한 국 방 재 학 회 논 문 집
제11권 3호 2011년 6월 pp. 165 ~ 174
하천방재
천변저류지 홍수저감능력평가를 위한 하도-저류지연계모형의 개발
Development of River-Reservoir Integrated Model for
Flood Reduction Capacity Analysis of Off-Stream Reservoir
최성열*·안태진**
Choi, Sungyeul · Ahn, Taejin···
Abstract
The purpose of this research is to develop the model for analyzing the hydraulic behavior of off-stream reservoir whose purpose is to reduce a peak flood. When a flood occurs in river, off-stream reservoir has a capability of sharing a part of peak flood. It is accomplished by flowing over a off-line weir that is built by lowering a portion of bank and connecting river with off-line ervoir. Since flood control depends on river elevation, characteristics of off-line weir (elevation, length, position et al.) and res-ervoir capacities, an integrated model linking the one dimensional unsteady river flow model, off-line weir model and two dimensional unsteady flood model is developed to analyze the behavior of off-stream reservoir and off-line weir. The results show that a flood control capability of stream reservoir strongly depends on facilities of line weir and storage capacity of off-stream reservoir.
Key words : Flood Reduction, Off-Side Weir, Off-stream Reservoir, River-Reservoir Integrated Model
요
지
본 연구의 목적은 하천의 홍수저감을 목적으로 설치하는 하천변 저류지의 홍수저감특성을 분석하기 위한 모형의 개발에 있다. 하천에 홍수가 발생하였을 경우에 하천변 저류지는 하천의 홍수첨두 일부를 분담하는 기능을 갖으며, 이는 제방의 일부를 낮춘 월류제를 통한 범람으로 가능하게 되며, 또한 범람된 물은 저류지 내에서 저류 하게 된다. 이러한 저류지가 갖는 홍수저감특성 은 하천 홍수위, 월류제 제원(높이, 위치, 길이 등), 저류지의 수리거동 등에 의해 좌우되게 되므로, 본 연구에서는 이러한 일 련의 물의 거동을 재현하기 위해서 1차원 하천부정류 모델, 월류제 상의 월류량 산정 모델 및 제내지 홍수범람 모델을 연계한 통합모형을 개발 하였다. 이상에서 개발된 연계 모형을 가상하도 및 실제하도에 적용하여 월류제가 갖는 기하적 특성이 홍수경 감에 미치는 영향에 대해 분석하였으며, 이를 통해 향후 개선하여야 할 시사점에 대해 기술하였다. 핵심용어 : 홍수경감, 월류제, 천변저류지, 하도-저류지 연계모형 ···1. 서
론
천변저류지의 정의는 하천 제방의 일부를 낮춰서 홍수 발 생시 하천 유량의 일부를 제내지 저류지로 전환시킴으로서 하천이 갖는 방어능력을 향상시키는 유수전환 시설이라 할 수 있다. 우리나라에서는 유역종합치수계획 등에서 처음으로 언급되기 시작했으며, 그 치수적 효능에 대해 많은 논란이 있었으나, 이러한 논란에 앞서 엄밀한 의미에서 천변저류지가 갖는 홍수저감능력을 수리적으로 평가할 수 있는 수법에 대 해서는 아직 연구가 미진한 실정이다. 특히 천변저류지의 크 기가 작은 경우에는 침수심의 공간적 분포에 위상 변화가 거 의 없을 것으로 판단되며, 이러한 경우에는 1차원 하천부정 류 모형에 저류심-저류용량 관계를 활용한 1차원적 저류지 모형을 연계시켜 활용할 수 있으나, 일본의 와타라세(渡良 ) 유수지나 아라카와(荒川) 유수지와 같이 상당한 홍수저감능력 을 담당하고자 할 경우 예상되는 큰 규모의 천변저류지에 1 차원적 수법을 적용하는 것은 다음과 같은 여러 상황에 대처 하기에는 부족할 것으로 판단된다. 즉, 저류지의 규모가 수 km에 이르는 규모의 저류지내에서는 단기적으로 수심의 공간 적 분포의 차이로 인하여 수평적 흐름이 발생하며, 이로 의 하여, 토사의 평면적 퇴적 문제, 식생의 침수 문제, 홍수시 저류지내 관리시설물 운영, 저류지 이용자의 대피 등의 상황 을 고려하면 저류지 내의 평면적 유동을 파악할 수 있는 기 법의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 **정회원·(주)방재안전기술원 대표이사 (E-mail : [email protected]) **정회원·국립한경대학교 토목공학과 교수대규모 저류지의 설계 및 운영에 필요한 월류제 설계를 위하 여 하도-월류제-저류지를 연계할 수 있는 통합연계모형을 개 발하도록 한다.
2. 하도-저류지 연계모형의 개발
본 연구에서 개발하고자 하는 모형의 개념은 아래 그림 1 과 같이 하천에 있어서는 1차원 부정류모형, 하천과 제내지 (저류지)를 잇는 월류제모형 그리고 홍수범람이 발생하는 저 류지모형으로 구성된다. 따라서 본 연계모형의 개발에 있어서 는 상술한 3개의 모형을 개별적으로 개발한 다음 최종적으로 는 이를 하나로 연계하여 구동하는 방법을 사용하고 있다. 2.1 월류부 월류량 산정 모형 횡월류제의 월유량 공식을 처음으로 수리학적 견지로부터 구한 것은 De Marchi이다. (1) 여기서, CM : 유량계수 여기서, h − S : 월류 전후의 수위차 상기 월류량 공식의 적용에 대한 대부분의 연구는 Yu-tech 공식, Swamee 공식, 건기원 공식, Ranga Raju 공식 등에서 볼 수 있듯이 유량계수를 어떻게 규정할 것인가가 중요한 연 구 테마이며, 차원해석이나 수리실험 등을 통하여 이를 규명 하여 적용하고 있다. 본 연구에서는 월류량 공식 중, 가장 보편적으로 사용되어 왔던 혼마의 월류량 공식을 하도 경사 를 적용할 수 있도록 변형하여 개념적으로 간편한 일본의 홍 수재해지도 작성지침 상에서 제시된 바 있는 제방 파제 및 월류에 대한 Suestugu 횡월류량 공식을 채택하여 적용하고 있다. • 파제에 동반된 횡월류량 I > 1/1,580Q/Qo= (0.14 + 0.19log10(1/I))cos(48 − 15log10(1/I)) 1/1,580≥ I > 1/33,600
Q/Qo= (0.14 + 0.19log10(1/I)) 1/33,600≥ I
Q/Qo= 1 (2)
• 월류에 동반된 횡월류량
I > 1/12,000 Q/Qo= cos(155− 38log10(1/I))
1/12,000≥ I Q/Qo= 1 (3) 여기서, I : 하상경사 여기서, Qo : 혼마의 횡월류량공식 2.2 하천 1차원 부정류 모형 하도내의 홍수류를 1차원적으로 해석할 경우, 통상 1차원 에너지해석법이 적용되며, 그 방정식은 아래와 같은 연속방정 식과 에너지방정식으로 구성된다. (연속방정식) (3) (에너지방정식) (4) 여기서, A : 유수단면적(m2) Q : 유량(m3/s) q : 단위 유하거리 당의 횡유입량 (m3/s/m) v : 평균유속 (m/s) So = sinθ : 수로경사 (cos ≒ 1) Sf = n2V2/R4/3:마찰경사로서 저항법칙으로 매닝 공식 을 적용 h : 수심(m) q* 2 3 ---CM 2g h S( – )3 2⁄ = ∂A ∂t --- ∂Q ∂x ---+ =q β g --- ∂v ∂t --- ∂ ∂x --- αv 2 2g ---+λhcosθ ⎝ ⎠ ⎛ ⎞ + ⋅ =So Sf– 그림 1. 천변저류지 의사결정지원모형의 개념도
α : 에너지 보정계수 β : 운동량 보정계수 λ : 압력분포 보정계수 이들 방정식을 풀기위해서, 에너지방정식의 좌변 2항과 우 변 1항을 합쳐서 전에너지 수두 Ht를 사용하여 표시하고, 이 를 특성곡선 상의 쌍곡선형 미분방정식계로 유도하게 된다. 또한 해당 방정식의 이산화를 위해서는 유도된 특성곡선표시 를 사용하여 고정격자점법에 의한 차분식을 유도한다. 또한 차분법의 안정성을 위해서는 Courant-Friendrichs-Lewy 조건 과 Vasiliev 조건을 사용한다. • 상류에서 하류로 전달되는 관계 (5) • 하류에서 상류로 전달되는 관계 (6) 2.3 제내지 홍수범람 모형 천변저류지 내의 홍수범람 흐름해석을 위한 기본방정식은 2차원 Euler 운동방정식과 유체 연속방정식이다. 이 두 방정 식을 수심방향으로 적분하여 본 연구에서 사용하는 기초지배 방정식을 구성하였으며, 궁극적으로는 다음과 같이 표현되는 연속식과 운동량방정식을 사용하고 있다. (연속식) (7) (X 방향 운동량방정식) (8) (Y 방향 운동량방정식) (9) 여기서, h : 수심 (m) u, v : x, y 방향의 깊이 방향으로 평균된 유속 (m/s) M, N : 유량 플럭스 (m3/s/m)) τxb, τyb : 저면에 작용하는 x, y 방향의 전단응력으 로 매닝의 식 적용 이들 방정식의 이산화 방법은 기본적으로 staggered grid 상에서의 중앙차분법을 적용하고 있다.
3. 하도-저류지 연계모형의 적용성 검토
3.1 월류량 산정 공식의 검토 본 연구의 취지에 가장 적합한 유량공식을 선정하기 위해 서는 여러 유량공식이 갖는 매개변수의 특성을 상호 비교하 고, 실제 천변저류지 월류부 설계에 있어, 가장 중요한 매개 변수가 어떤 것이 될 수 있는지에 대한 고찰을 통하는 것이 필요하다. 표 1은 위어의 유량공식을 해당 공식의 운영에 필 요한 매개변수를 중심으로 하여 정리한 것이다. 천변저류지와 같이 하천에 연하여 제방의 일부를 낮춤으로 서 하천유량 일부를 홍수터에 전환시키는 월류제 구조물 위 에서는 다음과 같은 흐름특성을 갖는다. · 천변저류지 월류부의 수리특성은 예연위어 보다는 광정 위어의 수리특성이 지배적이다. · 하도 및 천변저류지 수위 관계상 불완전(잠수) 월류의 흐 름 특성을 재현 가능하여야 한다. · 하도의 흐름 특성을 나타낼 수 있는 영향인자(Fr : 프르 드수 혹은 I : 경사)에 대한 고려가 있어야 한다. 따라서 유량공식의 선정에 있어서는 상술한 월류제 상의 흐름특성을 나타낼 수 있는 영향인자를 갖는 유량공식이 우 선적으로 선정 대상이 되어야 하며, 이를 위해서 표 2와 같 은 각종 영향인자 및 수위의 조합에 따라 각종 월류 공식을 비교해 본 결과가 다음 그림 4이다. 그림에서 알 수 있듯이 Suetsugu 공식은 월류량 측면에서 기타 유량공식과 비교해 λcosθ B ---i t Ait 1+ –Ait ∆t --- Qi t Q i 1+ t – ∆xi --- qi t q i 1+ t + 2 ---+ + α β– β ---V C+ i t + β g --- Vi t 1+ V i t – ∆t --- Hti t Ht i 1+ t – ∆xi --- Sfi t Sf i 1t+ – 2 ---+ + ⋅ × =0 λcosθ B ---i t Ait 1+ –Ait ∆t --- Qi 1– t Q i t – ∆xi 1– --- qi t q i 1+ t + 2 ---+ + α β– β ---V C– i t + β g --- Vi t 1+ Vit – ∆t --- Hti 1– t Htit – ∆xi 1– --- Sfi 1– t Sfit – 2 ---+ + ⋅ × =0 ∂h ∂t --- 1 ∆t ---M X Xi 1+ 1 ∆y ---N yi yi 1+ + + =0 ∂M ∂t --- 1 ∆x ---uMXX i 1+ 1 ∆y ---vM yi yi 1+ + + gh∂H ∂x ---– τxb ρ ---– = ∂N ∂t --- 1 ∆x ---uM y yi 1+ 1 ∆y ---vM yi yi 1+ + + gh∂H ∂y ---– τyb ρ ---– = 그림 2. 연속방정식의 이산화 격자 정의 그림 3. 운동량방정식의 이산화 격자 정의표 1(a). 횡월류량 산정 공식 비교표 (예언위어) 구분 발표자 년도 제안식 Fr I 본류y B 기타 w L월류제 저류지yr 비고 예언 웨어 공식 De Marchi 1934 ○ ○ ○ E ○ ○ 재해영향평가에서는 0.623 사용 Subramanya 등 1972 ○ Fu<0.8 ○ Nandesamoorthy 등 1972 ○ Yu-tech 1972 ○ Ranga Raju등 1979 ○ 예연위어 Hager 1987 ○ w = 0 일 때 Cheong 1991 ○ w = 0 일 때 Swamee 등 1994 ○ ○ ○ Singh 등 1994 ○ ○ ○ Jalili 와 Borghei 1996 ○ ○ ○ Silva 1997 ○ ○ V ○ ○ Lndim=L/(Vu2/2g),은 평균수심 Ali Uyumaz 1997 ○ ○ ○ 상류 ○ ○ ○ 사류 Borghei 등 1999 ○ ○ ○ ○ ○ 상류 ○ ○ ○ ○ ○ 사류 Onitsuka 등 2005 ○ ○ ○ w = 0 Murota 등 1985 ○ ○ ○ 실험식 김창완 등 2006 ○ ○ ○ ○ ○ 실험식 (상류조건) Yamazaki 등 2005 ○ ○ ○ ○ ○ 실험식 표 1(b). 횡월류량 산정 공식 비교표 (광정위어) 구분 발표자 년도 제안식 Fr I 본류y B 기타 w L월류제 저류지yr 비고 광정 웨어 공식 Honma 등 1973 ○ ○ 완전월류 ○ ○ ○ 잠수월류 Swamee 등 1994 ○ Lb ○ ○ 광정웨어, 측벽의 영향 고려 Ranga Raju 등 1979 ○ ○ Lb ○ 광정위어 Suetsugu 등 1996 ○ ○ ○ ○ 변형Honma공식, 하상경사 포함, 홍수재해지도작성지침 표 2. 횡월류량 산정 공식 비교표 (광정위어)
그림 4. 월류량의 비교 (하도유량 : 17,247 cms, 하도경사 : 15/10,000) 표 3. 가상저류지의 현황 및 모의실험의 종류 저류지명 내용 하류저류지 중앙저류지(B) 중앙저류지(A) 중앙저류지(C) 상류저류지 저류지 위치 하류 중앙 중앙 중앙 상류 월류부 위치 중앙 하부 상부 상부 및 하부 중앙 월류부 높이 제방고-3m 제방고-3m 제방고-3m 제방고-3m 제방고-1m 제방고-2m 제방고-3m 제방고-4m 월류제 길이 100m 100m 100m 50m+50m 100m 그림 5. 가상하도 및 저류지의 형상
볼 때, 거의 동일한 크기를 제시하고 있으며, 하도에 인접된 광정위어의 흐름특성과 하도경사를 매개변수로 갖는 등, 본 연구의 취지에 가장 적합한 것으로 판단된다. 3.2 가상하도에의 적용성 검토 3.2.1 모의 실험의 개요 본 연구에서 개발하는 천변저류지 홍수저감 능력평가모형 (FRCAM : Flood Reduction Capacity Analysis Model of Off-Stream Reservoir)의 적용성을 검토하기 위해 표 3과 그림 5 와 같은 가상하도를 구상하고, 해당 하도 홍수방어지점의 상 류, 중앙, 하류에 가상저류지를 위치시키고 월류제의 높이를 변화시켜 가면서, 가상저류지 위치나 월류제 높이, 가상저류 지 입구의 형태 등이 가상하도의 홍수저감효과에 미치는 영 향 등을 분석하였다. 상술한 모의 실험에 대한 내용을 정리 하면 다음과 같다. 3.2.2 가상저류지의 반응특성 상술한 가상하도 및 가상저류지의 설정을 변화시켜 가면서 가상저류지가 갖는 각종 반응특성을 표 4와 같은 사항에 대 해 분석하였으며, 중요 시사점을 살펴보면 다음과 같다. 가. 가상저류지 위치에 따른 홍수저감효과 가상저류지 제원은 모두 동일하고 가상저류지 위치만 다른 표 5와 같은 4개의 저류지를 대상으로 다음과 같은 내용에 대해 분석을 실시하였다. (1) 천변저류지의 홍수저감효과는 있을 것인가? 가상저류지의 모든 조건은 동일하고 가상저류지의 위치만 을 상류, 중앙 하부, 중앙 상부, 하류로 바꿔서 모의한 결과 중, 하도 유량이 첨두가 되는 12시 부근에서의 각 가상저류 지 상황에 대한 수면곡선을 그린 것이 그림 6이다. 그림에서 알 수 있듯이 모든 경우에 있어서 가상저류지 직상류부에서 따라 0.36-0.73 m의 홍수위 저감효과를 확인 할 수 있었으며, 이는 천변저류지는 천변저류지의 위치 및 월류제의 제원에 따라서는 충분한 홍수저감효과를 가질 수 있음을 입증하는 것으로 판단된다. (2) 방어대상 지역에는 어떤 위치의 저류지가 가장 많은 영 향을 미치는가? 상기 “(1)”에서의 가상저류지가 방어대상이 되는 중앙지점 (No.16+0)의 홍수저감효과에 미치는 영향을 살펴보기 위해, 가상하도 중앙지점에서의 수위변화를 각 가상저류지 위치별 로 살펴 보았으며, 그림 7과 같이 결과적으로 다음과 같은 사실을 확인할 수 있었다. · 동일 조건이라면 방어대상지점에 가까이 위치한 저류지가 표 4. 시험하도에서의 가상저류지 반응특성분석을 위한 모의실험내용 구분 시험내용 가상저류지 위치에 따른 홍수저감효과 · 천변 가상저류지는 과연 홍수저감효과가 있겠는가? · 방어대상 지역에는 어는 위치의 저류지가 가장 영향을 많이 미치는가? ·하도 수위 및 저류지 수위에 따른 범람현 상은 제대로 이루어지고 있는가? 월류제 높이에 따른 홍수저감효과 · 월류제 높이는 홍수조절효과에 어떠한 영 향을 미치는가? · 월류제 높이가 낮으면 정말로 홍수저감효 과가 정말 없는가? 그 이유는? · 본 모의의 경우, 어는 월류제가 가장 우수 한가? 동일 가상저류지에서 월류제 위치에 따른 홍수저감효과 · 월류부(입구)가 상류, 하류, 상하류에 있을 경우, 어떠한 위치가 홍수조절효과가 가장 우수한가? 표 5. 가상저류지 위치에 따른 홍수저감효과 분석을 위한 가상저 류지 설정 저류지명 내용 하류 저류지 중앙저류지 (B) (중앙 하류부) 중앙저류지 (A) (중앙 상류부) 상류 저류지 저류지 위치 하류 중앙 중앙 상류 월류부 위치 중앙 하부 상부 중앙 월류부 높이 제방고-3m 제방고-3m 제방고-3m 제방고-3m 월류제 길이 100m 100m 100m 100m 그림 6. 가상저류지의 위치에 따른 수면종단곡선 및 홍수저감효과
가장 크게 영향을 미침. · 가상저류지가 방어대상지점에 바로 위치하고, 월류제가 상하류 동일 거리에 위치한다면, 월류제가 하류에 위치하는 가상저류지의 영향이 월류제가 상류에 위치하는 가상저류지 의 영향보다 다소 크며, 그 순서는 직하류 중앙저류지(B)>직 상류 중앙저류지(C)>상류 저류지>하류저류지 순이었다. · 하류에 위치하는 가상저류지는 크게 영향을 미치지 않음. 나. 월류제 높이는 홍수저감효과는 어떠한 경향이 있는가? 저류지 위치는 동일하고 월류제 높이만 표 6과 같은 4개의 가상저류지를 대상으로 월류제 높이가 홍수조절효과에 미치 는 영향에 대해 분석하였다. 분석결과, 월류제의 높이에 따라 하도의 수위 및 유량은 확실히 영향을 받는 것으로 나타났으며, 하도의 첨두유량 통 과시(모의 시간 : 11시)의 홍수저감효과는 제방-3 m > 제방-2 m > 제방-4 m > 제방-1 m 순으로 나타났다. 즉, 첨두유량이 통 과하는 11시에 있어, 가장 낮은 월류제(제방-4 m)의 수위 저 그림 7. 가상저류지별 홍수방어 대상지점에 대한 수위영향 표 6. 월류제 높이에 따른 홍수저감효과 분석을 위한 가상저류지 설정 저류지명 내용 상류저류지 상류저류지 상류저류지 상류저류지 저류지 위치 상류 상류 상류 상류 월류부 위치 중앙 중앙 중앙 중앙
월류부 높이 (EL.+9.5m)제방고-1m (EL.+10.5m)제방고-2m (EL.+11.5m)제방고-3m (EL.+12.5m)제방고-4m
월류제 길이 100m 100m 100m 50m+50m 그림 8. 월류제 높이에 따른 가상하도 수위 변화 표 7. 월류제 위치에 따른 홍수저감효과 분석을 위한 가상저류지 설정 저류지명 내용 중앙저류지(B) “중하” 중앙저류지(A)(중앙) 중앙저류지(C)(중상하) 저류지 위치 중앙 중앙 중앙 월류부 위치 하부 상부 상부 및 하부 월류부 높이 제방고-3m 제방고-3m 제방고-3m 월류제 길이 100m 100m 100m
감 및 홍수량 저감 효과가 최상이 아니며, 이는 월류제 높이 가 너무 낮으면 저류지가 일찍 만배가 되어 첨두유량의 통과시 에는 그 기능을 하지 못하는 현상을 의미하는 것으로 분석된다. 다. 동일 저류지에서 월류제 위치에 따른 홍수저감효과? 표 7과 같이 월류제 제원은 모두 동일한 저류지를 대상으 로 월류제의 위치만이 상이한 3가지 상황에서 어떤 위치의 월류제의 홍수저감효과가 가장 양호한지를 분석하였다. 특히 2개의 월류제를 갖는 중앙저류지(C) 형태는 월류부가 각각 50 m이며, 나머지는 각 100 m의 월류제 길이를 갖는다. 분석결과, 저류지 중앙 No.16+0을 기준으로 했을 경우, 3 개의 저류지 입구형태 모두 50cm 내외의 홍수저감효과를 발 휘하여, 그 차이는 미약하나마 “하부” > “상부+하부” > “상부” 순으로 나타났으며, 12시 전후의 하도수위 재상승은 저류지 로부터 하도로의 역범람에 의한 것으로 판단된다. 결론적으로 방어대상 지점 상에 저류지를 계획할 때에는 방어지점 직하 류부에 설치하는 것이 상류부 혹은 2개로 나눠 설치하는 것 보다 효율이 좋은 것으로 판단된다. 3.3 시범지구에의 적용성 검토 (1) 청미천 시범지구의 개요 이상에서 개발한 평가모형을 본 연구의 시범지구인 청미천 에 적용하였으며, 청미천 천변저류지 시범지구는 현재 이천시 장호원읍과 음성군 감곡면의 경계를 흐르는 청미천 국가하천 구간 No.15.7~No.17.2 단면에 연하여 시범사업(안)이 구상되 고 있다. 천변저류지 개발안은 2개로서, 1안은 과거 구하도를 포함하여 길이 약 1.5 km, 폭 약 300 m 내외의 저류지이며, 2안은 과거 구하도를 천변저류지로 개발하는 안으로 다음 그 림과 같다. (2) 청미천 천변저류지 시범사업(안)의 저류지 형상 결정 저류지 바닥고는 향후 저류지 토지이용 및 경관설계 등을 그림 9. 월류제 위치에 따른 가상하도 및 가상저류지간 수위변화 그림 10. 청미천 천변저류지 사업구간(안) 표 8. 청미천 홍수저감효과 분석을 위한 시나리오 대안 저류지(m표면적2) 저류지 지반고(EL.m) 월류제 표고(EL.m) 월류제 길이(m) 1안 284,000 53.0 58.0 100.0 2안 154,000 53.0 58.0-59.0 100.0-300.0
고려할 때, 저류지 내 바닥고를 다단계로 하는 것이 바람직 할 것으로 판단되나, 최대의 홍수저감능력을 확보하기위해 저 류지 바닥고는 EL.+53.0 m로 설정하였다. (3) 설계홍수량 홍수저감효과를 분석하기 위한 설계홍수량은 “청미천 하천 정비 기본계획(보완) 및 하천대장작성용역”에서 제시하고 있 는 100년 빈도의 24시간 지속시간의 2,130 cms을 적용하였 다. (4) 홍수저감효과 분석을 위한 시나리오 월류제의 위치는 저류지의 중앙부에 위치시키고, 월류제 높 이 및 길이 등을 변화시키면서 개발1안 및 개발2안에 대해 계산을 수행하도록 하였다. (5) 분석결과 2안에 대해 분석하면, 2안에 있어서 월류제 길이를 200 m 로 설정 한 경우의 그림 11(a)에서와 같이 No16.6 단면에서 의 최대저감효과는 10.6 cm로서 EL.+58.9 m 이하에서 발생 하며, 2안에 있어서 월류제 길이를 300 m로 설정 한 경우의 No16.6 단면에서의 최대저감효과는 11.7 cm로서 EL.+59.0 m 이하에서 발생하므로, 2안의 최대저감효과는 EL.+59.0 m, 300 m에서 얻을 수 있으나, 월류제 길이가 너무 길어지면 길 어질수록 하천 수면형의 공간적 변화가 발생, 월류량 계산에 대한 정확성을 담보하기 어려우므로, 2안에 있어서의 최대저 감효과는 EL.+58.9 m, 200 m 월류제를 선택하는 것이 타당 할 것으로 판단되며, 이 경우 No.16+6 단면에서의 최대저감 효과는 10.6 cm로서 전체 하도에서 살펴보면 그림 11 (b)에 서와 같이 저류지 입구에서 200 m 상류 지점에서 약 25.1 cm의 수위저감효과가 나타났다.
4. 결
론
본 연구의 목적은 규모가 큰 천변저류지가 갖는 홍수저감 효과를 분석하기 위한 하도-월류제-저류지 연계모형을 개발하 는 것으로서, 개발된 모형을 가상 하도 및 실제 시범지구에 적용해 봄으로서 연계모형의 반응 특성을 검토하였다. 그림 11. 청미천 천변저류지의 홍수저감효과검토 결과 천변저류지의 홍수저감효과는 저류지의 하도내 위치, 월류제의 길이나 높이 등의 형상, 저류지 월류제 입구 의 위치 등에 따라 홍수저감효과가 상이하게 나타남을 확인 할 수 있었으며, 보다 정확한 홍수저감 능력의 평가를 위해 서는 향후 월류제의 경사 혹은 월류제 상의 수위 변화 등도 고려할 수 있는 모형의 개선과 실질적인 월류량 산정을 위한 유량계수 수리모형실험의 추진 등이 필요하다는 점을 확인 할 수 있었다. 또한 본 연구에서 개발된 모형은 단순히 홍수저감효과 분 석에만 그치는 것이 아니라, 향후 식생의 침수기준이나 저류 지 내 공간활용계획, 유입토사처리계획 등과 상호 환류하면서 그 활용가치를 넓혀야 할 것으로 판단된다.
감사의 글
본 연구는 건설교통부 건설기술혁신사업의 연구비지원(06건 설핵심B01)에 의해 수행되었습니다.참고문헌
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◎ 논문접수일 : 11년 03월 10일 ◎ 심사의뢰일 : 11년 03월 16일 ◎ 심사완료일 : 11년 04월 19일
