리실태 미사용시설처리방안 구분지구명마을조사대장정비정기고장관리자수리계관리자보수비적립금점검용도폐기비고수공수보관요령점검건수지정조직교육 ( 천원 ) ( 천원 ) 정비변경처리 이천시 백사 24 15 15 0 0 7 15 0 0 3,800 0 3 1 2 모가 22 16 16 0 0 1 16 6 0 0 0 1 0 0 대월 25 16 16 0 0 0 16 0 0 0 0 0 0 0 신둔 24 15 15 0 0 1 15 0 0 0 0 1 0 0 설성 36 16 16 0 0 2 16 0 0 110 0 1 0 1 율면 24 9 9 0 0 8 9 10 0 3,200 0 4 0 3 계 155 87 87 0 0 19 87 16 0 7,110 0 10 1 6 평균 0.6 1.0 0.0 0.0 0.2 1.0 0.2 0.0 81.7 0.0 0.1 0.0 0.1 * 1. 보수비는주민이부담한내역임 ( 모타펌프고장수리 5회 ) 2. 정비 / 보수는수중펌프인양수리, 교체, 철거 (4회), 수량부족 (2건), 전기시설 (2건) 망싱 (2건), 관로노후 (1건) 3. 폐기처리는채수량부족공폐기요구 (2공), 단전부분철거, 방치 (2건), 기계파손 (1건) 구조물변형 (1건) - 70 -
< 표 5-2 유형별미흡한사례분석 > 유형별 구분 단위 계수량 화성수량 강화수량 대상 건수 % 대상 건수 % 대상 건수 % 채수량감소 개소 177 5 0.03 147 74 0.50 30 2 0.07 수질부적합 " 177 10 0.06 147 9 0.06 30 1 0.03 유량계 ( 미터기 ) 미설치 177 106 0.60 147 98 0.67 30 8 0.27 관체보호시설미비 177 6 0.03 147 4 0.03 30 2 0.07 설 우물간섭영향발생 177 4 0.02 147 3 0.02 30 1 0.03 계 수위자동센서고장 177 39 0.22 147 33 0.22 30 6 0.20, 수위측정시설미비 177 114 0.64 147 98 0.67 30 16 0.53 시 송, 배수관로미흡 177 1 0.01 147 21 0.14 30 1 0.03 공 급, 배수제어시설미비 177 36 0.20 147 27 0.18 30 9 0.30 저수조설치미흡 177 10 0.06 147 7 0.05 30 3 0.10 소 계 177 33.1 0.19 147 37.4 0.25 30 4.9 0.16 관정시설관리부실 177 16 0.09 147 13 0.09 30 3 0.10 예비수중모타미확보 177 168 0.95 147 140 0.95 30 28 0.93 운 위상변환기설치 177 15 0.08 147 12 0.08 30 3 0.10 영 전기요금부담으로사용기피 177 7 0.04 147 5 0.03 30 2 0.07 소 계 177 51.5 0.29 147 42.5 0.29 30 9 0.30 시설물관리대장미비치 177 142 0.80 147 127 0.86 30 15 0.50 관리담당자미지정 177 17 0.10 147 14 0.10 30 3 0.10 관리계조직미구성 177 175 0.99 147 145 0.99 30 30 1.00 유 관리담당자교육소홀 177 177 1.00 147 147 1.00 30 30 1.00 지 유지관리기금미적립 177 177 1.00 147 147 1.00 30 30 1.00 관 전기고장 ( 조작미숙, 결함, 등 ) 177 7 0.04 147 5 0.03 30 2 0.07 리 기계고장 ( 조작미숙, 결함, 등 ) 177 12 0.07 147 9 0.06 30 3 0.10 각종접합, 밸브관리부실 177 4 0.02 147 3 0.02 30 1 0.03 송, 급수관파손, 누수 177 3 0.02 147 2 0.01 30 1 0.03 저수조관리부실 177 2 0.01 147 1 0.01 30 1 0.03 소계 177 71.6 0.40 147 60 0.41 30 11.6 0.39-71 -
< 그림 5-1 시설물실태사진 > 농업기반공사관리지하수관정외부 폐기후방치된지하수관정시설내부 폐기후방치된지하수관정시설외부 우물설비철거후방치된관정시설 침수, 오염된보호공내부모습 배관, 밸브자재망실, 방치된모습 - 72 -
< 표 5-3 이용시설현황실태 > 심도 70m이상, 굴착구경 150m/m이상, 농업용수토출량 100m3/d이상, 금회실태조사현황용도별관리관정보호시설구분지구명신고수중모타펌프 2HP 이상대장비고공수공 2 3 5 7.5 10~ 공사용방철폐기농업생활보존적벽돌세멘벽돌조립식시멘트콘테이너기타수 HP HP HP HP HP 수중치거기타용수용수슬라브슬라브판넬박스박스화성시태안 17 3 1 1 1 6 2 2 2 6 4 봉담 14 2 1 1 8 8 3 5 3 2 2 1 매송 6 1 1 5 3 2 3 2 3 2 비봉 23 4 1 3 6 3 2 1 6 4 2 마도 9 1 8 5 3 7 1 3 5 1 2 송산 36 2 1 1 15 6 7 2 13 2 14 1 서신 33 2 2 11 5 6 8 3 7 1 3 팔탄 20 1 1 10 6 3 1 4 6 8 1 1 장안 18 4 4 6 6 1 5 4 2 우정 4 0 5 5 0 5 2 3 향남 30 2 1 1 19 9 6 4 4 15(4) 5 2 12 양감 15 1 1 8 1 6 1 4 (4) 7 4 3 정남 33 4 4 11 4 2 3 2 9 2(1) 5 6 4 1 동탄 9 0 3 2 1 3 2 남양 47 4 4 26 10 9 5 2 24 2 5 9 7 7 2 1 계 314 31 1 10 13 5 1 147 73 50 4 11 9 95 52(9) 20 74 7 14 39 7 2 강화군송해 10 8 2 10 6 1 9 하점 20 17 2 1 16 4 3 7 12 1 계 0 0 0 0 0 0 0 30 25 4 0 0 1 26 4 9 8 0 0 21 0 1 계 314 31 1 10 13 5 1 177 98 54 4 11 10 121 56 29 82 7 14 60 7 3 방치 : 미사용 ( 채수량부족, 관로설치미흡, 수중펌프고장, 계량기반납, 시설도난, 경지정리이후, 주변관정영향, 무단방치등 ) 철거 : 시설이완전히없어지거나해체폐기 : 사용불가상태, 폐쇄, 폐공처리기타 : 관측정대체시설, 소형관정으로개조사용, 용도변경, 개인용도 ( ) : 내서 ( 비상용수 1, 원예용 4, 관측정. 기타 4) 시멘트박스 ( 화성시 ) : 보호공, 세멘벽돌, 멘홀박스, 지하박스, 세멘박스시멘트박스 ( 강화군 ) : L-TYPE 보호공, 보호공, 세멘벽돌, 멘홀박스, 지하박스기타 : 토관보호공. 집수정콘크리트구조물 - 73 -
5. 2 지하수시설물유지 / 관리요령 5. 2. 1 관정보호시설및급수설비 1 ) 유지관리 ( 1 ) 기본사항 1 저수조를 장기간 사용하지 않을때는 반드시 저수조 안의 물을 모두 배제하 여 물이 썩지 않도록 한다. 2 대기중에 노출되어있는 FRP 저수조는 동절기에 동파될 우려가 있으므로 장기간 저수조를 사용하지 않을 때는 저수조 안의 물을 모두 배제한다. 3 시설원예, 생활용수 등 동절기에도 지속적으로 저수조의 물을 이용해야 할 때는 물이 24시간 이상 저수조에 정체되지 않도록 한다. 4 저수조에는 수중모터펌프로 물을 양수하여 저류시켜야 하므로 정전, 기타 사고에 항상 대비한다. 5 전극봉 수위계의 작동상태를 확인하고 3개월에 1번 정도씩 센서부를 청소한다. 6 저수조의 누수상태를 정기적으로 점검한다. 7 저수조 연결관의 방한시설을 점검한다. 8 저수조 연결관에 설치되어 있는 밸브류는 다음 밸브 점검요령에 의해 점검 한다. 9 콘크리트 또는 FRP 저수조는 고도의 내구성 도료를 사용하여 도장한다. 10 도장작업시는 도료에 의한 가스중독 등의 안전사고에 유의한다. ( 2 ) 응급조치 1 FRP 저수조나 부속 밸브류가 동파되었을 때는 즉시 수중모터펌프의 배전반 스위치를 내려 단전하고 수조안의 물을 배제하여 동파의 확대를 방지한다. 2 시설관리담당자는 행정기관의 관리담당자에게 통지하고 적절한 보수계획을 세워야 한다. 3 사고통지를 받은 행정기관 관리담당자는 즉시 사고상태를 확인하여 보수계획을 세워야 한다. - 74 -
2 ) 보수점검 ( 1 ) 철근콘크리트저수조 1 균열저수조에균열이생기면누수가발생되고내구성에영향을미치기때문에이에대처하도록한다. 본체주변의지반이과습상태또는균열시는본체의변형여부를조사해원인을규명하여보수한다. 2 강재부식균열로콘크리트내의강재가부식되면구조물의내구성을저하시키며, 균열개소의강재가부식되어녹이발생되면녹이콘크리트표면에유출하여착색된다. 이러한부식이진행되면철근을노출시켜부식정도를조사하여보수한다. ( 2 ) 강판 저수조 1 본체침하 정기점검이나 이상기상시는 탱크외측의 침하여부를 조사한다. 2 부 식 가측 판 부식상황을 점검하기 위한 판두께의 측정부위는 판두께의 90% 이하인 부식 개소를 중심으로 반경 300mm의 범위내에서 약 30mm의 간격으로 설정하여 측정결과 부식이 심한 곳은 해당부분을 보수한다. 나저 판 저판은 외관상 보이지 않기 때문에 직접 점검이 곤란한 부분이지만 부식의 진행이 가장 현저한 장소이기 때문에 정기적으로 점검한다. 저수조는 년 1회 정기적으로 물을 빼서 저판 표면의 균열유무 및 부식의 진행상황 ( 도장의 열 화 ) 및 기반접촉면의 누수상태를 점검한다. 측판과 저판과의 용접부 및 저판 이 국부적으로 침하된 부분을 조사한다. 3 도 장 정기적으로 도장보수를 하도록 한다. 내외면은 가능하면 년 1회 도장보수 한다. 4 기 초 저수조 부지내는 항상 저수조 및 그 부대시설이 안정상태에 있는지 알 수 있 도록 관리 하고 부지내의 지반침하 및 균열의 발생여부를 점검한다. 5 환기공환기공이폐쇄되면지붕측판의파괴및변형을초래하는경우가많으며농업용시설은새집이되기쉽고적설지대는눈에의하여폐쇄되는경우가많기때문에, 전자는방조망등을붙여청소를철저히하고후자는제설한다. - 75 -
( 3 ) F RP 저수조저수조가기울어지거나팽창된경우는내부의연결부를점검하고, 강재밭침대의수평상태를레벨등으로조사하여원인을규명한다. 저수조는충격에약하게때문에태풍후는순시를하여균열이발생된부분이없는가를점검한다. 4. 2 송 급수관로 1 ) 초기통수 ( 1 ) 준비사항 1 아래의기자재를준비. < 표 5-4 통수시험기자재 > 구분준비기자재 통신기구계측, 기록기조작기구 휴대폰카메라, 압력계, 회중전등 맨홀개폐기구, 밸브조작핸들 2 이상시를 대비하여 제수밸브, 급수밸브, 공기밸브의 위치가 표기된 배관도를 준비. 3 통수구간의 급수시설, 통기시설 등을 사전에 점검 정비한다. 4 관로를 점검하기 위한 순회반을 편성한다. 5 본부를 정해놓고 지시 총괄한다. 6 관로, 밸브 사고를 대비해 형식, 제조회사 등을 파악한다. 7 초기통수를 할 때는 관내 및 급수공, 저수조를 청소하고 배수공의 물이 깨끗해 질 때까지 방류한다. 8 제수밸브, 급수밸브의 개도와 유량의 관계를 파악한다. ( 2 ) 통수 1 자동제어반의 작동요령에 따라 스위치를 작동시킨다. 2 송수할 때는 최대유량의 1/5~1/10 로 충분한 시간을 가지고 송수하며 이때 잔류공기가 배기되는 것을 확인한다. 3 분수공에서 물이 분출되는 상황을 확인하면서 밸브를 조작한다. 4 송수상황은 본부, 분수공 관리자가 긴밀하게 연락하면서 전원이 파악할 수 있도록 한다. 5 관로에 이상이 발생하면 즉시 하류의 밸브를 개방하여 배수한다. - 76 -
( 3 ) 수격압 방지요령 수격압은 밸브조작 등에 의하여 유속을 급속히 변화시킬 경우에 발생한다. 즉 밸브의 개폐조작을 너무 빠르게 하면 관내의 유속변화에 의하여 수격압이 발생되어 관로사고를 일으킬 수 있으므로 밸브조작은 충분한 시간을 두고 작 동한다. ( 4) 누수조사 1 통수직후 잔류공기가 분출되면 압력저하 및 유량변동이 발생되기 때문에 안정될 때까지 관측한다. 2 공기밸브의 작동상태를 확인한다. 3 관로의 압력저하 및 저수조의 수위저하 상태를 확인한다. 4 제수밸브, 급수밸브의 작동여부를 확인한다. 2 ) 급수조작요령급수조작의목적은용수를분수공별로균등하게공급하기위함이며이때제수밸브및급수밸브를사용하여급수량및급수시간을조절한다. 관정의채수량이풍부하고분수공에서물이충분하게나올때는특별히급수조작을할필요가없다. 포장에서소정의압력을필요로하는스프링클러로관개하는경우에는가압펌프가필요하다. 가압방법은저수조하류즉관로상류부에펌프를설치하여급수관로전체를가압하는방법과분수공에수조를설치하여가압펌프를사용하는방법이있으므로적절히선택하여사용한다. ( 1 ) 물부족시의 급수조작 급수량의 균등한 배분은 말단 분수공의 압력과 밀접한 관계가 있으므로 물 부족시는 다음과 같이 조작관리한다. 1 급수구역을 수개로 분할하여 윤환관개를 한다. 2 급수구역별로 분수공의 급수상태를 파악한다. 3 제수밸브에 압력계가 설치된 경우는 압력계를 확인하면서 밸브를 조작한다. ( 2 ) 밸브 조작에의한 급수조절 1 사용량이 부족할 때는 제수밸브를 조작하여 급수구역을 분할하여, 구역별로 순번을 정해놓고 관개일수, 관개시간을 정하여 물을 균등하게 배분할 수 있도록 한다. 2 급수량은 제수밸브와 급수밸브 조작에 의하여 조절하므로 제수밸브의 개폐상 태를 기록하고 이때의 분수공의 출수상태를 기록분석하여 균등하게 관개할 수 있도록 한다. 3 급수량은 시기별로 사용량을 정하여 전체 사용량 범위내에서 사용하도록한다. - 77 -
( 3 ) 급수부족의원인과대책시설이완공된후장기간경과되면각종원인에의하여급수가원활치못하고용수부족을일으키는경우가많다. 이러한경우는그원인을조사하여적절한대책을취한다. 1 용수부족지하수가 부족할 때, 용수원 재개발, 유공관 폐쇄가 원인일 경우는 관정의 청소가 필요 2 급수량 부족 가관경부족당초보다 관개면적이 증가하면 급수관로의 관경이 부족하여 급수량이 부 족하게 된다. 이러한 경우는 급수관경을 큰 것으로 교체하는 등 급수를 원활히 할 수 있는 방안을 강구한다. 나누 수 관체 이음부에서 누수되면 관로의 수압이 저하하여 급수불량이 된다. 이러 한 경우는 누수가 발생하는 장소를 찾아서 신속히 보수한다. 다관체부식 관의 부식 등에 의하여 관로의 통수능력이 현저하게 감소될 경우는 관의 교체관 내면의 스켈링 제거등을 한다. 3 ) 유지관리 ( 1 ) 일반사항 1 동절기에장시간급수하지않을때는최하류의배수변을열어관로내의물을완전히배제한다. 2 동절기에도급수가필요할경우에는제수변보호통이나지상의노출부위가동파되지않도록왕겨, 헌옷등으로보호하고수시로점검한다. 3 파이프이음부등이동파되었을때는주관 ( 主管 ) 의급수밸브을잠구어계속누수되지않도록한다. 4 주관로가파손되어누수될때는즉시펌프작동을중지하고저수조의제수변을닫은후폐타이어튜브등으로응급조치하여사용하고파손상태에따라보수계획을세운다. 5 관부식에는자연부식, 전기부식등이있으므로부식에주의한다. - 78 -
( 2 ) 자료비치복잡한송 급수관로의효율적인유지관리를위해서관리대장에배관도등의도면을비치하여보수점검에사용한다. 1 배관도가배관도는설계시의용수계통도를참고로하여작성나관정별로 1장씩작성다송 급수관의관경, 관종및제반밸브위치기록라송 급수관의보수, 신설, 증설, 철거등의위치기록마관로부설년도기록바노선부근의지상구조물기록사노선부근의지하에매설된수도관등매설물기록아배관이복잡한개소는부분확대도면첨부자분기관, 분수공등의시설물상세도첨부 2 사용량기록급수관로에유량계가부착된경우는사용량을일정기간마다기록한다. 3 사진관로등시설을보수했을때는보수장면등의사진을찍어서관리대장에첨부, 보관한다. ( 3 ) 사고예방송 급수관에사고가발생되면농작물에급수가불가능하게된다. 사고원인은중차량통과, 타공사에의한손상, 관체부식, 이음불량, 동결등을들수있다. 1 관로순찰송 급수관로의사고예방과조기발견을위하여순찰시는지상누수, 관로함몰, 관로용지의불법점거, 각종밸브류등을점검하고만약이상이있으면즉시적절한조치를취한다. 순찰시에는공사복구상황등타공사가관로에주는영향을감시하여사고를사전에방지한다. 2 중차량통과송 급수관로가매설된지반위로중차량이통과하면관체에과대토압이작용하여관체, 이음부등을손상하여누수등사고를유발하므로중차량의통행을방지한다. 3 다른공사에의한사고송 급수관로가매설된장소에서다른공사를하게되면관체가노출되어사고를유발할수있으므로시공자와협의하여관체에안전하고적합한방법으로시공하도록한다. - 79 -
4 동 결 관체가 지반의 동결심도 상부에 매설되어 있는 경우, 지반이 동결에 의하여 관 체가 동결되면 동파될 우려가 있다. 그러므로, 겨울에는 관로의 동결방지를 위하여 관로 말단에 있는 배수밸브를 열어 관로내의 물을 미리 배수하도록 한다. 4) 송, 급수시설 점검 ( 1 ) 노선점검 송 급수관로는 노선이 길고 부대구조물도 다양하며 직접 눈으로 확인 할 수 없 는 부분이 많기 때문에 유지관리가 상당히 어렵다. 관로의 효율적 유지관리를 위해서는 도면, 서류, 기록 등의 관리대장을 가지고 관로노선의 부대시설의 위치, 구조를 점검하여 사고에 신속하게 대처할 수 있도록 한다. ( 2 ) 계기류점검송 급수관로의파열, 누수등이상이발생하면관로에부착된계기류가아래와같은이상상태를나타내기때문에쉽게발견할수있다. < 표 5-5 계기류의이상과조치 > 계기의종류수압계유량계수위계조치 이상상태수압저하유량증가수위저하 펌프정지, 제수밸브폐쇄 ( 3 ) 보수기자재 및 자료준비 사고의 조기복구를 위하여 보수재료 및 공구등을 준비하여 보관하고 비상 연락망을 만들어 사고에 신속히 대처할 수 있도록 한다. 사고 및 누수원인을 추정하기 위하여 다음과 같은 조치를 한다. 1 관로보수시는 관로전후로 약 50m 정도의 노선배치도를 만들어 사고위치를 표시한다. 2 사고 발생시의 토양상태, 관로상태를 조사하여 기록한다. 3 관경, 관종, 제작년도, 사용년도 등을 기록한다. 4 관로를 보수할 때는 보수하는 관의 전후로 관연결부의 이음간격을 측정기록한다. 5 누수부위 및 그 주변상황을 사진촬영하여 보관한다. 6 전문업체가 시공할 경우에는 업체명을 기록한다. - 80 -
5) 관종별보수방법 ( 1 ) 강관강관보수방법으로는강관이부식또는사고로파손되었을때의누수보수와강관내외면의도장열화, 손상에의한도장보수등을들수있다. 1 누수보수누수시는주변에미치는피해를최소한으로줄이기위하여우선, 송수를중지한다음누수위치를탐색하여보수한다. 이때누수원인을조사하여유사한피해가발생되지않도록대책을세운다. 가보수용재료 - 강관의직관 - 강재연결관 - 플랜지부의볼트, 너트및패킹 - 내외면의도장, 도복재나보수용기자재 - 기계토목관계 : 굴착, 되메움기계, 중기, 수중펌프배관, 접합 : 절단기, 발전기, 용접기 - 공구, 도구배관, 용접용공구, 보관설비, 조명기구, 기타 다보수방법 - 관이부식에의하여관통되어누수된경우는관통개소에강판을붙여용접보수하든지또는강관을연결하여보수한다. - 손상정도가클경우는관로의일부를절단, 제거하고동종의강관또는주철관과교체한다. 2 도장보수도장보수는주로노출배관의외면도장이손상된경우에하며, 이경우는도장상태를파악하여보수방법을결정한다. - 81 -
( 2 ) 폴리에칠렌관 1 보수용재료 폴리에칠렌관 (PE 관 ), 플랜지, 고무패킹, 접착제, 스패너, 렌치 2 보수방법 융착식과플랜지식연결법이많이사용되고있으나누수보수와같은소규모보수의경우에는특수한기자재가필요없는플랜지식및나사식연결법이편리하다. 나사식및플랜지식연결법으로유지보수가어려운경우에는전문업체에위탁하여융착식연결법을사용하여보수하는방법도있다. 그외에이음관에의한보수방법이있다. 가플랜지식 연결법 관의이음부의양단에플랜지를접합한후볼트와너트를조여서관을연 결하는방법이다. 플랜지형은수중이나악천후에도시공이용이하며사용하 는공구도종류가적어시공이용이하다. 작업요령은아래와같다. < 표 5-6 P E 관플랜지식연결방법 > 작업순서작업내용 1) 연결면의확인 2) 볼트너트맞추기 3) 볼트조임 플랜지및고무패킹연결면의상태를확인하여흙, 먼지등이붙어있을경우는깨끗이청소한다. 플랜지의구멍을맞추고고무패킹을삽입한후볼트를삽입해서가조립하여고무패킹을중앙에맞춘다. 스패너또는랜치등으로상하좌우의순서로대각선상으로볼트를조금씩수회로나누어균등한압력이걸리도록조일것 - 작업시주의사항 고무패킹은관중앙에고정시킬것 볼트는균일하게조일것 나융착식 연결법 융착식은관을연결할때접착제나이음관을사용하지않고관을전기열로 용융하여연결부위를직접융착시켜연결하는방법이며주로구경 30mm~ 200mm 정도에사용이가능하다. - 82 -
- 융착종류 바트융착 (Butt Fusion) : 관과관또는이음관을맞대어접합하는방법이며, 75mm 이상의관을연결할때사용한다. 소켓융착 (Socket Fusion) : 소켓식이음관을사용하여관을연결할때사용하는방법이며 75mm 이하의관연결시사용한다. 새들융착 (Saddle Fusion) : 주관에서지관을분기할때사용하는방법이며주관은 50mm~300mm이며지관은 20mm~75mm인것이기본이며관의외면과새들안장부분을용융시켜접합하는방법이다. - 일반사항 작업착수전에 융착방법, 융착순서, 융착기사용방법 등에 대하여 숙지하여야 한다. 융착작업중 누전에 의한 감전사고와 히터의 열화상에 주의 해야한다. 우천때는 작업을 피하고 상황에 따라 방호막을 설치하고 작업한다. 이음관 연결부의 말단이 손상되지 않도록 주의한다. - 작업순서 관을융착기에장착 : 융착시연결부위가흔들리지않도록장착한다. 융착부위청소 : 융착부위에이물질이들어가지않도록면이나가제천에알코올이나아세톤을묻혀융착부위를청결하게한다. 가압용융 : 관과관, 관과이음관사이에가열관을접촉시킨후압력을가하면서용융시킨다. 가열유지 : 융착면에가열판을밀착시킨상태에서단지압력만제거하고일정시간 (60~210초) 열을계속가한다. 히터제거 : 접합부위가융착에적합한상태로용융되면즉시가열판을제거한다. 압착 : 용융된연결부위를압을가하여붙인다.(60초동안 ) 냉각 : 압착작업이끝난후에도관을융착기에장착한상태로일정시간 (3~5분) 방치하여자연냉각시킨다. - 83 -
다나사식 연결법 이음관양단에 관로를 삽입시켜 조임고리로 캡과 바디를 조여서 연결하는 방법을 말한다. o나사조임식 시공법의 특징 - 관의 접합부는 구조상 보호켑이 있어서 접합부의 관의 변형 및 파열을 방지함으로서 누수우려가 없고 홀더 ( 스토퍼 ) 는 지반침하시 관접합부의 이탈을 방지한다. - 악천후에도 시공이 가능하다. - 쇠톱등으로 절단가능하며 중량이 가볍고 가공성이 좋아 보수가 신속 용이하다. - 누구나 손쉽게 시공할수 있어 시공속도가 빠르고 내수압강도가 충분하다. - 신축 및 휨에 대하여 안전하고 사고의 위험성이 적어 신축이음관을 따로 쓸 필요가 없다. o작업순서 및 유의점 - 비눗물이나 독성없는 기름을 사용하여 유니온 및 접합부를 칠한다. - 관로를 유니온 중앙부까지 밀어 놓는다. - 조임고리를 이용하여 유니온을 조인다. - 결합된 유니온을 분리시켜 관로의 접합부를 확인한후 미끄럼방지 홀더를 관로에 끼운다. - 조임고리를 이용하여 유니온을 결합시킨후 조인다. 라기타 연결방법 - 플랜지 이음관 시공요령 파손부위 확인 및 절단 절단부위 플랜지 (Flange) 연결 75Φ 이하 : 관 (Pipe) 의 유연성을 이용 바로 연결 100Φ이상 : 플랜지 (Flange) 단관 연결 주의사항 : 필요시 에어백 (Air Bag) 장착 - T/F(W) 이음관 시공요령 파손부위 확인 및 절단 주의사항 : 가스차단 또는 퍼지 (Purge) 작업후 절단 절단부위 T/F(W) 융착 강관 (Steel Pipe) 부위 용접 - 조임식 이음관 시공요령 파손부위 확인 및 절단 조임식 이음관 연결 - 84 -
( 3 ) 경질염화비닐관 1 보수용 재료 : 직관, 연결관, 이형관, 접착제 등을 이용한다. 2 보수용 기자재 : 배수펌프, 발전기, 와이어로프, 레버블록, 조명기구, 줄자등. 3 보수방법 : 관체가 파손될 경우의 보수방법은 아래와 같다. < 표 5-7 관체파손시의보수방법 > 보수종류접합보수법연결관에의한보수법 보수방법 지름 75 mm이하의관에적용하며, 기설관의보수시는밸브를닫아단수시킨후관의파손부를절단하여보수관의한쪽을접합하고반대쪽기설관보수관에접착제를도포하여관을일단들어올린후에내리면서삽입접합을한다. 기설관의경우는밸브를닫아단수시킨후관의파손부를절단하고약간짧은보수용관을넣은후기설관과조인트를이용하여접합한다. 또한, 한편에소케트를접합하고반대편에는조인트접합하는경우도있다. 4 접합부의 누수보수 접합작업의 불량에 의한 고무의 탈락 및 굴곡에 의한 누수는 접합부의 한쪽 또는 양쪽을 절단하고 고무, 또는 연결관을 교환하여 관의 보수방법에 따라서 보수한다. 5 보수시 유의사항 - 보수시는 차수 및 배수를 완전히 할 것. - 보수 부분을 되메움 할때는 관체주위에 공간이 생기지 않도록 양질의 토사 로 충분히 다짐을 하여 부등침하를 방지할 것. - 관을 절단할 때는 반드시 직각으로 절단하여 단면을 깨끗하게 처리할 것. - 누수장소에서 접합작업을 할 경우는 관 주위의 수분을 제거할 것. - 접착제는 필요 이상으로 많이 도포하지 않을 것. - 흘러나온 접착제는 제거할 것. - 배관 후 통풍하여 가스를 제거할 것. - 접착접합의 경우, 소구경 (150mm이하) 은 약 30초, 중대구경은 약 1분 이상 의 시간이 필요하다. - 접착제는 관 제조업자가 지정한 것을 사용할 것 - 85 -
( 4) 연질염화비닐관 1 보수용재료 : 직관, 연결관, 이형관 2 보수용기자재 : 배수펌프, 발전기, 컷터, 가열기구, 온도크레용, 조명기구, 줄자, 칼, 램프 3 보수방법가관체파손시관의파손부를절단하고약간짧은수리용의관을끼우고기설관과는소케트를 2개사용하여접합보수한다. 나접합부누수시접합작업불량에의한누수의경우는접합부의쌍방 ( 엘보, 소케트 ), 또는정티를절단하여제거하고관을교환하여관의수리방법에준하여접합한다. 4 보수시유의사항 - 보수시는차수, 배수를완전히할것. - 보수부분의되메움시는관체주위에공간이생기지않도록양질의토사를사용하여충분히다짐하여부등침하를방지할것. - 관을절단할때는반드시직각으로절단하여단면을깨끗이처리할것. - 절단부는관의표면에손상이있는곳을피하여절단할것. - 수중에서접합작업을할경우는토사유입에주의할것. - 86 -
5. 2. 2 전기시설 1 ) 전기안전관리 전기절연물은 주위의 조건 및 자연환경의 변화에 따라 점차 노화됨으로 항상 다음 사항에 유념하여 관리한다. (1) 나 ( 裸 ) 전선의 노출부분에 외부물체를 접촉 시키지 말 것. (2) 전동기에 지나치게 많은 부하를 걸지 말 것. (3) 휴즈가 없다해서 동선이나 철선으로 휴즈대신 사용하지 말 것. (4) 제어반의 접지선의 설치여부를 확인할 것. (5) 전기 설비 현장에는 꼭 필요한 자재만을 잘 정리정돈 할 것. (6) 고압선 부근에서는 철물의 운반이나 기타 위험한 작업을 하지 말 것. (7) 고압선 부근에서 부득이 작업할 경우 정전을 시키거나 고압선으로부터 1.2미터 이상 접근하지 말것. (8) 작업과 조작에 있어서는 미리 정해놓은 작업순서나 조작순서에 의해 진행할 것. (9) 전원스윗치를 끄고 작업할 경우에는 작업중 이란 표찰을 부착할 것. (10) 전원스윗치를 넣기전에 작업현장과 충분히 연락한 후 다시 안전을 확인 하고 스윗치를 넣을 것. (11) 작업이 완료되거나 정전 되었을때는 항상 전원 스윗치를 끌것. (12) 물에 젖은 손이나 발로 전기기기나 전선에 닿지 않도록 할것. (13) 전원이 끊어져 있다든지 전동기에서 평소 상태와 다른소리가 난다든지 이상이 있을떄는 즉시 책임자에게 연락할것. (14) 화재, 감전 또는 추락 등 안전사고가 발생하였을 경우 신속히 긴급조치 할 것. 2 ) 자동제어함구조해설 (1) 전압계 (Volt Meter) 한전에서공급되는전압을점검하기위하여설치하는계기 (2) 전류계 (Ampere Meter) 전동기운전중에전류를점검하기위하여설치하는계기 (3) 자동차단기 (NoFuse Breaker) 전동기의이상으로부하가많이걸렸을때나, 배선과배선간의접촉사고가발생하였을때전원을차단하여부하측을보호하기위하여설치하는것으로별도의휴즈를갈아넣을필요가없음. - 87 -
(4) 전자개폐기 ( 전자접촉기 + 열동과전류계전기 ) 내부에전자코일이있어평시에는접점이떨어져있다가압지 ( 押止 ) 스윗치 (PB-on) 를누르면전자코일이여자 ( 勵磁 ) 되어접점이붙게되어전동기를가동할수있게하는것으로자동운전및원격제어에필요함. (5) 계기용변류기고전류를저전류로변환하여전류계에공급하기위해사용하는것. < 그림 5-2 배전반설치도 > 번호 명 칭 규 격 비 고 1 전 압 계 광각형 600V 2 전 류 계 광각형 A 3 전압전류절체기 3Φ 4 표시램프 Φ 25 전원 및 만수, 갈수 5 압지스윗치 조광형 Φ 25 수중펌프 수동 조작용 6 절환스윗치 자동, 수동 3단 수중펌프 자동 조작용 7 절환스윗치 자동, 수동 3단 백열등 조작용 - 88 -
(6) 전동기전동기에는저압및고압용이있으나우물용양수기에는저압전동기가사용되며사용할때에는항상전동기에붙어있는명판에씌여있는출력및전압을확인하여여기에맞는배선용자동차단기, 전자개폐기등의용량이부족한것을사용하여서는안된다. (7) 3E 릴레이 3 상전동기가과부하, 역상 ( 회전방향반대 ), 결상 ( 단상운전 ) 되는것을검출하 여전동기소손을방지하기위해사용하는전동기보호용계전기이다. 3 ) 자동제어함조작방법 (1) 전원스윗치 ( 자동차단기 ) 손잡이를 ON" 위치까지올린다. 이때전원표시등에 불이켜진다. (2) 전압계를보고수전전압 (220V 또는 380V) 인가를확인한다. (3) 압지스윗치 PB-ON 을누루면전지접촉기가투입되며전동기가회전한다. 이때표시등에불이켜진다. (4) 전류계의눈금을확인하여정격전류치이하인가를확인한다. - 89 -
< 표 5-8 정격부하전류치 ( 한국공업규격 ) > 정격출력 k w 0.75 1.1 극수 동기회전수 rp m 6 0 H z 전부하특성시동전류 A ( 각상의전류 A 술립 ( % ) ( 각상의평균치 ) 평균치 ) 5.5이하 (5.7이하) 7.6이하 (7.7이하) 9.9이하 (9.9이하) 14이하 (14이하) 22이하 (22이하) 31이하 (32이하) 41이하 (41이하) 58이하 (58이하) 77이하 (77이하) 94이하 (94이하) 9.0이하 (9.0이하) 47이하 9.0이하 (9.0이하) 65이하 9.0 이하 1.5 (9.0이하) 84이하 8.0이하 2.2 (9.0이하) 120이하 8.0이하 3.7 (9.0이하) 190이하 8.0이하 5. 5 (8.0이하) 265이하 8.0이하 7.5 (8.0이하) 350이하 7.0이하 11 2 3,600 (8.0이하) 495이하 7.0이하 15 (8.0이하) 655이하 7.0이하 18.5 (7.0이하) 800이하 22 109이하 7.0이하 980이하 30 145이하 7.0이하 1,250이하 37 176이하 6.0이하 1,500이하 45 211이하 6.0이하 1,800이하 55 252이하 6.0이하 2,150이하 75 337이하 5.0이하 2,900이하 시동토오크 % 100 이상 (5) 전동기를정지시킬때에는압지스윗치 PB-OFF 를누른다. 이때불이켜져있던표시등이꺼지며전자접촉기도원상복귀된다. (6) 작업이완료되어철수할때는전원스윗치 ( 자동차단기 ) 손잡이를 OFF" 위치까지내린다. 4) 자동제어함고장처리 (1) 전동기운전중에배선과배선간에접촉사고가발생하였을때배전용차단기 (N.F.B) 가자동으로차단된다. 다시전동기를운전하고자할경우에는고장원인을조치한후자동차단기 (N.F.B) 손잡이를 OFF" 위치까지완전히내린다음다시 ON 위치까지올린후앞에설명한조작방법에의해조작한다. (2) 전동기운전중전동기에많은부하가걸렸을때열동과전류계전기 (TH) 가작동하여전동기가정지된다. 이떄열동과전류계전기에부착된수동복귀단추가튀어나온다. 다시전동기를운전하고자할경우에는고장원인을조치한후자동차단기손잡이위치를 OFF 에위치시킨후열동과전류계전기의수동복귀단추를손으로누른후, 앞에설명한조작방법에의해조작한다. - 90 -
(3) 압지스위치 (PB-ON) 을눌러도전동기가회전하지않았을때나운전중인전동기가갑자기정지되었을떄는앞에설명한고장이아닐경우우물수위가저하 (E2 이하 ) 되었기떄문이다. 수위가 E1 위치에서 E2 위치에있을때는플로우트레스에부착된표시등에불이켜져도수위가 E2" 이하의위치에있을경우에는플로우트레스에부착된표시등이꺼진다. < 그림 5-3 수중모타펌프수위자동조절센서배치도 > (4) 전압계가동작하지않을때에는먼저휴즈의이상유무를확인하고이상이없 을때는정전유무를확인한다. (5) 전류계의지시치가전동기를운전한후 10초가지난후에도전동기의정격전류치보다많을경우에는전동기에부하가많이걸려있기때문이며, 즉시압지스윗치 (PB-OFF) 를눌러전동기를정지시킨다. 전동기의정격부하전류치는다음표의기준에준한다. - 91 -
5) 전기시설점검계획 ( 1 ) 점검주기점검의주기는보수의종류, 조건을고려하여결정해야한다. 1 설비의비교일반적으로오래된설비는고장발생율이높으므로점검주기를단축한다. 2 설비의중요도부하의중요도에따라중요설비는점검주기를단축한다. 3 환경조건 설비의위치와환경이나쁘면보수시에문제가발생하는경우가많다. 옥내, 옥외, 분진, 환기, 습기, 가스, 진동유무, 절연물의열화, 금속의부식, 발열, 단 락등사고가능성이많은환경일경우점검주기를단축한다. 4 사고이력 환경조건의불량등으로자주고장을일으키는설비는사고재발에주의한다. 5 부하상태 사용빈도가많은설비부터의증가, 환경조건의약화등으로과부하상태가 예상되는설비는점검주기를단축한다. 점검종류에따른주기는아래와같 다. < 표 5-9 점검의분류 > 점 검 종 류 설비의 상태 주 기 운전점검 운전중 1회 / 3시간 일상점검 운전중 1회 / 1월 - 1회 / 3월 정기점검 ( 보통 ) 정지 ( 단시간 ) 1회 / 6월 - 1회 / 2년 정기점검 ( 세밀 ) 정지 ( 단시간 ) 1회 / 1년 - 1회 / 5년 일시점검 정지 - 92 -
( 2 ) 전기시설 점검내용 1 운전점검 계기류의 동작은 원활한가, 이상음, 이상한 냄새 등 주로 육감으로 외관을 점검하고 필요할 경우 각부의 청소를 한다. 2 일상점검 계기의 지침과 동작이 원활한가, 이상음, 이상한 냄새는 없는가. 누유는 없는가 등 육감으로 외관을 점검하고 이상이 있을 때는 조속히 조치한다. 3 정기점검 ( 보통 ) 정지상태에서 주로 외부에서 점검하고, 제어, 운전장치의 기능점검, 절연저항을 점검하고 케이블의 발열, BUS의 발열, 접속부분의 볼트, 너트의 조임상태 ( 케 이블 및 BUS) 등을 점검조치 한다. 4 정기점검 ( 정밀 ) 비교적 장시간 정전시키고 위 보통 점검사항을 점검확인하여 불량품을 교체 하고 차단기의 내부점검 등 전체적 분해로 각부의 세밀한 점검보수를 하며, 시험 기로 계전기 시험을 한다. 5 일시점검 일시점검 등으로 이상을 발견했을 경우는 그 원인을 분석하여 큰 사고가 발생 치 않도록 조치를 하며, 큰 사고가 발생한 경우는 각부가 사고의 영향을 받지 않았는지 특히 차단기가 동작한 경우에는 차단기 내부를 점검한다. 6 ) 점검작업 작업자는 안전을 위하여 각종 기기의 구조 및 운전에 관한 내용을 숙지하고 안전에 각별히 주의를 하여야 하며, 안전작업에 대한 대표적인 사항은 아래와 같다. ( 1 ) 점검전 유의사항 1 준비철처 응급처치 방법 및 작업주위의 정리, 설비 및 기계의 안전을 확인 2 회로도에 의한 검토 전원계통이 돌아서 살아오는 경우 반내 각종 전원확인, 차단기 1차측이 살아 있는가의 유무, 접지선의 확인 3 연락 관련 부서와의 긴밀하고 확실하게 연락할 수 있는가 4 무전압 상태확인 및 안전조치 주회로를 점검할때는 안전을 위하여 다음사항을 점검한다. 가관련된 차단기를 열어 주회로가 무전압이 되게 한다. 나검전기로 무전압 상태를 확인하고 필요 개소에 접지한다. 다차단기는 단로상태가 되도록 인출하고 ꡒ점검중ꡓ이라는 표시판을 부착한다. - 93 -
라특히 수전반 또는 모선연락반 등과 같이 전원이 돌아서 살아오는 경우에는 상대단의 개폐기도 위항의 조치를 취하여야 한다. 5 잔류전압에 대한 주의 콘덴사 및 케이블의 접속부를 점검할 경우에 잔류전압을 방전시키고 접지를 시킨다. 6 오조작 방지 전원의 쇄정 및 주의표시 부착 7 절연용 보호기구 준비 8 쥐, 곤충 등의 침입방지 쥐, 곤충, 뱀 등의 침입방지 대책을 세운다. < 그림 5-4 배전반전기회로도 > - 94 -
( 2 ) 점검후유의사항 1 접지선의제거점검시안전을위하여접지한것은점검후에반드시제거해야한다. 2 최종확인최종작업시에는아래사항을확인하야야한다. 가작업자가반내에들어가있는가? 나점검을위해임시로설치한가설물등이완전히제거되었는가? 다볼트조임작업을잊어버리지않았는가? ( 볼트점검표를활용 ) 라공구등이버려져있지않은가? 마쥐, 곤충등이침입되어있지않은가? 3 점검의기록일상순시점검, 정기점검또는임시점검을할때는반드시점검및수리한요점및고장의상황, 일자등을기록하여차기점검시참고자료로활용여하야한다. 7 ) 기타점검, 보수를요하는사항 ( 1 ) 녹이쓸거나도장이벗겨진부분등의보수점검설치장소의환경및사용상태나설치후의경과년수에따라서그정도가다르기때문에점검내용은특별히기재할수없지만정기점검시아래사항에유의하여점검을하여야한다. 1 금속부분에녹이스는경우가기구부등에녹이슬어회전이원활하게되지않는다고생각되는개소나녹이슬어접촉저항이변화하여통전에지장이생기는부위다스프링에녹이쓴다던가접합용접부의침식등으로기계적강도가떨어질염려가있는부위라녹이섬으로써미관을해치는부위 2 도장이볏겨진경우옥외등과같이주위의환경조건이나쁜경우에도장이벗겨진다던가손상이일어난부분은조기에보수를하고페인트를칠하여야한다. ( 2 ) 기타 1 비상정지회로는정기점검시동작확인을반드시하여야한다. 2 비나바람이강한날은평상시에일어나지않는현상이일어날지도모르므로특히이점을유념하여순시를하여야한다. 3 배전반부근에서작업을할경우는먼지가들어간다던가진동에의한기기손상이일어나지않도록주의하여야한다. - 95 -
8 ) 전기 일반상식 및 공급규정 ( 1 ) 전압의 종별 ( 전기설비 기술기준 제3 조 ) 1 저압 : 직류에서는 750 볼트 이하 교류에서는 600볼트 이하의 전압. 2 고압 : 직류에서는 750 볼트, 교류에서는 600볼트를 넘고 7,000볼트 이하인 전압. 3 특고압 : 7,000볼트를 넘는 전압. ( 2 ) 한전 전기공급약관 ( 발췌 ) 제10조 전기사용계약의 성립 및 전기사용계약기간 1 고객과 한전간의 전기사용계약 및 변경계약은 다음에서 정한 날에 성립합니다. 1. 전기사용계약서를 작성하는 고객은 전기사용계약 체결일 2. 전기공급예정서를 작성하는 고객은 전기공급예정서 발송일 3. 제1호 및 제2호 이외의 고객은 고객부담공사비 청구서 발송일 다만, 고객부담공사비가 없는 고객은 전기사용신청 접수일로 합니다. 3 전기사용계약기간은 전기사용계약이 성립하거나 변경된 날로부터 요금적용 개시일 이후의 1년이 되는 날까지로 합니다. 다만, 임시전력은 전기사용계약시 정한 기간으로 합니다. 4 전기사용계약기간 만료 이전에 전기사용계약의 해지나 변경이 없을 경우 전기사용 계약은 계약기간 만료후에도 1년마다 동일한 조건으로 계속되는 것으로 합니다. 제11조 전기사용계약의 변경 전기사용계약기간중에 전기사용계약의 변경이 필요할 경우에는 고객과 한전이 협의하여 변경할 수 있습니다. 제12조 명의변경에 따른 요금청구 1 상속 등으로 고객의 명의에 변경이 있을 경우 신고객은 명의를 변경하여 전기를 계속 사용할 수 있습니다. 이 때 신고객은 한전에 대한 전기사용과 관련된 구고객의 모든 권리의무를 승 계합니다. 2 매매 등으로 고객이 변동되고 신고객이 명의변경에 따른 사용자별 요금 구 분청구를 신청할 경우에는 변동일을 기준으로 신 구고객별로 각각 계산하여 청구할 수 있습니다. 이 경우 변동일 이후에 사용자별 요금 구분청구를 신청할 경우에는 미납요금 에 한하여 신 구고객별로 각각 계산하여 청구하며, 변동일이 속한 당월의 신 구고객별 사용전력 량은 고객과 한전이 협의 결정합니다. - 96 -
제13조 고객의 요청에 따른 전기사용계약의 해지 고객이 전기사용계약을 해지하고자 할 때는 해지희망일을 정해 그 전일까지 한전에 통지해야 하며, 한전은 원칙적으로 해지희망일에 공급을 끝내기 위한 조치를 합니다. 다만, 한전의 책임이 아닌 사유로 해지희망일에 공급을 끝내기 위한 조치를 하지 못할 경우에는 그 조치를 완료한 날에 전기사용계약이 해지됩니다. 제44조 위약금 1 고객이 이 약관을 위배하여 요금의 일부나 전부가 정당하게 계산되지 않았 을 경우 한전은 정당하게 계산되지 않은 금액의 3배를 한도로 위약금을 받습 니다. 이 때 요금이 정당하게 계산되지 않은 기간을 확인할 수 없을 경우에는 6개월 이내에서 고객과 한전이 협의하여 결정할 수 있습니다. 2 저압으로 전기를 공급받는 일반용전력, 교육용전력, 산업용전력, 농사용전력 ( 병 ) 및 임시전력 ( 을 ) 고객이 계약전력에 대하여 월간 450 시간을 초과하여 사 용한 경우 한전은 초과 사용전력량에 대하여 해당 계약종별 전력량요금 단가 의 100% 를 추가하여 요금을 받습니다. 다만, 고객의 전기설비 사용 특성상 450 시간 초과가 불가피하다고 인정될 경우는 그러하지 않습니다. 이 경우 한전이 필요하다고 인정하는 고객에 대하여는 적정 계약전력 산출을 위한 기계장치를 한전 부담으로 부설할 수 있습니다. 3 저압으로 전기를 공급받는 고객이 계약전력에 대하여 월간 450 시간 이하로 사용하더라도 사용설비 용량의 합계가 계약전력을 초과할 것으로 예상되는 경우에는 적정계약 전력을 다시 산정할 수 있습니다. 4 최대수요전력계를 설치한 고객의 최대수요전력이 계약전력을 초과한 경우, 그초과하는 부분에 대하여 해당 계약종별 기본요금 단가의 50% 를 추가하여 요금을 받습 니다. 이 경우 추가요금은 최대수요전력이 계약전력을 초과한 두번째 달부터 적용 하며, 계약전력을 변경한 당월에는 추가요금을 적용하지 않습니다. 제45 조 고객의책임으로인한공급의정지 1 고객이다음중의하나에해당할경우에는그고객에대한전기공급을즉시정지할수있습니다. 다만, 제5 호의경우에는공급정지 7일전까지미리알려드립니다. 1. 고객의책임으로전기안전에긴박한위험이발생한경우 2. 고객이전기사용장소내에있는한전의전기설비를고의로손상하거나망실하여한전에중대한손해를끼친경우 - 97 -
3. 제34 조 [ 인입선의 연결 ] 을 위배한 경우 4. 전기설비를 개조, 변조, 훼손 및 조작 ( 造作 ) 하여 부정하게 전기를 사용한 경우 5. 요금 이외의 한전에 납부해야 할 금액 ( 제79조 [ 보증금 ] 을 포함합니다 ) 을 지정한 날까지 납부하지 않은 경우 2 고객이다음중의하나에해당하고한전에서그사유의해소를요청해도시정하지않을경우에는그고객에대한전기공급을정지할수있습니다. 1. 고객의 책임으로 전기안전에 위험이 있는 경우 2. 고의나 중대한 과실로 한전의 전기공급을 저해하거나 저해할 우려가 있는 경우 3. 한전과 계약한 사용설비 및 변압기설비 이외의 설비로 전기를 사용한 경우 4. 계약종별을 위배하여 전기를 사용한 경우 5. 제81조 [ 전력사용의 휴지 등 ] 에 따른 고객이 휴지기간에 전기를 사용한 경우 6. 제39조 [ 전기사용에 따른 보호장치 등의 시설 ] 제1 항에 따른 조정장치나 보호장치를 시설하지 않은 경우 7. 제40 조 [ 전기사용장소의 출입 ] 에 따른 한전 직원의 출입을 정당한 이유없 이 거절한 경우 8. 제41 조 [ 역률의 유지 ] 에 따른 적정용량을 초과하는 콘덴서를 부설하여 진상역률이 되는 경우 9. 전기공급이 법령의 규정에 위배되는 경우 10. 산업자원부장관의 전기사용의 중지 또는 제한 사항을 이행하지 않는 경우 3 제1 항이나 제2 항에 따라 전기공급을 정지한 경우에는 요금을 감액하지 않습니다. 4 동일한고객이 1전기사용장소에 2이상의전기사용계약을체결한경우로서그중하나가제15 조 [ 고객의책임으로인한전기사용계약의해지 ] 제1 항에따라해지될경우에는그전기사용장소내의주거용전기사용계약을제외한다른전기사용계약체결분도전기공급을정지할수있습니다. - 98 -
제52 조 전기안전의 책임한계 고객과 한전간의 전기설비에 대한 안전 및 유지보수의 책임한계는 수급지점 으로 하며 전원측은 한전이, 고객측은 고객이 각각 책임을 집니다. 다만, 현장설비의 상태나 기술적 요인으로 부득이한 경우에는 고객과 한전이 협의 하여 수급지점 이외 지점을 전기안전의 책임한계점으로 할 수 있습니다. 제53 조 전기안전을 위한 고객의 협력 1 다음 중의 하나에 해당할 경우 고객은 그 내용을 지체없이 한전에 통지해야 합니다. 1. 인입선, 전기계기 등 전기사용장소 안에 시설한 한전의 전기설비에 이상 또는 고장이 발생하였거나 발생할 우려가 있을 경우 2. 고객의 전기설비에 이상 또는 고장이 발생하였거나 발생할 우려가 있고 그것이 한전의 공급설비에 영향을 미칠 우려가 있을 경우 2 고객이 한전의 공급설비에 직접 영향을 미칠 물건의 설치, 변경 또는 수리공사 를 하고자 할 경우 ( 기술기준에서 정한 전기안전거리가 부족하게 되는 경우를 포함합니다 ) 에는 그 내용을 미리 한전에 통지해야 하며, 한전은 전기안전을 위하여 특히 필요할 경우 고객에게 공사내용의 변경을 요구할 수 있습니다. 3 변압기설비를 설치하는 고객은 대한전기협회가 제정한 내선규정의 " 수전설 비 표준 결선도 " 및 " 옥내의 사용전압과 회로구성 " 에 적합하도록, 미리 한전 과 협의한 후 시설 해야 합니다. 이 때 수전용 변압기, 수전용 차단기, 수 전용 보호계전기, 수전용 차단기의 전원측기기 등은 정부 공인기관의 합격품 을 사용해야 합니다. 4 고압 이상의 전압으로 전기를 공급받는 고객으로서 한전이 필요하다고 인정할 경우에 는 수급개시전에 수전전력의 차단방법 ( 보호계전방식 및 보호협조 포 함 ) 등을 한전과 협의해야 합니다. 5 고객이 기술기준에 따라 고객과 한전간에 전력보안통신용 전화설비를 시설할 경우에 는 한전과 협의후 고객부담으로 시설 소유해야 합니다. 제60조 농사용전력 농사용전력은 전기의 사용 용도에 따라 다음과 같이 구분하여 적용합니다. 1. 농사용전력 ( 갑 ) 양곡생산을 위한 양수, 배수 ( 排水 ) 펌프 및 수문조작에 사용하는 전력 ( 관개시설운영에 필요한 전력포함. 양곡이라 함은 사람이 양식으로 사용하는 곡식류의 총칭으로 쌀, 보리, 밀, 콩, 조, 옥수수, 메밀등을 말함.) 2. 농사용전력 ( 을 ) 농사용 육묘 ( 育苗 ) 또는 전조 ( 電照 ) 재배에 사용하는 전력 ( 육묘 ( 育苗 ) 라 함은 모종판에 식물의 싹에 심어 다른장소로 이사하기 이 전까지의 재배 즉 씨를 심어 이를 발아시켜 모종을 만들어 내는 것을 말 하며, - 99 -
전조재배 ( 電照栽培 ) 는전기의빛을이용하여인공적으로농작물을재배하는것을말함.) 3. 농사용전력 ( 병 ) 다음중의하나에전력을사용하는계약전력 500kW 미만고객으로서농사용전력 ( 갑 ) 및농사용전력 ( 을 ) 이외의고객가. 농작물재배나. 축산, 양잠, 수산물양식업 제65 조 2 이상의계약종별이있을경우의계약종별적용 1전기사용장소에 2이상의계약종별을적용할수있을경우에는 2이상의전기사용계약을체결한경우를제외하고는다음표에서정한 " 다 " 란의 1계약종별을적용합니다. ( 가 ) ( 나 ) ( 다 ) 주택용전력 기타 계약종별 주택용전력 일반용전력 주택용전력 이외의 계약종별 일반용전력 교육용전력 주택용전력 및 일반용전력이외의 기타계약종별 교육용전력 산업용전력 농사용전력 산업용전력 농사용전력 ( 을 ) 농사용전력 ( 갑 ) 농사용전력 ( 을 ) 농사용전력 ( 병 ) 농사용전력 ( 갑 ) 산업용전력 ( 병 ) 농사용전력 ( 병 ) 농사용전력 ( 을 ) 농사용전력 ( 병 ) 다만, 다음의경우는각호에서정한바에의합니다. 1. 주택용전력을 제외한 2이상의 계약종별을 적용할 수 있는 경우 그 중 위의 표 " 가 " 란의 계약종별에 해당하는 계약전력이 10kW 미만이고 전체 계약전력 의 10% 이하일 때는 그 전부를 " 나 " 란의 1계약종별로 적용할 수 있습니 다. 2. 과수원 등 농사에 전기를 주로 사용하는 장소에 계약전력 3kW 이하의 주 거용 관리사가 있을 경우에는 그 전부를 농사용전력으로 적용할 수 있습 니다. 다만, 주택부분의 면적, 구조, 위치 등을 고려하여 한전이 타당하지 않다 고 인정할 경우에는 농사용전력을 적용하지 않습니다. 3. 상점부 단독주택의 경우에는 주택부분에 해당하는 계약전력과 상점부분에 해당하는 계약전력 중 큰 것을 따르되, 사용설비의 조사가 곤란한 경우에는 용도별 건물면적이 큰 것으로 할 수 있습니다 - 100 -
제67조 요금의계산 1 요금은 1전기사용계약에대하여 1개월마다별표 1 [ 월간전기요금표 ] 의해당계약종별요율에따라계산합니다. 가. 농사용전력 ( 갑 ) (1) 기본요금 : 요금적용전력에대하여 kw당 340원 (2) 전력량요금 : 모든사용전력량에대하여 : kwh당 20.40 원나. 농사용전력 ( 을 ) (1) 기본요금 : 요금적용전력에대하여 kw당 920원 (2) 전력량요금 : 모든사용전력량에대하여 : kwh당 26.10원다. 농사용전력 ( 병 ) (1) 기본요금 : 요금적용전력에대하여 kw당 1,060원 (2) 전력량요금 : 모든사용전력량에대하여 : kwh당 36.10원요금의적용 : 2002년 6월 1일부터이요금을적용합니다 제81조 전력사용의 휴지 등 1 다음 중의 하나에 해당할 경우에는 고객의 신청에 따라 전기사용계약기간 휴지 ( 休止 ) 할 수 있으며, 휴지기간 중에는 요금을 받지 않습니다. 1. 농사용전력 또는 농사용전등 2. 별표 2[ 산업용전력 적용대상 기준표 ] 의 기타사업 중 농사용전력요금을 적용하지 않는 " 농업, 임업 및 어업 " 3. 농 축 수산물의 " 건조, 냉동 및 저온보관 고객 " 4. 유수지 배수펌프장 5. 융설용 ( 融雪用 ) 전기설비 6. 산업자원부장관이 전기사용을 중지 또는 제한하는 전기기계기구 2 고객이 수급개시 또는 재공급후 1개월 이내에 휴지하는 경우에는 제1 항에도 불구하고 기본요금은 수급개시일 또는 재공급일부터 1개월분을 받습니다. 다만, 제1 항 제5 호에 해당하는 고객은 수급개시 또는 재공급후 3개월 이내에 휴지할 수 없으며, 일정 계약전력 이하의 농사용전력 고객은 휴지 또는 재공 급을 생략하고 한전에서 별도로 정하는 바에 따라 사용전력량이 있는 달에만 요금을 받습니다. 3 고객의 휴지기간이 계속적으로 3년을 초과하거나 계약전력 3kW 이하의 농 사용전력 고객으로서 3년간 전기를 사용하지 않는 경우 한전은 전기사용계약 을 해지할수 있습니다. - 101 -
5. 2. 3 기계설비 2. 수중모터펌프 1 ) 일반사항수중모타펌프는수중전기모타와다단원심펌프가수직으로연결된것이다. 펌프는모터및양수파이프와직결되므로펌프를설치하기위해서는다음과같은사항을충분히검토조사하고준비해야한다. (1) 우물내경이펌프를삽입할만큼충분히넓은가를확인해야하며우물내경이최소한펌프의공칭규격보다커야한다. (2) 관정의하부에는모래가침전한다. 수중모타펌프를오래동안사용하여도침전된모래에파묻히는일이없도록우물바닥으로부터높은위치에설치해야한다. 만약모래속에파묻히면물순환이안되어수중모타가타버린다. (3) 우물수위를고려하여펌프의설치심도를결정해야한다. (4) 펌프의양수량이우물의집수량을초과하는경우에는우물안의물이없어져펌프의기능을마비시킬염려가있으므로수위강하에대한자동차단및재가동장치를설치해야한다. (5) 펌프의흡입구가우물내의물이나오는곳에설치하면모래가펌프속으로흡입되어기계를마모시키게되므로펌프는물이나오는곳을피하여적당한위치에설치해야한다. (6) 펌프에연결된수중배선의전길이는설치가끝난후에도설치깊이를조절할수있도록삽입깊이보다더길어야한다. (7) 펌프를지탱할기초는펌프본체의무게와양수관및양수관내의물의무게는물론수중모타와부속품을지탱할수있도록크고견고해야하고가동중발생하는모든충격과진동을견딜수있어야한다. (8) 우물덮개판과우물케이싱의마찰로케이블이손상될염려가있으므로덮개판이나케이싱에안전한케이블인입구를설치해야한다. (9) 양수파이프와우물덮개판은펌프와그속의물의무게및가해지는압력등에충분히지탱할수있어야한다. (10) 우물직경이작고펌프의설치깊이가 50m 이내인경우에양수파이프의연결은나사방법으로할수있으나가능한강철파이프에용접된후렌지를사용하여안전하게연결해야한다. (11) 펌프설치깊이가특별히깊거나펌프용량이매우클때는우물덮개위에지탱크람프를놓고완전히볼트를조여펌프를안전 ( 인양 ) 케이블로매달아야한다. - 102 -
2 ) 설치및조립 ( 1 ) 준비사항 1 모터에물이채워져있나확인한다. 수중모타는윤활유베아링이있는데만일물없이계속해서가동하면베아링이가열하여마모된다. 그러므로우물내에삽입하기전에펌프를똑바로세우고모터와펌프사이에붙어있는스트레나를분리한다. 그리고물넣는곳과배기공을통해모타에물이채워져있나확인해야한다. 물은흙과모래가없고산성이아닌신선한물을채워야한다. 2 연결작업이잘되었나를다시검사한다. 그리고스트레나를바른자리에다시조립하고나서펌프의부품을맞추기시작한다. 3 거부장치로는펌프와수중모타, 양수파이프, 케이블및부대품의총중량을들수있는크레인이나체인블럭을단삼각대를사용한다. 수중역지변이있는펌프를인양할때는양수파이프내의물중량을고려해야한다. 양수파이프단위길이당물중량은다음과같다. < 표 5-1 0 양수파이프단위길이당물중량 > 양수파이프 m m 2 5 50 6 5 8 0 1 0 0 1 2 5 1 50 2 0 0 구 경 인치 1 2 2.5 3 4 5 6 8 물 중 량 kg /m 0.5 2 3.5 5 8 2 18 32 ( 2 ) 조 립 1 지탱 크램프를 사용하여 펌프의 토출구와 양수파이프를 연결하고 점차적으 로 펌프를 우물속에 집어 넣는다. 삽입전에 로프가 정확하게 펌프 주위에 감겨 졌는지 또는 나사못 전부가 튼튼히 채워졌나를 확인한다. 만약 로프 나 크램프가 미끄러지거나 늦추어지면 간단한 실수로 펌프가 우물 밑바닥 에 떨어진다. 2 후렌지에 의한 연결일 경우는 후렌지에 있는 홈이 서로 일치되도록 맞추고 후렌지를 볼트로 단단히 조인다. 3 수중케이블은 후렌지의 홈에 끼우고 매 3m마다 케이블 크램프 또는 케이블밴 드로 파이프에 묶어 고정시킨다. 수중모타 삽입시 케이블을 과도히 잡아당기 거나 상처를 내지 않도록 주의해야하며 작업자는 안전을 위하여 케이블이 붙 지 않는쪽에 서서 작업을 진행한다. 4 펌프가 설치계획심도에 도달하면 기초 콘크리트위에 우물 덮개판을 얹고 거기 에 펌프를 매달으며 만약 펌프가 상당히 무거우면 양수파이프에 크램프를 채 워서 우물 덮개에 있는 2개의 구멍으로 빼내어 지상 전원과 연결한다. - 103 -
( 3 ) 지상파이프 조립 1 지상에서 파이프 연결과 기타 부분품의 조립은 보통 펌프의 경우와 유사하게 설치한다. 2 지하펌프에는 한 개의 체크밸브 ( 역지변 ) 가 설치되어 있어 물의 역류를 막고 펌 프 정지시 물이 서서히 빠지도록 되어있으나 지상파이프에도 또하나의 체크밸 브를 설치해야 한다. 이는 물을 배출하고 압력탱크에 보내기 위해서 필요하 다. 3 압력게이지는 토출관의 후렌지 구멍에 설치한다. 공기변은 토출곡관의 위부 분에 연결한다. 공기변은 정지시에 외부의 공기를 흡입하여 관내부의 진공상 태를 방지하며 시동시에는 관내의 공기를 배기하는 역할을 한다. ( 4) 전선의 배치와 펌프의 회전 1 원칙적으로 7.5kw(10HP) 이하의 수중모타펌프는 직입기동 ( 直入起動 ) 으로 케 이블선은 3심1본으로 되어 있다. 11kw(15HP) 이상은 스타델타 기동 (Star Delta Starting) 으로 케이블은 3심2본이다. 케이블 선심단자의색과기호 U V W X Y Z 1본의 경우 적 백 흑 - - - 2본의 경우 적 백 흑 적 백 흑 비 고 2 전선의배치는 3선배선도및조작회로도를참고하고배선의크기는케이블선과동등한것을사용하야야한다. 3 전선의배치가끝나면설치완료를점검하기위하여회전시험을실시한다. 펌프는오른쪽으로 ( 시계방향 ) 회전되어야한다. 관정에삽입하기전에회전방향을시험하려면펌프의기계적마모를피하기위하여 10초이내로한다. 3 ) 운전관리 ( 1 ) 시운전 1 펌프의 조립이 완전히 끝난후에 시운전을 해야 한다. 시동전에 다음사항을 점검한다. 모타의절연저항은 정상인가 절연저항이 펌프설치 직후 50 MΩ이상, 일반상태에서 1MΩ이면 운전상 지장이 없다. 배선이전원과의 연결이 잘되어 있는가 스루스밸브는약간 열려진 상태로 두어야 함 수동용기동기를 사용할 경우는 그 핸들을 정지의 위치에 두어야 함 - 104 -
2 시동후 회전방향의 정상여부를 압력계의 바늘을 보고 확인한다. 만일 2분이 지나도록 수압이 정상압력의 반정도 밖에 안되면 회전이 역방향 이므로 시동을 정지하고 3본의 전선중 임의의 2본을 교체 연결한다. ( 만일 압 력계가 없는 상태 에서 회전을 확인코자 할 때에는 물량이 많이 나오는 쪽이 정회전이다.) 3 시운전시에는 스루스밸브를 조정하여 압력게이지의 눈금변화와 양수량과의 관계를 기록해 두어 평상시의 운행에 참고되도록 한다. 4 토출밸브는 서서히 열어야 하며, 갑자기 열면 모래가 나올 우려가 있다. 모래가많이 나올 때에는 스루스밸브를 조금 연 상태로 계속 양수하고 정지 해서는 안되며, 만일 모래가 올라올 때 멈추면 양수관 내에 모래가 침전되어 재가동시에 펌프가 무리하게 되어 고장이 나기 쉽다. 모래가점차 적어지면 밸브를 조금더 열어 양수하고 이렇게 하여 점진적으 로 밸브가 완전히 열릴 때 까지 계속한다. 5 펌프 시운전 전 물탱크의 수위계에 이물질이 없는지 작동이 원활한지를 확인한다. 6 물탱크 수위계의 상한 / 하한 설정치에 따라 펌프가 운전 또는 정지하는지를 확인한다. ( 2 ) 평상시 운전관리 1 펌프는 반드시 수중에서 운전하고 지상에서 공회전운전은 절대로 피해야 한다. 2 펌프는 전자식 수위치로 운행한다. 전류계와 전압계는 펌프가 가동되는 동안 양수상태를 알려주며 시운전시의 자료를 참고로 한다. 3 펌프가 가동할 동안 양수상태가 불량하면 곧 가동을 멈추고 이상유무를 확 인한다. 정격전압으로 운전중 갑자기 전류가 증가하거나 변동이 심한 경우 또는 양 수상태가 불량한 경우는 아래 수중모터펌프 고장원인 및 대책 을 참조한다. 4 가동중 펌프를 정지하려 할 때는 스루스밸브를 닫은 후 스위치를 끈다. 만일 모래가 많이 배출되는 경우는 밸브를 조금씩 닫으면서 모래가 최소한으로 감 소될 때까지 계속 가동후 정지해야 한다. 5 자동운전의 경우는 스루스밸브를 항시 열린 상태를 두되 만일 모래가 많이 토출되면 밸브를 적게 열어서 모래가 덜 나오게 한다. 6 정전인 경우는 스위치를 차단 (off) 하여 예상치 않은 사고를 방지해야 한다. - 105 -
( 3 ) 운전중 점검사항 수중모터펌프는 지하 깊은곳에 설치되어 있어 이상유무의 확인이 어려우므로 항상 주의하여 점검해야 하며, 펌프의 운전중 점검 및 조치사항은 다음과 같다. 1 모터를 작동하였을 때 전압계, 전류계, 압력계의 지시치를 가동시마다 또는 격월별로 점검, 기록하고 이를 보관한다. 즉 운전중 전압계에 정격전압이 출 력되고 있는지, 전류계에 나타난 전류가 조정시의 전류와 변화가 없는지 점 검한다. 또한, 압력계의 압력은 관정의 양수수위가 저하하면 그 양만큼 저하되 며, 수위가 일정한데 압력이 저하될 경우는 펌프마모가 원인이므로 양수량도 감소한다. 압력계의 압력이 상승할 경우는 양수고가 높아지므로 과잉양수가 되지 않도록 유의한다. 2 제어반 및 수중모터 케이블의 발열여부를 점검하고 전선의 피복파손, 누전여 부, 자동제어반의 차단기 또는 단자 나사의 풀림여부를 확인해야 한다. 3 운전중에는 모터의 진동 및 소음상태를 관찰해야 하며, 진동 및 소음이 심할 경우는 즉시 전동기를 정지시켜야 한다. 4 배관 각 연결부의 누수여부를 점검하고 누수가 심할 경우는 모터의 작동을 정 지시켜야 한다. 5 전동기 가동 중 전압계의 지시치 차이가 수전 전압의 ±10% 이상으로 심할 경우는 전동기의 가동을 정지시킨다 ( 예를 들면 수전 전압이 380V일 때 전압 계의 지시치가 342 V 이하 또는 418 V이상일 때 ) 6 전동기 가동 중 전류계의 지시치 차이가 모터 정격전류치보다 110% 이상일 경우는 전동기의 가동을 정지시킨다 ( 예를 들면 15kw 전동기의 정격전류가 77A일 때 전류계의 지시치가 84.7A이면 전동기의 가동을 정지시킨다 ). 7 일반적으로 1개월에 1회정도로 모터의 절연저항을 측정하여 1.0MΩ 이하일 때 는 모터를 수리하여 사용해야 한다. 8 펌프를 연속으로 또는 과도하게 운전할 경우는 정기적으로 1~2년에 1회씩 펌 프를 인양 하여 점검하고 마모된 부분은 교환한다. 9 펌프를 장기간 보관할 경우는 건조한 장소에 두어야 한다. 이 때 사용후 보관 할 경우는 모터의 봉입수를 쏟아내고 펌프와 모터를 분리하여 건조시켜야 한 다. 10 완성된 모터에는 물이 충진되어 있으므로 보관 시는 동파에 유의해야 하며, 모터코일의 내열도가 80 ( 허용내열 45 ) 이므로 고온인 장소에 장기간 보관 하면 모터절연이 파괴되는 경우가 있기 때문에 주의해야 한다. 11 수중모터 펌프 조작반은 건조한 장소에 설치보관하며, 반내 기기가 오손, 발 열 등이 없는지 점검한다. 12 관정내 전기설비 ( 배선, 배관 ) 등은 연1회씩 정기적으로 절연저항 및 접지상태 등을 점검 한다. - 106 -
4) 비상시응급처리방법 ( 1 ) 수중모터펌프의 작동이 중지되었을 경우 1 자동제어반의 전원공급여부를 확인하고 그 내부의 부품을 점검한다. 2 자동제어반 과부하 보호장치의 작동여부를 확인한다. 3 수위조절장치의 작동여부를 확인한다. 4 제어회로 단락여부를 확인한다. 5 수중모터의 절연저항을 측정하고 그 소손여부를 확인한다. 6 우물자재 파손 또는 지층붕괴에 의한 펌프내 이물질 충진 여부를 확인한다. 7 전동기가 손상되었는지 여부를 확인한다. 8 전동기 손상원인은 다음과 같다. 가과전류, 과전압, 과부하로 인하여 전동기 코일절연이 파괴되었을 때 나전선의 절연이 파괴되어 불평형 전원을 공급하였을 때 다제어반 내부의 자동차단기 또는 전자개폐기 등의 접점이 마모되어 3상 전 원이 공급되지 않을 경우 라전동기의 상 하부 메탈 또는 베어링이 마모되었을 때 마전동기와 펌프축의 균형이 이루어지지 않았을 때 바전동기축이나, 펌프축이 휘어졌을 때 사전동기나 펌프의 각부분 스리브 또는 메탈이 마모되어 마찰이 클 경우 아낙뢰 또는 전원전압에서 이상전압이 발생하여 전동기에 공급되었을 때 자우물자재 또는 외부케이싱 파손, 대수층 붕괴 등으로 지층토사 및 미립물질 유입으로 인해 수질의 탁도가 갑자기 변화되어 과부하 상태로 운전하였을 때 ( 2 ) 모터펌프는작동하나부하전류의변화가심할경우 1 모터의진동및소음상태의변화유무를점검한다. 2 수위의변화상태, 토출량및압력변화를점검한다. 3 전압변동율을점검하여전압변동율의원인을파악한다. 4 수중케이블의용량또는규격을확인한다. 5 모터회전방향의정상여부를점검한다. 6 전동기와펌프의진동및소음이증가하는원인은다음과같다. 가전동기회전자의균형이이루어지지않았을경우나펌프의축과회전자의균형이이루어지지않았을경우다우물물이부족하여최저수위일경우 - 107 -
( 3 ) 모터펌프는작동하나양수량이급격히떨어졌을경우 1 전원, 전압이정격인지를확인한다. 2 배관연결부의누수여부와겨울철배관일부의동파또는동결여부를확인한다. 3 배관의노후로인한손실여부및밸브류의고장유무를확인한다. 4 우물의수위변화를점검하고장마철우물에토사매몰여부를확인한다. 5 펌프의회전자에이물질흡입여부를확인한다. 6 전동기와펌프가토출관으로부터이탈했는지를확인한다. 7 동계일때는배관의일부가동파또는동결되었는지를확인하고하계에는장마로인한토사가우물에유입되었는지를확인한다. - 108 -
< 표5-1 1 수중모터펌프의 고장원인과 대책 > 고장상태 원 인 조 치 사 항 정전또는전원, 전선의단선 스위치 on-off상태 확인 결상 (2상) 연결 케이블선 연결 재확인 및 정격전압 확인 제어회로고장또는접촉불처음부터량 조작반 점검 모터전원 2선을교차연결후몇초간역회전을 2~ 가동되지임펠러또는유공관에 3회시도, 시동되지않으면인양하여분해조않는다이물질로폐쇄사 전압강하 한전에 연락 과부하 부하를 조사 휴즈가 녹아 떨어짐 휴즈용량 조사 및 교환 운전중자동적으로중단 정전시, 전압강하한전에연락전원또는모터보호장치작부하를조사동제어회로고장수위조절장치, 리드선등재점검토사등이물질이유공관에가동을중지시키고유공관및임펠러에있 막혀공회전는이물질제거모터고정자코일타버림인양하여수리 웅 ~ 소리후가동중단 펌프, 케이싱에 토사충만 또는 임펠러에 이물질이끼 어과부하 유공관및흡입커버를떼고청소를한후손으로재조정 - 109 -
고장상태원인조치사항 임펠러, 흡입커버의마모인양하여임펠러교체 ( 간격조정 ) 호스및배관파이프의폐쇄막힌배관청소후재장착 양정및양수량이적다 펌프설치재조정유공관막힘, 펌프가토사에매몰 ( 밑부분은블록등으로보강 ) 소요양정이너무높다단수가많은펌프로교환회전방향착오 ( 역회전 ) 3선중 2선을교차연결배관누수양수관및배관조사전압강하한전에연락 우물수위저하양수파이프추가연결삽입 물이 올라 오 지 않 는다 배관누수양수관과배관조사양수관을두들겨도양수가안되면펌프수중모터역지변의작동정지를인양하여점검. 펌프의축수손상펌프를인양하여수리및교환 회전방향착오 3선중 2선을교차연결임펠러또는유공관에이물질충인양하여분해수리진축수의마모또는타버림분해청소및수리교환전압저하한전에연락 과전류보호장치작동 보호릴레이불량보호릴레이설정시에조정, 고장부분수리절연저항이 1MΩ 이하이면제작회사에문수중모터또는케이블의절연불량의모터내부의봉수부족봉수완전보충 단상운전단자접촉불량점검수리 전자접촉기의손상 슬루스밸브조작으로양수량조절, 이물과부하질제거접촉기의용량부족용량이큰것으로교환사용빈도과다점검교환 - 110 -
< 표 5-1 2 전류계및압력계등의오작동원인 > 관찰계측기원인전류계압력계기타마찰부분에불순물이끼어있으며, 변화없다그부분이가열, 마모되고있다바늘이기움펌프의출입구유공관이막혀있다. 바늘이기운수위가내려가고공기가들어오고다있다변화없다전류가오른 ( 약간올라간물량이많아진다수위가올라왔다다다 ) 3E- 릴레이가단상을마찰부분이뜨거워지고마모급격히오른나타내거나멈춘모터의절연체또는케이블손상다다모터가단상으로작동 변화없다 수위가내려가고있다 올라간다 물량이 감소한다 전양정고 증가와 배출압력이 점점 상승 내려간다 내려간다 물량이감소한다펌프고장 3E- 릴레이가역상전선이다른전선으로바뀌어역회을가르키고멈추전한다. 전선접촉이불량하거나잘거나물량이급격못연결, 케이블의파손, 펌프또는히감소한다모터고장 - 111 -
5. 2. 4 기타부대 설비 각종 밸브, 분수공, 계기류 1 ) 제수밸브, 급수밸브 밸브는 유체의 통로를 개폐시켜 유량을 조절하는 장치로서 이음부 및 개폐장치의 마모에 의하여 누수가 발생되지 않도록 관리한다. ( 1 ) 유지관리 1 철근콘크리트로 만든 밸브보호공의 균열, 침하, 누수, 보호공내 토사유입 또 는 우수 및 지하수의 침투상황 등을 점검하고 밸브실 주변 및 내부를 청소한다. 2 보호공의 상부 또는 주변의 물건, 진흙, 잡초 등을 제거하여 소재지가 불명 하게 되지 않도록 한다. 3 제수밸브는 배관부의 동결에 의하여 밸브작동이 불안정하게 되는 경우가 있 기 때문에 제수밸브 보호공을 방한재로 보호한다. 4 급수밸브의 동파를 방지하기 위하여 보호공을 왕겨 등 방한재로 보호한다. 5 비관개기에는 관로내의 물을 배수한다. ( 2 ) 보수점검 1 밸브개폐시 갑자기 무거워지거나 개폐가 곤란하게 되든지 전폐해도 누수가 심하면 밸브에 손상이 있는 것이므로 분해, 수리한다. 2 밸브를 수리하기 위하여 본체를 분해할 때는 조립시 착오가 없도록 주의한다. ( 3 ) 조작요령 1 밸브개폐시는 완속으로 조작하여 수격작용을 방지해야 한다. 여기서, 수격작 용은 밸브 급폐쇄시 발생되는 압력을 말하며 심하면 관체파손, 연결부 탈락 등의 사고를 발생시키므로 조작에 주의하여야 한다. 2 밸브의 전개 ( 全開 ), 전폐 ( 全閉 ) 때는 조작속도에 유의하여 과도한 개폐를 피한다. 3 밸브 개폐시는 회전방향을 확인한다 ( 시계방향 회전은 잠금상태임 ). 4 개폐시에 급히 무거워지면 조작을 중지하고 2~3회 역조작을 반복한다. 2 ) 공기밸브 송 급수관체 안에 물과 함께 있는 공기를 자동적으로 대기중에 방출시키고 또한 반대로 관내가 부압으로 되지 않도록 공기를 흡입하는 작용을 한다. ( 1 ) 유지관리 1 밸브좌에 흠집이 생기지 않도록 주의한다. 2 한냉지 또는 동계에는 공기밸브의 뚜껑이 동결에 의하여 파손될 우려가 있으므로 대기와 접촉되지 않도록 보호한다. 3 밸브의 회전방향을 확인한다. 4 물을 채울 때는 플로우트의 공기압에 의한 압착에 유의한다. - 112 -
( 2 ) 보수점검 1 물을채우기전에점검하여토사가쌓여있으면내부를청소한다. 2 가끔밸브실내의물을배수하고밸브본체, 밸브좌의고착에주의한다. 3 패킹과누수여부를점검한다. 3 ) 분수공 (1) 분수공은지표면에노출되어있기때문에동파될우려가있으므로공내에설치된밸브, 유량계가동파되지않토록주의한다. (2) 한냉지에서는급수공의동결을막기위하여왕겨등적당한방한재로피복을하여방한대책을세워야하며농기계에깔리어파손되지않도록한다. (3) 분수공, 배수공의유출구의지반은유출수에의하여토양이침식될우려가있으므로배출구에콘크리트및사석등으로바닥을보호한다. 또는분수공유출구에소형물통을설치하여토양침식을방지하고, 농약및농작업후의농기계세척용수로사용한다. 4) 유량계 (1) 유량계는동기종이라도제조회사에따라서특성이다르기때문에사용설명서를보관하여고장시에참고한다. (2) 보호공의균열, 파손, 누수등이상유무, 계기의동결에따른계측지장유무등을순회, 점검하여항상시설이정상상태로유지되도록한다. 5. 양수기및송수호스점검 / 정비요령 1 ) 엔진 ( 1 ) 공통사항가각조임부 : 볼트, 너트, 와샤류등의손망실유무및규정조임점검나외관 : 출고시시동전외관의균열, 파손상태등점검 - 운반후물, 기름, 가스의샘을점검및청소 - 엔진오일, 공기청정기오일연료의오염상태및적량보급점검다라지에타휀 : 휀사이에낀오물등을청소라오일표시기 : 오일시그널의작동상태점검마배기상황 : 배기가스색점검 ( 무색이양호 ) 바회전속도, 진동, 소음, 물, 기름또는가스가새거나진동상태가심하며회전속도가일정하지않을때 ( 엔진소리가불규칙일때포함 ) 는기계를정지후정비또는수리사연료휠타및오일스트레이너등은가솔린등을이용하여청소아연료탱크는사용연료청소후건조자냉각수탱크및자켓 : 중탄산소다수로청소후물로재청소 - 113 -
( 2 ) 가솔린및석유엔진가푸러그청소 : 가솔린및와이어부러시로청소나푸러그및포인터간격 : 두께측정게이지를사용하여규정간격점검및조정 ( 포인터의접촉상태점검및교환 ) 다기화기청소 : 가솔린등으로청소후건조라점화시기 - 후라이휠의 1G 표시점점검및조정 ( 3 ) 디젤엔진 공기마개 : 가소린및콤푸레샤로청소 노즐분사압력 : 노즐테스터로정규검사및조정 2 ) 양수기 (1) 각조임부 : 볼트, 너트, 와샤류등의손망실유무및규정조임점검 (2) 외관 : 균열, 파손상태등점검 (3) 그리스 : 시동전적량보급및운전중소모량보충 (4) 그랜드팩킹 : 시동전및운전중물방울이떨어지는상태점검 (5) 샥숀밸브 : 부착및균열상태점검 (6) 이음물샘 : 이음진동, 물샘상태등이발생하면기관을정지후조정또는수리 (7) 회전속도 : 펌프의정규회전속도점검및조정 (8) 케이싱 : 양수가끝난후케이싱내에잔류되어있는물제거 (9) 와류실 : 와류실내에들어있는오물, 자갈류등을제거후청소 3 ) 송수호스 (1) 일단사용한송수호스는깨끗이세척후건조시켜보관하여풍해의피해가없도록한다. (2) 사용중일부분이파손된호스는그부분을절단하여재활용토록한다. - 114 -
6. 시설물관리정보프로그램개발 6. 1 프로그램 소개 1. 개발 언어 - Microsoft Visual Basic 6.0 : Windows 기반의 개발환경에서 시스템 개발에 소요되는 비용 및 향후 시스템 유지 / 보수의 용이성을 고려하여 Visual Basic 6.0을 개발 언어로 사용하였다. 2. 사용데이터베이스 - MDB( MS Access) : 사용자가입력한지하수시설물의원활한유지 / 관리를위하여안정성이검증되었고범용적으로사용되는 MDB 를데이터베이스로이용하였다. 3. 사용도구 (Component) - ChartFX ( 현황출력 ) : 입력된지하수시설물의종합적인분석을위하여그래픽처리도구인 ChartFX 를사용하였다. - SpreadSheet 6 ( 지하수시설물정보출력 ) : 지하수시설물의빠른조회및용이한사용자이용환경 (GUI) 의제공을위하여 SpreadSheet 6를사용하였다. - Flash ( 버튼디자인 ) : 그래픽처리도구인 Flash 를이용하여사용자의이해를도왔다. - Excel ( 자료출력 ) : 본시스템의활용성향상을위하여 Windows 기반표준문서형식인 Excel 로의출력을지원하도록하였다. 4. 시스템구동환경 운영체제 CPU 주기억장치비디오카드하드디스크 Windows 9x/2000/XP Intel Pentium2 350 이상 64MByte 이상 VGA이상 (1024 X 768 최적화 ) 20MByte 이상 - 115 -
6. 2 정보이용방법 6. 2. 1 화면보기 - 116 -
< 그림 6-1 시설물현황과점검정비화면 > - 117 -
< 그림 6-2 시설물현황과점검정비화면 > - 118 -
< 그림 6-3 시설물현황과등록정보화면 > - 119 -
< 그림 6-4 시설물등록정보화면 > - 120 -
< 그림 6-5 입력 / 수정화면 > - 121 -
< 그림 6-6 관리규정과설계도서화면 > - 122 -