제 3 편

하천이수시설

편간지

편간지 뒤

 

 

제1장 하천 보

1.1 설계 요령

1.1.1 일반사항

가. 정의

보는 각종 용수의 취수, 주운 및 친수활동 등을 위하여 수위 또는 유량을 조절하거나 바닷물의 역류를 방지하기 위하여 하천의 횡단 방향으로 설치하는 시설 중 흐르는 물의 월류를 허용하는 시설로 정의된다.

1) 일반적으로 보는 하천의 수위를 조절하는 시설이나 최근에는 유량을 조절하여 유수의 정상적인 기능을 유지하기 위한 보가 설치되고 있어 댐과의 구별이 명확하지 않다. 따라서 일반적으로 다음과 같은 조건을 만족하는 경우 보라고 할 수 있다.

가) 기초지반에서 고정보 마루까지의 높이가 15m 미만인 경우

나) 유수 저류에 의한 유량조절을 목적으로 하지 않은 경우

다) 양끝부분을 제방이나 하안에 고정시키는 경우

2) 고정보와 낙차공은 형태가 비슷하여 쉽게 구별할 수 없으나, 낙차공은 치수목적 시설로써 하상안정을 위해 설치되는 시설이며, 고정보(이수목적 시설)보다 낮게 설치되는 것이 일반적이다.

3) 보와 수문(Floodgate)의 구분은 제방의 기능을 갖고 있는가 여부에 따라 결정된다. 제방의 기능을 가지는 것은 수문(Floodgate)이며 그렇지 않은 것은 보이다.

나. 적용범위

본 설계요령은 수위를 높여 수위(심)를 유지하거나, 역류를 방지하기 위하여 하천을 횡단하여 설치되는 보 설계에 적용한다. 다만, 국가하천의 다목적보와 같이 대규모 하천에 설치되는 대규모 보에 대해서는 댐 또는 하굿둑 기준을 참고하는 등 상향 적용할 필요가 있다.

다. 적용기준

1) 하천 설계기준(KDS 51 00 00)(2018, 국토교통부)

2) 하천공사 표준시방서(KCS 51 00 00)(2023, 환경부)

3) 농업생산기반시설 설계기준(KDS 67 15 05)(2018, 농림축산식품부)

4) 소하천 설계기준(2018. 행정안전부)

라. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 수문설비공학(2011, 수공환경방재기술연구회)

3) 하천생태계를 위한 자연하상복원 핸드북(2014, 한국건설기술연구원)

4) 농업생산기반 정비사업 조사ㆍ설계 실무요령(2000, 한국농어촌공사)

마. 설계일반사항

1) 보는 계획홍수위 이하 수위의 유수작용에 대하여 안전한 구조로 계획되어야 하며, 특히 보 월류시 다양한 수위 조건에 대해서 안전한 구조로 설계하여야 한다.

2) 보는 계획홍수위 이하 수위의 홍수 유하를 방해하지 않고 부근의 하안 및 하천시설물의 구조에 심각한 지장을 초래하지 않아야 한다. 또한 보에 접속되는 하상 및 고수부지의 세굴방지에 대하여 고려되어야 한다.

3) 보 설치 시 평면형상 및 설치 방향은 홍수시 유수의 방향을 고려하여 결정하고, 보의 계획담수위 등은 하천특성을 고려하여 신중히 검토하여야 한다.

4) 계획홍수량이 크고 하상경사가 급하거나 하상재료의 입경이 굵은 하천구간에서는 가동보 설치는 신중히 검토하여야 한다.

5) 보의 계획담수위가 제방의 원지반고보다 높을 때는 제방으로부터의 누수대책과 제방의 습윤화 방지대책을 수립하여야 한다.

6) 보 높이는 2.0m 이내가 일반적이다. 높이가 2.0m 초과시 치수적 안전성, 환경적 측면을 종합적으로 고려하여 적정한 설치 높이를 결정하여야 하며, 필요시 수치 또는 수리모형실험을 통하여 높이를 결정할 수 있다.

7) 가동보 자동 운영에 따른 갑작스러운 방류로 인하여 피해가 우려되는 보 하류부 구간에는 홍수예보시설을 설치할 수 있다.

 

1.1.2 사전조사

보 설계를 위한 사전조사는 ‘하천설계기준(KDS 51 00 00)’의 조사편을 참고하여 실시한다.

 

1.1.3 보 계획

가. 보의 종류

보의 종류는 설치목적, 구조와 기능, 평면형상, 설치재료, 보의 형식에 따라 분류한다.

1) 설치목적에 따른 분류

보는 설치 목적에 따라 취수보, 분류보, 방조보 및 유량조절 보로 분류한다.

< 설치목적에 따른 분류 >

(표 1.1-1)

 

구 분	내 용
취수보	하천의 수위를 조절하여 생활용수, 공업용수, 발전용수 등을 취수하기 위하여 설치하는 보
분류보	하천의 홍수를 조절하고 수위를 유지하기 위해 하천의 분류점 부근에 설치하여 유량을 조절 또는 분류함으로써 수위를 조절하는 보
방조보	하구 또는 감조구간에 설치하여 조수의 역류를 방지하고 유수의 정상적인 기능을 유지하기 위하여 설치하는 보로서 하구둑을 포함한다.
유량조절 보	하천의 유량(유황)을 조절하는 보

 

 

2) 구조와 기능에 따른 분류

보는 구조와 기능에 따라 고정보 및 가동보로 분류한다.

< 구조와 기능에 따른 분류 >

(표 1.1-2)

 

구 분	내 용
고정보	문짝이 설치되지 않고 보 본체와 부대시설로 이루어지는 보
가동보	문짝에 의해서 수위의 조절이 가능한 보로 크게 배사구와 배수구로 이루어진다.

 

 

3) 평면형상에 따른 분류

평면형상에 따라 직선형, 경사형, 굴절형, 원호형으로 분류한다.

< 평면형상에 따른 분류 >

(표 1.1-3)

 

구 분	내 용
직선형 (a)	유수방향에 직각으로 설치하는 것으로 보 하류를 변화시키지 않아 하도 유지가 용이하고 공사비가 저렴하다. 기초지반 등의 특수한 사정이 없는 한 일반적으로 많이 채택하는 형식이다.
경사형 (b)	평면형상은 일직선이나 유수방향과 경사지게 설치하는 형식으로 하류에서 유수방향과 월류의 방향을 일치시키고자 할 때를 제외하고 원칙적으로 사용하지 않는다.
굴절형 (c)	절선(꺾은선)형식으로 월류하는 유수를 유심부로 모으는 형태로서 보 하류에 세굴에 대한 고려가 필요하나 제방보호에는 효과적이다.
원호형 (d)	아치형식으로 보 자체의 강도는 크지만 굴절형과 같은 단점이 있다.

 

4) 보의 형식에 따른 분류

기초형식은 고정형(fixed type) 및 부상형(floating type)이 있고, 구조형식에 따라 전하폭을 고정보로 하는 형식, 하천의 전하폭을 가동보로 하는 형식, 그리고 일부 구간은 고정보로 하고 나머지 구간은 가동보로 하는 복합형식으로 구분한다.

5) 설치재료에 따른 분류

설치재료에 따라 자연형 보, 콘크리트보로 분류할 수 있다.

나. 보 설계 절차

보 설계를 위한 일반적인 절차는 다음과 같다.

 

사 전 조 사   현장조사, 토질 및 지반조사, 기존시설물 제원 및 상태, 주민의견, 하상변동조사, 치수안전성, 지하매설물 등의 조사를 수행하고 관계기관과 협의 ⇩     위 치 검 토   상위계획 검토, 설치목적, 환경성, 경제성, 시공성, 유지관리 등을 검토 ⇩     규 모 결 정   수혜면적 및 취수량, 분류량, 목표수심 등을 고려하여 결정 ⇩     형 식 결 정   설치 위치에 적합한 형식(고정보, 가동보, 자연형보, 복합형보 등) 결정 ⇩     보 설 계   본체 및 부대시설(어도 포함) 설계

 

(그림 1.1-1) < 보 설계 흐름도 >

 

1) 취수보 설계흐름

가) 도상계획 및 답사 → 나) 현지조사 → 다) 취수보 설계 → 라) 도면 수량산출 순으로 한다.

가) 도상계획 및 답사

도상계획, 관계기관 협의, 유역 및 하천 상황, 오염원, 수혜가능 지역 등의 자료수집 및 현황을 조사한다.

나) 현지조사

도상검토, 하천 수리․수문 조사, 지형 및 지질조사, 수리권, 기타 조사, 자연환경조사 등을 검토 및 정리한다.

다) 취수보 설계

수혜면적 및 단위용수량 산정, 주(보조)수원공 검토, 취수방식, 구조형식 선정, 보마루표고 결정, 급수가능면적 결정, 하천 홍수위 검토, 보 단면 결정, 물받이 설계, 부대시설 설계(기초, 어도, 감세지, 기타), 구조계산(하중, 안정계산) 등을 검토하고 취수보를 설계한다.

라) 도면 및 수량 산출

다. 보 형식 선정

1) 보의 구조 형식 선정 시에는 수위변동, 저류부의 퇴적, 수질개선, 생물 및 미생물의 이동, 식생보전, 하천의 자정능력 증대 등을 고려한다.

2) 자연친화적인 재료를 사용하고 완경사 저수위 낙차보, 경사형 등을 우선하여 계획한다.

3) 중규모 이상의 하천에서는 유량조절이 가능한 가동보 및 복합형보를 우선 고려한다.

4) 기존 고정보를 가동보로 개량 시에는 가동보를 설치하는 절개구간을 홍수시에 대비하여 양안으로부터 충분이 이격하여 설치한다.

5) 기존 보를 재설치 할 경우 기존 구조물을 철거 후 재설치하여야 한다.

6) 가동보 계획시 설치목적, 경제성, 유지관리, 운영방법, 수리적 기능, 치수안전성, 사용동력, 자연조건, 환경영향 등을 복합적으로 고려한다.

7) 보 설치로 인하여 수위가 급변 할 경우에는 가동보 설치를 검토하고 치수안전성, 시공성, 경제성 등을 고려하여 결정한다.

라. 설치위치 선정

보의 위치는 설치목적, 환경성, 경제성, 시공성, 유지관리 등을 고려하여 가장 유리한 지점을 선정한다.

1) 용수공급지로 도수하는데 필요한 취수위가 확보되고, 유수의 주된 흐름이 취수구에 가까워야 하며 하안이 안정되어 있고, 하천수로가 직선 상태로 유속의 변화가 적어 유수에 의한 하상변화가 적은 지점

2) 상ㆍ하류의 영향이 적은 지점

3) 기초지반이 양호한 지점

4) 구조상 안전하고 공사비가 적은 지점

5) 계획홍수량을 유하시키는데 필요한 하폭을 가진 지점

6) 용수공급지까지 도수(導水)하는데 필요한 취수위가 확보되는 지점

7) 유수의 주된 흐름이 취수구와 근접한 지점

8) 하안 침식에 대해 안전한 지점

9) 직선수로와 같이 유속의 변화가 적어 하상변동이 적은 지점

10) 유지관리가 용이한 지점

11) 보로 인해 상류측 수위가 상승하여 하상에 여러 가지 역효과가 발생될 수 있으므로 그 영향을 검토해야 하며, 만곡부에는 보를 설치하지 않아야 한다. 부득이 설치할 경우에는 만곡부 하류에 보를 설치하는 것이 유리하다.

마. 보마루 표고결정

1) 보마루 표고는 하천의 계획단면적을 충분히 확보하고 각종 소요 용수량을 지장 없이 취수할 수 있도록 취수구 수위 또는 보의 목적에 따른 수위를 근거로 결정한다.

2) 보마루 표고는 홍수시 홍수소통에 지장이 없고 하천의 계획단면적이 확보되도록 설치해야 하며 다음 식에 의해 보마루 표고를 결정할 수 있다.

 

보마루 표고 = 계획취수위 - ((갈수량 - 취수량)의 월류수심) + 여유고

 

3) 보의 물받이 표고는 원칙적으로 계획하상고와 일치시킨다.

4) 하천유량이 적은 경우에는 월류수심은 무시하고, 여유고는 10∼15㎝ 정도를 적용한다.

5) 복합형보에서는 가동보와 고정보의 마루표고를 동일하게 하는 것이 원칙이나, 경우에 따라서는 고정보의 보마루 표고를 높게 할 수 있다.

6) 수질 보전측면에서 햇볕 투과심을 고려하여 평균 담수심이 2m 이내가 되도록 계획하는 것이 바람직하다.

바. 보 철거

보의 기능 및 용도가 상실된 경우 보 철거를 검토할 수 있으며, 철거시 사전조사 및 시설물 검토, 주민의견수렴, 관리기관 협의 등의 절차를 거쳐야 한다. 또한 어도가 설치된 경우에는 수산연구기관의 장에게 어도 철거 계획을 협의하여야 한다.

일반적인 보 철거 흐름은 다음과 같다.

 

 

사 전 조 사   현장조사, 기존시설물 제원 및 상태조사 ⇩     시설물 검토   구조적 안정성, 이용현황, 치수안전성 등을 종합적으로 검토 ⇩     주민 의견수렴   주민 의견수렴 ⇩     관련기관 협의   환경부, 지자체, 한국농어촌공사 등 관련기관 협의 ⇩     보 철 거

 

(그림 1.1-2) < 보 철거 흐름도 >

1.1.4 고정보 설계

가. 고정보

고정보는 평면형에 따라 직선형, 사선형, 절선형, 곡선형으로 나눌 수 있으며, 구조형식에 따라서는 콘크리트 구조와 굴요성 구조로 나눌 수 있다. 고정보의 형태와 구조의 선정은 해당 하천의 하도특성, 하천환경, 구조적 안정성, 경제성 등을 고려하여 선정한다. 고정보는 수문이 설치되지 않고 본체, 물받이공, 바닥보호공, 차수공 등으로 이루어지는 보를 의미한다.

 

 

 

(그림 1.1-3) < 고정보의 구조(측면도) >

 

1) 단면결정

가) 고정보의 본체는 콘크리트 구조를 원칙으로 하되 자연재료를 활용한 다양한 구조를 채택할 수 있다.

나) 고정보의 안전을 검토하기 위해서 보의 상ㆍ하류 수위차에 의한 침투수의 침투길이, 외력에 의한 본체의 전도(안전율 1.5~2.0 이상), 활동(안전율 1.5 이상), 침하(허용지지력 이하) 등을 검토하여 기준 안전율이 확보되도록 설계한다.

다) 차수공은 계획하상고 밑으로 1.5m 이상 깊게 설치한다.

라) 본체는 제형단면을 원칙으로 하나 완경사의 본체를 계획하여 유수의 수면형을 완화시킬 수 있다.

마) 고정보의 단면결정은 블라이(Bligh)공식을 이용하여 기본단면을 설정하고 자중, 토압, 수압, 양압력, 지진력 등을 고려하여 최종 단면을 결정한다.

 

고정보의 단면결정공식	블라이(Bligh) 공식	여기서 γ : 콘크리트의 비중(보통 2.30) h1 : 보 정상의 최대 월류심(m) d : 접근유속 수두(m) H : 보의 높이(m)
고정보의 단면

 

(그림 1.1-4) < 고정보의 단면 기준 >

 

바) 보 마루 단면을 곡선으로 계획하는 경우에는 아래식을 이용하여 산정하고, 반지름 구간은 여분으로 본다.

 

 

(그림 1.1-5) < 보 마루 반지름 산정도 >

나. 물받이

1) 물받이는 도수를 발생시켜 유수의 세력을 완화시키는 목적으로 설치한다.

2) 콘크리트 블록 및 석재, 목재 등과 같은 자연재료도 가능하지만 유수의 난류현상 및 빠른 유속이 발생하므로 본체와 일체가 된 철근콘크리트 구조를 표준으로 하고 무근 구조도 할 수 있다.

3) 물받이는 본체를 월류하는 유수의 침식작용 및 양압력에 견딜 수 있도록 설계한다.

4) 물받이 길이는 세굴을 방지할 수 있는 길이로 결정하기 위해 상류 흐름인 완경사 하천에서는 낙차의 2∼3배 또는 하류측 바닥보호공 길이의 1/3정도로 할 수 있으나 Bligh공식, 국립건설시험소 공식, Rand공식 등과 도수현상을 고려한 길이를 산정한다.

5) 상ㆍ하류의 수위차가 4.0m 이상 이거나 세굴의 우려가 예상되는 하천에 보를 계획하는 경우에는 수리모형실험을 통하여 치수상의 안전성 확보 및 세굴발생 여부 등을 검토하는 것을 원칙으로 한다. 다만 중요도가 떨어지고 수위차가 크지 않는 경우에는 신뢰성 있는 수리모형으로 대체 할 수 있다.

6) 물받이 하단부 콘크리트 key는 계획하상 밑으로 1.5m 이상을 두어 세굴(역행침식)로부터 본체를 보호한다.

7) 물받이 하류 단부에는 세굴방지를 위하여 턱(Sill)을 설치할 수 있으며, 동절기 결빙과 하절기 수질오염을 방지하기 위하여 유속이 느린 물받이 양 측단에 폭 50㎝의 배수구를 설치한다.

8) 물받이에서는 도수를 발생시켜 수세를 감소시키는 역할을 한다. 물받이의 파괴는 일반적으로 물받이 길이의 부족으로 인해서 발생하는 경우가 많으므로 충분한 길이를 갖도록 계획한다.

 

< 고정보의 물받이 길이 산정 공식 >

(표 1.1-4)

 

하류측 물받이 길이
블라이(Bligh) 공식		국립건설시험소 공식		Rand 공식
여기서 는 다양한 상하류 수위조건 중 가장 불리한 조건을 적용
하상토의 상태			블라이계수(C)
극미립사 또는 이토 (0.1∼0.005㎜)			18
가는 모래 (0.25∼0.1㎜)			15
굵은 모래 (1.00∼0.5㎜)			12
자갈과 모래의 혼합			9
호박돌 자갈			4~6

 

1) 물받이의 두께

가) 상류측 물받이 두께

- 상류측 물받이는 월류하는 물에 의하여 소용돌이가 발생하여 하상의 세굴을 막기 위해 설치된다. 물받이 두께는 하류측 물받이 두께의 1/2~1/3 정도로 한다.

나) 하류측 물받이 두께

- 물받이의 두께는 양압력에 견딜 수 있는 중량을 가지도록 설계하되 일정한 간격으로 배수구(weep hole)를 설치하여 물받이에 작용하는 양압력을 저감할 수 있게 하며, 최소두께는 35cm 이상으로 한다.

- 하류측 물받이 두께는 아래 식을 이용하여 산정하고 하류측 물받이 상판에는 돌기를 설치하여 폭기를 유도 할 수 있다.

< 하류측 물받이 두께 >

(표 1.1-5)

 

하류측 물받이 두께
	여기서

 

다. 감세지(정수지)

감세지는 큰 낙차로 인해 발생하는 운동에너지를 빨리 감세하여 위치에너지로 바꾸어 하상세굴을 방지하는 시설로 보의 하류단에 설치된다.

1) 감세지 형식에는 크게 플립버킷형(flip bucket), 정수지형(stilling basin), 잠수버킷형(submerged bucket) 세 가지가 있으며, 다음의 요소를 고려하여 감세지 형식을 결정한다.

- 감세지의 수리특성

- 보와 감세지의 위치관계(거리, 상ㆍ하류의 수위 차)

- 감세지 부근의 지형, 지질, 수리특성(하류수위, 유황 등)

- 하류하천 하도상황 및 하도특성

2) 보에서 적용가능한 감세지로는 정수지형이며, 물받이를 하상보다 낮게 하여 정수지를 만드는 형식이다.

3) 감세지 깊이결정

가) 고유속 흐름에 의한 보 하류측 물받이 길이가 과다하게 산정되는 경우, 보 하단에 감세지를 설치하여 물받이 규모를 적정하게 조정할 수 있다.

나) 감세지 깊이는 일반적으로 고정보에서 계산된 월류낙하수심( )과 하류 하천의 수심( )의 차를 이용하여 산정한다.

여기서, : 감세지 깊이(m), : 월류낙하수심(m), : 하류 하천의 수심(m)

 

 

 

(그림 1.1-6) < 감세지 설치 단면도 >

라. 바닥보호공

1) 상류측 바닥보호공은 직상류에서 발생하는 국부세굴을 방지하여 보를 보호하기 위해 설치하며, 길이는 계획홍수량 유하시의 수심 이상의 길이를 확보하여야 한다.

 

바닥보호공

바닥보호공 길이결정

□ 블라이(Bligh) 공식

□ 국립건설시험소 공식 , H≤2m : 바닥보호공 길이(m) q : 단위폭당 유량(㎥/s/m) H : 하상유지공 높이(m) : 하상토사의 중앙입경(㎜) , a, b, c는 계수   구분 α a b c 상류측 2.9055 0.7099 0.4237 (-)0.2207 하류측 4.1506 0.6075 0.3797 (-)0.1678

 

(그림 1.1-7) < 고정보의 바닥보호공 길이 산정 공식 >

2) 사용재료로는 일반적으로 콘크리트 블록, 사석, 돌망태 등을 사용하며, 가능하면 조도가 다른 2종류 이상의 재료를 사용하여 유속을 서서히 감소시켜 흐름을 원활하게 하는 것이 바람직하다.

3) 하류측 바닥보호공의 길이는 하류측 하천의 계획홍수시 수심의 최소 3~5배 정도 확보하는 것이 바람직하다. 그러나 하상으로부터 세굴 한계선인 하부 암반까지 토사층의 두께가 얇을 경우 토사층 두께의 6배 정도로 할 수 있으며, 토사층이 두꺼울 경우 추정 세굴심의 6~8배 정도로 할 수도 있다.

4) 바닥보호공 길이는 bligh공식, 국립건설시험소의 경험공식을 이용하여 길이를 산정할 수 있으나, 이는 오랫동안 사용된 경험공식으로 길이를 정하는데 참고하고 수리모형실험 또는 수치해석 등을 활용하여 정확성을 높일 수 있다.

5) 바닥보호공에 사용되는 재료들은 활동 및 박리에 대한 안정을 검토하여야 하며, 사석의 최소사석입경은 Isbash식으로 부터 결정할 수 있다. Isbash식 외에 Isbash식을 개선한 Pilarczyk식(1995), Escarameia와 May식(1992), Mynord식(1993) 등을 이용하여 사석의 입경을 결정할 수 있다.

< 사석입경 산정공식 >

(표 1.1-6)

 

Isbash (1935)
	여기서 : 사석 주변의 유속으로서, 설계시에는 수심평균 유속 : 무차원 매개변수로서 1.2(돌출된 경우 0.86) 와 : 모래와 물의 밀도
Pilarczyk (1995)
	여기서 Dn50: 사석의 평균입경(m), : 사석의 수중안식 계수(0.5~1.5) : 안정계수(사석:0.035) : 사석의 상대 밀도(2.65)  KT: 난류계수, Kh: 속도분포계수  Ks: 경사계수 = cosθx(1-(tanθ/tan∅)2)0.5  Ud: 평균유속(m/s), : 중력가속도(m/s2)
Escrameia와 May (1992)
	여기서 Dn50: 상당입경(equivalent cube)으로 Dn50=0.909 Ub: 0.1d에서 측정한 평균유속(m/s), : 비중 C : 0.1d에서의 난류강도(turbulence intensity, TI:urms/ )

 

< 사석입경 산정공식 >

(표 1.1-6)(계속)

 

Maynord식(1993)
	여기서 : 안정계수, : 안정계수, : 유속 분포 계수 s : 사석의 상대 밀도(2.65), : 평균유속(m/s) : 중력가속도(9.8m/s2), : 경사보정계수 : 수심(m)

 

 

6) 콘크리트블록의 경우 아래의 식을 이용하여 작용하는 힘에 대한 활동검토를 할 수 있다.

 

여기서 : 바닥보호공 재료의 수중중량 : 재료가 받는 양력 : 재료가 받는 항력 : 마찰계수(=0.65) : 안전율(일반적으로 1.3)

 

 

 

(그림 1.1-8) < 블록의 힘의 균형에 대한 개념도 >

7) 유속 및 낙차에 의한 토사흡출을 방지하기 위하여 부직포를 설치한 후 바닥보호공을 설치한다.

8) 돌망태계열로 설치 시 망태의 거동(말림현상)을 억제하기 위해 별도의 가로･세로보강을 할 수 있다.

9) 블록은 개체로서 흐름에 저항할 경우 약할 수 있으므로, 블록 간 연결되는 구조로 하여 전체 블록으로 흐름에 저항할 수 있도록 하는 것이 좋다.

10) 바닥보호공 저면의 하상입자의 흡출에 의한 파손을 방지하기 위해 필터층 설치 등 필요한 조치를 취하여야 한다. 특히 물받이 접합부 등 흐름의 변화가 크거나 고유속이 발생하는 부분에서는 토사 흡출의 우려가 크므로 블록 아래에 기초바닥을 만들거나 물받이 접합부 등에 격벽을 설치하는 등 충분히 보강하여야 한다.

11) 바닥보호공 하부는 필터층(전석층, 자갈층 등)으로 설치한다. 필터층 대신 필터매트로 설치할 수 있으나, 찢어짐에 의한 기능상실, 블록과 지반 사이의 마찰계수 저하로 활동 등 피해가 발생할 수 있으므로 채택 시 주의하여야 한다.

12) 바닥보호공 선단부에는 소상어류의 휴게와 대피를 위하여 웅덩이를 설치한다.

 

1.1.5 가동보 설계

가. 가동보

가동보는 문짝(gate)에 의해서 수위조절이 가능한 보로 크게 배사구와 배수구로 이루어진다.

1) 가동보 형식 분류

가동보는 전동방식에 따라 유압식, 공압식, 기계식 가동보가 있으며 그 외에 수압식, 무동력 가동보 등이 있다.

2) 가동보의 높이

가동보를 세웠을 때 높이는 치수상 안전성 확보를 위하여 보 지점의 계획하상고와 계획홍수위의 중간값보다 낮아야 한다.

3) 경간길이 및 가동부

가동보의 경간길이는 보 본체의 중심선간의 거리이며, 아래 표의 값 이상으로 결정하는 것이 바람직하다.

< 계획홍수량과 경간길이 >

(표 1.1-7)

 

계획홍수량(㎥/s)	경간길이(m)	배사 및 통선구간 경간길이(m)
500 미만	15	12.5
500 이상 ∼ 2,000 미만	20	12.5
2,000 이상 ∼ 4,000 미만	30	15
4,000 이상	40	20

 

가) 보의 가동부 전체길이가 30m 미만인 보에서 계획홍수량이 500㎥/s 미만일 경우에는 가동부의 경간길이를 12.5m 이상으로 할 수 있으며 단, 하폭이 12.5m 이하인 경우에는 그 하천의 홍수시 수면폭 이상으로 한다.

나) 높이가 2m 이하이고 가동보가 전도식인 경우에는 가)에 해당하는 경우를 제외하고 문짝의 종길이와 횡길이의 비를 1/10 이상 (15m 미만일 경우는 15m)으로 할 수 있다.

다) 배사구의 기능을 가진 가동부에 있어서 계획홍수량이 2,000㎥/s 이상인 경우는 위의 표에서 제시한 값의 1/2 이상(15m 미만일 경우는 15m)으로 할 수 있다. 그리고 계획홍수량이 2,000㎥/s 이하인 경우는 경간길이를 12.5m까지 할 수 있다. 단, 보의 전체길이를 평균한 경간길이는 위의 표의 값보다 작아서는 안 된다.

라) 경간길이가 40m 이상일 경우는 유심부 이외에 설치되는 관리교 교각의 경간길이는 25m 이상으로 할 수 있다. 단, 이경우에 가동보의 평균경간길이는 위의 표의 값보다 작아서는 안 된다.

4) 관리교

가) 가동보 운영을 위한 운영시설은 제내지에 설치하는 것을 우선적으로 고려하여 부득이 설치 시에는 제2편 제7장 하천통문을 참조한다.

나. 물받이, 감세지 및 바닥보호공

1) 가동보의 물받이와 상판과의 연결부는 수밀성을 확보하고 부등침하에 대응 가능한 구조로 설계한다.

2) 가동보의 물받이와 바닥보호공은 고정보와 같은 방법으로 설계하되 그 길이는 가동보의 개폐조건, 적용공식의 안전율 등을 고려하여 결정한다. 필요에 따라 가동보의 개폐조건을 고려하여 부정류 해석을 통한 물받이와 바닥보호공 길이 및 보호공의 규모를 설계할 수 있다.

다. 기타시설

1) 가동보를 설치할 경우에는 문짝이 기립하는 동안에도 하류측으로 하천유지에 필요한 유량을 보낼 수 있는 유지유량 공급시설을 설치하여야 한다.

2) 보에는 조작 및 유지관리를 위해 필요시 부속설비를 설치한다.

 

1.1.6 자연형 보 설계

가. 자연형 보

자연형 보는 보의 본체 및 물받이를 나무, 돌 등과 같은 자연재료를 사용하여 해당 하천의 특성에 따라 다양한 형상으로 계획하여, 수중생물 등과 같은 하천 생태계의 보전을 위한 서식처 및 이동경로를 조성하고, 하천 수변 식생과 하천경관의 보전 및 향상을 도모하여야 한다.

1) 설계 일반사항

가) 해당 하천에 관하여 다음과 같은 사항을 조사하고 하천생태계의 특성을 분석한다.

- 하천의 수리·수문·수질·형태를 조사하여 보의 계획시 하상변동을 분석한다.

- 생태계의 조사를 통하여 하천 생태계의 구조 및 기능을 분석하고 하천 경관 특성을 분석한다.

나) 해당 하천에 대해 하천 수량, 수질, 생태계, 경관 등 하천 환경을 평가한다.

다) 해당하천에 관한 조사·분석·평가의 결과를 자연형 보의 설계내용에 반영한다.

라) 보는 상·하류에 퇴적과 침식의 원인이 되므로 해당하천 구간의 특성(하천규모, 하상경사, 유량 등)에 맞는 평면으로 계획하여야 한다.

마) 하천에서 어류, 미생물의 이동이 단절되지 않고, 수생생물이 잘 서식할 수 있는 환경을 조성할 수 있도록 계획하여야 한다.

바) 하천생태계의 기반이 되는 것은 물과 하상재료이며, 하천생태계는 수질, 흐름의 상태(유속, 수심)와 하상재료의 종류에 의하여 많은 영향을 받는다.

사) 이송되는 물, 얼음 또는 유사를 무리 없이 통과시켜야 하며, 갈수기에는 가능한 한 깊은 수심이, 홍수기에는 낮은 수심이 유지되어질 수 있어야 한다.

아) 유량이 통과될 때 최대 한계소류력 및 한계유속을 넘어서는 안 된다.

자) 경제적인 측면을 고려한 유지관리가 이루어질 수 있어야 한다.

2) 설계방향

가) 수리적 안정성은 수위 계산을 통하여 홍수위에 대한 영향을 파악한다. 이를 통해 자연형 보의 형태, 재료 등을 결정한다.

나) 자연형 보의 형상 설계에서 중요한 변수인 보의 높이는 하상과 고수부지의 표고, 하천의 경사, 저수시의 웅덩이의 수심 등에 따라 결정한다.

다) 홍수시의 통수능을 계산하여 통수능에 문제가 있을 경우에는 보의 높이를 조정하거나 위치를 조정하여 필요한 통수능을 확보하도록 설계한다.

라) 자연형 보의 조성에 사용되는 재료는 일반적으로 다양한 크기의 돌을 사용할 수 있으며, 가장 큰소류력을 받는 하상보호공의 정상부에는 계획홍수량이 흐르는 조건에서 떠내려가지 않는 크기의 거석을 사용한다. 하상보호공의 하류부에는 일정 구간까지 하상에 돌을 깔아서 폭기작용 등을 유도하고, 홍수시 과도한 침식이 발생하지 않도록 한다

마) 자연재료를 이용한 자연형 보 설계시 유수가 보 하부로 유출되어 건천화 되지 않도록 유의한다.

바) 어도 겸용으로 자연형 보 계획시 갈수시에도 어도부에 최소 소요수심이 확보되어 어류가 소상될 수 있도록 계획하여야 한다. 전면형 어도는 지양하며, 갈수시에도 일정 소유 수심이 확보될 수 있도록 어도폭을 결정하여 적용하여야 한다.

사) 규모가 과대할 경우 경제성을 고려하여 1 / 20 획일적인 경사는 지양하고 자연형 보는 완경사(1/10이상)로 설치후 어도부만을 1/20 경사로 설치하는 계획을 고려하여야 한다.

1.1.7 부대시설

1) 보를 설치할 때는 필요에 따라 취수구, 배사구, 침사지, 어도, 갑문, 관리교, 수문조작 및 유지관리 시설 등을 설치한다.

2) 가동보는 필요에 따라 조작을 위한 관리교 등의 관리시설을 설치한다.

3) 가동보 및 배사구가 있는 고정보에서 수문조작에 의한 하류측 수위변동이 뚜렷한 구간에서는 경보시설을 설치할 필요가 있다.

4) 보 설치 시 가물막이는 하천 유로부의 1/2씩 설치하는 것을 원칙으로 하되 보 형식 및 현장 여건을 고려하여 계획한다. 가물막이는 ‘제7편 제1장 하천 가시설 설계’를 기준으로 한다.

5) 터파기시 유입수의 처리는 ‘제6편 제4장 하천기타시설’을 기준으로 한다.

6) 보의 기초 및 차수벽 설계는 ‘제7편 제4장 하천차수설계’를 기준으로 한다.

7) 어도 출구부에는 유목 유입 방지 및 조류․천적 방호시설 설치를 고려하여야 한다.

가. 취수구

1) 취수구는 계획용수량을 안정적으로 취수할 수 있고 취수량 조절이 가능하며, 토사나 부유물이 유입되지 않고 쉽게 제거할 수 있도록 유지관리가 용이한 구조로 설계한다.

2) 하천수위보다 위에 있지 않게 취수구 높이를 결정한다.

3) 원칙적으로 양안 취수는 피한다.

4) 취수유속은 0.6∼1.0m/s 정도를 표준으로 한다.

5) 지형이 허용될 경우는 취수정을 설치하여 취수한다.

6) 취수구의 턱 높이는 유사유입을 최소화 할 수 있도록 기왕최대 갈수위에서 0.4H(H : 수심)되는 지점에 취수구 턱으로 설치한다.

7) 취수구 폭(b)는 다음 식으로 구한다.

 

여기서 Q : 계획최대 취수량(㎥/s) H : 취수수심(m) V : 취수유속(m/s)

 

8) 취수구는 취수량을 제어하는 문짝을 설치하고 수문은 조작이 편리한 구조로 선정한다.

9) 취수구 문짝 조작대는 홍수시 영향을 고려하여 유수와 평행(제방과 평행)하게 설치한다.

나. 배사구 및 침사지

1) 배사구의 규모 및 설치위치는 평상시에 보 상류에서는 토사가 퇴적되지 않고, 보 하류로 토사를 원활하게 공급할 수 있도록 결정한다.

2) 배사구는 토사를 배제하고 취수를 용이하게 하기 위하여 취수구보다 일반적으로 0.5~1.0m 정도 낮게 하는 것이 바람직하며, 배사구 수로가 긴 경우는 경사를 두어 원활한 유사배제가 될 수 있도록 한다.

3) 배사구는 취수시 유수를 저류할 수 있도록 설치하되 유량의 규모를 고려하여 수문, 스톱로그(stop log) 등을 고려한다.

4) 배사구 수문의 관리교는 홍수에 견딜 수 있게 면밀히 검토하고 관리교로 인한 홍수소통의 지장이 없게 유수와 평행한 단경간 구조로 설계한다.

5) 하천의 흐름에 따라서 취수되는 물과 함께 토사가 유입되어 수로에 퇴적되고, 용수의 공급을 막으면, 농경지에 유입되어 지장을 주기도 하는데 이와 같은 유입토사를 침전시켜 배제하기 위해 침사지를 설치 할 수 있다.

6) 침사도랑의 바닥기울기는 지형에 따라 다르지만 지금까지의 사례에 비추어 1/20 ~ 1/70으로 하고 관개용 침사지에서는 1/50 내외를 표준으로 한다.

7) 침사지에 침전된 토사를 자연배사 할 때는 침사도랑의 바닥기울기, 침사도랑 말단에서 배사관까지의 이동부, 배사관 입구와의 높이차 및 배사관 연결각은 물론 배사유량과 배사관의 단면형과의 관계가 적정하여야 한다.

8) 침사지에서 침사도랑의 최소길이는 다음 식으로 결정한다.

 

여기서 L : 침사도랑 길이(m) k : 안전계수(1.5~2.0) H : 침사도랑의 평균수심(m) u : 침사도랑의 평균유속(m/s) : 최소침전입경의 한계침강속도(m/s)

 

9) 침사지의 폭은 수심 H, 유속 V, 취수량 Q에 의하여 B=Q/(HㆍV)(m)로 결정한다.

다. 측면 보호공

측면보호공 설계는 ‘제2편 제4장 하천하상유지시설’을 기준으로 한다.

라. 차수시설

1) 보를 투수성 지반에 설치 할 때는 파이핑(piping) 현상이 일어나지 않도록 충분한 투수로 길이를 확보해야 하고 투수량이 많을 때는 이를 방지할 수 있도록 차수벽을 설치하여야 한다.

2) 투수로의 길이는 일반적으로 다음의 블라이공식을 사용하여 결정한다.

 

여기서 　： 투수로의 길이(m) 　C　： Bligh 계수 　：　상하류의 수위차(m)

 

3) 차수벽은 원칙적으로 콘크리트, 강철 널말뚝, 케이슨 등을 사용하여 설치하고 상하류의 수위차에 의해 생기는 침투수의 동수경사를 감소시켜 토사의 유동과 흡출을 방지하는 구조로 설계해야 한다.

4) 차수벽은 상판, 물받이 하부, 제방에 보가 연결되는 부분 및 상하류 접속옹벽의 저판하부에 설치한다.

5) 기타 보에 계획되는 차수공은 제7편 제4장 하천차수설계을 참조한다.

마. 관리교

1) 가동보 운영을 위한 운영시설은 제내지에 설치하는 것을 우선적으로 고려하고 부득이 설치 시에는 제2편 제7장 하천통문을 참조한다.

1.2 수량 산출 요령

1.2.1 수량 산출 내역

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.0	보
1.1	토공사
1.1.1	터 파 기
1)	터파기(육상 0~3m)	인력	㎥
2)	터파기(수중 0~3m)	인력	㎥
3)	터파기(용수 0~3m)	인력	㎥
4)	터파기(육상 0~2m)	기계	㎥
5)	터파기(수중 0~2m)	기계	㎥
6)	터파기(용수 0~2m)	기계	㎥
1.1.2	되메우기
1)	되메우기	인력	㎥
2)	되메우기	기계	㎥
1.1.3	비탈면보호공
1)	줄 떼		㎡
2)	평 떼		㎡
1.1.4	씨앗뿜어뿌리기(Seed Spray)	성토면	㎡
1.1.5	거적덮기		㎡
1.1.6	잔토처리		㎥
1.2	구조물공사
1.2.1	콘크리트 타설
1)	콘크리트 타설	철근	㎥
2)	콘크리트 타설	무근	㎥
3)	콘크리트 타설	소형	㎥
1.2.2	콘크리트 펌프카
1)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근 50㎥/일 미만	㎥
2)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근 50∼100㎥/일	㎥
3)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근 100㎥/일 이상	㎥
1.2.3	거 푸 집
1)	합판거푸집
①	합판거푸집(1회)	0∼7m	㎡
②	합판거푸집(매끈한마감)	0∼7m	㎡
③	합판거푸집(보통마감)	0∼7m	㎡
④	합판거푸집(거친마감)	0∼7m	㎡
⑤	합판거푸집(폼타이,1회)	0∼7m	㎡
⑥	합판거푸집(폼타이,3회)	0∼7m	㎡
⑦	합판거푸집(폼타이,4회)	0∼7m	㎡
⑧	합판거푸집(폼타이,6회)	0∼7m	㎡
⑨	무늬거푸집	0∼7m	㎡

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
2)	유로폼	0∼7m	㎡
1.2.4	철 근
1)	철근가공 및 조립	(간단)	ton
2)	철근가공 및 조립	(보통)	ton
3)	철근가공 및 조립	(복잡)	ton
4)	철근가공 및 조립	(매우 복잡)	ton
5)	철근 조립	(간단)	ton
6)	철근 조립	(보통)	ton
7)	철근 조립	(복잡)	ton
8)	철근 조립	(매우 복잡)	ton
1.2.5	강관비계(3개월)		㎡
1.2.6	강관동바리(3개월)		공/㎥
1.2.7	잡철물제작설치 (난간)	(간단)	ton
1.2.8	스페이서 설치
1)	스페이서 설치	(바닥)	m
2)	스페이서 설치	(벽체)	m
1.2.9	모르타르
1)	모르타르(1:2)		㎥
2)	모르타르(1:3)		㎥
3)	모르타르(1:4)		㎥
1.2.10	잡석부설		㎥
1.2.11	시공이음
1)	시공이음면 정리	콘크리트 치핑, 인력	㎡
2)	수팽창지수재 설치		m
1.2.12	신축이음
1)	다웰바	D25	개
2)	스티로폼	T = 20 ㎜	㎡
3)	충진제	씰링(20㎜ x 25㎜)	m
1.2.13	P.V.C PIPE		m
1.2.14	가동보 제작 및 설치
1)	슬라이드형 가동보		식
2)	회전식 가동보		식
3)	전도식 가동보		식
4)	하단배출식 가동보		식
5)	고무보		식
1.2.15	취입수문 제작 및 설치		식
1)	문비		식
2)	문틀		식
3)	개폐장치		식
1.2.16	취수관 부설
1)	흄관접합 및 부설(칼라식)	∅600, 800, 1000, 1200㎜	m
2)	흄관접합 및 부설(소켓식)	∅600, 800, 1000, 1200㎜	m
1.2.17	배사구 제작 및 설치		식
1.3	연결호안 및 바닥보호공사
1.3.1	비탈덮기
1)	타원형 돌망태		㎡

 

 

번 호	공 종	규 격	단 위	수 량	비 고
2)	사각형, 매트리스형 돌망태		㎡
3)	상자형 돌망태		㎥
4)	돌붙임, 돌쌓기		㎡
5)	환경생태 블록		㎡
1.3.2	호안머리
1.3.3	비탈멈춤(기초)
1)	돌붙임	메붙임(깬돌 뒷길이 25~45㎝)	㎥
2)	돌쌓기(석축)	찰붙임(깬돌 뒷길이 25~45㎝)	㎥
3)	콘크리트 블록		㎡
1.3.4	밑다짐
1)	콘크리트 블록		㎡
2)	사석공		㎥
3)	(매트리스형) 돌망태		㎡
4)	주머니형 돌망태		㎡,㎥
1.3.5	배면(필터) 매트		㎡
1.3.6	자연석(전석및발파석) 쌓기		㎡
1.3.7	식물재 호안 설치		㎡
1.3.8	호박돌 붙임		㎡
1.3.9	욋가지 호안 설치		㎡
1.3.10	식생매트 설치		㎡
1.3.11	식생포대 설치		㎡
1.3.12	방틀 설치		m
1.4	부대공사
1.4.1	가물막이		㎥
1)	흙운반 및 다짐		㎥
2)	흙쌓기 및 헐기		㎥
3)	마대쌓기		㎡
1.4.2	물푸기		hr
1.4.3	기존구조물 철거
1)	철근콘크리트 구조물 깨기	T=30㎝ 미만	㎥
2)	철근콘크리트 구조물 깨기	T=30㎝ 이상	㎥
3)	무근콘크리트 구조물 깨기	T=30㎝ 미만	㎥
4)	무근콘크리트 구조물 깨기	T=30㎝ 이상	㎥
5)	석축 헐기		㎡
6)	기존호안블록 헐기		㎡
7)	돌망태 헐기		㎡
1.4.4	운반공
1)	중기 운반		식
2)	철근 운반		ton
3)	시멘트 운반		40kg/대
4)	콘크리트 중량 구조물 운반		ton
5)	골재 운반		㎥
1.4.5	가설사무실 설치		식
1.4.6	세륜시설 설치		개소
1.4.7	오탁방지막 설치		식
1.4.8	축중기 설치		조
1.4.9	시공측량비		개소

 

1.2.2 일반사항

1) 수량산출은 공정 순으로 하고 각 공종마다 집계표를 작성한다.

가) 토공사

나) 구조물공사

다) 연결호안 및 바닥보호공사

라) 부대공사

2) 수량산출은 산출근거에는 소수점 2자리로 계산하여 계(計)에는 소수점 한자리까지 산출하고 이하 절사한다.

※ 단, 강재, 철근 등은 소수점 3자리까지 산출한다.

3) 유용토 및 공제토

가) 유용토

구조물공 및 기타 등의 잔토 유용

※ 단, 기타 공정상 토공 완료 후 시공하므로 현장 유용이 불가능한 소구조물은 잔토처리

나) 공 제 토

(1) 보 : 보본체, 물받이, 차수벽 등 공제

(2) 바닥보호공 : 본체

(3) 연결호안공 : 옹벽, 연결호안 등 공제

(4) 기 타 등

4) 콘크리트 수량은 무근, 철근 콘크리트로 구분 산출 집계한다.

5) 각 공종별 수량은 반드시 해당 공종의 단가 구성을 확인하여 중복 계상하지 아니한다.

 

1.2.3 토공사

토공사에 관한 수량산출내역은‘제2편 제1장 하천제방’에 준한다.

 

1.2.4 구조물공사

가. 가동보 제작 및 설치(식)

1) 가동보는 가동보의 사용목적, 지형, 지질, 재료구득, 운반, 시공성, 경제성 등을 종합 고려하여 형식을 결정한다.

2) 가동보 형식의 종류는 회전식, 전도식, 고무보, 슬라이드형 가동보, 하단배출식 가동보 등이 있으며 개별 보 특성에 따라 설치 및 자재는 현장 여건이 고려된 견적을 원칙으로 한다.

나. 취입수문 제작 및 설치(식)

1) 취입수문은 계획취수용량이 통과할 수 있는 적절한 크기의 취수관 및 취입수문을 선정한다.

2) 취입수문은 취수관의 크기에 따라 문틀과 문짝, 권양기로 구성되어지며, 권양기가 포함된 일체식 수문 등이 개별 취입수문의 특성과 일치되도록 계획되어야 하며 설치 및 자재는 견적을 원칙으로 한다.

다. 배사구 제작 및 설치(식)

1) 배사구는 보 구조물에 있어 쌓여진 토사를 배출시키는 시설로 토사의 배출, 시설물의 유지관리 등을 고려하여 적정규모로 계획되어야 하며, 개별 보 구조물의 특성과 일치되도록 계획되어야 한다. 판재 또는 철재를 사용하여 제작 및 설치를 원칙으로 하며, 제품 이용시 ea로 수량산출 할 수 있다.

 

1.2.5 연결호안 및 바닥보호공사

1) 연결호안 공사에 관한 수량산출내역은‘제2편 제2장 하천호안’에 준한다.

2) 바닥보호공사에 관한 수량산출내역은‘제2편 제4장 하천 하상유지시설’에 준한다.

 

1.2.6 부대공사

1) 부대공사에 관한 수량산출내역은‘제6편 제4장 하천기타시설’에 준한다.

1.3 단가 산출 요령

1) 제방 계획에 관한 단가산출은‘제2편 제1장 하천제방’에 준한다.

2) 호안 계획에 관한 단가산출은‘제2편 제2장 하천호안’에 준한다.

3) 하상유지시설에 관한 단가산출은‘제2편 제4장 하천 하상유지시설’에 준한다.

4) 구조물에 관한 단가산출은 ‘제7편 제3장 하천구조설계’에 준한다.

5) 기타 및 부대시설에 관한 단가산출은 ‘제6편 제4장 하천기타시설’에 준한다.

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
			□ 본 단가 산출은 참고사항으로 현장 여건에 따라 가·감 가능함 본 단가 산출에서 명기된 거리는 예시로 현장 여건에 따라 변경가능함 단가 기준은 사업 적용시점 기준의 최신 ‘건설공사 표준시장단가’ 및 ‘건설공사 표준품셈’에 따라 변경 적용하여야 함
1.3.1	가동보 제작 및 설치	식	▪견적을 기준(세부내역 수록) ▪가동보의 자재, 가동보의 설치, 가동보의 운반으로 구성되어야 하며, 현장설치의 경우 가동보의 운반은 제외
1.3.2	조립식 어도블럭 설치	ea	어도블럭(3ton 급)/개 1) 재료-어도블럭 : 별도계상(구입 및 운반) 2) 설치(중량구조물 3,000~3,500kg 적용) ① 인력 - 특별인부(인) : 0.15, 보통인부(인) : 0.53 ② 기계-트럭 크레인 10ton -크레인 운전(시간) Q=1.67hr	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-7 조립식 구조물 설치공
1.3.3	취입수문 제작 및 설치	식	▪견적을 기준(세부내역 수록) ▪취입수문의 자재, 취입수문의 설치, 취입수문의 운반으로 구성되어야 하며, 현장설치의 경우 취입수문의 운반은 제외, 설치비용 없을 경우 재료비의 5%를 계상
1.3.4	배사구 제작 및 설치	개소	1) 재료-강판 : 2) 제작설치(잡철물 제작 및 설치 적용 품셈 8-3(건축)) ① 노무비 철공 : 3.28인, 용접공 : 0.90인, 특별인부 : 1.19인, 보통인부 : 0.60인 ② 공구손료 및 경장비의 기계경비 인건비의 5% ③ 잡재료비 인건비의 3%	※잡철물제작설치 (현장제작 설치-일반철재) ※하천시설물예시도 참조

 

 

 

제2장 하천어도

2.1 설계 요령

2.1.1 일반사항

가. 정의

하천을 가로막는 수리시설물에 의하여 이동이 차단 또는 억제된 경우에 물고기를 포함한 동물의 회유를 목적으로 만들어진 수로 또는 장치를 총칭한다.

나. 적용범위

본 설계요령은 하천에 설치되는 보, 수문, 하상유지시설 등오로 인하여 어류의 이동이 곤란한 또는 불가능하게 될 경우 이를 해소할 수 있도록 하는 하천어도에 적용한다.

다. 적용기준

1) 하천설계기준(KDS 51 00 00)(2018, 국토교통부)

2) 하천공사 표준시방서(KCS 51 00 00)(2023, 환경부)

3) 농업생산기반시설 설계기준(KDS 67 15 05)(2018, 농림축산식품부)

4) 소하천 설계기준(2018, 행정안전부)

라. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 수문설비공학(2011, 수공환경방재기술연구회)

3) 하천생태계를 위한 자연하상복원 핸드북(2014, 한국건설기술연구원)

4) 농업생산기반 정비사업 조사ㆍ설계 실무요령(2000, 한국농어촌공사)

마. 설계일반사항

어도계획은 어류를 비롯한 수생동물의 이동에 미치는 영향을 최소화하는 것을 기본으로 계획하여야 한다.

1) 어도를 설치하려는 자는 어도에 관한 실시설계를 완료하기 전에 어도시설 설치협의서에 수산연구기관의 장과 미리 협의하여야 한다.

- 어도시설 설치계획서

- 어도의 설계도

- 환경영향평가서 사본

2) 지방하천 또는 소하천에 어도를 설치하려는 자가 어도설계 기준(해양수산부장관이 정하여 고시)에 맞게 어도를 설치하는 경우에는 협의를 생략할 수 있다.

- 어도설계기준상 “「내수면어업법시행규칙」제21조제1항의 규정에 의한 "어도설계기준"은 건설기술진흥법 제44조의 규정에 의하여 국토교통부장관이 정한 "하천설계기준"을 준용한다.”로 설명되고 있다.

3) 어도설치가 면제되는 댐

- 댐 높이가 20m 이상이거나 총 저수용량이 3천만㎥ 이상인 댐

4) 어도설치를 아니할 수 있는 경우(내수면어업법 시행규칙 제20조)

- 어류의 서식이 현저히 적고 그 사유의 개선이 어려운 경우

- 하천의 수질이 어류의 서식에 적합하지 않고 개선이 어려운 경우

- 평수기에 하천의 유량이 극히 적어 건천이 자주 발생하는 경우

5) 여울형태의 어도설치 시 고려사항

- 하천설계기준(KDS 51 40 10)(2018, 국토교통부)에서 제시하는 어도의 기본제원(수심, 경간, 폭, 유속 등)을 적용하여야 한다.

- 부득이 친수ㆍ경관적인 측면에서 여울 또는 돌붙임 등의 비표준형식의 어도를 계획 하더라도 전면형태가 아닌 일정구간은 반드시 표준형식의 어도를 병행하여 설치하는 것이 바람직하다.

- 큰 물고기가 수심이 낮아 소상 또는 회유가 곤란하지 않게 설치한다.

- 어도내의 유속을 검토하여 유영력이 약한 어종도 무리없이 소상할 수 있도록 계획한다.

- 갈수기 또는 유량이 적을 때 여울 틈 등에서 수온상승 및 용존산소 고갈로 물고기가 폐사가 되지 않도록 설치한다.

6) 하천사업 시행에 따른 어도의 설치 또는 철거 등의 사유 발생 시에는 그 결과를 통보(국가어도정보시스템)하여 종합적인 관리가 이루어질 수 있도록 하여야 한다.

 

 

2.1.2. 사전조사

가. 조사 및 계획 일반

1) 어도 계획시 고려사항은 우선 수리시설물 자체의 필요성 검토가 선행되어야 한다.

2) 어도는 어류의 진입, 회유가 용이하여야 하며, 구조의 견고하고 유지관리가 쉬운 조건이어야 한다.

3) 하천에 서식하는 대상 동물을 선정하고, 회유 시기를 고려하여 설계하여야 한다.

2.1.3 어도 계획

어도 설계를 위한 일반적인 절차는 다음과 같다.

 

*관계기관 : 국립수산과학원 중앙내수면 연구소 *관련법 : 내수면어업법 시행규칙 제21조(어도의 설치를 위한 협의 등) [시행 2021.4.22.] [해양수산부령 제481호, 2021.4.22., 일부개정]

 

(그림 1.1-9) < 어도 설계 흐름도 >

 

1) 어도 기초 설계

가) 어도의 위치는 유수소통장애 및 퇴적을 고려하여 하천의 유심과 연결되는 위치에 설치하며 하천상류의 계곡부에서 홍수시 큰 돌이 유하할 우려가 있는 경우에는 유심을 피하여 설치한다. 어도의 입구와 출구의 결정은 아래사항을 검토하여 결정하도록 한다.

(1) 어도의 입구

- 물고기의 주 이동로를 고려하여 어도 입구를 유심에 연결한다.

- 수리시설물이 하천의 직각 방향이 아니라면 수리시설물의 상류부 가장자리 쪽에 설치한다.

- 수리시설물의 방류구(배수구)를 유인수로로 활용 여부를 검토한다.

- 수리시설물 하부와 어도 입구의 연결을 우선 고려하고 방류유속이 빠른 경우에는 떨어뜨린다.

- 어류 이동경로를 사전 조사하여 입구위치를 결정한다.

- 어도 선단부에는 소상어류의 휴식 및 대피를 위하여 웅덩이를 설치할 수 있다.

(2) 어도의 출구

- 상류 퇴적지역은 피하도록 한다.

- 취수구 및 배사문 인근은 피하도록 한다.

- 어도 출구의 유입유속을 감쇄하기 위한 구조로 설치한다.

나) 어도 내의 유속은 0.5∼1.0m/s 정도의 유속분포를 갖도록 조성하며, 정온역이 형성되도록 한다. 어도의 유속측정 위치로 풀형식 어도는 물이 월류되는 격벽 상단 중앙의 중간수심에서 측정하고, 수로형식 어도는 유로가 좁아지는 격벽 사이에서 측정한다.

다) 어도 유량의 결정은 하천의 유량, 취수조건, 대상 물고기의 종류 등을 고려하여 결정하고, 갈수기 취수잔량이 어도로 유출되는 유량으로 산정한다.

라) 어도의 입구와 출구는 하천수위의 시간적 변동성을 고려하여 다음과 같이 설치한다.

(1) 어도 입구 : 물이 흘러나가는 지점

현재 하천수위와 장래 하상변화를 고려하여 하상의 지면 아래 세굴심 이하로 충분히 근입 하여 격벽을 설치함.

(2) 어도 출구 : 수리시설물에서 어도로 물이 유입되는 지점

어도 내 수심과 유속이 수위변동에 의하여 결정되므로 출구부는 어도의 형식에 따라 구조를 설정함.

2) 어도형식의 선정

어도의 형식 선정은 어종의 다양성, 대상어종의 유영력, 수리시설물의 길이, 어도의 유량, 수리시설물의 상하류 낙차, 상류 수위 변동폭, 공사비, 유지관리비, 휴식 풀의 필요성 등을 고려하여 선정한다.

가) 어도의 형식은 크게 풀형식, 수로형식, 조작형식, 기타로 구분한다.

나) 어도의 형식선정은 이용 어종의 다양성을 고려한 상황별 어도 선정기준표에 의해 어도형식을 선정한다.

다) 고려사항별 세부기준에 따라 각각의 어도형식별 배점을 합산하여 가장 높은 점수의 어도 형식을 선정한다.

 

< 어도의 종류 및 주요특징 >

(표 2.1-1)

 

어도 형식의 구분		주요 특징
풀형식 (Pool Type)	- 계단식(계단형, 노치형, 노치+잠공형, 잠공형) - 버티컬슬롯식(Vertical Slot) - 아이스하버식(Ice Harbor)	풀이 계단식으로 연속되어 있음
수로형식 (Channel Type)	- 도벽식 - 인공하도식 - 데닐식(Denil)	낙차가 없이 연속된 유로형상
조작형식 (Operation Type)	- 갑문식(Lock Gate) : (갑문형, 볼랜드형) - 리프트(Lift)/엘리베이터식 - 트럭식(Truck)	시설이 인위적인 조작으로 작동
기타형식	- 암거식(Culvert) - 혼합식(병용식) - 복합식(Hybrid)

 

 

< 상황별 어도 선정 기준표 >

(표 2.1-2)

 

어도 형식 고려 사항		도벽식	계단식	아이스 하버식	버티컬 슬롯식
이용어종의 다양성		1	2	3	3
대상어종의 유영력	강한 어종	4	3	3	2
	약한 어종	1	3	4	1
수리시설물의 길이	10m 이하	4	3	1	1
	10 ~ 100m	2	3	3	2
	100m 이상	1	3	4	3
어도의 유량	부족할 때	3	2	2	3
	충분할 때	2	3	4	4
수리시설물의 상하류 낙차 (수위차)	1m 이하	4	3	2	2
	1 ~ 5m	1	3	4	3
	5 ~ 20m	1	2	3	2
상류 수위변동폭	클 때	3	1	2	4
	적을 때	2	3	4	2
어도의 공사비		4	3	3	2
어도의 유지관리비		4	3	3	2
휴식 Pool의 필요성		2	3	4	2

 

2.1.4 어도 설계

1) 어도 세부 설계

가) 어도의 폭은 하천에서 용수를 제외한 갈수량을 어도로만 유하시킬 때 월류수심을 10㎝(버티컬슬롯식 및 도벽식 어도는 20㎝)가 되도록 설정한다. 어도의 폭은 하천과 유로의 규모 및 유량을 고려하여 선정하고 어도의 형식별로 어도 내부의 수심과 유하 수량에 따라 조성하는 것을 기본으로 하며, 제시된 기본형의 어도 폭을 크게 하는 것보다는 기본형의 어도를 2~3개 설치하는 것이 바람직하며 물고기가 유영할 때 꼬리치는 폭이 체장의 1/2 정도이므로 어도의 최소 폭은 최대 소상어 체장의 1/2 이상이면 가능하다.

나) 어도의 길이는 수리시설물의 높이와 어도 경사도에 의해서 결정하며, 신축 및 시공이음을 설치하여 구조물의 균열을 방지한다.

다) 어도의 높이는 어도의 출구 수위와 입구의 수위차로, 설치하는 수리구조물 상류의 수위와 하류 하상에서의 수위에 따라 결정한다.

라) 어도의 경사도는 아래 항목에 따라 결정한다.

- 경사도는 1/20 보다 완만한 경사를 기본으로 하고, 버티컬슬롯식은 1/25 보다 완만하게 한다.

- 기울기는 어도의 입구와 출구의 높이 차이(h)와 어도의 길이( )의 비(h/ )로 계산한다.

- 어도의 경사도는 평균경사도가 아니며 가장 급한 곳의 경사가 1/20 보다 완만하도록 설계한다.

- 계단식과 아이스하버식 어도에서 격벽간의 낙차는 10㎝를 넘지 않도록 한다. 이것은 어도 입구부에서의 최종 격벽과 수리구조물 하류의 하상수위와의 낙차에도 적용된다.

마) 어도 내부수심은 수로형식 어도에서는 격벽사이의 최소 수심이 0.2m 이상으로 설계하고, 풀형식 어도의 격벽 간격과 깊이는 물고기의 도약에 충분하도록 간격 2.0m, 깊이 0.7m 이상으로 설계한다. 단 하천이 협소한 구간에 대해서는 현장 여건에 따라 조정할 수 있다.

바) 어도의 입구 위치는 어류 유인에 유리한 셋백식(setback, 어도의 입구를 보의 위치까지 끌어들인 어도)을 우선적으로 적용하되, 지형 및 수리 특성에 따른 유인 효율을 고려하여 위치를 결정한다.

사) 어도 출구부의 첫 번째 격벽은 어도 내부의 격벽과 동일한 구조로 하며, 언체 상류면에 접하도록 설계한다. 어도 출구부에는 각낙을 설치하지 못하도록 설계한다.

아) 어도의 연장이 바닥보호공 전방으로 과다하게 돌출된 경우에는 어류의 유도를 위하여 바닥보호공 턱 밑에 어도 본체에 연결되는 보조어도를 설치한다. 또한 보조어도와 어도본체 사이에는 풀로서 연결한다.

자) 어도의 외벽은 소상어류의 최대 도약 높이 이상으로 해야 한다.

차) 자연형 보 또는 경사형 낙차공을 1/20으로 설치하여 어도로 활용하는 경우 갈수시 월류수심(10㎝, 버티컬슬롯식 및 도벽식 어도는 20㎝)이 확보될 수 있도록 하여야하며, 갈수시에도 흐름이 유도될 수 있도록 하고, 항상 건천화 되지 않도록 하여야 한다. 또한 어도의 이용효율(어류의 소상률)를 고려하여 하천특성에 맞는 어도형식을 결정하여야 한다.

 

 

2.1.5 어도의 이용효율 평가

1) 어도의 이용효율 평가는 어류의 회유뿐만 아니라 하천환경변화를 고려하여야 한다.

2) 관측 시기는 어류가 주로 회유하는 3~10월을 기준으로 하되, 산란기에는 추가 조사한다.

3) 어류채집을 위한 어망은 치어까지 모두 채집이 가능하도록 그물코가 5 mm보다 작은 것을 사용하고, 어도 출구 전체에 설치하여 24시간 동안 포집하여야 한다.

4) 어도의 이용효율 평가를 위한 어류 모니터링 방법은 주변 환경 및 조건 등을 고려하여 투망, 족대, 정치망, 자망, 통발 및 꼬리표 등 중 선택적으로 선정한다.

5) 어류에 부착된 꼬리표를 통한 어도의 이용효율 평가 시 유인효율과 이동효율을 분리하여 평가하고, 각각의 효율을 극대화 할 수 있는 관리 방안을 마련한다.

6) 장기하상변동에 따른 어도 주변의 수리특성 변화를 분석하여 어도의 이용효율이 저하되지 않도록 관리한다.

2.2 수량 산출 요령

2.2.1 수량 산출 내역

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.0	어도
1.1	토공사
1.1.1	터 파 기
1)	터파기(육상 0~3m)	인력	㎥
2)	터파기(수중 0~3m)	인력	㎥
3)	터파기(용수 0~3m)	인력	㎥
4)	터파기(육상 0~2m)	기계	㎥
5)	터파기(수중 0~2m)	기계	㎥
6)	터파기(용수 0~2m)	기계	㎥
1.1.2	되메우기
1)	되메우기	인력	㎥
2)	되메우기	기계	㎥
1.2	구조물공사
1.2.1	콘크리트 타설
1)	콘크리트 타설	철근	㎥
2)	콘크리트 타설	무근	㎥
3)	콘크리트 타설	소형	㎥
1.2.2	콘크리트 펌프카
1)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근 50㎥/일 미만	㎥
2)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근 50∼100㎥/일	㎥
3)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근 100㎥/일 이상	㎥
1.2.3	거 푸 집
1)	합판거푸집
①	합판거푸집(1회)	0∼7m	㎡
②	합판거푸집(매끈한마감)	0∼7m	㎡
③	합판거푸집(보통마감)	0∼7m	㎡
④	합판거푸집(거친마감)	0∼7m	㎡
⑤	합판거푸집(폼타이,1회)	0∼7m	㎡
⑥	합판거푸집(폼타이,3회)	0∼7m	㎡
⑦	합판거푸집(폼타이,4회)	0∼7m	㎡
⑧	합판거푸집(폼타이,6회)	0∼7m	㎡
⑨	무늬거푸집	0∼7m	㎡
2)	유로폼	0∼7m	㎡
1.2.4	철 근
1)	철근가공 및 조립	(간단)	ton
2)	철근가공 및 조립	(보통)	ton
3)	철근가공 및 조립	(복잡)	ton
4)	철근가공 및 조립	(매우 복잡)	ton

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
5)	철근 조립	(간단)	ton
6)	철근 조립	(보통)	ton
7)	철근 조립	(복잡)	ton
8)	철근 조립	(매우 복잡)	ton
1.2.5	강관비계(3개월)		㎡
1.2.6	강관동바리(3개월)		공/㎥
1.2.7	잡철물제작설치 (난간)	(간단)	ton
1.2.8	스페이서 설치
1)	스페이서 설치	(바닥)	m
2)	스페이서 설치	(벽체)	m
1.2.9	모르타르
1)	모르타르(1:2)		㎥
2)	모르타르(1:3)		㎥
3)	모르타르(1:4)		㎥
1.2.10	잡석부설		㎥
1.2.11	시공이음
1)	시공이음면 정리	콘크리트 치핑, 인력	㎡
2)	수팽창지수재 설치		m
1.2.12	신축이음
1)	다웰바	D25	개
2)	스티로폼	T = 20 ㎜	㎡
3)	충진제	씰링(20㎜ x 25㎜)	m
1.2.13	P.V.C PIPE		m
1.3	어도 설치
1.3.1	조립식 어도블럭 설치		식
1.3.2	어도 현장 설치		식
1.4	부대공사
1.4.1	가물막이		㎥
1)	흙운반 및 다짐		㎥
2)	흙쌓기 및 헐기		㎥
3)	마대쌓기		㎡
1.4.2	물푸기		hr
1.4.3	운반공
1)	중기 운반		식
2)	철근 운반		ton
3)	시멘트 운반		40kg/대
4)	콘크리트 중량 구조물 운반		ton
5)	골재 운반		㎥
1.4.4	가설사무실 설치		식
1.4.5	세륜시설 설치		개소
1.4.6	오탁방지막 설치		식
1.4.7	축중기 설치		조
1.4.8	시공측량비		개소

 

2.2.2 일반사항

1) 수량산출은 공정 순으로 하고 각 공종마다 집계표를 작성한다.

가) 토공사

나) 구조물공사

다) 연결호안 및 바닥보호공사

라) 부대공사

2) 수량산출은 산출근거에는 소수점 2자리로 계산하여 계(計)에는 소수점 한자리까지 산출하고 이하 절사한다.

※ 단, 강재, 철근 등은 소수점 3자리까지 산출한다.

3) 유용토 및 공제토

가) 유용토

구조물공 및 기타 등의 잔토 유용

※ 단, 기타 공정상 토공 완료 후 시공하므로 현장 유용이 불가능한 소구조물은 잔토처리

나) 공 제 토

4) 콘크리트 수량은 무근, 철근 콘크리트로 구분 산출 집계한다.

5) 각 공종별 수량은 반드시 해당 공종의 단가 구성을 확인하여 중복 계상하지 아니한다.

2.2.3 토공사

토공사에 관한 수량산출내역은‘제2편 제1장 하천제방’에 준한다.

2.2.4 구조물공사

1) 조립식 어도블럭 설치(식)

가) 어도는 풀형식, 수로형식, 조작형식, 기타형식에 따라 구분되며, 어종의 다양성, 대상어종의 유영력, 수리시설물의 길이, 어도의 유량, 수리시설물의 상하류 낙차, 상류 수위 변동폭, 공사비, 유지관리비, 휴식 풀의 필요성 등을 종합 고려하여 형식을 결정한다.

나) 조립식 어도의 설치는 개별 보 구조물의 특성에 따르고, 조립식 어도 블록은 갯수로 수량을 산정하여 설치한다.

 

2.2.5 부대공사

1) 부대공사에 관한 수량산출내역은‘제7편 제1장 하천 가시설 설계 및 제6편 제4장 하천기타시설’에 준한다.

2.3 단가 산출 요령

1) 구조물에 관한 단가산출은 ‘제7편 제3장 하천구조설계’에 준한다.

2) 기타 및 부대시설에 관한 단가 산출은 ‘제7편 제1장 하천 가시설 설계 및 제6편 제4장 하천기타시설’에 준한다.

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
			□ 본 단가 산출은 참고사항으로 현장 여건에 따라 가·감 가능함 본 단가 산출에서 명기된 거리는 예시로 현장 여건에 따라 변경가능함 단가 기준은 사업 적용시점 기준의 최신 ‘건설공사 표준시장단가’ 및 ‘건설공사 표준품셈’에 따라 변경 적용하여야 함
2.3.1	조립식 어도블럭 설치	ea	어도블럭(3ton 급)/개 1) 재료-어도블럭 : 별도계상(구입 및 운반) 2) 설치(중량구조물 3,000~3,500kg 적용) ① 인력 - 특별인부(인) : 0.15, 보통인부(인) : 0.53 ② 기계-트럭 크레인 10ton -크레인 운전(시간) Q=1.67hr	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-7 조립식 구조물 설치공

 

 

 

제3장 하천취수시설

3.1 설계 요령

3.1.1 일반사항

가. 정의

하천취수시설은 발전용, 농업용수 및 생활용수 등의 취수를 위해 하천에 설치되는 취수용 보 및 양수장 등의 유입부에 설치되어 취수를 용이하게 할 목적으로 설치되는 시설물을 총칭한다.

나. 적용범위

본 설계요령은 생활용수, 공업용수, 농업용수 등 하천에서 취수하여 용수를 공급하는 취수시설에 적용한다.

다. 적용기준

1) 하천설계기준(KDS 51 00 00)(2018, 국토교통부)

2) 하천공사 표준시방서(KCS 51 00 00)(2023, 환경부)

3) 상수도 설계기준(KDS 57 45 00)(2017, 환경부)

4) 소하천 설계기준(2018, 행정안전부)

라. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 수문설비공학(2011, 수공환경방재기술연구회)

3) 농업생산기반 정비사업 조사ㆍ설계 실무요령(2000, 한국농어촌공사)

마. 설계 일반사항

1) 모든 취수시설은 기능과 유지관리가 용이하도록 설계한다.

2) 하천 지표수 및 복류수 취수지점은 다음의 각 항을 고려하여 선정한다.

- 지반이 견고한 지점

- 유속이 빠르지 않는 지점

- 수질오염의 염려가 없는 지점

- 장래의 하천개수에 지장이 없는 지점

3) 취수시설은 하상변동이 적은 지점으로 설치위치를 결정한다.

 

3.1.2 사전조사

취수시설의 기능과 유지관리가 용이할도록 설계하기 위한 관련조사를 하기 위하여 계획 수립하고, 시행하여야 한다.

 

3.1.3 취수시설 계획

가. 취수시설의 분류

1) 취수탑에 의한 방법

2) 취수암거에 의한 방법

3) 취수관로에 의한 방법

나. 계획 일반

취수하고자 하는 하천수의 양과 질을 적절히 공급하기 위하여 다음과 같은 기능을 가지고 있어야 한다.

1) 적정한 양의 용수를 취수하기 위해서는 수문을 설치하여 적당량의 물을 도수할 수 있도록 하여야 하며, 또한 유량 측정장치를 설치하여 유량의 측정이 가능하여야 한다.

2) 용수의 목적에 부합되는 수질의 물을 도수하기 위하여, 하천의 취수지점을 적절히 선정하여야 하며, 또한 취수시설내에 하천의 유사와 부유물의 유입을 방지하기 위한 시설을 설치하여야 한다.

 

3.1.4 취수탑 설계

가. 취수탑의 위치

취수탑은 홍수 시나 갈수 시에도 항상 일정한 용수를 취수하기 위한 목적으로 설치하는 취수시설이므로 계획홍수위 및 갈수위를 고려하여, 하천의 수심변동이 작은 유심부에 설치하며 지반이 견고한 지점에 설치한다.

1) 교량, 보 등과 같은 하천시설물이 설치되어 있는 장소는 홍수시 유수흐름이 복잡하게 거동하거나 와류에 의한 하상변동이 예상되므로 취수탑의 설치위치를 일정한 거리로 유지하거나, 인근에 설치할시는 면밀한 대책을 수립하여야 한다.

2) 저수지나 호소에 취수탑을 설치할 경우에는 수질을 고려하여 위치를 정한다. 또한 지반이 견고한 지점에 설치하여 유수 및 파랑에 의한 충격과 세굴에 대한 안정된 구조를 가지도록 하여야 한다.

나. 취수탑의 구조

1) 취수탑의 형태 및 구조는 다음 사항을 고려하여 설계하여야 한다.

가) 취수탑은 유수, 유목, 파랑 등에 의한 충격에 견딜수 있는 구조이어야 하므로 철근콘크리트로 시공하는 것이 가장 좋으며 경우에 따라서는 벽돌쌓기나 석재 쌓기에 의할 수도 있다.

나) 취수탑의 단면형상은 좁고 긴 타원형과 같이 유선형으로 함으로써 하천유수에 의한 와류 발생을 최소한으로 줄여 취수탑 저부의 세굴침식을 방지토록 할 뿐 아니라 동수압 및 빙압을 줄일 수 있는 형상으로 하여 취수탑의 구조적 안정에 도움이 되도록 하여야 한다.

다) 취수탑의 크기는 소요 취수량의 취수에 적합한 범위내에서 최소의 크기를 선택함으로써 홍수소통에 지장이 없도록 하여야 한다. 일반적으로 취수탑의 크기는 취수구의 크기와 개수, 개폐조작 방법에 따라 정하며, 취수펌프를 탑위에 설치하는 경우는 펌프의 크기, 대수 및 전기설비 등이 점유하는 면적과 유지관리 및 보수에 필요한 간격을 고려하여 취수탑의 소요 단면적을 결정하여야 한다.

라) 취수탑의 높이는 취수탑의 상부에 통상 위치하는 원동기와 조작관리실을 홍수로부터 방호할 수 있도록 충분히 높아야 하므로 취수지점에서의 계획홍수위와 제방 여유고를 고려하여 만들어야 하며 통상 원동기와 조작관리실의 밑면 높이를 계획제방고보다 높게 설정한다.

2) 취수탑 중에는 우물의 지하 용출수를 퍼 올리는 것과 마찬가지로 취수탑의 바닥면 또는 측면에서 하천의 복류수를 직접 취수하는 방식이 있다. 이 경우에는 하상 재료가 필터가 되기 때문에 주위의 하상 재료를 흡수함으로써 오랜 시간이 지나면 하상저하를 일으키고 나아가 부근의 하천시설물에 지장을 줄 수도 있다. 또한 직접 취수방식은 하상 재료를 필터로 해서 취수하는 방식이기 때문에 취수탑의 단면은 상당한 크기를 필요로 하게 되고 이것이 문제가 될 수도 있다. 그러므로 취수탑의 취수방식으로는 취수탑의 측면에 설치한 취수구에서 하천의 지표수를 취수하는 방식이 가장 바람직하다. 복류수를 취수하는 경우에도 취수탑의 선단 매설부 측면에서 집수암거를 연장하여 취수하는 방식을 취해, 취수에 따른 하상재료 흡수가 없는 구조로 하는 동시에 취수탑에 의한 하도 저해의 정도를 최소한으로 하도록 한다.

3) 취수탑은 어류가 잘못 유입되거나 흡수되는 것을 방지할 수 있는 구조로 한다. 방지책으로는 다음의 4가지 방법 및 그 조합이다.

가) 취수구로 진입을 물리적으로 배제하는 방법

나) 취수구로 진입을 억제 혹은 방해하는 방법

다) 취수구로 들어 온 어류를 기계적으로 포획하여 안전한 장소로 이동시키는 방법

라) 취수구로 접근한 어류를 유도 등으로 방향 전환시키는 방법

다. 취수탑의 취수구

1) 취수탑의 취수구 위치 및 구조는 다음 사항을 고려하여 결정하여야 한다.

가) 계획갈수위의 경우에도 지장없이 계획취수량을 취수할 수 있어야 하며 하천수위의 변화가 심한 경우에도 취수가 가능하여야 하므로 각각 상이한 높이에 여러개의 취수구를 설치할 수 있다. 그러나 취수구를 너무 많이 만들 경우 취수탑의 강도에 영향을 미칠 수가 있으므로 주의를 요한다.

나) 취수량의 조절을 위하여 제수문이나 제수변을 설치하여야 한다.

다) 수면의 결빙 우려가 있을 경우에는 취수에 지장을 주지 않도록 특별한 방법을 강구하여야 한다.

2) 날개수제 등과 같은 수제를 설치하여 최저 취수구 부근에서의 하상퇴적을 방지한다.

(그림 3.1-1) < 취수탑의 구조 >

 

라. 취수탑의 부대설비

1) 취수탑에는 제수문 혹은 제수변의 문비조작실, 전등시설, 취수탑 접근교량, 수위표 및 피뢰침을 설치하여야 한다.

2) 취수탑 접근교량의 하단고는 계획홍수위 및 여유고가 확보되어야 한다.

마. 취수탑의 연결호안

1) 고수부지 보호공의 구조는 일반적으로 연결블록 등으로 유수 작용에 따른 고수부지의 세굴을 방지하는 동시에 주변 경관과의 조화, 하천의 생태계 보전 등 하천환경을 고려한 구조로 하며, 흙을 덮는 복토를 기본으로 한다. 또한 호안의 구조는 유수의 변화에 따라 발생하는 하안 또는 제방의 세굴을 방지하는 동시에 주변 경관과의 조화, 하천의 생태계 보전 등 하천환경을 고려한다. 호안의 구조는 각 하천에서 하천의 특성을 바탕으로 한 창의적 고안이 요망된다.

2) 취수탑은 대부분의 경우 저수로 부분에 설치된다. 이런 이유에서 저수로가 하안 또는 제방에 접근해 있는 구간에 있어서는 취수탑을 하안 또는 제방에 접근하여 설치하도록 하고 있는데, 그 설치 위치의 여하에 따라서는 유목과 같은 유하물 등으로 홍수 유하에 지장을 줄 수도 있다.

3) 유수의 변화가 제방에 미치는 영향도 크다. 치수상의 측면에서 보면 취수탑을 하안 또는 제방에 접근해서 설치하는 것은 바람직하지 않다. 하안 또는 제방에 설치하는 호안은 밑다짐공을 설치하는 동시에 일반적인 호안의 강도보다 견고한 것으로 한다.

4) 취수탑의 설치에 따라 유수변화의 영향이 하안 또는 제방에 미치는 범위는 취수탑을 기준으로 해서 유심선과 직각방향으로 상류 및 하류에 각각 2 : 1 각도의 범위로 하안 또는 제방에 설치해야할 호안의 범위를 정하고 있다. 취수탑의 상류끝 및 하류끝에서 상류측 및 하류측으로 각각 취수탑과 제방과의 거리 1/2 이상으로 설치한다고 한 것은 이상과 같은 취지에 근거한 것이다

5) 취수탑은 하안 또는 제방에 미치는 영향이 크기 때문에 원칙적으로 수충부에 설치해서는 안되지만, 부득이하게 수충부에 설치할 때는 밑다짐공을 설치한다. 호안의 구조에 대해 충분히 배려하는 동시에 시공범위에 대해서도 기준치인 취수탑과 제방과의 거리 L/2 이상 시공하도록 한다.

6) 취수탑의 설치 위치가 하안 또는 제방에서 상당히 떨어져 있어 치수상 지장이 없다고 인정되는 경우 호안을 설치할 필요는 없다. 하천 폭이 상당히 넓은 구간이 사수역으로 간주하는 개소에 취수탑이 설치되는 경우에도 일반적으로 호안을 설치할 필요가 없다.

 

3.1.5 집수암거 설계

가. 집수암거의 설치 계획

1) 취수탑에 의한 취수방식으로는 취수탑 측면에 설치한 취수구에서 지표수를 취수하는 방식이 바람직하고, 집수암거에 의한 취수방식은 지표수 취수가 부적당하거나 아주 곤란한 경우에 한한다. 소량의 취수를 위해 대규모의 보 등의 시설의 설치가 요구되지만 사회적 경제적 타당성의 관점에서 지표수 취수가 부적당한 경우가 있다.

2) 또한 보를 설치할 때 유수단면적의 확보를 위한 하폭의 확장이 지형 조건에 의하여 곤란하거나, 유로가 불안정해서 지표수 취수가 물리적으로 곤란한 경우가 있다. 이런 경우에는 보 또는 취수탑을 이용한 지표수 취수방식과 복류수 취수방식을 비교·검토하여 지표수 취수가 부적당하거나 아주 곤란한 경우, 하천 관리상 지장이 없는 범위 내에서 복류수 취수방식을 선정한다.

나. 집수암거의 설치 위치

집수암거의 설치위치로 다음과 같은 장소는 피하도록 한다.

1) 수충부 및 지천과의 합류부

2) 하상변동이 많은 장소

3) 보, 교량 등과 같은 하천시설과 인접된 장소

다. 집수암거의 설치 기준

1) 집수암거의 설치깊이는 계획하상고 및 현하상고를 고려하여 하상저하나 세굴에 유의하여 충분한 깊이로 한다.

2) 집수암거는 수평 또는 1/500 이하의 완만한 경사로 매설되며 관내의 유속은 집수암거 유출단에서 1 m/s 이하가 되도록 계획하여야 한다.

3) 집수암거의 유공부는 제방으로부터 치수상 지장이 없는 거리를 확보하여 설치한다.

4) 집수암거의 집수공의 직경은 10 ∼ 20 mm로 하며, 집수공의 수는 관거 표면적 1 ㎡당 20 ∼ 30개 정도로 한다.

라. 집수암거의 구조

1) 집수암거는 단단한 재질로 만들어진 유공관으로 그 단면형은 원형 혹은 장방형으로 한다.

2) 집수암거의 직경은 600 mm 이상으로 하여야 한다.

3) 집수암거의 매설방향은 통상 복류수 흐름방향에 직각이 되도록 하여야 한다.

4) 집수암거의 매설 깊이는 복류수대에 대한 양수시험 결과에 따라 정하여야 하며 집수공으로의 복류수 유입속도가 3 cm/s 이하가 되도록 하여야 한다.

마. 집수암거의 부대시설

접합정과 맨홀은 다음 사항을 고려한다.

1) 집수암거의 종점, 분기점 혹은 합류점 등 필요한 장소에는 접합정을 설치하여야 한다.

2) 접합정의 내경은 1m이상이 되어야 하며 철근콘크리트로 시공하되 수밀구조로 하여야 한다.

3) 집수암거의 연장이 긴 경우나 지관을 많이 갖는 경우에는 그 시점이나 접합부 또는 중간의 적절한 위치에 맨홀을 설치한다.

 

3.1.6 취수관로 설계

가. 취수관로의 취수구

1) 취수구의 크기는 하천의 경우 유입속도가 15~20cm/s, 저수지나 호수의 경우 1~2m/s가 되도록 정한다.

2) 취수위가 최저갈수위보다 0.3m 정도 낮게 되도록 취수구의 바닥 높이를 정하고 장래의 하상변동을 고려하여 약 0.3m의 여유고를 가지도록 한다.

나. 취수관로

1) 취수관로가 제방을 횡단하는 경우는 관계기관과 협의하여 그 매설깊이, 길이 및 매설공법을 결정하여야 한다.

2) 제방을 횡단하는 취수관로는 충분한 보호공을 설치하여야 한다.

3) 하상세굴의 위험이 있는 제외지에서는 취수관로 주위의 하상을 보강하여 취수관거를 보호하여야 한다.

4) 취수관로내의 유속이 0.6~1.0m/sec가 되도록 취수관거의 크기를 정한다.

다. 취수틀(Intake Cribs)

1) 취수틀은 하천수위의 변동이 작은 경우에 취수관거를 보호하기 위하여 설치하는 구조물이다.

2) 매몰과 유실의 우려가 없는 지점에 설치하여, 주운로(舟運路)에 근접한 경우 운항선박의 흘수심 이하의 지점에 설치하여야 한다.

3) 취수구의 주위는 각재나 콘크리트 블록으로 보호하여 그 주위를 견고한 목재틀이나 철근콘크리트 틀로 다시 보호한다. 틀의 내외부는 석축이나 콘크리트 말뚝으로 보호한다.

4) 취수구의 크기는 유입속도를 고려하여 결정한다.

(그림 3.1-2) < 취수틀의 구조 >

3.1.7 취수문 및 스크린

가. 취수문

1) 취수문은 취수로로 유입되는 취수량의 조절을 위해 설치하는 것으로 다음 사항을 고려하여 설계 시공하여야 한다.

가)　지반이 견고한 하안에 설치하여야 한다.

나)　문비에서의 유속은 0.8 m/s, 취수수심은 최저 갈수 시 0.5~1.0 m 정도가 되도록 한다.

다)　문비실은 철근콘크리트 혹은 그에 준하는 구조로 한다.

라)　문비나 물빈지는 수밀성이 보장되도록 하여야 한다.

2) 홍수 시에 취수구를 통해 유입하는 토사의 제거를 위해 취수구와 취수문 사이에 시설을 두어 유사가 도수로로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하며 침전된 모래를 쉽게 제거할 수 있는 구조로 하여야 한다.

3) 추운 지방에서는 적설, 결빙 등에 의해 수문의 개폐가 지장을 받지 않도록 하여야 한다.

나. 스크린

1) 스크린은 취수로 및 취수관거에 의해 용수를 취수할 경우 부유물(협잡물, 유목, 유빙 등)이 취수구로 유입되는 것을 방지하기 위해 설치한다.

2) 설치 위치는 취수구 전면 혹은 상류측에 설치한다.

3) 부유물 제거가 용이하도록 1/10정도 경사로 설치하며 기계식 혹은 수동식 제진기를 설치한다.

 

 

3.1.8 침사지

가. 침사지의 설치

침사지는 가능하면 취수구에 가까운 제내지에 설치하며 도수관로의 길이를 짧게 하여 유지관리가 용이하도록 한다. 그러나 부지의 확보, 유지관리, 배사조건 등에 따라 제외지의 고수부지에 설치할 수밖에 없는 경우에는 수류에 지장을 주어서는 안 되며 배사를 위해서는 각별한 주의를 요한다.

나. 침사지의 길이

침사지내에서의 와류 발생을 방지하기 위하여 침사지의 유입부는 단면이 점차 확대되는 모양으로, 유출부의 단면은 점차 축소되는 형태로 한다.

1) 침사지는 장방형으로 흐름방향의 길이가 폭의 3~8배 정도로 하여 소요 직경의 토사를 침전시킬수 있도록 하며, 침사지의 길이는 다음 식에 의해 결정한다.

여기서, L은 침사지의 길이(m), k는 안전율(1.5~2.0), h는 유효수심(m), u는 모래의 침강속도(cm/s), V는 침사지내 흐름의 평균속도(cm/s)이다.

2) 침전지에서 제거대상 모래의 직경은 0.1~0.2mm정도를 표준으로 한다.

3) 침사지 설치형태는 아래 그림과 같다.

(그림 3.1-3) < 침사지의 설치형태(정류벽을 설치할 경우) >

 

3.1.9 취수펌프

가. 취수펌프의 설치

1) 취수펌프장은 하안 및 하천시설물의 구조에 큰 지장을 주지 않는 구조로 한다.

2) 취수펌프장의 펌프실 및 부속시설은 철근콘크리트 구조 또는 이에 준하는 구조로 한다.

3) 하천의 수위가 송수지점보다 낮을 경우 또는 취수탑을 설치하여 취수할 경우 취수펌프를 설치하며 취수펌프를 설치할 때에는 다음 사항을 고려하여 설계하여야 한다.

가) 취수펌프의 용량은 도수관을 통해 도수정으로 유입되는 물이 소요 취수량을 충족시킬 수 있도록 충분히 크게 계획하며 흡입수두도 고려하여야 한다.

나) 자연적인 하상저하와 하천개수계획, 다기능 보 등 하천시설물의 운영에 의한 하천수위의 저하를 고려하여 취수펌프의 양수기능을 항상 유지할 수 있도록 충분히 낮은 위치에 설치하도록 하여야 한다.

다) 펌프의 가동 시 발생하는 연속적인 진동으로 인해 하천 내에 설치되어 있는 구조물이 영향을 받을 수 있으므로, 가능하면 제방단면 내에 설치하지 말고 제방에 영향을 주지 않는 지점에 설치하도록 한다.

라) 펌프가 제방을 통과하는 경우 진동을 최소화하는 시설을 강구하여야 한다.

마) 취수펌프는 펌프의 종류, 특성, 효율, 양정 등에 따라 선정 및 설치방법이 다르며 경제성, 시공성 및 유지관리를 통합 검토 후 선정하여야 한다.

나. 유하물 배제시설

취수펌프장에는 토사, 잡목, 유하물 등의 배제를 위하여 필요한 경우 침사지, 스크린, 유하물 등의 배제시설을 설치한다.

3.2 수량 산출 요령

3.2.1 수량 산출 내역

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.0	취수문
1.1	토공사
1.1.1	터 파 기
1)	터파기(육상 0~3m)	인력	㎥
2)	터파기(수중 0~3m)	인력	㎥
3)	터파기(용수 0~3m)	인력	㎥
4)	터파기(육상 0~2m)	기계	㎥
5)	터파기(수중 0~2m)	기계	㎥
6)	터파기(용수 0~2m)	기계	㎥
1.1.2	되메우기
1)	되메우기	인력	㎥
2)	되메우기	기계	㎥
1.1.3	비탈면보호공
1)	줄 떼		㎡
2)	평 떼		㎡
1.1.4	씨앗뿜어뿌리기(Seed Spray)	성토면	㎡
1.1.5	거적덮기		㎡
1.1.6	잔토처리		㎥
1.2	구조물공사
1.2.1	콘크리트 타설
1)	콘크리트 타설	철근	㎥
2)	콘크리트 타설	무근	㎥
3)	콘크리트 타설	소형	㎥
1.2.2	콘크리트 펌프카
1)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근 50㎥/일 미만	㎥
2)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근 50∼100㎥/일	㎥
3)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근 100㎥/일 이상	㎥

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.2.3	거 푸 집
1)	합판거푸집
①	합판거푸집(1회)	0∼7m	㎡
②	합판거푸집(매끈한마감)	0∼7m	㎡
③	합판거푸집(보통마감)	0∼7m	㎡
④	합판거푸집(거친마감)	0∼7m	㎡
⑤	합판거푸집(폼타이,1회)	0∼7m	㎡
⑥	합판거푸집(폼타이,3회)	0∼7m	㎡
⑦	합판거푸집(폼타이,4회)	0∼7m	㎡
⑧	합판거푸집(폼타이,6회)	0∼7m	㎡
⑨	무늬거푸집	0∼7m	㎡
2)	유로폼	0∼7m	㎡
1.2.4	철 근
1)	철근가공 및 조립	(간단)	ton
2)	철근가공 및 조립	(보통)	ton
3)	철근가공 및 조립	(복잡)	ton
4)	철근가공 및 조립	(매우 복잡)	ton
5)	철근 조립	(간단)	ton
6)	철근 조립	(보통)	ton
7)	철근 조립	(복잡)	ton
8)	철근 조립	(매우 복잡)	ton
1.2.5	강관비계(3개월)		㎡
1.2.6	강관동바리(3개월)		공/㎥
1.2.7	잡철물제작설치(난간)	(간단)	ton
1.2.8	스페이서 설치
1)	스페이서 설치	(바닥)	m
2)	스페이서 설치	(벽체)	m
1.2.9	모르타르
1)	모르타르(1:2)		㎥
2)	모르타르(1:3)		㎥
3)	모르타르(1:4)		㎥
1.2.10	잡석부설		㎥

 

 

번 호	공 종	규 격	단 위	수 량	비 고
1.2.11	시공이음
1)	시공이음면 정리	콘크리트 치핑, 인력	㎡
2)	수팽창지수재 설치		m
1.2.12	신축이음
1)	다웰바	D25	개
2)	스티로폼	T = 20 ㎜	㎡
3)	충진제	씰링(20㎜ x 25㎜)	m
1.2.13	P.V.C PIPE		m
1.2.14	수문
1)	문비		식
2)	문틀		식
3)	개폐장치		식
1.3	부대공사
1.3.1	가물막이		㎥
1)	흙운반 및 다짐		㎥
2)	흙쌓기 및 헐기		㎥
3)	마대쌓기		㎡
1.3.2	물푸기		hr
1.3.3	기존구조물 철거
1)	철근콘크리트 구조물 깨기	T=30㎝ 미만	㎥
2)	철근콘크리트 구조물 깨기	T=30㎝ 이상	㎥
3)	무근콘크리트 구조물 깨기	T=30㎝ 미만	㎥
4)	무근콘크리트 구조물 깨기	T=30㎝ 이상	㎥
5)	석축 헐기		㎡
6)	기존호안블록 헐기		㎡
7)	돌망태 헐기		㎡
1.3.4	운반공
1)	중기 운반		식
2)	철근 운반		ton
3)	시멘트 운반		40kg/대
4)	콘크리트 중량 구조물 운반		ton
5)	골재 운반		㎥
1.3.5	가설사무실 설치		㎡
1.3.6	세륜시설 설치		개소
1.3.7	오탁방지막 설치		식
1.3.8	축중기 설치		조
1.3.9	시공측량비		개소

 

3.2.2 일반사항

1) 수량산출은 공정 순으로 하고 각 공종마다 집계표를 작성한다.

가) 토공사

나) 구조물공사

다) 부대공사

2) 수량산출은 산출근거에는 소수점 2자리로 계산하여 계(計)에는 소수점 한자리까지 산출하고 이하 절사한다.

※ 단, 강재, 철근 등은 소수점 3자리까지 산출한다.

3) 유용토 및 공제토

가) 유용토

구조물공 및 기타 등의 잔토 유용

※ 단, 기타 공정상 토공 완료 후 시공하므로 현장 유용이 불가능한 소구조물은 잔토처리

4) 콘크리트 수량은 무근, 철근 콘크리트로 구분 산출 집계한다.

5) 각 공종별 수량은 반드시 해당 공종의 단가 구성을 확인하여 중복 계상하지 아니한다.

6) 수량산출은 공종순으로 하고 각 공종마다 집계표를 작성한다.

 

3.2.3 구조물공사

1) 취수문 설치(식)

가) 취수문은 설치목적, 지형, 지질, 재료구득, 운반, 시공성, 경제성 등을 종합 고려하여 형식을 결정한다.

나) 취수문은 특성에 따라 설치 및 자재에 대해 견적을 원칙으로 한다.

 

3.3 단가 산출 요령

1) 하천취수시설에 관한 단가 산출에 있어 일반공정 단가는 건설공사 표준품셈 적용을 원칙으로 하고, 수문 구입 및 설치단가는 전문업체에 의한 견적 단가를 적용한다.

2) 기타 하천 토목공사에 관한 단가 산출 기준은 ‘제3편 하천이수시설 및 제2편 하천치수시설’에 준한다.

 

 

제4장 하천 주운시설

4.1 설계 요령

4.1.1 일반사항

가. 정의

1) 주운

선박으로 화물을 수송하거나 교통하는 일

2) 주운시설

하천에서 선박이 다니거나 정박할 수 있도록 설치한 주운수로 및 갑문시설 일체

3) 주운수로

선박이 다닐 수 있도록 수심이 유지될 수 있는 수로

4) 주운갑문

수위차가 있는 운하, 하천 또는 수로간에 수위 조정을 통해 선박을 원활하게 지나가게 하는 위한 구조물

5) 주운댐

선박의 운항이 가능하도록 수심을 유지하기 위해 갑문시설을 갖춘 댐

6) 건선거

선박을 지지하고 배의 바닥을 보기 위하여 물을 뺄 수 있는 시설.

7) 박지

항내와 항외에 작종 선박이 정박 대기하거나 수리 및 하역을 할 수 있는 지역.

8) 선회장

선박이 부두에 접안 또는 이안하는 경우 항행을 위하여 방향을 바꾸거나 회전할 때 필요한 수역.

9) 천소

수심이 얕은 해저 및 하도의 튀어나온 부분으로 항해에 방해가 되는 곳.

나. 적용 범위

본 장은 하천에 계획되는 주운시설, 운하화한 주운수로(이하 준운하 주운수로라고 한다.), 운하 주운수로 중 주운수로, 주운댐, 갑문, 기타시설에 대한 설계에 적용한다.

다. 적용 기준

1) 하천 설계기준(KDS 51 00 00)(2018, 국토교통부)

2) 하천공사 표준시방서(KCS 51 00 00)(2023, 환경부)

3) 댐설계기준(KDS 54 00 00)(2018, 국토교통부)

4) 항만 및 어항 설계기준(KDS 64 00 00)(2018, 해양수산부)

라. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 항만 및 어항 설계기준해설(2018, 해양수산부)

3) 주요 내륙운하에 대한 유럽협정, ECC/TRANS/120-19, UN-ECC/내륙수송위원회, 1996.

4) 라인강의 콘테이너 바지선 높이, PIANC Bulletin, 1995-1997, pp. 22-24.

5) 주운수로 제원 지침서(Guidelines for the Dimension of Navigable Waterways)

6) 물류혁명과 국토개조 전략(1996. 세종연구원)

마. 설계일반사항

1) 주운을 위한 수심, 수로폭, 갑문의 규모에 대한 일반적인 고려 조건은 장래에 예측 가능한 화물의 종류와 양, 그리고 수로연결에 사용될 선박(바지선)과 예인선의 종류와 규모 및 다른 수로의 개발정도 등에 의해서 결정된다.

2) 주운시설은 선박의 원활한 운영과 정박을 위하여 적정 규모의 폭과 수심이 확보되도록 하며, 선박 운항 시 충분한 시야가 확보되도록 한다.

3) 주운수로는 파랑 및 홍수에 안전하게 설치한다.

4) 설계 시 고려 사항

가) 홍수위

나) 배수(排水)

다) 취수시설

라) 환경 및 생태계

마) 위락시설

바) 수력발전

4.1.2 사전조사

하천주운시설 설계시 하천설계기준(KDS 51 00 00) 조사사항 외에 다음 사항을 추가 조사한다.

 

① 홍수위	② 배수(排水)	③ 취수시설
④ 환경 및 생태계	⑤ 위락시설	⑥ 수력발전

 

4.1.3 하천 주운 계획

가. 주운계획 절차

하천주운수로는 자연하천을 이용하거나, 필요에 따라서는 기존의 수로를 갑문과 댐의 건설을 통해서 개량하거나 운하건설을 통해서 건설한다. 계획 및 설계를 위한 일반적인 절차는 다음 (표 4.1-1)과 같다.

 

< 하천주운계획 및 설계 절차 >

(표 4.1-1)

 

기본 계획		기존수로 평가, 수송밀도(물동량) 분석 및 대상선박 결정		․ 기존수로에 대한 평가는 수리학적 평가, 환경평가, 기존시설물에 대한 평가, 기타 수로와 관련된 평가/주운 대상노선의 물동량, 주운가능 물동량 및 장래 예측 물동량을 분석하여 대상선박 결정, 수로규모 및 시설물 규모를 결정하는데 기초자료로 이용
		⇩
		대안계획 및 경제성 평가		․ 평가 대안 중 사회적인 영향을 고려하여 가장 좋은 계획(안)을 선정/주운수로 개발로 발생하는 손익계산은 화물운송으로 절약되는 손익을 계획 시점에서의 할인율로 계산
		⇩
		주운수로 계획		․ 편향각을 고려한 항로 폭(수로 규모)과 선단 구성, 최소 수심, 설계 유속, 선박 형태 및 적재된 화물 형태를 기초한 교량 형하고 결정 등
		⇩
		주운갑문 계획		․ 갑문의 필요성, 위치 및 형식 결정 ․ 갑문의 규격, 수문 방식, 운영 기준 결정
		⇩
		주운댐 계획		․ 주운댐의 필요성, 위치 및 형식 결정 ․ 주운댐의 규모, 홍수 소통 저해 여부 검토
		⇩
상세 설계		주운수로 설계		․ 수심 확보 및 하상유지를 위한 준설, 항주파를 고려한 호안 계획 등
		⇩
		부속시설 및 기타시설		․ 주운댐, 갑문시설(갑문벽, 갑실, 수문 및 조작장치, 수위조절시설 등)을 포함한 주운에 필요한 부속시설 및 각종 부대시설(접안시설, 터미널, 선회장, 항행보조시설 등)설계

 

 

나. 대상선박 검토

1) 대상선박의 선정

가) 주운수로의 대상선박을 특정한 경우 특정선박의 주요치수로 수로를 계획한다.

나) 대상선박이 특정하지 않은 경우 통계자료 등에 의하여 정해진 적절한 주요 치수를 적용한다.

다) 대상선박의 일반적 주요 치수는 ‘항만 및 어항 설계기준(2018. 해양수산부)’에 제시된 주요 치수를 따른다.

2) 대상 선박 주요 치수 결정 시 고려사항

가) 대상 선박이란 항만시설에 사용하는 것으로 예정된 선박 중 톤수가 최대인 것으로 규정한다.

나) 대상선박을 사전에 특정할 수 없을 경우에는 각 선종을 통용하는 톤수(총톤수 또는 재하중량톤수)를 대표로 나타낸다.

다) 선박의 톤수에 대한 정의

(1) 총톤수(gross tonnage)

「선박톤수의 측정에 관한 규칙(2013. 3. 24)」에 의거 국제총톤수에 산식에 의하여 산정된 계수를 곱하여 얻는 값에 용적톤을 붙인 것으로 선박의 밀폐된 내부 총용적.

(2) 재화중량톤수(dead weight tonnage)

화물을 실을 수 있는 선박 내부의 용적을 톤 단위로 나타낸 수

(3) 배수톤수(displacement tonnage)

선체가 수면에 잠겨 있는 부분의 용적과 같은 물의 중량을 말함. 즉 선체가 밀어낸 물의 무게를 톤 단위로 나타낸 수

라) 선박의 마스트 높이는 동일 종류, 동일 톤수의 선박에 있어서도 약간 차이가 있기 때문에 주운수로를 횡단하는 교량 등의 설계에서는 대상 선박의 마스트 높이에 대한 분석을 하여야 한다.

마) 대상 선박에 상관관계를 적용할 수 있도록 재화중량톤수(DWT)를 대표 지표로 한 선종에 대해서는 총톤수(GT)와의 관계식은 아래와 같으며 각 선종에 대한 (표 4.1-2~4)의 톤 수 범위 내에서 적용 가능하다. 본 설계실무요령에 없는 선박에 대해서는 KDS 64 10 10 설계조건 4.설계 편’에 제시되어 있는 바 이를 준용한다.

- 화물선GT = 0.529DWT

- 컨테이너선GT = 0.882DWT

- 유조선GT = 0.535DWT

- RO/RO선(Roll on/Roll off Ship)GT = 1.780DWT

- 자동차전용선GT = 2.721DWT

- LPG선GT = 0.845DWT

- LNG선GT = 1.370DWT

- 여객선GT = 8.939DWT

- 중거리페리GT = 2.146DWT

- 장거리페리GT = 2.352DWT

여기서, GT : 총톤수, DWT : 재화중량톤수

 

< 화물선의 일반적인 주요 치수 >

(표 4.1-2)

 

톤 수	전장 (Loa)	수선간장 (Lpp)	형폭 (B)	만재흘수 (d)
(DWT) 1,000 2,000 3,000 5,000 10,000 12,000 18,000 20,000 30,000 40,000 50,000 55,000 70,000 90,000 100,000 120,000 150,000	(m) 67 82 92 107 132 139 156 177 182 198 216 217 233 251 256 274 292	(m) 61 75 85 99 123 130 147 - 171 187 - 206 222 239 - 261 279	(m) 10.7 13.1 14.7 17.0 20.7 21.8 24.4 27.1 28.3 30.7 31.5 32.3 32.3 38.7 39.3 42.0 44.7	(m) 3.8 4.8 5.5 6.4 8.1 8.6 9.8 9.9 10.5 11.5 12.4 12.8 13.8 15.0 15.1 16.5 17.7

 

 

< 대상선박을 특정할 수 없는 경우 소형화물선 일반적인 주요 치수 >

(표 4.1-3)

 

재화중량톤수(DWT)	전장(L)	형폭(B)	만재흘수(d)
500톤	53m	9.4m	3.3m
700톤	58m	9.5m	3.3m

 

< 어선의 표준 선형 >

(표 4.1-4)

 

선종	톤수 (GT)	표 준 선 형 (m)						선석의 치수
		길 이 (m)	폭 (m)	선 심 (m)	전 장 (m)	전 폭 (m)	만재 흘수 (m)	선석 길이 (m)	선석 수심 (m)
일 반 어 선	1 3 5 8 10 13 15 20 30 50 60 70 100 120 200 300 350 420 500	5.5 7.3 9.6 12.1 14.1 15.2 16.3 17.5 20.6 23.0 26.9 27.0 29.3 31.6 35.9 45.0 46.9 48.9 51.5	1.7 2.2 2.9 3.5 3.9 4.1 4.3 4.5 4.8 5.2 5.6 6.2 6.3 6.5 7.0 8.3 8.7 8.8 9.1	0.7 1.0 1.1 1.2 1.4 1.5 1.6 1.8 2.0 2.4 2.6 2.8 3.1 3.2 4.2 5.1 5.4 5.5 5.7	7.2 9.3 12.1 15.7 17.8 19.2 20.5 22.1 25.1 27.8 32.5 32.7 35.5 37.3 41.5 50.4 52.5 54.8 57.7	2.0 2.5 3.3 4.0 4.5 4.7 4.9 5.1 5.4 5.9 6.3 7.0 7.1 7.3 7.9 8.7 9.1 9.2 9.6	0.6 0.8 0.9 1.0 1.1 1.3 1.3 1.5 1.7 2.1 2.5 2.6 2.7 3.1 3.2 4.2 4.3 4.3 4.3	10 15 15 20 25 25 25 30 30 35 40 40 45 45 50 60 65 70 70	1.0 1.5 1.5 1.5 1.5 2.0 2.0 2.0 2.5 3.0 3.0 3.5 3.5 4.0 5.0 6.0 6.0 6.0 6.5
양 식 어 선	1 3 5 8 10 13 15 20 30	5.7 6.9 10.1 11.8 13.9 15.4 16.1 17.5 20.0	1.8 2.2 3.6 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8	0.6 0.9 1.0 1.1 1.3 1.4 1.5 1.7 2.08	7.4 8.8 12.7 15.3 17.5 19.4 20.2 22.1 24.4	2.0 2.5 4.2 4.9 5.0 5.2 5.3 5.3 5.4	0.6 0.7 0.8 0.8 1.0 1.3 1.3 1.5 1.8	10 15 15 20 25 25 25 30 30	1.0 1.0 1.5 1.5 1.5 1.5 2.0 2.0 2.5

 

주) 어선의 표준선형 및 선석치수는 이용어선 현황을 조사하여 이용어선이 안전하고 원활하게 이용할 수 있도록 정하여야 하며, 특정의 대상어선이 없을 경우에는 참고 표 (4.1-3)을 참조하여 정한다.

다. 주운수로

1) 주운수로의 크기

가) 주운수로의 크기는 운행되는 선박의 수에 기초한 수송밀도를 기준으로 결정한다.

나) 수로 단면적 비율을 홀수와 수심의 비율 및 선박의 가동성을 고려한다.

다) 대상선박에 따른 항로수 검토

주운수로의 설계기준은 목적 시설물인 대상선박 규모로 검토하고 안전하고 효율적인 운항을 위한 적정 수로폭은 수로의 구성, 예인선의 규모, 그리고 계획된 운항 모드(일방향 또는 양방향 운항)에 따라 결정한다.

< 주운 항로수(수로규모) 결정기준 >

(표 4.1-5)

 

수송밀도(선박수/년)	항로수	수송밀도(선박수/년)	항로수
1,000 미만 1,000-5,000 미만	1 2	5,000~20,000 미만 20,000 이상	3 3 이상

 

 

2) (직선수로) 주운수로의 크기

가) 안전하고 효율적인 운항을 위한 적정 수로 폭은 수로의 구성, 선박의 규모 그리고 계획된 운항모드(일방향 또는 양방향 운항)에 따라 결정한다.

나) 운항 횟수가 비교적 적은 구간에서는 그 구간이 상대적으로 직선적이고 시계가 좋으며 통과로가 제공된다면 일방향 운항이 적절하다.

다) 대상 선박에 따른 수로폭

주운 관련 매뉴얼‘COE Manual EM 110-2-1611(1980, 미국육군공병단)’에서는 직선구간에 대한 최소 수로 폭을 (표 4.1-6)과 같이 제안하였고, Daggert와 Show는 수로폭과 선단구성에 관해 (표 4.1-7)과 같이 추천하였다.

 

 

 

 

(그림 4.1-1) < 직선구간에서의 최소수로 여유공간 예시 (단위: m) >

 

 

< 주운 권장 수로폭 >

(표 4.1-6)

 

예인선단의 폭(m)	수 로 폭(m)
	양방통행	일방통행
33	91	56
21	70	46
15	58	40

 

 

< 수로폭과 선단구성 >

(표 4.1-7) (단위: m)

 

추천수로폭	바지수	바지규모		예선길이	예인선단
		폭	길이		폭	길이
45	1 2	15.0 10.5	90.0 58.5	30.0 30.0	15.0 10.5	120.0 147.0
60	2 3	10.5 7.8	58.5 52.5	30.0 30.0	21.0 23.4	88.5 82.5
67.5	2 3 5	10.5 10.5 7.8	58.5 58.5 52.5	30.0 * *	21.0 21.0 23.4	88.5 117.0 105.0
75	6 10 2	10.5 7.8 15.0	58.5 52.5 90.0	34.5 * 30	21.0 23.4 15.0	210.0 210.0 210.0
75	8 10 4 8	10.5 7.8 15.0 10.5	58.5 52.5 72.0 60.0	* * 34.5 *	31.5 31.5 30.0 31.5	175.5 157.5 178.5 180.0
90	11 11 14 4	10.5 10.5 7.8 15.0	58.5 60.0 52.5 90.0	* * * 37.5	31.5 31.5 31.2 30.0	234.0 240.0 210.0 217.5
120	15 15 22 8	10.5 10.5 7.8 15.0	58.5 60.0 52.5 75.0	45.0 45.0 45.0 45.0	31.5 31.5 31.2 30.0	337.5 345.0 360.0 345.0
150	18 18 8 10 8	10.5 10.5 15.0 15.0 15.0	58.5 60.0 90.0 72.0 75.0	48.0 48.0 48.0 48.0 48.0	31.5 31.5 30.0 30.0 30.0	399.0 408.0 408.0 408.0 348.0

 

주) * 예선이 선단길이를 좌우하지 않을 경우

< 항로폭 설계기준 (왕복항로기준) 검토 >

(표 4.1-8) (Ls : 길이(수선간장), B : 선박폭)

 

구 분		산정기준	비 고
대한민국 및 일본 항만시설물 설계기준에 의한 방법	운항이 많지 않은 경우	1.0×Ls
	항로의 길이가 비교적 긴 경우	1.5×Ls
	운항이 많은 경우	1.5×Ls
	운항이 많고 동시에 항로가 긴 경우	2.0×Ls
	어선 또는 500GT 이하의 선박	5B∼8B
항로폭에 관한 연구사례에 의한 방법	혼다 케이노스케	7.2B∼8.2B
	이와이 아키라	8.0B∼10.0B
	United Nations Conference On Trande And Development	7.0B+30.0m
	IAPA, IMPA, IALA	4.2B+14.2B
	Gregory P.Tsinker	6.2B∼9.0B
NAFAC DM26에 의한 방법		3.2B1+2.2B2	B1은 선수폭 B2는 선미폭
4.5B1+3.5B2		160.0
PIANC Rule에 의한 방법		8.0B∼10.0B
US Army Corps of Engineers에 의한 방법 (선박속도 0.5노트 이하시)			〃
경인운하 기본계획 (네덜란드 주운수로 폭원기준)		5B

 

 

 

(그림 4.1-2) < 선박의 주요치수 >

라) 주운 수로폭 결정

최종적인 수로폭은 대상박의 주요치수, 주운 항로수, 선단구성 등을 종합적으로 고려하여야 하며, 국내 사례가 많지 않으므로 관련기준 및 외국 사례 등을 충분히 검토하여 결정한다.

3) (곡선수로) 선형 및 주운수로의 크기

가) 곡선부에서는 흐름 방향 변화로 유동 및 속도의 불규형이 발생하여 직선구간보다 상대적으로 운항이 어려우므로 경제성을 고려하여 필요한 구간에서만 사용한다.

나) 곡선구간에서는 직선구간 보다 상대적으로 넓은 수로폭을 필요로 하므로 편항각을 고려하여 수로폭을 결정한다. 이는 예인선단이 곡류부를 통과할 때 곡선구간 접선에 대해서 예인선단의 중심축이 적당한 경사각(傾斜角)을 이루어 운항을 해야 하기 때문이다. 이러한 각을 편항각(drift angle 또는 deflection angle)이라 한다.

다) 편향각은 수로의 곡률반경, 선박의 속도, 동력, 형상, 풍력, 화물적재 여부, 그리고 흐름의 형태에 따라서 변하지만, 여러 변화 인자 중 선폭, 선단길이, 여유폭에 의한 경험공식으로 곡선부 주운 수로폭을 결정한다.

라) 하류를 향한 편항차각이 상류를 향한 편항차각 보다 크므로 일방향 운항수로의 규모는 하류를 향한 운항에서 필요로 하는 수로폭을 기준으로 계획한다.

마) 예인선의 동력이 클수록 조정력이 크게 되기 때문에 편항차각이 줄어들 수 있어서 수로폭을 줄일 수 있다. 조정력이 큰 예인선(예로서 독립적으로 구동하는 스크류, 특수한 방향타 제어장치, 또는 추가적인 조타장치를 가진 예인선 등) 역시 작은 수로폭을 필요로 한다.

 

 

(그림 4.1-3) < 만곡수로에서의 편항각 >

바) 곡류부에서의 편항차각과 수로폭을 결정하기 위한 세 가지 방법

(1) Bouwmeester의 공식

․ 양방통행에 대한 설계수로폭 산정 공식(Bouwmeester와 De Ruiter)

여기서, W는 수로폭, L은 선단길이, α는 편항각, B는 선폭, C는 바람직한 총 여유폭

 

(2) 미국육군공병단 수리시험소 공식

․ 1970년대에 수행한 연구를 기초로 곡률반경이 350m~3,000m 사이의 곡선구간에서 안전 운항에 필요한 수로폭의 영향인자를 확정

(가) 하류를 향한 일방향 운행

(나) 양방향 운행

 

여기서,		: 수로폭(m)
		: 하류로 향한 예인운항에서의 최대 편항각
		: 상류로 향한 예인운항에서의 최대 편항각
		: 예인선단의 길이(m)
		: 예인선단의 폭(m)
		: 예인선단과 수로폭 사이의 여유폭(m)
		: 교차하는 예인선단간의 여유폭(m)

 

 

(3) INSA 공식

여기서, R은 수로의 곡률반경,

 

․ 편항각에 대한 경험식

 

4.1.4 주운수로 설계

가. 수심 및 유속

1) 최소수심

주운수로의 최소수심은 흘수심, 교통량, 조석, 물의 밀도, 여유수심을 감안하여 결정하고 수량확보가 전제되어야 한다.

선박의 항행에 필요한 수심은 선박의 흘수심 뿐만 아니라 운항속도, 저항 및 기동성 등에 크게 영향을 미치므로 충분한 여유를 갖도록 하여야 한다. 주운수로 제원 지침서(Guidelines for the Dimension of Navigable Waterways)에 따른 수로 제원은 일반 단면일 때 만재흘수의 1.4배, 제한 단면과 일방향 통항일 경우 만재흘수의 1.3배 수심을 요구한다. 설계수심 D의 여러 요소의 함수로 결정 시 다음과 같은 내용을 고려하여 결정한다.

여기서, squat(혹은 singage, 함몰)은 선박의 운항으로 인한 여유수심 감소를 의미한다.

2) 유속

가) 주운댐에 의해서 형성된 수로에서는 유속이 자연하천에서의 유속보다 훨씬 느리며 댐 상류부의 수위는 재해를 방지할 수 있도록 설정해야 한다.

나) 갑문에 인접한 상하부에는 일정길이의 유도벽이나 보호벽을 설치하여 재해를 일으킬 수 있는 유속 발생을 억제해야 한다.

다) 갑문은 자연하천의 유심선을 따라 설치하는 것이 경제적이지만 급한 굴곡부와 갑문 구조물이 흐름의 상당량을 편향시킬 수 있는 위치는 반드시 피해야 한다.

나. 주운수로 선형

주운수로는 하천을 이용하는 부속적 시설이므로 기존 하천의 자연 선형을 가급적 유지하여야 하며, 주운계획으로 변경이 불가피 한 경우에는 곡률반경 검토에 있어서 중심선은 선형계획 평면도를 적용하며, 선박운항을 위한 선형, 곡률반경 및 흘수심에 대한 검토 등은 국내외 설계기준에 대한 검토 등을 시행하여야 한다.

다. 주운수로 단면 결정

1) 주운수로 단면 결정전 기존하천의 기하학적 특성 및 수리적 특성을 검토하여 주운계획으로 인한 수리적 교란 등을 최소화 하여야 하며, 추가적인 피해 우려가 있으면 그에 대한 별도의 대책을 강구하여야 한다.

2) 주운수로 단면은 주운수로의 연계성을 확보토록 계획하고, 주운수로의 대상선박 등이 운항할 수 있게 주운수로 저폭 및 주운수심 계획한다.

3) 한편 제방고, 여유고, 비탈경사, 둑마루폭 등은‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’의 관련 내용을 준용하고 기타 주운수로 단면 결정과 관련 사항은 ‘항만 및 어항 설계기준해설(2018, 해양수산부), 항만 및 어항 설계기준(KDS 64 10 10) 설계조건 4.설계 편’에 제시되어 있는 바 이를 준용한다.

라. 항주파 검토

1) 항주파 개요

항주파(Ship induced wave)는 선박의 항행으로 인하여 발생되는 파랑으로 항적파라고도 불리고 있다. 항주파는 선박이 크고 선속이 빠를수록 파고가 커지며, 발생지점으로부터 주위로 전파되어 갈수록 점차 에너지가 감소되고 결국 소멸된다. 따라서 주운수로 설계에서는 주운 수로 내 선박운항에 의한 항주파의 영향 등을 검토하여 호안계획(호안 천단고)에 반영해야 한다.

2) 항주파의 파고 산정

일본 해난방지협회 항주파연구위원회는 항주파의 파고 추산식으로 다음과 같이 제안하고 있다.

여기서, : 항주파의 특성파고 (m), 또는 배가 만적항해속력으로 달리고 있을 때 항적

심선에서 100m 거리에서 관측되는 최대파고

: 배의 길이 (m)

 : 만적항해속력( =1.946V , V= 배의 항해속도(m/s) )

: 조파마력 (W)

조파마력 는 다음과 같이 산정된다.

 

여기서,

: 연속최대 축마력 (W)

: 주운수로(액체) 밀도 (kg/㎥),   =1,030 (kg/㎥)

: 만재항행속도 (m/s), = 0.514V, V= 배의 항해속도(m/s)

: 마찰저항계수, : 물의 동점성계수 (㎡/s),   ≒ 1.2×10(㎡/s)

 : 배의 만재배수량 (㎥)

식에서는 조파저항에 의해 소비되는 마력이 항주파의 전파에너지와 같다고 간주하여 계수 값을 선형시험 데이터 등에서 평균적으로 정한 것이다.

특성파고는 배의 특유한 값이지만, 중·대형선에선 ≒1.0∼2.0m 이다. 또한 예선(曳船)이 전속력으로 항행하고 있을 때도 비교적 큰 파도를 발생시킨다. 관측점이 항적중심선에서 S 만큼 떨어져있는 경우에는 으로 쇠퇴한다고 간주하고, 속력을 떨어뜨려 항행하고 있을 때의 파고는 속력의 3승에 비례하는 것으로 간주된다. 따라서 항주파의 최대파고 Hmax는 아래와 같이 산정된다.

여기서, Hmax : 임의관측점의 항주파 최대파고 (m)

: 특성파고, 약 1.0~2.0m

S : 관측점에서 항적중심선까지의 거리 (m)

: 배의 실제 항행속도 (m/s),  : 만적항해속도 (m/s)

 

마. 피복재 안정질량 검토

파력을 받는 경사면의 표면에 피복하는 사석 또는 인공블록의 안정중량은 적절한 수리모형실험 또는 다음의 경험식으로 산정하는 것을 표준으로 한다.

여기서, : 사석 또는 블록의 안정에 필요한 최소질량 (t)

: 사석 또는 블록의 밀도 (t/㎥)

: 안정 계산에 사용하는 파고 (m)

: 피복재의 형상, 경사, 피해율 등에 의해서 정해지는 계수 (안정수)

: 사석 또는 블록의 주운수로(액체) 대한 비중 ( )

 

< 항주파 관련 공식 >

(표 4.1-9)

 

허드슨 공식	반데미어 공식
( )	(

 

허드슨 공식에서는 안정수( ) 대신에 를 사용하였으며, 반데미어 공식에서는 파의 유형(쇄파 및 쇄기파)에 대한 안정계수 값을 적용하여 산정하였다.(항만 및 어항 설계기준․해설(2018, 해양수산부) 제2편 설계조건 4장 파랑 참조)

여기서   : 사면이 수평면과 이루는 각°

: 주로 피복재의 형상 또는 피해율 등에 의해서 결정되어지는 정수

파의 유형(쇄파 또는 비쇄파)에 따라 매끈하고 둥근 사석은 1.2~2.4

거칠고 모가 있는 사석은 2.0~4.0

: 쇄파(plunging breakers)에 대한 안정계수, 6.2 ; 반데미어 표준값

: 쇄기파(surging breakers) 에 대한 안정계수, 1.0 ; 반데미어 표준값

 

바. 항주파를 고려한 호안마루 높이 및 밑다짐 규모 결정

1) 호안마루 높이는 하천기본계획의 계획홍수위와 ‘항만 및 어항 설계기준․해설(2018, 해양수산부)’에 의거 방파제 마루높이 산정에 의한 방법, 파랑의 처오름 높이에 의한 방법 및 허용 월파량에 의한 방법으로 소요 호안마루 높이를 각각 산정하여 비교・검토한 후, 적정성을 판단한다.

2) 밑다짐의 규모는 계획홍수위 수리특성에 의해 산정한 방법과 파랑에 의한 피복재의 안정질량 산정 방법으로 소요 규모를 각각 산정하여 비교・검토한 후, 적정성을 판단한다.

3) 하천을 이용한 주운수로의 경우 항주파에 의한 영향은 운항가능 최고수위(N.H.W.L)를 고려하여 결정한다.

 

4.1.5 주운갑문 설계

가. 갑문의 설치위치 선정

갑문은 설치 목적에 따라 주운댐 등에 의한 상․하류의 수위단차가 발생하거나, 하구둑의 경우 해수 유입을 차단할 경우로 구분되며, 설치 위치는 자연 상황, 통항선박의 주요치수 및 척수에 따라서 선박의 출입에 안전하고 원활하게 조선할 수 있도록 적절히 선정하여야 하며, 설치목적인 수위단차를 조정할 수 있어야 한다.

1) 지질 및 지형적 측면 : 하천경사, 제방높이, 하천 지류, 하도 단면적, 기초 재료, 제방 재료, 누수 여건

2) 수리학적 측면 : 배수조건, 하상, 최저유량, 유량변동, 최고수위, 최저수위, 유사

나. 갑문의 규모와 형상

1) 갑문의 크기는 주운수로에 의한 예상 교통량과 형태에 대한 경제적인 분석, 예인장비의 형식, 수로의 수송밀도 및 선단규모에 따라서 갑문규모를 결정한다.

2) 갑실의 규모는 다음의 표준치수의 산정식에 따라서 적절히 설정하도록 한다. 이 경우에 다음 각 호에 나타낸 여유수심, 여유 폭 및 여유 장은 통항선박의 동요를 감안한 적절한 수치로 한다.

가) 유효수심 = 통행선박의 흘수 ＋ 여유수심

나) 유효 폭 = 통행선박의 폭 ＋ 여유 폭

다) 유효 장 = 통행선박의 길이 × 1대열(隊列)의 척수 ＋ 여유 장

 

 

(그림 4.1-4) < 갑문의 각부 명칭 >

다. 갑문의 구조와 형식 결정

1) 갑문은 통선문으로도 불리며 서로 다른 두 수면 사이를 선박이 안전하게 통행하기 위해서 설치한다.

2) 갑문의 종류는 중력식 콘크리트 갑문, 건선거(乾船渠)철근콘크리트 갑문, 강널말뚝 갑문, 특수갑문 등이 있으며, 갑문 방식은 그 지역의 지반상태와 비용에 따라 결정한다. 범위는 하상유지시설에 의한 영향이 없어진다고 추정되는 범위까지를 원칙으로 한다.

3) 갑문 시설(문비, 갑실, 취・배수장치, 유도제, 관리시설 등)의 구조와 형식 결정은 ‘항만 및 어항 설계기준해설(2018, 해양수산부), 항만 및 어항 설계기준(KDS 64 45 50) 갑문시설 4.설계 편’을 따른다.

4) 주운갑문 관련 실시설계 등 세부 사항은 본 설계요령 ‘제2편 하천치수시설 - 제11장 하구시설’ 및 ‘제3편 하천이수시설 - 제1장 하천보’내용을 준용한다.

 

그림a : 상류풀 수위까지 물을 채운후 선단이 집입

그림b : 하류풀 수위까지 갑실수위를 저하시킴

그림c : 하류풀 수위까지 갑실수위를 저하시킨후 선단이 갑실을 떠남

 

(그림 4.1-5) < 갑문의 구성과 운전방법 >

라. 주운댐 필요 시 관련 설계기준 인용

1) 설계의 수리적 규모결정 사항은‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’,‘댐설계기준 (2016. 국토교통부)’및 기타 관련 설계기준의 규정에 따른다.

2) 주운댐 관련 실시설계 등 세부 사항은 본 설계요령 ‘제2편 하천치수시설 - 제11장 하천하구시설’ 및 ‘제3편 하천이수시설 - 제1장 하천 보’내용을 준용한다.

마. 계류 및 접안시설

1) 계류 및 접안시설의 설계는 ‘항만 및 어항 설계기준․해설(2018, 해양수산부), 계류시설 설계일반, KDS 64 55 50 계류부대시설 편’을 따른다.

2) 소규모 여객시설 및 기타 부대시설의 설계는 ‘항만 및 어항 설계기준․해설(2018, 해양수산부), KDS 부대기타시설 편’을 따른다.

4.2 수량 산출 요령

4.2.1 수량 산출 내역

가. 수량 산출 내역

1) 주운 굴착 및 유지에 관한 수량 산출 내역은 ‘제2편 하천치수시설 제5장 하천하상정리’에 준한다.

2) 호안 계획에 관한 수량 산출 내역은 ‘제2편 하천치수시설 제2장 하천호안’에 준한다.

3) 주운갑문 및 부대시설에 관한 수량 산출 내역은 ‘제2편 하천치수시설 제11장 하천하구시설’에 준한다.

나. 일반사항

1) 수량 산출은 공종순으로 하고 각 공종마다 집계표를 작성한다.

2) 수량 산출은 산출근거에는 소수점 2자리로 계산하여 계(計)에는 소수점 한자리까지 산출하고 이하 절사한다. 단, 강재, 철근 등은 소수점 3자리까지 산출한다.

3) 각 공종별 수량은 반드시 해당 공종의 단가 구성을 확인하여 중복 계상하지 아니한다.

 

4.3 단가 산출 요령

1) 주운 굴착 및 유지에 관한 단가 산출 기준은 ‘제2편 하천치수시설 제5장 하천하상정리’에 준한다.

2) 호안 계획에 관한 단가 산출 기준은 ‘제2편 하천치수시설 제2장 하천호안’에 준하는 것을 원칙으로 하되 필요시 표준품셈 또는 표준시장단가를 적용한다.

3) 주운갑문 및 부대시설에 관한 단가 산출 기준은 ‘제2편 하천치수시설 제11장 하천하구시설’에 준한다.