소하천 유사량 조사

(1) 소하천에서의 유사량 조사는 안정하도를 가지도록 하는 소하천 관련사업의 계획과 설계를 위해 수행되어야 하며, 장래 하상변동 예측이나 유사수지(sediment budget)를 평가하기 위한 자료로 필요하다.
(2) 소하천계획에서 고려하는 유사량은 하도의 유사이송능력을 의미하며 이에 대한 조사 방법은 크게 실측에 의한 방법과 유사량 공식(유사이송함수)을 이용한 방법으로 구분할 수 있다.
(3) 한 소하천에서 측정된 유사량 자료란 통상적으로 유량-유사량 관계곡선을 의미한다. 뿐만 아니라 관계곡선을 이용하여 얻어진 소하천에서의 특정 호우에 의한 유사량과 장기적인 유사유출 자료를 포함한다. 이때, 장기적인 유사유출 자료란 유량과 유사량간의 관계 곡선을 우선 만들고, 대상 지점에서의 장기적인 유황곡선을 활용하여 장기적인 유사유출량을 추정한 결과를 의미한다.
(4) 장기적인 유사량의 변화를 파악하기 위해서는 주어진 하도의 유량조건을 먼저 파악해야 한다. 이를 위해 연속적인 유량기록을 통하여 다양한 유량수준과 지속기간으로 나누는 것이 필요하다. 각 유량수준에 대해서 각 하도 횡단면에서 세굴과 퇴적 양상을 파악할 수 있다.
(5) 이외 유사량은 유속, 에너지 경사, 수온, 하상물질과 부유사입자의 크기, 비중 및 형상, 수로의 기하학적 형상 및 패턴, 세류사(wash load)의 공급률, 하상지형의 형태 등에 의해 좌우된다. 수문학적, 지질학적, 기후학적 조건과 같은 대규모의 변수들은 역시 유사량에 영향을 미칠 수 있다.
(6) 소하천에서 고려하는 유사량은 통상적으로 세류사를 제외한 하상토 유사량에 의한 것을 지칭한다. 그러나 세류사의 경우 유역의 유사공급 능력과 유사이송능력간의 관계가 성립되지 않을 수 있으며, 경우에 따라서 관측된 총 유사의 50% 이상을 차지할 수 있으므로 주의를 요한다.

 

유사량의 측정

• 소하천에서의 유사량 조사는 소류사량과 부유사량에 대한 것으로 구분할 수 있다.
• 측정된 유사량 또는 유사농도는 유량, 속도, 마찰경사, 수심, 소류력 등에 대하여 도표화 되어야 한다.
• 유사량의 측정은 보통 부유사 채취기를 이용하여 하상 가까이까지 부유사를 채취하고 미채취된 구간의 유사량은 다른 방법으로 간접적으로 추정하여 이 두가지를 합산함으로써 총 유사량을 얻게 된다. 이때 실측된 부유사 자료를 이용하여 미채취된 구간을 고려한 단면전체의 총유사량을 추정하는 절차로는 MEP(Modified Einstein Procedure)가 통상적으로 이용된다.
• 부유사량의 측정은 원칙적으로 수심적분 채취방법을 이용해서 얻은 결과여야 한다. 이때 수심적분 채취기는 일반적으로 D-74 수심적분 부유사 채취기 등과 같이 국지적으로 공인된 채취도구를 사용하여야 한다. 소류사의 직접 채취는 Helley-Smith 소류사 채취기를 이용할 수 있으나 비용이 과도하게 많이 들고 그 실시가 극히 어려우므로 앞서 소개된 MEP를 이용할 경우 측정을 실시한 것으로 간주할 수 있다.
• 유사량 측정을 위해서는 하상토 채취를 병행해야 하며, 그 위치는 유사측선과 같은 위치이어야 한다.
• 유사량 측정은 현지측정 외에 실험실 분석을 통한 부유사 농도분석, 입경분포 분석, 유사의 오염도 분석이 제시되어야 한다.

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유사량 공식의 적용

• 유사량 공식들은 유사량 관측이 어려운 경우에 고려해야 하며, 해당 소하천의 자료가 유사량 공식의 개발에 이용된 자료의 특성과 유사한 공식을 선정하는 것이 바람직하다.
• Meyer-Peter-Muller 공식(1948)은 입자크기 5mm 이상인 거친 하상 물질을 가지는 경우에, Colby 공식(1964)은 수심이 3m 이하이고 하상물질의 중압입경이 0.8mm 이하인 경우, Yang 공식(1973)은 거친 모래하상을 가진 소하천, Yang 공식(1984)은 하상물질의 대부분이 2 ~ 10mm의 크기를 가지는 하상에서 자갈의 이동을 모의하는 경우, Acker and white(1973) 공식 또는 Engelund and Hansen(1967) 공식은 상류흐름(subcritical flow) 상태에서 모래하상을 가지는 경우에 일반적으로 적용하는 것으로 알려져 있다. Laursen 공식(1958)은 고운 모래 이하 크기의 입자로 이루어진 하상을 가지는 비교적 수심이 얕은 소하천에 적합한 것으로 알려져 있다. 이외 최근에 개발된 방법으로는 Browline 공식(1983), van Rijn 공식(1984), Karim 공식(1995) 등은 앞서 소개된 그 이전에 개발된 공식들에 비해 다양한 하천조건에서 비교적 우수한 결과를 보이는 것으로 평가되고 있다.
• 실측유사량 자료는 만족할 만한 유사량 공식이 없는 경우에 경험적인 유사량 곡선을 개발하거나 또는 선택된 공식으로 얻어진 유사량 결과를 검증하는데 사용될 수 있다. 이때 측정자료와 비교하여 가장 적은 분산도와 표준 편차를 가지는 곡선이 해당 지점의 유량-유사량 곡선으로 선택되어야 한다.

 

출처 : 소하천설계기준