• Title/Summary/Keyword: 성덕댐

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Development of Long-term Rainfall-Runoff Analysis System in SeongDeok Dam Watershed (성덕댐 유역의 장기유출 분석체계 구축)

  • Choi, Hyun Gu;Kim, Bong Jae;Kim, Seon Uk;Park, Byeong Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.429-429
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    • 2018
  • 성덕댐은 기존 농업용 저수지였던 수락저수지를 다목적댐으로 재개발한 우리나라 최초의 사례로 2006년 11월에 착공하였다. 댐재개발 사업은 장랠 물 부족이 예상되나, 현재 마땅한 댐 개발적지가 부족하여 수자원 확보를 위해 기존의 댐을 재개발하는 것으로, 기 개발된 수자원의 활용도 제고 및 환경적으로 건전하고 지속 가능한 수자원을 개발하는 사업을 말한다. 기존의 수락저수지의 재원은 높이 19.0m, 길이 150.0m, 총 저수량 $806,000m^3$이었으며, 성덕다목적댐으로 재개발 되면서 증가된 주요재원은 높이 58.5m, 길이 274.0m, 총 저수량 $27,900,000m^3$이다. 성덕다목적댐 건설이 완료됨에 따라 기존의 농업용수($8,400m^3$/일) 공급뿐만 아니라 하천유지용수 $5,800m^3$/일 및 경북 청송, 영천, 경산지역에 생활용수와 공업용수를 $42,300m^3$/일를 공급할 수 있게 되었으며, 홍수조절용량 $4,200,000m^3$을 확보하여 유역의 홍수예방에도 기여할 수 있다. 댐의 운영기준을 수립하기 위해서는 적어도 20년 이상의 댐 유입량 자료가 필요하지만 성덕댐의 경우 댐 유입량 자료의 확보가 쉽지 않은 상황이다. 이에 K-water에서 개발하고 다양한 다목적 댐 유역에 적용한 경험이 있는 격자기반 강우-유출 모형인 K-DRUM(K-water Distributed Rainfall rUnoff Model)을 이용하여 성덕댐 유역의 장기유출모형을 구축하였다. 격자기반 수문모형의 장점은 공간적인 비균질성을 고려하여 물리적인 유출과정을 모형화할 수 있고, 이로 인해 신뢰성 있는 수문해석이 가능하기 때문이다. 성덕댐 유역의 K-DRUM 모형을 구축하기 위해서 토지이용도, 토양도(종류, 유효토심), 하천차수도, 유역도, 표고분포도 등을 수집하였으며, 격자는 60m의 정사각형 격자로 약 11,500개를 구성하여 적용하였다. 기상자료로는 안동, 의성, 영천 기상대의 강우자료와 안동 기상대의 기상자료를 활용하였다. 모형의 보정을 위해서는 2016년을 시단위로 모의하였으며 성덕댐 유입량와 비교하여 매개변수를 보정하였고, $R^2$는 0.72, NSE는 0.70, RMSE는 1.82로 신뢰도 높은 보정결과를 획득할 수 있었다. 보정된 매개변수를 성덕댐 유역의 장기유출에 적용하였으며, 1997년부터 2017년까지 총 21년 장기유출 모의를 수행하였으며, 모의결과는 댐 운영기준의 기초자료로 활용하였다.

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수문학적 저수지 경관수위 결정 방법론 개발 및 시설계획 사례

  • Kang, Kwon Su;Yum, Kyung Taek
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.410-410
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    • 2020
  • 농업용댐에서 다목적댐으로 재개발된 댐인 성덕댐의 이수기, 홍수기 확보수위 등 장래 실제운영이 예상되는 수위를 고려한 경관수위 개념을 도입하여 댐주변의 시설물을 친환경적으로 배치하고자 한다. 댐을 계획할 때는 저수지 모의운영에 의하여 적정 용수공급량과 홍수조절량을 고려한 계획홍수위와 상시만수위를 산정하게 된다. 홍수기말 상시만수위 운영 조건에서 과거의 유입량이 향후에도 그대로 재현된다고 가정하여 보장확률을 고려한 경관수위를 결정하였다. 성덕댐의 경우 37년에 1회 물부족이 발생한다고 가정하여 경관수위를 산정하였다.

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Mix Design and Physical Properties of Concrete Used in Seongdeok Multi-purpose Dam (성덕 다목적댐 콘크리트의 배합설계 및 역학적 특성)

  • Kim, Jin-Keun;Jang, Bong-Seok;Ha, Jae-Dam;Ryu, Jong-Hyun;Go, Suk-Woo;Kim, Jeong-Soo
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.517-520
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    • 2008
  • Gravity dam use self weight to stand external force like hydraulic pressure. In general, gravity dam concrete is divided into internal and external concrete. Seongdeok dam is gravity dam which is being constructed in Cheongsong-gun, Gyeonsangbuk-do. And upstream cofferdam was constructed to examine the temperature crack due to hydration heat and to decide the height of placement. In this study, we examined the mix design of internal/external concrete and physical properties(compressive strength, adiabatic temperature rise). And we also performed laboratory tests to verify exothermic properties. Lastly, we measured the hydration heat and thermal stress of upstream cofferdam.

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The Study on The Change of The Selective Intake Gate in Dam (댐 선택취수설비 적용 변천사례)

  • Kim, Jin-Tae;Lee, Kab-Soo;Lee, Jeong-Goo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.334-349
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    • 2008
  • 댐에는 하류 홍수피해 경감을 위한 방류설비와 댐에 저장된 물을 생활 농업 공업용수로 활용하기 위한 취수설비가 구축되어 있다. 취수설비는 고객의 요구에 부응하기 위해 여러 종류의 개선사례와 형식변경을 통해 날로 발전을 거듭하고 있다. 1970년대 소양강댐이 건설된 후 1990년대 중반까지는 수력발전을 목적으로 수차발전기 분해점검을 위한 수리용 게이트가 채택되어 저수지 중층부에 설치한 사례가 많다. 경제부흥 초창기 우리나라가 해외차관으로 건설한 소양강댐, 안동댐, 대청댐 등의 취수설비가 이에 해당한다. 이후 1990년대 말까지 하류 농작물 냉해방지를 위해 상온수의 물을 취수하는 표면취수설비가 임하댐, 주암댐, 용담댐 등에서 채택 운영되고 있다. 그러다가 횡성댐, 장흥댐 등이 건설되는 2000년대 초부터 기존의 냉해방지와 조류 등 환경변화에 대처가 가능하도록 저수지 전 구간을 수심별로 구분 선택하여 취수하는 다공식 취수설비와 표면취수설비가 동시에 설치되는 복식형 취수설비가 채택 운영됨에 따라 단순 수리용 게이트에서 복합적인 기능을 갖춘 취수설비로 발전을 하였다. 2002년 태풍 '루사'와 2003년 태풍 '매미'로 인해 유입된 고탁도수가 장기간 댐 내에 체류하여 하류용수공급에 심각한 문제점이 발생되고, 부영양화로 인한 적조현상 등이 사회적으로 크게 이슈화됨에 따라 임하댐과 용담댐에서는 표면취수설비를 중간구간 취수가 가능한 분리형 선택취수설비로 개선한 결과(임하댐(2006), 용담댐(2008)) 댐 본래의 순기능인 청정수 담수가 가능해졌을 뿐만 아니라, 하류생태계 보존에도 크게 이바지하였다. 또한, 최근에는 전 구간 선택취수가 가능하도록 화북댐에는 정류판형 선택취수설비, 부항댐 및 성덕댐에는 실린더 게이트가 국내 최초로 도입되는 전환기를 맞이하게 되었다.

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Hydration Heat Analysis of Seongdeok Cofferdam (성덕 다목적댐 가물막이댐의 수화열 해석)

  • Kim, Jin-Keun;Chu, In-Yeop;Jang, Bong-Seok;Ha, Jae-Dam;Park, Byung-Kook;Kim, Jeong-Soo
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2008.11a
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    • pp.481-484
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    • 2008
  • The temperature crack of concrete structure is caused by the phenomenon which the concrete volume is restricted in the inside or outside part due th the temperature variations induced by the hydration heat of cement. And mass concrete structures are weak in temperature crack. Seongdeok multi-purpose dam is gravity dam which is being constructed in Cheongsong-gun, Gyeonsangbuk-do. Upstream cofferdam was constructed to examine the temperature crack due to hydration heat and to decide the height of placement. Therefore this study performed the hydration heat analysis of Seongdeok upstream coffer dam to analyze the hydration heat according to different height of placement and to compare with measured results.

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Thermal analysis of concrete dam considering placing interval (타설 간격을 고려한 콘크리트 댐의 수화열 해석특성)

  • Chu, In-Yeop;Jang, Bong-Seok;Kim, Jin-Keun;Park, Byung-Kook
    • Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.385-386
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    • 2009
  • The temperature crack of concrete structure is caused by the phenomenon which the concrete volume is restricted in the inside or outside part due th the temperature variations induced by the hydration heat of cement. And mass concrete structures are weak in temperature crack. This study performed the hydration heat analysis of Seongdeok dam to analyze the hydration heat according to different interval of placement.

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Evaluation of Fundamental Period of Rockfill Dam Using Blasting Vibration Test (발파진동실험을 이용한 사력댐의 고유주기 산정)

  • Kim, Nam-Ryong;Ha, Ik-Soo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.32 no.5C
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    • pp.185-192
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    • 2012
  • The objective of this study is to present and verify a method for evaluating the fundamental period of a rockfill dam using artificially generated vibration from a blasting event. In this study, the artificial blasting vibration tests were carried out at the site adjacent to the existing Seongdeok Dam for the first time in Korea. The artificial vibrations were induced by 4 different types of blasting with the various depths of blasting boreholes and the various explosive charge weight. During the tests, the accelerations time histories were recorded at the crest of the dam. In this acceleration history, only free vibration decay part following the main vibration event was extracted and it was analyzed by frequency domain analysis using Fast Fourier Transform (FFT). From the results of FFT, the fundamental period of the target dam was evaluated. It is found that the effect of different blasting types on the fundamental period of the target dam is negligible and the fundamental period of the target dam can be consistently obtained by blasting vibration tests. Furthermore, it is found that the period of the target dam calculated by the method using blasting vibration test is similar to that obtained by the method of previous researchers using the real earthquake records. Therefore, in case that the earthquake record is not available, the fundamental period of a rockfill dam can be reasonably evaluated if blasting vibration test is allowed at the site adjacent to the dam.

Estimation of Shear Wave Velocity of Earth Dam Materials Using Artificial Blasting Vibration Test (인공발파진동실험을 이용한 흙댐 축조재료의 전단파속도 산정)

  • Ha, Ik-Soo;Kim, Nam-Ryong;Lim, Jeong-Yeul
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.33 no.2
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    • pp.619-629
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    • 2013
  • The objective of this study is to estimate shear wave velocity of earth dam materials using artificially generated vibration from blasting events and to verify its applicability. In this study, the artificial blasting and vibration monitoring were carried out at the site adjacent to Seongdeok dam, which is the first blasting test for an existing dam in Korea. The vibrations were induced by 4 different types of blasting with various depths of blasting boreholes and explosive charge weights. During the tests, the acceleration time histories were recorded at the bedrock adjacent to the explosion and the crest of the dam. From frequency analyses of acceleration histories measured at the crest, the fundamental frequency of the target dam could be evaluated. Numerical analyses varying shear moduli of earth fill zone were carried out using the acceleration histories measured at the bedrock as input ground motions. From the comparison between the fundamental frequencies calculated by numerical analyses and measured records, the shear wave velocities with depth, which are closely related to shear moduli, could be determined. It is found that the effect of different blasting types on shear wave velocity estimation for the target dam materials is negligible and the shear wave velocity can be consistently evaluated. Furthermore, comparing the shear wave velocity with the previous researchers' empirical relationships, the applicability of suggested method is verified. Therefore, in case that the earthquake record is not available, the shear wave velocity of earth dam materials can be reasonably evaluated if blasting vibration test is allowed at the site adjacent to the dam.

Hydraulic Model Test for Seongduk Dam Spillway (성덕댐 여수로 수리모형실험 연구)

  • Jang, Suk-Hwan;Choi, Byung-Kyu;Goo, Bon-Woong;Kim, Seong-Taek
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1313-1317
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    • 2006
  • In this study, various hydraulic phenomena were analyzed from the dam model experiments and the analyzed results were compared with existing computation results. Sungduk dam model structures were constructed using Froude similarity law by 1:50 scale. From the measurements of hydraulic phenomena at spillway channel, an improvement method was trying to be suggested over shortcoming of existing design plan. The result of model experiment showed no big difference with that of each part's numerical interpretation. Sidewall overflows were observed, as water conveyance occurred due to the linear characteristics of spillways, which raised the necessity for improving the linear forms of spillways. Also, it was judged to be necessary improving load pressure and establishing protective structures at the riverbed grounds of downstream channels.

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Review of Dam-Reservoir water level considering Dam-downstream situation (직하류 하천환경을 고려한 댐 저수량 수위 확보 검토)

  • Kim, Chang-soon;Kim, Jong-Rae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.377-377
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    • 2017
  • 다목적댐은 비어있는 저수지 용량을 활용, 상류에서 유입되는 홍수를 저류하여 하류의 피해를 경감시키고, 저류된 저수량을 활용하여 갈수시 생 공 유지용수 등을 목적에 맞게 하류로의 공급에 주요 목적이 있다. 이를 위해 댐 계획에는 상류에서 유입되는 목표 빈도 계획홍수량을 산정하고, 이에 따른 여수로의 계획방류량 등이 포함된 홍수 조절 방안이 수립된다. 다목적댐은 그 중요도 때문에 많은 사회적 재화(財貨)가 투입되어 하천에서 가장 높은 빈도인 200년 빈도 홍수량에 대비하도록 설계되어 있다. 그러나 대부분의 댐 하류 하천에서는 긴 연장에 따른 투자비용 등의 한계로 상류 댐에 미치지 못하는 100년 빈도 이하로 설정되어있다. 이런 상 하류의 홍수계획간 괴리로 댐의 계획 방류량 수준의 홍수 조절시에는 하류 하천에 재난상황으로 발생할 우려가 있다. 기상예보의 고도화로 단기 예보의 정밀도가 높아져 단기간 댐 운영에는 효과적으로 활용되고 있다. 하지만 5일 이후를 예보하는 중 장기예보는 아직까지도 불확실성이 높은 실정이다. 여기에 기후변화 등 기상의 불확실성을 고려하여 홍수기 초 장마와 태풍 등의 영향에 대비하기 위해 무작정 댐을 저(低)수위로 운영하면 이후 여름 가뭄에 취약해 지고, 반대로 저수량 확보의 고(高)수위 운영을 할 경우 연이은 태풍 등 홍수상황에 취약해 지게 된다. 최근 '14~'15년도 낙동강 수계에 여름가뭄으로 안동 임하댐이 가뭄단계에 돌입하는 등 홍수기초 적정 저수량의 확보는 안정적 수자원시설 운영에 중요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 이러한 불확실한 기상상황에 대비하고 댐의 이치수 목적 달성을 위해, 홍수기초 가능한 저수량을 확보하되 계획홍수량이 들어와도 하류피해는 경감시킬 수 있는 저수지 수위를 찾고자하였다. 이를 위해 낙동강 수계 9개 다목적댐(안동, 임하, 성덕, 보현산, 군위, 김천부항, 합천, 남강, 밀양댐)을 대상으로 댐 설계 및 직하류 하천 상황을 고려한 "홍수기초 댐 저수량 확보 수위 검토"를 실시하였다. 댐 직하류 하천의 홍수대비 상황 및 홍수조절시 제약사항 등을 조사해 주요지점(Critical Point)을 선정하고 그 지점의 홍수량을 파악한다. 이어서 저류함수 모형을 활용하여 댐별 저수지 모의 운영을 실시하였다. 대상 댐 저수지에 계획홍수량을 유입시키고 수위를 점차 조정하면서 하류 지점의 홍수량 내의 규모로 방류를 하는 저수지 모의 운영을 실시하였다. 이때 저수지의 계획홍수위를 초과하지 않는 등 안정적 홍수조절이 가능한 특정 수위를 찾아 하류 하천 환경을 고려한 댐 운영 수위로 선정하였다. 최근 홍수기총에는 강수량이 계속 줄어들고 홍수기 이후 더 많은 강수가 내리는 등 기후변화로 댐 운영은 날로 어려워지고 있다. 본 연구의 분석 결과는 홍수기초 가뭄 및 장마 또는 태풍 등에 대비하여 댐 운영의 이 치수 두 가지 목적을 달성하는데 참고가 될 수 있을 것이다.

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