[논문]보 철거에 의한 하천의 물리적 변화 연구

고택조; 윤병만; 류권규; 전경수

보 철거에 의한 하천의 물리적 변화 연구
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한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집, 2007 May 17, 2007년, pp.1084 - 1088

고택조 (명지대학교 토목환경공학과) , 윤병만 (명지대학교 토목환경공학과) , 류권규 (동의대학교 토목공학과) , 전경수 (성균관대학교 사회환경 시스템 공학부)

초록
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국내에서 농업용수 취수, 수위 유지 등의 목적으로 18,000 개의 크고 작은 보가 하천에 설치되어 있으나 농경지의 도시화, 비닐하우스 단지화 등 토지이용의 변화와 대형 저수지의 축조/양수장 설치 등에 따른 취수 시설물의 통합 및 보체의 노후화 등으로 매년 50-150개의 보가 본래의 기능을 상실하여 용도 폐기되고 있다. 그러나 폐기된 보들이 철거 되지 않고 하천에 존치되어 하천생태통로의 단절, 수질 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 외국의 경우에는 1970년대부터 본격적으로 기능을 상실한 보, 소형댐 등은 물론 일부 기능이 있는 하천횡단 시설물을 철거하여 하천환경복원을 추진하고 있다. 우리나라의 경우에는 최근 들어 기능을 상실한 보나 소형 댐 등에 한하여 하천생태통로 및 생태환경 복원 차원에서 철거의 필요성이 대두되기 시작하였다. 실제 철거도 이루어지고 있으나 체계적인 연구나 가이드라인 없이 지자체에 의해 이루어지고 있는 실정이다. 보는 하천을 횡단하는 구조물로 보의 상류에 저류지가 형성되고 많은 양의 퇴적물이 쌓여 그에 따른 하상의 단차가 형성된다. 이런 보가 철거됨으로 인해 막대한 양의 유사가 이동하게 되고, 철거 형태에 따라 하상 침 퇴적이 발생하고 그 위치나 양에 따라 하천 형태가 변할 수 있다. 이런 변화를 예측하여 철거에 따른 문제 등을 사전에 방지할 수 있는 기술이 필요하고, 철거에 대한 가이드라인 등이 마련되어야 할 것이다. 본 연구는 한강 제 1지류인 곡릉천에 위치한 곡릉2보의 철거에 따른 하상 변동, 하천 형태 변화 등 물리적 영향을 조사하고, 보 철거 후 장 단기적인 하도 및 하상 변동 등을 예측하는 기술을 개발하는 것이다. 연구 대상 보인 곡릉2보의 철거에 따른 모니터링 결과, 하상의 종단 변화는 그리 크게 생기지 않았으며 보 상 하류 횡단면에서 변화가 다소 큰 것으로 나타났다. 또한, 하상 재료의 부분적 변화도 발견되었으나, 전반적인 하천의 변화는 크지 않은 것으로 나타났다.

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문제 정의

국내에서도 몇몇 보들이 지자체에 의해 철거되었으나, 지자체나 행정단체들의 철거의지가 아직은 부족하고, 철거에 대한 체계적인 연구나 지침 등이 마련되어 있지 않아 기능을 상실한 대다수의 보들이 하천에 방치되고 있다. 이에 본 연구는 보 철거 지침 준비의 일환으로, 보를 철거함으로 인해 발생하는 하천의 물리적 변화를 연구하고자 한다.

제안 방법

단기적인 하상변동을 예측할 수 있을 정도의 자료가 없는 상태이다. 따라서 본 연구에서는 아래 그림 12-15와 같이 GSTARS를 이용하여 장단기적인 하상 변동을 예측하기 위해 우선적으로 5월, 8월의 측량자료와 그림 5의 7월 유출 사상을 GSTARS로모의한 결과를 비교하였다.
보철거로 인한 하상변동을 관찰하기 위하여 그림 8과 같이 보를 기준으로 상류 430 m, 하류 600 m 범위를 모니터링 구간으로 설정하여 측량과 하상토를 조사하였고, 그림 9는 종단 측량 결과이다.

대상 데이터

연구 대상인 곡릉 2보는 그림3과 같이 한강의 제1지류인 곡릉천의 상류에 위치하고 있다. 지방 2급 하천인 곡릉천의 유로 연장은 29.

성능/효과

곡릉 2보 철거 후, 7월 한 달 동안 3번의 홍수 사상이 있었으며, 상류 배울보에서 측정된 수위-유량곡선식과 유역 면적비를 사용하여 지방 2급 하천의 종점에서의 유출량을 산정한 결과, 최대 유량은 412 cms 이었다. 아래 그림 5는 지방 2급 하천종점에서 7월 5일부터 8월 5일까지의 일평균 유출량이다.
그러나 하도 내의 하중도나 주수로 등은 변하지는 않았다. 또한 보 철거 후 하상 재료의 입경이 굵어지고, Ds의 최대 입경을 보이는 지점이 점차 하류로 이동하지만 하류 보의 저류가 시작되면서 그 변동량이 점차 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 보 근처의 횡단 변화는 보철거와 평탄 작업으로 가장 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.
또한 보 철거 후 하상 재료의 입경이 굵어지고, Ds의 최대 입경을 보이는 지점이 점차 하류로 이동하지만 하류 보의 저류가 시작되면서 그 변동량이 점차 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 보 근처의 횡단 변화는 보철거와 평탄 작업으로 가장 크게 영향을 받는 것으로 나타났다. 그러나 하류저류지에서는 이미 하상이 평형 상태를 이루고 있어서 철거의 영향보다는 하도의 만곡과 홍수량에 의해 영향이 큰 것으로 판단된다.

후속연구

단기적인 하상의 변화를 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 좀 더 정확한 모의를 위해서는 모의구간 전체에 대한 상당 양의 자료와 대상 하천 및 하천구조물의 특성을 반영할 수 있는 명확한 매개변수 값들이 필요할 것으로 판단된다.

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