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[해외사례②] 일본 하수관거 정비방법-불명수대책(1)
고또우 기요시 박사(일본 관로품질평가시스템협회 기술이사)
2007년 03월 17일 (토) 00:00:00 편집국 waterjournal@hanmail.net


일본도 불명수 대책에서 다양한 실패 경험

문제 해결하기 위해 실패 경험 살린 새로운 시도 필요
공정간의 협력관계 원활치 않으면 사업 전체 효율 저감


   
▲ 고또우 기요시 박사
일본이 하수관거 정비 역사에 있어서 오랜 기간 동안 여러 가지 시행착오를 겪었던 가장 근본적인 이유는 “업무협력에 의한 종합대책의 나아갈 방향을 설정하지 못했다”는 부분에 있다고 생각한다.

다시 말해 공사·시공회사, 조사회사 그리고 조사된 결과를 컨설팅하는 컨설턴트회사, 또한 이것들을 종합해야 될 지자체 등 하수관거 정비에 있어 이런 부분들의 역할론이 분명히 되지 않고 각자 방향으로 나아갔기 때문에 결과적으로 종합대책이 이루어지지 않아 일본의 하수관거 정비역사에 있어 많은 시행착오를 겪어왔다고 생각한다.

그 이유에 대해서 구체적으로 설명하면, ‘왜 불명수 문제가 생기는가?’라는 부분에 대해 조사를 해 본적이 있다. 실제 불명수 문제가 해결되지 않는 이유를 6가지 정도로 설명할 수 있는데 △대책을 실시해도 줄지 않는 우수 침입수와 침수 △어려운 배수설비의 오접 해결 △개선효과가 바로 상실되는 상시 침입수 △조사에 시간과 비용이 과다 소요 △불명수 저감만이 아닌 시설 증설에 의한 문제 해결의 모색 △불명수에 대한 고정관념 등이 바로 그것이다.

이중 배수설비의 오접 해결이 상당히 어려운 부분이라 할 수 있다. 한국도 마찬가지이듯이 배수설비는 사유재산에 해당된다. 따라서 이 부분에 대해서 국가나 지자체, 혹은 공공기관이 대책을 세우는데 한계를 느낄 수밖에 없는 상당히 어려운 부분이다.

관로에서 불명수 대책 너무 어려워

다음은 공사·시공회사, 조사회사, 컨설팅회사, 지자체 등 각자의 역할에서 느끼는 문제에 대해 설명을 하면, 먼저 지자체의 경우 실제로 필자는 여러 지자체의 요청을 받아 하수관거 정비 개선을 위한 세미나에 많은 참석을 했다. 그 때마다 지자체에게 “가장 불편한 점이 무엇이냐?”고 물어 보는데 가장 많은 답변이 “관로에 있어서 불명수 대책이 너무 어렵다”라는 것으로 바로 불명수 규제에 대한 것이 대부분이었다.

그 다음으로 많은 대답이, 얻어지는 정보량과 일치하지 않는 유량조사와 CCTV 카메라를 이용한 관로 내 조사의 기간이나 비용이 너무 비싸다는 것이다. 이외에도 오접을 개선해도 없어지지 않는 침수, 본관을 개선해도 줄어들지 않는 침입수 등 실제로 여러 가지 대책을 실시해도 크게 효과를 보지 못하는 고충을 겪고 있다. 따라서 대부분의 일본 지자체에서는 근본적인 문제해결보다는 당장 일어나는 문제를 해결하기 위해 바이패스관 설치 등 현실적인 방법으로 대응하고 있다.
두 번째, 공사·시공회사의 경우는 보통 관로 시설의 보수나 수선에는 CCTV 카메라 조사가 반드시 필요하다. CCTV 카메라 검사에 의해 침입수 판정을 하며, 검사결과에 따라 지수를 하게 된다. 그러나 정확하게 지수보수를 하더라도 실제로 침입수 감소량이 크지 않다는 것이 문제이다.

또한 사업량을 증가시키고 싶어하는 기업의 욕심으로 인해 공사가 꼭 필요한 부분이 아니라 하더라도 개·보수의 범위 및 수량이 증가되는 경향이 있다. 특히, 개·보수 개소를 확정하고 지수공사를 완료하면 분명히 그 양만큼 침입수가 줄어들어야 하지만 실제로 성실한 공사에도 불구하고 줄어들지 않는 상황이 발생하는 경우가 있었다. 이때 시공사 입장에서는 금액의 효과에 대해 책임을 묻게 되는데 그 책임을 피하기 위해 실제로 줄어든 양 이상의 양이 줄어들었다고 거짓보고를 하는 현상들이 있었다.

   
▲ 관로 유지관리에 있어서 최우선 과제는 불명수로, “우수침입수에 원인은 오접이 틀림없다” 등 불명수에 대한 고정관념을 없애야 한다.
세 번째, 조사회사의 경우 조사회사와 지자체의 계약관계를 보면 조사를 통해 ‘어떤 개선을 얼마만큼 해결해 줄 것인가?’에 대한 계약상의 명백한 목표값 등이 제시되어야 한다. 하지만 지자체에는 조사회사에 대해 단지 ‘조사만 해라’는 식의 계약조건을 제시하고 있어 조사회사는 사업효과에 대한 정량화 등에 대해 결론(제안)을 내놓지 못하고 있는 상황이다.

대표적인 예로 조사의 규모 및 “왜 이런 조사를 해야되는지”에 대한 조사의 목적들이 불분명한 상태에서 지자체에서는 발주가 되고, 조사회사 입장에서도 목적이나 규모 등을 고려하지 않고 단지 정해진 영역 내에서의 어떤 단순한 조사가 이때까지의 선례로 조사한 결과를 통한 이후 대책 수립을 연관시키지 않고 조사만으로 끝나는 케이스가 상당히 많았다.
 
대표적인 예가 연막조사의 경우 실제 연막이 뿜어져 나오는 개소수만을 열심히 쫓아가는 조사만 한다. “왜 이곳에서 이런 연기가 나올까?”라는 부분에 대한 목적 내지는 연막조사에 대한 목적을 고려하면서 개소수의 특징을 고려하는 것들이 전혀 되어있지 않은 상황이다.

또 한 가지는 수밀검사의 경우 관 밖에 지하수위가 관 안의 지하수위보다 높은 경우에는 안에서 물이 새고 있더라도 바깥으로 빠져나가는 부분을 확인할 수가 없다. 그 이유는 수압차이에 의해서 빠져 나오기 때문이다. 그럼에도 불구하고 지하수위를 고려하지 않은 채 무조건 물만 제거해서 수밀검사를 하는 검사의 사례가 많이 있다. 특히 최근에는 많이 줄어들었지만 과거에는 육안조사만으로 관로 표면이 깨끗하면 “수밀성이 좋다”라고 생각하여 건너뛰는 검사들도 있었다.

네 번째, 컨설턴트 회사의 입장에서 살펴보면 일본의 경우에는 컨설팅회사에 발주를 할 때도 설계, 조사, 개선공사 등 각각 별도의 회사에 대해서 분할별도발주를 하게끔 되어 있다. 신설 및 완전 개축을 제외한 대부분의 개·보수공사에 있어서는 문제해결에 필요한 현장경험이 상당히 중요하며, 현장조사 데이터의 많은 부분을 알고있는 회사가 직접 맡는 것이 가장 효율적이다.

그러나 지자체의 입장에서는 조사한 회사의 데이터가 외부로 많이 알려지면 알려질수록 나중에 문제가 될 경우가 있기 때문에 그런 부분들을 스스로 감추거나 옭아매는 경향이 있다. 따라서 조사한 결과의 데이터들이 실제 컨설팅회사 쪽으로 완벽하게 전달되지 않는 문제점이 있다.

우수침입수 오접 비율 20% 미만

일본이 가지고 있는 불명수의 고정관념에 대해 설명을 하면, 미국이나 유럽, 한국 등 대부분의 나라에서는 불명수에 대한 여러 가지 고정관념이 존재할 것이다. 일본의 경우에도 여러 고정관념이 있으며, 대표적인 고정관념은 △우수침입수의 원인은 오접이 틀림없다. △본관을 보수하면 우수침입수도 상당히 삭감된다. △본관과 연결관 소켓부분의 개선이 우수침입수 저감에 효과적이다. △침수의 원인은 우수침입수가 틀림없다. △TV카메라 검사로 특정한 침입수 개소를 개선하면 그만큼의 침입수가 저감된다. △지하수위까지의 관로 시설을 개선하면 지하수 침입수가 없어진다.

그렇다면 불명수가 줄어들지 않는 진짜 이유는 무엇일까? 일본의 경우 테이터상 우수침입수의 절반은 배수설비로부터 침입하며, 오접이 차지하는 우수침입수 비율은 20% 미만이 대부분이다. 따라서 공간부분에 대해 확실하게 시공했다고 하더라도 우수침입수가 줄어드는 비율은 20% 미만이다.

   
▲ 우수침입수의 절반은 배수설비로부터 침입하므로 관로시설을 설치하거나 유지관리를 할 때 수밀성 검사를 완벽히 해야 한다.
실제로 여러 부분에서 침입수가 발생하며, 어느 한 군데에서 침입수가 발견되었다고 해도 그 부분에 지수를 시행했다고 해서 결과적으로 관 전체에 대해 지수가 된 것이 아니다. 또 한 곳을 막았다 하더라도 이전에 새지 않았던 곳으로 또 다른 침입수가 들어올 수 있기 때문으로 이는 관 전체에 대한 보수가 되지 않으면 쉽게 개선되지 않는 것이다.

두 번째로 고려되는 것이 무단 접속 부분이다. 호수관에 원래 연결되지 않은 시설들을 시공이 끝난 뒤에 무단으로 호수관에 강제적으로 연결해서 사용하는 경우가 있다. 또한 침수의 경우는 우수침입수가 증가함에 따라 늘어나는 부분도 있지만 그것보다는 관로 자체의 유하능력 부족 때문에 일어나는 현상들이 더욱더 지배적이라고 보면 된다.

최종적으로는 유량계 정밀도의 부정확으로 불명수가 없는데도 유량계 자체의 데이터 정도 차이에 따라 불명수가 있는 것처럼 보이는 결과도 많이 발견되고 있다. 예를 들면, 오사카지역의 한 도시에서 실제로 있었던 일로 계획된 하수량에 비해 상시 유입되는 불명수가 1대1로 유입되는 일이 있어 그 이유를 조사해보니 그 원인은 단순했다.

농업용수로에 물을 공급할 때 지나치게 많은 양을 공급하면 물이 넘쳐 도로로 가는 것을 방지하기 위해 둑에 조그만 구멍을 뚫어 바이패스 라인을 만들어 하수구에다가 직접 연결한 것이다. 그래서 그것이 상시 2Q 이상의 불명수가 되는 사례가 있었다.

두 번째 사례로 동경부근의 한 도시는 유량계 체크를 해본 결과, 총 하수량이 180이라고 했을 때 그 중 80 정도가 불명수로 밝혀졌다. 그 이유를 추적해보니 불명수 자체는 실제 유량해 들어온 것이 아니고 유량계의 오작동에 의해서 가상의 불명수였다. 그러나 지자체는 잘못된 유량계 때문에 연간 1천만 엔 정도의 유지관리비를 계속 부가했던 사례가 있었다.

하수관·상수강관도 노후화 진단

관로 시설의 개축·보수사업은 조사, 진단·판정, 계획, 설계 시공의 일련 공정으로 공정간의 협업적 관계가 원활하지 않으면 사업전체의 효율이 저감된다. 이에 일본에서는 관로의 조사, 조사에 대한 개축의 방법 등에 대해 뭔가 체계화를 이루어야 되겠다라는 생각에서 2002년도에 ‘개축·보수 사업의 체계화’에 대한 연구를 시작하게 되었다.

이 연구는 국가기구인 (재)하수구시민기술추진기구와 동경도하수도서비스(주), 대기업 하수도 컨설턴트 9개회사에서 공동으로 진행했으며, △조사에서부터 시책 실시까지의 일련의 공정을 체계적으로 표준화 △전자데이터 활용에 의한 정보 전달의 표준화 △재해 발생 시 대응안 마련 △갱생관의 품질관리 등에 대한 연구가 추진되었다.

다음은 불명수 저감을 위해 최근 일본에서 시행되고 있는 기술에 대한 소개를 하겠다. 앞에서도 말했듯이 관로 공사는 비용이나 기간이 많이 걸린다. 그중 CCTV 카메라 검사의 비경제성에 대한 것을 보완하기 위해 최근 일본에 도입된 것이 간이침입카메라 공법과 CCTV 카메라 검사결과의 전개 해석이 있다.

먼저 간이침입카메라 공법은 강력한 줌 기능을 가진 CCTV 카메라로 맨홀부터 상하류 관내를 검사하는 것으로 물론 “이 방법이 가장 적합하냐?”하는 부분에 대해서는 다소의 의문을 가지고 있지만 일본 지자체에서도 짧은 기간 내에 많은 관로를 적은 비용으로 확인하고 싶다할 경우에는 이 방법이 상당히 효과적이라고 생각한다.

CCTV 카메라 검사결과의 전개 해석의 경우, 현재 일본 내에서 CCTV 카메라를 통해 축적되어 있는 데이터가 약 3만 건에 이른다. 하지만 그 데이터를 어떻게 활용하고 어떻게 정리하느냐에 대해서는 구체적인 방침이 정해져 있지 않다. 따라서 본 연구에 있어서는 기존에 축적되어 있던 TV 카메라 조사결과를 영상으로 데이터를 변환시켜서 간단하게 시각적으로 관로 전체에 대한 상태들을 비주얼화 하는 작업들을 연구내용에 포함시키고 있다.

   
다음으로 소개할 기술은 충격탄성파를 이용한 노후화(열화)진단 방법이다. 이 방법은 로봇이 관 안으로 들어가면서 한쪽에서 탄성파를 이용해 충격을 주고, 다른 쪽에서는 충격파가 전달되면서 생기는 파형을 체크하여 충격을 준 강도와 신호를 받은 강도의 차이에 의해 관로의 노화가 어떻게 진행되어 있는가에 대해 시각적으로 그래프로 표현하는 기술이다. 이 방법은 하수도 사업뿐만 아니라 농업용수로 용관이나 상수강관에 대한 노후화 전향에도 사용되고 있다.

다음은 강도의 형태에 따른 3차원 전달방법이다. 이 장비는 내경 변형검사 로봇과 종단 수직 및 수평 변형 로봇으로 구성이 되어있다. 이 진단기기는 주로 PE나 PVC의 변형이나 팽창 등에 대한 검사용으로써 많이 쓰이고 있으며 차량 통행량이 많은 도로 밑에 있는 간선에 사용되는 PE나 PVC의 검사에도 적합하다.
 GIS 매핑시스템은 일본보다 한국이 훨씬 더 앞서나가고 있다고 생각한다. 일본은 아직 하수도에 대해서도 GIS 매핑시스템에 대한 표준사양조차 이루어지지 못하고 있다.

지금까지 전체적으로 GIS 매핑시스템이나 위성을 이용한 침입수 대책방법들은 큰 틀을 가지고 이용한 방법들이고 현실적으로 현재 전자데이터화 되어 있지 않은(완벽하게 정리되어 있지 않은) 보고서나 유지관리 데이터들이 캐비닛 안에서 잠자고 있는 것들이 많다. 따라서 그런 부분들을 끄집어내어 표준화된 틀에 입력하는 세부적인 정보의 일괄처리관리 방법에 대해 지원을 하는 회사들이 많이 늘어나고 있다.

현재 일본에서는 위상 기하학(Topology) 모델에 의한 우수침입지역에 대한 해석을 수행하려 하고 있다. 이 방법은 한 컨설팅회사가 개발한 프로그램으로서 위성에서 찍은 지역을 1㎞ 단위(가로 1㎞, 세로 1㎞)로 분류하여 1㎞ 범위 내에서 누수에 대한 침입 발생 개·소수 및 흐름 등을 해석하는 프로그램이다.

이 프로그램은 단위 자체가 1㎢이기 때문에 개·보수 차원에서는 상당히 넓은 지역에 해당된다. 따라서 아주 세부적인 침입발생계수를 특정 짓는 것이 아니고 대량의 범위를 설정하는데 주로 사용되고 있다.

업무협력에 의한 대책마련 시급

일본의 유출해석모델을 사용하는 불명수 대책을 보면, 유출해석모델은 앞서 말했던 (재)하수도신기술추진기구와 상하수도 컨설턴트 대기업 9개 회사의 공동연구로 이루어졌다. 이 모델은 InfoWorksCS, MOUSE, XP-SWIMM 등 세 종류의 시뮬레이션 소프트웨어를 사용했으며, 세 종류의 소프트웨어를 사용한 이유는 만약 하나의 소프트웨어만 사용한다면 나머지 두 개에 대한 소프트웨어에서 어떻게 운영되고 있는가, 어떻게 인접하고 있는가 하는 부분에 대한 근접이 안되기 때문에 소프트웨어를 만든 세 회사를 경쟁시켜 공통적인 방안을 유도하기 위해서 세 종류의 소프트웨어를 사용했다고 한다.

또한 프로그램을 사용하는데 있어 바탕이 되는 기초자료를 수집하는 것은 상당히 중요하다.  그래서 기초데이터를 수집하는 입장에서 조언을 한다면, 프로그램의 정밀도를 가장 높이는 방법은 얼마만큼 정확한 기초 데이터를 수집하느냐에 따라서 이 프로그램 결과가 정확하게 맞는다, 틀린다하는 부분들이 결정된다고 해도 과언이 아니라고 생각한다.

한 예로, 히로시마의 한 도시는 세 종류의 프로그램을 이용하기 전에 기초데이터를 접했고, 이 기초데이터를 통해서 컨설팅회사에서 세 종류의 프로그램을 사용하여 누수가 어느 부분을 통해 들어오는지, 어느 부분에 저류조를 설치해야 효과적인지에 대한 최종결론을 간단하게 알 수 있었다.

일본에서는 1999년도에 『유출해석모델링활용메뉴얼』이라는 책이 발간되었다. 이 매뉴얼을 발간을 하면서 앞서 말한 세 종류 소프트웨어의 각각의 장점만을 모아 만든 모델링이 일본에서 공개되어 누구든지 무료로 사용할 수 있게 했다.
일본 토목연구소 및 일본 구 토목연구소에 접속을 하면 이 프로그램을 무료로 다운받을 수가 있고, 활용 메뉴얼 자체도 무료로 다운받을 수가 있다. 단지 아쉬운 것은 일본어로 밖에 되어 있지 않기 때문에 일본어 프로그램이 설치되어 있고 일본어로 입력이 가능하신 분들은 이 프로그램을 써보시면 괜찮다고 생각한다.

자산관리(경제성 평가)의 구체화에 대해 설명을 하면, 앞으로는 자산관리 즉, 관거를 정비함에 있어서도 경제성 평가에 대한 부분이 고려되어야 한다고 생각한다. 그 구체적인 내용은 6가지로 분류 할 수 있는데 △내용 연수에 이르는 하수도 관로 시설의 급격한 증가 △Life cycle 비용의 최소화와 기업 회계 경영의 효과적인 융합 △하수도사업에 있어서의 구체적인 자산관리의 체계화 △불명수 대책을 기대했던 Life cycle 비용계산 △자산관리의 시점으로부터의 불명수 대책 △기존 데이터 통계 처리와 선행사업 연구에 근거하는 실용화 등이 그것이다.

그래서 일본의 경우에도 관로시설에 대한 일시평가는 2001년도부터 시작을 했고 2002년도에 사례연구 정도는 되어있는 상태이다. 아직까지 이것을 실용화하는 단계까지는 오지 않았지만 실용화를 향해 많은 준비를 하고있는 실정이다.

일본의 경우에도 불명수 대책에 대해서 다양한 실패들을 경험해 보았다. 그렇지만 이런 불명수는 관로시설의 유지관리상 상당히 중요한 문제임을 고찰하는 바이다. 이런 여러 가지 실패한 경험을 살려서 새로운 시도가 필요하며 그 새로운 시도의 키워드는 ‘협력도모’ 이다. 다시 말해 공사·시공회사, 조사회사, 컨설팅회사, 지자체 등 이 4개의 단체들이 연합해 데이터들을 주고받고 공유하는 부분에 대한 협력관계가 필요한 시점이다.

 

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