하도내 저류 방식의 저류지 계획

하도내 저류방식의 저류지 계획

1. 저류지 위치 결정

(1) 토지이용계획을 최대한 수용하여 위치를 결정하는 것을 윈칙으로 한다.
(2) 저류지 위치에 따른 홍수저감량 대상면적에 따라 저류지의 규모가 크게 변화되는 점을 고려하여 본류 설치 또는 지류 설치 방안을 채택하며 또한, 하류수위의 영향 유무를 고려한다.
(3) 유역출구점이 여러 개소로 분할되는 경우 유역별로 모두 저류지를 설치하는 것이 원칙이지만 이를 준수하는 것이 곤란한 경우에는 유역변경과 같은 적절한 대안을 강구한다.

• 지금까지 하도내 저류(on-line) 방식의 저류지 위치는 홍수저감량 산정의 편의성 등의 치수측면만을 고려한 결과 주로 사업부지 하류단에 위치하게 되었다. 하지만 앞으로는 합리적인 토지이용계획을 최대한 수용하여 저류지의 위치를 결정하는 방식으로 전환하고 다목적(친수공간 등) 활용 측면도 고려하여야 한다.
• 토지이용계획 협의에서 저류지 위치 결정을 위해서는 저류지의 면적도 개략적으로 고려되어야 하므로 초기 단계에서는 사업지구 면적의 1~2% 정도로 일단 가정하고 위치를 협의하여야 하며 가급적 확장 가능성이 충분한 위치를 대상으로 하여야 한다.
• 하도내 저류(on-line) 방식은 홍수량을 전량 유입하여 저감하는 방식이므로 홍수저감량이 동일하더라도 저수지 추적 특성상 유역면적이 커지면 저류지의 규모도 따라 커지게 된다. 따라서 첨두홍수량 저감만의 측면에서는 본류에 설치하는 방안의 저류지 규모가 괴대하다고 판단되는 경우에는 지류에 설치하는 방안을 적극적으로 고려하여야 한다.
• 본류 하천의 규모가 비교적 큰 경우에는 본류 하류단에 저류지를 설치한다면 저류지 규모가 매우 커지는 문제점과 아울러 상·하류 단절에 의한 환경파괴, 유사시 피해유발 정도가 큰 문제점 등을 가지고 있으므로 규모가 큰 하천 또는 지방하천 이상의 하천에는 하도내 저류(on-line) 방식의 저류지 설치를 지양하여야 한다.
• 저류지 위치 결정에서 하류수위(tailwater) 영향을 고려하여야 하는 경우 매우 복잡하게 되는 점을 사전에 고려하여야 한다. 본류에 설치하는 경우에는 자체유량에 의한 하류수위 영향을 검토하지만 지류에 설치하는 경우에는 본류유량에 의한 하류수위 영향을 고려하여야 하므로 더욱 복잡하게 된다.
• 공원에 저류지를 계획하는 경우 법률상으로 규모가 큰 근린공원에는 가능하지만 규모가 작은 어린이공원에는 불가하다. 또한, 토지이용계획상에서 저류지의 규모가 50% 이하인 경우에는 공원면적에 편입되지만 50%를 초과하는 경우에는 저류지면적으로 별도 항목으로 지정되므로 녹지율 산정에 제외되어 토지이용계획상에서 불리하게 되는 점을 고려하여야 한다.
• 한편, 저류지의 위치는 사업지구 내에 위치하는 것이 원칙이지만, 부득이한 경우에는 사유를 명기하고 사업지구 밖에 설치하는 것도 가능하다.

반응형

2. 저수지 추척을 통한 제원 결정

(1) 수위-방류량 관계곡선 작성에는 하류수위의 영향 유무를 검토하고 이를 고려한다.
(2) 설계빈도에 대하여 자유흐름 조건으로 저수지 추척을 실시하고 저류용량(첨두저수위, 첨두방류량)이 최대가 되는 임계지속기간 기준으로 초기 저류지 제원을 결정한 다음 저수지 추척 결과의 적정성을 검토한다.
(3) 최적설계를 위해서는 설계빈도 뿐만 아니라 설계빈도 이하 및 이상의 빈도를 고려하여야 하며, 우수관거의 통수능력 조건도 함께 고려하여야 한다. 이와 같은 검토를 통하여 최종 저류지 제원을 결정한 다음 이를 토대로 저감효과를 분석한다.
(4) 비상시를 대비하여 비상여수로를 계획하고 여유고를 확보한다.

• 수위-면적-저류량 관계곡선은 저류지 바닥이 평평한 것으로 간주하지 말고 상류에서 하류로 경사져 있는 것을 감안하여야 한다. 또한, 직사각형으로 간주하지 말고 지형 형상을 충분히 감안하여야 하며 깊이가 아닌 표고 기준으로 작성하여야 한다.
• 하도내 저류(on-line) 방식 저류지는 방류구 이하의 저류공간은 홍수조절에 사용되지 않으므로 하부굴착은 아무 의미가 없는 점에 유의하여야 하며, 이에 따라 경관용으로 수심을 추가하는 경우에도 분석 상에는 변화가 없게 된다.
• 저류지의 방류구는 수평 사각형 방류구를 채택하는 것이 일반적이며, 방류구의 바닥표고는 토사의 퇴적, 평상시 유지수심 등을 고려하여 결정한다.
• 저류지 방류구의 위치, 형식, 규모 및 수위-방류량 관계곡선 작성사에는 하류수위(tailwater)에 의한 잠류영향을 반영하여야 한다.
• 하류수위(tailwater) 영향을 고려하지 않은 경우 방류가 계획되로 되지 않아 월류되는 문제를 야기할 수 있으므로 반드시 고려햐여야 한다.
• 일반적인 경우 저감대상 홍수량은 해당 유역별 개발 전 첨두홍수량에서 개발 후 첨두방류량이지만, 개발 후 유역면적 조정이 발생하여 1유역은 유역면적이 50%에서 75%로 증가되고, 2유역은 유역면적이 50%에서 25%로 감소한 경우 1유역의 출구점에서는 유역면적이 25%나 증대된 부분의 전량을 감소시키는 것은 부적절하다. 만약 유입되는 하천의 규모가 상대적으로 크고 하나의 동일 구간에 유입되는 것으로 간주할 수 있는 경우에는 2개 유역의 홍수수문곡선을 합성한 조건에서 홍수증가량만을 감소시키는 방법을 고려할 수 있다.
• 유역출구점이 여러 개소로 분할되면서 유역변경이 발생한 경우, 유역출구점이 2개소이고 2개 유역 모두 저류지를 설치하는 것이 곤란한 경우, 저류지를 설치하지 못하는 유역에는 홍수량이 증가되지 않을 정도로 유역변경으로 유역면적을 감조정하고, 저류지를 설치하는 유역에는 유역변경으로 증가되는 면적까지 포함하여 저류지를 계획하는 방식으로 저류지의 개소수를 줄일 수 있다.
• 설계빈도의 저류지 유입홍수수문곡선, 수위-저류량 관계곡선, 방류구 제원, 초기 저수위, 하류수위 영향이 있는 경우 외수위 수문곡선 등을 채택한 모형에 적용하여 일단 관거의 제약이 없는 자유흐름(free flow) 조건으로 저수지 추적을 실시한 다음, 저류용량(첨두저수위, 첨두방류량)이 최대가 되는 임계지속기간 기준을 적용하여 초기 저류지 제원을 결정한다.
• 저수지 추적은 저수지로 유입하는 홍수수문곡선 중 저수지에서 유출되는 홍수수문곡선을 산정하는 절차이며, 이를 통하여 저수지의 규모를 결정한다.
• 저수지 추적 결과는 유입수문곡선, 유출수문곡선, 수위수문곡선 등의 하나의 시간축에 그림으로 제시한다.
• 저수지 추적 결과의 적정성은 다음과 같이 검토하여야 한다.

1. 저수지 추적 결과에서 먼저 유입수문곡선과 방류수문곡선의 형상이 자연스러운지, 차이가 적절한지 등을 검토하여야 한다.
2. 저수지 수면을 수평으로 가정할 수 있는 저수지(level pool)의 비조절형 방류구를 통한 방류수문곡선의 첨두 방류량은 유입수문곡선의 감수곡선상에 위치하는지
3. 첨두방류량과 첨두저수위의 발생시점은 동일한지, 첨두방류량 발생이전 유입량과 방류량의 총량 차이와 첨두방류량 발생이후 방류량과 유입량의 총량 차이가 동일한지
4. 저수지 추적 초기부터 방류량이 발생되는지(초기저수위는 수평관의 하단고(연직관은 연직관의 상단고) 등으로 결정하게 되므로 저수지 추적 초기부터 방류량이 발생되어야 함)
5. 하류하천의 계획홍수위가 배수위로 작용하는 경우 초기 저수위는 하류하천의 계획홍수위로 결정하게 되므로 그 이하의 저류용량은 홍수조절용량으로 사용되지 못하게 되는 점이 고려되었는지

• 최적설계를 위해서는 설계빈도인 50년 빈도뿐만 아니라 설계빈도 이하 및 이상의 빈도에 대해서도 분석하고, 이와 같이 설계빈도는 물론 다른 빈도에 대해서도 모두 저감효과가 만족되도록 하는 연속 재현기간기준(continuous recurrence interval criterion)을 최대한 고려하여야 한다.
• 일반적으로 홍수유출 저감의 설계빈도 이외의 빈도에서 저감효과를 완벽하게 만족시키기 곤란한 경우가 많으므로 이와 같은 문제를 최소화하여야 한다. 특히, 하류하천 및 우수관거 등 배수시설의 설계빈도가 홍수유출 저감의 설계빈도보다 낮은 경우에는 하류하천 및 우수관거 등 배수시설의 설계빈도에서도 저감효과가 이루어지도록 하여야 한다.
• 이와 아울러 우수관거의 설계빈도가 저류지의 설계빈도보다 낮은 경우에는 자유흐름(free flow)조건뿐만 아니라 제약흐름(constrained flow) 조건을 추가로 분석한 다음 최적설계에 반영하여야 한다.
• 최적설계 과정을 통하여 방류구의 개소수, 규모, 높이 등의 최적 조합이 결정되게 되며, 이와 같은 과정을 생략하고 설계빈도에만 적합한 방류구를 설계할 경우 다른 조건에서 적절하지 못한 결과를 야기하게 되므로 최적설계 과정을 제대로 수행하여야 한다.
• 하도내 저류 방식의 주 방수로는 설계빈도에 해당하는 홍수유출량을 저감하기 위한 구조물이므로 비상시 및 설계빈도를 초과하는 이상홍수에 대한 위험에 대비하여 비상여수로를 설치하여야 한다.
• 비상여수로는 일반적으로 월류형 여수로를 채택하지만 나팔형 여수로 또는 사이펀형 여수로 등을 채택할 수도 있으며, 비상여수로의 마루고는 저류지의 설계빈도의 최고수위인 계획홍수위 이상으로 하고, 비상여수로는 저수지 추적을 실시하여 월류수두가 저류지의 여유고를 초과하지 않는 조건을 충족시켜야 한다.
• 한편, 방류부 규모가 작아서 막힘 현상이 우려되는 경우에는 비상여수로의 규모를 계획홍수량 전량을 충분히 배제할 수 있는 규모로 계획하여야 한다.
• 여유고는 계획홍수위에서 최소 0.6m 이상 확보되도록 하고 추가적으로 비상여수로 계획시 산정되는 이상홍수위에서 최소 0.3m 이상 확보되도록 고려하여야 한다. 한편, 홍수위의 급격한 상승이 예상되는 경우에는 여유고를 보다 충분하게 확보하여야 한다.
• 비상여수로 하류단에는 감세공 또는 바닥다짐공을 설치하여 세굴에 대한 대책을 수립하여야 한다.
• 최종 결정된 제원은 적정성을 검토하여 아래와 같이 표로 제시하고, 관련 도면들을 제시하여야 한다. 도면에는 영구저류지 뿐만 아니라 상류부 유입관, 방류뷰와 하류 배수시설과의 연결부를 나타내는 도면(표고 포함)등을 포함하여야 한다.

하도내 저류 방식의 영구저류지 제원

 

출처 : 재해영향평가등의 협의 실무지침