토목기사 하수관로 계획 — 유속·경사·접합

하수관로는 물이 낮은 곳으로 흐르는 중력 흐름을 원칙으로 한다. 상류에서 시작한 관로는 지류가 합쳐지면서 하류로 갈수록 유량이 늘어나므로 관경을 크게 한다. 경사는 하류로 갈수록 완만하게 하고, 유량이 늘어도 유속은 하류로 갈수록 증가하도록 관경과 경사를 함께 조정한다. 하류로 갈수록 유속을 작게 하는 설계는 침전을 일으키므로 잘못이다.

유속에는 상한과 하한이 있다. 오수관거는 0.6~3.0m/sec 범위를 넘지 않게 하고, 이상적인 운전 범위는 0.6~1.5m/sec로 본다. 우수관거와 합류식 관거는 계획우수량이 흐를 때 관로가 마모되지 않도록 최대 유속을 3.0m/sec 이하로 제한한다. 최소관경은 200mm, 덮토는 1m를 기준으로 하며, 관로가 얕으면 외부 하중에 취약하고 깊으면 굴착비가 커지므로 지형과 시설을 함께 본다.

관거를 이을 때는 접합 방식에 따라 수위와 굴착 깊이가 달라진다. 관저접합은 두 관의 바닥을 맞추는 방식으로, 수위 상승을 막고 굴착 깊이를 얕게 하며 펌프장의 양정고를 줄이는 데 유리하다. 수면접합은 수위를 맞추므로 상류 수위가 올라갈 수 있고, 관중심접합은 굴착이 깊어질 수 있다. 지형이 급하면 낙차공이나 계단식 접합을 두어 유속을 조절한다.

하천이나 지하철 같은 장애물을 지날 때는 역사이폰을 쓴다. 역사이폰은 관로가 일시적으로 낮아졌다가 다시 올라오는 구조이므로, 관내 유속을 상류 하수관의 유속보다 20~30% 빠르게(적어도 작지 않게) 유지해 연속적으로 흐르게 해야 퇴적과 막힘이 생기지 않는다. 토실과 비상 방류 설비를 두어 점검과 사고에 대비한다.