上水道 (上水道)는 먹는 물 이나 生活 用水 따위를 보내 주는 配管 이다. 都市나 마을에 깨끗한 물 을 提供하는 科學은 現代 衛生工學 과 마찬가지로 土木工學 의 主要 下位分野이다.

現代 社會에서 깨끗한 上水道를 提供하는 것은 精髓 施設, 用水로 , 우물 , 地上이나 地下의 물 貯藏 탱크나 給水塔 , 地下 터널 , 配管 , 펌프 와 같은 土木 記事 와 土木 記事를 管理하는 建設 會社에 依해 考案되고 建設되는 施設들을 包含하는 巨大한 體系로 이루어진다. 깨끗한 上水道의 有用性은 公衆 衛生 惠澤을 가져다주며, 普通 廢水를 除去하거나 整齊하는 것은 上水道를 提供하는 것을 管理하는, '政府 機關'에 責任이 있다.

歷史 [ 編輯 ]

歷史를 통틀어 사람들은 물을 더 便利하게 얻고 使用할 수 있는 시스템을 考案해 왔다. 半乾燥 地域에 살았던 古代 페르시아人들은 紀元前 1千年에 山에서 물에 接近하기 위해 카나트 시스템을 使用했다. 初期 로마에는 室內 配管이 있었는데, 이는 사람들이 使用할 수 있도록 집과 公共 우물 및 噴水에서 끝나는 水路와 파이프 시스템을 의미한다.

啓蒙主義 時代까지 물 供給과 衛生 分野에서는 거의 進展이 없었고 로마인의 工學 技術은 유럽 全域에서 大體로 無視되었다. 急激한 人口 增加로 인해 런던에서 民間 級數網 構築이 붐을 일으킨 것은 18世紀였다. 런던의 물 供給 인프라는 中世 初期 導管부터 콜레라 威脅에 對應하여 建設된 19世紀 主要 處理 施設, 現代的인 大規模 貯水池에 이르기까지 數世紀에 걸쳐 發展했다. 最初의 나사식 水道꼭지는 1845年 로더햄(Rotherham)의 黃銅 鑄造소人 게스트(Guest)와 차임스(Chrimes)에게 特許가 주어졌다.

물 供給을 淨化하기 위해 最初로 모래 필터를 使用한 記錄은 1804年으로 거슬러 올라간다. 當時 스코틀랜드 페이즐리의 漂白腸 主人인 존 깁(John Gibb)은 實驗的인 필터를 設置하여 願치 않는 剩餘分을 大衆에게 販賣했다. 世界 最初의 處理된 公共 用水 供給 裝置는 1829年 런던의 첼시 워터웍스 컴퍼니(Chelsea Waterworks Company)를 위한 엔지니어 제임스 심슨(James Simpson)에 依해 設置되었다. 數處理 慣行은 곧 主流가 되었고 시스템의 長點은 醫師의 調査 以後 克明하게 드러났다. 1854年 브로드 스트리트 콜레라 發病 當時 존 스노우(John Snow)는 콜레라 傳染病 擴散에서 물 供給의 役割을 보여주었다.

成分 [ 編輯 ]

世界 여러 地域에서 空中 齒牙 衛生을 向上시키기 위하여 上水道에 弗素 를 包含한 化學 藥品이 添加되며, 몇몇 國家에서는 市民들의 主要 論爭의 爭點으로 남아있다. 上水道에는 다양한 種類의 天然 成分이 包含되어 있지만, 경수 의 炭酸 칼슘 과 같은 異物質 除去 物質, 마그네슘 이나 철 과 같은 金屬 이온 , 黃化 水素 와 같은 惡臭 가스 等의 比較的 해로운 汚染 物質 또한 包含되기도 한다. 地下水 에 影響을 미치는 地質 狀態가 물에 包含되는 物質을 決定하는 要因이 된다. 가끔 生物學 敵으로 危險한 化學 物質 의 給水場 으로의 漏出과 같은 衛生에 影響을 미치는 問題가 發生하게 되면, 政府에서는 上水道를 利用하는 代身 生水 를 마시도록 勸告한다.

系統 [ 編輯 ]

上水道의 系統은 水原 - 取水 -度數- 精髓 -松樹-排水-級數로 區分된다. ^[1] 度數, 松樹, 級數 等에서는 地形에 따라 높은 곳에서 낮은 곳으로 갈 때 費用 節減을 위해 自然的으로 흐르게 하는 自然流下式으로 할 수도 있다. 萬若 낮은 곳에서 높은 곳으로 水路가 移動해야한다면 펌프 設置가 必要하다. ^[2]

水原 지 [ 編輯 ]

水源池(Water source)란 水道물의 原料가 되는 물이 있는 곳이다.

取水 [ 編輯 ]

取水 (Intake)란 水源池로부터 必要한 數量을 吹入하는 過程을 말한다.

度數 [ 編輯 ]

度數(Conveyance of water)란 取水한 물을 淨水池로 移動시키는 過程이다. 度數 方法엔 自然流下式과 펌프 壓送式이 있는데 自然 유하食餌 維持管理가 더 쉽다. ^[3]

精髓 [ 編輯 ]

精髓 (Purification)란 取水한 물을 使用 目的에 맞게 水質 改善하는 過程이다. 淨水池로 度數 되어 온 怨讐(原水)를 物理的, 化學的 處理를 통해 淨水하게 된다. 보통의 公共 水道에서는 착修正→凝集→藥品 沈澱→急速 濾過→消毒( 鹽素 , 오존 )의 順序를 거쳐 ^[4] 정수가 進行된다. 완속 濾過 時에는 着手情→普通 沈澱→緩速 濾過→消毒衣 順序로 정수가 進行된다. ^[1]

松樹 [ 編輯 ]

松樹(Transmission)란 淨水된 물을 배수지까지 보내는 過程이다.

排水 [ 編輯 ]

排水(Distribution)란 淨水된 물을 給水 地域까지 보내는 過程이다. 排水管에는 鑄鐵管이 使用된다. 鑄鐵管의 長點은 이陰部 屈曲性이 좋다는 點, 任意로 直觀이나 異形管을 鑄造할 수 있다는 點이 있다. 短點은 才質이 弱해 破裂되기 쉽다는 點인데, 이 때문에 棺을 두껍게 만들어서 運搬費가 많이 들게 된다. ^[5] 이런 限界를 克服하기 위해 更迭 鹽化비닐官을 쓰기도 한다. 更迭 鹽化비닐官은 時間이 지나도 桶修能 減少가 없으며 棺에 끼는 罐石(scale)李 적은 長點이 있다. 石綿 시멘트棺은 組織이 緻密하고 高壓에도 잘 견딘다. 化學 作用을 받지 않는 長點이 있다. ^[6] 排水管을 設置할 때는 凍結 깊이, 地下水位에 依해 棺이 뜨는 것, 路面 위 車輛이 지나가면서 發生하는 輪荷重을 考慮하여 最小 埋設 깊이를 定한다. ^[5] 排水管 設計 基準은 計劃 1時間 最大 給水量을 基準으로 한다. ^[7]

級數 [ 編輯 ]

級數(Service)란 排水管을 통해 運搬된 물을 使用者에게 供給하는 過程이다. 級數 方式은 代表的으로 두 가지가 있다. 첫番째는 直結式 級數 方式으로, 官路 內 水壓이 充分한 境遇 使用한다. 두番째는 탱크式(貯水槽式) 給水方式으로, 官路 內 水壓이 不足한 境遇 適用하며, 災害 時, 斷水 詩, 물 確保가 必要한 境遇에 유리하다는 長點이 있다. ^[8]

上水道의 設計 [ 編輯 ]

上水道 基本計劃視 計劃年度 ( 目標 年度 )는 15-20年을 標準으로 한다. ^{[9] [10]} 萬一 큰 댐이나 大規模의 度數 또는 送水 施設을 計劃한다면 計劃年限은 25-50年으로 한다. 이렇게 하는 理由는 큰 規模의 構造物일 境遇 將來에 擴張하기 어려운 것을 考慮하기 때문이다. 計劃年度를 決定할 때는 다음을 考慮해서 決定해야 한다. ^{[11] [12]}

• 採用 構造物과 施設의 內容 年壽
• 施設 擴張 難易度
• 都市의 發展 程度, 人口 增加 展望
• 財政 狀態, 建設費, 資本 確保
• 수도 輸入 年次別 豫想額

計劃 級數 人口 [ 編輯 ]

計劃 級數 人口란 上水道의 물을 供給받는 人口를 말한다. ^{[13] [14] [15]}

計劃 級數 人口 = 級數 區域 內 總 人口 × 上水道 普及率(%)

計劃 級數 人口를 推定하는 方法은 等差級數 方法, 等比級數 方法, 로지스틱 커브 方法 等이 있다. 上水道의 計劃 級數 人口에 對한 推定은 過去 約 20年間의 人口 資料를 보고 推定한다. ^[16]

計劃 級數量 算定 [ 編輯 ]

計劃 給水量을 算定하는 일은 투여될 藥品 量의 計算, 電力 使用量, 維持 管理費, 上水道 料金 算定, 上水道 施設 規模 決定, 排水 本館의 設計 等에 必要하다. 種類로는 計劃 1日 平均 級數量, 計劃 1日 最大 級數量, 計劃 時間 最大 給水量이 있다. 上水道가 供給될 對象 地域이 大都市인지 工業都市인지, 小都市인지 等에 따라 計劃 給水量은 달라진다.

上水管로의 設計 [ 編輯 ]

手로 內의 平均 流速 [ 編輯 ]

度數, 送水管 設計 [ 編輯 ]

度數, 送水管의 流速은 0.3 ~ 3.0m/s로 한다. 最小 流速이 있는 理由는 官路 內에 異物質이 堆積되는 것을 防止하기 위해서이고, 最大 流速이 있는 理由는 官路의 磨耗를 防止하기 위해서이다.

度數, 松樹 方式은 自然 유하식과 펌프 壓送式이 있다. 自然 유하식은 落差를 利用하여 물을 보내는 方式으로, 個數로 式과 管水路 式으로 區分된다. 水原 이 높은 곳에 位置하고 導水路가 긴 境遇에 適當한 方式이다. 維持 管理가 容易하고 管理費가 적게 消耗되어 經濟的이라는 長點이 있다. 短點으로는 汚水가 侵入할 念慮가 있다.

펌프 壓送式은 水源池와 配水池의 高低車 때문에 自然 유하식을 使用할 수 없을 때 쓰는 方法이다. 管水路式밖에 없다. 펌프를 稼動하는 데 電力費와 維持管理費가 들기 때문에 水源池와 가까운 境遇 設置하는 것이 좋다. 短點으로는 水壓으로 인한 漏水의 危險이 있다.

度數, 松樹 方式 選定에서 特히 留意해야할 點은 送水管의 境遇 淨水된 물을 運搬해야 하므로 汚染防止를 위해 原則的으로 管水路 로 해야 한다는 點, 動水勾配選 以下가 되도록 해야한다는 點, 水平, 垂直의 急激한 屈曲은 避해야 한다는 點이 있다. ^[17]

排水觀望의 計算 [ 編輯 ]

等値觀法 [ 編輯 ]

等治棺(等値管)이란 損失 水痘 가 같으면서 直徑이 다른 管을 말한다. 等値觀法은 Hardy-Cross 法을 適用하기 前에 複雜한 觀望을 簡單한 觀望으로 骨格化시키기 위한 豫備作業에 쓰는 方法이다. 1番 管의 길이, 直徑, 流量을 各各 L ₁ , D ₁ , Q ₁ 理라 하고, 2番 管의 길이, 直徑, 流量을 各各 L ₂ , D ₂ , Q ₂ 라 한다면, 이들의 關係는 다음과 같이 나타낼 수 있다. ^[18]

${\displaystyle L_{2}=L_{1}\left({\frac {D_{2}}{D_{1}}}\right)^{4.87},\qquad Q_{2}=Q_{1}\left({\frac {L_{1}}{L_{2}}}\right)^{0.54}}$

Hardy-Cross 法 [ 編輯 ]

觀望 이 複雜한 境遇 使用하는 反復 近似解法이다. Hazen-Williams 公式 ${\displaystyle (h_{L}=kQ^{1.85})}$를 利用하여 排水觀望의 流量을 計算한다. Hardy-Cross 法에는 세 가지 基本 家庭이 있다. 첫째는 排水管에 들어온 流入 流量은 停止하지 않는다는 것이고, 두番째는 各 廢合 官의 摩擦損失水痘 의 合은 0이라는 것, 세番째는 摩擦 以外의 損失 은 無視한다는 것이다. ^[18]

上水管 接合 [ 編輯 ]

上水管을 接合하는 方法은 여러 가지가 있다. 例를 들어 Mechanical 接合은 고무링을 利用해 水密하는 接合 方法이다. ^[5]

上水管 埋設 [ 編輯 ]

1000mm 直徑 以上의 對官頃 官은 1.5-2.0m 깊이에 묻는 것이 適當하다. ^[6]

기타 [ 編輯 ]

上水管路는 時間이 갈수록 罐石이 생겨 統帥斷面積이 줄어든다. 이에 따라 通水能力이 줄어들어 輸送能力이 低下된다. ^[5] 排水 段階에서, 이는 更迭 鹽化비닐官을 使用함으로써 克服된다. ^[6]

같이 보기 [ 編輯 ]

• 上水源保護區域
• 수도 (施設)
• 中水道
• 下水道

各州 [ 編輯 ]

參考 文獻 [ 編輯 ]

• 노재식; 한웅규; 정용욱 (2016). 《土木技士 對備 上下水道 工學》. 한솔아카데미. ISBN   9791156562344 .  

外部 링크 [ 編輯 ]

• 위키미디어 公用에 上水道 關聯 미디어 分類가 있습니다.
• 上水道 - 두산世界대백과사전
• The Water Information Center - An online resource for public water system basics and water management issues from the National Academy of Sciences.
• US Environmental Protection Agency Drinking water page
• U.S. Centers for Disease Control and Prevention (CDC) Healthy Water - Public Water Systems - One-stop resource for information on public water systems supplying tap water including information on drinking water, fluoridation, water testing, water-related diseases and contaminants, etc., plus links to EPA, WHO, and other resources.
• Bottled Water: Better than the Tap? - A Food and Drug Administration site, explains different sources & treatment of water in depth and compares them.
• the International Code Council
• the American Society for Testing and Materials
• the National Ground Water Association
• The Copper Development Association
• 2008 Municipal Water Pricing Report(Canada)
• 워터저널 - 맑은물 供給을 위한 上水道 配水池 維持管理 改善方案 Archived 2021年 3月 2日 - 웨이백 머신
• 大韓民國 上水道 級數現況 統計