(1)

일반사항

(가)

기상·수문 조사시 댐 후보지점의 기상·수문을 파악하기 위한 관측기기설치(기온, 강수량, 하천유량, 수온 등)는 가능한 빠른 시일내에 이루어져야 하며 설계, 시공 및 관리하는 기간을 통하여 기상·수문관측은 계속 이루어져야 한다. 특히 댐 건설에 따른 기상변화의 관측을 위해서 댐 지점 및 상·하류에 1개소씩 최소3개소 이상의 기상 및 수문관측 시설이 필요하다.

(나)

기상·수문관측소의 자료는 저수량(貯水量) 및 사용수량 확인, 댐 구체의 시공계획수립, 여수로 및 가배수로의 설계홍수량 결정 뿐만 아니라 댐의 계획·설계·시공에 있어서 매우 중요한 검증자료가 될 것이다.

(다)

관측항목
댐 지점 후보지의 기온, 강수량, 하천유량, 하천수온 등에 대한 관측시설은 가능한한 자기기록 시설로 관측하고 다음과 같은 사항을 추가하도록 한다.

 ①

댐지점 유역내의 대표지점(표고, 경사면, 풍향 등을 고려하여 선정된 지점)에서의 강수량(자기우량계 설치)

②

댐지점 하류부 하천의 여러 지점에서의 수온

③

댐지점에서의 습도, 풍향, 풍력, 일조, 적설량 등

(라)

하천수위 및 유량측정 지점의 위치

 ①

댐공사에 의한 지형변경, 가배수로의 설치에 의한 유황변화의 영향을 받지 않는 범위로서 댐 지점에 가까운 곳

②

흐름이 조용하고 안정되어 있는 곳. 즉, 상당한 구간에 걸쳐서 일정한 경사도를 갖는 직선유로로서 단면변화가 없는 구간

③

여수로의 설계에 필요한 하류수위가 얻어질 만한 지점

④

댐 지점에서의 수위-유량관계곡선 작성이 가능하도록 갈수, 저수, 평수 및 홍수유량 조사(자기수위계 설치)

(2)

강수량

(가)

댐 유역의 면적이 작은 경우, 강수량 관측자료는 댐 유역을 포함해서 주변 50km² 내에 적어도 3지점에서 자료를 수집해야 하며, 100km² 이상의 유역을 갖는 댐에서는 유역특성을 고려하여 30km²에 1점 이상에서 자료를 수집하도록 하고 필요에 따라 추가관측소를 설치하여 자료를 수집하는 것이 바람직 하다.

(나)

관측소는 댐 유역내의 평균표고 부근에 1점, 나머지는 이를 둘려싼 형태로 거의 균등히 분포되도록 배치함이 바람직하다.

(다)

우량계의 기록속도는 원칙적으로 정밀도가 보장되는 속도의 자기우량계를 사용한다.

(라)

자기우량계에는 전도형, 저수형, 저울형 등의 3종이 있는데 0.5mm 전도매스형 자기우량계가 바람직하다. 설치하는 계측기는 기상업무법에 의하여 검정·합격된 것이라야 한다.

(마)

겨울철에 적설이 있는 유역에서는 장래 충분한 정밀도의 자기설량계가 개발될 때까지는 히터식의 우·설량계를 배치하는 것이 바람직하다.

(바)

강수량과 관측소는 댐조사 뿐만 아니라 댐 유지관리를 위한 수문조사시설로 활용할 수 있도록 한다.

(3)

하천수위 및 유량

(가)

하천수위 및 유량관측소의 설치위치

 ①

댐공사로 인한 지형의 변경, 가배수로 설치에 의한 유황변화의 영향을 받지 않는 범위에서 댐에 가깝게 설치해야 한다.

②

상당구간에 걸쳐 유로가 직선적이고 경사가 일정하며, 하천의 단면변화가 없는 구간을 선정해야 한다.

③

여수로의 감세공 설계에 필요한 하류수위를 측정하기 좋은 지점을 선정해야 한다.

(나)

수위계는 자기수위계라야 하며, 부표식(浮漂式)과 압력식 등 여러 가지가 있다. 그러나 원리가 간단하고 고장이 적은 기종을 선택함이 좋다.

(다)

관측시 유의사항

 ①

하천단면 변화에 대한 주의가 필요하다. 설정된 수위-유량곡선은 그 지정 단면에 대해서만 유효한 것이기 때문에 그 단면형이 변화된 뒤에는 적용할 수가 없는 것이다. 하천단면은 매 홍수시에 크게 변화될 가능성이 있으므로 종·횡단측량, 유량측정 등을 반복하여 크게 변화가 있게 될 경우에는 수위-유량곡선을 재설정할 필요가 있다.

②

일반적으로 큰 유량을 관측할 기회가 적고 이와 같은 유량이 유출될 때의 유속추정은 오차르 수반하기 쉬우므로 수위-유량관계의 실측에 있어서는 계획지점에 대한 소(低)유량의 실측을 반복할 뿐만 아니라 대유량에 필요한 자료를 정비하도록 노력해야 한다. 이 때문에 계획지점에서 일어나는 비교적 큰 유량을 안전하고 적절히 측정할 수 있도록 필요에 따라 시설을 갖추는 것이 중요하다.

③

하천수위 관측소는 댐 조사뿐만 아니라 댐 유지관리를 위한 수문조사시설로 사용할 수 있도록 한다.

(1)

일반사항

(가)

기상자료 가운데서 기온, 강수량, 하천수온, 풍향 및 풍속, 일조시간, 표고 및 위도 등의 자료로서는 주로 증발산량과 같은 손실수량을 산정하는데 활용된다.

(나)

수문자료 가운데서 강수량, 하천수위와 유량, 기왕의 홍수 및 호우의 규모와 빈도자료 등은 댐의 조사 및 계획에 가장 중요한 역할을 하게 되며, 이들의 분석으로 가용수자원과 각종 사용수량의 결정, 여수로 설계 및 수문설계 뿐만이 아니라 댐본체의 계획에 크게 활용된다.

(다)

투수계수, 침투수, 지하수위, 지층구조 및 토질분포 등의 자료는 댐의 계획, 공사비 산정, 시공방법 등에 중요한 참고자료가 되며, 저수용량 산정에도 또한 참고자료가 된다.

(라)

기상·수문자료의 수집에는 기설 관측소에서의 기 관측자료가 보존되어야 하며, 기관측자료의 유무에 관계없이 필요한 관측치에 대해서는 댐이 준공된 이후까지도 계속 관측을 해야 한다.

(마)

기상자료 가운데 기온, 풍향 및 풍속, 하천의 수온 등은 매일 1회 정도, 강수량은 월별 강우량이나 연우량은 물론이고 설게강우량 또는 설계홍수량에 필요한 지속시간의 강우자료가 수집될 수 있어야 한다.

(1)

일반사항

(가)

저수지의 저수용량은 기상 및 수문조건과 유역상태로부터 발생 가능한 충분한 유량을 저류할 수 있는 규모이어야 한다.

(나)

저수지의 저수용량 계획규모는 저수지 규모와 유입량 및 방류량의 관계와 침투량, 증발량, 퇴사량 및 취수량 등을 고려하여 결정한다.

(1)

 일반사항

(가)

저수지내 유입되는 퇴사량은 홍수의 규모(홍수량, 홍수속도, 홍수빈도) 및 토사 공급원의 상태에 따라 대략 추정할 수 있다. 따라서 이들 요인이 될 유역면적, 지세, 지질상황 등을 조사하고 또한 부근의 유사한 실적(기존댐 실적)을 조사하여 퇴사량을 추정한다.

(나)

퇴사량 추정에 관한 여러 가지 산정식들이 발표되어 있으나 퇴사량의 변동요인이 각 지역별로 크게 상이하다는 점을 생각할 때 지역별로 지형, 지질, 유역면적, 하천경사 등의 퇴사인자와 실측자료와의 상관성 규명을 통해 도출한 경험식(도표) 등을 고려하여 추정하여야 한다.

(2)

비유사량(比流砂量) 추정방법의 선정

(가)

댐 계획 및 설계시 이용되는 저수지 퇴사량 추정방법의 하나는 비유사량법으로서 유역내 저수지 퇴사자료 이용법, 경험공식, 타 유역의 비유사량 이용법 등이 있으며 이들 방법 중에서 현지의 여건에 가장 적합하다고 판단되는 방법을 선정해야 한다.

(나)

유량-유사량 곡선 이용법

 ①

하천의 임의의 관측지점에 유량 수문곡선의 자료가 축적 되어있고 동일지점에서 얻은 유량-유사량 곡선이 조사되어 있다면, 유량자료로부터 구한유량지속곡선(flow duration curve)에 유량-유사량 곡선을 적용하여 분석 대상 기간 동안의 총 유사량을 구할 수 있다. 이 총 유사량은 관측지점을 유역출구로 하는 유역에서의 유사 유출량이 된다. 이렇게 구한 유사 유출량을 단위 유역면적당, 단 단위 기간(보통 1년 기준)에 대해서 유사 유출량으로 환산하면 비유사량이 된다. 만약, 하천의 한 관측지점에서 유량-유사량 곡선이 조사되어 있지 않다면 하천유사량 산정공식을 이용하여 유량-유사량 곡선을 작성하게 된다.

②

한국건설기술연구원(1989)이 조사한 바에 따르면 건설교통부에서는 Einstein(1950)공식 또는 Toffaleti(1968)공식 등을 주로 이용하고, 농림부에서는 Engelund와 Hansen(1968)공식 등을 주로 이용하는 것으로 밝혀졌으며, Einstein공식이나 Toffaleti공식은 다른 유사량 공식들에 비해서 상대적으로 신뢰도가 떨어지는 것으로 확인되고 있다.

③

분석대상 지점에 유사량 실측자료가 없는 경우에 부득이 유사량 추정식을 이용하게 되는데 그 결과의 신뢰도는 실측유사량 자료를 이용하는 것보다 상당히 떨어진다.

(다)

유역내의 저수지 퇴사자료 이용법

 ①

동일 수계나 인근 수계에 위치한 저수지의 퇴사자료를 이용하여 비유사량을 추정하는 방법이다.

②

저수지내에 퇴적되는 퇴사량과 저수지내로 유입되는 유사량의 비는 포착율로 정의되는데 대상 저수지의 포착률을 알면 저수지 비퇴사량에서 비유사량을 쉽게 산정할 수 있다. 그러나 저수지 포착률은 저수지유입유량, 저수용량, 저수지방류량, 저수지의 운용규칙, 유입유사의 수리학적 특성 등의 함수이며, 결정하기가 쉽지 않다. Brune(1948)은 저수지 포착률과 저수용량-유입량비간의 관계곡선을 작성한 바 있고, Churchill(1948)은 저수지 포착률과 저수지 유사량 지표(=저수지내 지체시간 / 저수지내 평균유속)간의 관계 곡선을 작성한 바 있다. 여기서 저수지내 지체시간은 저수용량을 유입량으로 나눈 값이고 저수지내 평균유속은 유입량을 저수지 평균 단면적으로 나눈 값이며, 저수지 평균 단면적은 저수용량을 저수지의 흐름방향 길이로 나눈 값이다.

③

이들 두 포착률 곡선을 적절히 선택하여 사용하면 분석 대상 저수지의 포착률을 개략적으로 결정할 수 있다. 그러나 우리나라의 경우 저수지 포착률을 대부분 10%로 가정하여 사용하고 있다.

(라)

경험공식에 의한 방법

 ①

경험공식은 유역의 유사-유출량 자료 또는 저수지 퇴사자료를 유역특성 및 저수지 특성변수와 상관시켜 통계처리하여 얻어진다.

②

우리나라에서 적용하고 있는 경험공식은 우리나라의 자료로부터 개발된 공식과 외국에서 개발된 공식으로 구분될 수 있다. 우리나라에서 개발된 공식으로는 윤용남 공식, 안상진과 이종형 공식, 류희정과 김시원 공식, 유시창과 민병형 공식, 서승덕 공식 등이 있으며, 외국에서 개발된 공식으로는 일본에서 개발된 다니까(田中) 공식과 에사끼(江奇) 공식, 구미에서 개발된 Witzig 공식이 이용되고 있다. 이들 공식 모두는 저수지 퇴사량 자료로부터 구해진 추정식으로 국내의 공식중 류희정과 김시원 공식, 유시창과 민병형 공식, 서승덕 공식은 비퇴사량 공식이며, 나머지 공식은 연평균 퇴사량 공식이다.

(3)

비유사량 추정방법

(가)

비유사량의 추정방법은 유역면적의 크기에 따라 중규모 유역(200~2,000km²)과 소규모유역(200km² 이하)으로 나누어 비유사량을 산정한다.

(나)

한국건설기술연구원에서 우리나라 하천의 중규모 유역과 소규모 유역을 대상으로 연구 개발된 비유사량 추정공식은 다음과 같다.

 ①

중규모 유역
유역면적 200~2,000km²인 중규모 유역을 대상으로 유역의 비유사량(Yr : t/km²/yr)을 추정할 수 있는 경험공식은 다음과 같다.

여기서,

D :

하천밀도(km/km²)

M :

하상재료(mm)

R :

강우 침식도(J/ha)

②

소규모 유역
유역면적 200km² 이하인 국내 하천의 소규모 유역을 대상으로 유역의 비유사량(Yr : t/km²/yr)을 추정할 수 있는 경험공식은 다음과 같다.

여기서,

A :

유역면적(km²)

Af :

임야면적(km²)

K :

토양 침식성(t/J)