• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권7호
• /
• pp.505-513
• /
• 2022

최근 기후변화 및 기상이변 등으로 인해 가용 수자원 예측의 불확실성이 점차 커져가고 있다. 홍수 및 가뭄 예방 등 물관리에 대한 사회적 관심 또한 증가하고 있으며, 2018년 시행된 물관리일원화와 더불어 국내 물관리는 큰 전환점을 맞이하고 있다. 이러한 물관리 역량 강화의 일환으로, 과거 수력발전을 중심으로 운영되었던 발전용댐을 이·치수 목적으로 활용하기 위한 다양한 검토가 이루어지고 있다. 그러나, 주로 다목적댐을 대상으로 개발된 댐 평가 기법들이 발전용댐에 그대로 적용되고 있어, 발전용댐의 특성을 고려할 수 있는 추가적인 평가기법이 요구된다. 본 연구에서는 저수지 운영모의 방법을 활용하여 이수 측면에서 발전용댐의 운영 특성을 고려한 댐별 용수공급능력 산정 방법을 새롭게 제시하였으며, 여러댐이 상하류에 걸쳐 운영되고 있는 조건에서 연계 댐군의 종합적인 용수공급능력을 평가할 수 있는 저수지 연결모의 방법을 제시하였다. 제시된 방법은 북한강수계 발전용 댐을 대상으로 적용되었으며, 개별 댐의 용수공급능력 산정 결과와 댐군 연결모의를 통한 용수공급능력을 비교 분석하였다. 향후 발전용댐의 가뭄시 물 공급 역할은 더욱 중요해질 것으로 예상되며, 본 연구 결과는 발전용댐을 활용한 지속가능한 국내 물 관리 연구에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제55권6호
• /
• pp.405-419
• /
• 2022

홍수피해를 최소화하기 위한 수공구조물의 적정 규모 결정을 위해 사용되는 홍수빈도분석에는 통계적 분석절차에 따른 불확실성이 포함된다. 따라서 불확실성이 포함된 범주 내에서 가장 적절한 설계홍수량(design flood)을 결정하는 과정은 수공구조물의 최종단계에서 중요하게 다루어져야 하는 부분이나 이를 제시한 연구는 많지 않다. 비용-편익 분석기법을 홍수빈도분석 절차에 도입하여 구성되는 총 기대비용함수(total expected cost function)는 설계홍수량 중 최적설계홍수량(optimal design flood)을 결정하기 위한 새로운 접근방식이다. 이 절차는 UNCODE (UNcertainty COmpliant DEsign)로 명명되어 사용된 바 있으나, 국내에서는 아직 적용 결과가 소개되지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 UNCODE의 수학적 구성 절차를 소개함과 함께 북한강수계에 위치한 수력발전댐(화천댐, 춘천댐, 의암댐, 청평댐)의 연최대유입량을 사용하여 최적설계홍수량을 산정하고 이 결과를 기존 홍수빈도분석 결과와 비교하였다. 불확실성이 고려된 총 기대비용함수로부터 확률분포함수들(Gumbel 및 GEV)의 모수를 추출하는 과정에서 Metropolis-Hastings 알고리즘을 사용하여 불확실성의 범위를 추정하였으며, 비용-편익 분석기법에 사용되는 비용 및 피해함수는 수학적 구성의 편의성을 위하여 1차 선형함수로 가정되었다. 4개의 발전용댐, 2개의 확률분포 및 2개의 재현기간에 대하여 최적설계홍수량의 중앙값이 기존 홍수빈도분석 절차에 의해 산정된 설계홍수량보다 일정 정도 큰 값으로 산정됨을 알 수 있었다. 향후에는 본 연구에서 적용된 절차를 간단한 수식형태로 함수화하여 발전용댐 운영의 실무업무나 하천기본계획의 수립 등에 있어 비용-편익분석 기법의 적용성을 높이기 위한 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
• /
• 제8권4호
• /
• pp.296-306
• /
• 1998

바쿤 수력발전 공사계획은 대형댐과 2,520 MW 출력량의 수력발전소를 건설하는 대형 턴키 프로젝트이며 현재는 발전댐 건설에 앞서 3개의 가베수 터널이 시공중에 있다. 바쿤 지역은 유기물 함량이 높아 쉽게 부서지는 퇴적지층으로 이러한 열대우림지역에서 가배수로 터널의 지보설계를 위해 전체적인 암층단위를 공학적인 목적과 역학적 거동양상을 토대로 주도적인 암종에 따라 분류하였다. 또한 이러한 암층단위를 기준으로 풍화정도와 절리의 빈도 및 특성을 고려하여 다시 4개의 암반유형으로 분류하였고 또한 가배수로 터널의 특성과 현재의 지반특성과 현재의 지반특성을 고려하여 지반내 swelling 광물의 존재를 확인하였다. 다양한 암반과 지보조건에 적합한 다양한 Swellex 록볼트를 적용하였으며 지지력이 낮은 록볼트를 사용할 대 발생되는 문제는 볼트의 면적에 따른 록볼트의 양을 조절하여 해결하였다. 또한 계측결과와 전산해석 결과에 따라 지보재의 설치간격, 수량을 조절하였으며, 계측결과에 따른 역해석을 실시하여 최적의 지보패턴을 결정하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
• /
• pp.71-71
• /
• 2020

최근 기후변화의 영향으로 극심한 가뭄과 홍수가 발생하고 기온 또한 꾸준히 상승하고 있으며, 이러한 변화에 대응하기 위해 전 세계에서 이산화탄소를 줄이고 국제 에너지 시장을 재구성하려는 시도가 꾸준히 이루어지고 있다. World Energy Outlook(2012)에 따르면 특히 에너지 시장에서 개발도상국의 수력분야 개발투자가 2035년까지 15,490억 달러에 이를 것으로 전망됨에 따라 국내에서 해외 수력발전사업에 적극적으로 나서고 있다. 그러나 국내와는 달리 댐 건설의 사전조사에 필요한 자료가 없거나 구축하는데 문제가 있어 손쉽게 구할 수 있는 자료로 사전에 수력발전 댐 적지를 조사할 수 있는 기술의 개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 수력발전용 댐 위치 결정을 위한 예비 적지 분석 알고리즘을 개발하고, 분석 알고리즘에 위성영상자료인 30m 해상도의 ASTGTM(ASTER Global Digital Elevation Model)와 500m 해상도의 MCD12Q1(MODIS/Terra Aqua Land Cover) 토지피복자료를 사용하고자 한다. 예비 적지 분석 알고리즘은 DEM의 전처리, 하천망생성, 유역분할과 지형정보를 고려한 자동적지탐색과 댐 건설시 수몰면적에 따른 보상면적 산정 알고리즘을 포함하고 있으며 Python기반의 오픈소스 GIS로 구현되었다. 적지산정은 DEM으로부터 낙차, 도달시간, 내용적곡선과 같은 지형정보와 토지피복도를 통한 보상면적을 기반으로 순위를 매겨 사용자에게 최적의 위치들을 표출한다. 본 연구의 결과는 향후 해외 수력 댐 적지 예비분석 및 해외 수력산업 진출을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 신재생에너지
• /
• 제20권1호
• /
• pp.116-125
• /
• 2024

Ultra-low-head is an unexplored classification among the sites in which hydroelectric power can be produced. This is typically owing to the low power output and the economic value of the turbines available in this segment. A turbine capable of operating in an ultra-low-head condition without the need of a dam to produce electricity is developed in this study. A gate structure installed at a shallow water channel acting as a weir generates artificial head for the turbine mounted on the gate to produce power. The turbine and generator are designed to be compact and submersible for an efficient and silent operation. The gate angle is adjustable to operate the turbine at varying flow rates. The turbine is designed and tested using computational fluid dynamics tools prior to manufacturing and experimental studies. A parametric study of the runner blade parameters is conducted to obtain the most efficient blade design with minimal hydraulic losses. These parameters include the runner stagger and runner leading edge flow angles. The selected runner design showed improved hydraulic characteristics of the turbine to operate in an ultra-low-head site with minimal losses.

• 생태와환경
• /
• 제47권spc호
• /
• pp.57-65
• /
• 2014

2006년에 준공한 양양양수발전댐에서 동물플랑크톤의 시 공간적인 밀도변동을 파악하기 위해 2007~2009년 월 1회 조사(결빙기 제외)를 시행 분석하였다. 고산 삼림에 위치한 양수발전댐은 거의 매일 밤에 하부댐에서 양수한 물을 상부댐으로 양수하여 낮에 방류를 통해 전력을 생산하고 있다. 매일 반복되는 수체의 교란은 기존의 댐과는 다른 독특한 동물플랑크톤의 시공간적인 변동을 초래할 것으로 예상하였다. Chl-a 농도는 초겨울에 가장 높은 양상을 보인 한편, 몬순강우 시기에는 가장 낮은 농도를 보이는 일반적인 특성 또한 보였다. 동물플랑크톤의 밀도는 하부댐에 비해 상부댐에서 높게 나타났는데, 이는 하부댐과는 달리 상부댐에는 어류의 포식압에 의한 영향이 작기 때문으로 사료된다. 윤충류(특히, Keratella cochlearis)의 출현 시기와 식물플랑크톤의 현존량이 높아지는 시기 사이에 뚜렷한 차이가 있었다. 이는 윤충류가 식물플랑크톤 이외에 용존유기물과 박테리아 등과 같은 먹이원에 일부 의존하고 있음을 시사한다. 본 논문에서는 동물플랑크톤에 포함시키지는 않았으나 mixotrophic dinoflagellate (Peridinium bipes f. ocultatum)이 상당한 출현을 보였는데 Peridinium은 식물플랑크톤과 동물플랑크톤의 사이에 위치하는 혼합영양방식을 가지고 있어 이들 종의 생태적인 특성을 연구하는 것은 외부기원유기물의 기여가 큰 수환경내 물질순환을 이해하는데 중요한 지표가 될 수 있다. 본 논문은 고산에 위치하거나 주변 삼림으로부터 외부기원유기물의 기여도가 높은 저수지 및 인공댐에 서식하는 동물플랑크톤군집에 대한 생태학적인 메커니즘을 이해하는데 기초정보로서 활용될 수 있다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제1권4호
• /
• pp.79-86
• /
• 2015

청풍호와 강변은 은 한국 반도의 중앙에 제천시에 위치하고 있으며, 1984년에 충주 수력발전댐 건설에 의해 형성된 청풍호수는 지금은 지난 30 년 동안 남한강 상류의 중심하천으로 만들어진 담수호처럼 변화되어져 있다. 최근 제천시 정부는 미래를 위한 자연치유 리조트와 엔터테인먼트 콘텐츠를 개발하고 있으며, 본 연구는 이 지역의 문화축제의 타당성 조사에 대한 비교에서 원격탐사 기술과 현장조사 계획을 사용하여 지리 조사 및 분석의 진행하였고, 매우 효과적인 것으로 입증 할 수 있는 항공사진과 원격탐사기법으로 자연환경과 지형분석을 실시하여 문화콘텐츠와 통합하고, 강변 공간에서 미래의 비즈니스 창출 및 관광자원의 조사를 통하여 신 브랜드의 시설과 이벤트를 구상하였다. 결과적으로, 보다 다양한 문화축제가 형성될 수 있도록 기존의 문화적인 콘텐츠에 새로운 첨단 디지털 영상기술을 융합실험으로 미래의 문화참여 관광의 새로운 방향을 제시하고자 하였다.

• 터널과지하공간
• /
• 제9권1호
• /
• pp.20-26
• /
• 1999

바쿤 수력발전 프로젝트에서 발전댐의 건설은 가배수로 터널의 완공에 따라 시작되믈 공사기간 측면에서 가배수로 터널의 완공시기는 전체 프로젝트에서 매우 중요한 요소이다. 바쿤 가배수로 터널의 내부단면은 물의 저항을 최대한 줄이기 위하여 원형으로 설계되었으며, 내부직경 12m 인 3개의 터널로 구성되어 있다. 일반적으로 터널 시공과정의 마무리 단계에서 수행되는 터널 라이닝 작업은 굴착 및 지반보강 공정과 더불어 시공비와 공사기간에 많은 영향을 끼치므로 적정한 수준의 라이닝 설계가 요구된다. 바쿤 가배수로 터널에 있어, 라이니으이 두께는현장여건에 따라 다소 차이가 있으나 500~700mm로 타설되었다. 가배수로 터널의 원설계안에 따르면 터널내 전체 라이닝에 필요한 보강콘크리트의 철근량은 5,985 ton 이었으나, 암반의 상태와 여러종류의 하중조건을 고려하여 5종류의 철근 보강 콘크리트 유형으로 구분한 후에 각각의 유형에 따른 상세설계를 통하여 최종적으로 소요 철근량을 2,178 ton으로 감소시킬 수 있었다. 감소된 양은 원설계에서 제시된 양의 절반에 해당되며, 이에 따라 공사기간 및 건설비용을 절감시킬 수 있었다.

• 문화기술의 융합
• /
• 제4권1호
• /
• pp.253-261
• /
• 2018

청풍호수는 한국 반도의 중앙에 제천시에 위치하고 있으며, 1984년에 충주 수력발전댐 건설에 의해 형성 청풍호수는 지금은 지난 30 년 동안 큰 인공 담수와 사이트로 변화되어 있다. 최근 제천시 정부는 미래를 위한 자연 치유 리조트와 엔터테인먼트 공연 개발하고 있으며, 이 지역의 타당성 조사에 대한 비교에서 원격탐사 기술과 현장 조사 계획을 사용하여 지리 조사 및 분석의 진행하였고, 결과적으로, 우리는 매우 효과적인 것으로 입증 할 수 있는 위성영상 및 항공사진과 디지털 지형 분석 및 현황 분석을 사용하여 컬러 맵을 통합하고, 강변 공간에서 미래의 비즈니스 및 천연자원의 조사를 통하여 브랜드의 시설과 이벤트를 구상하였으며, 보다 다양한 문화축제가 형성될 수 있도록 새로운 첨단기술융합을 적용 실험하여 미래의 문화융합에 의한 참여관광의 새로운 방향을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.112-112
• /
• 2023

발전용댐의 댐 유입량 예측 및 운영을 위해서 (주)한국수력원자력에서는 수자원통합 운영시스템(Water resources Integrated System, WIOS)을 운영 중에 있다. 해당 시스템에서는 댐 유입량을 예측하기 위해서 기상청 수치예보모델 중 하나인 국지예보모델(Local Data Assimilation and Prediction System, LDAPS)의 예측강우를 수문모형의 입력자료로 활용하고 있으며, 레이더 기반의 초단시간 강우예측 기법을 자체 개발 중에 있다. 기상청 국지예보모델은 강우의 on/off에 대한 정확도는 90%를 상회할 만큼 높으나 정량적인 강우량의 정확도는 매우 낮고, 레이더 기반의 초단시간 예측 강우는 선행 1~2시간 예측에서는 정량적 정확도는 높으나, 그 이후 예측성능이 급격히 떨어지는 경향을 보인다. 따라서 댐 유입량의 정량적 예측 정확도를 확보하기 위해 초단시간 모델과 국지예보모델의 강우예측 결과를 병합(blending)하는 기법을 적용하여 초기 6시간 동안의 예측 성능을 향상시켜야 한다. 본 연구에서는 선행시간 0~6시간에 대해서 병합하는 기법들을 적용하고 평가하고자 한다. 기본적으로 병합은 초단시간 예측강우와 수치예보자료 간 가중치를 통해 수행된다. 일반적으로 초기 1시간 선행시간에서 레이더 기반 예측강우는 완벽한 예측자료(외삽 관측자료의 가중치는 1.0)로 가정하며, tanh 함수를 이용하여 선행시간의 증가에 따라 가중치를 감소시키면서, 6시간 선행시간에서는 수치예보 예측강우가 완벽한 예측자료라고 가정한다. 본 연구에서는 일반적인 병합 방법 외에 병합된 예측강우에 과거 관측강우와 예측강우의 평균편이를 적용하여 보정하는 방법, 사례별 변동성이 큰 병합된 예측강우 특성을 고려하여 병합 가중치를 신뢰도에 따라 가변시키는 방법을 적용하여 평가한다. 이를 통해 댐 유입량 예측에 최적이 되는 병합기법을 선정하고자 한다.