하도외 저류 방식의 저류지 계획

하도외 저류 방식의 저류지 계획

1. 사전 고려 사항 및 분석 방법 결정

(1) 하도외 저류(off-line) 방식 저류지의 유입부는 횡월류웨어 형식을 주로 채택한다.
(2) 횡월류웨어 형식을 적용한 저수지 추척 방법은 부정류해석 방법을 우선적으로 적용한다.

• 하도외 저류(off-line) 방식은 비홍수기에는 하류로 그대로 유하시키고 홍수기에는 횡월류웨어를 통하여 저류지로 유입시켜 개발사업으로 증가된 홍수량을 저감시키는 형식을 주로 채택한다.
• 상부가 개방된 Pond 형태는 저류지, 상부가 막힌 Tank 형태는 저류조로 구분되며, 저류지 형식을 우선적으로 고려하며 불가피한 경우에만 저류조 형식을 선정한다. 한편, 저류지를 굴착식, 저류조를 지하식으로 표현하는 것이나 통칭으로 저류조를 사용하는 것 등은 지양되어야 한다.
• 하도외 저류(off-line) 방식의 저류지 면적이 일정 규모 이상이거나 긴 형상인 경우에는 다단배치를 계획하여 1단은 저류전용 부지로 설정하고, 2단은 체육시설 등을 계획하는 방식을 고려할 필요가 있다.
• 횡월류 웨어 형식을 적용한 하도외 저류(off-line) 방식 저류지의 저수지 추적 방법은 부등류 해석 방법과 부정류 해석 방법으로 구분된다. 정확한 모의가 가능하며 모형을 적용시 기본적으로 채택되고 있는 부정류 해석 방법을 우선적으로 적용하여야 한다.

 

2. 저수지 추적을 통한 제원 결정

(1) 횡월류부 단면 조합을 설정하고 설계빈도에 대하여 자유흐름 조건으로 저수지 추적을 실시하고 저류용량(첨두저수위, 첨두방류량)이 최대가 되는 임계지속기간 기준으로 초기 저류지 제원을 결정한다.
(2) 최적설계를 위해서는 설계빈도뿐만 아니라 설계빈도 이하 및 이상의 빈도를 고려하여야 하며, 우수관거의 통수능력 조건 및 외수위 등도 함께 고려하여야 하며, 이와 같은 검토를 통하여 최종 저류지 제원을 결정하여야 한다.
(3) 저수지 추적 결과의 적정성을 검토하고 홍수유출 저감효과를 분석한다.
(4) 홍수가 지나간 후 자연방류를 실시하고 자연방류가 불가한 경우에는 펌프시설을 설치한다.

• 횡월류부의 마루고 높이 결정시 설계빈도인 50년 빈도 홍수량을 저감만을 고려할 경우 10년 빈도 등의 하위빈도에서 제대로 저감하지 못하여 하류부에 영향을 미칠 수 있으므로 횡월류웨어 마루고는 개발 전 10년 빈도 홍수위보다 약 10cm 정도 낮게 결정하여 10년 빈도 이하에서도 저감효과를 발휘할 수 있도록 하여야 한다.
• 횡월류웨어 마루고를 너무 낮게 설정할 경우 웨어 길이는 짧아지지만 월류횟수가 증가되는 문제점이 발생되는 것을 고려하여야 한다.
• 횡월류 폭을 너무 작게 결정할 경우 와류 등으로 인하여 유입이 원활하게 되지 못하므로 일정 길이 이상이 되도록 하여야 한다.
• 횡월류웨어의 수리계산상의 신뢰도가 낮은 점을 감안하여 필요시 횡월류웨어 마루고를 2단으로 구성하는 방안을 검토하여야 한다.
• 횡월류웨어 유량계수는 현재 많이 사용하고 있는 De March 공식(유량계수 1.84)의 사용을 지양하고 HEC-RAS 모형의 부정류 모듈에 도입되어 있는 Hager 공식과 같이 수위별로 유량계수를 달리 적용하고 하류의 잠류영향까지 고려할 수 있는 방법을 도입하는 것이 필요하다. 부득이한 경우 De March 공식의 유량계수보다는 기존 웨어 유량계수(1.7~1.75) 정도로 낮추는 방법을채택할 수 있다.

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• 횡월류부의 마루고 높이, 횡월류부의 폭의 조합으로 단면을 적절히 설정한 후 유역출구 및 사업지구 하류부의 첨두홍수량이 개발 전 이하로 되는 조건을 만족시키며, 저류용량이 최대가 되는 강우지속기간에 해당하는 월류총량을 기준으로 저류지의 저류용량을 결정한다. 이와 같은 과정을 통하여 횡월류웨어의 초기 제원 조합을 결정하게 된다.
• 최적설계를 위해서는 설계빈도인 50년 빈도뿐만 아니라 설계빈도 이하 및 이상의 빈도에 대해서도 분석하여야 하며, 이와 같이 설계빈도는 물론 다른 빈도에 대해서도 모두 저감효과가 만족되도록 하는 연속 재현기간기준(continuous recurrence interval criterion)을 최대한 고려하여야 한다.
• 이와 아울러 우수관거의 설계빈도가 저류지의 설계빈도 보다 낮은 경우에는 우수관거 추적에서 자유흐름(free flow) 조건뿐만 아니라 제약흐름(constrained flow) 조건을 추가로 분석한 다음 최적설계에 반영하여야 한다.
• 최적설계를 통하여 설계빈도 이외의 빈도에서 발생한 문제점을 최소화하고 유입시설의 일부 조정이 필요한 경우가 발생되며 이와 같은 조정을 실시하여야만 모든 경우에 적절하게 대응할 수 있는 점을 고려하여야 한다.
• 저류지의 규모는 저수지 추적을 통하여 결정되므로 다음과 같이 저수지 추적 과정 및 결과를 검토하여 저류지 제원 결정의 적정성을 확인하여야 한다.

① 월류부의 직상류 유입수문곡선, 저류지로의 횡월류량 수문곡선, 월류부 직하류 유출수문곡선, 월류부의 수위수문곡선, 저류지의 수위수문곡선 등을 나타내는지

② 저수지 추적 결과에서 횡월류부 직하류의 홍수수문곡선의 첨두부는 직선이 아니라 곡선의 형태를 나타내는지

※ 첨두부를 직선으로 처리하는 실제 운영상에서 불가능한 방법으로 이와 같이 처리하는 경우 저류용량 과소 산정 문제 발생

③ 저류지로 유입이 시작되는 부분과 종료되는 부분이 적절한지 등

④ 저감률은 비조절 방식은 (첨두유입량-첨두방류량)/첨두유입량, 조절 방식은 (첨두유입량 발생시간의 유입량-방류량)/첨두유입량으로 계산되며, 조절률이 과다하지 않도록 설정하여야 하며 과다한 경우(30%이상)에는 다른 방법을 병행하여야 한다.

• 저류지 지점에서 홍수유출 저감효과는 물론 평가 대상 지역으로 설정된 하류부까지 홍수유출 저감효과가 완벽함을 확인하고 저류지의 규모를 확정하여야 한다.
• 방류부는 자연유하가 가능한 방류관으로 계획하며, 외수위를 고려하여야 하는 경우 유출부 하류에서 역류가 발생하지 않도록 자동수문이 설치된 오리피스 형식으로 계획한다. 또한, 일반적으로 방류시간이 6시간이 넘지 않는 조건으로 방류관의 단면을 결정하여야 하며, 필요시 펌프시설을 설치하고 펌프 가동시간도 동일한 기준인 6시간 이하를 적용하여야 한다.
• 최종 결정된 제원을 일목요연하게 아래와 같이 표로 제시하고 제원 내용을 적정성을 검토하여야 하며, 관련 도면들을 제시하여야 한다.

 

하도외 저류 방식의 영구저류지 제원

 

출처 : 재해영향평가등의 협의 실무지침