설계침투량의 산정

설계침투량은 각 시설의 단위설계침투량에 그 설치수량을 곱한 것들을 합산하여 산정하고, 설계침투강도는 설계침투량을 집수면적으로 나누어서 산정한다.

 

설계침투량은 다음과 같다.

설계침투량(㎥/hr) = 침투공의 단위설계침투량(㎥/hr/개) × 침투공의 개수(개) + 침투트렌치의 단위 설계침투량(㎥/hr/m) × 침투트렌치의 길이(m) + 침투측구의 단위 설계침투량(㎥/hr/m) × 침투측구의 길이(m) + 투수성포장의 단위 설계침투량(㎥/hr/㎡) × 투수성포장의 면적(㎡)

 

(1) 설계침투강도

설계침투강도는 계획강우에 대해 어느 정도까지 침투가 가능한지를 나타내고, 침투시설의 효과를 대략적으로 파악하는데 유효한 지표이다. 설계침투강도는 설계침투량을 집수면적으로 나누어서 계산하며 침투시설 규모 계획의 기준이 된다.

 

설계침투강도(mm/hr) = 설계침투량(㎥/hr) / (집수면적(ha) × 10)

 

(2) 단위 설계침투량

단위 설계침투량은 주변 영향 및 유지관리에 따른 단위 침투시설의 침투 능력을 표현하는 단위이다.

 

침투시설의 단위 설계침투량은 시설의 형상과 설계수두를 변수로 하는 간편식을 이용해 기준침투량을 구하고 여기서 구한 값에 영향계수를 곱하여 산정한다.

토양특성, 시설물형상, 설계수두 이외에 지하수위, 막힘 등의 인자 들을 고려하기 위하여 아래와 같은 영향인자에 대해 영향계수(C)를 사용한다.

 

① 지하수위

현장시험 시설물이 실제로 설치될 시설물과 유사한 경우, 현장시험에서 산정된 값들은 이미 지하수위의 영향을 받은 것이기 때문에 보정할 필요가 적다고 할 수 있다. 하지만, 시험시설이 실제 설치될 시설물과 다른 간이시험(bore-hole 법이나 저면침투법)인 경우에는 보정계수 0.9를 곱하는 것을 기준으로 한다.

 

② 막힘

일본에서 실시한 침투시설의 침투능력 경년조사 결과에 의하면 시설물에 대한 적절한 유지관리 조치가 이루어진다면 설치 후 11년이 지나도 침투능력의 저하는 거의 일어나지 않는 것으로 나타났다. 다량의 토사유입이 예상되는 공원을 집수지역으로 하는 곳에 침투트렌치를 설치한 경우는 침투트렌치 사이의 적절한 위치에 토사전처리조를 설치함으로써 침투능력의 저하를 막을 수 있으며, 지붕으로부터 유입되는 우수나 기름성분을 가지고 있는 우수가 유입되는 지역은 역시 토사전처리조나 필터를 설치해서 침투능력의 저하를 막을 수 있다. 그러나, 본 기준에서는 장기간에 걸친 침투능력의 저하와 안전을 고려하여 영향계수를 0.9로 하는 것을 원칙으로 한다.

 

(3) 기준침투량

여러 가지 토양의 물성에 크게 영향을 받지 않는 단위 침투시설의 침투량을 의미한다.

 

기준침투량(Qf)을 정확히 평가하기 위해서는 토양의 포화·불포화 특성을 고려한 이론적인 해석이 필요하지만 각각의 침투시설마다 이론적인 해석을 하는 것은 실제적으로 어려운 일이므로 여러가지 토양의 물성에 크게 영향을 받지 않는 비침투량(침투시설로부터의 침투량을 포화투수계수로 나눈 값)을 이용해서 기준침투량을 산정한다. 각 시설별 기준침투량은 다음 식으로 구한다.

기준침투량을 구하기 위한 절차를 나타내면 다음과 같다.

① 현장 시험시공 시험으로부터 구하는 방법

• 침투시험 시설의 형상과 설계수두를 변수로 하는 간편식이나 현장침투시설의 비침투량(Kt)을 구한다.
• 현장침투시험에서 얻은 종기침투량(Qt)을 비침투량(Kt)으로 나누어 토양의 포화투수계수(k0 = Qt / Kt)를 구한다.

② 현장 시험없이 구하는 방법

• 설치시설의 비침투량(Kt)을 침투시설의 형상과 설계수두를 변수로 하는 간편식이나 침투시설별 비침투량에서 구한다.
• 설치시설의 기준침투량(Qf)은 현지 침투시험에서 구한 포화투수계수(k0)에 설치시설의 비침투량(Kf)을 곱해서 산정한다.

 

여기서, 비침투량은 시설의  형상, 즉, 직경 D(m)과 설계 침투심 H(m)의 관계를 이용하여 결정되는 상수이며, Bore Hole법의 경우에는 (a), 저면침투법의 경우에는 (b)을 이용하여 산정한다. 한편 실물시설을 이용해 침투시험을 실시한 경우에는 그림 (c~g) 및 침투시설의 비침투량 산정식을 이용하여 Kt를 산정한다.

 

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(4) 침투시설별 비침투량

(a) 투수성포장(침투지)	(b) 원형 침투통(측면 및 저면침투)
(c) 정방형 침투통(측면 또는 저면침투)	(d) 연속된 측구 및 트렌치(측면 또는 저면침투)
(e) 구형 침투통 또는 트렌치(측면 또는 저면침투) 시설폭 W=0.5m	(f) 구형 침투통 또는 트렌치(측면 또는 저면침투) 시설폭 W=1.0
(g) 대형 저류조(측면 또는 저면침투)	(h) 대형 저류조(저면침투)

 

각종 침투시설의 비침투량 [Kt 및 Kf(㎡)] 산정식

출처 : 우수유출저감시설의 종류·구조·설치 및 유지관리 기준