하수도
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1. 개요
하수도는 인류가 배설물로 인한 건강 위험을 줄이고 위생적인 환경을 조성하기 위해 구축한 시설로, 고대 문명부터 현대 사회까지 발전해 왔다. 초기에는 악취 제거를 위해 자연 수로를 이용하거나 정화조를 설치하는 수준이었으나, 인더스 문명에서 벽돌로 만든 하수관이 등장하며 체계적인 시스템의 기초가 마련되었다. 로마와 콘스탄티노폴리스와 같은 대도시에서는 더욱 복잡한 하수도 네트워크가 구축되었으며, 중세 시대에는 위생 상태가 악화되어 페스트와 같은 전염병이 유행하기도 했다. 산업 혁명 이후 런던에서 콜레라가 대유행하면서 대규모 하수도 건설이 이루어졌고, 이후 유럽과 미국, 일본 등지에서도 하수도 시스템이 발전했다.
하수도는 분류식과 합류식으로 나뉘며, 하수관의 종류와 부설 공법, 송수 방법 등 다양한 기술이 적용된다. 하수 처리 시설은 하수를 정화하여 안전하게 배출하는 역할을 하며, 유지 보수와 관리, 재활을 통해 시스템의 효율성을 유지한다. 하수도 시스템은 지하수위 저하, 수질 오염, 시설 노후화, 오니 처리 등 다양한 문제점을 안고 있으며, 지역 간의 보급률 격차, 미연결 가구 문제 등 해결해야 할 과제도 남아 있다.
최근에는 하수도 시설의 내진화와 맨홀 화장실 설치 등 방재 기능을 강화하고 있으며, 하수도 대장 웹 공개, 고도 처리, 오니 자원화, ICT 활용 등 선진적인 사업 모델을 도입하여 하수도 관리의 효율성을 높이고 있다. 또한, 지속 가능한 하수도 시스템 구축을 위해 표면 유출수와 생활 하수를 분리 처리하고, 이상 기후에 대응하는 방안을 모색하는 등 미래 지향적인 노력이 이루어지고 있다.
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| 하수도 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 명칭 | 하수도 |
| 영어 명칭 | Sewerage |
| 정의 | |
| 정의 | 하수나 우수를 유출하기 위한 시설의 총칭 |
| 종류 | |
| 분류 기준 | 하수를 배제하는 방식 하수를 처리하는 방식 |
| 하수 배제 방식에 따른 분류 | 분류식 하수도 합류식 하수도 |
| 하수 처리 방식에 따른 분류 | 공공 하수도 도시 하수도 마을 하수도 개인 하수도 |
| 구성 요소 | |
| 관로 | 하수를 모아서 이송하는 관 |
| 맨홀 | 관로 점검 및 유지보수를 위한 시설 |
| 펌프장 | 하수를 높은 곳으로 끌어올리는 시설 |
| 하수 처리장 | 하수를 정화하는 시설 |
| 역할 및 중요성 | |
| 역할 | 위생적인 생활 환경 조성 공중 보건 향상 수질 오염 방지 침수 피해 예방 |
| 중요성 | 도시의 발전과 시민의 삶의 질 향상에 필수적인 기반 시설 |
| 관련 법규 | |
| 대한민국 | 하수도법 물의 재이용 촉진 및 지원에 관한 법률 |
| 기타 | |
| 참고 | 중수도 (ja) |
2. 역사
하수도의 역할은 국가와 시대에 따라 변천해 왔다.[10] 일본, 미국, 영국 등에서는 하수도가 도시 지역의 배수 시스템으로 구축되었으며, 이후 공업화에 따른 수질 오염에 대응하기 위해 하수 처리가 추가되었다.[11] 예를 들어, 일본 하수도법 제2조에서는 '하수'와 '하수도'를 정의하고 있는데, 이는 일본의 특수한 상황을 반영한 것이다. '하수'에서는 농업 배수가 제외되고, '하수도'에서는 정화조가 제외된다.[12] 그러나 정화조나 농업 배수 등을 포함한 '광의의 하수도'에 대한 논의도 이루어지고 있다.[12]
하수도는 다음과 같은 역할과 효용을 가진다.[10][12][13]
- 우수 배제 (침수 방지)[10][13]
- 오수 배제를 통한 생활 환경 개선 (변기의 수세화)[10][13]
- 공공 수역의 수질 보전[10][13] 및 수질 개선을 통한 수자원 확보[12]
- 처리수 및 오니의 재이용을 통한 재활용형 도시 건설[12][13]
- 하수도 시설 활용 (처리장 상부 이용, 하수도관에 병행한 광섬유 설치)[13]
특히 위생 면에서는 이질이나 콜레라 등 수인성 전염병 예방, 화장실 수세화를 통한 거주 환경 개선 및 악취 방지, 도랑 등의 개선을 통한 모기나 파리 발생 억제, 오염원 제거를 통한 하천 및 수로 수질 개선, 저습지 배수 상황 개선 등의 효과가 있다.[12]
하수도는 도시 기반 정비의 일환으로 막대한 건설비가 투입되는 국가 수준의 공공 사업이다. 따라서 선진국일수록 보급률이 높은 경향을 보인다. 일본의 하수도 보급률은 2022년 3월 기준 81.0%[48]로 높은 수준이지만, 선진국 중에서는 낮은 편이며 지역 격차가 크다. 미보급 지역에 대한 조속한 정비가 필요하다.
한편, 개발도상국에서는 선진국에서 사용되는 수세식 하수도 시설을 그대로 도입하는 것은 일부 인구가 집중된 도시를 제외하고는 적절하지 않을 수 있다는 지적이 있다.[10] 세계 은행의 조사에 따르면 기존의 하수 처리 기술은 개발도상국에 적합하지 않은 경우가 많아, 이를 대체하는 위생 처리(sanitation)의 정비도 추진되고 있다.[10]
2. 1. 고대
부패한 냄새를 제거해야 할 필요성이 인간 배설물의 건강 위험에 대한 이해보다 먼저 제대로 된 하수도 시스템을 구축하게 했을 것이다. 대부분의 정착지는 폐기물을 쉽게 배출할 수 있는 자연 수로 근처에 형성되었지만, 대도시의 출현은 이러한 방식의 부적절함을 드러냈다. 바빌로니아인과 같은 초기 문명은 집 안에 바닥 아래에 정화조를 파고 빗물을 제거하기 위한 조잡한 배수 시스템을 만들었다. 그러나 정확하게 만들어진 벽돌로 덮인 하수관 네트워크가 가정에서 나오는 폐기물을 운반하기 위해 거리를 따라 건설된 것은 인더스 계곡 문명 시대인 기원전 2000년이 되어서였다.[2] 거리 쪽 집의 변기는 이러한 거리 하수도와 직접 연결되었고 깨끗한 물로 수동으로 물을 내렸다. 수 세기 후, 로마와 콘스탄티노폴리스와 같은 주요 도시들은 점점 더 복잡한 네트워크 하수도 시스템을 구축했으며, 이 중 일부는 여전히 사용되고 있다. 하수도 시스템 건설 이후 사람들은 건강 위험 감소를 깨달았다.[3]2. 2. 중세 및 근세
부패한 냄새를 제거해야 할 필요성이 인간 배설물의 건강 위험에 대한 이해보다 먼저 제대로 된 하수도 시스템을 구축하게 했을 것이다. 대부분의 정착지는 폐기물을 쉽게 배출할 수 있는 자연 수로 근처에 형성되었지만, 대도시의 출현은 이러한 방식의 부적절함을 드러냈다. 바빌로니아인과 같은 초기 문명은 집 안에 바닥 아래에 정화조를 파고 빗물을 제거하기 위한 조잡한 배수 시스템을 만들었다. 그러나 정확하게 만들어진 벽돌로 덮인 하수관 네트워크가 가정에서 나오는 폐기물을 운반하기 위해 거리를 따라 건설된 것은 인더스 계곡 문명 시대인 기원전 2000년이 되어서였다.[2] 거리 쪽 집의 변기는 이러한 거리 하수도와 직접 연결되었고 깨끗한 물로 수동으로 물을 내렸다. 수 세기 후, 로마와 콘스탄티노폴리스와 같은 주요 도시들은 점점 더 복잡한 네트워크 하수도 시스템을 구축했으며, 이 중 일부는 여전히 사용되고 있다. 하수도 시스템 건설 이후 사람들은 건강 위험 감소를 깨달았다.[3]2. 3. 한국의 역사
부패한 냄새를 제거해야 할 필요성이 인간 배설물의 건강 위험에 대한 이해보다 먼저 제대로 된 하수도 시스템을 구축하게 했을 것이다. 대부분의 정착지는 폐기물을 쉽게 배출할 수 있는 자연 수로 근처에 형성되었지만, 대도시의 출현은 이러한 방식의 부적절함을 드러냈다. 바빌로니아인과 같은 초기 문명은 집 안에 바닥 아래에 정화조를 파고 빗물을 제거하기 위한 조잡한 배수 시스템을 만들었다. 그러나 정확하게 만들어진 벽돌로 덮인 하수관 네트워크가 가정에서 나오는 폐기물을 운반하기 위해 거리를 따라 건설된 것은 인더스 계곡 문명 시대인 기원전 2000년이 되어서였다.[2] 거리 쪽 집의 변기는 이러한 거리 하수도와 직접 연결되었고 깨끗한 물로 수동으로 물을 내렸다. 수 세기 후, 로마와 콘스탄티노폴리스와 같은 주요 도시들은 점점 더 복잡한 네트워크 하수도 시스템을 구축했으며, 이 중 일부는 여전히 사용되고 있다. 하수도 시스템 건설 이후 사람들은 건강 위험 감소를 깨달았다.[3]2. 4. 연표
바빌로니아인들은 집 바닥 아래에 정화조를 만들고 빗물 제거를 위한 조잡한 배수 시스템을 구축했다. 기원전 2000년경 인더스 계곡 문명에서는 벽돌로 만들어진 하수관 네트워크가 거리를 따라 건설되어 가정의 폐기물을 운반했다.[2] 이 거리 하수도에는 집의 변기가 직접 연결되었고, 깨끗한 물로 수동으로 물을 내렸다. 수 세기 후, 로마와 콘스탄티노폴리스에서는 더욱 복잡한 네트워크 하수도 시스템을 구축했으며, 이 중 일부는 현재까지 사용되고 있다.[3]3. 하수 배제 방식
하수도의 배제 방식에는 물로 흘려보내는 수운식과 잠시 보류했다가 때때로 반출하는 보류식 등이 있지만, 하수도는 수운식에 해당한다.[18] 수운식에는 합류식과 분류식이 있다.[18]
일부 지역에서는 가정이나 산업 시설에서 발생한 폐수를 이동시키는 하수 체계와 별개로 빗물의 유거수나 길거리에 흐르는 다른 물을 이동시키는 빗물 배수관을 운용하며 이를 분류식 하수도라 하고, 폐수와 빗물을 함께 이동시키는 하수도를 합류식 하수도라고 한다.[62][63]
3. 1. 분류식 하수도
분류식 하수도는 오수를 수거하는 관로와 우수를 수거하는 관로가 따로 되어있는 하수도를 말한다. 가정이나 산업 시설에서 발생한 폐수를 이동시키는 하수 체계와 별개로 빗물의 유거수나 길거리에 흐르는 다른 물을 이동시키는 빗물 배수관을 운용한다.[62]분류식 하수도의 장단점은 다음과 같다.[62]
| 장점 | 단점 |
|---|---|
분류식은 빗물과 가정 등에서 나오는 배수를 별도의 하수관으로 나누어 처리하는 방식이다.[18]
- 매설하는 관로가 오수관과 우수관 2개로, 합류식보다 시공비가 많이 든다.
- 합류관에 비해 오수관이 작아 사람이 들어가 청소나 점검 등을 하기 어려운 경우가 많다.
- 원리적으로 강우로 인한 오수의 희석이 발생하지 않아 유량・수질 변동이 적어 정화 처리를 안정적으로 수행할 수 있다.
- 반대로, 폭우로 인한 관내 퇴적물의 자연 제거를 기대하기 어려워 청소가 필요하다. 하지만 실제로는 강우나 지하수가 어느 정도 혼입되어(침입수, 불명수라고 칭함) 수처리에 영향을 미치는 경우가 적지 않다. 원인으로는 오수관에 우수관의 잘못된 연결, 손상된 오수관・오수받이로의 지하수 침입, 맨홀・받이 뚜껑의 밀폐 부족 등이 있다.
- 우수관에 오수가 잘못 연결된 경우 오수가 하천으로 유출될 가능성이 있어 적절한 공사와 검사가 필요하다.[17]
3. 2. 합류식 하수도
폐수와 빗물을 함께 이동시키는 하수도를 합류식 하수도(合流式 下水道)라고 한다.[62][63] 오수관과 우수관이 같은 관인 경우 합류식 하수도라고 하며, 장단점은 다음과 같다.
| 장점 | |
|---|---|
| 단점 |
우수와 가정 등으로부터의 배수를 동일한 거(渠)로 모아서 유도하는 방식을 합류식이라고 한다.[18] 특징은 다음과 같다.
- 합류식은 매설 깊이가 깊어지므로 개별 토공비는 커지지만, 전체 공사비는 분류식 우거(雨渠)의 합계보다 훨씬 저렴하다.[16]
- 상수도, 가스, 전화 등을 부설하는 다른 지하 매설물과의 관계에서도 시공이 용이하다.[16]
- 우수에 의해 거(渠) 내부가 자연 세척된다.[16]
- 관거가 하나가 되므로, 검사, 수선, 청소 등이 비교적 용이하다.[16]
- 하수량의 변화가 심해져, 맑은 날에는 유속이 저하되어 침전물이 많아지므로, 거(渠) 벽에 오물을 남겨 악취를 발생할 수 있다.[16]
- 우수를 합류시키기 때문에 최종 처리장의 용량을 크게 할 필요가 있다.[16]
- 도로상의 우수 유입구로부터 악취가 역류할 수 있다.[16]
- 강우 시에는 급증한 하수를 미처리 또는 간이 처리만으로 방류한다. 이 때문에, 혼입된 오수에 의한 수질 오탁이 발생한다. 이처럼 방류되는 오수는 합류식 하수도 월류수(CSO:Combined Sewer Overflow)라고 불린다.
- 반대로, 초기 강우에 포함된 비점오염원에 기인하는 오염 물질을 차집하여 처리하는 것이 가능하다.
- 상기 문제에 대한 대책으로, 우수 저류지나 우수 스크린, 소용돌이(스월) 등의 건설이 추진되고 있다.
- 맨홀 뚜껑이나 측구 등에 우수 배제용 배수공이 있어, 관로로부터의 악취나 해충에 의한 문제가 있다. 특히 빌 피트 펌프 가동 시의 악취에 대한 민원이 많다.
4. 하수 처리 시설
하수도는 도시 기반 시설 정비의 일환으로 막대한 건설비가 투입되는 국가 수준의 공공 사업이며, 완성 후에도 유지 관리 및 갱신에 많은 비용이 소요된다. 따라서 선진국일수록 하수도 보급률이 높은 경향을 보인다.
하수도는 일본, 미국, 영국 등에서 도시 지역의 배수 시스템으로 구축되었으며, 이후 공업화에 따른 수질 오염에 대응하기 위해 하수 처리 기능이 추가되었다.[11] 예를 들어, 일본 하수도법에서는 '하수'와 '하수도'를 정의하고 있는데, 이는 일본의 특수한 상황을 반영하여 농업 배수와 정화조는 제외하고 있다.[12] 그러나, 정화조나 농업 배수 등을 포함한 '광의의 하수도'에 대한 논의도 이루어지고 있다.[12]
하수도는 다음과 같은 역할과 효용을 가진다.[10][12][13]
- 우수 배제 (침수 방지)[10][13]
- 오수 배제를 통한 생활 환경 개선 (변기의 수세화)[10][13]
- 공공 수역의 수질 보전[10][13] 및 수질 개선을 통한 수자원 확보[12]
- 처리수 및 오니의 재이용을 통한 재활용형 도시 건설[12][13]
- 하수도 시설 활용 (처리장 상부 이용, 하수도관에 병행한 광섬유 설치)[13]
특히 위생 측면에서 하수도는 이질, 콜레라 등 수인성 전염병 예방, 화장실 수세화를 통한 거주 환경 개선 및 악취 방지, 모기나 파리 발생 억제, 오염원 제거를 통한 하천 및 수로 수질 개선, 저습지 배수 개선 등의 효과가 있다.[12]
세계에서 가장 오래된 하수도는 메소포타미아 문명의 티그리스·유프라테스강 유역(현재의 이라크)에 위치한 우르, 바빌론, 니네베 등의 도시에 정비된 것으로 알려져 있다.[13] 인더스 문명의 모헨조다로(파키스탄) 유적에서도 각 가정에 화장실과 욕실이 있었고, 그 배수가 우수(雨水) 배제용 하수구에 연결되어 있었음이 확인되었다.[13]
고대부터 현대에 이르기까지, 도시를 건설할 때 배수 시설은 매우 중요한 요소였다.[12] 특별한 배수 시설이 필요 없는 곳에 도시를 건설하는 것이 일반적이었지만, 그렇지 못한 경우에는 배수 시설 정비가 최우선 과제였다.[12]
4. 1. 구성
하수도의 주요 부분은 생산 지점에서 처리 또는 배출 지점까지 하수를 운반하는 하수관(또는 "오수관")으로 구성된다.일반적으로 중력 하수도인 오수관 시스템의 유형은 다음과 같다.
- 합류식 하수도
- 간이 하수도
- 우수관
중력에만 의존하지 않는 오수관은 다음과 같다.
- 진공 하수도
- 배출수 하수도
하수도 시스템이 설치되지 않은 경우, 하수는 파이프를 통해 가정에서 정화조 또는 분뇨 처리조로 수집될 수 있으며, 여기서 처리되거나 차량으로 수집되어 처리 또는 폐기될 수 있다. 이 과정을 분뇨 슬러지 관리라고 한다.
각종 하수 중 우수를 제외한 것을 오수라고 부르기도 하며, 이때의 오수량을 맑은 날 하수량이라고 한다.[14]
; 가정 하수
: 주택, 상업 건축, 기타 공공 건축 등에서 배출되는 액상 폐기물을 말하며, 생활과 더불어 당연히 발생하는 것으로, 부엌, 욕실, 세탁 등에서 발생하는 배수와 수세식 변소에서 나오는 분뇨를 포함한다.[14] 생활 하수도 참조.
; 공장 하수
: 각종 공업에서 배출되는 액상 폐기물을 말하지만, 직원의 생활에 따라 발생하는 것은 가정 하수에 속한다.[14] 공업 폐수도 참조.
; 우수
: 우수는 불규칙적이고 대량으로 발생하는 것을 특징으로 한다.[14] 가로 청소수 등에 대해서는 우수에 포함해도 무방하다고 여겨진다.[14]
; 지하수
: 지하수는 본래 하수가 아니지만, 하수구로부터의 유입이 일정량 있기 때문에 전혀 무시할 수 없다고 여겨진다.[14]
하수도가 정비된 지역에서도, 흘러 들어온 물이 항상 100% 처리되는 것은 아니다. 집중 호우의 우수나, 기원이 불분명한 "불명수" 등이 유입되어 처리가 따라가지 못하는 경우도 있다.[15]
하수도관 부설은 지하철 건설 등과 마찬가지로 지하 터널 기술이 응용되어 개착 공법과 비개착 공법으로 나뉜다.[24] 이 중 비개착 공법에는 쉴드 공법, 압입 공법, 산악 터널 공법 등이 있다.[24] 산악 터널 공법은 산지부 등에서 발전용 도수로 터널 등을 설치하는 데 사용되는 공법이므로,[24] 설명을 생략한다.
개착 공법은 소정의 깊이까지 지표면에서부터 굴착해 들어가 터널을 구축한 후에 상부를 되메우는 방법이다.[24]
4. 2. 배치 방식
일반적으로 오수관 시스템의 유형은 다음과 같다.- 합류식 하수도
- 간이 하수도
- 우수관
중력에만 의존하지 않는 오수관은 다음과 같다.
- 진공 하수도
- 배출수 하수도
하수도 시스템이 설치되지 않은 경우, 하수는 파이프를 통해 가정에서 정화조 또는 분뇨 처리조로 수집될 수 있으며, 여기서 처리되거나 차량으로 수집되어 처리 또는 폐기될 수 있다 (이 과정을 분뇨 슬러지 관리라고 한다).
하수도관 부설은 지하철 건설 등과 마찬가지로 지하 터널 기술이 응용되어 개착 공법과 비개착 공법으로 나뉜다[24]. 이 중 비개착 공법에는 쉴드 공법, 압입 공법, 산악 터널 공법 등이 있다[24]. 산악 터널 공법은 산지부 등에서 발전용 도수로 터널 등을 설치하는 데 사용되는 공법이므로[24], 설명을 생략한다.
실드 공법은 실드(실드 머신)라고 불리는 원통형 굴진기를 선단에 장착한 굴진용 잭으로 굴착을 수행하며, 굴착과 동시에 후방부에서 단면을 지지하는 복공(세그먼트 조립)을 실시하여 터널을 굴착하는 공법이다.
4. 3. 관의 종류(관종)
하수도 관로의 관 종류는 다음과 같다.[21][22]- 도관: 내산성, 내알칼리성이 뛰어나 부식이나 마모 우려가 적다. 하지만 깨지기 쉽고 대구경 제품은 제작하기 어렵다. 하수도 보급에 기여했으나, 신설 정비량은 줄고 있다. 국토기술정책종합연구소 조사에 따르면 일본에서 관로 관련 도로 함몰의 약 절반이 도관 때문이지만, 1975년 이후 시공된 도관은 내하중력, 지수 성능 등이 향상되어 함몰 건수가 줄고 있다.[22]
- 콘크리트관: 부설 및 시공이 용이한 강성관이다. 휨은 거의 없지만 파손, 균열이 생기기 쉽다. 내산성이 약해 관 내부 황화수소에 의해 부식되기도 한다.[22]
- 철근 콘크리트관
- 하수도용 철근 콘크리트관: 개착 공법 매설에 사용되는 흄관[23]
- 하수도 소구경관 추진 공법용 철근 콘크리트관: 소구경관 추진 공법용 흄관[23]
- 하수도 추진 공법용 철근 콘크리트관: 추진 공법용 흄관[23]
- 경질 염화비닐관(염화비닐관)[23]: 내약품성이 우수하여 황화수소 부식에 강하다. 그러나 가요관이라 휨이 발생하기 쉽다.[22]
- 덕타일 주철관: 내압성, 내식성이 우수한 고강도 가요관이다.[23]
4. 4. 부설 공법
하수도관 부설은 지하철 건설 등과 마찬가지로 지하 터널 기술이 응용되어 개착 공법과 비개착 공법으로 나뉜다[24]。비개착 공법에는 쉴드 공법, 압입 공법 등이 있다[24]。
실드 공법은 실드(실드 머신)라고 불리는 원통형 굴진기를 선단에 장착한 굴진용 잭으로 굴착을 수행하며, 굴착과 동시에 후방부에서 단면을 지지하는 복공(세그먼트 조립)을 실시하여 터널을 굴착하는 공법이다.
하수도 관로 시설의 송수 방법은 자연 유하 방식과 압력 방식(압력 관로 시스템)으로 크게 나뉘며, 후자는 압송식(수송)과 압력식 또는 진공식(수집)으로 구분된다[28][29]。 자연 유하 방식과 압력 관로 시스템을 병용하는 방식도 있다[30]。
- 자연 유하 방식
- * 자연 유하 방식(자연 유하식)은 중력에 의해 하수를 유하시키는 방식이다[31]。
- * 유지 관리가 비교적 간편하고 전원(동력비)도 필요 없다[29]。
- * 지형 조건 등의 영향을 크게 받으며, 지형이나 장애물에 따라 매설 깊이를 크게 해야 할 필요가 있다[29]。
- 압송식 하수도 수송 시스템(압송식)
- * 오수를 압송 펌프 시설로 가압하여 수송하는 것으로, 관거 내를 정압으로 하는 수송 방식에 구분된다[29][32]。
- 압력식 하수도 수집 시스템(압력식)
- * 오수를 각 가구 또는 여러 가구마다 설치한 그라인더 펌프로 가압하여 수집하는 방식으로, 관거 내를 정압으로 하는 수집 방식에 구분된다[29][32]。
- 진공식 하수도 수집 시스템(진공식)
- * 진공 밸브 유닛과 진공 관로 및 진공 스테이션을 조합하여, 관거 내를 부압으로 하는 수집 방식[29][32]。
도시의 지형과 최종 처리 시설과의 위치 관계에 따라 하수관거 설치 방식은 다음과 같이 분류된다[20]。
하수도 관로의 관종에는 도관, 콘크리트관, 염화비닐관 등이 있다.[21][22]
| 관종 | 장점 | 단점 | 비고 |
|---|---|---|---|
| 도관 | 내산성, 내알칼리성이 뛰어나 부식이나 마모의 우려가 적다.[21] | 깨지기 쉽고 대구경의 것은 제작이 어렵다.[21] | 하수도 보급에 기여했으나, 신설 정비량은 줄어들고 있다.[22] 1975년 이후 시공된 도관은 내하중력, 지수 성능 등이 향상되어 함몰 건수가 줄어들고 있다.[22] |
| 콘크리트관 | 부설 및 시공이 용이하다.[21] | 강성관이며, 휨은 거의 발생하지 않지만, 파손이나 균열이 생기기 쉽다.[22] 내산성이 부족하여 황화수소의 영향으로 부식되기도 한다.[21][22] | |
| 철근 콘크리트관 | * 하수도용 철근 콘크리트관: 일반적으로 개착 공법에 의한 매설에 사용되는 흄관[23]。 | ||
| 하수도용 경질 염화비닐관(염화비닐관) | 내약품성이 뛰어나 황화수소에 의한 부식의 영향을 받기 어렵다.[22] | 가요관이기 때문에 구조상 휨이 발생하기 쉽다.[22] | [23] |
| 하수도용 덕타일 주철관 | 내압성 및 내식성이 뛰어난 강도가 높은 가요관이다.[23] |
4. 5. 송수 방법
일반적으로 하수는 중력을 이용하여 운반되지만, 진공 하수도나 배출수 하수도와 같이 중력에만 의존하지 않는 방식도 있다.[20] 도시의 지형과 처리 시설의 위치에 따라 다음과 같은 방식으로 나뉜다.[20]; 직각식
: 하천이나 해안에 직각으로 하수관거를 설치하여 최단 거리가 되도록 하는 가장 경제적인 방식이다.[20]
; 차집식
: 하천이나 해안을 따라 차집관거를 설치하는 방식이다.[20]
; 엽전식
: 규칙적으로 한 방향으로 경사진 지형에 적합한 방식이다.[20]
; 띠형식 (평행식)
: 고저차가 큰 지역을 고구역, 중구역, 저구역으로 나누어 처리하는 방식이다.[20]
; 방사식
: 도시 중앙이 높거나 사방이 수역으로 둘러싸인 경우, 방사상으로 하수 간선을 설치하는 방식이다.[20]
맨홀 펌프는 관거가 깊은 곳이나 수로를 횡단해야 하는 곳의 맨홀에 설치되는 소형 펌프이다.[34]
4. 6. 맨홀 펌프
펌프장은 그 용도에 따라 배수 펌프장, 중계 펌프장, 처리장 내 펌프장으로 나뉜다.[33]
4. 7. 펌프장
(요약 및 펌프장 관련 내용 없음)4. 8. 부속 설비
하수도 시스템의 주요 부분은 하수(즉, 하수도 또는 "오수관")로 구성되어 있으며, 이는 생산 지점에서 처리 또는 배출 지점까지 하수를 운반한다.중력에만 의존하지 않는 오수관은 다음과 같다.
- 진공 하수도
- 배출수 하수도
하수도 시스템이 설치되지 않은 경우, 하수는 파이프를 통해 가정에서 정화조 또는 분뇨 처리조로 수집될 수 있으며, 여기서 처리되거나 차량으로 수집되어 처리 또는 폐기될 수 있다 (이 과정을 분뇨 슬러지 관리라고 한다).
5. 하수관 설계
하수관거는 원칙적으로 pc 암거(culvert)로 한다. 하수관은 하류로 갈수록 유속은 빠르게, 경사는 완만하게 한다. 유속을 빨리 하는 이유는 관 내 고형물이 퇴적되는 것을 방지하기 위함이다. 하수관끼리 접합되는 경우 관과 관 사이의 각은 최대 60°이하이어야 한다.
5. 1. 계획 오수량
하수관거는 원칙적으로 pc 암거(culvert)로 한다. 오수관은 계획 시간 최대 오수량을 기준으로, 우수관은 계획 우수량을 기준으로 설계한다. 합류식 관거는 [계획 시간 최대 오수량 + 계획 우수량]을 기준으로 하며, 차집 관거는 우천 시 계획 오수량(계획 시간 최대 오수량의 3배)을 기준으로 한다.[14] 오수량에는 생활 오수, 공장 폐수, 지하수량이 있으며, 지하수량은 1일 1인 최대 오수량의 10~20%이다.[14]5. 1. 1. 1일 평균 오수량
1일 최대 오수량에 다음을 곱하여 1일 평균 오수량을 구한다.[14]- 중소도시: 0.70
- 대도시, 공업 도시: 0.80
5. 1. 2. 1일 최대 오수량
계획 1일 최대오수량은 하수처리장 설계 규모의 기준이 되는 값이다.[64]1일 최대 오수량은 다음 식으로 계산한다.[64]
(1인 1일 최대 오수량 × 계획 인구) + 공장 폐수량 + 지하수량 + 기타 배수량[64]
5. 1. 3. 시간 최대 오수량
時間最大汚水量일본어은 1일 최대 오수량을 24로 나눈 값에 지역별 계수를 곱하여 산출한다.[64][65]| 지역 | 계수 |
|---|---|
| 대도시, 공업 도시 | 1.3 |
| 중소 도시 | 1.5 |
| 주택가, 아파트 | 1.8 |
5. 2. 하수관 유속
하수관은 하류로 갈수록 유속은 빠르게, 경사는 완만하게 한다. 유속을 빨리 하는 이유는 관 내 고형물이 퇴적되는 것을 방지하기 위함이다. 하수관은 유형에 따라 다음과 같이 유속을 정한다.- 우수관, 합류식 관거 : 0.8m/s~
- 오수관, 차집 관거 : 0.6m/s~
- 두 경우 모두에 해당하는 이상적인 유속 : ~1.8m/s
5. 3. 하수관 최소 직경
하수관거는 원칙적으로 pc 암거(暗渠, culvert)로 한다. 하수관의 최소 직경은 다음과 같다.- 우수관, 합류식 관거 : 250mm
- 오수관 : 200mm
5. 4. 하수관 접합
하수관끼리 접합할 때 관과 관 사이의 각은 최대 60°를 넘지 않아야 한다. 하수관 접합 방식에는 수위 접합(수면 접합), 관정 접합, 관저 접합이 있다. 수위 접합은 관내 수위를 일치시키는 방식으로, 수리학적으로 가장 좋은 방법이다. 하지만 수리 계산이 복잡하다는 단점이 있다. 관정 접합은 관의 윗부분을 일치시키는 방식으로, 땅을 깊게 파야 해서 공사비가 많이 든다. 관저 접합은 수리학적으로 가장 좋지 않지만, 땅을 얕게 파도 되기 때문에 공사비가 적게 든다는 장점이 있다.[20]5. 5. 관정 부식
관정 부식이란 하수관 내에서 황 화합물이 환원되어 황화 수소(H2S)가 생성되고, 이것이 공기 중으로 올라가 호기성 미생물에 의해 SO2, SO3로 산화된 후, 관 상부의 물방울에 녹아 황산(H2SO4)을 형성하면서 콘크리트 관을 부식시키는 현상이다. 관정 부식의 대책으로는 하수관 유속을 빠르게 하거나, 하수관 내에 PVC 등으로 피복을 입히는 방법이 있다.6. 유지 보수 및 관리
현대의 하수도 관리에서는 표면 유출수를 하수와 분리하고, 회색물(생활하수)을 오수(수세식 변기의 폐수)와 분리하여 처리하는 방식을 사용한다. 또한, 이상 기후로 인한 폭우 시 우수(빗물)량 증가와 같은 비정상적인 상황에 더 효과적으로 대처하기 위한 노력도 이루어지고 있다.
6. 1. 유지 보수
하수도는 시간이 지나면서 여러 문제에 직면하여 기능이 저하될 수 있다. 뿌리가 침투하거나, 연결 부위가 어긋나거나, 균열, 구멍 발생 등이 주요 문제이다. 이러한 문제들은 환경 및 공중 보건에 위험을 초래하는 상당한 양의 누수로 이어질 수 있다. 일례로, 독일에서는 연간 5억 m3의 오염된 물이 토양과 지하수로 누출될 수 있다는 추정이 있다.[4] 손상된 하수도 복구 및 교체는 상당한 비용이 소요된다. 로스앤젤레스 카운티의 연간 복구 비용은 약 4억유로이며,[5] 독일에서는 1억유로로 추정된다.[6]
황화 수소(H2S)는 생물 기원 황화물 부식을 일으켜 하수도 복구 작업이 필요하게 만든다. 하수도 소유자는 다양한 수리 방법을 선택할 수 있는데, 각 방법은 비용과 내구성이 다르다. 한 가지 방법은 손상된 부분을 청소하여 느슨한 물질과 오염 물질을 제거하고, 견고하고 거칠며 깨끗한 표면을 만든 후 알루민산 칼슘 기반 시멘트 재료를 바르는 것이다. 콘크리트 상태와 오염 정도에 따라 청소 방법은 간단한 고압 물 분사(200 bar)부터 수압 파쇄(2000 bar)까지 다양하다.
견고한 콘크리트 표면을 만들기 위해서는 표면 pH가 10 이상인지 확인하는 것이 한 가지 방법이다.
모든 콘크리트 수리 작업과 마찬가지로 최신 규칙을 준수해야 한다. 청소 단계를 거친 후에는 다음 방법들을 사용하여 시멘트 재료를 포화 표면 건조 기질에 적용한다.
- 저압 습식 분사: 먼지가 발생하지 않고 재료 손실이 적어 일반적인 방법이다. 일반적인 파사드 로터 펌프를 사용하며, 75미터를 넘을 수 없는 펌핑 거리가 단점이다.
- 회전 헤드 습식 분사: 수동 분사 대신 회전 헤드를 사용하여 모르타르를 수리 표면에 분사한다. 빠르고 원통형 공간(맨홀 등)에 적합하다. 구조물이 심하게 부식되어 사람이 들어가기 위험한 경우, 회전 헤드를 이용해 "무인" 맨홀 보강이 가능하다.
- 고압 건식 분사: "숏크리트" 또는 "건나이트"라고도 불리며, 빠른 복구 속도와 두꺼운 적용이 가능하다. 먼 거리까지 모르타르를 펌핑할 수 있다는 장점이 있어 접근 지점이 멀리 떨어져 있을 때 유용하다. 2014년 오스트레일리아에서는 100% 알루민산 칼슘 모르타르를 800미터 이상 공중 수송하여 분사한 사례가 있다. 먼지와 재료 반발이 발생할 수 있다는 단점이 있지만, 적절한 조치(사전 습윤 링, 골재 등급 조정, 숙련된 작업자, 물 미스트 차단 벽 등)를 통해 제한하고 제어할 수 있다.
하수도관 설치는 지하철 건설 등과 같이 지하 터널 기술을 활용하여 개착 공법과 비개착 공법으로 나뉜다.[24] 비개착 공법에는 쉴드 공법, 압입 공법, 산악 터널 공법 등이 있다.[24] 산악 터널 공법은 산지 등에서 발전용 도수로 터널 등을 설치할 때 사용하는 공법이므로[24] 여기서는 설명을 생략한다.
일본에서 넓은 의미의 하수도는 국토교통성 관할의 하수도법에 따른 하수도와 농림수산성 관할의 집락 배수, 환경성 관할의 정화조 등 하수도법에 따른 하수도 이외의 것으로 구분된다.[42]
또한, 일본의 수질오탁방지법에서 정하는 특정 시설에 대해서는 지방 자치 단체 등 하수도 사업자가 정하는 배제 기준[43]에 따라 수질을 관리한다. 하수도법에 따른 하수도는 공공하수도와 유역하수도로 구분된다.[42]
6. 2. 재활
하수도는 노후화로 인해 뿌리 침투, 이음부 변위, 균열, 구멍 형성 등 여러 문제가 발생하여 환경과 공중 보건에 위험을 초래하는 누출로 이어질 수 있다. 독일에서는 연간 5억 m3의 오염된 물이 토양과 지하수로 누출될 수 있다고 추정된다.[4] 손상된 하수도 재활 및 교체 비용은 매우 높은데, 로스앤젤레스 카운티의 연간 재활 비용은 약 4억유로,[5] 독일에서는 1억유로로 추정된다.[6]황화 수소(H2S)는 간접적으로 생물 기원 황화물 부식을 일으켜 하수도 재활 작업이 필요하게 만든다. 다양한 수리 옵션이 있는데, 한 가지 방법은 손상된 구조물을 청소하여 알루민산 칼슘 기반 시멘트 재료를 적용하는 것이다. 콘크리트 상태와 오염에 따라 청소는 고압 물 분사(200 bar)에서 수압 파쇄(2000 bar)까지 다양하다.
견고한 콘크리트 노출을 위해 표면 pH가 10보다 큰지 확인한다.
콘크리트 수리 후 시멘트 재료는 다음 방법을 사용하여 포화 표면 건조 기질에 적용된다.
- 저압 습식 분사: 먼지가 적고 재료 손실이 적어 일반적이다. 75미터를 초과할 수 없는 제한된 펌핑 거리가 단점이다.
- 회전 헤드 습식 분사: 빠르며 원통형 챔버에 적합하다. 심하게 부식된 경우 "무인" 맨홀 보강이 가능하다.
- 고압 건식 분사("숏크리트" 또는 "건나이트"): 빠른 재활 속도와 두꺼운 적용이 가능하다. 먼 거리에 모르타르 펌핑이 가능하며, 접근 지점이 멀리 떨어져 있을 때 유용하다. 먼지와 반발 발생은 적절한 수단으로 제어할 수 있다.
하수도관 부설은 지하 터널 기술을 응용하여 개착 공법과 비개착 공법으로 나뉜다.[24] 비개착 공법에는 쉴드 공법, 압입 공법 등이 있다.[24]
7. 문제점 및 과제
하수도는 노후화로 인해 뿌리 침투, 이음부 변위, 균열, 구멍 형성 등 여러 문제가 발생할 수 있으며, 이는 환경 및 공중 보건에 심각한 위험을 초래하여 상당량의 오염된 물이 토양과 지하수로 누출될 수 있다.
하수도 시스템은 특히 빗물이 토양에 흡수되지 않고 시스템으로 직접 배출되는 인구 밀도가 높은 지역에서 지하수위를 낮추는 경우가 많다. 벨기에에서는 지하수위가 100미터나 낮아진 사례도 보고되었다.[7][8] 이러한 지역에서는 얕은 굴착이 가능한 진공 하수도를 대신 사용할 수 있다.
최근 하수도 관리 방식은 표면 유출수를 하수와 별도로 처리하고, 회색물(생활하수)을 오수(수세식 변기의 폐수)와 분리하며, 이상 기후로 인한 폭우 시의 우수(빗물)량 증가에 더 잘 대처하는 방식을 포함한다.
7. 1. 지역 격차
개발도상국에서는 하수가 하수도 시스템 없이 바로 수계로 배출되어 수질 오염을 일으키는 경우가 많다. 병원균은 다양한 질병을 유발하며, 일부 화학 물질은 매우 낮은 농도에서도 위험하고 생물 농축을 통해 장기간 위협이 될 수 있다.하수도는 국가와 시대에 따라 역할이 변해왔다. 일본, 미국, 영국 등은 도시 배수 시스템으로 하수도를 구축했고, 이후 공업화로 인한 수질 오염에 대응하기 위해 하수 처리를 추가했다. 일본의 하수도법에서는 '하수'와 '하수도'를 정의하는데, 농업 배수는 '하수'에서 제외되고, 정화조는 '하수도'에서 제외된다. 그러나, 정화조나 농업 배수 등을 포함한 '광의의 하수도'에 대한 논의도 이루어지고 있다.
하수도는 다음과 같은 역할을 한다.
# 우수 배제(침수 방지)
# 오수 배제(생활 환경 개선, 변기 수세화)
# 공공 수역의 수질 보전 및 개선, 수자원 확보
# 처리수 및 오니의 재이용 (재활용형 도시 건설)
# 하수도 시설 활용 (처리장 상부 이용, 광섬유 설치)
위생 면에서는 이질, 콜레라 등 수계 전염병 방지, 화장실 수세화, 악취 방지, 모기, 파리 발생 억제, 수질 개선, 저습지 배수 개선 등의 효과가 있다.
하수도는 도시 기반 정비의 일환으로 막대한 비용이 투입되는 공공 사업이며, 선진국일수록 보급률이 높다. 일본의 하수도 보급률은 2022년 3월 기준 81.0%[48]로 높지만, 선진국 중에서는 낮은 편이며 지역 격차가 커서 미보급 지역에 대한 정비가 필요하다.
세계 은행(World Bank, 세곈)은 개발 도상국에서 선진국의 수세식 하수도 시설 도입이 일부 도시를 제외하고는 부적합할 수 있다고 지적하며, 대체 위생 처리(sanitation) 정비도 추진하고 있다.[10]
7. 2. 미연결
많은 개발도상국에서 하수는 하수도 시스템 없이 직접 수계로 배출되는 경우가 있다. 이는 수질 오염을 유발할 수 있다. 병원균은 다양한 질병을 일으킬 수 있다. 일부 화학 물질은 매우 낮은 농도에서도 위험을 초래하며, 동물이나 인간 조직 내 생물 농축으로 인해 장기간 위협으로 남을 수 있다.7. 3. 오니 처리
많은 개발도상국에서 하수는 하수도 시스템 없이 직접 수계로 배출되는 경우가 있다. 이는 수질 오염을 유발할 수 있다. 병원균은 다양한 질병을 일으킬 수 있으며, 일부 화학 물질은 매우 낮은 농도에서도 위험을 초래하고, 동물이나 인간 조직 내 생물 농축으로 인해 장기간 위협으로 남을 수 있다.7. 4. 시설 노후화
하수도는 노후화로 인해 여러 문제가 발생하며, 이는 환경 및 공중 보건에 심각한 위험을 초래한다. 주요 문제로는 뿌리 침투, 이음부 변위, 균열, 구멍 형성 등이 있으며, 이러한 문제들은 상당한 양의 오염된 물이 토양과 지하수로 누출되는 결과를 낳는다. 독일에서는 연간 5억 m3의 오염된 물이 누출되는 것으로 추정된다.[4]손상된 하수도의 재활 및 교체는 매우 많은 비용이 소요된다. 로스앤젤레스 카운티의 연간 재활 비용은 약 4억유로이며,[5] 독일에서는 1억유로로 추정된다.[6]
황화 수소(H2S)는 간접적으로 생물 기원 황화물 부식을 일으켜 하수도 재활 작업이 필요하게 만든다. 하수도 소유자는 비용과 내구성을 고려하여 다양한 수리 옵션을 선택할 수 있다. 한 가지 방법은 손상된 부분을 청소하여 알루민산 칼슘 기반 시멘트 재료를 적용하는 것이다. 콘크리트 상태와 오염 정도에 따라 청소 방법은 고압 물 분사(200 bar)부터 수압 파쇄(2000 bar)까지 다양하다.
견고한 콘크리트가 노출되도록 하려면 표면 pH가 10보다 큰지 확인해야 한다.
콘크리트 수리 후에는 다음과 같은 방법으로 시멘트 재료를 적용한다.
- 저압 습식 분사: 먼지가 적고 재료 손실이 적어 일반적이다. 75미터 이내 거리에서 사용 가능하다.
- 회전 헤드 습식 분사: 빠르고 원통형 챔버(맨홀 등)에 적합하다. 사람이 들어가기 위험한 심하게 부식된 구조물에도 적용 가능하다.
- 고압 건식 분사: 숏크리트 또는 건나이트라고도 불리며, 빠른 재활 속도와 두꺼운 적용이 가능하다. 모르타르를 먼 거리까지 펌핑할 수 있어 접근 지점이 멀리 떨어져 있을 때 유용하다. 2014년 오스트레일리아에서는 100% 알루민산 칼슘 모르타르를 800미터 이상 공중 수송하여 분사한 사례가 있다. 먼지와 반발 발생은 단점이지만, 적절한 조치로 제어할 수 있다.
7. 5. 기타 문제점
하수도는 조기에 노후화될 수 있는 여러 문제점을 안고 있다. 뿌리 침투, 이음부 변위, 균열, 구멍 형성은 환경과 공중 보건에 위험을 초래하는 상당한 양의 누출로 이어질 수 있다. 예를 들어, 독일에서는 연간 5억 m3의 오염된 물이 토양과 지하수로 누출될 수 있다고 추정된다.[4] 손상된 하수도 재활 및 교체 비용은 매우 비싸다. 로스앤젤레스 카운티의 연간 재활 비용은 약 4억유로이며,[5] 독일에서는 1억유로로 추정된다.[6]황화 수소(H2S)는 간접적으로 생물 기원 황화물 부식을 일으켜 하수도 재활 작업이 필요하게 만든다. 소유자는 다양한 수리 옵션을 선택할 수 있는데, 한 가지 방법은 손상된 구조물을 청소하여 알루민산 칼슘 시멘트를 기반으로 하는 시멘트 재료를 적용하는 것이다. 콘크리트 상태와 오염에 따라 청소는 고압 물 분사(200 bar)에서 수압 파쇄(2000 bar)까지 다양하다.
견고한 콘크리트 노출을 위해 표면 pH가 10보다 큰지 확인해야 한다.
콘크리트 수리 후 시멘트 재료는 다음 방법을 사용하여 포화 표면 건조 기질에 적용된다.
- 저압 습식 분사: 먼지가 적고 재료 손실이 적어 일반적이다. 75미터 이하의 펌핑 거리가 단점이다.
- 회전 헤드 습식 분사: 빠르고 원통형 챔버에 적합하다. 심하게 부식된 구조물에 "무인" 보강이 가능하다.
- 고압 건식 분사("숏크리트" 또는 "건나이트"): 빠른 재활 속도와 두꺼운 적용이 가능하다. 먼 거리 펌핑이 가능하지만 먼지와 반발이 발생할 수 있다.
하수도 시스템은 특히 인구 밀도가 높은 지역에서 지하수위를 낮추는 경우가 많다. 벨기에에서는 지하수위가 100미터나 낮아진 사례도 있다.[7][8] 이러한 지역에서는 얕은 굴착이 가능한 진공 하수도를 사용할 수 있다.
많은 개발도상국에서는 하수 처리 없이 수계로 직접 배출하여 수질 오염을 유발한다. 병원균은 질병을 일으키고, 일부 화학 물질은 생물 농축으로 장기간 위협이 될 수 있다.
최근 하수도 관리 방식은 표면 유출수와 하수를 분리하고, 회색물(생활하수)과 오수(수세식 변기의 폐수)를 분리하며, 이상 기후에 대처하는 방식을 포함한다.
8. 선진적인 사업의 예
하수도는 도시 기반 시설 정비의 중요한 부분으로, 막대한 건설 비용과 유지 관리 비용이 소요되는 국가 수준의 공공 사업이다. 따라서 선진국일수록 하수도 보급률이 높은 경향을 보인다.
일본의 하수도 보급률은 2022년 3월 기준으로 81.0%[48]로 상당히 높은 수준이지만, 다른 선진국에 비해서는 낮은 편이며 지역 격차도 크다. 따라서 아직 하수도가 보급되지 않은 지역에 대한 조속한 정비가 필요한 상황이다.
한편, 개발 도상국에서는 선진국에서 사용되는 수세식 하수도 시설을 그대로 도입하는 것이 적절하지 않을 수 있다는 지적이 있다.[10] 세계 은행의 조사에 따르면, 기존의 하수 처리 기술은 개발 도상국에 맞지 않는 경우가 많아, 이를 대체하는 위생 처리(sanitation) 시설 정비가 추진되고 있다.[10]
9. 방재 (내진화, 맨홀 화장실)
일본에서는 하수도가 도시 지역의 배수 시스템으로 구축되었으며, 공업화에 따른 수질 오염에 대응하기 위해 하수 처리가 추가되었다.[11] 하수도는 침수 방지, 생활 환경 개선, 공공 수역의 수질 보전, 자원 재활용 등의 역할을 한다.[10][12][13] 특히 위생 면에서는 이질, 콜레라 등 수인성 전염병 예방, 화장실 수세화, 악취 방지, 모기 및 파리 발생 억제, 수질 개선 등의 효과가 있다.[12]
하수도는 도시 기반 시설로서 막대한 건설 및 유지 관리 비용이 소요되는 국가적 공공 사업이다. 선진국일수록 하수도 보급률이 높은 경향을 보인다. 일본의 하수도 보급률은 2022년 3월 기준 81.0%[48]로 높은 수준이지만, 선진국 중에서는 낮은 편이며 지역 격차가 크다.
10. 세계의 하수도
하수도의 역할은 국가와 시대에 따라 변천해 왔다. 일본, 미국, 영국 등에서는 도시 지역 배수 시스템으로 구축되었고, 이후 공업화에 따른 수질 오염에 대응하기 위해 하수 처리가 추가되었다.[11]
하수도는 다음과 같은 역할과 효용을 가진다.[10][12][13]
- 우수 배제 (침수 방지)[10][13]
- 오수 배제를 통한 생활 환경 개선 (변기 수세화)[10][13]
- 공공 수역의 수질 보전[10][13] 및 수질 개선을 통한 수자원 확보[12]
- 처리수 및 오니 재이용을 통한 재활용형 도시 건설[12][13]
- 하수도 시설 활용 (처리장 상부 이용, 하수도관에 광섬유 설치)[13]
특히 위생 면에서 이질, 콜레라 등 수계 전염병 방지, 화장실 수세화에 따른 거주 환경 개선 및 악취 방지, 도랑 등 개선을 통한 모기, 파리 발생 억제, 오염원 제거를 통한 하천 및 수로 수질 개선, 저습지 배수 상황 개선 등의 효과가 있다.[12]
하수도는 도시 기반 정비의 일환으로 막대한 건설비가 투입되는 국가 수준의 공공 사업이다. 선진국일수록 보급률이 높은 경향을 보인다.
세계 은행 조사에 따르면 기존 하수 처리 기술은 개발 도상국에 적합하지 않은 경우가 많아, 대체 위생 처리(sanitation) 정비도 추진되고 있다.[10]
10. 1. 미국
주어진 자료에는 미국 하수도에 대한 내용이 없으므로, '미국' 섹션은 작성할 수 없다. 따라서 이전 출력과 동일하게 유지한다.10. 2. 영국
주어진 소스에는 영국의 하수도에 대한 내용이 없으므로, 영국 섹션에는 내용을 작성할 수 없다.10. 3. 일본
일본에서는 하수도가 도시 지역의 배수 시스템으로 구축되었으며, 이후 공업화에 따른 수질 오염에 대응하기 위해 하수 처리가 추가되었다.[11] 하수도법 제2조에서는 '하수'와 '하수도'를 정의하고 있는데, 농업 배수는 제외되며 정화조도 포함되지 않는다.[12]일본 하수도는 다음과 같은 역할과 효용을 가진다.[10][12][13]
- 우수 배제 (침수 방지)[10][13]
- 오수 배제를 통한 생활 환경 개선 (변기 수세화)[10][13]
- 공공 수역의 수질 보전[10][13] 및 수질 개선을 통한 수자원 확보[12]
- 처리수 및 오니 재이용을 통한 재활용형 도시 건설[12][13]
- 하수도 시설 활용 (처리장 상부 이용, 하수도관에 광섬유 설치)[13]
특히 위생 면에서 이질, 콜레라 등 수계 전염병 방지, 화장실 수세화에 따른 거주 환경 개선 및 악취 방지, 도랑 등 개선을 통한 모기, 파리 발생 억제, 오염원 제거를 통한 하천 및 수로 수질 개선, 저습지 배수 상황 개선 등의 효과가 있다.[12]
도도부현별 하수도 보급률 상위 5개 지역은 도쿄도, 오사카부, 가나가와현, 사이타마현, 아이치현이며, 하위 5개 지역은 도쿠시마현, 와카야마현, 고치현, 가고시마현, 가가와현이다.
10. 3. 1. 하수도법상 하수도
하수도 사업은 사회생활에 중요한 공공 서비스이자 사회 기반 시설이지만, 그와 반대로 다양한 문제점과 과제를 안고 있다.10. 3. 2. 하수도 유사 시설
하수도 사업은 사회생활에 중요한 공공 서비스이자 사회 기반 시설이지만, 그와 반대로 다양한 문제점과 과제를 안고 있다.10. 3. 3. 보급률
많은 유럽 국가에서는 시민들이 가능한 경우 가정의 위생 시설을 국가 하수도에 연결해야 할 의무가 있다. 예를 들어, 네덜란드는 인구의 99%가 하수도 시스템에 연결되어 있으며, 독일은 96%가 연결되어 있다.[10]하수도는 도시 기반 정비의 일환으로 막대한 건설비를 투입하여 정비되며, 완성 후에도 유지 관리 및 갱신에 막대한 경비를 요하는 국가 수준의 공공 사업이다. 그렇기 때문에 선진국일수록 보급률이 높은 경향을 보이고 있다.
일본의 하수도 보급률은 2022년 3월 시점에서 81.0%[48]로 상당한 수준을 달성하고 있지만, 선진국으로서는 낮은 수치이며 지역 격차가 매우 커서, 미보급 지역에 대한 조속한 정비가 요구되고 있다.
11. 결론 및 미래 전망
하수도의 역할은 국가와 시대에 따라 변해왔다.[10] 일본, 미국, 영국 등은 하수도를 도시 배수 시스템으로 구축했고, 이후 공업화로 인한 수질 오염에 대응하기 위해 하수 처리를 추가했다.[11] 일본 하수도법에서는 '하수'와 '하수도'를 정의하는데, 농업 배수는 '하수'에서 제외되고, 정화조는 '하수도'에서 제외된다.[12] 그러나 정화조나 농업 배수 등을 포함한 '광의의 하수도'에 대한 논의도 이루어지고 있다.[12]
하수도는 다음과 같은 역할과 효용을 가진다.[10][12][13]
- 우수 배제 (침수 방지)[10][13]
- 오수 배제를 통한 생활 환경 개선 (변기의 수세화)[10][13]
- 공공 수역의 수질 보전 및 수질 개선을 통한 수자원 확보[10][13][12]
- 처리수 및 오니 재이용을 통한 재활용형 도시 건설[12][13]
- 하수도 시설 활용 (처리장 상부 이용, 하수도관에 병행한 광섬유 설치)[13]
특히 위생 면에서 하수도는 이질, 콜레라 등 수계 전염병 방지, 화장실 수세화를 통한 거주 환경 개선 및 악취 방지, 모기, 파리 발생 억제, 하천 및 수로 수질 개선, 저습지 배수 상황 개선 등의 효과가 있다.[12]
하수도는 도시 기반 정비의 일환으로 막대한 비용이 투입되는 국가 수준의 공공 사업이다. 따라서 선진국일수록 보급률이 높다.
일본의 하수도 보급률은 2022년 3월 기준 81.0%[48]로 높지만, 선진국 중에서는 낮은 편이며 지역 격차가 커서 미보급 지역에 대한 정비가 필요하다.
개발 도상국에서는 선진국의 수세식 하수도 시설을 그대로 도입하는 것은 부적절할 수 있다는 지적이 있다.[10] 세계 은행(World Bank, 세곈) 조사에 따르면 기존 하수 처리 기술은 개발 도상국에 맞지 않는 경우가 많아, 이를 대체하는 위생 처리(sanitation) 정비도 추진되고 있다.[10]
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