부속 수리구조물 상시 및 비상방류설비

부속 수리구조물 상시 및 비상방류설비

1. 일반사항

• 상시 및 비상방류설비(low-level outlet, bottom outlet)는 여수로와 함께 저수지의 저류수를 안전하게 배제시킬 수 있는 구조물로서 큰 댐에는 반드시 설치하며, 콘크리트댐은 댐체 내에 설치하고 필댐은 공사비 절감을 위해 유수전환시설인 가배수터널 내에 설치하는 것이 일반적이다.
• 비상방류설비는 저수지 초기 담수시, 운영시 또는 유지관리시 저수지를 비워야 할 경우에 비상시에 사용되며, 여수로 웨어마루 이하의 저류수를 가능한 빠른 시간 내에 안전하게 배제시킬 수 있는 시설물이다.
• 상시방류설비는 생공용수, 농업용수, 하천유지용수 등 하류 용수공급을 위해 항상 운영되는 시설로서 방류관의 규모는 비상방류설비보다 작은 것이 보통이며, 경제성이 있을 경우에는 유출부에 소수력 발전설비를 설치하기도 한다.

 

2. 형식 선정

• 상시 및 비상방류설비의 형식은 유량조건, 압력조건, 제체 및 유량조절 구조물의 구조조건, 방수 처리상의 제약, 지형조건 및 유지관리상의 문제 등을 고려하여 선정한다.
• 방류관은 관내의 유황이 전 길이에 걸쳐 관수로 흐름이 되는 전관수로형과 관의 도중에서 단면이 확대되어서 개수로 흐름으로 되는 반관수로형으로 나눌 수 있다.

 

3. 규모 결정

• 상시 및 비상방류설비는 영구설비로서 유입구는 사수위보다 높게 설치하여 저수지 운영기간 동안 퇴사에 의해 유입구가 막히지 않도록 한다.
• 비상방류설비의 방류능력은 저수지 유입량을 감안하여 그 기능이 충분히 발휘될 수 있도록 하되, 수위의 급저하, 하류하천의 피해, 저수지 주변 사면의 슬라이딩 등이 없도록 한다.
• 비상방류시 가능한 한 저수지를 단기간에 배제하는 것이 바람직하므로 비상방류설비 규모를 최대한 크게 계획하나 배제대상 저수용량의 규모, 저수지 유입량의 크기, 하류하천의 상태 등을 고려하여 비상방류관의 규모와 배제기간을 결정한다.
• 저수지 배제기간 산정시 저수지용량 중, 홍수조절용량과 사수량은 고려치 않으며, 일반적으로 여수로로 방류할 수 없는 여수로 월류웨어 마루표고 이하를 대상으로 한다.

반응형

4. 유입구 형상

• 방류관 유입구에는 위험한 공동현상이 일어나지 않도록 적당한 나팔형으로 한다. 공동현상에 대하여 허용부압은 3N/㎠ 이내로 한다.
• 나팔형은 가급적 실험에 의해서 결정하는 것이 좋다. 나팔형에 실험곡선이 사용될 경우에는 방류관 단면형상에 관계없이 타원곡선을 사용할 수 있다.

 

5. 공동현상

• 방류관은 소정의 방류능력을 확보하고, 또 위험한 공동현상이 발생하지 않아야 한다. 공동현상에 대한 안전성에 대해서는 가급적 실험에 의해서 확인하는 것이 좋다.
• 공동현상의 발생을 방지하기 위해서 방류관 출구 부근의 관 단면적을 점축시키고 아울러 문틀홈, 트랩(trap)안 및 트랩과 제체 하류면 연속부 부근 등 국부적으로 부압이 발생하기 쉬운 곳에 통기공을 설치할 수 있다.

 

6. 반관수로형 방류관의 개수로부

• 반관수로형 방류관의 개수로부는 공동현상의 발생을 피하는 형식을 취하고 또 유적의 증대에 대해서 지장이 없는 단면을 가져야 한다.
• 개수로 시점에는 수문의 진동을 고려하여 충분히 큰 공기구멍을 설치한다. 공기구멍의 설계는 방류관내 허용부압수두를 1.5~2.0m 정도로 하고 공기관내의 풍속을 45m/s 이하로 하는 것이 좋다.

 

7. 고압수문 및 밸브

• 수두 25m 이상 및 방류량 5㎥/s 이상인 경우, 방류관의 고압수문 또는 밸브는 유량조건, 압력조건, 댐의 형식 및 방류관의 구조, 유지관리상의 문제 등을 고려하여 그 형식을 선정하고 예비수문을 설치한다.
• 수두가 25m 미만 혹은 방류량 5㎥/s 미만인 경우의 수문 또는 밸브는 해당 수두에 맞추어서 선정한다.

 

출처 : 댐 설계기준