2019년 인천 서구에서 발생한 적수사고와 2020년 인천 등에서 발생한 수돗물 유충사태 등 수돗물 수질사고가 잇따라 발생하면서 상수도 관망관리에 대한 중요성이 높아졌다. 이에 환경부는 「수도법」에 따라 ‘상수도관망시설 유지관리업무 세부기준’을 제정해 상수도관망시설의 효율적이고 체계적인 운영 및 유지관리에 도모했으며, 수돗물의 안전을 확보하기 위해 일반수도사업자에게 상수도관망 세척(이하 관세척)을 의무화하고 있다.

관세척 관련 제도가 신설됨에 따라 최근 다양한 세척방법들이 개발되고 있지만 수도사업자가 다양한 현장여건을 고려한 적정 세척공법을 선정하기에는 어려움을 겪고 있다. 이에 적정 세척공법 선정방안 및 표준화된 절차를 마련하기 위해 ‘상수도관망 상태에 따른 상수도관망 세척 매뉴얼’을 개발했다. 

또한 세척 후 세척결과 등에 대한 기록·관리와 전국 세척 데이터의 통합관리가 요구돼 ‘상수도관망 세척 데이터 관리체계 구축 방안’을 제안, 세척 효과의 분석·평가를 위한 ‘상수도관망 세척 성능평가 매뉴얼’도 개발했다. 

국내외 관세척 적용사례 종합해 세척 공법 비교

‘상수도관망시설 유지관리업무 세부기준’에서 정의하고 있는 ‘관세척’이란 상수관로 내 기존 도장재의 손상 없이 침전물, 녹, 슬라임 또는 부식생성물 등을 제거해 수질을 개선하는 것이다. 주요 관세척 공법에는 플러싱(Flushing), 공기·산소·질소 기체활용 세척(맥동류 세척), 스왑피그(Swab Pig)·아이스 피깅(Ice Pigging)과 같은 피깅(Pigging), 기계세척으로 크게 분류된다.

외국의 세척공법 적용사례를 보면 현장여건에 따라 다양한 세척공법을 적용해 연간 상수관로 세척계획을 수립하고 있으며, 국내의 경우 일부 수도사업자가 세척계획 수립의 적정성, 세척 효과, 현장 적용성 등을 고려해 적정 세척공법을 적용하고 있다. 이에 국내외 세척공법별 특성과 공법 적용사례를 종합해 세척공법을 분류, 세척대상 관로의 상태등급 선정(안) 및 공법 선정(안)을 제시하는 상수도관망 세척 매뉴얼을 개발했다. 

관세척의 세척주기에 대해 ‘상수도관망시설 유지관리업무 세부기준’ 제4조에서는 관세척을 최초 매설 후 매 10년 이내 1회 이상 시행하도록 규정하고 있다. 단, 상시 세척이 필요한 상태등급 Ⅳ에 해당되는 취약관로의 경우, 정기적 관세척을 수행해야 한다. 이에 상수도관망 세척 매뉴얼에서는 상수도관망 상태등급에 따른 관세척 주기 결정 권고사항을 제안했다.

상시 세척수행 대상인 취약관로의 세척주기를 정량화하기 위해 A시의 2013년 취약관로 데이터를 활용해 취약관로의 정기적 세척주기 예측 모델(안)을 개발, 분석결과를 적용해 경과년수가 오래된 관로는 시범세척 수행 후 세척 전·후를 비교해 최종적인 주기를 설정하는 것을 권고했다.

수행목적 등 포함해 관세척 후 세척종료 기준 제시 

세척 수행 후 세척종료 기준에 대해 ‘상수도관망시설 유지관리업무 세부기준’ 제5조(관세척 시행)에서 탁도는 0.5NTU 이하, 잔류염소는 0.1〜4.0㎎/L 이하로 규정하고 있다. 이는 통수기준으로 세척 수행목적 및 지속효과 등을 고려하지 않아 세척목적에 따라 추가적인 수질기준 및 세척효과의 지속성을 고려한 관세척 종료 결정 기준 권고사항을 제안했다.

세척종료 이후에는 세척의 전·후 효과 분석이 이뤄져야 한다. 상수도공동연구협의회의 2021년 상수도관망 세척 실적 조사에서 측정된 탁도 및 잔류염소의 세척 전·후 데이터를 활용해 세척공법별 세척효과를 비교 분석했다. 탁도는 세척 이후 모든 세척공법에서 저감됐으며, 잔류염소는 기체활용 세척(산소)을 제외한 모든 세척공법에서 농도가 상승했다. 이 결과는 유효 데이터수가 적은 자료 활용으로 보편적 효과로 보기에는 한계가 있다.

또한 상수도공동연구협의회의 2020〜2021년 상수도관망 세척 계획 및 실적 조사표를 활용해 관세척 공법별 투입 예산을 비교 분석한 결과, 공기 기체활용, 피, 산소 기체활용, 질소 기체활용 순으로 관 연장 당 투입 예산이 높았다. 하지만 세부내역 미포함 및 적은 표본수 등 한계가 존재해 추후 타당한 비교 분석을 위해 세척 투입 예산 세부내역 사항을 기록하여 관리할 필요가 있다.

관세척 상태등급 산정 위해 관종별 절차도 마련

상수도관망 상태에 따른 상수도관망 세척 매뉴얼은 수도사업자에게 세척 수립 계획부터 배출수 처리까지 전반적인 표준 시행절차를 제시하며, 현장에서 손쉽게 적용할 수 있게 세척의 각 단계별 내용을 상세히 담고 있다. 

본 매뉴얼에서는 상수도관망 상태를 평가하기 위해 환경부의 2021년 ‘상수도 관망진단 매뉴얼’의 관세척 수행 권고사항을 검토 및 보완했다. 직접평가가 수행된 관로와 수행되지 않은 관로 모두 적용 가능한 관세척 상태 등급 산정 상세 기준을 제시해 관종(강관·덕타일주철관·비금속관)별 관세척 대상의 상태 등급 절차도를 마련했다.

또한 관세척 공법은 공법 및 현장의 특성이 각기 달라 적용가능 여부와 세척 효과가 상이하므로 세척목적과 세척 대상관로의 특성, 내부 상태 등에 따라 적절한 세척공법을 선정해야 한다. 이에 관경·관연장·점검구 유무 등 세척 방법별 적용환경을 고려하고, CCTV 조사 수행 시 관 내부상태 조건에 따른 최종 공법을 선정하도록 제안했다. 향후 환경부와 지자체에서 세척적용 사례에 대해 지속적으로 모니터링하여 데이터를 축적하면 점차 고도화된 세척공법 선정이 가능할 것이다. 

아울러 본 매뉴얼에서는 환경부의 2021년 ‘상수도관망시설 유지관리 매뉴얼’과 한국상하수도협회의 2015년 ‘배·급수관로 관세척 및 세척수 처리 매뉴얼’을 검토해 관세척을 위한 표준 절차를 보완해 보다 상세히 기술했다. 

관세척 공법별 표준 세척 절차는 △계획수립 △단수 홍보 및 세척 실시 준비 △관 세척 △세척수 처리 △평가 및 분석 등 총 5단계로 구분된다. 또한 관세척 시 배출수 처리를 위해 배출수의 오염도 수준, 하수처리구역 여부, 배출수 방류 위치 등을 고려해 관세척수 오염도에 따른 적정 처리 방안(안)을 제안했다. 

국가상수도정보시스템서 세척 데이터 통합 관리해야

상수도관망 세척 매뉴얼과 함께 세척결과 등에 대한 기록·관리 방안 및 전국 세척 데이터의 관리 방안의 마련이 필요해 상수도관망 세척 데이터 관리체계 구축 방안을 제안했다. ‘상수도관망시설 유지관리업무 세부기준’에서는 관세척 수행시 관세척 방법, 세척결과, 배출수 처리방법 및 결과 등에 대해 기록·관리하도록 명시하고 있다. 

이에 지자체별 관세척 시행 및 분석결과 등의 데이터를 국가상수도정보시스템에서 통합관리할 것을 제안했다. 이를 통해 신뢰성 있는 통계자료 구축과 자료의 활용가능성을 확보할 것으로 기대된다. 

더불어 관세척 빅데이터 구축 및 세척결과의 활용성을 확보하기 위해 측정 및 기록·관리 항목(안)을 제안했다. 향후 국가적인 차원에서 지자체별 측정 및 기록·관리 항목(안)을 기반으로 한 데이터 관리가 이뤄져야 한다.

그밖에도 관세척 공법별 순세척 단가산정을 위한 일위대가 산정식(안)과 관경별 관세척 소요품 산정식(안)을 도출했다. 향후 이와 관련된 데이터베이스(DB)가 구축되면 보다 타당한 세척공법별 단가산정 및 경제적 효과분석이 가능할 것으로 판단된다. 

단기·중기·장기적 세척 성능평가지표 개발

관세척 시행 후 효과 분석 및 세척 결과를 평가할 수 있는 세척 성능평가 기준이 요구돼 관세척 성능을 정량적으로 평가하기 위해 단기·중기·장기적 세척 효과분석을 활용목적에 따라 분류할 수 있는 상수도관망 세척 성능평가지표를 개발했다. 

현장 적용가능성, 지표의 타당성을 고려한 세척 성능평가지표를 선정하기 위해 전문가 대상으로 분석적 계층화 과정(Analytic Hierarchy Process, AHP) 설문조사를 수행했다. AHP 분석결과, 단기·중기적 성능평가지표에는 탁도 관련 지표가 높았으며, 장기적 성능평가지표는 민원 관련 지표가 높게 산정됐다. 이를 통해 선정된 성능평가지표를 활용해 상수도관망 성능평가지표의 측정 방법, 성능지표 산정 결과의 활용 목적 및 방안이 수록된 상수도관망 세척 성능평가 매뉴얼을 개발했다.

단기적 세척 성능평가지표 측정 방법에는 △세척시간 대비 탁도저감량 △세척시간 대비 잔류염소 농도확보 수준 △CCTV 조사를 통한 세척효과 수준이 포함되며, 세척 시행 직전·직후에 적용할 수 있다. 

중기적 세척 성능평가지표 측정방법에는 △대상지역 1회 세척시 평균 소요 세척수량 △평균 탁도 저감 수준 △평균 잔류염소 확보 수준 △평균 세척 소요시간 △평균 세척비용이 있으며, 수회 세척 시 적용할 수 있다. 이 지표의 활용을 위해 관세척 시행 결과의 데이터 기록·관리가 중요하며, 세척 수행 시 지표에 해당사항을 기입한 후 국가상수도정보시스템 등에 입력해 관리해야 한다. 

장기적 세척 성능평가지표 측정방법에는 △대상지역 당해연도 수질민원 감소량 △세척관로비율 등이 있으며, 1년 이상의 세척 실적 확보 후 적용할 수 있다. 이 지표는 국가상수도정보시스템 등에 기록·관리되고 있는 세척 데이터와 각 지자체에서 관리하는 민원데이터를 활용하여 산정해야 한다.

성능평가지표 활용 관세척 관리 방안 마련에 활용

상수도관망 세척 성능평가지표 산정 결과로 4가지의 활용방안을 제시할 수 있다. 첫 번째로 세척공법 운영조건 검토에 활용 가능한데, 관세척 공법별 적용가능한 시공구간 및 관경 등의 특징을 비교 제시해 상수도관망 상태에 따른 관세척 공법 선정에 활용할 수 있다.

두 번째로 관세척 공법별 세척효과 비교 및 검토에 활용 가능하다. 세척 수질항목 자료와 CCTV 조사 자료를 함께 분석한 세척공법별 세척효과는 적정 세척 공법 선정, 적정 세척주기 도출 등에 활용될 수 있다.

세 번째로 관세척 계획 수립시 활용할 수 있다. 관세척 계획 수립(안)은 △기초자료 수집 및 현황조사 △기초자료 분석 △세척대상 소블록 선정 △현장조사 시행 △관세척 공법 선정 △관세척 시행 △관세척 효과분석 순으로 진행되며, 이를 통해 순차적인 관세척 계획을 수립할 수 있다.

네 번째로 관세척 관리 방안 마련 시 활용할 수 있는데, 국가상수도정보시스템에 세척 성능평가지표를 함께 기록·관리하면 세척 현황 파악 및 의사결정에 기여할 수 있다. 특히, 세척 DB가 구축되면 지자체의 현장 여건을 반영한 취약 관로의 정기적 세척주기 예측모델 개발이 가능해진다. 

또한 국가상수도정보시스템에 등록된 세척대상 관로의 이력사항과 장기적 성능평가지표 결과를 GIS와 연계해 세척 수행결과에 대해 검토하고 관세척 계획 수립시 수도사업자의 합리적 의사결정을 지원할 수 있다.

끝으로 매뉴얼 개발을 위해 비교분석 등에 활용된 자료의 데이터 수가 상당히 한정적이기 때문에 세척 공법 간 우열을 가르기에는 한계가 있다. 이를 개선키 위해 국가상수도정보시스템을 통한 데이터 통합관리가 꼭 수반돼야 하며, 추가적으로 환경부에서 장기적인 세척 관련 연구 사업 등을 조속히 마련해야 한다.

[『워터저널』 2023년 1월호에 게재]