한국수자원공사(K-water) 전남지역본부(본부장 이석천)는 최근 주암댐 광역상수도의 수도사고 발생시 복구시간 지체 등의 문제가 발생함에 따라 용수공급의 안정화와 전력비 절감을 위한 취·도수시설 개선운영 방안을 마련했다. 이에 따라 개수로 형태로 운영되던 도수터널의 여유용량을 조절지화 해 2만2천㎥ 이상의 물을 상시 저류, 전력비 약 1억1천만 원을 절약했으며, 부단수 용수공급을 실현시켰다. 또, 조직운영체계 변경을 통해 무인화로 운영되고 있는 주암취수장에 설비사고 등이 발생할 경우 복구시간을 2시간 이상 확보, 생활용수 공급 안정화에 기여했다. ‘주암댐 계통 광역상수도 공급 안정화 위한 취·도수시설 개선 운영’사례를 소개한다. [편집자 주]

▲ 한국수자원공사 전남지역본부는 최근 주암댐 광역상수도에 수도사고 발생시 복구시간 지체 등의 문제가 발생함에 따라 용수공급의 안정화와 전력비 절감을 위한 취·도수시설 개선, 2만2천㎥ 이상의 물을 상시 저류하고 전력비 약 1억1천만 원을 절약했다. 사진은 주암댐 광역상수도 화순정수장 전경.

K-water 전남지역본부는 최근 주암댐 광역상수도에 조절지 부재 등으로 인해 용수공급 중단 및 관압 복구시간이 2시간 이상 소요되는 등의 문제가 발생함에 따라 주암댐 광역상수도 취·도수시설을 효율적인 방법으로 개선운영, 연 1억1천만 원의 전력비 절감과 용수공급의 안정성을 향상시켰다고 밝혔다.

‘주암댐 계통 광역상수도사업’은 주암본댐을 수원으로, 자체수원 확보가 어려운 광주광역시와 전남 목포시, 나주시, 화순군 등 4개 시·군에 생활용수를 공급하는 것이다. 시설용량은 하루 59만6천㎥(1단계 48만㎥/일, 2단계 11만6천㎥/일)으로, △주암취수장(59만6천㎥/일) △화순정수장(10만㎥/일) △목포가압장(12만㎥/일) △관로 137.9㎞(도수관로 97.4㎞, 송수관로 25.7㎞, 도수터널 14.6㎞)로 구성됐다. 지난 1987년 9월부터 타당성 조사 및 실시설계를 진행하고, 1989년 12월 시설 공사에 들어가 1994년 7월부터 용수를 공급했다.

주암댐 계통 광역상수도는 지난해를 기준으로 하루 최대 33만4천400㎥을 공급하고 있으며 가동률은 56% 수준이다. 이 광역상수도의 제 1 터널인 장대터널(터널등가직경=2.8m, 터널 연장=7.8㎞)은 하루 용수공급량이 80만㎥까지로 건설됐으나 현재는 28㎥/일 수준으로, 1994년 최초 용수공급 이후 압력관이 아닌 개수로 형태로 운영돼 왔다.

그동안 비상시나 수질사고시 단수의 영향을 최소화 할 수 있는 조절지가 없어 주암취수장은 펌프토출측 유량조절밸브 교축을 통해 35∼100%까지 유량을 조절했으며, 대용량 펌프의 잦은 가동·정지, 밸브 교축으로 인한 밸브 내구성 저하, 유량조절밸브 교축으로 인한 에너지 손실 등은 수돗물 원가를 증가시키는 주요 원인으로 작용했다.

이처럼 주암댐 계통 광역상수도는 수요량 변화 및 비상시 완충 역할을 할 수 있는 조절지의 부재로 인해 취수장 설비사고 등이 발생할 경우 바로 용수공급이 중단되거나 통수시에도 관압 복구시간이 2시간 이상 소요되는 등 문제점이 있었다.

또, 제 1 터널인 장대터널을 통해 용수를 자연 유하로 공급함에 따라 유량조절시 밸브 교축에 따른 에너지 낭비가 심해 이에 대한 대책 마련이 시급했다.

K-water 전남지역본부 직원들은 이러한 문제를 해결하기 위해 지난해 4월부터 6시그마(Six Sigma) 기법을 동원, 해결키로 하고 약 6개월간의 활동을 통해 효율적인 방안을 강구했다. 검토 내용은 △도수터널(장대터널)의 안정성 검토 △수충격으로 인한 설비의 안정성 검토 △유량조절밸브의 개도별 통수능 검토 △전력비 절감방안 △효율적인 펌프 가동댓수 방안 △낙차를 활용한 소수력발전 가능성 검토 등이었다.

K-water는 우선, 개수로 형태로 운영되고 있는 도수터널의 여유 용량을 조절지화 함으로써 터널에 물을 저류하기 위해서는 출구 측 수동제수밸브를 전동화 시키고, 도수터널 운영수위 감시를 위한 수위계가 필요했다.

이에 따라 개수로로 흐르던 도수터널을 조절지화 하기 위해 터널 출구 측에 설치된 수동밸브를 전동화시키고, 저수위 EL 164.0m부터 고수위 EL 165.9m 구간을 조절지로 활용하기로 했다. 펌프운영 패턴은 주 펌프(2천800HP)는 24시간 가동하고, 보조 펌프(1천800HP)는 수위변동에 따라 가동·정지를 반복해 2만2천㎥ 이상의 물을 상시 저류시킬 수 있도록 했다.

▲ 주암댐 전경.

또, 지난해 11월에는 수동밸브 전동화, 수위계 및 유량계 설치, 원격감시 제어 시스템 구축 등 시설을 개선해 지난해 12월부터 정상 운영하고 있다. 지난 1월부터 6월까지 6개월간 장대터널을 조절지화해 얻어진 운영효과를 분석해보면, 유형효과 측면에서는 펌프토출측 밸브 교축을 조절 없이 100%로 운영해 전력비를 연간 약 1억1천만 원 절감했다.

무형효과로는 장대터널에 2만2∼4만1천㎥(2∼3.7시간 공급물량)을 상시 확보해 단수시간을 최소화함으로써 중단 없는 용수공급 등의 효과를 보고 있다. 이는 최소 2만㎥의 조절지를 신설하는 것으로 환산한다면 약 130억 원의 건설비 대체효과가 있다.

▲ 주암취수장 전경.

또, 조직운영체계 변경을 통해 지난 2001년 3월부터 무인화로 운영되고 있는 주암취수장에 설비사고 등이 발생할 경우 복구시간을 최소 2시간 이상 확보할 수 있도록 해 공급중인 4개 시·군에 생활용수 공급의 안정화에도 크게 기여했다.

이 밖에도 K-water는 운영데이터를 장기간 축적함으로써 전력요금 제도를 활용해 심야 전력을 이용, 전력비를 추가 절감하는 방안을 논의중이며 도수터널과 연계한 관로시설 운영기법 개발 및 공급량 자동제어 실시 등을 검토중이다.