[논문]방수로를 이용한 치수효과 분석(굴포천방수로를 중심으로)

정의택; 안제식; 황재충; 정보해

방수로를 이용한 치수효과 분석(굴포천방수로를 중심으로)
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정의택 (한국수자원공사 수자원개발처) , 안제식 (한국수자원공사 수자원개발처) , 황재충 (한국수자원공사 수자원개발처) , 정보해 (한국수자원공사 수자원개발처)

최근 여름철 기상이변과 게릴라성 집중호우로 인해 대도시 유역의 첨두홍수량은 급격히 증가하고 있으나, 대도시 지역은 비도심 지역에 비해 하천 확폭이나 제방 증고에 많은 제약이 있다. 이에 대한 도심지역의 홍수 예방대책으로 유역을 전환시키는 방수로는 하천통수능력을 초과하는 홍수량을 유역상류부에서 호수나 바다로 방류할 수 있어 하류지역 홍수부하량을 감소시켜 침수피해를 막을 수 있는 매우 효과적인 방안이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 현재 사업 진행중인 굴포천방수로를 통한 굴포천 유역의 치수효과를 수치해석 및 실제 홍수처리 사례를 통해 분석하고자 한다.

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문제 정의

본 연구는 현재 진행중인 국내 도심하천에서 방수로를 이용한 대표적인 치수대책인 굴포천 방수로사업을 중심으로 치수효과를 분석코자 한다.

제안 방법

‘02년 굴포천 저폭 20m 방수로가 개통된 이후 현재까지 굴포천 유역의 홍수를 수십차례 방수로를 통하여 서해로 방류하였으며, 이중 가장 큰 강우가 발생한 ‘06년 7월을 기준으로 운영과정에서 실제 홍수처리에 의한 치수효과를 분석하였다.
방수로 규모별 치수효과 분석을 위한 침수면적 산정방법의 기본 원리는 굴포천 상, 하류부 제방 월류에 따른 가상의 저류지(횡월류 구조물)에 저류되는 량을 침수량으로 산정하였으며, 홍수범람 해석시의 매개변수 및 경계조건은 다음과 같다.

대상 데이터

2km의 인공 굴착수로인 방수로 및 유수지(410만㎡)를 신설하여 한강으로 530㎥/s, 서해로 500㎥/s로 나누어 분담하는 계획이다. 이를 토대로 하여 1992년 10월에 굴포천종합치수사업(방수로) 설계를 완료하여 1992년 12월에 방수로 건설공사를 착수하였다. 1994년 4월에 치수적 안정성 및 신공항고속도로 토석제공 등 타사업간 연계의 효율성 등을 감안하여 저폭 80m의 방수로를 통하여 홍수전량을 서해로 일괄배제하는 방식으로 치수계획을 변경하여 2000년까지 연장 약 8.

성능/효과

굴포천 방수로의 치수효과는 4.2.1항의 방법으로 방수로가 없을 경우 굴포천 상, 하류부 제방 월류에 따른 가상의 저류지(횡월류 구조물)에 저류되는 침수량과 이에 따른 침수면적을 산정하여, 방수로가 있을 경우를 대비하여 치수효과를 분석하였으며, ‘07.7.12일 집중호우시 굴포천 방수로(저폭 40m)를 통한 홍수 처리로 굴포천 유역 침수면적 약17㎞, 침수심 약 1m 경감효과가 발생한 것으로 검토되었다.
홍수범람 해석은 Hec-Ras 모형을 이용하여 100년빈도 설계홍수량(1,188cms)을 기준으로 방수로의 규모 별(저폭 20, 40, 60, 80m) 침수량-침수위-침수면적을 산정하여 분석한 결과 방수로의 저폭이 80m일 때 굴포천 유역의 침수피해가 완전히 해소됨을 알 수 있었다. 방수로 규모별 침수현황은 다음과 같다.

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