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문제 정의
- 교량의 개도비는 유송잡물에 의한 폐색 또는 토석류에 의한 하상고의 증가가 원인이 되는데 우리나라의 경우 소규모 교량에 있어서 홍수피해의 대부분은 산지하천에 집중되어 있으며 유송잡물의 영향이 크게 작용하는 것으로 조사되고 있다. 따라서 교각에 집적되는 유송잡물의 영향으로 어떠한 규모의 침수피해가 예상되며, 이러한 피해를 효과적으로 줄일 수 있는 방법에 대한 연구를 수행하였다.
- 이와 같이 대부분의 연구는 홍수에 대응한 교량의 내구성에 관한 연구로 교량 자체에 초점이 맞추어져 있는 편이다. 따라서 본 연구에서는 교량 자체의 파괴에 중점을 두기보다는 교량 등 하천횡단구조물이 하천 홍수위에 어느 정도 영향을 미치는가에 대하여 중점을 두고자 하였다.
- 본 연구에서는 교량이 유송잡물에 의한 폐색에 의하여 예상되는 피해규모를 확인하고자 교각의 개수에 따른 범람시나리오를 작성하였다. 대상유역으로 선정한 남양주 별내지구의 지형자료와 유출해석 자료를 이용하여 HEC-RAS 모형과 HEC-GeoRAS 모형을 구축하였고, 범람시나리오별 부정류 모의를 통해 제방을 월류하는 월류용량을 산정하였다.
가설 설정
- 그리고 각 교량에 대하여 교각의 개수를 1개씩 줄이면서 표 2와 같은 범람 시나리오를 작성하였다. 그리고 교각의 개수에 따라 경간장을 조절하여 일정 경간장을 확보하도록 교각을 재배치하였고 교각의 직경은 일정한 것으로 가정하였다. 교량 단면에서의 부유잡물은 호주의 사례를 이용하여 HEC-RAS 모형에서 그림 3과 같이 고려할 수 있다.
- 여기에서 덕송천내의 교량에 유송잡물이 걸리는현상을 가정할 수 있는데 호주의 설계사례를 이용하여 유송잡물의 영향을 고려하였다. 그리고 유송잡물은 발생 근원지에서 가장 가까운 상류의 교량에 집중적으로 발생하는 현상으로 볼때 하류의 교량은 상류의 교량보다 상대적으로 안전하다고 볼 수 있겠으나, 본 연구에서는 모든 교량이 각각 유송잡물의 영향을 받는 상황을 가정하였다. 그리고 각 교량에 대하여 교각의 개수를 1개씩 줄이면서 표 2와 같은 범람 시나리오를 작성하였다.
- 2m라 가정하고있고 형상은 흐름방향에서 볼 때 직사각형의 형상을 이룬다고 하였다. 뉴질랜드의 설계사례에서는 유송잡물의 집적모양이 흐름방향에 직각으로 삼각형 단면을 나타내고 이 단면의 최대 폭은 인접교각사이 길이의 반으로 최대 15m에 이르며 수직으로는 수심의 절반 또는 최소 3m의 두께로 교각을 따라 아래로 뻗어 있다고 가정하였다.
- 본 연구에서는 교량의 설계에 이용되는 최대 추정치 이상의 유송잡물이 교각에 집적된다면 교량의 붕괴로 배수위에 큰 영향을 주지 못하는 것으로 판단하여 설계에 사용되는 유송잡물의 최대 추정치가 교량에 집적될 수 있는 한계로 가정하였다. 그리고 유송잡물의 집적 형상은 HEC-RAS 모형에서 적용이 용이(유송잡물의 형상이 사각형)한 호주의 설계사례를 이용하였다.
- 같은 교량이라면 경간장이 길수록, 즉 교각의 개수가 작을수록 유송잡물에 안전하다고 볼 수 있다. 여기에서 덕송천내의 교량에 유송잡물이 걸리는현상을 가정할 수 있는데 호주의 설계사례를 이용하여 유송잡물의 영향을 고려하였다. 그리고 유송잡물은 발생 근원지에서 가장 가까운 상류의 교량에 집중적으로 발생하는 현상으로 볼때 하류의 교량은 상류의 교량보다 상대적으로 안전하다고 볼 수 있겠으나, 본 연구에서는 모든 교량이 각각 유송잡물의 영향을 받는 상황을 가정하였다.
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