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논문 상세정보

합천댐 하류에서의 하천지형 변화 및 흐름의 파동이 하천 수리지형에 미치는 영향 연구

Channel Changes and Effect of Flow Pulses on Hydraulic Geometry Downstream of the Hapcheon Dam

초록

황강에는 1989년 합천다목적댐과 본댐 하류 6.5km 지점에 조정지댐이 건설되었는데 조정지댐의 건설 목적은 본댐에서 피크 발전에 의해 방류되는 유량을 하류로 조절방류하기 위한것이다. 황강은 두댐의 건설후 하천폭, 하상재료, 식생 및 하천구간내 사주의 형성 등 많은 하천 지형학적 변화가 있었다. 이러한 변화는 댐 건설후 흐름 및 유사이송의 변화에 기인한다. 2002년 합천댐 저수지 퇴사량 조사에 의하면 합천댐은 연간 약 600천$m^3$의 유사를 차단한 것으로 파악되었다. 조정지댐은 연최대피크 방류량을 654.7$m^3/s$에서 126.3$m^3/s$로 감소시켰는데 이는 댐건설전의 19.3%에 해당하는 양이다. 댐건설로 인한 하류 하천의 지형적인 변화를 파악하기 위하여 합천조정지댐 하류로부터 낙동강 합류점까지 45 km에 대하여 조사하였다. 1982, 1993 및 2004년의 항공사진을 분석한 결과 비식생하도폭(non-vegetated active channel width)은 평균 152m 감소되었는데 이는 1982년의 약 53%에 해당한다. 비식생하도의 면적 역시 평균 6.6$km^2$가 감소하였다. 평균 중앙하상재료(D50)의 크기는 1983년 1.07mm에서 2003년 5.72mm로 증가한 반면 평균 하상구배는 1983년 0.000943에서 2003년 0.000847로 감소하였다. 총 하상 세굴깊이는 조정지댐 하류 20km 구간에서 평균 약 2.6m였다. 1차원 유사모형인 GSTAR-1D를 이용하여 예측된 최심하상고는 2013-2015년 사이 (댐건설후 약 25년 후)에 안정된 상태에 도달하는 것으로 나타났다. 합천 조정지댐이 본 댐에서의 피크 방류량을 상당히 감소시키고 있지만 홍수기에 조정지댐 수문의 급격하고 주기적인 개폐로 인하여 하류에 흐름의 펄스를 발생시키고 있다. 이러한 펄스가 하류 하천 지형변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 유사모형과 해석적인 방법을 개발 적용하여 구한 값과 비교 검토 하였다. 결과에 따르면, 일 흐름의 펄스(daily pulse)와 홍수피크(flood peak)는 각각의 평균값이 흐를 때와 비교하여 하천지형변화에 훨씬 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일 흐름 펄스와 홍수피크는 각각의 평균값의 21%와 15%의 토사 이송량 (tons/day) 증가를 보여주었다.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다목적댐
1970년 이후 낙동강 유역에 6개의 다목적댐을 건설한 이유는 무엇인가?
홍수조절, 용수공급 및 전력생산을 위하여

1970년 이후 낙동강 유역에는 홍수조절, 용수공급 및 전력생산을 위하여 6개의 다목적댐이 건설되었다. 1989년 완공된 합천다목적댐이 그 중 하나이며, 과업대상인 황강은 그림 1에서 보는바와 같이 서쪽에서 발원하여 동쪽으로 흐르며 합천다목적댐을 거쳐 낙동강 본류와 합류한다.

황강
황강에 있는 두댐의 건설후 하천폭, 하상재료, 식생 및 하천구간내 사주의 형성 등 많은 하천 지형학적 변화는 무엇에 기인하는가?
댐 건설후 흐름 및 유사이송의 변화에 기인한다.

황강은 두댐의 건설후 하천폭, 하상재료, 식생 및 하천구간내 사주의 형성 등 많은 하천 지형학적 변화가 있었다. 이러한 변화는 댐 건설후 흐름 및 유사이송의 변화에 기인한다. 2002년 합천댐 저수지 퇴사량 조사에 의하면 합천댐은 연간 약 600천$m^3$의 유사를 차단한 것으로 파악되었다.

댐의 건설
댐의 건설이 하류 하천 수리지형 (downstream hydraulic geometry)의 변화에 많은 영향을 미치는 이유는 무엇인가?
하류 하천의 하상표고, 하천폭 수심, 하상재료의 크기, 장갑화 및 제방의 식생 등의 변화로 인해

댐의 건설은 하류 하천의 하상표고, 하천폭 수심, 하상재료의 크기, 장갑화 및 제방의 식생 등의 변화로 인해 하류 하천 수리지형 (downstream hydraulic geometry)의 변화에 많은 영향을 미친다. 물과 유사흐름의 변화에 의한 일반적인 하도의 반응은 많은 텍스트북과 수리지형 및 regime theory와 관련한 논문들에서 거론된 바 있다(Ferguson 1986; Hey 1979; Huang and Nanson 2000;Lamberti 1992; Miller 1991a, 1991b; Simon and Thorne 1996; Yang 1992).

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