뉴스를 살펴보다가 며칠전 백석역 온수관 파열사건을 보게 되었습니다. 안타까운 인명사고까지 있고, 관련 사고가 저의 전문분야라서, 자연스럽게 관련 뉴스를 Youtube에서 좀더 찾아 보게되었습니다. 한국에서는 사건 원인을 일반적인 유지관리의 문제나 토피와 노후관로의 문제로 이해하는 것 같습니다. 하지만, 사고 초기 물기둥이 치솟는 것을 보아, 제가 볼때 이는 수충격에 의한 현상으로 보입니다.

간략하게 관련 설명을 하면,  관로에서 수송되어지는 유체가 “어떤 이유로” 속도가 가속되거나 감속이 될 때 발생하는 힘은 관로내의 압력의 변화를 가져오는데, 온수관의 물은 무거운 유체라서 이 물의 가감속에 따른 힘은 상당하고, 그에 대응하는 압력의 변화는 매우 큽니다. 이런 현상을  수리학적으로 수충격 (Water Hammer)라고 부르고, 이름에서 느껴지듯 망치(Hammer)로 때리는듯한 수충격파가 관로에 발생하여 관로내 약한지점의 파열을 가져오는 주요 원인중의 하나입니다.

백석역 온수관이 27년 된 것은 어느정도 노후 된것으로 볼 수도 있지만 50년 넘게까지 이용되는 북미의 경우를 생각하면 그렇게까지 오래된 노후 관로는 아니라고 생각할 수 있습니다. 단지 20년 이상되었기에 누후관이라고 생각한다면, 그 정도로 오래된 관로는 당연히 한국에 많이 있고, 그 모든 관들이 모두 파열의 위험에 있고 유지관리의 문제로 치부하는 것은 너무 지나친 일반화가 아닐까라는 생각이 듭니다.  

물론 아직 사고의 원인을 찾고 있지만, 초기 물기둥이 주기적으로 치솟는것을 보아 (수충격의 Hammering처럼)  아마도 “어떤 이유로” 관로 시스템상의 어떤 변화가 있었지 않나 하는 조심스러운 추측을 합니다.  그 어떤 이유가 어쩌면, 겨울철 온수가 많이 필요하게 되면서, 대기 상태의 펌프를 갑자기 작동시작했다거나 아니면 정지 되었든지, 또는 곳곳에 있는 밸브들의 갑작스러운 작동으로 수충격이 발생하고, 그 수충격파가 시스템내의 약한 지점 (노후화로 인한 강도가 약해지거나 관내부식으로 인한 내부관경의 축소, 국소적 높거나 낮은 지점등)에서 더욱 악화되어 결국 백석역 온수관 파열의 사고로 이어진것은 아닐까하는 추측을 합니다.   

보통 이런 관로상에서의 변화들은 Dynamic analysis로 설계와 운영시 고려해야하지만, 비교적 간단한 해석과 설계에 의존해 시공만 중시해오던 한국 건설업계의 특성상 생략했었을 가능성이 많고, 이런 운영적 측면에서의 문제가 관로내에서의 약한지점, 아마도 백석역지점에서 사고의 결과로 나오지 않았을까 생각합니다.