영주다목적댐 건설사업 소개
1. 추진배경 및 사업의 필요성
영주댐은 낙동강 중·하류 갈수기 하천유지용수 공급, 최근 이상기후에 따른 낙동강 본류 및 내성천 연안지역의 홍수재해방어, 경북 북부지역의 안정적
인 용수공급을 목적으로 건설 중인 다목적댐이다.
지난 1971년 낙동강 유역조사에서 댐 개발가능 지점의 하나로 선정된 이후 1990년대 초 낙동강 페 놀유입 등 수질사고를 계기로 1999년 낙동강 물관 리종합대책의 일환으로 검토되어 예비타당성조사 (1999), 댐건설장기계획(2001, 2007), 타당성조사 (2004, 2008) 및 관계기관 인·허가 및 협의를 거쳐 2009.12월말 공사를 착수하였다.
영주댐은 낙동강 제1지류인 내성천 하구로부터 약 55.6㎞ 상류에 위치하며, 유역면적은 500㎢이며, 길이 400m, 높이 55.5m, 총저수용량 181.1백만㎥
인 중규모 댐이다. 주요시설로 홍수조절을 위한 여 수로, 용수공급을 위한 취수탑, 5,000kW급 수력발 전소, 유사조절지 및 배사탑 등이 있다. 아울러, 지 역주민 편의와 지역경제 발전을 위해 댐하류공원(캠 핑장), 영주댐 홍보를 위한 물문화관 등 부대공사를 추진하고 있다.
강 기 호
한국수자원공사 영주댐건설단 단장 [email protected]
이 우 석
한국수자원공사 영주댐건설단 댐공사팀장 [email protected]
그림 1. 영주다목적댐 조감도
2010년 10월 기초굴착 착수 후 약 2년 만에 댐체 축조를 완료하였으며, 2015.2월 현재 전체공정률 95.7%로 댐 담수를 위한 유수전환시설 폐쇄 공정 등을 제외한 대부분의 공정이 완료되었으며 2015년 담수와 공사준공을 목표로 추진 중에 있다.
2. 본댐 및 여수로
(유수전환시설) 댐 건설비용과 공정을 좌우하는
중요한 시설로 가장 경제적인 규모로 계획하는 것 이 일반적이지만 영주댐은 댐 직상류 수몰지역내 중앙선 철도(평은역)가 위치하고 있어 철도이설 완 료(’13.3월)시 까지 운행 제한이 없어야 하는 특수 한 여건 등을 고려하여 기존 댐의 유수전환 설계빈 도(2~25년)를 훨씬 상회하는 100년빈도 홍수 유입 시에도 대응이 가능하도록 계획하였으며, 상류가물 막이와 가배수터널 및 댐체 가배수거 등을 연계하 여 가장 경제적이고 합리적인 조합이 되도록 계획 하였다.
그림 2. 영주다목적댐 유수전환시설 계획
(댐형식 및 단면) 댐 지점 지질조사 결과 좌안측은 암질이 양호한 기반암 상태를 보이고, 우안측은 일 부 매립층을 포함한 단층대가 중첩되면서 기반암 출 현심도가 깊게 나타났다. 댐 형식은 기반암 특성을 고려하여 좌안부는 CGD(콘크리트 중력댐), 우안부 는 CFRD(콘크리트 표면차수벽형 석괴댐)인 복합댐 을 채택하였으며, 응력해석 및 안정성 검토를 통해 최적단면을 결정하였다.
특히, CGD와 CFRD의 접합부는 축조재료의 특성 차이로 발생하는 상이한 변형률과 표준단면의 기하 학적 차이로 발생하는 접합단면의 마감처리 문제점 등을 해결하기 위해 콘크리트 분리벽형식을 채택하 였다, 분리벽 배면 경사는 1:0.65로 하고, 두께 4m 의 트렌지션존(Gmax=150㎜) 구간을 두어 다짐효 율 향상 및 침하량이 최소화 되도록 하였으며, 표면 차수벽과 분리벽 접합부를 통한 누수방지를 위해 동 지수판, PVC지수판, 매스틱필러 등 3중 지수장치를 두었다.
(여수로) 지형 및 지질적인 조건과 수리적 측면, 직하류 하천 현황 , 댐 및 유수전환시설 배치 등을 종합적으로 고려하여 기존 하천의 중심부에 일치하 도록 콘크리트댐 본체에 설치하였으며, 여수로 웨 어 순폭 52m(10.4m×5EA)로, 설계홍수량인 PMF 유입시 최대방류량 4,691.9㎥/s가 안전하게 소통되 도록 계획하였으며, 고속류 흐름(Vmax=28m/s)이 발생하는 급경사 수로구간의 콘크리트 손상방지를 위해 Groove type 공기혼입장치를 설치하였다. 또 한, 감세공 형식은 댐체내 여수로 배치조건, 감세공 설치지점의 지형적 조건, 하류 하천상황 등을 종합 적으로 고려하여 정수지 형식으로 결정하였다.
3. 수문 및 발전설비
(수문시설) 영주댐의 수문시설은 홍수조절을 위한 여수로 설비, 하류 용수공급을 위한 취수 및 방류 설
비, 댐내에 유입된 퇴사를 하류로 배출시키기 위한 배사시설물, 그리고 유수전환시설인 가배수로 폐쇄 수문, 가물막이 수문설비 등으로 구분된다. 현재 이
수 및 치수를 위한 여수로 설비와 취·방류 설비 등 대부분의 시설물이 설치 완료되었으며, 댐상류 담수 제약사항이 해결되면 유수시험 등을 통하여 시설물 그림 3. 댐체 구성 및 단면도
그림 4. 여수로 구성 및 단면도
을 완공할 예정이다.
여수로 수문(B10.4m×H13.67m×5문)은 방류 흐 름이 좋고 권양데크가 낮은 레이디얼 게이트(radial gate) 형식을 채택하였다. 권양기실은 댐 외관을 고 려하여 피어 내부에 유압식으로 설치하였으며, 수문 지지를 위한 앵커리지는 시공성이 우수한 텐션빔 지 압판 방식으로 결정하였다. 수문 운영 안정성을 높 이기 위하여 문비의 전폐 상태를 확인하기 위한 하 한 리미트를 추가 설치하여 수문의 개방여부를 즉시 알 수 있도록 개선하였다.
하류 하천유지용수, 농업 및 생공용수의 공급 을 위해 표층 및 심층의 댐용수를 선택적으로 하류 공급이 가능토록 다단식 원형 실린더게이트(6단, D=2.1~3.6m)를 설치하였으며, 댐 직하류의 발전 설비(5,000㎾)를 통하여 용수공급토록 계획하여 방 류시 발생되는 낙차에너지를 재 이용토록 시설을 갖 췄고 발전시설의 유지보수 시 비상급수가 가능토 록 방류밸브(제수 및 조절 수문)를 구비하였다. 또 한, 실린더게이트 1단에만 권양설비를 설치하여 설 비구성을 최소화하였고, 동절기에도 취수 운영이 가
능토록 동결방지장치를 설치하였으며, 비상방류밸 브는 당초Ø1,200㎜로 계획하였나 최저 취수수위 (EL.135.0m) 하부에 위치한 배사수문의 비상방류 능력을 고려하여 Ø900㎜로 조정하여 시공하였다.
배사설비는 홍수시 발생되는 부유사의 배출, 댐체 비상상황 발생시 저수지내 긴급한 수위 저하 및 장 래 PMF(가능최대홍수량) 이상의 홍수 유입시 대응 가능한 배수기능을 갖도록 계획하였으며, 배사수문 (조절수문 : B5.0m×H5.0m, 제수수문 : B5.0m×
H8.0m), 배사관 및 급배기관으로 구성되며, 수문의 형식은 고압 롤러게이트를 선정하였으며, 정류판은 당초 강재(STS)로 계획하였으나, 배사의 형상, 점검 및 유지보수 및 경제성 등을 고려하여 고강도 콘크 리트로 변경 시공하였고 수문 설치부만 강재로 설치 하였다.
향후, 댐 담수와 병행하여 수문 및 발전 시설에 대 한 부하시험 및 시운전을 통하여 각종 시설물에 대 한 운영매뉴얼 및 유지보수 지침을 확정하여 시설물 의 원활한 운영에 대비코자 한다.
그림 5. 영주댐 수문설비 및 발전시설 배치 현황도
(발전설비) 운영 및 유지관리의 용이성을 고려하 여 댐 좌안에 배치하며, 댐체에 설치된 취수탑으로 취수하여 용수가 발전소에 이르도록 도입관로를 설 치하고 댐 하류에 위치한 소수력발전소에서 발전하 도록 계획하였다.
발전용량은 유량, 낙차 등을 고려하여 발전유량의 변화로 인한 시설의 증대, 월별 발전유량에 대한 발 전기의 운전 방안, 초기투자비와 발전수익에 대한 경제성, 관련시설 상호간의 조화 및 시설의 안정성, 유지관리의 용이성 등을 고려하여 계획하였다.
영주댐 발전용량 산정기준으로 비홍수기 청명시 (4월 용수공급량 15.13㎥/s), 비홍수기 우천시(취수 설비 최대량 17.3㎥/s), 홍수기 우천시(취수설비 최 대량 17.3㎥/s) 등 조건별 최대발전용량 산정 결과 4,000〜5,000kW로 산출되었다. 최소 용수공급량 기준 7월〜10월에는 최소 500kW의 발전기가 필요 하고, 최대 시설용량 5,000kW를 위한 발전설비는 500kW와 4,500kW로 분할하여야 한다. 이 경우 11 월부터 익년 2월까지 1,500kW의 발전시설이 필요 한 시기는 발전이 불가능하다. 그러므로 2대로 분할 하는 것은 비합리적이다. 발전기 대수를 3대로 분할 하여 7월부터 10월까지 무효방류량이 발생하지 않 을 경우는 500kW를 운전하고, 11월부터 익년 2월
까지는 1,500kW를 운전하며 3,000kW 이상 발전 이 가능한 시기는 500kW, 1,500kW, 3,000kW를 조합하여 운전하면 연중 발전이 가능하다. 따라서 본 댐의 소수력발전소는 500kWx1대, 1,500kWx1 대, 3,000kWx1대인 3대로 분할하여 계획하였다.
4. 부대 시설물
(유사조절지) 본댐으로 유입되는 모래를 차단하여 저수용량을 확보하고, 하류 하천에서의 준설을 유 사조절지내의 준설로 대처하여 하류하상 관리를 위 한 시설물을 본댐상류 13km 지점에 계획하였다. 기 본설계시에는 댐상류 18km지점에 설치하는 것으로 계획하였으나, 댐 및 유사조절지 건설로 인한 배수 위 영향이 유사조절지 상류의 배수위영향을 최소화 할 수 있는 대안을 검토하였다. 대안지점은 토일천 과 합류 직하류인 댐상류에서 13km지점으로 내성 천본류 및 토일천의 유사량을 포집하여 유사의 저수 지내 유입을 최소화 할수 있고, 배수위의 영향이 최 소가 될 수 있는 위치로 검토하였다.
유사조절지 댐은 사용재료에 따라 콘크리트, 원형 셀, 철망재, 스크린 사방댐으로 분류되며, 형식 결정
그림 6. 유사조절지 조감도
은 월류시 안전성, 수변공간 확보성, 유지관리, 어도 설치 및 사방댐의 실적 등을 감안하였으며, 특히 저 수지내에 설치되고, 하상이 사질충적층임을 감안하 여 지지력 확보 가능한 콘크리트댐 형식으로 결정하 였다.
유사조절지에는 아이스하버식의 어도를 설치하였 으며, 체채내에 관람통로를 통해 폭포를 닮은 시원 한 수경관을 제공가능하여 관광자원화가 될 것으로 기대된다. 유사조절지는 연간퇴사량이 148,000㎥
/년에 달해 정기적인 준설이 필요하며, 준설토사의 입도, 퇴적량 등의 실측이 가능하므로 당초계획 설 계치의 퇴사량산정의 적정성 및 댐내의 퇴사와 연계 성을 고려하면 댐내 퇴적현황의 유추가 가능 할 것 으로 판단된다. 또한, 당초 내성천 하류에서 지자체 가 준설하던 모래를 유사조절지에서 준설하거나 댐 직하류에 일정량을 포설하여 내성천의 하상관리를 도모할 수 있다.
(캠핑장) 영주댐 하류지역에 조성되는 캠핑장은
방문객들이 댐 주변에 머물면서 시간을 보낼 수 있 는 체류형 체험공간이다. 부지규모는 120.000㎡로 캠핑장은 테마별로 3가지 캠핑장이 조성된다. 수몰 지내 이식수목(소나무)을 활용한 숲속캠핑장 50면, 캠핑데크 시설이 갖추어져 있는 고급캠핑장이 50 면, 캐라반 시설을 활용하여 할 수 있는 최고급 캠핑 장이 30면 등 총 130면의 캠핑면이 조성된다. 캠핑 장에 가족들이 캠핑을 즐기면서 다양한 활동을 가능 하도록 캠핑장내 조성되는 부대시설에는 야외무대, 다목적운동장, 전통정자, 모험놀이터, 모래놀이터 등이 설치될 예정이며 주요 식재수종으로는 소나무, 느티나무, 이팝나무, 자작나무 등 이용객들이 자연 속에서 계절감을 느낄 수 있도록 다양한 수종이 계 획되었다. 영주댐 오토캠핑장은 소백산자락과 내성 천을 품에 안은 대자연속에서 캠핑을 즐기는 특화된 오토캠핑장으로 지역주민 및 영주댐 내방객들에게 오래도록 기억되고 사랑받은 공간이 될 것으로 생각 된다.
그림 7. 캠핑장 조감도 및 주요시설
(물문화관) 영주댐 우안에 위치한 물문화관은 철 근콘크리트조로 지하1층·지상2층의 연면적 2,322
㎡(약 700평) 규모로 건축되었다. 내부는 크게 전시 ZONE, 휴게ZONE 및 전망ZONE으로 구성된다.
지상 1층의 전시ZONE은 다목적영상실과 물문화역 사실, 댐홍보실로 이루어져 있다. 각종 영상 및 모형 을 이용한 상설전시공간으로 물문화관 운영의 핵심 이 된다. 지상 2층의 휴게ZONE은 기획전시실, 소
매점, 야외데크 및 옥외공원으로 이루어져 있다. 기 획전시실은 한국예총 영주지회와의 협약을 통해 테 마를 정해 기획전시물을 운영할 계획이며, 소매점 에서는 간단한 다과와 지역 특산품을 판매할 계획이 다. 그리고 관람 중 휴식을 위해 야외데크와 옥외공 원을 조성하였다. 마지막으로 옥상층의 전망ZONE 은 영주댐과 호수를 한눈에 볼 수 있는 전망을 제공 한다.
그림 8. 물문화관 조감도 및 주요시설물
물문화관의 건설 및 운영을 통해 다음과 같은 효 과를 기대할 수 있다. 첫째, 지역관광 활성화이다.
물문화관 자체의 관광효과뿐 아니라 영주시에서 추 진 중인 영주댐 주변 복합관광 휴양벨트 조성사업의 일부로서 추후 수상레포츠 등과 연계되는 관광거점 으로 그 역할을 할 것으로 기대된다. 둘째, 지역문화 활성화이다. 한국예총과 연계한 기획전시 프로그램 을 통해 상대적으로 낙후된 영주남부의 예술저변을 넓히며, 월 1회 인근 지역민들을 대상으로 한 영화
상영으로 문화 접촉기회를 확대할 계획이다. 더불어 교육기부 프로그램으로 관광뿐 아니라 교육적인 역 할도 수행할 계획이다.
5. 사업의 기대효과 및 결언
우리나라는 전 국토의 65%가 산악지형으로 이루 어져서 하천경사가 급하기 때문에 강수가 일시에 유
출되어서 홍수가 빈발하고, 1인당 가용 수자원량이 상당히 적은 편이다. 따라서 이런 가뭄과 홍수같은 물 재해에 효과적으로 대응하기 위해서는 댐이 필수 적인 시설이다. 최근 기후변화에 따른 전 세계적인 물 재해 증가로 물 문제는 국가 “안보”개념으로 격 상되고 있어 가뭄, 수질악화 등에 대비하여 수자원 시설 확보 필요성이 더욱 커지고 있는 실정이다.
영주다목적댐은 최근의 댐건설의 패러다임인 ESSD (Environmentally Sound and Sustainable Development) 즉 환경적으로 건전하고 지속가능한 개발개념을 적용하여 자연 훼손 최소화, 환경복원, 주변지역 특수성을 고려한 건설계획을 수립하여 추 진 중이다.
타당성조사 보고서에 따르면 영주 다목적댐의 건 설을 통해 하천유지용수를 연간 186.6백만㎥ 공급 하게 되면 낙동강 남지지점에서 갈수기에 BOD기 준 2.87㎎/L에서 2.60㎎/L로 수질이 개선될 것으로 예측되었다. 또한 홍수조절을 통해 200빈도 홍수시 낙동강 본류의 홍수위는 0.4m, 내성천의 홍수위는 0.5˜3.8m 저감될 것으로 예측되었으며 청정 수력 발전을 통해 연간 15.78GWh을 발전할 수 있어 약
3,700여가구에 전기 공급이 가능하다.
또한, 환경적인 측면을 고려하여 서식생물 보호를 위해 댐하류 물새습지, 댐상류 비점오염원 저감을 위한 인공습지(3개소), 수달대체서식처, 양서류 대 체서식처, 어류의 부유식 산란장, 생태통로 조성 등 을 조성하고 있다. 유사조절지, 배사문, 하류 하상보 호공을 통해 내성천 모래를 적절하게 관리할 수 있 도록 지자체 등 유관기관과 협력하여 하상관리 거버 넌스를 구축할 계획이다. 마지막으로, 영주댐을 통 한 지역경제 활성화를 위해 관광의 3요소인 볼거리 (영주댐), 놀거리(캠핑장)과 더불어 즐길 거리(물문 화관)을 조성하였다. 이러한 영주댐 시설로 인해 좁 게는 댐 주변지역, 넓게는 영주시 전체로의 관광객 유입 증대를 기대할 수 있다.
영주댐을 통해 낙동강 유역의 수질을 개선하고 홍 수를 예방하는 것은 물론, 댐으로 인한 환경영향이 최소화 될 수 있도록 노력하고 경북 북부지역의 관 광 및 경제 활성화 등에도 기여할 수 있는 명품 영주 댐이 건설될 수 있도록 영주댐건설단은 최선을 다할 예정이며 수자원전문가들의 지속적 관심과 지원을 부탁드립니다.
송리원다목적댐 건설사업 타당성조사 보고서, 국토해양부 및 한국수자원공사, 2004. 9.
영주다목적댐 건설공사 실시설계 보고서, 국토해양부 및 한국수자원공사, 2010. 8.
참고문헌
