재난안전- 물 폭탄 땅 속의 수도관 과연 안전한가/온도차에 따라 누수도 발생한다

스마트 상수도 2022년 마무리 85% 진행

상수도현대화 2단계 사업 10조원 규모추진

이상기후 온도차에 의한 누수관련 부재해

정수장에서 수도꼭지까지 수질·유량을 실시간으로 측정·관리하고 관련 정보를 즉시 제공해 수돗물 신뢰를 높이고 소비자에게 맞춤형 수돗물관리 서비스를 제공하는 스마트상수도 사업이 마무리단계에 접어들었다.

스마트상수도 관리체계 구축사업은 2022년까지 총사업비 약 1조3천500억 원(국비 8,764억 원)을 투자하여 161개 지자체를 대상으로 추진하는 사업으로 현재 85%정도가 진행되었으며 잔여 15%는 2023년까지 마무리된다,

2019년 기본계획 수립 이후 2020년 44개 지자체를 대상으로 스마트 관리체계가 우선 도입되었으며 2023년 마무리되면 전국 161개 지자체의 특정구간에 대한 스마트관리체계를 매듭짓는다는 것이 환경부의 입장이다.

스마트관망관리가 마무리되면서 상수도 현대화 2단계 사업이 2024년부터 총 10조원 규모로 시행될 예정이다.

이같이 스마트 상수도사업이 마무리되어가는 2022년 11월 서울물연구원(손정수 원장)이 ‘대형 상수도관 누수대응현황과 과제’라는 주제로 세미나를 개최했다.

스마트 상수도의 기본 골격인 관세척, 정밀여과장치, 공급과정 수질계측기, 지능형(스마트) 관로인식체계, 자동 배수장치(드레인), 지능형 계량기(스마트 미터링)등 정보통신기술 기반의 스마트상수도 관리체계 관련 기술들의 현실과 3년간의 현장경험을 바탕으로 한 세미나여서 관심을 모으게 했다.

스마트상수도의 기본이 되는 계측분야에서 유도근 (수원대 건설환경에너지공학부)교수는 ▲감시 지점 간 이격거리가 넓고 유량감시만으로는 지자체 공급량과 누수량을 명확히 구분할 수 없으며 ▲관로에서 발생되는 수질변화 및 수질 사고 감시는 어려우며 ▲항목별 감시 목적에 맞는 계측기 설치가 제 위치 확보▲운영의 변화 발생 시 빠르게 인지하지 못하고 있다고 지적하고 있다.

현장에서 누수탐사 등을 전문으로 하는 서용엔지니어링 한영천 이사는 ▲대형상수관의 모니터링 센서를 송수관 내 상관식 조사 시 어쿠스틱센서는 금속관은 전달력이 좋으나 플라스틱관은 전달력이 약해 하이드로폰을 사용 ▲관의 잔존 수명 예측은 어려우며 ▲올바른 유지관리 계획이 불확실 ▲전체 관로 교체가 아니라 부분교체로 비용절감과 유지관리, 교체시기 등을 사전에 예측할 수 있다고 말했다.

단국대 김두일(토목환경공학과)교수는 광역상수도 대형관 사고현황(′10년-′14년)은 5년간 367건이 발생했는데 관로사고가 91%, 설비 및 수질사고가 9%이며 관종별로는 강관과 주철관이 80%를 차지한다고 지적했다.

▲관로사고 시 복구에 어려움이 큰 관은 GRP관이며 주철관, 강관순 ▲강관은 누수발생이 54%로 대부분 전기방식 기준미달이며 현장접합부 테이핑 부위발생 ▲DCIP관은 하천구간과 고압구간, 선형급변구간과 하천횡단, 선형 급변구간, 고압구간 등이 취약 ▲GRP관은 되메움재 불량, 관재질 불량, 수충격에 의한 파손 ▲관체 균열 18%, 중차량 통행에 의한 관체 파손 23%, 플랜지 접합부 크랙 발생 6%, 수 충격에 의한 파손 23%, 관 재질 불량 12%, 타 공사에 의한 손괴 18%이다.

이 같은 문제점을 개선하기 위해서는 연약지반보강, 이탈방지압륜 적용 확대, 양질토사로 되메우기, 벨브실 등을 설치 시 부력에 의한 불균형을 고려한 지반다짐, 곡관삽입길이가 긴 KP-L형 곡관을 적용해야하고 패킹 품질기준을 강화하고 시험성적서에 대한 철저한 관리가 필요하다고 지적했다.

서울시 물연구원 배급수연구과 한금석 연구사는 ▲이상기후인 현실에서 현재의 기온, 수온 등 온도변화에 따른 누수 원인 분석이 없었으며 ▲현재의 누수 대응은 유수율 향상 위주로 시행하여 중대재해 사고 위험도 평가는 부재하다고 전제하면서 현장에서 발견된 수도관 파손사례를 발표하여 주목을 받았다.

그동안 관련 논문 등 발표 자료에서 쉽게 발견되지 않은 내용으로는 ▲노후 토출밸브인 전동밸브 교체 후 통수 작업 중 수충격이 발생되어 신축 관 파손으로 인한 누수 ▲순간 정전으로 정수장 펌프 중단 후 재가동시 수압에 의한 강관 분기부 용접 취약부 파손 ▲밸브를 빠르게 열고 닫을 경우의 누수 ▲신축 이음관 고무링 경화 등으로 누수가 발생한다는 꼼꼼한 지적이 관심을 모았다. 계절별로는 겨울철에 더 많이 발생되며 2017년에서 2021년 조사에서 ▲관종별 누수발생건수는 덕타일 주철관, 강관, 회주철관, 플라스틱관순 ▲매설길이에 따른 누수발생은 플라스틱관, 회주철관, 강관, 덕타일주철관으로 확인되었다.

현재 상수도관의 매설은 1.5미터를 표준으로 하고 있는데 토질이나 수분의 상태에 따라 지중온도의 차이가 나 지중온도와 관 파손에 대한 연구가 필요하다는 것을 지적했다.

이에 제수밸브실 온도에 대한 변화에 따라 밸브 전단이나 후단에 반드시 신축 관을 설치해야하고 골재와 외부를 둘러싼 아스팔트의 수축계수가 골재보다 약 20배 크다는 점을 강조하였다. 이에 향후 관종별, 관로 매설구간에 따른 사고 위험도와 우선순위에 따른 관리방안 연구와 신속한 조기 누수감지 기술개발, 누수발생 리스크 등급화 지도 제작 등이 필요하다고 말했다.

수자원공사 연구원 김경필(스마트시티 R&D 실증센터 책임연구원)박사는 디지털 트윈 기반 운영관리를 위한 필요조건으로 ▲학습되지 못한 상황의 시뮬레이션 분석 ▲검침을 위한 유량계가 아닌 이상감지를 위한 계측기(수질, 압력 등)필요 ▲센서의 최적위치 선정 등을 제시했다.

(환경경영신문 www.ionestop.kr 김동환,조철재 부장)