댐-하천 설계홍수량 차이를 고려한 합천댐 홍수기 최적 운영 방안 연구
Hapcheon Reservoir Operation in Flood Season Considering the Difference Between Reservoir and River Design Floods
- 주제(키워드) 홍수조절 , 저수지 운영기법 , 사전방류 , 모의운영
- 주제(DDC) 624
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이재응
- 발행년도 2024
- 학위수여년월 2024. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 토목공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000033297
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)의 제 6차 평가보고서(AR6)에 따르면 기후 변화로 인한 생물학적, 경제적 피해가 더욱 증가할 것으로 예상된다. 특히 우리나라 에서는 2019년에 역사상 가장 많은 태풍이 내습하고 2020년에는 최장기간의 강우 가 지속되는 등 이례적인 수문 사상의 발생 빈도가 증가하고 홍수로 인한 피해가 늘 어나고 있어 적극적인 대응이 필요하다. 홍수조절용댐은 유입량을 조절하여 댐 하류의 홍수피해를 예방하고 있다. 댐은 주 로 댐체의 안전을 위해 댐 상류의 200년 빈도 홍수량에 견디도록 설계되었으며 이 는 댐 하류의 상황까지 고려하지 않았다. 다수의 댐에서는 댐과 하류 하천의 설계홍 수량이 일치하지 않아 댐에서 설계빈도 이하의 홍수가 발생하더라도 하류 하천에서 홍수가 발생할 수 있다. 홍수 대응을 위해선 댐과 하류 하천의 설계홍수량을 모두 고려한 댐 운영 방안이 필요하다. 본 연구에서는 댐의 홍수기 최적 운영을 위해 저수 지 운영기법을 검토하고 댐과 하천의 연계운영을 위한 댐 운영 방안을 연구하였다. 2020년 집중호우 발생 당시 댐과 하천의 홍수 연계 운영이 부족했던 합천댐을 대 상으로 분석을 수행하였으며 저수지 운영기법(Auto ROM, Rigid ROM, Technical ROM)을 검토했다. 홍수피해를 최소화하기 위해서는 추가적인 홍수조절용량이 필요 했으며 사전방류 방식을 도입하여 홍수조절용량을 확보하고 이를 활용하는 방안을 검토했다. 댐 하류의 피해를 최소화하기 위해 댐의 무피해방류량(300 m3/sec)과 2020년 하류부 피해 직전 방류량(800 m3/sec) 이내로 운영하는 방안을 분석했다. 무피해방류량 이내로 운영하는 방안은 갈수기 대비 문제가 있기에 2020년 하류부 피해 직전 방류량 이내로 운영하는 방안만 실제 과거 홍수사상에 적용하였다. 본 연구를 통해 사전방류를 통해 확보한 홍수조절용량을 활용하는 방안은 첨두방 류량을 효과적으로 감소시켜 하류 피해를 방지할 수 있었다. 그러나 실제 강우 사상 과 설계유입량 간 강우 패턴의 차이가 큰 경우에는 추가적인 개선이 필요했다. 그리 하여 하천 정비로 인한 방류량의 변동 가능성과 예측 유입량의 불확실성을 고려하여 100년, 200년 빈도 설계유입량의 합천댐 운영 초기 수위와 첨두방류량 사이의 관계 를 작성함으로써 홍수기에 효과적인 합천댐의 운영 방안을 제시하였다.
more목차
제 1 장 서 론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구내용 및 범위 3
제 2 장 연구 동향 4
2.1 홍수기 치수능력 평가 관련 연구 동향 4
2.2 홍수조절용량 추가 배분 관련 연구 동향 5
제 3 장 기본 이론 7
3.1 홍수조절 7
3.2 홍수기 저수지 운영기법 10
제 4 장 대상 댐 선정 및 현황 13
4.1 대상 댐 선정 13
4.2 합천댐 제원 14
4.3 합천댐 설계홍수량 현황 16
제 5 장 홍수기 댐 운영 방안 개선 18
5.1 기존 합천댐의 댐 운영 18
5.2 합천댐 저수지 운영기법의 변경 19
5.3 사전방류를 활용한 개선된 저수지 운영기법 제시 20
5.3.1 200년 빈도 설계유입량에 대한 댐 운영 수위에 따른 첨두방류량 22
5.3.2 100년 빈도 설계유입량에 대한 댐 운영 수위에 따른 첨두방류량 23
제 6 장 댐 모의운영 결과 24
6.1 기존 저수지 운영기법 모의 결과 24
6.2 일반적인 저수지 운영기법 변경 모의 결과 26
6.3 사전방류를 활용한 개선된 저수지 운영기법 모의운영 결과 30
6.3.1 무피해 방류량 이내로 방류하기 위한 모의운영 30
6.3.2 하류부 피해 직전 방류량 이내로 방류하기 위한 모의운영 34
6.4 신규 댐 운영 방안 검증 38
6.4.1 2002년 홍수사상에 대한 검증 38
6.4.2 2020년 홍수사상에 대한 검증 43
제 7 장 결 론 48
참 고 문 헌 50
