Hydraulic & Hydrologic Design Criteria for an Emergency Discharge of Reservoir (I)

It is well known that emergency outlet works have to be provided for the safety of dams. However, concept of emergency outlet works did not applied for the design of the most dams in Korea. Korean design standard for low-level outlet works does not provide enough design criteria which could be used in design of emergency outlet works. In this research, as-built status and hydraulic design criteria of outlet works, such as drawdown rate or hydraulic pressure due to the impounded water depth, were examined. Another relationship between drawdown rate and the dam slope stability was also examined with SEEP model. It was found that 25% reduction of impounded water depth decreases the pressure forces about 50%. Therefore, outlet works should be designed to drawdown properly at the beginning of the emergency. Seepage analysis of dam bodies showed that most of Korean dams could safely stand for 1m/day drawdown rate. Higher drawdown rate could result high discharge so the drawdown rate must be related with the flood risk of downstream. Finally, multi-stage design was recommended that faster discharge for the initial 25% of water depth in 7-10 days than the rest of it in 1-2 months.

댐 비상방류 설계기준 선정을 위한 수리수문학적 검토(I)

비상방류시설은 안전한 댐 운영 및 유지관리를 위해서 절대적으로 필요한 시설임에도 불구하고 국내 댐의 경우 이를 고려한 설계가 이루어지지 않아 각 댐의 비상방류 대응 적정성을 판단하기 곤란한 상황이다. 특히 국내 댐의 경우 비상방류시설규모를 산정하는 기준이 일정치 않을 뿐만 아니라 대부분의 용수댐은 별도의 방류시설 조차도 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기존댐 방류시설 현황 분석, 국내외 비상방류시설 설계기준 등의 검토와 함께 국내 댐설계기준을 적용한 가상 댐체와 수어댐을 대상으로 수위에 따른 방류능 분석을 수행하였다. 또한 SEEP 프로그램 등을 활용, 수위저하 속도에 따른 제체의 사면 안정성을 검토함으로써 비상방류 시설의 적정규모 산정기준을 제시하고자 하였다. 이를 위하여 수리학적 해석을 통해 저류수심에 따른 제체에 작용하는 힘을 분석하였으며 수위저하 속도 변화에 따른 제체의 안정성을 검토하여 허용수위저하 속도 범위를 제시하였다. 수위 25% 저감은 하중을 50%까지 감소시켜 초기수위 저감이 중요한 것을 알 수 있었다. 가상 댐체는 물론 수어댐에 수위저하 속도 1 m/일을 적용하더라도 제체의 안전성은 보장됨을 확인하였다. 다만, 방류능과 방류 소요일수는 수위별 저류용량 등 저류지 특성과 밀접한 관계가 있어 초기대응을 위해서는 7~10일 이내에 저류수심의 25%를 먼저 방류시키고 나머지 방류량은 1~2개월 이내에 방류할 것을 제안하였다.