제6장 하천수문

6.1 설계 요령

6.1.1 일반사항

가. 정의

1) 하천수문 : 본류를 횡단하거나 본류로 유입되는 지류를 횡단하여 제방을 분리시키는 형태로 설치한 개폐문을 가진 구조물로서 제방의 기능을 가지고 있는 것을 말한다.

나. 적용범위

본 설계 요령은 하천수문의 신설 및 보강공사를 위한 설계에 적용한다.

다. 적용기준

1) 하천설계기준(KDS 51 00 00)(2018, 국토교통부)

2) 하천공사 표준시방서(KCS 51 60 25)(2023, 환경부)

3) 소하천 설계기준(2020, 행정안전부)

라. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 하천시설물 표준도(2015, 국토교통부)

3) 수문설비공학(2011, 수공환경방재기술연구회)

4) 하천생태계를 위한 자연하상복원 핸드북(2014, 한국건설기술연구원)

마. 용어의 정의

1) 하천수문은 본류를 횡단하거나 본류로 유입되는 지류를 횡단하여 제방을 분리시키는 형태로 설치한 개폐문을 가진 구조물이며, 제방의 기능을 가지지 않는 “보”와 구분한다. 수위와 유량을 조절하기 위해 수로에 설치한 제수문(制水門)도 수문의 일종이다.

2) 갑문(통선문)은 수위차가 있는 하천 또는 수로에서 선박을 다니게 상류 및 하류 2개의 문비실과 그 중간에 갑실 및 록게이트(lock gate)로 이루어져 있는 구조물이다.

(a) 수문                                                (b) 갑문(통선문)

 

 

(그림 6.1-1) < 수문과 갑문(통선문) >

바. 설계 일반사항

1) 하천수문 계획홍수위(고조구간에서는 계획고수위) 이하의 유수작용에 대한 안전한 구조가 되도록 설계한다.

2) 하천수문의 설치위치는 설치목적과 하천관리상의 지장유무에 따라 신중히 결정해야 한다.

3) 바닥높이는 설치목적에 따라 다르며, 장래의 하상변동 상황, 하상고와 수로의 바닥높이를 고려하여 결정한다.

4) 하천수문의 설치방향은 수문개방 시 원활한 배제가 가능한 방향으로 설치하고, 최대한 간단한 구조가 되도록 계획하며, 그 외 사항은‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’에서 제시된 하천수문 일반사항을 참고하여 계획한다.

5) 수문명칭 명기시 하천기본계획 및 시설물정보관리종합시스템(FMS)의 명칭을 고려하여 명기토록 한다. 또한 명칭 적용시 하천설계기준 시설구분 및 시설정의를 고려하여 수문, 통문, 통관, 암거를 명확하게 구분하여 명기하도록 한다.

사. 시설물의 구성

1) 하천수문의 종류

수문의 분류에는 다양한 방법이 있으나, 본 설계실무 요령에서는 설치목적, 구조, 형상에 따라 다음과 같이 분류하였다.

가) 설치목적에 의한 분류 : 수위유지 수문, 역수문, 역조수문, 유량조절 수문

(1) 수위유지수문 : 관개용수, 공업용수 또는 생활용수를 취수하거나 수위를 유지하여 수면경관 확보와 수상활동에 이용하기 위해 설치하는 수문이다.

(2) 역수문 : 보통 지류의 하류부에 설치되며 본류의 역류를 방지하고 지류 자체의 과대한 치수시설을 하지 않고 그 범람을 방지하기 위해 설치하는 수문이다.

(3) 역조수문 : 하천의 감조부에서 염수피해를 방지하기 위해 본류 또는 지류를 횡단해서 설치하는 수문이다. 일반적으로 하구부에 설치되므로 규모가 크다. 따라서 홍수소통에도 큰 지장이 없도록 하는 동시에 간․만조 때에 그 목적을 충분히 달성할 수 있도록 설계하고 있다.

(4) 유량조절수문 : 본류의 중․상류에서 지류의 분류량을 조절하기 위해 설치하는 수문이다.

나) 형식에 의한 분류 : 단경간 수문, 다경간 수문

(1) 단경간수문 : 통수단면이 하나인 수문이다.

(2) 다경간수문 : 통수단면이 여러 개인 수문이다. 일반적으로 규모가 크고 각 경간의 길이가 같은 것과 다른 것이 있다.

다) 구조에 의한 분류 : 슬루스 게이트(sluice gate), 로울링 게이트(rolling gate), 테인터 게이트(tainter gate), 드럼 게이트(drum gate), 전도식 수문, 고무튜브식 수문

(1) 슬루스 게이트(Sluice gate) : 문틀 홈에 문짝을 끼워 인양하는 것으로 개폐 시 마찰력을 줄이기 위해 문짝 측면에 롤러(roller)를 설치한 것도 있다.

(2) 로울링 게이트(Rolling gate) : 긴 원통에 날개(wing) 또는 날개판(shield)을 붙혀 조작실에서 체인을 감아올리면서 개폐하는 문짝으로 강성이 커서 얼음이나 유목 등이 흘러오는 하천에 사용할 수 있다.

(3) 테인터 게이트(Tainter gate) : 강철로 만든 부채꼴형(弧形)의 문짝과 트러스(truss)형 다리, 핀으로 구성되어 있으며, 문짝에 받는 수압의 합력이 항상 중심축에 집중되게 하고 개폐 시 회전마찰력에 의해 저항력을 적게 만든 문짝

(4) 드럼 게이트(Drum gate) : 문짝 중앙부에 수평회전축, 문짝 아래에는 문짝방을 만들어 상류부의 물을 넣고, 빼면서 개폐하는 문짝

(5) 전도식수문 : 문짝과 바닥판 또는 문기둥을 힌지(hinge)로 연결하고 유압기 등을 이용하여 기복(起伏) 기능을 하도록 제작된 수문이다. 문짝 높이(H)와 길이(L)의 비(H/L)가 작은 경우에 적용한다. 문짝의 양끝을 지지하는 토크축식, 가로빔 중간부를 방패처럼 지지하는 배면지지식, 문짝을 회전하여 개폐하는 회전식이 있다.

(6) 고무튜브식수문 : 합성고무(나이론과 고무의 복합체)에 공기 또는 물을 주입하여 타원형 단면을 형성하고 바닥판에 고정시켜 팽창 또는 수축에 의해 기복 기능을 하도록 한 수문이다. 또한 철재문짝에 힌지(hinge)를 설치하고 문짝 하단에 설치된 고무튜브에 공기를 팽창시켜 기복하는 방식인 S&R(steel & rubber)식 수문도 있다.

 

(a) 슬루스 게이트

(b) 로울링 게이트

(c) 테인터 게이트

(d) 드럼게이트

(e) 전도식 수문

(f) 고무튜브식 수문

 

(그림 6.1-2) < 수문과 갑문(통선문) >

라) 형상에 의한 분류 : 사각형 수문, U자형 수문, 역T자형 수문

(1) 사각형수문 : BOX 모양으로 소규모 수문에 많이 사용하며, 구조적으로 가장 안전하다.

(2) U자형수문 : 바닥판과 문기둥이 U자로 연결된 구조로 중규모 수문에 많이 사용한다.

(3) 역T자형수문 : 바닥판과 문기둥이 분리된 구조로 폭이 넓은 대규모 수문에 많이 사용한다.

 

(a) 사각형 수문

(b) U자형 수문

(C) 역 T자형 수문

 

(그림 6.1-3) < 수문 본체의 형식 >

 

2) 하천수문의 구조

수문의 기본구조는 본체, 문기둥 및 조작대, 흉벽, 날개벽, 연결호안, 바닥보호공, 차수공, 문짝 및 개폐장치 등으로 구성되며, 필요시 배사구, 어도, 갑문(통선문) 등도 설치된다.

 

 

	① 바닥판	② 측벽
	③ 문기둥	④ 조작대 및 조작실
	⑤ 흉벽	⑥ 날개벽
	⑦ 물받이	⑧ 바닥보호공
	⑨ 차수공	⑩ 문짝
	⑪ 관리교	⑫ 월류방지벽

 

(그림 6.1-4) < 수문의 기본구조 >

6.1.2 사전조사

수문 설계를 위한 사전조사는 하천설계기준(KDS 51 00 00)를 참고하여 실시한다.

 

6.1.3 수문(水門) 계획

가. 계획

1) 수문(水門) 계획 절차

수문 계획을 위한 일반적인 절차는 다음과 같다.

 

사전 조사   설치 필요성, 하상변동, 치수안전성, 시설물 제원 및 상태 등 조사 ⇩     설치위치 검토   상위계획 검토, 수리검토, 현황 검토, 경제성, 시공성 등 검토 ⇩     형식 검토   설치목적, 구조와 기능, 평면형상, 설치재료 ⇩     형식 결정   본체, 문기둥, 문틀 및 문짝, 흉벽 및 날개벽, 연결호안 및 바닥보호공, 차수공, 수밀공 및 개폐장치 등에 대한 제원 검토

 

(그림 6.1-5) < 수문 계획 흐름도 >

2) 설치위치

가) 수문의 설치 위치는 기초지반 및 양안이 암반으로 된 곳이 가장 좋으나, 그런 곳이 많지 않으므로 수충부나 연약지반은 피하고 하상과 양안부가 안정된 지점을 선정한다.

나) 하도가 직선부이고, 하폭이 급변하지 않으며, 유수에 의한 세굴과 퇴적 또는 하상의 저하 등이 적은 지점을 선정한다.

다) 계획유량을 유하시키는데 필요한 하폭을 가진 지점을 선정한다.

라) 교량, 보 등의 구조물 부근은 피하는 것이 좋다.

마) 전기 인입이 쉽고, 조작 및 유지관리가 편리한 곳이 좋다.

3) 형식선정

수문(水門)의 형식선정은 설치 목적과 그 목적을 이루기 위해 요구되는 수리학적인 기능을 명확하게 하여 설치목적에 가장 합리적인 방식을 선정하여야 한다.

가) 문짝(Gate)

(1) 일반적으로 수문(Floodgate)의 문짝(Gate)는 강구조로 설계하는 것이 원칙이며, 이용되는 문짝(Gate)의 종류를 분류하면 다음과 같다.

< 문짝 분류 >

(표 6.1-1)

 

종 류		재 료	개 폐 방 식	특 징
인양식	․ 슬라이드 ․ 롤러	강재, 목재	․ Wire Rope Chain식 ․ Spindle식 ․ Rack식 ․ 유압실린더식	조작이 확실
전도식	․ 고무튜브 ․ 철판&고무튜브	강재, 고무	공기주입식	불완전개폐 가능성 있음.
	․ 가로빔 ․ 토우크축	강재	유압식
회전식	․ Mitre 문짝 ․ 상하회전 ․ 좌우회전	강재	․ 유압식 ․ Wire Rope식	불완전개폐 가능성 있음.

 

 

 

(a) 인양식 (b) 전도식(가로빔식) (c) 회전식(Mitre 문짝)

 

(그림 6.1-6) < 문짝의 형태 >

 

 

(a)고무튜브식 (b) 가로빔식

 

(그림 6.1-7) < 전도식 수문의 도복 시 문짝 위치 >

(2) 형식과 적용규모

치수, 이수 혹은 통운 등의 시설계획에 있어서 수문 설비에 요구되는 전체 규모는 그 목적(최대 방류량, 최대 통행선박치수 등)에 따라 결정한다.

 

< 경간규모에 따른 대표적인 형식 >

(표 6.1-2)

 

치수규모	규 모	게이트(Gate) 형식	비고
경간	5m 미만	슬라이드게이트 롤러게이트 기복게이트	- 소경간 또는 수위 밸런스 조작 등에 따른 개폐하중이 작은 경우는 슬라이드 게이트 사용이 많다. - 정확한 유량 조절을 하기 위해서는 기복 게이트의 사용이 많다. - 경간이 작은(1/5 이하) 경우는 플레이트 거더 구조보다 쉘 구조가 유리할 경우가 많다. - 트러스 보강형식은 제작이 어려워 최근에는 채용되지 않고 있다. - 통선이 있는 경우에는 전폐시 수면 위에 구조물을 남기지 않는 라이징 섹터게이트나 중앙부 수면에서 높이가 큰 바이저 게이트가 유리하다.
	5m 이상 ∼ 20m 미만	롤러게이트 기복게이트
	20m 이상	쉘 구조 롤러게이트 기복게이트 트러스보강 롤러게이트 라이징 섹터게이트 바이저게이트

 

 

< 취수량에 따른 대표적인 형식 >

(표 6.1-3)

 

치수규모	규 모	게이트(Gate) 형식	비고
선택 취수량	1㎥/s 미만	다 공 식 다 관 식	다공식, 다관식은 구조는 단순하지만 정확한 취수위치 설정은 불가능하다.
	1㎥/s 이상 ∼ 10㎥/s 미만	다 공 식 원형 다단식 직선 다단식
	10㎥/s 이상	반원형 다단식 원형 다단식 직선 다단식

 

(3) 수문은 문짝 형식에 따라 성능이 달라지므로 목표성능을 확보할 수 있는 문짝을 선정하여야 하며, 문짝 선정시 검토할 항목 및 내용은 다음과 같다.

 

< 문짝 검토항목 및 내용 >

(표 6.1-4)

 

형식 선정 조건	검 토 항 목	비고
건설비용, 유지관리 비용	-초기 투자비용과 유지관리용	Total Life Cost의 파악
운용목적	-담수/이수/염해방지/방조/통선 -상용/비상용/수리용
운용방법	-보통 사용상태 : 개/폐/중간개도 -조작의 제약 : 빈도/시간 -유량 조절기능의 여부 -운용기간제한의 유무(동계조작 등) -조작방식 : 수동/자동	개폐속도 동결방지장치
수리기능	-유수차단기능여부 -방류조건 : 공중/수중/관로 내 -수위유지기능여부 -유량 조절의 유량과 정도 -지수성능의 중요도 -개수로류/관로류 -고수심/저수심 -고속류제어/고압제어 -감세여부와 감세효과	공기 공급 유량계와 최소개도변화
운용 시 안정성	-수리적 진동 및 소음 -전개상태에서의 바람 영향 -하상세굴	소소한 개도방류, 수맥진동 주위 주민의 유무
조작시의 문짝이동 형태	-상하이동 및 수평이동 -회전이동(수평축/연직축)	각 형태의 작동 확실성
규모, 치수	-경간을 넘는 규모
구조특성	-사용재료 -스킨플래이트의 배치와 형태, 보강구조 -평면구조/곡면구조 -수압하중의 토목구조의 전달방법	내식성, 내후성, 경제성
사용동력	-상용동력원/비상용동력원	사용전원/자가발전/엔진/인력
자연조건	-수질 : 하천수/해수/기수역(汽水域) -해일의 유무 -모래/진흙 유무 -결빙 유무(동계조작) -유송작물(유목, 쓰레기 등)	해일, 고조, 동결방지장치
유지관리	-유지관리의 용이한 정도, 빈도
주위 환경 영향	-형태, 색조, 제한높이 -진동/소음 : 방류수/동력원 -방류수 : 저수온/담수/유목, 쓰레기

 

나) 개폐장치

(1) 개폐장치는 확실한 동작이 요구되며, 충분한 내구성을 가지고 있어야 한다. 또한 유지관리의 편리성이 있어야 한다.

(2) 개폐장치는 문짝의 종류, 크기, 사용목적, 사용빈도 및 설치장소를 충분히 고려하여 결정한다.

(3) 개폐장치는 예상되는 전 하중에 대하여 안전, 수밀성이 확보되어야 하며, 충분한 내구성을 가지고 있어야 한다.

(4) 유지관리의 편의성을 확보하여야 한다.

(5) 개폐장치의 형식 및 구조는 사용조건과 설치조건에 적합하도록 선정한다.

(6) 폐장치는 전력 및 전동기에 의한 것으로 하고 예비 전력설비를 설치한다.

(7) 개폐속도는 유량제어성이 좋고 전동기 용량이 작으며 경제적인 0.3m/min을 표준으로 한다.

 

< 개폐장치 분류 >

(표 6.1-5)

 

문짝의 종류	규 모	개 폐 장 치 의 형 식
		Wire Rope Chain 방식	Spindle 방식	Rack 방식	유압 방식
롤러형 문짝	대 형 중 형 소 형	○ ○ ×	× × ○	× △ ○	△ ○ △
슬라이드형 문짝	대 형 중 형 소 형	× △ ×	× × ○	× △ ○	× △ ×

 

주) ○ : 채택하여 이용하기에 적당한 형식

△ : 경우에 따라 채택하여 이용하는 것이 가능한 형식

× : 채택하여 이용하기에 부적절한 형식

 

< 수문 개폐속도 기준 >

(표 6.1-6)

 

설치목적	개폐속도	비고
일반적인 수문	0.3m/min
소용량 방류 수문	0.05~0.1m/min
긴급차단을 위한 수문	0.6~2.0m/min
기타	0.3~2.0m/min

 

6.1.4 수문 설계

가. 일반사항

1) 수문은 계획홍수위 이하 수위의 유수 작용에 대한 안전한 구조가 되도록 설계한다.

2) 취수, 수위유지, 역류 방지를 위하여 설치하는 수문은 계획홍수위 이하 수위의 유수작용에 대하여 안전하고, 시공 및 유지관리가 편리한 구조가 되도록 설계하여야 한다.

3) 수문에 접한 하상, 고수부지 등의 세굴방지와 하천환경을 고려하여 설계하여야 한다.

4) 수문의 개폐문짝은 수밀성(물의 침투, 흡수 및 투과를 막는 성질을 말한다.)을 갖춘 구조로 하며, 필요한 경우에는 개폐문짝의 조작과 보호를 위한 조작실을 설치할 수 있다.

5) 시설규모가 크고, 치수적으로 매우 중요한 곳 및 해수의 영향구간에 설치되는 수문은 조작과 유지관리를 고려하여 필요시 2중 개폐시설 또는 예비문짝(스톱로그, stop log)을 설치하여야 한다.

6) 일반적으로 수문의 본체는 문짝 및 개폐장치를 제외하고 철근콘크리트 구조로 하는 것을 원칙으로 한다.

가) 수리설계

수문설계에 이용되는 수리인자로는 유량계수, 수리력, 유체관련 진동 등이 있다. 유량계수는 수심이나 수문면적에서 적절한 수문 형식의 선정 등의 전체계획에 필요하며, 수리력은 수문에 작용하는 각종 하중으로 기본설계시 사용된다. 유체관련 진동은 각종 수문설계시 상세설계에 이용된다.

(1) 유량계수

수문의 유량, 수심, 방수구의 면적 및 월류 수심 등은 이론식을 이용하여 산정한다. 그러나 관성에 따른 축류가 발생할 때는 흐름의 단면적 감소 등이 발생하여 수문별로 실제 유량계수를 산출하는 것이 곤란하다. 따라서 실제의 유량을 얻기 위해서는 이론 유량을 보정하는 것이 필요하며, 이것을 산정하는 것이 유량계수이다. 유량 계수는 게이트 형식이나 수위, 온도, 압력 등을 변화시켜 수리실험에 의해 구하거나 경험공식 등을 이용하여 산정한다.

(2) 유출

수문의 대표적인 유출에는 월류와 하단방류로 구분되므로 유출부 설계시 이를 고려하여 설계하여야 한다.

(3) 월류

월류 형식에는 완전월류, 불완전월류, 잠수월류 등으로 구분되므로 이를 고려하여 적용하여야 한다.

(4) 하단방류

하단방류 형식에는 자유유출, 잠수유출 등으로 구분되므로 이를 고려하여 적용하여야 한다.

(5) 수리력

게이트에 작용하는 수리력에는 정상적으로 작용하는 수리력과 시간에 따라 변동하는 수리력이 있으므로 이를 고려하여 설계하여야 한다.

(6) 양압력

하구부 근처에 설치되는 게이트는 하류측으로의 물결에 따른 큰 양압력을 받기 때문에 상단비의 저면판을 트러스구조나 격자구조, 구멍난 판구조로 하여 적당한 공기구멍을 게이트 상부에 설치함으로써 파도가 가진 에너지가 게이트 내 공기의 내부에너지 등으로 치환되므로 입사파에 의한 양압력을 감소시켜 없앨 수 있다.

(7) 진동

게이트는 강도상 충분한 강성을 확보하여 설계되지만, 게이트 자체가 진동하는 자유도를 갖기 때문에 미소(微小) 개도로 방류하거나 월류상태에 따른 게이트 본체가 수류와 연성되어 격렬한 진동을 일으키는 경우가 있다. 게이트 자체의 진동이 일어나지 않는 경우도 월류수막과 수막배후 공동의 공동공조가 일어날 때 등, 그에 따라 발생하는 공기의 소밀파가 주위의 민가에 저주파 소음공해로 발생할 수 있으므로 이를 고려하여 설계하여야 한다.

(8) 급기

고압게이트 하류와 같이 상류가 닫혀 있는 터널 안을 개수로 흐름이 고속으로 흘러내릴 때 흐름과 대기의 상호작용에 따라 캐비테이션으로 주위 구조물의 손상 및 그에 따른 진동, 기압저하에 따른 조작실 각 기구의 손상 및 인체에 미치는 악영향, 진동 및 공기류에 따른 소음 등이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위한 대용량 방류설비로서 예비게이트 하류측에 설치되는 부 공기관, 주 게이트 하류측의 주 공기관 및 주기관 등을 적용하여 설계하도록 한다.

(9) 유량조절용 고압수문의 수리

주 게이트·밸브에서 방류수 감세방식으로는 홍수토용의 대규모 감세공을 겸용해 대기중 또는 수중에서 수류를 감세지에 돌입시켜 분류 확산함으로써 유입에너지를 감세하는 방식과 전용의 공중방류 방식 또는 수중방류 방식의 감세공을 설치해 감세하는 방식이 있으므로 이를 고려하여 설계하여야 한다.

(10) 수리실험 (필요시)

수리모형실험은 실제 발생될 수리현상을 모형으로 재현하는 것으로, 실물의 수리기능이나 수리특성에 대해 미리 설계에 반영하는 것을 목적으로 한다. 방류시험은 시설 완성 후의 시험담수·방류시 등에 응력, 진동, 압력 등 각각의 계측 및 유황관찰을 통해 설계시 상정한 상황과의 차이를 검토하여 그 기능성 및 안전성 등을 확인하는 데 그 목적이 있다.

나) 구조설계

(1) 수문의 설계 시에는 각 부분별로 다음사항을 고려하여 설계한다.

- 작용하중에 대한 충분한 내력을 가지며 안전할 것

- 설치목적에 적합하고 충분한 기능을 발휘함과 동시에 경제적일 것

- 환경이나 경관에 적합할 것

- 점검 및 정비가 용이하고 안전할 것

(2) 수문의 구조설계에서 검토사항으로는 설계기준, 설계하중, 방식, 마모 등이 있다.

- 설계기준 : 관련 법규, 기준, 매뉴얼

- 설계하중 : 설계수위, 하중, 개폐하중, 개폐속도

- 방식(부식)

- 마모

다) 개폐 시스템설계

게이트를 움직이기 위한 동력 전달방법으로는 크게 기계식과 액압식, 공압식이 있다.

(1) 기계식 개폐장치 : 와이어로프 힌지식, 래크식, 스핀들식

(2) 액압식 개폐장치 : 유압식, 수압식

(3) 공압식 개폐장치

라) 경관설계

수문은 하천에 설치되는 대형구조물로 산간부에 설치되는 댐과 달리 사람과 인접한 장소에 설치되는 경우가 많다. 따라서 수문을 설계 할 때는 수문의 기능을 유지하는 범위 내에서 자연과 조화를 고려하여 게이트 형식, 개폐장치실, 관리교 등을 설계한다.

나. 단면 및 설계유속

1) 수문의 단면은 계획유량과 유하물이 흐를 수 있는 충분한 단면적을 확보하여야 한다.

2) 수문의 설치연장(W)은 계획홍수위를 변경하지 않는 상태에서 해당 하천의 기존 통수단면적이 수문 설치 시 통수단면적과 비교하여 1.3배 미만인 경우에는 양안 측벽의 내측은 해당하천의 계획홍수위와 제방과의 교점으로 한다. 또한 1.3배 이상인 경우에는 1.3배되는 곳까지 수문의 설치 연장을 축소할 수 있다(그림 6.1-8 참조).

3) 수문의 경간장(인접한 문기둥의 중심간 거리를 말한다.)은 하천상황, 지형상황, 계획홍수량, 경제성, 시공성 등을 고려하여 결정하되 표 6.1-7 값으로 한다. 단, 산간협착부 또는 하천상황 및 지형상황이 치수상 지장이 없는 경우에는 이 기준을 따르지 않아도 된다.

< 계획홍수량에 따른 경간장 >

(표 6.1-7)

 

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

 

4) 표 6.1-7에서 수문의 설치연장(W)이 30 m 미만인 경우 2경간 이내에서 경간장을 12.5m 이상으로 설치할 수 있다. 또한 문짝의 높이가 2 m 이하인 경우에는 문짝의 높이와 가로길이 비가 1/10값 (15 m 미만인 경우 15 m) 이상으로 설치할 수 있다. 그 외 사항은 ‘하천설계기준ㆍ해설(2019, 한국수자원학회, 하천협회)’에서 제시된 하천수문 ‘4.2.4 단면’을 참고하여 계획한다.

 

기존 통수단면적 : , 수문설치 시 통수단면적 :

 

(그림 6.1-8) < 통수단면적 산정 예 >

  다. 수문 설계

1) 본체

가) 수문의 본체는 바닥판, 측벽, 문기둥, 조작대, 조작실, 관리교, 월류방지벽, 흉벽, 날개벽 등으로 구성되며 일반적으로 수문의 본체는 문짝을 제외하고 철근콘크리트 구조로 하는 것을 원칙으로 한다.

나) 형식은 기초지반, 공사비, 시공성을 고려하여 결정하며, 본체 형식은 흐름에 지장을 주지 않도록 설계해야 한다.

(1) 수문 본체의 형식은 <그림 6.1-3>과 같이 소규모일 경우에는 사각형, 대규모일 경우에는 역T자형, 중규모일 경우일 때는 U자형으로 하고 기초지반, 공사비, 시공성 등을 고려하여 결정한다.

2) 바닥고

가) 수문의 바닥높이는 설치목적에 따라 결정하지만 현하상고와 계획하상고를 고려하여 유수소통과 퇴사로 인한 문짝 개폐에 지장이 없도록 결정하여야 한다.

(1) 수문의 바닥이 너무 낮으면 토사가 침전하여 유효단면적이 감소하고, 너무 높으면 통수능력이 감소하므로 현재 하상고와 장래의 하천정비계획 등을 검토하여 설치 후에 그 기능이 충분히 유지될 수 있도록 바닥고를 결정한다.

(2) 하폭이 넓고 하상이 동일하지 않은 하천에서 수문의 턱을 하상의 가장 낮은 곳에 맞추어 동일 표고로 설치하면 하상보다 깊은 턱을 가진 부분이 생기므로 토사 퇴적으로 문짝 개폐가 어려울 수 있다. 따라서 유하단면을 축소하지 않는 범위 내에서 경간을 분할하여 자연하천의 횡단형과 가급적 비슷하게 <그림 6.1-9> 턱 높이를 결정하는 것이 좋다.

 

 

(그림 6.1-9) < 수문 턱 높이 결정 >

3) 바닥판

가) 수문의 바닥판은 상부 하중을 지지하고 문짝의 수밀성 확보와 물받이 역할을 할 수 있는 구조로 한다.

(1) 바닥판이 받는 하중은 측벽 또는 문기둥의 하중과 문짝 하중이 있다. 본체의 형식이 상자형은 BOX 모양으로 구조적으로 가장 안전하고, 역T자형은 측벽 또는 문기둥의 기초와 중간 바닥판이 분리되어 작용하고, U자형은 중간 바닥판이 없어 모두 본체 바닥판에 작용한다.

(2) 바닥판의 기초는 부등침하가 발생하지 않아야 한다. 또한 바닥판과 문짝 사이와 측벽 및 문기둥 기초와 중간바닥판 사이에는 수밀성이 확보되어야 한다.

(3) 바닥판은 물받이 역할도 하므로 양압력 및 유수에 안전한 구조로 하여야 한다.

(4) 바닥판의 두께는 양압력에 대응하고, 하중을 지지하는 것 외에도 문틀을 설치할 수 있는 충분한 두께를 가져야 한다.

4) 측벽

가) 측벽은 측면 토압과 문짝을 지지하고 상부하중 및 수압을 안전하게 바닥판에 전달하는 구조로 한다.

(1) 측벽은 문짝을 닫았을 때 문짝을 지지하고 관리교를 지지하는 문기둥의 아래 부분을 말하며, 중간부와 양단부로 구분된다. 측벽의 단면적은 홍수와 지진 시의 지지력, 전도, 활동 등에 대해 안전한 구조로 설계하여야 한다.

(2) 측벽의 상단고는 관리교 설치조건 등을 고려하여 일반적으로 계획제방고까지로 하고 있으나 관리교 슬래브 두께를 감안하면 더 높게 하여야 한다.

(3) 측벽은 지지력, 전도, 활동에 안전하고, 문기둥 폭, 문틀설치 등을 감안한 충분한 두께를 가져야 한다. 측벽으로 인한 하폭저해률(측벽 설치 폭이 하폭에 차지하는 비율)은 전체 하폭의 10%를 초과하지 않아야 한다.

(4) 중간부 측벽의 상․하단은 물 흐름을 원활하게 하는 형상(반원형, 방추형, 삼각형 등)으로 한다.

(5) 측벽의 길이는 문틀, 문기둥 폭, 관리교 폭 등을 감안하여 설치한다. 측벽의 길이는 바닥판의 길이와 같게 하지만 필요에 따라서는 길이가 짧은 경우도 있다.

 

(a) 측면도 (b) 중간부 측벽 평면도

 

(그림 6.1-10) < 측벽 및 문기둥 >

5) 문기둥

가) 문기둥은 물 흐름의 지장을 적게 받는 형상으로 하고, 문짝을 지지하고 상부하중 및 수압을 안전하게 바닥판에 전달하는 구조로 한다.

(1) 문기둥의 형상은 유수의 저항을 적게 받도록 양쪽 끝부분을 반원형, 삼각형, 또는 방추형 등으로 한다. 또한 문짝을 닫았을 때 문짝을 지지하고 관리교 및 상부하중을 지지하고 홍수와 지진시의 지지력, 전도, 활동 등에 대해 안전한 구조로 설계하여야 한다.

나) 문기둥의 두께는 관리교의 폭, 문짝의 치수, 조작실의 규모를 고려하여 결정하고, 문기둥에 의한 저해률(문기둥 설치 폭이 수문 설치연장에 차지하는 비율)은 수문 설치연장의 10 %를 초과하지 않아야 한다.

(1) 문기둥의 두께와 폭은 관리교의 폭, 문짝의 치수, 조작실의 규모를 고려하여 결정하는데 문기둥의 전체 두께가 계획홍수가 흐를 때 수문 설치연장(W)의 10%를 초과 할 경우에는 배수효과에 따른 상류측 수위를 분석하여 필요한 경우 수문의 설치연장을 확장 할 필요가 있다.

다) 문기둥의 높이는 문짝을 완전히 열었을 때 문짝 하단부까지의 높이, 문짝의 높이, 관리를 위한 여유고를 더한 값으로 한다.

(1) 문짝의 여유고는 문짝의 제작 설치사양과 유지관리를 고려하여 정한다. 문짝관리에 필요한 높이는 문짝의 크기, 인상여유고 외에 활차 등의 부속품 높이와 개폐속도 등을 고려하여 약 1 m 이상으로 하는 것이 좋다.

 

 

(그림 6.1-11) < 수문의 문기둥에 의한 저해율 산정방법 >

6) 조작대 및 조작실

가) 문기둥 상부에는 개폐장치, 조작반 등을 설치하기 위한 조작대를 설치하여야 하고, 원칙적으로 조작실도 설치한다.

(1) 구조상 조작대가 필요 없는 유압실린더식과 전도식 등을 제외한 인양식은 개폐장치 등을 설치․조작하기 위한 조작대를 설치하여야 한다. 또한 악천후에서도 조작반 등을 보호하고 확실하게 문짝을 조작할 수 있는 상태를 유지하기 위해 조작실을 설치하는 것을 원칙으로 한다.

나) 조작실은 개폐장치 설치와 조작에 필요한 충분한 여유 공간을 확보하고 주변경관과 조화로워야 한다.

(1) 조작대와 조작실은 개폐장치, 조작반, 비품비치, 조작인 대기, 보수를 위한 기계의 반출입 등을 위한 충분한 공간이 있어야 하고, 형상이나 색채가 주변경관과 조화로워야 한다.

7) 관리교

가) 수문에는 원칙적으로 관리교를 설치한다. 단, 전도식수문 및 소형수문과 같이 관리교 설치가 필요 없다고 인정되는 경우는 예외로 한다.

(1) 관리교의 폭은 접속하는 도로의 교통량과 중요성, 수문관리 및 수방활동 시 교통량 등을 고려하여 결정한다.

나) 관리교의 폭은 수문의 유지관리와 연결도로의 폭을 고려하여 결정한다.

다) 관리교의 높이는 계획홍수위에 홍수량에 따른 제방여유고 기준 값을 더한 높이 이상으로 한다.

(1) 관리교의 슬래브 하단높이는 KDS 51 50 05(하천제방)에서 규정한 계획홍수위에 제방여유고 기준 값을 더한 높이 이상으로 설치하여야 한다.

라) 관리교는 설계하중에 안전한 구조로 하여야 한다.

(1) 관리교의 하중은 일반도로와 겸하여 사용할 경우에는 KDS 24 00 00(교량설계기준)에 따라야 한다. 관리교를 문짝 및 개폐시설의 조립과 제방관리용 등의 사용 여부에 따라 달라진다. 대형문짝의 수리는 비홍수기에 시행하므로 관리교 위에서 크레인에 의해 조립, 설치하는 것은 비경제적일 수 있다. 따라서 수문의 완성 후 점검, 부품교체, 보수에 필요한 정도의 하중만 고려하는 것이 바람직하다. 스톱로그(stop log)의 설치 및 철거에 필요한 하중은 고려하는 것이 좋다.

(2) 내진설계 대상 수문에서 관리교는 지진력에 안전하고, 지진 시 낙교(落橋)가 되지 않는 구조로 하여야 한다.

8) 월류방지벽

가) 수문 설치 시 해당 하천의 계획홍수위가 본류 하천의 계획홍수위 또는 계획고조위보다 낮은 경우에는 역류방지를 위한 월류방지벽을 설치하여야 한다.

(1) 수문에서는 문짝을 닫았을 때 역류방지를 위한 월류방지벽의 높이가 제방고 역할을 할 수 있어야 하고, 수압 및 외력에 견딜 수 있는 구조로 하여야 한다.

나) 문짝을 열었을 때 문짝의 하단고는 수문이 접한 계획제방고 이상으로 하고, 문짝을 닫았을 때 문짝의 상단고 또는 월류방지벽의 상단 높이는 수문이 접한 계획제방고 이상으로 한다.

(1) 문짝을 열었을 때 문짝의 하단고는 유하물 걸림 등을 방지하기 위해 교량하부에서 확보하여야 하는 정도의 여유고가 필요하며, 문짝을 닫았을 때 월류방지벽의 상단고는 제방과 같은 규모의 높이가 필요하다.

(2) 선박통행이 있을 경우에는 항행에 지장을 주므로 선박의 규모를 고려하여 높이를 설정하는 것이 필요하다.

 

 

(그림 6.1-12) < 수문의 월류방지벽 설치 사례 >

9) 흉벽 및 날개벽

가) 흉벽은 본체와 일체된 구조로 하고 수문의 본체와 제방 내 토립자의 이동 및 유출을 방지함과 동시에 날개벽의 파손 등에 의한 제방의 붕괴를 방지할 수 있는 구조로 설계해야 한다.

(1) 흉벽은 침투길이를 길게하여 본체와 제방 사이의 흙 입자의 이동 및 유출을 방지하고 날개벽의 파손 등에 의한 제방의 붕괴를 일시적으로 방지하기 위해 설치하는 것이다.

(2) 구조 형식은 <그림 6.1-13>과 같이 중력식, 역T식, 부벽식 등이 있으나 역T식이 일반적이다.

(3) 흉벽은 본체와 일체구조로 설치하고 토압 등에 대해 자립이 가능하도록 하는 것이 좋다.

(4) 흉벽 상단은 계획제방단면 내로 하는 것이 원칙이지만 필요시 시공단면 내로 할 수 있다.

 

 

(그림 6.1-13) < 흉벽의 구조형식 >

나) 날개벽을 본체와 분리 설치할 경우 연결부는 수밀성을 확보할 수 있는 구조로 한다.

(1) 날개벽은 원칙적으로 본체와 분리된 철근콘크리트 구조로 하는데, 연결부에는 지수판 및 신축재를 이용하여 구조상 변위가 발생하여도 수밀성이 확보되어야 한다.

(2) 날개벽 단부는 <그림 6.1-14>와 같이 접합부 수로의 비탈사면에 1 m 이상 감입하고 세굴로부터 날개벽 보호를 위해 지수벽을 설치하는 것이 바람직하다.

 

 

(그림 6.1-14) < 날개벽단부 설치 사례 >

6) 조작대 및 조작실

가) 문기둥 상부에는 개폐장치, 조작반 등을 설치하기 위한 조작대를 설치하여야 하고, 원칙적으로 조작실도 설치한다.

(1) 구조상 조작대가 필요 없는 유압실린더식과 전도식 등을 제외한 인양식은 개폐장치 등을 설치․조작하기 위한 조작대를 설치하여야 한다. 또한 악천후에서도 조작반 등을 보호하고 확실하게 문짝을 조작할 수 있는 상태를 유지하기 위해 조작실을 설치하는 것을 원칙으로 한다.

나) 조작실은 개폐장치 설치와 조작에 필요한 충분한 여유 공간을 확보하고 주변경관과 조화로워야 한다.

(1) 조작대와 조작실은 개폐장치, 조작반, 비품비치, 조작인 대기, 보수를 위한 기계의 반출입 등을 위한 충분한 공간이 있어야 하고, 형상이나 색채가 주변경관과 조화로워야 한다.

7) 관리교

가) 수문에는 원칙적으로 관리교를 설치한다. 단, 전도식수문 및 소형수문과 같이 관리교 설치가 필요 없다고 인정되는 경우는 예외로 한다.

(1) 관리교의 폭은 접속하는 도로의 교통량과 중요성, 수문관리 및 수방활동 시 교통량 등을 고려하여 결정한다.

나) 관리교의 폭은 수문의 유지관리와 연결도로의 폭을 고려하여 결정한다.

다) 관리교의 높이는 계획홍수위에 홍수량에 따른 제방여유고 기준 값을 더한 높이 이상으로 한다.

(1) 관리교의 슬래브 하단높이는 KDS 51 50 05(하천제방)에서 규정한 계획홍수위에 제방여유고 기준 값을 더한 높이 이상으로 설치하여야 한다.

라) 관리교는 설계하중에 안전한 구조로 하여야 한다.

(1) 관리교의 하중은 일반도로와 겸하여 사용할 경우에는 KDS 24 00 00(교량설계기준)에 따라야 한다. 관리교를 문짝 및 개폐시설의 조립과 제방관리용 등의 사용 여부에 따라 달라진다. 대형문짝의 수리는 비홍수기에 시행하므로 관리교 위에서 크레인에 의해 조립, 설치하는 것은 비경제적일 수 있다. 따라서 수문의 완성 후 점검, 부품교체, 보수에 필요한 정도의 하중만 고려하는 것이 바람직하다. 스톱로그(stop log)의 설치 및 철거에 필요한 하중은 고려하는 것이 좋다.

(2) 내진설계 대상 수문에서 관리교는 지진력에 안전하고, 지진 시 낙교(落橋)가 되지 않는 구조로 하여야 한다.

8) 월류방지벽

가) 수문 설치 시 해당 하천의 계획홍수위가 본류 하천의 계획홍수위 또는 계획고조위보다 낮은 경우에는 역류방지를 위한 월류방지벽을 설치하여야 한다.

(1) 수문에서는 문짝을 닫았을 때 역류방지를 위한 월류방지벽의 높이가 제방고 역할을 할 수 있어야 하고, 수압 및 외력에 견딜 수 있는 구조로 하여야 한다.

나) 문짝을 열었을 때 문짝의 하단고는 수문이 접한 계획제방고 이상으로 하고, 문짝을 닫았을 때 문짝의 상단고 또는 월류방지벽의 상단 높이는 수문이 접한 계획제방고 이상으로 한다.

(1) 문짝을 열었을 때 문짝의 하단고는 유하물 걸림 등을 방지하기 위해 교량하부에서 확보하여야 하는 정도의 여유고가 필요하며, 문짝을 닫았을 때 월류방지벽의 상단고는 제방과 같은 규모의 높이가 필요하다.

(2) 선박통행이 있을 경우에는 항행에 지장을 주므로 선박의 규모를 고려하여 높이를 설정하는 것이 필요하다.

 

 

(그림 6.1-15) < 수문의 바닥보호공 설치 사례 >

11) 차수공

가) 제방과의 접촉면을 따라 발생하는 침투수의 침투경로를 길게 하고 수문 하부의 토사유동과 세굴에 의한 토사흡출을 방지하기 위해 적절한 차수공을 설치해야 한다.

(1) 차수공은 내․외측 수위 차에 의한 침투수를 감소시키고, 수문 하부, 측면을 통한 토사유동과 세굴에 의한 토사흡출을 방지하기 위해 설치한다. 그 재료는 경제성, 시공성, 내구성 등을 고려하여 선택하며 그 깊이, 길이, 설치위치는 파이핑 현상이 일어나지 않도록 검토하여 결정하는 것이 바람직하다.

(2) 수문의 차수공은 표준적인 계산방법이 없으므로 다음의 블라이(Bligh, 1910)식 또는 레인(Lane, 1935)식 등을 이용하여 수문 하부와 측면부에 대해 수직과 수평방향의 침투로 길이를 산정할 수 있으며, 과거 사례 등을 고려하여 필요한 길이를 결정하고 본체와 이탈되지 않게 설치하는 것이 좋다.

◎ 블라이식

 

여기서 는 침투로의 길이 (m), 는 지반의 종류에 따른 계수 (해설표 6.1-8 참조), 는 상하류의 수두차 (m)이다.

 

◎ 레인식

 

여기서 는 가중침투로비 (해설표 6.1-8 참조), 는 가중침투로 길이 (m), 는 물받이공 상단에서 최대수위까지 높이(갈수시), 는 상하류 수위차(홍수시), 는 최단거리의 유선을 따라 수평거리의 합 = , 는 최단거리의 유선을 따라 수직거리의 합 = 이다.

 

< 레인의 가중 삼투로비 및 블라이 값 >

(표 6.1-8)

 

흙의 종류	Lane 가중침투로 비	Bligh 값
매우가는 모래, 실트 (0.05∼0.1㎜)	8.5	18
가는 모래 (0.1∼0.25㎜)	7.0	15
중간 모래 (0.25∼0.5㎜)	6.0	-
굵은 모래 (0.5∼1.0㎜)	5.0	12
가는 자갈	4.0	-
중간 자갈	3.5	-
자갈과 모래 혼합	-	9
연약∼중간 점토	2.0∼3.0	-
호박돌 자갈과 모래	-	4~6
단단한 점토	1.8	-
견고한 지반	1.6	-

 

 

(a) 수문하부 침투로     (b) 수문측면 침투로

 

(그림 6.1-16) < 차수공의 배치 및 침투경로 >

 

(3) 차수공은 강널말뚝을 많이 사용하고 있으며 본체와 이탈되지 않게 설치하여야 한다. 또한 부등침하나 토압에 의한 변위가 발생 시 구조물에 손상을 주므로 변위를 흡수하기 위해 필요할 경우에는 수평방향으로 가동성을 가지는 강널판 구조로 하는 것이 좋다.

(4) 그 외 사항은‘제7편 하천공통설계 제4장 차수설계’를 참조한다.

12) 수밀공

가) 문짝의 수밀재는 수밀성이 좋고 내구성이 크고 유해한 진동과 공동현상(cavitation)을 일으키지 않는 구조로 하고 교체 및 교정이 용이해야 한다.

(1) 문짝의 수밀부는 주로 스테인레스 강판, 동합금판, 고무 등으로 설치한다. 수밀부는 일반적으로 고무가 많이 사용되고 있으며 수밀을 유지할 수 있는 적절한 형상을 가지고 있어야 한다. 수밀고무의 형상은 P형, L형, Y형, 케손형, 평형 등이 있다.

 

 

(a) P형 (b) L형 (c) Y형       주) → 는 수압방향임 (d) 케손형 (e) 평형

 

(그림 6.1-17) < 수밀부 형상 >

13) 부속시설 및 설비

가) 어도 및 통문(통선문)의 설계는 KDS 51 40 10(하천어도) 및 KDS 51 40 20(내륙주운시설)의 규정에 따른다.

나) 수문에는 조작 및 유지관리를 위해 필요시 부속설비를 설치한다.

 

라. 수문의 안전성

1) 수문은 하중, 전도, 활동, 기초지지력에 대한 소정의 안전성을 확보하여야 하며, 내진설계 대상 수문은 지진에 대한 소정의 안전성도 확보하여야 한다.

2) 수문설계의 주된 하중으로는 자중, 자동차하중, 토압, 정수압, 양압력, 지진시 관성력, 동수압, 온도하중, 잔류수압, 풍하중, 설하중 등이 있다.

3) 수문설계 시 정수압 하중에 대한 수위조건은 계획홍수위(감조구간에서는 계획고조위)와 수문바닥고 또는 저수위(LWL)로 한다.

< 수문 설계의 수위조건 >

(표 6.1-9)

 

구분	설계수위
	외수위	내수위
반배수제(Semiback levee)에 의한 지천 처리방식으로 설치된 수문	외수의 계획홍수위 (감조구간에서는 계획고조위)	수문의 바닥고 또는 내수의 저수위(LWL)
자기류제에 의한 지천 처리방식으로 설치된 수문	외수의 계획홍수위 (감조구간에서는 계획고조위)	수문의 바닥고 또는 내수의 저수위(LWL)
분류점 등에 설치되는 수문	외수의 계획홍수위 (감조구간에서는 계획고조위)	수문의 바닥고

 

4) 수문의 설계에 이용하는 하중은 수문의 위치와 규모, 문짝, 측벽, 문기둥의 형식등을 고려하여 해당 주된 하중에 대해 검토해야 한다.

가) 자중 : 수문 재료의 단위체적 중량으로 구한다.

나) 자동차하중 : 도로교 설계기준에 따라 표준트럭하중(DB 하중) 또는 차로하중(DL 하중)을 적용한다.

다) 토압: 평상시와 지진시에 대해 계산한다.

라) 정수압: 수문 내․외측 수위에 대해 문짝의 조작을 감안하여 수위를 조합하여 검토한다. 여기서 정수압은 해설표 6.1-9의 수위조건으로 한다.

마) 퇴적토압: 퇴적토의 연직력은 수중중량을 취하고, 수평력은 다음 식으로 구한다.

여기서 는 수평방향 토압 (kN/㎡), 는 퇴적토압계수 (0.4～0.6), 는 퇴적토의 수중단위중량 (kN/㎥), 는: 퇴적토의 깊이 (m)이다.

바) 양압력: 수문 조작조건 중 내․외측 수위차가 최대수위일 때의 양압력을 적용한다.

사) 지진시 관성력: 지진 시의 관성력은 수평방향에 대한 것만 고려한다.

아) 지진시 동수압: 수문에 작용하는 지진시 저류수의 임의수심에 대한 정수압은 수문에 수직으로 작용하는 것으로 한다. 과거 사례에서 지진과 홍수가 동시에 작용하지 않는바, 일반구간에서는 지진시 관성력과 동수압은 평수위 조건으로 하고, 해수영향구간에서는 삭망평균조위 및 파랑의 영향을 고려하여 검토한다.

자) 온도하중: 온도의 변화를 ±15℃로 하고, 팽창계수는 강재 , 콘크리트 으로 한다.

차) 파압(波壓): 파압은 바람과 지진에 의한 파랑고를 고려하여 구한다.

카) 잔류수압: 잔류수압은 수문의 조작에 의한 수위조합 조건에 따라 결정한다.

타) 풍하중: 풍하중은 3 kN/㎡으로 한다.

파) 설하중: 강설량을 고려하여 설정하고, 지진특성에 따라 증감할 수 있다.

6.2 수량 산출 요령

6.2.1 수량 산출 내역

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.0	수 문
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

 

6.2.2 일반사항

1) 수량 산출은 공정 순으로 하고 각 공종마다 집계표를 작성한다.

가) 토공사

나) 구조물공사

다) 부대공사

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

※ 단, 강재, 철근 등은 소수점 3자리까지 산출

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) 수량 산출은 공종순으로 하고 각 공종마다 집계표를 작성한다.

 

6.2.3 구조물공사

가. 수문 설치(식)

1) 수문은 설치목적, 지형, 지질, 재료구득, 운반, 시공성, 경제성 등을 종합 고려하여 형식을 결정한다.

2) 수문은 특성에 따라 설치 및 자재에 대해 견적을 원칙으로 한다.

 

6.3 단가 산출 요령

가. 토공사 및 부대공사

토공사의 단가 산출은‘제2편 제1장 하천제방 및 제7장 하천통문’의 단가 산출 요령에 준한다.

나. 수문

수문에 관한 단가 산출에 있어 일반공정 단가는 건설공사 표준품셈 적용을 원칙으로 하고, 수문구입 및 설치단가는 전문업체에 의한 견적 단가를 적용한다

 

 

제7장 하천통문

7.1 설계 요령

7.1.1 일반사항

가. 정의

통문이란 사각형 단면으로 제방을 관통하여 설치하고 그 끝단 또는 중간에 개폐 문짝을 설치한 구조물을 말하며, 구조 형식에 따라 다음과 같이 구분할 수 있다.

1) 통문 : 사각형 단면으로 제방을 관통하여 설치하고 그 끝단 또는 중간에 개폐문짝을 설치한 구조물

2) 통관 : 원형 단면으로 제방을 관통하여 설치하고 그 끝단에 개폐문짝을 설치한 구조물

3) 육갑문 : 제방을 관통하여 평상시에는 통행로로 이용하고 홍수 시에는 문짝을 닫아 제방 역할을 하는 구조물

4) 암거 : 통문과 통관의 형태를 갖고 있으나 제내지가 높아 개폐문짝을 설치하지 않는 구조물

 

통문	통관	육갑문	암거

 

(그림 7.1-1) < 하천통문 사례 >

나. 적용범위

본 설계 요령은 하천 제방에 설치되는 하천통문 설계에 적용한다.

다. 적용기준

1) 하천 설계기준(KDS 51 00 00)(2018, 국토교통부)

2) 하천공사 표준시방서(KCS 51 60 26)(2023, 환경부)

3) 하수도 설계기준(KDS 61 00 00)(2019, 환경부)

4) 소하천 설계기준(2020, 행정안전부)

라. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 하천시설물 표준도(2023, 환경부)

3) 도로설계편람(2022. 국토교통부)

4) 국도건설공사 설계실무 요령(2021. 국토교통부)

마. 설계일반사항

1) 하천통문 계획홍수위 이하의 유수작용에 대하여 안전한 구조로 설계 한다.

2) 하천통문 유출부 하상 혹은 고수부지 등의 세굴을 방지 할 수 있는 구조가 되도록 설계한다.

3) 설계홍수량을 안전하게 통수시킬 수 있는 규모로 하천통문 단면을 결정한다.

4) 제체를 통과하는 하천통문은 제방안전에 지장을 줄 우려가 많으므로 하천통문의 설치지역을 최소화 한다.

5) 수문명칭 명기시 하천기본계획 및 시설물정보관리종합시스템(FMS)의 명칭을 고려하여 명기토록 한다. 또한 명칭 적용시 하천설계기준 시설구분 및 시설정의를 고려하여 수문, 통문, 통관, 암거를 명확하게 구분하여 명기하도록 한다.

6) 하천통문 유지관리를 위해 제내·외측 비탈면에 점검계단을 설치할 수 있으며, 유지관리시 관리자의 안전확보를 위해 안전고리 결속을 위한 고정시설을 설치할 수 있다.

7.1.2 사전조사

하천통문 설치를 위한 사전조사는 하천설계기준(KDS 51 00 00)를 참고하여 실시한다.

7.1.3 하천통문 계획

가. 기본 방향

1) 하천통문은 기존 수로의 배수체계를 고려하여 계획한다.

2) 하천통문의 단면은 유출량을 계산하여 결정하되, 가급적 상․하류의 기존 수로규모를 고려하여 계획하고, 가능한 련수를 최소화하여 계획하는 것이 구조물 유지관리상 유리하다.

3) 하천통문은 제방에 직각으로 최대한 간단한 구조물로 설치하되, 본류 방류하천 및 유입수로의 방향등을 고려하여 원활한 내수배제가 가능한 형태로 계획하는 것이 바람직하다.

4) 하천통문의 유출부와 저수로까지의 연결수로는 하상변동이 심한 곳에 계획되므로 수로 비탈면 및 수로바닥 보호를 위한 적절한 대책을 수립한다.

5) 하천통문으로 유입되는 제내지측 배수로가 인근 산지 또는 습지대와 인접하여 생태통로 기능으로서 중요한 구간일 때에는 배수로를 생태통로 기능을 갖는 구조로 계획하는 것이 바람직하다.

6) 본류로 유입되는 지류가 하천법을 적용받는 하천일 경우, 지류 하구부에 수문을 설치하는 것은 가급적 지양하고 배수제방을 설치한다. 그러나, 염해 및 배수제방 설치에 따른 과다한 공사비, 편입토지가 발생할 경우에는 수문이 설치되는 자기류제방 및 반배수제방을 발주처와 협의하여 검토한다.

7) 기존 하천통문을 보강하는 경우, 지반의 부등침하, 콘크리트의 노후 및 균열, 이음 부분의 변형,암거 및 날개벽 접속부의 변형 등을 조사하여 적절한 보강대책을 수립한다.

8) 기존 배수구조물 설치지점에 하천통문을 재 설치할 경우에는 기존 구조물을 완전히 제거한 후 설치한다.

9) 배수펌프장의 방류관로에 연결되는 배수통문의 유출부에는 날개벽을 설치한다.

10) 배수펌프장 토출수조와 방류관로 사이는 진동절연구조로 계획하여 펌프 운전으로 인한 제방에 미치는 영향을 최소화 한다.

나. 하천통문 계획

하천통문 계획 및 설계 절차는 다음과 같다.

 

사전 조사   기초지반 상태, 배수체계, 제내지 지반고, 본류 수위 및 지체시간 ⇩     배수시설 설치 지점   설치지점 선정, 계획 유입ㆍ유출고 결정, 문짝설치 여부 ⇩     배수시설 규격 결정   계획 유입량 산정, 배수시설 단면 가정, 통과유량 산정 ⇩     배수시설 설계   본체, 유입ㆍ유출 날개벽 설계, 기초설계

 

(그림 7.1-2) < 하천통문 계획 및 설계 절차 >

1) 설치위치

가) 수충부나 연약지반은 피하고, 본류하상이 안정된 지점에 설치한다.

나) 고수부지가 넓은 지점은 홍수로 인한 토사 퇴적으로 수로 또는 통(문)관이 매몰되는 등 유지관리가 어려우므로 가급적 피한다.

다) 하폭이 급변하지 않고, 유수에 의한 세굴과 퇴적 등이 적은 지점에 설치한다.

라) 낙차공, 보, 교량 등의 구조물 부근은 피하는 것이 좋다.

마) 제내지측 배수가 목적이므로 제내지반 중에서 가장 낮은 지점을 선택한다.

2) 하천통문 바닥고 결정

가) 하천통문의 바닥고는 연결되는 방류하천의 계획 하상고, 유입수로 바닥 표고, 장래의 하천개수계획 등을 검토하여 개수후에도 그 기능이 충분히 유지될 수 있도록 결정한다.

나) 유출부 바닥고는 연결수로 등 방류하천의 현재 혹은 계획하상고등을 검토하여 결정한 후, 본체 내 통과유속이 제 기준 범위 내에 적합하도록 유입부 바닥고를 결정한다.

3) 하천통문 기초설계

가) 하천통문의 설치위치는 일반적으로 배수지역 하류부 제내지의 지반고가 낮은 곳으로 지반이 좋지 않은 경우가 많기 때문에 구조물의 침하 또는 제방의 침하에 의한 균열발생, 구조물 기초부의 연약지반과 관련된 제반 문제에 대한 대책을 충분히 검토한다.

나) 하천통문의 기초형식은 직접기초를 원칙으로 한다.

다) 연약지반상 계획되는 하천통문은 우선적으로 직접기초 적용가능성(지지력, 침하량 만족)을 검토한 후 만족하지 못할 경우 얕은기초, 깊은기초(말뚝기초+차수공)순으로 구조물 기초를 계획한다. 부득이 말뚝기초를 사용하는 경우 반드시 구조물의 부등침하, 공동발생, 파이핑(piping), 히빙(heaving), 측방유동, 부마찰력 등에 대한 안정성을 검토하고 필요시 보강한다.

(‘제7편 하천공통설계 제2장 하천지반설계’참고)

라) 배수구조물은 다음과 같이 제체누수에 대해 취약한 경우 적절한 보강대책을 강구한다.

- 제체토사와 중량 및 강성 등의 차이로 인하여 다짐 밀착이 어려운 경우

- 연약지반에 말뚝기초가 설치되어 구조물 하단부와 주변부 사이의 상대적 침하차로 공동이 발생할 우려가 있는 경우

7.1.4 하천통문 규모 결정

가. 내수배제유량 결정

- 하천통문 은 비교적 유역면적이 작은 소유역의 홍수를 배제하기 위하여 설치되는 구조물로 하천통문의 본체인 암거 및 통관 단면적은 내수배제유량을 안전하게 통과시킬 수 있는 규모로 한다.

- 암거 및 통관 단면결정을 위하여 대상 배수유역으로부터 유출되는 내수배제유량을 우선 결정한다.

1) 유역면적

유역면적은 배수시설 설치지점의 배수유역 경계를 따라 결정하되, 우수하수도 관망 구역은 그 관망으로 유입되는 전체 구역을 배수유역으로 하여 결정한다.

2) 설계빈도

설계빈도는 하천기본계획에서 제시한 기준‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’의 주요 수공구조물의 설계빈도, 방재성능목표기준, 유사지역에서 기 적용된 빈도, 비용-편익 분석 등 시설물의 중요도 사회적․경제적 여건 등을 고려하여 결정한다.

3) 강우강도

대상유역의 하천기본계획에서 제시한 강우강도식을 적용할 수 있으며, 필요시 대상지역의 IDF 곡선을 이용하거나 인근 관측소 기상자료를 분석하여 산정된 강우강도식을 적용한다.

4) 유출계수

가) 유출계수(C)는 장래개발계획을 고려한 배수유역내의 유역형상, 지표면 피복상태, 식생 피복상태

및 개발상황 등에 따라 결정하며, 일반적으로 ‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’에서 제시한 유출계수를 일반적으로 적용한다.

나) 배수유역 내에 2가지 이상의 토지이용을 하는 경우에는 면적평균 유출계수를 적용한다.

5) 내수배제시간

가) 일반적으로 제내지 농경지(답)인 경우에는 허용침수시간을 24시간(허용담수심 30㎝ 이내) 이내로 하나, 최근 2모작이나 시설농업등이 발달하여 침수를 허용하지 않는 경우가 많다.

나) 따라서, 내수배제시간에 대해서는 제내지 토지이용상태 및 장래 도시화등을 고려하여 신중하게 결정하여야 한다.

다) 주거지, 산업단지, 단위면적당 생산성이 높은 고속득 작물재배를 위한 시설농업등 내수침수로 인한 큰 피해가 예상되는 지역에서는 즉시 내수배제를 적용한다.

6) 내수배제유량 산정

가) 홍수량은 유역의 유출특성에 따라 소규모ㆍ중규모ㆍ대규모 유역을 구분하여 각 유출특성에 적합한 홍수량 계산방법으로 산정한다.

나) 소규모유역의 홍수량계산은 합리식이 많이 이용되고 있으며, 중규모 및 대규모 유역에서는 ‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’을 참고로 한다.

다) 합리식은 다음과 같다.

합리식에 사용하는 홍수도달시간은 강수가 유역의 최원점에서 수로 또는 하천에 도달하는 유입시간과 수로 또는 하천을 흘러 홍수량 산정지점까지 도달하는 유하시간의 합이다. 자연하

천유역 및 도시하천 유역에서 도달시간 산정방법은‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’을 참고한다.

나. 하천통문 통수능 결정

1) 규모결정 기준

가) 하천통문 규모는 내수배제유량에 최소 20% 이상의 여유를 고려하여 결정한다.

나) 하천통문은 유지관리 등을 고려하여 배수관은 내경 0.8m 이상(가능하면 1m 이상), 배수암거는

1.5m×1.5m(폭 x 높이) 이상으로 한다.

다) 수리적 특성과 유하물 등에 의한 막힘등을 고려하여 암거단면은 정방형(폭:높이=1:1) 혹은 장방형(폭:높이=2:1 이내)으로 정한다.

라) 지천의 수면폭(계획홍수위와 비탈경사가 접하는 교차점 사이의 폭)이 4m 이하인 경우에는 가능한 1련으로 계획한다.

2) 계획 배수시설 통수능 검토

가) 하천통문의 통수량은 통수단면적에 평균유속을 곱하여 산정한다,

나) 하천통문 내의 최소유속은 1m/s 이상, 최대유속은 3.5m/s 이하로 하고, 일반적으로 토사의 침전방지 및 세굴 등을 고려하여 2~3m/s를 표준으로 한다.

다) 하천통문 단면 결정시 가정유속과 계산유속이 적정오차 범위안에 들수 있게 시산법에 의하여 결정하며, 유속이 최대ㆍ최소유속 범위를 초과할 경우에는 배수시설의 경사를 조정하여 재산정한다.

라) 하천통문 내측 마모 및 유출구측 세굴 방지를 위하여 유속이 3.5m/s 이내가 되도록 배수시설의 경사를 조정하되, 부득이 그 이상의 유속이 발생할 경우에는 유속저감시설 혹은 유출부 세굴방지 대책을 마련한다.

마) 하천통문의 단면은 제내지 배수를 고려하여 결정하며, 일반적으로 통수단면의 유효높이는 유입부의 지반고보다 낮고, 폭은 유입수로의 계획홍수위의 수면 폭 정도로 결정한다.

7.1.5 하천통문 단면설계

가. 하천통문 구조

통관은 유입부, 본체, 유출부, 차수벽, 문짝으로 구성되어 있으며, 통문은 유입부, 암거본체, 유출부, 문기둥 및 조작대, 차수벽, 차수공, 흉벽, 문짝, 관리교, 조작실로 구성되어 있다.

 

 

번 호 ① ② ③ ④ ⑤ 명 칭 통관 차수벽 자동문짝 날개벽 물받이

 

(그림 7.1-3) < 자동수문형 배수통관 >

 

번 호 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ ⑪ ⑫ 명 칭 암거 물받이공 문기둥 차수공 차수벽 문짝 흉벽 날개벽 난간벽 조작대 관리교 맨홀덕트

 

(그림 7.1-4) < 배수통문 일반도 >

나. 배수암거

1) 암거본체 길이

배수시설 본체는 계획 제방단면의 제외지 비탈끝에서 제내지 비탈끝까지로 계획 하여야 하나, 바닥높이와 통수단면 등의 이유로 계획제방 단면 내에 설치하게 된다. 이 경우 배수시설 본체의 길이가 짧아지면 날개벽이 높아져 구조적으로 불리하므로 유입·유출구측 본체 상부슬래브 상단에서 난간벽 상단까지의 높이는 1.5m 이하가 되도록 본체길이를 결정한다.

 

 

(그림 7.1-5) < 배수시설의 암거본체 길이 >

2) 암거본체 이음

가) 암거 길이가 30m 이상이 되는 경우는 반드시 부등침하에 대한 구조검토를 시행하여야 하며, 이음을 설치할 필요가 있는 경우는 종방향 구조계산을 실시하여 설치하도록 한다.

나) 암거길이가 30m 이상인 경우에는 15~20m 이내 간격으로 신축이음을 설치할 수 있다.

다) 신축이음 위치는 배수구조물 일반도에 표기하며, 신축이음부의 수밀성을 확보하기 위해 보호공(Surround)을 설치한다.

라) 이음은 배수시설의 구조형식 및 지반의 잔류 침하분포등을 검토해서 적절한 위치에 설치한다.

마) 이음은 제체 중앙부 부근을 피하여 설치하여야 하므로 최소 2개소 이상 설치하되, 이음간격 및 이음의 안전성을 고려해서 설치위치를 결정한다.

바) 이음의 기능

(1) 본체의 수밀성을 확보해야 한다.

(2) 기초지반의 부등침하, 지진, 콘크리트의 수축 등의 영향으로부터 본체의 손상을 방지한다.

사) 신축이음은 접하는 양쪽 부분을 절연하고 구조적으로 안전하여야 하며, 신축 및 방수가 원활하도록 반드시 이음재, 지수판 등을 계획한다.

아) 완전히 절연시킨 신축이음의 바닥슬래브는 지반침하에 의해 신축이음에 턱이 생길 위험이 있으므로 장부 또는 홈을 만들거나 다웰바(Dowel bar)를 사용하는 것이 좋다.

자) 신축이음의 설치는 암거상단의 토피두께, 차륜하중의 재하형태, 부등침하의 가능성 등을 충분히 고려하여 결정한다.

차) 시공이음은 시공의 편의 및 콘크리트 타설 능력 등을 고려하여 결정하며, 이음부가 방수 취약부가 되지 않도록 유의한다.

카) 신축이음 및 시공이음은 구조적으로 안전하고 그 기능을 만족하는 어떤 형태도 가능하며, 다음은 신축이음의 일반적인 예시도이다.

 

 

<2련 암거>	<단면 A-A>

 

(그림 7.1-6) < 신축이음 일반(예시)도 >

 

상세 "A"	상세 "B"(암거바닥 슬래브)

 

(그림 7.1-7) < 신축이음 일반(예시)도의 상세“A”,“B”>

 

 

 

 

(그림 7.1-8) < 신축이음부 보강방안(예시)도 >

다. 배수(통)관

1) 일반사항

가) 일반적으로 배수(통)관은 흄관을 사용한다.

나) 흄관의 접합은 소켓식을 사용한다.

다) 연결부분인 경우 소켓접합으로 인한 피복두께의 부족여부를 검토하여 충분한 피복을 확보하여야 하며, 피복이 부족할 경우 접합부 보호를 위해 적절히 보강한다.

라) 배수(통)관 주변은 제체토사와 중량 및 강성 등의 차이로 인하여 다짐밀착이 어려운 경우 제체누수에 대해 취약할 수 있으므로 적절한 보강대책을 강구한다.

2) 배수(통)관 단면설계

가) 방류지점의 계획하상고 및 저수위를 검토하여 배수기능이 유지될 수 있도록 유출구 바닥고를 결정한다.

나) 날개벽과 배수(통)관 보호공은 철근배근을 원칙으로 하고 본체와 분리된 구조체로 설계한다.

3) 배수(통)관 보호공 형식

가) 하천제방에 매설하는 관의 보호공 형식에는 180°또는 360°고정보호공이 있다.

나) 배수(통)관 보호공 형식은 토질 및 하중(토피, 상재하중)조건, 매설형식을 고려한 구조계산(관체의 저항 휨모멘트와 관 매설후에 발생하는 최대 휨모멘트의 비인 안전율이 1.1 이상)을 통해 180°및 360°고정보호공 형식을 결정하되,

다) 국가하천 제방을 관통하여 매설되는 배수(통)관 보호공은 제체 침하, 이음부 누수, 다짐밀착 불량에 따른 제체누수 및 하천관리용 중차량 통행 등을 고려하여 360°고정보호공을 적용할 수 있으며, 필요시 차수시설을 설치할 수 있다.

 

(a) 180°고정보호공	(b) 360°고정보호공

 

(그림 7.1-9) < 고정보호공 >

라. 날개벽

1) 일반사항

가) 날개벽은 본체와 분리된 철근콘크리트 구조로 한다.

나) 날개벽은 제방내 토립자의 이동 및 유출을 방지함과 동시에 제방의 붕괴를 방지할 수 있는 구조로 설계한다.

다) 날개벽은 배수시설의 입·출구부에 설치되어 유수의 소통을 원활하게 해야 한다. 또한, 제방 등 기타 하천 시설물에 악영향을 미치지 말아야 한다.

라) 2련 이상의 폭이 넓은 배수시설은 역T형 옹벽식 날개벽을 적용하며, 폭이 좁은 1련의 배수시설은 U형 옹벽식 날개벽을 적용한다.

2) 날개벽의 축소 및 확대각

유입부 날개벽의 축소 및 유출부 날개벽의 확대각은 너무 클 경우 수로 폭이 커져 유속이 급하게 변화되어 토사 퇴적 또는 세굴 되는 등 불합리한 점이 발생될 소지가 있다. 이에 수리적 손실을 최소화하기 위해 날개벽의 축소 및 확대각은 1:5정도로 축소 및 확대시키는 것으로 계획한다. 다만, 날개벽 설치 주변 제방형상 등을 감안할 때 1:5로 날개벽 축소 및 확대가 곤란할 경우에는 예외로 한다.

 

 

(그림 7.1-10) < 날개벽의 축소 및 확대각 >

3) 난간벽

가) 난간벽은 배수시설 끝단 상부의 토사 유출 방지를 위해 설치하는 낮은 벽을 말하며, 상단 폭(두께)은 0.3m로 한다.

나) 난간벽의 높이는 유입ㆍ유출부에서 1.5m 이하로 하되, 유입부 날개벽에서는 0.3m 이상, 유출부 날개벽에서는 0.5m 이상으로 한다.

4) 날개벽 높이

가) 날개벽의 높이는 제방비탈면에 따라 변화되며, 시점부에서 최대이고 종점부에는 높이 0.5m의 마감벽을 설치한다. 단, 유입수로와 유출부 고수부지 높이에 따라 조정 할 수 있다.

나) 날개벽의 상단은 호안설치와 토사 흘러내림을 고려하여 제방의 비탈면보다 최소 0.1m 높게 한다.

5) 물받이

배수시설 입·출구 양측에 역T형 옹벽이 설치되며, 옹벽 사이의 바닥에는 최소두께 0.2m 이상의 물받이를 설치한다.

 

 

(그림 7.1-11) < 날개벽 정면도 >

6) 지수벽

가) 지수벽은 유입․유출부 날개벽 종점부의 마감벽 및 물받이 하부에 설치한다.

나) 지수벽은 깊이 1.5m, 두께 0.3m이며, 길이는 양측 마감벽 사이 전체에 설치한다.

7) U형 날개벽

가) U형 날개벽은 비교적 폭이 작은 배수통관과 1련 배수통문에 적용하며 측벽과 물받이를 일체로 한다.

나) 배수통관의 유출부는 자동문짝 설치를 위한 턱을 0.5m 이상을 두며, 폭은 양쪽으로 각각 0.25m 이상 여유폭을 둔다.

 

 

평면도	단면 C-C
단면 B-B	단면 A-A

 

(그림 7.1-12) < U형 날개벽 및 물받이 >

 

 

 

(그림 7.1-13) < 배수통관 자동문짝 설치에 따른 여유 >

마. 조작대 및 개폐장치

1) 문짝

가) 인양식 문짝

(1) 문짝의 크기는 일반적으로 문짝면적이 1.0㎡ 이하인 것은 소형, 1.0~5.0㎡인 것은 중형, 5.0㎡ 이상인 것을 대형으로 구분된다.

(2) 일반적으로 하천제방에 설치되는 배수시설에는 소형, 중형 규모의 문짝이 주로 사용된다.

(3) 하천제방 배수시설에 적용되는 일반적인 인양식 문짝에는 슬라이드형과 롤러형이 있다.

(4) 인양식 문짝은 다음과 같은 조건을 고려하여 사용해야 한다.

- 문짝의 구조는 강구조로 하며, 4변 고정 강판으로 한다.

- 문짝은 녹 등에 의한 노화를 방지할 수 있는 재질로 선정한다.

- 문짝의 개폐장치는 문짝의 개폐를 확실하게 할 수 있는 구조로 한다.

(5) 치수상 중요한 하천에서는 문짝개폐를 확실하게 할 수 있는 인양식 문짝을 사용한다.

(6) 배수시설 문짝은 구조물 제원, 본류 홍수위, 제내지 지반고등을 종합적으로 검토하여 반영하되, 제내지 지반고가 본류 홍수위보다 높아 역류에 의한 제내지 침수가 발생하지 않는 경우에는 주변 지형여건을 고려하여 문짝을 설치하지 않을 수 있다.

나) 자동문짝(Flap Gate)

(1) 계획홍수위가 제내측 지반고보다 높아 역류의 위험성이 있고, 배수유역이 소유역이며 민가가 없는 경우에 설치한다.

(2) 하천수위가 높게 지속되는 하류(합류부) 지역이면서, 제내지 측 유역면적이 넓거나 민가 등이 있는 경우에는 자동문짝 설치를 제한하고 인양식 문짝으로 계획한다.

(3) 자동문짝은 개폐가 불확실하므로 제내지가 대단위 주거지역 등으로 토지이용의 고도화 지역 또는 해면과 접하는 지역은 염해방지를 위하여 발주처와 협의하여 이중화 수문으로 인양식 문짝을 추가 설치하는 방안을 검토할 수 있다.

(4) 자동문짝을 적용할 수 있는 지역은‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’에서 제시된 제한적인 지역으로 하되 발주처와 협의하여 결정할 수 있다.

2) 개폐장치

가) 개폐장치는 문짝의 종류, 사용목적, 사용빈도 및 설치장소를 충분히 고려하여 결정하되‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’를 참고하여 형식을 선정한다.

나) 일반적인 개폐장치로는 와이어로프체인(Wire Rope Chain) 방식, 스핀들(Spindle) 방식, 랙크(Rack) 방식, 유압방식이 있다.

다) 문짝 개폐장치 설계 시‘제2편 하천치수시설 제6장 하천수문’을 참고한다.

3) 조작대 형식

가) 조작대 형식에는 개방형과 맨홀형이 있다.

나) 맨홀형 조작대인 경우 제체 내에 구조물이 설치되기 때문에 제체누수의 원인이 될 수 있으므로 이에 대한 검토 후 필요한 시설을 계획한다.

다) 개방형과 맨홀형의 장ㆍ단점을 비교하면 다음과 같다.

 

구분	개방형	맨홀형
형식

 

(그림 7.1-14) < 조작대 형식 >

< 조작대 형식 구분 >

(표 7.1-1)

 

구 분	개 방 형 조 작 대	맨 홀 형 조 작 대
문짝 위치	∙ 배수통문 유출부	∙ 배수통문 중간부
문짝 조작	∙ 문짝 조작 시 관리교를 통하여 접근할 수 있으며, 하천수위가 높을 경우 불안감을 줄 수 있음	∙ 문짝 조작이 둑마루에서 이루어지므로 불안감이 적음
유수흐름	∙ 조작대 구조물이 유출부에 돌출되어 유수에 방해가 됨 ∙ 조작대 기둥, 관리교 교각 및 랙크바에 부유물이 걸릴 수 있음	∙ 구조물이 제방 경사면의 상단부에 돌출되어 있음으로 유수 방해나 부유물 걸림이 적음
문짝교체 및 유지보수	∙ 대하천 등 높은 제방에서 관리교가 긴 경우, 권양기 위치가 둑마루에서 먼 거리에 있어 문짝 및 권양기 교체 또는 보수시 대형크레인 장비가 필요 ∙ 문짝 도장 비용이 소요	∙ 제방높이와 상관없이 둑마루에서 작은 용량의 크레인으로 문짝 및 권양기 교체가 가능 ∙ 문짝 교체시 권양기까지 철거 후 재설치하여야 함
점검 및 유지관리	∙ 문짝 및 권양기가 외부에 노출되어 있어 점검이 쉬움 ∙ 점검 동선이 길어 점검시간 많이 소요	∙ 문짝이 내부에 있어 평상시 눈에 잘 띄지 않고 점검이 불편함 ∙ 점검 동선이 짧아 점검시간 절약

 

4) 문기둥

가) 개방식

(1) 문짝의 설치 혹은 제거시 금구(金具, 쇠붙이로 만든 손잡이, 문고리) 등의 부속품 부착과 승강높이 0.5m 이상의 끌어올림 여유와 문기둥부의 침하 높이등을 고려하여 여유높이 1.0m 이상을 두어야 한다.

(2) 문틀 높이는 암거 내측 높이에 0.5m 이상을 더한 높이로 한다.

(3) 문짝관리 높이는 문짝높이와 여유높이(1.0m 이상)를 더한 높이이다.

 

 

(a) 문기둥 및 조작대 높이 결정 개념도
	: 암거 내측 높이 : 문틀높이 , +0.5m 이상 : 문짝관리 높이, 문짝높이 + 여유높이(1.0m 이상) : 조작대 두께
(b) 문기둥 및 조작대의 최소치수

 

(그림 7.1-15) < 문기둥의 최소치수(개방형) >

나) 맨홀식

 

: 암거 내측 높이 : 문틀높이 , +0.5m 이상 : 문짝관리 높이, 문짝높이 + 여유높이(1.0m 이상) : 조작대 두께

 

(그림 7.1-16) < 문기둥의 최소치수(맨홀형) >

 

(1) 문틀 높이는 암거 내측 높이에 0.5m 이상을 더한 높이로 한다.

(2) 문짝관리 높이는 문짝높이와 여유높이(1.0m 이상)를 더한 높이이다.

(3) 맨홀식 문기둥의 내부에는 조작대를 통하여 진입할 수 있는 안전망이 포함된 점검용 사다리를 설치한다.

5) 관리교

가) 권양대와 제방을 연결하는 관리교는 유하물 걸림 방지 및 시공성등을 감안하여 단경간으로 설치하는 것이 바람직하나, 교각 설치가 불가피할 경우에는 경간수를 최소화 한다.

나) 관리교는 철근콘크리트 구조를 원칙으로 하되, I형빔 등을 이용하여 경간장을 길게 하여 경간수를 최소화하는 구조로 계획할 수 있다.

다) 추락방지를 위해 높이 1.2m 이상의 난간을 설치하며, 관리교 진입부에 출입문을 설치하여 일반인의 출입을 통제할 수 있게 한다.

라) 관리교의 상단은 둑마루와 같거나 약간 높게 하며, 하단은 계획홍수위에 여유고와 지반침하 등을 고려하여 정한다.

마) 배수통문을 설치하는 경우에는 문짝의 설치, 조작, 점검 및 통행을 위하여 둑마루에 점검공간을

설치할 수 있다. 이 점검공간은‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’에서 제시된 제방의 유지관리와 긴급 방재활동 등을 위한 자동차 교행공간과 연계하여 설치한다. 그 규모는 폭 8m, 길이 20m, 진ㆍ출입 길이는 각각 10m로 한다.

 

 

 

(그림 7.1-17) < 점검공간 >

 

6) 배수시설 조작실

가) 권양기를 보호하기 위한 조작실은 시공성, 경제성 및 유지관리 등을 고려하여 발주처와 협의 후 필요시 설치할 수 있다.

나) 안전사고 등을 방지하기 위하여 조작실 내ㆍ외부에 보안등ㆍ조명등을 발주처와 협의하여 설치할 수 있다.

다) 배수시설에 적용되는 조작실은 일반적으로 아래와 같다.

 

조립식(중,소형) 캐노피식 (중,소형) 하우스식(대형)

 

(그림 7.1-18) < 하천통문 조작실 설치 예 >

 

7) 하천통문 안내판

하천 배수시설물의 효율적인 관리를 위하여 배수시설 안내판을 설치하여 관련제원 확인 및 비상시 관계자와 긴급연락이 가능하게 한다. 한편, 가능한 배수시설의 제외지 측에 목자판 또는 수위계를 설치하여 수위를 관측한다.

바. 차수시설

차수시설은 암거본체와 제방과의 접촉면을 따라 발생되는 암거 축방향 침투류의 영향을 억제하기 위하여 설치한다. 차수시설은 토질조건, 제방단면형상, 수두차, 침투경로 등을 종합적으로 검토해서 결정하며, 차수공과 차수벽으로 구분될 수 있다.

1) 차수공

배수구조물에 계획되는 차수공은‘제7편 하천공통설계 제4장 하천차수설계’을 참조한다.

2) 차수벽

가) 제방을 횡단하는 구조물과 토사의 접촉부는 제체누수의 원인을 제공하기 때문에 제내지 지반이 본류 계획홍수위 보다 높은 굴입하도, 불투성 지반위에 콘크리트로 설치한 제방 등 침투 우려가 없다고 확인된 경우를 제외하고는 제방 횡단 구조물에 중앙차수벽을 발주처와 협의 후 설치한다.

나) 배수시설 주변의 파이핑 방지를 위한 콘크리트 차수벽은 상부 폭 1.0m 이상, 하부 폭 2.0m 이상, 두께 0.35m 이상의 규모로 설치하되, 본체와 일체로 계획한다.

 

 

(그림 7.1-19) < 하천통문 차수벽 설치 기준 >

 

다) 차수벽 하부는 경제성, 시공성, 내구성 등을 고려하여 쉬트파일(sheet pile)도 가능하다.

라) 제방단면이 크고, 암거의 길이가 30m 이상인 경우에는 차수벽을 신축이음 주변에 2개 이상 설치한다.

 

사. 연결호안

1) 배수시설 연결호안의 설치 폭은 날개벽 양끝을 기준으로 20m 이상 혹은 굴착 폭(터파기 폭)중 큰 범위 이상으로 한다.

2) 관리교 아랫부분의 여유고 구간인 경우에는 관리교 끝단에서 45°이상으로 연결호안을 설치한다. (‘(그림 7.1-20) 연결호안 설치 사례’참조)

3) 고수부지 세굴을 방지하기 위해 필요시 고수부지 보호공을 설치할 수 있으며, 유출로 인한 저수부 보호를 위해 저수호안을 설치할 수 있다.

 

(그림 7.1-20) < 연결호안 설치 사례 > (그림 7.1-21) < 바닥보호공 설치 사례 >

 

 

아. 바닥보호공

1) 바닥보호공은 배수시설 유입수로와 방류하천 접합부에서 하상침식이 발생될 우려가 있는 경우에

계획하되,‘하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)’의‘하천하상유지시설’에 대한 바닥보호공 규정을 참고하여 설계한다.( (그림 7.1-21)‘바닥보호공 설치 사례’참조)

2) 유출부 날개벽 하류측 바닥보호공은 홍수시 하류하상의 변동에 따른 배수시설 본체, 날개벽 및 물받이를 보호하고 하상저하로 배수시설과 하상의 표고차를 줄이는 기능을 수행할 수 있도록 돌망태, 블럭공, 사석등 굴요성(屈撓性, 구부리기 쉬운 성질) 구조로 설계한다.

3) 유출부 바닥보호공의 길이는 본류 계획홍수위 수심, 배수시설 설치지점 상·하류 호안밑다짐공 길이 등을 고려하여 결정한다.

4) 바닥보호공 저면에는 유속 및 낙차에 의한 토사흡출을 방지하기 위하여 부직포를 설치한다.

자. 육갑(수)문

1) 제방하부를 관통하는 교통로(인도, 차도 등)로 이용하기 위하여 설치되는 수문으로 홍수시 수문 폐쇄로 본류역류에 따른 제내측 침수를 방지하기 위해 설치한다.

2) 일반적으로 수문작동 고장 등을 감안하여 이중 수문 형태로 계획한다.

3) 수문개폐는 자동개폐 장치를 이용하나 정전 등 비상 상황을 고려하여 인력으로도 작동할 수 있도록 한다.

4) 육갑(수)문의 형식은 상․하 개폐식(롤러 게이트), 상단 힌지식(플랩 게이트), 좌․우 개폐식(슬라이딩 게이트)등이 있으며, 현지 여건에 적합한 형식을 적용한다.

5) 문짝 및 개폐장치형식 선정 등은‘제2편 하천치수시설 제6장 하천수문’편을 참고한다.

 

상․하 개폐식(롤러 게이트)	상단 힌지식(플랩 게이트)	좌․우개폐식(슬라이딩 게이트)

 

(그림 7.1-22) < 육갑(수)문 형식 >

 

7.2 수량 산출 요령

7.2.1 수량 산출 내역

 

번 호	공 종	규 격	단위	수량	비 고
1.	배수시설
1.1	토공
1.1.1	터파기(육상 0~2m)	(토사, 인력10%+기계90%)	㎥
1.1.2	되메우기	(인력10%+기계90%)	㎥
1.1.3	잔토처리		㎥
1.2	배수 구조물공
1.2.1	콘크리트 타설
1)	콘크리트 타설	철근	㎥
2)	콘크리트 타설	무근	㎥
3)	콘크리트 타설	소형	㎥
4)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15,철근 50㎥/일 미만	㎥
5)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15,철근 50∼100㎥/일	㎥
6)	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15,철근 100㎥/일 이상	㎥
1.2.2	거푸집
1)	합판거푸집	0~7m	㎡
2)	원형거푸집	0~7m	㎡
3)	유로폼	0~7m	㎡
1.2.3	비계	강관비계(3개월)	㎡
1.2.4	동바리	강관동바리(3개월)	공/㎥
1.2.5	철근가공조립
1)	철근가공조립	간단	ton
2)	철근가공조립	보통	ton
3)	철근가공조립	복잡	ton
4)	철근가공조립	매우복잡	ton
5)	철근조립	간단	ton
6)	철근조립	보통	ton
7)	철근조립	복잡	ton
8)	철근조립	매우복잡	ton
1.2.6	잡철물 제작 설치	간단	ton		난간
1.2.7	스페이서
1)	스페이서	바닥	㎡
2)	스페이서	벽체	㎡
1.2.8	시공이음
1)	시공이음면정리		㎡
2)	수팽창성지수제		m
1.2.9	신축이음
1)	다웰바		ea
2)	스티로폼		㎡
3)	충진제		m
1.2.10	도교 제작 및 설치
1)	앵커볼트 설치		ea
2)	용접	FILLET용접	m
3)	용접	V-형용접	m
4)	외부도장	공장-내후성중방식	㎡
5)	용접교 제작		ton
1.2.11	수문설치		식
1.2.12	흄관접합 및 부설	소켓식, 고무링 접합	m

 

7.2.2 일반사항

1) 수량 산출은 ‘제1편 총칙’에 준한다.

2) 수량 산출은 공종순으로 하고 각 공종마다 집계표를 작성한다.

가) 토공공

나) 배수구조물공

다) 부대공

3) 수량 산출은 산출근거에는 소수점 2자리로 계산하여 계(計)에는 소수점 한자리까지 산출하고 이하 절사한다.

※ 단, 강재, 철근 등은 소수점 3자리까지 산출한다.

4) 유용토 및 공제토

가) 유용토

배수구조물, 부대공 등의 잔토 유용

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

나) 공제토

구체, 날개벽은 공제

5) 콘크리트 수량은 무근, 철근 콘크리트로 구분 산출 집계한다.

6) 수문설치에 관한 수량 산출내역은‘제2편 하천치수시설 제6장 하천수문’에 준한다.

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

7.2.3 배수관공

1) 배수통관의 터파기 및 되메우기

▪ 터 파 기

 

 

(그림 7.2-1) < 터파기 >

- 터 파 기 : (W+2.0+W1) ÷ 2 × H × 연장

(H : 배수구조물 횡단도상의 H의 평균치)

- 되메우기 : 터파기 - 〔H1 × W〕 × 연장

- 유 용 토 : 터파기 - 되메우기 (수중터파기일 경우 유용토 80%)

2) 배수통관의 기초콘크리트는 25-21-150(80), 관이음 모르타르는 1:2, 기초거푸집은 합판(거친마감)으로 한다.

3) 흄관 연장은 배수구조물 횡단도상의 연장에서 단위 m로 절상하되, 3% 할증한 연장으로 한다.

※ 배수관 시공연장과 흄관 구입본수 구분(2.5m/1본)

4) 배수통관 날개벽 및 면벽수량은 표준도의 단위수량을 참조하여 개소별로 산출한다.

5) 배수통관 날개벽의 콘크리트는 25-21-150(80)으로 하고, 배수통관의 날개벽 거푸집은 합판(매끈한마감), 면벽은 합판(보통마감)으로 한다.

 

 

 

(그림 7.2-2) < 면벽공 단위물량 >

① 터 파 기 

② 되메우기 

③ 유 용 토 (터파기 - 되메우기)

④ 거 푸 집 

⑤ 콘크리트 

 

 

 

 

(그림 7.2-3) < 배수관 날개벽 수량 >

 

H = D + T + (0.2m)

Z = H × S (S=구배)

① 호안공제 

② 공제토 

7.2.4 배수문공

1) 구체 콘크리트(㎥)

< 적용대상 구조물 설계기준강도 >

(표 7.2-1)

 

설계기준강도	적용대상 구조물
24MPa	배수통문의 구체, 날개벽, 차수벽, 조작대, 관리교, 배수통관 날개벽등 주요구조물
21MPa	배수통관의 기초, 차수벽, 보호공, 반중력식옹벽, 도로포장(천단, 부체), 배수로, 맨홀, 집수정 등 간단구조물
18MPa	중력식 옹벽, 세굴방지 기초콘크리트, 버림 콘크리트 등 무근구조물

 

주) 상기 기준은 지역특성을 감안하여 구조계산 및 장비사용 등의 특성에 따라 조정 적용할 수 있다.

주) 자료출처 : 제7편 구조 및 지반설계 인용

 

2) 거 푸 집(㎡)

수직고 7m 이상인 경우에는 7m를 초과하는 3m 증가마다 수량에서 10% 할증 처리한다.

가) 합판거푸집

< 합판거푸집 구분 >

(표 7.2-2)

 

구 분	내 용	비 고
1회	1회 사용후 환수가 불가능한 구조
3회	T형보, 난간, 교각, 교대, 배수구조물의 본체, 슬래브, 교대, 교각, 옹벽, 파라펫트, 날개벽 등 약간 복잡하거나 복잡한 구조 (견고하고 미려한 시공이 요구되는 경우)	매끈한 마감
4회	측구, 수로, 확대기초, 우물통 등 비교적 간단한 구조 (안전하고 견고한 기능제공이 요구되는 경우)	보통 마감
6회	수문 또는 관의 기초등 극히 간단한 구조 (외관과 전혀 관계 없는 경우)	거친 마감

 

주) 자료출처 : 2023년 하반기 건설공사 표준시장단가 적용공종 및 단가(2023. 국토교통부, 한국건설기술연구원)

나) 원형거푸집

- 목재 2~3회(매끈한 마감) 사용을 기준으로 한다.

- 폼타이(Form Tie) 사용할 때 횟수는 10회로 한다.

3) 철근가공조립

일반적으로 철근수량 산정시 철근가공과 조립을 동시에 산정하나, 철근가공이 필요 없을 경우에는 구분하여 수량을 산출한다.

▪ 간단 : 중력식 옹벽, 측구, 간단한 기초 등

▪ 보통 : 수문, 반중력식 옹벽, 교대 등

▪ 복잡 : 교량의 슬래브, 암거, 우물통, 부벽식 옹벽 등

▪ 매우복잡 : 기둥형 교대, 교각, 지하철, 터널 등

4) 동바리(㎥/공) 및 비계(㎡)

가) 동 바 리

 

 

(그림 7.2-4) < 동바리 및 비계 >

나) 비 계

H = 2.0m 이상일 경우 설치한다.

- 강관 : 1.2m, 목재 : 1.0m

- 암거 구체 기초상단부터 계상

5) 신축이음 및 지수판(m)

원칙적으로 죠인트를 두지 않고 균열방지용 배력철근을 고려할 수도 있고, 신축이음을 둘 경우에 간격은 15~20m 정도로 신축 및 방수가 원활하도록 필요에 따라 이음재, 지수판 등을 설치한다.

 

 

(그림 7.2-5) < 신축이음 및 지수판 >

 

6) 스페이서

가) 스페이서는 벽체, 슬래브로 구분하여 철근간격에 따라 적용하여 산출한다.

나) 벽체는 스페이서, 슬래브는 체어블럭으로 구분하여 산출한다.

7.3 단가 산출 요령

 

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.	터파기
가.	터파기 (육상 1m이하)	㎥	터파기(토사, 인력10% +기계90%) ◎ 설계조건 : 보통토사 1) 인력(10%) 보통인부 : 0.20인×0.1   2) 기계(90%), 굴삭기 0.7㎥ =0.7, K=0.9, f=1/1.25, E=0.6-0.05, Cm=20sec(135°) Q = 3600× ×K×f×E/Cm = ㎥/hr 재료비·노무비·경비/Q×0.9   ※ 협소한 장소나 용수터파기시 인력품의 50% 가산 ※ 수중터파기는 인력품의 2배 적용 ※ 기계터파기 각 계수값은 현장조건에 맞게 적용	⌈건설공사 표준품셈⌋ 3-1-2 터파기   ⌈건설공사 표준품셈⌋ 8-2-3 굴삭기
2.	되메우기
가.	되메우기 및 다짐 (육상 0~2m)	㎥	되메우기 및 다짐(인력10% +기계90%) 1) 인력(10%) 보통인부 : 0.11인×0.1   2) 기계(90%), 굴삭기 0.7㎥ =0.7, K=1.1, f=0.725, E=0.65 Cm=20sec(135°) Q = 3600× ×K×f×E/Cm = ㎥/hr 재료비·노무비·경비/Q×0.9   3) 다짐(램머 80kg) A=0.28×0.33, N=36,000, H=0.15, f=1.0, E=0.5, P=57 Q = A×N×H×f×E/P = ㎥/hr   ※ 각 계수값은 현장조건에 맞게 적용	⌈건설공사 표준품셈⌋ 3-2-3 인력 흙 다지기   ⌈건설공사 표준품셈⌋ 8-2-3 굴삭기         ⌈건설공사 표준품셈⌋ 8-2-11 램머

 

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
3.	잔토처리
가.	잔토처리	㎥	잔토처리(소운반 고르기) 1) 노무비 보통인부 : 0.20인	⌈건설공사 표준품셈⌋ 3-1-2 인력굴착
4.	콘크리트타설
가.	레미콘타설 (철근)	㎥	철근콘크리트 타설   1) 자재비 레미콘(자재비 별산), 1.0㎥×1.01   2) 노무비 콘크리트공 : 0.15인 보통인부 : 0.15인   3) 진동기 손료 적용	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-1-1 콘크리트타설
나.	레미콘타설 (무근)	㎥	무근콘크리트 타설   1) 자재비 레미콘(자재비 별산), 1.0㎥×1.02   2) 노무비 콘크리트공 : 0.13인 보통인부 : 0.13인   3) 진동기 손료 적용	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-1-1 콘크리트타설
다.	레미콘타설(기계) (소형)	㎥	소형구조물   1) 자재비 레미콘(자재비 별산), 1.0㎥×1.02(철근, 무근에 따라 할증 적용 고려)   2) 노무비 콘크리트공 : 0.24인 보통인부 : 0.94인   3) 진동기 손료 적용	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-1-1 콘크리트타설

 

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
라.	펌프차타설	㎥	철근구조물(붐타설) 1) 레미콘(자재비 별산), 1.0㎥×1.01 2) 인력편성   구 분 단위 작 업 조 비고 무근콘크리트 철근콘크리트 콘크리트공 인 3 4 타설/진동기/면정리 특별인부 인 2 2 배관타설 : 1인 추가 보통인부 인 1 1 현장정리/보조 콘크리트펌프차 대 1대(80㎥/hr 이상) 시공조건에 따른 규격 선정   3) 일일시공량(일당)   슬럼프 기준 시공량(㎥) 무근구조물 철근구조물 8~12㎝ 130 125 15㎝ 135 130 18㎝이상 145 140   - 시공량(㎥) : 기준시공량 ×f1 ×f2 가. 시설유형(f1)   유형 Type-Ⅰ Type-Ⅱ Type-Ⅲ Type-Ⅳ f1 1.4 1.0 0.8 0.3     구분 적용기준 Type-Ⅰ 매트기초 등 펌프차 작업에 제약이 없는 시설물 Type-Ⅱ 벽, 기둥, 보, 슬라브, 교대, 교각 등 펌프차 작업에 큰 지장이 없어 일반적인 시공이 가능한 시설물 Type-Ⅲ 옹벽, 줄기초, 슬래브 없는(월거더:wall girder)구조의 기둥과 보 등 펌프차 작업에 제약을 받는 타설부위가 좁거나 깊은 시설물 Type-Ⅳ 절·성토부 비탈면에 시공되는 구조물 등 펌프차 작업에 제약이 매우 큰 시설물   나. 현장조건(f2)   유형 Type-Ⅰ Type-Ⅱ Type-Ⅲ f2 1.2 1.0 0.8     구분 적용기준 Type-Ⅰ 대기공간이 충분히 넓어 믹서트럭 2대가 병렬로 타설준비가 가능하여 지속적인 타설을 수행하는 경우 Type-Ⅱ 믹스트럭이 1대씩 직렬로 대기하며 순차적으로 타설준비하여 타설하는 일반적인 경우 Type-Ⅲ 믹서트럭의 대기공간이 매우 협소하고 진출입 길이가 길어 연속적인 타설이 어려운경우	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-1-4 콘크리트 펌프차타설
5.	거푸집
가.	합판거푸집 (0~7m)	㎡	거푸집 1) 자재수량(㎡당)   구 분 단위 수량 1회 사용 자재비의 % 1회 2회 3회 4회 5회 6회 합판 ㎡ 1.03 55.0% 44.3% 38.0% 35.0% 32.7% 각재 ㎥ 0.038 소모자재(박리재 등) 주자재비의 % 4.0% 7.0% 8.0% 9.0% 10.0% 11.0%   2) 설치 및 해체(일당)   구 분 단위 수량 1회 사용 자재비의 % 재물치장 매우복잡 복잡 보통 간단 형틀목공 인 5 20 25 30 45 50 보통인부 인 2	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-3-1 합판거푸집

 

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
나.	유로폼(벽)	㎡	유로폼(벽) 1) 재료비(10㎡당)   구분 규격 단위 수량 패널 600×1,200㎜ 매 0.89 내부패널 (200+200)×1,200㎜ 매 0.03 부자재 (웨지핀, 플랫타이, 강관파이프, 후쿠) 주자재비의 % 설치 유형에 따라 다음 주자재비의 다음 요율을 적용 한다.   구분 간단 보통 복잡 요율 24% 52% 79%   소모자재(박리재등) 주자재비의 % 5%   2) 설치 및 해체(일당)   구분 단위 수량 시공량(㎡) 복잡 보통 간단 형틀목공 인 4 25 35 40 보통인부 인 1 비고 현장여건(고소작업, 거푸집 적재공간 협소 등)에 따라 상시적인 크레인을 활용한 시공이 필요한 경우 해당 장비를 작업조에 추가하여 계상하고, 시공량은 감하지 않는다. 본 품은 수직고 7m까지 적용하며, 양중장비를 활용하지 않고 수직고가 7m를 초과하는 경우 매 3m마다 시공량을 8%까지 감한다.	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-3-3 유로폼
6.	비계
가.	강관비계	㎡	강관비계 3개월, H=10m 이하 까지 1) 재료비 강관(48.6×2.4mm, 손율 6%) : 3.99m × 0.06 이음철물(공기에 따른 손율 12%) : 0.5개 × 0.12 조임철물(직교·자재, 손율 12%) : 2.08개 × 0.12 받침철물(손율 9%) : 0.04개 × 0.09 철물(앵커용, 손율 100%) : 0.04개 × 1.0 2) 노무비 비 계 공 : 0.05인 보통인부 : 0.02인 3) 공구손료 : 노무비의 5%	⌈건설공사 표준품셈⌋ 2-7-1 구조물비계
7.	동바리
가.	강관동바리 설치 및 해체	10공㎥	구분 단위 수 량 2.5m이하 2.5m초과~3.5m이하 3.5m초과~4.2m이하 형틀목공 인 0.54 0.58 0.63 보통인부 인 0.21 0.23 0.25 비고 수평연결재가 필요한 경우는 다음과 같이 계상한다.   구 분 규 격 단위 수량 형틀목공 설치, 해체 인 0.02 보통인부 설치, 해체 인 0.01   설치간격에 따른 요율은 다음 기준을 적용한다.   설치간격 0.6m이하 0.6m초과~0.8m이하 0.8m초과 요율(%) 120% 100% 90%	⌈건설공사 표준품셈⌋ 2-6-1 강관 동바리 설치 및 해체

 

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
8.	철근가공조립		철근가공조립/철근조립
가.	철근가공조립 철근조립	ton	철근 적용범위(토목)   구분 적용기준 Type-Ⅰ Ⅰ-1 철근가공 및 조립 작업이 일반적인 토목시설(반중력식 옹벽, L형옹벽, 교량슬래브, 매트기초, 수문 등) Ⅰ-2 특정위치에서 철근의 가공 및 조립이 반복되는 경우(빔제작, 철근망 등) Type-Ⅱ Ⅱ-1 철근가공 및 조립 작업이 복잡한 토목시설(라멘교, 교대, 암거, 지하차도, 부벽식 옹벽 등) Type-Ⅰ시설에서 직경13㎜이하 철근이 전 철근중량의 50%이상인 경우 Ⅱ-2 콘크리트대비 소향의 철근이 사용되는 경우(측구/개거, 중력식옹벽, 일체형 중앙분리대 등) Type-Ⅲ Ⅲ 철근가공 및 조립 작업이 매우 복잡한 토목시설(교각, 구주식 교대 등) 특수 구조시설물에서 철근직경 35㎜를 초과하여 인력에 의한 단독시공이 어려운 경우(플랜트, 원자력 발전소 등)     1) 현장가공(일당)   구 분 단위 수량 1회 사용 자재비의 % Type-Ⅰ Type-Ⅱ Type-Ⅲ 철 근 공 인 3 4.5 4.0 3.5 보통인부 인 1     2) 현장조립(일당)   유 형 인력(인) 시공량(Ton) 철근공 보통인부 Type-Ⅰ Ⅰ-1 6 2 3.4 Ⅰ-2 4 1 2.2 Type-Ⅱ Ⅱ-1 5 2 2.6 Ⅱ-2 2 1 1.1 Type-Ⅲ Ⅲ 5 2 2.4     간격재, 결속선 등 소모재료 재료비는 별도 계상하며, 결속선의 표준 사용량은 다음을 참고한다.   구분 Type-Ⅰ Type-Ⅱ Type-Ⅲ 사용량(㎏) 6.5 8.0 9.5	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-2 철근

 

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
9.	잡철물제작설치
가.	잡철물 제작 및 설치	ton	잡철물 제작 및 설치   구분 단위 제품 설치 규격철물 설치 현장제작 설치 일반철재 경량철재 일반철재 경량철재 일반철재 경량철재 철 공 인 2.85 3.71 7.05 9.17 12.38 16.09 용 접 공 인 1.04 1.35 2.57 3.34 3.38 4.39 특별인부 인 0.78 1.01 1.92 2.50 4.50 5.85 보통인부 인 0.52 0.68 1.28 1.66 2.25 2.93 비 고 관로뚜껑, Sole Plate 등 용접, 부속자재 연결 작업 없이 기성제품을 단순 설치만하는 경우 제품설치 품의 10%를 감한다. 트러스, 원형, 곡선 등의 부재와 같이 구조나 형태가 복잡한 경우, 또는 절단, 절곡, 용접 개소가 과다하게 발생하는 경우 본 품의 30%를 가산한다.   [주] ① 본 품은 철판, 앵글, 파이프 등 철재류를 활용한 잡철물의 현장 제작 및 설치에 대한 기준이다. ② 제품 설치는 맨홀사다리 등 제작된 제품을 반입하여 설치하는 기준이다. ③ 규격철물 설치는 일정규격으로 1차 제작된 철물을 반입하여 조립하고 설치하는 기준이다. ④ 현장제작 설치는 구조틀, 배관지지대 등 각관, 형강 등 원자재를 반입하여 현장조건에 맞게 제작하고 설치하는 기준이다. ⑤ 주문제작에 의해 공장가공을 요하는 대형부재(강재거푸집, 라이닝폼 등) 및 특수철물(조형물 등)의 제작․설치는 별도 계상한다. ⑥ 잡철물 설치를 위한 장비(크레인 등) 및 비계매기는 필요한 경우 별도 계상한다. ⑦ 공구손료 및 경장비(절단기, 용접기 등)의 기계경비 및 잡재료비(용접봉, 볼트 등)는 인력품의 요율로 다음을 적용한다.   구분 일반철재 경량철재 공구손료 및 경장비의 기계경비 5% 4% 잡재료비 3% 2%	⌈건설공사 표준품셈⌋ (건축)8-3-1 잡철물제작 및 설치
10.	스페이서
가.	스페이서 (바닥)	㎡	스페이서 설치 바닥 1) 재료비 스페이서(t=120mm) : 2.0ea 2) 설치비 재료비의 5%
나.	스페이서 (벽체)	㎡	스페이서 설치 벽체/㎡ 1) 재료비 스페이서(t=150mm) : 4.0ea 2) 설치비 재료비의 5%
11.	시공이음
가.	시공이음면 정리	㎡	시공이음면 정리(콘크리트 치핑)   구분 단위 수량 보통인부 인 0.12 특별인부 인 0.02   [주] ① 본 품은 소형치핑장비(소형브레이커, 치핑기)를 활용한 인력에 의한 작업 기준이다. ② 본 품에는 치핑, 청소 및 정리품을 포함한다. ③ 벽체, 천장 등 치핑을 위한 가시설물이 필요한 경우는 별도 계상한다. ④ 공구손료 및 경장비(소형브레이커, 치핑기 등)의 기계경비는 인력품의 8%로 계상한다. ⑤ 대형 장비(굴삭기 등)를 활용한 기계치핑의 경우는 별도 계상한다.	⌈건설공사 표준품셈⌋ (토목)6-1-6 콘크리트치핑
나.	수팽창지수제	m	수팽창지수제 1) 재료비 수팽창 고무지수판 : 1.0m×1.05 2) 설치비 : 재료비의 5%

 

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
12.	신축이음
가.	신축이음	m	신축이음 1) 다웰바 설치(EA당)   구분 단위 수량 형틀목공 인 0.043 보통인부 인 0.009   [주] ① 본 품은 콘크리트 구조물의 신축이음부 설치를 기준한 것이다. ② 다웰바의 설치 간격은 150㎜를 기준한 것이다. ③ 녹막이 페인트 작업은 ‘[건축부문] 11-2-6 녹막이페인트칠’을 따른다. 2) 채움재 설치(㎡당)   구분 단위 수량 형틀목공 인 0.029 보통인부 인 0.006   [주] ① 본 품은 콘크리트 구조물의 신축이음부 설치를 기준한 것이다. ② 채움재(발포폴리스티렌)는 두께 20㎜를 기준한 것이다. 3) 실링 마감(m당)   구분 단위 수량 방 수 공 인 0.021 보통인부 인 0.004   [주] ① 본 품은 콘크리트 구조물의 신축이음부 마감을 기준한 것이다. ② 본 품은 V컷팅, 프라이머 바름, 백업재 삽입, 실링재 주입 작업이 포함된 것이다. ③ 공구손료는 인력품의 1%를 계상한다.	⌈건설공사 표준품셈⌋ (토목)6-3-10 신축이음
나.	지수판 설치	m	지수판설치 1) 재료비 PVC지수판(200×5t) : 1.04m PVC용접봉 : 0.042kg 철선(#8) : 0.21kg 2) 노무비 특별인부 : 0.151인 보통인부 : 0.116인 3) 공구손료 및 경장비(PVC용접기 등) 기계경비는 인력품의 3%계상	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-3-9 지수판설치

 

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
13.	도교 제작 및 설치
가.	앵커볼트 설치	ea	앵커볼트 설치 1) 재료비 앵커볼트 : 1ea×1.03 2) 노무비   구분 단위 수 량 Φ16이하 Φ20이하 Φ24이하 Φ28이하 Φ32이하 Φ40이하 철골공 인 0.05 0.08 0.12 0.16 0.20 0.23 특별인부 인 0.02 0.03 0.05 0.06 0.07 0.09	⌈건설공사 표준품셈⌋ (건축)1-2-6 앵커볼트설치
나.	전기용접 (fillet 횡향)	m	전기용접(t=6mm), fillet 횡향 1) 재료비 용접봉 : 0.4kg 2) 노무비 용접공 : 0.026인 특별인부 : 0.008인 3) 경비 전력비 : 2.65kWh 기구손료 : 노무비의 5%	⌈건설공사 표준품셈⌋ 13-2-4 강판 전기아크용접
다.	전기용접 (V-형 횡향)	m	전기용접(t=6mm), V-형 횡향 1) 재료비 용접봉 : 0.6kg 2) 노무비 용접공 : 0.052인 특별인부 : 0.016인 3) 경비 전력비 : 2.50kWh 기구손료 : 노무비의 5%	⌈건설공사 표준품셈⌋ 13-2-4 강판 전기아크용접
라.	강교외부도장	㎡	강교외부도장(공장도장) 1) 소재 표면처리 도장공 : 0.011인 철구(shot ball) : 0.127kg 무기질아연말샵프라이머(도막두께 20μm) : 0.157ℓ 2) 제품 표면처리 도장공 : 0.031인 철편(Grit) : 0.245kg 3) 도장 도료(ℓ) :  희석재(ℓ) : 도료사용량의 25% 도장공 : 0.02인 × 횟수 공구손료 : 인력품의 5%	⌈건설공사 표준품셈⌋ 5-2 강교도장

 

 

번호	공 종	단위	단 가 기 준	비 고
마.	용접교 제작	ton	용접교 제작(단순플레이트거더) 1) 자재비(운반비 별도계상) 수량산출에 따름 2) 노무비 철판공 : 1.02인 용접공 : 1.62인 철 공 : 0.97인	⌈건설공사 표준품셈⌋ 5-1-1 강교제작
14.	흄관접합 및 부설
가.	흄관접합 및 부설(Φ800)	m	흄관접합(소켓식, 고무링 접합) 및 부설 1) 재료비 및 하차비 별도계상 2) 접합 및 부설 배관공 : 0.71인/2.5m 보통인부 : 0.29인/2.5m 트럭탑재형 크레인(10ton) : 0.76hr/2.5m	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-6-1 원심력 철근 콘트리트관 부설 및 접합
나.	흄관접합 및 부설(Φ1000)	m	흄관접합(소켓식, 고무링 접합) 및 부설 1) 재료비 및 하차비 별도계상 2) 접합 및 부설 배관공 : 0.91인/2.5m 보통인부 : 0.37인/2.5m 트럭탑재형 크레인(15ton) : 0.96hr/2.5m	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-6-2 원심력 철근 콘트리트관 부설 및 접합
다.	흄관접합 및 부설(Φ1200)	m	흄관접합(소켓식, 고무링 접합) 및 부설 1) 재료비 및 하차비 별도계상 2) 접합 및 부설 배관공 : 1.11인/2.5m 보통인부 : 0.45인/2.5m 트럭탑재형 크레인(15ton) : 1.16hr/2.5m	⌈건설공사 표준품셈⌋ 6-6-2 원심력 철근 콘트리트관 부설 및 접합

 

 

 

 

제8장 내수배제시설

8.1 설계 요령

8.1.1 일반사항

가. 정의

내수배제시설은 유역 내 강우 발생 시 내수가 하천으로의 유입이 원활하게 이루어지도록 함으로써 하천의 외수위가 상승하여도 강우에 의한 내수 침수피해가 발생하지 않도록 설치되는 시설물로 정의할 수 있다.

나. 적용기준

1) 하천 설계기준(KDS 51 00 00)(2018, 국토교통부)

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

3) 농업생산기반시설 설계기준(KDS 67 00 00)(2022, 농림축산식품부)

4) 하수도 설계기준(KDS 61 00 00)(2022, 환경부)

다. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 재해예방을 위한 고지배수로 운영관리 지침(2021, 행정안전부)

3) 배수펌프장 관리 및 운영지침(2008, 소방방재청)

4) 빗물펌프장․수문 유지관리 및 설계 요령(2008, 서울시)

5) 농업생산기반정비사업 조사설계 실무요령(제2편 배수개선)(2011, 한국농어촌공사)

6) 우수유출저감시설의 종류․구조․설치 및 유지관리 기준(2018, 행정안전부)

7) 지방자치단체 우수유출저감대책 세부수립 기준(2018, 행정안전부)

라. 적용범위

본 설계 요령은 제내지의 물을 하천으로 강제 배제하기 위하여 설치하는 배수펌프장과 빗물을 일시적으로 모아 두었다가 하천수위가 낮아진 후에 방류하여 유출량을 감소시키거나 최소화하기 위하여 설치하는 우수유출저감시설, 고지지역의 홍수량을 하천으로 자연배수하기 위하여 설치하는 고지배수로 설치계획에 대하여 적용한다.

1) 배수펌프장

배수펌프장은 유역 내 하천 홍수위보다 낮은 저지대의 내수를 강제배수하기 위해 설치하는 내수배제용 배수펌프장과 하천의 홍수량을 일부 또는 전부를 본류 하천으로 강제배제하기 위해 설치하는 하천수배제용 배수펌프장(유수지 포함)으로 구분할 수 있다.

가) 내수배제용 배수펌프장

홍수시 하천의 외수위가 상승하여 제내측 저지대 우수의 자연배수가 어려운 경우 펌프 기계설비에 의해 우수를 강제배제토록 하는 배수펌프장(유수지 포함) 설치계획에 대하여 적용한다.

나) 하천수배제용 배수펌프장

본류 하천의 계획홍수위가 지류하천의 홍수위 보다 높게 발생하고, 지역여건상 지류하천 제방을 본류 하천 계획제방고 높이만큼 축제하기 곤란한 경우, 지류하천 제방을 등류수심에 여유고를 고려하여 설치하고, 지류하천 종점부에 배수문과 배수펌프장을 설치한다. 본류 하천의 홍수위가 지류하천의 등류수심보다 낮을 경우 배수문을 열어 자연배수하고, 본류하천의 계획홍수위가 증가하여 지류하천의 등류수심보다 높아질 경우 배수문을 닫고 펌프 기계설비에 의해 지류하천 홍수량을 강제배제토록 하는 배수펌프장(유수지 포함) 설치계획에 대하여 적용한다.

 

<자연방류시 모식도>	<외수위 상승시 배수펌프장 운영 모식도>

 

(그림 8.1-1) < 자연방류 및 외수위 상승에 따른 배수펌프장 운영 모식도 >

2) 우수유출저감시설

우수유출저감시설은 본래의 유역이 가지고 있던 저류능력을 적정하게 유지토록하기 위해서 첨두유출량 및 총 유출량을 저감시켜 하류하천에 홍수부담을 감소시키는 시설로 우수저류시설과 우수침투시설로 구분할 수 있다.

 

ㄴ
<우수유출저감시설 모식도>	<배수펌프장 모식도>

 

(그림 8.1-2) < 우수유출저감시설 및 배수펌프장 운영 모식도 >

가) 우수저류시설

빗물을 일시적으로 모아 두었다가 바깥외수위가 낮아진 후에 방류하여 유출량을 감소시키거나 최소화하기 위하여 설치하는 유입시설, 저류지, 방류시설 등의 일체의 시설을 말하며 저류기간에 따라 일시저류시설과 상시저류시설로 구분하기도 하며 장소에 따라 지구 외 저류와 지구 내 저류로 구분한다.

나) 우수침투시설

지표면 아래로의 우수 침투를 활성화시키고 불포화층 내에서의 저류효과 및 첨두유출량의 감소와 총 유출량의 저감을 도모하기 위한 시설로서 침투시설에는 침투트렌치, 침투측구, 침투통, 투수성 포장, 도로침투관, 공극저류시설 등이 있다.

 

저류시설 설치조감도	침투시설 설치조감도
주) 자료출처 : 지방자치단체 우수유출저감대책 세부수립 기준(2018, 행정안전부)

 

(그림 8.1-3) < 저류시설 및 침투시설 설치조감도 >

3) 고지배수로

하천의 계획홍수위보다 높은 지역의 홍수유출량이 저지대를 통과하여 하천으로 방류되고 있는 유역의 경우 고지지역의 유출량과 저지대의 유출량을 모두 강제배수할 경우 배수펌프장 용량이 증가하게 되므로, 배수펌프장 용량 저감을 위해 고지지역의 홍수유출량을 하천으로 자연배수하기 위하여 별도로 설치하는 배수로 설치계획에 대하여 적용한다.

마. 설계일반사항

내수배제 계획은 사업대상지역의 배수체계 등 현지 여건을 충분히 고려하여 가급적 자연배수방식을 적용한 내수배제 계획이 수립되도록 하여야 하나, 이를 적용하기 어려운 경우 강제배수방식 또는 자연배수방식과 강제배수방식을 혼용한 혼합방식을 적용할 수 있다.

1) 배수펌프 및 유수지

유역내 우수의 강제배수를 위한 배수펌프는 펌프 운영의 효율성을 고려하여 유수지를 설치하는 것을 기본으로 한다.

가) 배수펌프장의 위치는 다음과 같이 사업대상지역의 지형조건, 기초지반의 지질조건, 동력확보 등의 입지조건 등을 고려하여 결정한다.

(1) 유역 내 우수를 합리적으로 집수가 가능한 지점

(2) 배수펌프장 및 유수지의 위치는 접근과 관리가 용이하고 배수 효율을 높이기 위하여 가급적 방류하천에 가까운 지점

(3) 펌프의 운전시 진동에 의한 제방의 안전성을 고려하여 제방의 비탈기슭에서 5m 이상 이격하여 설치

(4) 배수펌프장의 기초지반 상태는 펌프장의 본체 기초공의 시공시 공사비에 미치는 영향이 크므로 기초처리 방법을 충분히 검토하여 결정

(5) 주변경관과 조화가 이루어질 수 있도록 함

(6) 배수펌프장 및 유수지, 기타 부대시설의 설치에 필요한 공간을 충분히 확보할 수 있는 지점

나) 배수펌프장은 일반적으로 저지대에 설치되므로 강우에 의한 침수로 그 기능이 정지되지 않도록 계획하여야 하며, 펌프실, 관리실, 전기설비 등은 계획내수위에 여유고(h=1m)를 더한 높이보다 높은 위치에 설치하여야 한다.

다) 배수펌프 시설의 정전사고를 고려하여 2회선 수전을 원칙으로 한다.

라) 방류하천의 수위가 상승하기 전에 저지대의 초기우수를 자연배제 시키기 위한 배수문을 설치하여 펌프의 가동을 최소화할 수 있도록 한다.

마) 초기우수의 자연배제를 위한 배수문은 방류하천의 수위가 상승할 경우 외수의 역류를 차단하는 수문을 설치하여야 한다.

바) 수문의 구조 및 설계는 ‘제2편 하천치수시설 제6장 하천수문’에 따른다.

2) 우수유출저감시설

우수유출저감대책은 현재 또는 향후 예상되는 배수구역내 우수의 초과 유출량 중 현재 발생하는 초과 유출량 및 이상기후로 발생하는 초과 유출량은 공공부문에서 지역외 저류시설의 형태로 분담토록 하며, 불투수면적 증가로 인한 초과 유출량 증가분은 개발 당사자가 지역내 저류 또는 침투시설을 설치하여 분담토록 수립되어야 한다.

가) 목표연도내 강우증가와 불투수면적 증가로 인하여 발생하는 우수유출 증가량이 1차적인 우수유출 목표저감량이 될 수 있으며, 이 중 하도의 용량부족으로 더 이상 부담할 수 없는 유출증가량을 우수유출저감시설을 통하여 저감하여야 하는 목표 저감량으로 결정하여야 한다.

나) 배수구역별 목표저감량으로부터 산출된 우수유출목표 저감량은 전체 배수구역에서 요구되는 저감량이며, 치수 및 개발계획과 연계하여 최적의 위치, 개수를 선정하여 우수유출저감시설을 배분하여 설치하여야 한다.

다) 지역외 우수유출저감시설은 해당지역 외에서 발생하는 초과유출량을 저류할 수 있는 기능을 수행하여야 하므로 배수구역내에서 향후 발생가능한 초과유출량 중 공공부문에서 분담하여야 할 부분(현시점 초과유출량 및 향후 강우증가 추이에 따른 초과유출량)을 목표저감량으로 하여, 최소한의 비용으로 최대한의 효과를 얻을 수 있는 적정위치, 규모 등을 선정할 수 있도록 계획하여야 한다.

라) 지역내 우수유출저감시설은 개발 등으로 인한 불투수면적증가로 증가되는 우수유출량을 해당지역내에서 저류하기위한 시설로 침투시설 또는 저류시설의 형태로 개발지역내 설치되어야 한다.

마) 지역외 우수유출저감시설의 위치 선정은 다음 사항을 우선 고려하여야 한다.

(1) 설치지점의 부지면적을 고려한 충분한 저류용량확보가 가능한 지역

(2) 설치시 저감효과가 우수하며, 침수피해 저감효과가 있는 지점

(3) 현지여건상 시공 및 교통처리에 큰 문제가 없는 지점

바) 지역외 우수유출저감시설의 계획은 가급적 다음과 같은 지역을 피하여 설치하도록 한다.

(1) 지대가 주변보다 높은지역

(2) 설치지점의 대상유역 면적이 매우 협소하여 설치효과가 미미한 지역

(3) 사유지의 편입이 많이 필요한 지역

3) 고지배수로

고지배수로는 방류하천의 계획홍수위보다 높은 지역에 위치한 유역에서 발생하는 우수에 대하여 자연배수방식에 따라 하천으로 방류할 수 있는 배수로로써 유출부에 수문을 설치하지 않는다.

가) 고지배수로는 계획홍수위보다 높은 상류유역의 우수를 자연배수방식에 따라 하천으로 방류하기 위한 시설물이므로 저지대 구간에서 주변지역의 우수관로 등이 고지배수로에 연결되지 않도록 하여야 한다.

나) 고지배수로내의 하천수가 역류하여 맨홀을 통해 저지대에 침수피해 발생 우려가 있으므로 유지관리를 위한 맨홀을 설치할 경우 체결형 압력맨홀을 설치하여 하천수의 역류를 방지하여야 한다.

다) 고지배수로 유입부는 상류에서 발생되는 유송잡목 등의 이물질에 의한 막힘 등으로 유수흐름에 지장이 없도록 토석류 및 유송잡목의 차단시설물에 대하여 검토하여야 한다.

 

8.1.2 사전조사

내수배제시설 설계시 검토 및 조사할 사항은 다음과 같다.

1) 상위 계획 및 관련계획 검토

2) 하천 및 배수계통조사, 과거피해현황조사 및 분석, 현황조사

3) 펌프장(유수지), 우수유출저감시설, 고지배수로 예정 지역 내 지장물, 자산현황, 사회인문조사

4) 측량(지형, 종단, 횡단)

5) 토질 및 지질

8.1.3 배수펌프

유역 내의 우수를 일시적으로 저류하여 펌프설비에 의해 강제 배수하는 방식으로 저지대의 침수피해를 방지하기 위한 시설물로써 배수펌프, 흡수정, 유수지, 스크린, 제진기, 토출수조 등으로 구성된다.

 

 

 

(그림 8.1-4) < 배수펌프장의 주요시설 명칭 (예시도) >

 

가. 시설물 규모

배수펌프장의 설계빈도는 하천설계기준에서 제시된 설계빈도와 대상지역의 중요도, 토지이용현황, 하천계획빈도, 장래개발계획 등을 종합적으로 고려하여 결정한다.

< 주요 수공구조물의 설계빈도 >

(표 8.1-1)

 

구조물 종류		설계빈도
배수시설	배수로*	30년 이상
	방수로	30년 이상
	배수제	30년 이상
	배수문	30년 이상
	배수펌프	30년 이상
	유수지 및 저류지	30년 이상
주) 배수로의 설계빈도는 30년 이상을 적용하되, 지역별 방재성능목표 설정기준(2022, 행정안전부)를 참고하여 조정할 수 있다.

 

유수지를 수반하는 배수펌프장의 시설용량 결정시 가장 중요한 요소는 유수지 저류용량의 규모이며, 이는 유수지의 유효저류용량이 크면 클수록 유수지의 저류효과로 인한 강제 펌프량의 감소로 이어지고 이와 반대로 유수지의 용량이 아주 적어 저류효과를 기대할 수 없는 경우 아래 그림과 같이 첨두유출량에 대응하는 펌프의 시설용량을 필요로 하게 된다.

 

 

유수지 용량에 의한 시설용량의 지배요소	유수지 용량과 시설용량 관계

 

(그림 8.1-5) < 유수지 용량-시설용량 관계 >

따라서 펌프의 시설용량 규모는 아래 그림과 같이 유수지용량- 펌프계획배수량 관계에 대해 각각의 공사비를 합친 총 공사비의 관계를 도시하여 최적의 규모를 적용하여야 하나, 이상강우로 인한 강우량의 증가 추세를 감안할 때 향후 시설물 확장 시 개발계획으로 인한 추가 부지 확보가 어렵고 높은 용지보상비를 감안하여 가급적 유수지 용량을 최대로 하고 펌프시설용량을 결정하되, 침수현황과 관로현황 등 현지 여건을 충분히 고려하여 강수의 유수지 유입이 원활하도록 유수지 규모를 결정한다.

(그림 8.1-6) < 공사비-시설용량 관계 >

나. 배수펌프의 대수 및 구경

1) 펌프의 설치대수는 계획 배제량을 기본으로 해서 결정하되 다음 사항을 고려하여 결정한다.

가) 계획 우수량을 기준으로 하여 최고 효율점 부근에서 운전되도록 대수를 선정한다.

나) 유지관리상 가능한 적게 하고 동일용량의 것으로 한다.

다) 펌프용량이 클수록 효율이 높으므로 가능한 대용량의 것으로 한다.

라) 유량의 변화가 현저한 경우는 유지관리상 경제적으로 운전하기 위하여 용량이 다른 펌프를 설치하거나 동일용량의 펌프회전수를 제어한다.

마) 펌프의 설치대수는 2대 이상 10대 이하를 표준으로 하며, 예비 1대(10% 이상의 예비용량 범위내)를 설치하여 펌프기기의 오작동 및 고장에 대하여 대비할 수 있도록 한다.

바) 배수유역 내 강제배수 총 토출량에 따른 펌프설치 대수는 입지여건을 충분히 고려하여야 한다.

2) 펌프의 흡입 구경은 토출량과 펌프 흡입구의 유속에 의해 결정된다.

여기서 D = 흡입구경(㎜)

V = 흡입구 유속(m/sec)

Q = 펌프대당 토출량(㎥/min)

 

< 펌프의 표준구경과 배출량 >

(표 8.1-2)

 

표준구경 (㎜)	배출량 (㎥/min)	표준구경 (㎜)	배출량 (㎥/min)	표준구경 (㎜)	배출량 (㎥/min)
400	12~23	1,000	115~150	2,000	480~600
500	23~36	1,200	150~200	2,200	600~740
600	36~50	1,350	200~255	2,400	740~850
700	50~70	1,500	255~325	2,600	850~1,000
800	70~90	1,650	325~400	2,800	1,000~1,150
900	90~115	1,800	400~480

 

주) 자료출처 : 농업생산기반시설 설계기준(양배수장편(KDS 67 30 05))(2018, 농림축산식품부)

3) 흡수정 내부의 우수를 완전히 배수하여 흡수정 내 악취제거 및 펌프의 부식방지를 위한 지배수펌프를 설치토록 한다.

다. 펌프의 양정 및 동력산출

1) 펌프 양정은 펌프흡입부와 토출부의 실수두 차이인 실양정고와 펌프흡입으로부터 토출까지 관로속에서 발생되는 여러 가지의 손실수두의 합으로써 이루어진다. 즉 전양정 H는 다음 식으로 결정된다.

H = Ha + △H

여기서, Ha : 실 양 정

△H : 손실양정

2) 실양정은 배출수위와 흡입수위와의 차이로써 하천의 계획홍수위와 유수지 LWL와의 차이를 실양정고로 결정하되 토출배관의 표고가 하천의 계획홍수위보다 높을 경우 토출배관의 표고와 유수지 LWL와의 차이를 실양정고로 하며, 계획실양정은 실양정고의 70~80% 범위로 한다.

3) 공동현상(캐비테이션)은 펌프의 임펠러 부분에 발생하기 쉽고 유체의 흐름에 따라 이동하다가 높은 압력구역에 도달하면 기포가 급격히 파괴되는 현상을 유발하여 펌프의 성능을 저하시킴과 동시에 진동 및 소음을 수반하며 이와 같은 상태가 장기간 지속되면 펌프내부의 재료를 침식시키고 펌프의 수명을 단축시키는 결과를 초래하게 된다. 따라서 공동현상에 대한 안정성 여부를 판단하는 조건으로 유효흡입수두(NPSH av)와 펌프의 비교회전수로 결정되는 필요유효흡입수두(NPSH req)를 비교하여 유효흡입수두가 필요유효흡입수두에 대하여 갖는 여유를 검토하여야 하며 일반적으로 유효흡입수두가 필요유효흡입수두의 1.3배이상 확보되어야 한다.

가) 필요흡입수두 NPSH 추정계산(NPSH req)

- 

여기서, S : 흡입비속도(축류펌프=1,200, 사류펌프=1,300)

N : 펌프회전수(rpm)

Q : 배출량(㎥/min)

나) 유효흡입수두 NPSH 계산(NPSH av)

- NPSHav = 

여기서, : 대기압 수두(10.33m) : 물의 포화증기압

: 흡수면에서 펌프기준면까지 높이 : 흡수 손실(m)

4) 펌프동력은 펌프를 가동하는데 필요한 원동기의 출력을 말하며 동력계산은 아래와 같다.

가) 

여기서, : 원동기 소요동력(kW) Q : 유 량 (㎥/min)

H : 배수펌프의 전양정(m) η : 펌프효율(%)

α : 여유율(A의 경우 양정 변화가 적은 경우, B의 경우 양정 변화가 많은 경우)

 

전동기 종류 펌프형식	전동기		내연기관
	A의 경우	B의 경우	A의 경우	B의 경우
사류펌프	0.15	0.20	0.25	0.30
축류펌프	0.20	0.25	0.30	0.35
원심펌프	0.10	0.15	0.15	0.20

 

< 펌프효율 >

(표 8.1-3)

 

저 양 정 펌 프							고 양 정 펌 프
구경 (㎜)	횡 축(%)		입 축(%)		수 중(%)		구경 (㎜)	원심 (%)	입축 사류(%)
	사류	축류	사류	축류	사류	축류
600	80	77	79	76	78	76	200	66
700	81	79	80	77	79	77	250	69
800	82	80	81	79	80	78	300	72	70
900	82	80	82	79	81	79	350	75	72
1,000	84	82	83	81	82	80	400	77	74
1,200	85	83	84	82	83	81	450	79	75
1,350	85	83	84	82	83.5	81.5	500	81	78
1,500	86	83	85	83	84	82	600	83	80
1,650	86	84	85	83	84.5	82.5	700	84	81
1,800	86	84	86	83	-	-	800	84	82
2,000	86	84	86	83	-	-	900	85	83
2,200	-	-	87	85	-	-	1,000	86	-
2,400	-	-	87	85	-	-	1,200	87	-
2,600	-	-	88	86	-	-	-	-	-
2,800	-	-	88	86	-	-	-	-	-

 

주) 농업생산기반시설 설계기준(펌프설계(KDS 67 30 20))(2022, 농림축산식품부)

 

라. 펌프형식

1) 펌프의 형식은 사류형, 축류형, 와권형 등으로 분류되며, 저양정의 양․배수펌프에는 원칙적으로 사류형, 축류형을 사용한다.

2) 축류형식은 펌프의 축형식을 나타내는데 횡축형, 입축형, 사축형 등으로 분류되며, 원칙적으로 횡축형, 입축형을 사용한다.

3) 펌프의 형식은 토출량, 전양정 등에 의하여 선정되며, 전양정에 따른 개략적인 선정범위는 아래 (표 8.1-4)와 같다.

4) 펌프형식 선정과 관련하여 타 설계기준에 제시 사항을 참고할 수 있다.

가) 양정고가 1.0m ~ 9.0m인 경우 저양정, 9.0m 이상은 고양정이며, 저양정에서 양정고가 1.0m ~ 4.0m정도에서는 축류펌프의 적용이 적합하며, 4.0m 이상인 경우 사류펌프의 적용이 적합하다.

나) 양정고가 3.0m 이하에서는 수문일체형 펌프를 검토하여 적용할 수 있다.

 

< 펌프 기종 및 형식 >

(표 8.1-4)

 

축 형 식 기 종 형 식	횡 축	입 축(수중포함)
축 류	3m 이하	8m 이하
사 류	7m 이하	20m 이하

 

주) 하천설계기준해설(2019,한국수자원학회,하천협회)

마. 흡수정

1) 흡수정의 유효용적은 계획우수량, 펌프용량, 대수등을 충분히 고려하여 정하여야 하며, 충분한 용량이 아니면 흡입수위의 잦은 변동으로 펌프의 빈번한 기동조작 등으로 기기의 소모 및 고장을 유발할 수 있음으로 흡수정 용량은 총 펌프 토출량의 최소 5분이상 용량을 확보하도록 한다.

2) 흡수정 설치 시 아래사항을 고려하여 설치토록 한다.

가) 흡입부에 와류가 발생하지 않고 흡입관에 공기가 들어가지 않도록 하여야 한다.

나) 유로는 급격한 확대나 방향전환을 하지 않으며, 사류를 일으키지 않도록 하여야 한다.

다) 수조내의 흐름은 자연상태의 흐름형이 되도록 하고 흐름이 각 펌프에 균등하게 흡입되도록 하여야 한다.

라) 흡입수조에서 유입구의 유속은 가능한 한 0.7m/s 이하로 하며, 흡수정 흡입구로의 접근 유속은 약 0.3m/s 이하가 되도록 한다.

마) 흡입관과 흡수정의 바닥면 사이에 충분한 여유를 확보하여 흡입관 주변의 우수 유입이 원활하게 유입되도록 한다.

3) 연직흡입관과 흡수정의 형상은 아래 그림에 제시된 치수를 표준으로 한다.

4) 흡수정의 폭은 펌프구경의 3배 이상으로 하여야 한다.

5) 두 대 이상의 펌프를 설치하는 경우 각 펌프의 흡입조건이 대등하게 되고, 흡입부내의 난기류를 방지하기 위해 정류벽을 설치하여야 한다.

6) 흡수정내에는 L.W.L 이하의 우수를 배제하고 건조시켜 악취를 제거하고 펌프의 부식을 방지하기 위해 재배수펌프(수중펌프)를 설치한다.

7) 흡수정에는 유입된 토사가 퇴적되어 펌프가동에 지장을 초래하지 않도록 비우기에 완전히 준설 한다.

 

 

(그림 8.1-7) < 흡입정과 흡입관 >

바. 토출수조

1) 토출수조는 본체구조물과 분리하여 배출관으로부터 방출되는 수류가 감쇠되도록 하며, 방류하천으로 수류가 원활히 배출될 수 있도록 한다.

2) 토출수조는 철근콘크리트 구조를 원칙으로 한다.

3) 토출수조의 상단 높이는 토출수조 내에서 발생할 가능성이 있는 최고 수위에 대하여 안전한 높이이어야 한다.

4) 토출BOX는 펌프의 총 토출량에 대하여 원할한 배제가 가능한 규모를 갖도록 한다.

5) 펌프 토출량을 방류하천으로 유출시 토출BOX 유출부 하단에 하상보호공을 설치하여 유수 방류에 따른 파손 및 세굴을 최소화하도록 한다.

6) 토출암거 되메우기시 다짐도는 ‘제7편 하천공통설계 제3장 구조물설계’에 따른다.

 

< 토출수조의 규격 >

(표 8.1-5)

 

구 분	B1	L1	L2	관체상단	수조바닥
기 준	2.5D 이상	1.25D 이상	2.5D 이상	․ 최저 배출수위 보다 0.3m 이상 낮게	․ 배출관 하단 보다 0.3~0.6m 낮게

 

주) 농업생산기반시설 설계기준(양배수장 구조설계(KDS 67 30 25))(2022, 농림축산식품부)

 

 

 

(그림 8.1-8) < 토출수조의 구조 >

 

사. 밸브

1) 펌프 구동 중 고장, 정전등의 사유로 펌프기동이 중단될시 역류를 방지하기 위하여 펌프 토출관로에는 토출밸브와 체크밸브를 설치하는 것을 원칙으로 한다.

2) 배수펌프장의 경우 양정, 구경, 펌프장내 면적, 경제성 등을 고려하여 토출밸브로서는 Butter fly형을 역류방지용으로는 Flap형을 사용한다.

3) 역지밸브는 유체를 수송하는 시스템에서 오직 한 방향으로 유동을 유지하여야할 필요가 있는 경우 또는 수력 조건에 의해 역류가 되는 것을 방지하는 역할을 한다.

4) 플랩밸브는 토출구 끝에 위치하여 자중에 의해서만 열리고 닫히는 기능으로 외수위가 높을 경우 수압으로 수문을 밀착시켜 내수로 들어오는 물을 차단하여 역류를 방지하는 역할을 한다.

5) 버터플라이밸브는 유체의 흐름속에 디스크가 회전하면서 유체의 흐름을 개폐하거나 유량을 조절하는 역할을 한다.

아. 스크린 및 제진기

스크린 및 제진기설비는 배수펌프 전단에 설치하며, 펌프 운전 중에 우수 유입에 따른 협잡물 등에 의해 펌프 임펠러 손상 및 배관의 막힘 등을 방지하기 위하여 설치한다.

1) 스크린의 경사각도는 기계식 제진방식인 경우 70°전후로 하고, 수동식 제진방식인 경우 45°~ 60°이내로 한다.

 

 

(그림 8.1-9) < 스크린 및 제진기 적용 예 >

 

< 스크린 설치각의 표준 >

(표 8.1-6)

 

구 분	수 동	기계식 제진방식	비 고
설 치 각	45°∼ 60°이내	70° 전후

 

주) 농업생산기반시설 설계기준(양배수장 부대설비설계(KDS 67 30 30))(2022, 농림축산식품부)

 

2) 스크린의 재질은 부식등에 강한 내식성 재료를 사용하고, 두께는 최소 9㎜ 이상으로 한다.

3) 스크린 바의 간격은 조목스크린은 60~150㎜, 세목스크린은 25~50㎜의 간격을 유지하도록 하며, 펌프구경별 스크린의 유효간격은 아래 표를 참조한다.

4) 스크린의 표준 유효간격은 펌프구경이 3,000㎜ 미만인 경우에는 펌프구경의 1/10~1/30을 표준으로 하며, 펌프구경이 3,000㎜ 이상인 경우에는 펌프구경의 1/35~ 1/40을 표준으로 한다.

 

< 스크린의 유효간격 >

(표 8.1-7)

 

펌프구경 (㎜)	스크린 유효목폭(㎜)	펌프구경 (㎜)	스크린 유효목폭(㎜)	펌프구경 (㎜)	스크린 유효목폭(㎜)
200	20	600	60	1,200	80
250	25	700	60	1,350	80
300	30	800	60	1,500	90
350	35	900	70	1,650	90
400	40	1,000	70	1,800	100
500	50	1,100	70	2,000이상	100

 

주) 농업생산기반시설 설계기준(양배수장 부대설비설계(KDS 67 30 30))(2022, 농림축산식품부)

 

5) 조목 스크린에는 제진기를 설치함을 표준으로 하며, 협착물의 발생량은 아래 공식에 따른다.

여기서, V : 추정협착물 발생량(㎥/hr)

Q : 배수량(㎥/s)

K : 계수(0.2~0.25)

6) 제진기의 기종 및 규모는 유입수로의 폭, 유입되는 협잡물의 양, 설치여건, 경제성, 유지관리 등을 고려하여 합리적으로 선정한다.

7) 일반적으로 국내에서 사용되는 제진기는 로타리식과 유압식, 링크식 제진기가 있으며 제진기에 의해 수거된 협잡물의 반출을 의한 밸트 콘베이어 등의 설치가 필요하다.

자. 천정크레인

1) 천정크레인은 펌프설비의 형식과 규모, 유지관리 등을 고려하여 적정한 형식과 용량을 결정한다.

2) 천장크레인의 선정은 정격하중을 기초로 하여 크레인형식을 선정할 필요가 있다. 그러나 펌프설비에 따라서는 건물의 보에 훅크 등을 설치하여 천장크레인을 필요로 하지 않는 경우나 건물에 I-빔을 설치해서 여기에 체인블록 등을설치하는 형식도 있다.

< 천정크레인 형식 >

(표 8.1-8)

 

정격하중	천정크레인형식		비 고
	수동식	전동식
5tf 이하	수동식 체인블록형	-
7.5tf, 10tf	수동식 트롤리형	전동식(저속형) 더블레일호이스트형
13tf, 15tf, 20ton	-	전동식(저속형) 더블레일호이스트형
25tf	-	전동식(저속형) 트롤리형

 

주) 농업생산기반시설 설계기준(양배수장 부대설비설계(KDS 67 30 30))(2022, 농림축산식품부)

3) 전동식 트롤리형은 펌프의 분해, 조립, 설치용으로 주로 사용하는 점을 감안하여 특별한 경우를 제외하고는 저속형을 표준으로 한다.

4) 천정크레인의 정격하중은 펌프의 분해, 조립, 설치 시 발생하는 최대하중량을 기준으로 하여 결정한다.

5) 천정크레인의 설치는 자재 반입구, 밸브, 디젤기관 및 최외곽에 설치되는 펌프 등이 충분히 크레인 후크의 작업범위 내에 위치하도록 설치하고, 크레인 거더에 위치하는 점검용 보도와 천정크레인까지의 이격거리는 최소 작업공간을 확보 한다.

8.1.4 유수지

1) 유수지는 집중호우로 인하여 급증하는 제내지의 내수나 저지대의 우수를 일시적으로 저수하는 시설로 하천으로 우수를 내 보내기 쉬운 하천변이나 저지대에 주거환경이 저해되지 않는 곳에 설치한다.

2) 유수지의 용량산정은 배수유역에서 유수지로 유입되는 누가 유입 수문 곡선을 구한 뒤 누가 유입량과 누가 펌프 배출량곡선을 이용한 계산결과로부터 유수지 용량을 산정한다.

3) ‘8.1.3 배수펌프의 가.시설물 규모’에서 언급한 바와 같이 유수지 용량은 최근의 이상강우로 인한 강우량의 증가 추세를 감안하여 향후 시설물 확장계획 시 용지보상비 증가 및 현장 여건을 고려하여 가급적 유수지 용량을 최대로 하여 결정한다.

4) 계획저수위(LWL)는 유수지의 바닥이 아닌 펌프 최초 가동이 가능한 흡수정 유입량을 기준으로 산정한 수위로 결정한다.

5) 내수배제 배수펌프장의 유수지의 계획홍수위는 내수침수가 발생되는 지역의 최저지반고 보다 1m 이상 낮게 계획하며 수리학적으로 동수경사가 지반위로 상승되지 않도록 설정하고, 하천수배제 배수펌프장은 지류하천의 계획홍수위를 유수지 계획홍수위로 설정한다.

6) 유수지는 유효저류용량의 증대를 위한 콘크리트 구조물은 가급적 지양하도록 하고 친환경적 설계기법을 고려한 유수지를 설치토록 하며, 유수지의 수심이 깊은 경우 안전을 고려하여 휀스설치 등을 검토한다.

7) 평상시 부유물 등의 제거와 유지관리를 위한 장비진입로를 검토한다.

8) 홍수시에 계획된 유효저류용량의 저류를 위하여 유수지 바닥은 지하수나 불명수로 고인물이 없도록 도수로를 개설하며 한쪽으로 집수하고 배수하여 유수지 바닥이 항상 건조한 상태가 유지되도록 한다.

9) 도수로의 규모는 오수차집 및 유수지 건조 상태 유지를 위해 최대 오수 발생량과 초기강우 규모를 담당할 수 있도록 결정하며, 청소 및 유지관리가 용이한 구조로 한다.

10) 유수지의 비탈면보호를 위한 호안설치 시 친환경적 호안공법의 적용을 검토한다.

11) 유수지 외곽으로는 휀스를 설치하여 외부인 접근이나 사고를 방지하도록 한다.

12) 복개 유수지는 복개구조물 기둥이 차지하는 용량만큼 유수지의 저류용량이 감소됨으로 계획시 이를 고려 용량을 산정한다.

13) 복개 유수지의 복개 높이는 유수지의 계획홍수위에서 1m이상 유지하도록 한다.

14) 복개 유수지 내부 준설작업에 필요한 공간(기둥간격 5.0m, 높이 3.0m 이상)을 확보 하도록 한다.

 

 

(그림 8.1-10) < 아산시 가덕 배수펌프장 유수지 전경 (예시) >

8.1.5 우수유출저감시설

가. 목표설정

1) 전 지역 및 배수구역별 우수저류량 목표 설정

가) 우수유출 목표저감량을 지역외 저류시설(off-site)과 지역내 저류시설(on-site)을 통해 분담하기 위한 목표를 설정한다.

나) 침투시설 설치를 활성화하기 위해 목표저감량 전량을 저류하는 것을 지양하고 최대 약 90% 분담하는 것을 권장한다.

다) 배수구역별 획일적으로 저류시설 90% 이상 설치하는 것보다 지역특성을 고려(도심지는 침투시설 적극 권장, 비도심지는 저류시설 적극 권장)하여 설치하며, 전체적으로 저류시설 90% 이상 설치하는 것을 권장한다.

2) 전 지역 및 배수구역별 우수침투량 목표 설정

가) 우수유출 목표저감량을 투수성포장, 침투트렌치 등 침투시설을 통해 분담하기 위한 목표를 설정한다.

나) 침투시설은 우수유출저감 이외에 도시내 지하수 함양, 도시의 미관조성 및 환경개선, 도시경관개선 등에 효과가 있으므로 우수유출 목표저감량에 최소한 5~10% 분담하는 것을 권장한다.

다) 배수구역별 획일적으로 침투시설을 최소 5~10% 설치하는 것보다 지역특성을 고려(도심지는 침투시설 적극 권장, 비도심지는 저류시설 적극 권장)하여 설치하며, 전체적으로 침투시설을 최소 5~10% 설치하는 것을 권장한다.

나. 우수유출저감시설의 종류

1) 저류시설

가) 저류시설은 우수를 유수지 및 하천으로 유입되기 전에 일시적으로 저장시켜 대상지역의 유출량을 감소시키거나 최소화하기 위하여 설치하는 시설을 의미하며, 설치 장소에 따라 지역외 저류(off-site)와 지역내 저류(on-site)로 구분된다.

나) 지역외 저류(off-site)시설은 유역출구에 설치된 침사지겸 저류지, 영구저류지 등에 유출수를 저장하는 대규모 저류방식으로 연결 형식에 따라 하도내(On Line)저류시설, 하도외(Off Line)저류시설로 구분된다.

다) 지역내 저류(on-site)시설은 대상지역에 내린 강우가 우수관거, 유수지, 하천 및 지역외 저류시설 등으로 유입되기 전에 강우발생지점인 토지이용 시설(건물, 주차장, 운동장, 차도, 녹지 등)내에서 빗물을 일시적으로 저류시켜 유출을 저감하는 시설로서, 단지내 저류시설, 주차장 저류, 건축물 저류 등이 있다.

2) 침투시설

가) 침투시설은 우수를 지하로 침투시켜 저류 및 지연시키는 시설로서 크게 기존의 투수가능 지역(공원, 녹지 등)의 침투율을 증진시키는 방법과 보도, 주차장 등 기존의 불투수면에 대해 침투능력을 부여하는 방법으로 나뉜다.

나) 침투시설에는 침투통, 침투측구, 침투트렌치, 투수성포장 등이 있다.

<우수유출저감시설 종류>

(표 8.1-9)

 

분류		우수유출저감시설
저류 시설	지역외 저류 (off-site) 시설	∙전용 저류시설 - 지하저류시설, 건식저류지, 하수도간선저류 등 ∙겸용 저류시설 - 다목적유수지, 연못저류, 습지 등
	지역내 저류 (on-site) 시설	∙유역 저류시설 - 침수형 저류시설 : 단지내저류, 주차장저류, 공원저류, 운동장저류 - 전용 저류시설 : 쇄석공극 저류시설 ∙건축물 저류 - 지하저류조, 저류탱크, 지붕저류, 옥상녹화, 식생수로 ∙기타 - 저류형화단
침투시설		∙침투통 ∙침투측구	∙침투트렌치 ∙투수성포장	∙투수성 보도블록

 

주) 우수유출저감시설의 종류․구조․설치 및 유지관리 기준(2018, 행정안전부)

다. 우수유출저감시설의 배치 및 규모계획

1) 배치 및 규모계획 절차

가) 시설별 우수유출저감시설의 저류량, 침투량 등의 용량을 산정한다.

나) 배치우선순위 설정을 위한 정량·정성 평가를 실시하고, 결과를 종합하여 우수유출저감시설의 우선순위에 따라 배치한다.

다) 배치우선순위에 따른 우수유출저감시설의 목표저감량을 할당하고, 필요시 시설 배치 및 규모계획의 재검토를 실시한다.

라) 목표저감량 할당이 적정한 경우, 배치 확정 및 우수유출저감시설 설계를 실시하도록 한다.

 

 

(그림 8.1-11) < 우수유출저감시설의 배치 및 규모계획 절차 >

2) 배치 및 규모계획 절차별 세부내용

가) 규모계획

(1) 저류시설

(가) 시설 내 현장여건 등을 고려하여 저류시설 및 침투시설의 용량을 극대화하도록 하고, 침투시설의 용량은 목표저감량의 최소 5~10% 저감할 수 있도록 규모계획을 권장한다.

(나) 현장여건, 지하시설물 현황, 시설물의 내력 등을 고려하여 면적(폭 × 길이)과 깊이를 결정하여 저류량을 산정한다.

(다) 침투시설 5~10% 분담에 따른 저류시설의 안정적 용량 확보를 위해 여유고를 확보한다.

< 저류시설의 저류량 산정 및 여유고 규모>

(표 8.1-10)

 

분류	내용
저류량	저류량(m³) = B × L × H 여기서, B : 폭(m), L : 길이(m), H : 깊이(m)
여유고	댐식·굴착식 저류시설	· 1.0m 이상 여유고 확보
	지하저류시설	· 0.6m 이상 여유고 확보

 

(2) 침투시설

(가) 침투시설의 규모는 계획내 토지이용 여건, 토양 및 토질 조건, 지하시설물 현황 등을 고려하여 집수면적 을 결정하고, 최소설계침투강도(10mm/hr)를 고려하여 설계침투량을 산정한다.

* 집수면적은 침투시설로 우수가 모이는 면적

 

 

주) 자료 : 우수유출저감시설의 종류·구조·설치 및 유지관리기준(2018, 행정안전부)

(나) 설계침투량 산정 후 각 침투시설별 침투량은 “우수유출저감시설의 종류·구조·설치 및 유지관리기준(2018, 행정안전부)”에 제시되어 있는 침투시설종류와 해당 제품의 제원에 따른 침투량 산정공식에 따라 산정한다.

(다) 설계침투량 계산 시 최소설계침투강도 10mm/hr를 만족하도록 설치되어야 하므로, 설계침투강도는 10mm/hr로 가정하여 계산한다.

(라) 침투시설 배치시 대상지역의 토양 형태를 고려해야 한다.

 

나) 배치우선순위

(1) 지역외 저류(off-site)시설, 공공시설, 유휴지·불모지, 민간건축물 순으로 배치하며, 가급적 공공시설 중심으로 배치한다.

(가) 지자체내 현장여건, 유출특성을 고려하여 지역외 저류(off-site)시설 배치를 우선적으로 검토한다.

(나) 지자체내 기반시설(교통시설, 공원시설, 공공·체육문화시설)의 위치 및 우수유출저감시설 설치가능성 등을 활용하여 배치하며, 특히 공공시설 배치를 우선적으로 검토한다.

(다) 지자체내에 유휴지·불모지 등이 있는 경우 활용가능성 여부를 검토하여 배치한다.

(라) 지자체내 민간건축물의 우수유출저감시설 배치는 시설장과의 협의를 통해 배치한다.

(2) 지자체내 공공시설의 시설별 배치우선순위는 정량·정성 평가를 통해 결정한다.

(가) 정량적평가는 우수유출저감시설의 저류량( ), 침투량( ) 등의 시설능력을 평가하고 정성적평가는 우수유출저감시설의 시공의 용이성, 설계변경의 용이성에 대해 평가한다.

(나) 정량적평가는 저류량의 순위와 침투량의 순위를 정하고 정성적평가의 시공의 용이성과 설계변경의 용이성에 대해 상(1)·중(2)·하(3)로 표시하면, 정량적평가의 순위와 정성적평가의 상·중·하로 표시된 지수를 더하여 총합을 계산한다.

(다) 계산된 총합이 작은 순으로 최종순위가 정해진다.

(라) 최종순위가 같을 경우 정성적평가의 총합이 낮은 시설을 우선시 한다.

다) 목표저감량 할당

(1) 배치우선순위를 고려하여 지역외 저류(off-site)시설에 우선적으로 목표저감량을 할당한다.

(2) 공공시설은 특정시설의 과도한 부하를 줄이고 시설별 균등한 분배를 위해 각 시설의 1순위를 우선적으로 목표저감량을 할당하며, 용량 부족시 2순위, 3순위 등에 할당한다.

(3) 공공시설 설치 외에 유휴지 및 불모지 등이 있는 경우 목표저감 할당을 위한 활용여부를 검토한다.

(4) 지역외 저류(off-site)시설, 공공시설 및 유휴지·불모지에 대한 검토에도 불구하고 목표저감량 확보가 되지 않는 경우, 일정규모 이상의 민간건축물에 대해 목표저감량 할당을 검토한다.

(5) 목표저감량 할당에 대한 재검토를 실시하여 침투시설의 비율이 목표저감량의 5~10%가 되도록 재검토 및 수정토록 한다.

 

 

(그림 8.1-12) < 목표저감량 할당 방법 및 절차 >

라) 배치 확정

(1) 목표저감량을 배치우선순위에 따라 할당된 결과에 대해 적정성(목표저감량 할당, 침투시설 권장비율 등)을 검토하여 배치 및 규모계획을 확정한다.

라. 계획빈도 결정(지역외 저류시설)

지역외 우수유출저감시설의 규모계획을 위해서는 해당 배수구역의 계획강우빈도와 계획방류빈도를 결정하여야 하고, 계획된 저감시설에 대해서는 첨두홍수량 저감효과산정을 실시하여 설치 효과를 확인하여야 한다.

1) 저감시설 설치지점에 대한 여러 현장여건 등을 고려할 때 앞서 우수유출저감시설기본계획에서 설정한 계획빈도에 해당하는 계획홍수량 전량을 저감시키기는 불가능 하다. 따라서, 현지여건을 고려한 적정규모의 결정(목표저감량)이 우선되어야 한다.

2) 하천설계기준에서는 유수지나 저류지 설치와 같은 내수배제계획시 설계빈도를 30년 빈도 이상으로 하는 것을 원칙으로 하고 있다.

3) 저감시설이 우수지선관거에 직접연결시 기존 지선관거의 설계빈도에 맞추어 그 이하로 계획방류빈도를 결정하여야 하며, 하천의 경우에는 해당 하천의 계획빈도 내에서 적정한 방류규모로 결정하여야 한다.

4) 하천정비 기본계획이 완료된 하천변에 설치되어 하천의 홍수량의 일부를 직접적으로 저감시키는 천변저류시설에 대해서는 대상 하천의 설계빈도를 계획빈도로 결정하도록 한다.

<저감시설 및 조절부 규모결정 기준 결정사항>

(표 8.1-11)

 

저감시설 규모	용량	․ 대상수문곡선 : 최소 30년 빈도 ․ 목표저감빈도 : 연결 관거
	여유고	․ 저감시설 계획홍수위에서 1m 이상 여유고 확보(지하저류조 예외), 하천수위의 영향을 받는 경우, 해당 하천의 여유고를 고려하여 확보
On Line 저감시설 조절부	상시방류구 (주여수로)	․ 목표조절율 : 수문곡선, 저감빈도
Off Line 저감시설 조절부	횡월류웨어	․ 목표조절율 : 수문곡선, 저감빈도

 

마. 펌프 및 월류부 계획(지역외 저류시설)

1) 펌프설비

가) 펌프의 설치대수는 우수저류량을 제한시간내에 안정적으로 배제할 수 있도록 계획해야하며, 용도별 건설비의 대소 및 유지관리 등 다음사항을 고려하여 결정하여야 한다.

(1) 펌프는 가능한 한 최고 효율점 부근에서 운전하도록 대수 및 용량을 결정한다.

(2) 펌프의 설치대수는 유지관리가 편리하도록 가능한 한 대수를 적게 하고 동일용량의 것으로 한다.

(3) 펌프는 용량이 클수록 효율이 높으므로 가능한 대용량의 것으로 한다.

(4) 유량의 변화가 현저한 경우는 유지관리상 경제적으로 운전하기 위하여 용량이 다른 펌프를 설치하거나 동일용량의 펌프회전수를 제어한다.

(5) 펌프의 설치대수는 2대 이상 10대 이하를 기준으로 한다.

(6) 안전하고 확실하게 운전이 가능하고, 특히 조작이나 취급이 용이해야 한다.

나) 펌프대수는 계획배수량의 시간적 변동과 펌프의 성능을 고려하여 선정하되, 펌프는 용량이 클수록 효율이 높으므로 유량의 시간적 변동에 대처할 수 있는 유수지나 저류조가 있을 경우에는 펌프대수를 적게 하고 대용량의 펌프를 사용하도록 한다.

다) 펌프구경의 경우 펌프제작회사에 따라 동일 토출량을 배출시킬 수 있는 구경이 다를 수도 있으므로 발주시 계획 토출량에 의거 펌프제작사와 협의하여 결정하도록 한다.

라) 펌프의 형식은 펌프기종에 따른 특성, 배수조건(토출량, 전양정 등) 및 캐비테이션의 안전성여부 검토를 실시한 후 선정하도록 한다.

2) 월류부설비

가) 월류부 설비는 「하수도시설기준(2022, 환경부)」에서 제시한 직사각형거의 통수능(90%) 기준에 만족하는 홍수저감능력을 발휘하는 횡월류웨어 규모를 참고한다.

나) 횡월류웨어의 규모를 결정하기 위한 유량계수는 보편적으로 사용되는 De Marchi(1934) 경험식 등을 이용한다.

바. 사업효과분석

배수구역에 적용된 우수유출저감대책의 목표저감량을 적절하게 할당하고, 우수유출저감시설의 규모계획이 적정한가를 검증하기 위해 효과분석을 실시한다.

1) 우수유출저감시설 적용에 따른 홍수량 산정

가) 배수구역에 우수유출저감시설을 적용하고, 목표저감량 산정에서 사용한 방법과 동일하게 설정하여 대상지역 내 홍수량을 산정한다.

나) 홍수량 산정은 도시유출모형(SWMM 등)이나 우수유출저감시설 적용이 가능한 모형을 사용하도록 한다.

2) 첨두유출 저감효과분석

가) 첨두유출 저감효과분석은 우수유출저감시설 설치 전·후의 첨두유출에 대한 첨두유출량과 첨두유출 도달시간 및 총유출량을 비교한다.

나) 첨두유출 저감효과 분석결과는 도표나 그림으로 제시한다.

다) 우수유출저감시설 설치 지점 및 하류단의 유역출구점 등을 선정하여 지점별 저감효과를 제시한다.

8.1.6 고지배수로

가. 고지배수로의 구성

고지배수로 시설은 상류 산지유역의 홍수유출량을 하천으로 직접 자연배수시키는 고지배수로와 고지배수로 좌우에 설치하여 저지대의 배수관로를 연결하여 저지대 홍수유출량을 배수펌프장으로 연결시키는 유도관로, 고지배수로 유지관리를 위해 설치한 압력식 맨홀, 고지배수로 유입부에 토사를 미리 침전시켜 고지배수로 내에 토사퇴적을 저감시키는 침사지, 상류 산지유역의 산사태 및 토사유실로 인한 고지배수로 내에 토석류 유입을 저감시키기위한 사방댐 등을 포함하고 있다.

1) 고지배수로

고지배수로는 홍수시 산지유역 등 고지대의 우수를 하천으로 직접방류시키기 위해 설치한 배수로이며, 유입수가 고지배수로에 유입되면 수두차에 의해 직접 하천으로 자연배수되게 함으로써 하류 유역의 홍수피해를 예방하고, 펌프장의 시설용량을 감소시켜주는 시설물이다.

(가) 압력관로 방식

상류유역에서 고지배수로에 유입된 유출수가 수두차에 의해 자연방류되는 압력식 배수로 형태이므로 저지대에서 배수관로를 연결하거나 일반맨홀을 설치할 경우 이곳을 통해 상류 유출수와 하천수가 역류될 수 있으므로 고지배수로 관리구간을 설정하여 관리하여야 하며, 고지배수로 좌우에 유도관로를 설치하여 저지대에서 배수관로를 고지배수로에 직접 연결할 수 없도록 하여야 한다.

또한, 고지배수로 유입부는 대부분 산지유역의 종점부에 위치하고, 저지대 도심지를 관통하여 하천에 연결하는 배수암거의 형태로 설치되고 있으므로 홍수시 토사퇴적과 유목걸림 등이 발생할 수 있고, 도로공사중 도로배수관·통신관·전선·가스관·수도관 등을 고지배수로를 통과하여 매설할 수 있으므로 홍수기전에 일제조사 등을 통해 점검 및 사전조치가 필요한 시설이다.

(나) 우회배수 방식

상류 산지유역에서 산비탈면 하단부를 따라 암거형태 등의 고지배수로가 설치되어 저지대 도심지를 우회하여 방류하천으로 자연배수되는 형태로, 관로 주변 여건에 따라 유입잡목 등이 유입되지 않도록 관리가 필요하다.

(다) 유역분기식 수로터널 방식

상류 산지유역에서 발생되는 유출수를 도심지를 관통하지 않고 인근 산, 언덕 등을 관통하는 고지배수로에 유입 수두차에 의해 방류하천으로 자연방류되는 압력식 배수로 형태로 터널관로에 대한 시공 후 유지관리 계획을 별도로 수립하여 관리하여야 한다.

2) 저지대 유도관로

고지배수로는 본류하천의 수위가 증가하여도 상류유역의 홍수유출량을 수두(압력)차에 의해 하천으로 자연방류하는 시설이므로 저지대의 배수로를 고지배수로에 연결할 경우, 이곳을 통해 상류 홍수유출량과 하천수가 역류될 수 있으므로 고지배수로 좌우에 유도관로를 설치하여 저지대의 배수관로를 고지배수로에 직접 연결하지 않고, 좌우에 설치된 유도관로에 연결할 수 있도록 하여야 한다.

고지배수로 좌우에 설치한 유도관로는 배수펌프장으로 연결하여 하천수위가 낮을 때는 배수관로를 통해 하천으로 자연배수하고, 하천수위가 높을 때는 펌프가동을 통해 강제배수하여야 한다.

 

3) 맨홀

고지배수로는 상류유역의 홍수유출량을 수두(압력)차에 의해 하천으로 자연방류하는 시설이므로 저지대에 일반맨홀을 설치할 경우, 이곳을 통해 상류 홍수유출량과 하천수가 역류될 수 있으므로 고지배수로에 압력식 맨홀을 설치하여야 한다. 단, 압력시 맨홀 cover 조작이 쉽고, 녹이 발생하지 않는 재질의 제품을 사용한다.

4) 우수토실

방류하천의 계획홍수위보다 높은 고지대에서 합류식하수관거가 고지배수로에 연결될 경우 고지배수로 말단부에 우수토실을 설치하여 평상시 오수는 하수종말처리장으로 송수하여 처리하여 방류하고, 홍수시에는 하천으로 직접방류될 수 있도록 하기 위하여 우수토실을 설치할 수 있다.

5) 사방댐

산사태 및 토사유실이 우려될 경우 사방댐 등의 사방시설을 설치하여 고지배수로로 유출토사와 유송잡물이 유입되는 것을 차단하여야 한다.

6) 침사지

집중호우시 상류 산지유역에서 발생되는 유출토사 등은 고지배수로내로 유입되어 관로내의 만곡부 등에서 걸리거나 퇴적되어 통수단면을 잠식하게 된다. 따라서 이러한 유출토사와 유목 등을 고지배수로에 유입되기 전에 인위적으로 침전시켜 고지배수로내로 유입되는 것을 억제하거나 저감시키기 위해 침사지를 설치한다.

나. 설계일반사항

1) 고지배수로의 계획규모는 하천기본계획에 제시된 계획홍수량을 기본으로 결정하고 하천기본계획이 미 수립 되었을 경우 (표 8.1-1)을 적용한 설계빈도를 기준으로 결정한다.

2) 고지배수로는 대상유역에 대하여 상류측 고지유역의 홍수조절효과로 하류측 저지대 유역의 홍수피해 저감효과를 기대할 수 있는 지점에 설치한다.

3) 고지배수로는 상류측 고지유역의 우수에 대하여 자연배제를 위한 시설물임을 감안할 때 방류하천(수역)의 계획홍수위시 자연배수가 가능한 높이에 설치한다.

4) 고지배수로는 수두차에 의한 고지유역의 우수를 배제하는 시설로 말단부에 별도의 수문은 설치하지 않는다.

5) 유역분기에 따른 고지배수로의 설치 시 기존 수로에 대한 건천화가 발생되지 않도록 검토하여야 한다.

6) 분류방식은 자연분류 또는 고정웨어 및 수문 등의 구조물을 이용할 수 있다.

7) 만곡부의 수충부등 유수의 흐름이 불안정하거나 유속이 급한 구간에 고지배수로 유입부 설치 시에는 유입이 원활하지 않을 수 있음으로 지양하여야 한다.

8) 고지대의 우수를 유하시키는 고지배수로는 저지대 통과구간에서 압력시 배수관로의 형태가 일반적으로 저지대 지역에서 배수관로를 연결시키면 이곳을 통해 월류 피해 및 고지배수로의 기능이 상실될 수 있음으로 고지배수로 관리구간을 설정하여 관리하여야 한다.

9) 고지배수로 유입부는 대부분 산지유역의 종점부에 위치하여 홍수시 토사퇴적과 유목걸림 등이 발생할 수 있음으로 유입부에는 사방시설(사방댐, 침사지등)을 설치하도록 한다.

10) 고지배수로는 하류측 저지대 유역의 배수체계와 완전 분리된 배수체계로 설치한다.

11) 수로의 종단경사는 역경사 및 사이펀이 발생되지 않도록 하여야 하며, 부득이 사이펀이 발생되는 경우에는 토사제거 등 이물질을 제거하기 위한 맨홀 또는 관리구를 설치한다.

12) 고지배수로 유지관리를 위한 맨홀은 일반맨홀이 아닌 압력식 맨홀로 설치하여 저지대 지역에서의 역류를 방지하도록 하여야 하며 압력식 맨홀은 뚜껑 조작이 쉽고, 부식이 발생하지 않는 재질의 제품을 사용하여야 한다.

13) 고지배수로는 상류유역에 대한 우수를 방류하천으로 유출시키는 시설물로써 빠른 유속에 의한 세굴에 안정하도록 유출부에 세굴방지공의 설치를 검토하여야 한다.

 

(그림 8.1-13) < 고지배수로 설치 모식도 >

14) 고지배수로의 경우 대부분 지하구조물로써 타 방재시설에 비해 확장 등 재설치 여건이 불리한 점을 고려하여 하류 저지대의 홍수방어목표를 고려하되 계획홍수를 초과하는 홍수에 대해서도 일정 기능이상 저감효과를 가질 수 있도록 충분한 규모로 계획한다.

15) 하류 저지대 강제 및 자연배제시설과의 조화를 통해 경제적이며, 시공성 등이 우수한 규모로 계획하여야 하며, 고지배수로 노선의 경우 지하지장물 등의 구조물 저촉, 개착여건, 주변 토지이용, 현장여건, 하류방류조건, 주민의견, 사회경제적 특성, 지형특성 및 고지배수로 경사 여건 등을 종합적으로 검토하여 최적의 노선을 선정토록 하여야 한다.

16) 홍수방어계획의 최적방법을 결정하고자 할때에는 공학적 타당성 및 경제성을 조사하여 결정하는 것이 기본이며 이를 위해 지형-수문학적 요인, 기상학적 요인, 사회-경제학적 요인, 홍수방어능력 요인등으로 세분하여 조사한 후 이를 종합적으로 분석하여 결정한다.

17) 고지배수로 계획을 수립하고자 할 때는 유역특성, 유역 배수체계, 홍수피해 발생원인분석, 기존 방재시설에 대한 성능평가, 제약사항 등 모든 여건에 대해 조사 및 검토를 수행하는 기초조사사업을 시행한다.

18) 수리수문분석 및 침수시뮬레이션시 장래 토지이용계획 및 각종 개발계획 등을 고려하여 지형분석을 수행하고, 기왕피해 강우 및 목표빈도 강우발생시의 설치전·후를 분석하여 사업효과를 검증하여야 한다.

19) 유입유출부에 부유물 및 이송잡물, 토사유입 등을 방지할 수 있는 시설을 설치하고, 시설제원 및 경고 알림시설, 수방시설을 설치하여 안전사고를 방지토록하여야 한다.

20) 지방하천, 소하천, 하수관거 등으로 지정관리되고 있는 경우 분류기능을 부여하여 평상시와 비상시를 구분 운영할 수 있도록하며, 원활한 관리가 이루어질 수 있도록 운영매뉴얼 등을 작성토록 한다.

다. 구간별 설계고려사항

1) 고지배수로 저지대 통과구간

고지배수로 시설 중 저지대 통과구간은 고지배수로 주변의 지반고가 방류하천의 계획홍수위 보단 낮은 구간을 의미하며, 이 구간에는 저지대의 배수관로를 고지배수로에 연결하거나 고지배수로 상부에 관리용 일반맨홀을 설치하지 않아야 한다. 하천수위가 증가하여 저지대 지반고 보다 높아질 경우 고지배수로내의 하천수가 배수로와 맨홀을 통해 역류하여 침수피해를 가중시키게 된다. 따라서, 저지대를 통과하는 고지배수로 측면에는 유도관로를 매설하고, 저지대 배수관로를 유도관로에 연결하고, 유도관로는 빗물펌프장으로 연결하여 하천의 수위가 상승할 경우 펌프를 가동하여 강제배수하여야 한다. 또한 본 구간에서 고지배수로 유지관리를 위해 맨홀을 설치할 경우 체결형 압력맨홀을 설치하여 하천수의 역류를 방지하여야 한다.

2) 고지배수로 고지대 통과구간

고지배수로 시설중 고지대 통과구간은 고지배수로 주변의 지반고가 배수관거의 손실수두를 고려한 방류하천의 계획홍수위와 보단 높은 구간을 의미하며, 이 구간에는 주변지역의 배수관로를 고지배수로에 연결하거나 고지배수로 상부에 관리용 일반맨홀을 설치하여도 된다. 방류하천수위가 계획홍수위 까지 증가하여도 주변지역의 지반고 보다 낮기 때문에 압력차에 의해 홍수유출량은 고지배수로를 통해 방류하천으로 방류된다.

3) 고지배수로 상류구간

홍수시 고지배수로를 통해 홍수유출량을 원활하게 배수토록 하기 위해서 고지배수로 상류구간은 벌목 및 벌개제근된 이후 방치된 잡목들을 제거하거나, 산사태 우려지역, 토사유실이 우려되는 공사구간에 대한 점검 및 정비가 필요하다.

따라서, 고지배수로 관리자는 고지배수로 상류구간을 소하천 관리자, 하수도 관리자, 배수로 관리자, 산림 관리자 등의 관계기관과 협의하여 홍수기 전·중·후에 지속적으로 관리하여야 한다.

라. 고지배수로의 수리수문

1) 유역 홍수분담을 통해 조절하고자 하는 대상 유역에 대한 유역분석, 강우량분석, 확률강우량 산정 및 적정성검토, 강우강도식 유도, 설계강우 시간분포, 유효우량 산정, 도달시간 산정, 홍수량 산정 등의 수문학적 분석과 함께 고지배수로 설치 제원을 고려한 수리학적 분석을 실시하여 소요 배제량 이상이 유하되는지를 확인하여야 한다.

2) 또한 토사유출이 우려되는 지역에 대해서는 토사유출해석을 실시하여 이에대한 저감대책을 수립하여야 한다.

3) 단면은 각 단면형의 수심에 따른 유속 및 유량 수리특성을 고려하여 정한다.

4) 유속은 저유속인 경우 고지배수로내 토사 퇴적 및 유송잡물의 침전로 인해 통수능 부족과 준설 등의 유지관리가 요구되고, 고유속인 경우 수충부 손상, 내용연수 감소 등을 유발하므로 이를 고려한 종단계획을 수립하고, 하류방향 흐름에 따라 규모가 작아지지 않도록 하며, 경사는 점차 작아지도록 고려하여야 한다.

마. 고지배수로의 설계

1) 종류

고지배수로의 자재기준은 내압과 외압에 대하여 충분히 견딜 수 있는 구조 및 재질이어야 하고 내구성 및 내식성을 갖추어야 한다.

가) 제품화된 철근콘크리트 직사각형거(정사각형거 포함)

나) 현장타설 철근콘크리트관

다) 관

(1) 철근콘크리트관에는 원심력철근콘크리트관(흄관)

(2) 도관

(3) 합성수지관

(4) 덕타일(ductile)주철관

(5) 파형강관 등

라) 개수로 (상류구간)

(1) 토사수로

(2) 콘크리트 수로

2) 단면

고지배수로의 단면은 단면형상에 따른 수리적 특성을 고려하여 선정하되 유지관리를 위해 직사각형을 우선적으로 고려하되, 배제량에 따라 원형관거를 적용할 수 있으며 최소 규격은 유지관리성을 고려하여 1,000mm이상을 원칙으로 한다.

3) 매설위치

가) 매설위치는 공공도로상에 매설하는 것을 기본으로 하되, 매설위치 및 깊이는 고지배수로의 수리사항과 지반여건, 지장매설물, 매설방법 등을 고려하여야 한다.

나) 도로상 설치될 경우 교통처리대책, 안전대책 등을 수립하여야 하며, 가시설의 경우 이에대한 안전대책 및 주변 보안건물에 대한 안전성도 고려하여야 한다.

다) 매설시 시설을 저촉할 경우 관리기관과의 사전협의를 거쳐야 하며, 점용 및 인허가가 필요할 경우 이에대한 협의를 우선 시행토록 한다.

라) 고지배수로가 제방을 관통하여 설치되고, 유출부가 제외측에 설치될 경우 제방부에 대한 처리대책 및 유출부 설치계획 등에 대해 하천관리청과 협의하여야 한다.

마) 고지배수로를 사유지내에 매설하는 경우에는 토지소유자와 협의하여야 한다.

바) 기존 우수관과의 교차 저촉시 이에대한 이설 대책을 수립하여야 하며, 지장물 등에 대해서도 이설협의를 사전에 진행토록 하여야 한다.

사) 충분한 흙두께를 두도록 하며, 노면하중, 노반두께 및 다른 매설물의 관계, 동결심도, 기타 도로점용조건을 고려하여 적절한 흙두께로 결정한다. 최소두께는 1m 이상을 원칙으로 하되, 현장여건을 고려하여 매설두께를 결정한다.

아) 고지배수로 매설 및 주변 지장물 위치를 정확하게 설계도면과 선형계산서에 수록하여 향후 보수보강 등의 유지관리시 활용될 수 있도록 하여야한다.

4) 고지배수로 유입구조

가) 고지배수로 유입방식에 따라 직렬식 구조와 분류식 구조로 구분할 수 있다.

나) 직렬식인 경우 상류 유출수가 고지배수로내로 모두 들어가기 때문에 입구 구조에 분리시설이 필요치 않다. 분류식 구조의 경우 기존 배수체계의 시설을 이용후 초과하는 유량에 대해 유입되도록 하는 구조로써 횡월류 위어, 수문, 가동시설 그리고 여수로와 같은 분리시설을 통해서 저류시설로 유입시키는 구조이다.

다) 기존 소하천, 하수관로 등으로 활용되는 경우 평상시/홍수시를 구분 운영할 수 있는 분류식 구조로 설치할 수 있으며, 소하천의 경우 분수로 형태로 활용할 경우 필요시 소하천정비종합계획의 변경후 사업을 시행하여야 한다.

5) 고지배수로 유출부

가) 유출부 설치시 하천의 흐름에 지장이 없도록 설치하여야 한다.

나) 유속으로 인한 하상의 세굴을 방지하기 위한 하상보호공을 설치하여야 한다.

다) 고유속의 유출이 발생되므로 이에대한 안전대책 등을 고려하고, 산책로, 자전거도로 등의 친수시설의 경우 우회를 통해 안전성을 확보하여야 한다.

라) 유출부 설계와 관련하여 하천설계기준 하천통문(KDS 51 50 30)편을 참고하도록 한다.

6) 부대공

가) 고지배수로의 원활한 기능 부여 및 유지관리성을 위해 부유물 및 쓰레기 차단장치, 침사지 등을 설치할 수 있다.

나) CCTV 등의 모니터링 시설과 원격 수문제어장치 등을 설치하여 감시와 관리가 이루어 지도록 하여야 한다.

다) 매설과 관련된 가시설 계획과 물푸기, 가도 등의 임시시설을 계획하여야 하며, 각종 표지판, 환경저감시설 등을 설치하여야 한다.

 

 

8.2 수량 산출 요령

8.2.1 수량 산출 내역

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.0	내수배제시설
1.1	배수펌프
1.1.1	토 공
1)	터 파 기	(용수/토사)	㎥		제7장하천통문편 참조
2)	터 파 기	(인 력)	㎥		제7장하천통문편 참조
3)	터 파 기	(인력10%+기계90%)	㎥		제7장하천통문편 참조
4)	되메우기	(인 력)	㎥		제7장하천통문편 참조
5)	되메우기	(인력10%+기계90%)	㎥		제7장하천통문편 참조
1.2.2	구조물공
1)	콘크리트 타설
2)	콘크리트 타설	(철 근)	㎥		제7장하천통문편 참조
3)	콘크리트 타설	(무 근)	㎥		제7장하천통문편 참조
4)	콘크리트 타설	(소 형)	㎥		제7장하천통문편 참조
5)	콘크리트 펌프차 붐타설	철근 50㎥ 미만	㎥
6)	콘크리트 펌프차 붐타설	철근 50~100㎥	㎥
7)	콘크리트 펌프차 붐타설	철근 100~300㎥	㎥
8)	콘크리트 펌프차 붐타설	철근 300㎥ 이상	㎥
1.2.3	거 푸 집
1)	합판거푸집	3회	㎡		제7장하천통문편 참조
2)	합판거푸집	4회	㎡		제7장하천통문편 참조
3)	합판거푸집	6회	㎡		제7장하천통문편 참조
1.2.4	비 계
	강관비계	(3개월)	㎡		제7장하천통문편 참조
1.2.5	동바리
	강관동바리	(3개월)	공/㎥		제7장하천통문편 참조
1.2.6	철근가공 및 조립
1)	철근가공 및조립	(간 단)	ton		제7장하천통문편 참조
2)	철근가공 및 조립	(보 통)	ton		제7장하천통문편 참조
3)	철근가공 및 조립	(복 잡)	ton		제7장하천통문편 참조
4)	철근조립	(간 단)	ton		제7장하천통문편 참조
5)	철근조립	(보 통)	ton		제7장하천통문편 참조
6)	철근조립	(복 잡)	ton		제7장하천통문편 참조

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.2	유수지
1.2.1	토 공
1)	흙깍기		㎥		제1장제방편 참조
2)	흙쌓기		㎥		제1장제방편 참조
3)	터 파 기	(인 력)	㎥		제7장하천통문편 참조
4)	터 파 기	(인력10%+기계90%)	㎥		제7장하천통문편 참조
5)	되메우기	(인 력)	㎥		제7장하천통문편 참조
6)	되메우기	(인력10%+기계90%)	㎥		제7장하천통문편 참조
1.2.2	면고르기
1)	성토면고르기		㎡		제1장제방편 참조
2)	절토면고르기		㎡		제1장제방편 참조
1.2.3	비탈보호공
1)	줄 떼		㎡		제1장제방편 참조
2)	평 떼		㎡		제1장제방편 참조
3)	거적떼		㎡		제1장제방편 참조
4)	돌망태		㎡		제2장호안편 참조
5)	돌붙임	찰붙임	㎡		제2장호안편 참조
6)	돌붙임	메붙임	㎡		제2장호안편 참조
7)	돌쌓기	찰쌓기	㎡		제2장호안편 참조
8)	돌쌓기	메쌓기	㎡		제2장호안편 참조
9)	전석붙임	찰붙임	㎡		제2장호안편 참조
10)	전석붙임	메붙임	㎡		제2장호안편 참조
11)	전석쌓기	찰쌓기	㎡		제2장호안편 참조
12)	전석쌓기	메쌓기	㎡		제2장호안편 참조
13)	호안블럭		㎡		제2장호안편 참조
1.2.4	필터매트 부설	350g/㎡	㎡		제2장호안편 참조
1.2.5	사석부설		㎥
1.2.6	휀스설치		m
12.2.7	포 장 공
1)	콘크리트 타설	(무 근)	㎡		제1장제방편 참조

 

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
2)	합판거푸집	6회	㎡		제1장제방편 참조
3)	와이어매쉬	#8-150×150	㎡		제1장제방편 참조
4)	줄 눈	콘크리트 컷팅	m		제1장제방편 참조
5)	비닐깔기		㎡		제1장제방편 참조
6)	보조기층부설 및 다짐	보조기층재(t=20㎝)	㎥		제1장제방편 참조
1.3	고지수로
1.3.1	토 공
1)	터 파 기	(인 력)	㎥		제7장하천통문편 참조
2)	터 파 기	(인력10%+기계90%)	㎥		제7장하천통문편 참조
3)	되메우기	(인 력)	㎥		제7장하천통문편 참조
4)	되메우기	(인력10%+기계90%)	㎥		제7장하천통문편 참조
1.3.2	콘크리트 타설
1)	콘크리트 타설	(철 근)	㎥		제7장하천통문편 참조
2)	콘크리트 타설	(무 근)	㎥		제7장하천통문편 참조
1.3.3	거 푸 집
1)	합판거푸집	3회	㎡		제7장하천통문편 참조
2)	합판거푸집	4회	㎡		제7장하천통문편 참조
3)	합판거푸집	6회	㎡		제7장하천통문편 참조
1.3.4	철근가공 및 조립
1)	철근가공 및 조립	(간 단)	ton		제7장하천통문편 참조
2)	철근가공 및 조립	(보 통)	ton		제7장하천통문편 참조
3)	철근가공 및 조립	(복 잡)	ton		제7장하천통문편 참조
4)	철근 조립	(간 단)	ton		제7장하천통문편 참조
5)	철근 조립	(보 통)	ton		제7장하천통문편 참조
6)	철근 조립	(복 잡)	ton		제7장하천통문편 참조

 

 

 

제9장 하천저류시설

9.1 설계 요령

9.1.1 일반사항

가. 정의

저류시설은 홍수의 일정부분을 일시적으로 저류 또는 지체시켜 하류하천 수위 저감, 하도 홍수부담을 경감하고 상류지역의 홍수위를 저감함으로써 치수안전성을 증대하기 위한 시설이다.

저류시설은 홍수저감을 위해 서로 다른 구조형식으로 계획할 수 있으며, 이러한 구조형식은 크게 저류지, 홍수조절지 등으로 분류할 수 있다. 또한 저류시설은 일반적으로 유입부, 저류공간, 유출부로 구성되며, 각 부의 구조형태는 다양한 형식을 적용할 수 있다.

 

저류지 홍수조절지     저류지 평상시 저류지 월류시

 

(그림 9.1-1) < 저류시설 개념도 및 사진 >

1) 저류시설 : 강우시 유출되는 우수를 임의 유역지점에 집수⋅저류하고 하류하천의 수위를 저감시키기 위한 시설물

2) 저류지 : 하천의 홍수량을 일시 저류할 수 있는 기능을 가진 시설 중 하천변에 설치한 시설로써 상부가 열린 형태의 저류공간을 갖는 시설

3) 지하저류지(저류조) : 저류시설 중 상부가 닫힌 형태의 저류공간을 갖는 시설

4) 홍수조절지 : 조절지 하류 하도에 제수문을 설치하여 하천의 홍수를 저류 또는 지체시켜 하류 홍수량을 경감시키는 조절지(저류공간)를 포함한 시설

5) 조절지(저류공간) : 저류시설 내에 하도 또는 수로의 홍수를 유입시켜 저류하는 공간

6) 유입부 : 일정규모 이상의 홍수발생시 홍수의 일부를 저류시키기 위해 저류공간으로 유입시키기 위한 시설(비조절식 : 월류제 또는 웨어, 조절식 : 수문 또는 가동보)

7) 유출부 : 저류공간내 저류된 우수를 홍수후 본류 하도 및 수로로 유출시키기 위한 시설

8) 주위제(周圍堤) : 홍수를 저류하는 조절지의 주위를 둘러싸는 제방

9) 제수문 : 홍수조절지의 시설물 중 본류를 횡단하여 설치된 구조물로 수문 조작을 통해 홍수량 조절이 가능한 시설

10) 유출수문 : 홍수조절지의 시설물 중 수문조작을 통해 홍수조절지내 조절지의 수위조절을 하는 시설을 말하거나, 저류지의 시설물 중 수문조작을 통해 저류지내 수위조절을 하는 시설

나. 적용범위

본 장은 홍수방어 및 조절계획의 일환으로 설치되는 홍수조절지 및 강변저류지 설계에 적용하며, 유수지 등 기타저류시설 및 우수유출저감시설은 제2편 하천치수시설 제8장 내수배제시설의 기준에 따른다.

본 저류지 설계 요령에‘제2편 제6장 수문’설계 요령을 조합하여 홍수조절지 설계 요령으로 활용할 수 있다.

다. 적용기준

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)

라. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 강변저류지 조성 가이드라인(2011, 이코리버21)

3) 건설성하천사방시설기준(안)(1997, 일본하천협회)

마. 설계일반사항

1) 저류시설은 하천기본계획에서 계획한 내용을 토대로 설계하되, 상위 계획 수립시와 현지 여건 변화가 있는 경우 발주처와 협의하여 상위 계획의 적정성을 검토한다.

2) 대상지역의 측량 및 지질조사 등 기초조사를 실시하고 해당 지역의 지질조건, 수리조건 등에 적합한 형식의 시설물을 설계한다.

3) 저류시설은 구조적으로 안전하고 주변 지형과 조화를 이루도록 설계한다.

4) 저류시설의 담수공간은 가능한 홍수저감 목표 달성에 지장이 없는 범위 내에서 다목적 공간으로 활용할 수 있도록 설계한다.

5) 저류시설은 경제적이고 유지관리가 용이하도록 설계한다.

바. 저류시설 형식 분류

1) 구조형식에 따른 분류

저류시설은 구조형식에 따라 저류지와 홍수조절지로 크게 분류할 수 있으며, 형식별 특성은 다음과 같다.

< 구조형식에 따른 저류시설 분류 및 특성>

(표 9.1-1)

 

구 분		구조의 개념	특 성
저류지	제방(댐)식		․ 제방(댐)을 설치하여 저류하는 형식 ․ 평상시 저류공간의 다목적 활용이 가능
	굴착식		․ 평탄한 지역을 굴착하여 우수를 저류하는 형식 ․ 제방식에 비해 일반적으로 저류용량이 소규모
	지 하 매설식		․ 지하저류지(저류조)에 우수 저류하는 형식 ․ 지하화 후 상부공간은 건축 등 다목적 이용이 가능
			․ 하천지하공간을 저류지로 이용하므로 부지 선정에 유리 ․ 민원발생 최소
홍수조절지		저류지 하류부의 본류하도에 횡단 수문을 추가 설치	․ 수문 제어를 통하여 홍수를 저류하는 형식

 

 

2) 저류방식에 따른 분류

저류시설은 저류방식에 따라 다음과 같이 하도내(On-Line) 저류시설과 하도외(Off-Line) 저류시설로 분류한다. 하도내 저류시설은 모든 규모의 홍수를 대상으로 첨두홍수량 저감 및 첨두홍수 발생시간을 지체시킬 수 있으며, 일반적으로 댐과 같은 대규모 저류시설에 적용한다. 하도외 저류시설은 홍수량의 일부를 유입시설(웨어, 수문 등)을 통해 저류공간으로 유입시켜 첨두홍수량을 저감시킬 수 있으며, 유입시설의 높이에 따라 조절가능 홍수규모(빈도)가 결정되고 하도내 저류시설에 비해 상대적으로 소규모 저류시설에 적용한다.

< 저류방식에 따른 저류시설 분류 >

(표 9.1-2)

 

구 분	하도내(On-Line) 저류시설	하도외(Off-Line) 저류시설
저류방식	․ 관거 또는 하도 내 저류시설 설치 ․ 첨두홍수량 저감 및 첨두발생시간 지체 ․ 다양한 빈도 홍수에 대한 유출저감기능	․ 하도 외 저류시설 설치 ․ 첨두홍수량의 저감 ․ 저빈도 홍수에 대한 저감효과 미흡
개념도
수문곡선

 

3) 공간특성에 따른 분류

저류지는 하천과 저류공간의 연속성 여부에 따라 분리형, 연속형으로 분류한다. 분리형 저류지는 하천과 저류공간이 제방에 의해 분리되어 있는 형식이고, 연속형은 저류공간이 하천 폭이 확대된 형태이다.

 

 

(그림 9.1-2) < 분리형 및 연속형(홍수터) 저류지 횡단예시도 >

4) 기능에 따른 분류

저류지는 그 주된 기능에 따라 홍수관리 저류지, 통합형 저류지, 생태보전 저류지로 분류할 수 있다.(English Nature Research Report, 2004) 홍수관리 저류지는 홍수관리가 우선이고 생태기능은 부수적으로 고려하는 형식이다. 통합적 저류지는 홍수관리와 생태기능이 동등하게 고려되는 형식이며, 생태보전 저류지는 생태기능이 우선이고 홍수관리는 부수적으로 고려하는 형식이다.

9.1.2 사전조사

저류시설 설계시 다음 사항을 조사한다.

1) 하천 및 배수계통 현황

2) 저류지 예정 지역내 자산현황, 사회인문현황, 과거피해현황 조사

3) 조절지(저류공간) 지형 및 종․횡단측량

4) 조절지(저류공간) 지반조사(지하수위, 연약지반 등)

9.1.3 저류시설 계획

본 절은 상위 계획인 유역종합치수계획 또는 하천기본계획 수립시와 수문량, 홍수저감목표 변화 등 제반 여건변화로 인하여 저류시설 계획을 재검토할 경우 적용한다.

가. 기본방향

저류시설 설치계획 수립시 설치 타당성, 대상부지 선정, 형식선정, 시설규모 등 다음 사항들을 종합적으로 검토한다.

 

< 저류시설 계획수립시 검토 사항 >

(표 9.1-3)

 

구 분	계획수립시 검토사항
설 치 타당성	․ 해당 배수유역의 홍수 및 하도특성 ․ 종합적인 검토를 통한 저류시설의 설치 필요성, 저류시설 규모 및 형식 검토 : 저감효과 대비 공사비가 크므로 충분한 저감효과 확보 여부 검토 : 대안설정이 어려운 지역적 여건 등을 충분히 검토 후 설치 타당성 확보 ․ 설치 목적별 사업효과 및 다목적 활용방안
대 상 부 지 선 정	․ 설치 목적 및 효과를 고려한 시설 위치 결정 (홍수저감목표지역을 고려한 위치 선정) ․ 홍수피해 취약지역에 대한 홍수조절효과가 확실한 지점 ․ 충분한 저류공간 확보 가능 지점 ․ 저류시설 시공성, 경제성, 민원, 보상 등 고려 ․ 치수외 이수, 자연환경 보전 등을 종합적으로 고려 ․ 대상부지의 확보여건 및 배수체계를 고려하여 단일 저류시설 또는 다수 저류지군 검토 : 홍수조절용량, 저감효과, 지형 및 지질조건, 수몰지역의 분포상황, 경제성 등 고려
형 식 선 정	․ 대상부지 위치에 따른 형식 검토 (On-site, Off-site형식) ․ 구조형식에 따른 구분 : 하천 또는 수로변 저류지 : 지하공간 활용(개수로, 관수로) 또는 상부 덮힌 형태의 저류조 : 본류하도 또는 수로의 제어를 통한 홍수조절지
홍 수 조 절 계 획	․ 홍수저감 목표 설정 및 저류시설 규모 검토 : 하도 및 수로의 홍수소통능력을 고려한 홍수저감 목표 설정 ․ 저류공간을 최대한 활용하여 홍수저감 목표를 달성할 수 있도록 계획

 

(표 9.1-3) 계 속

 

구 분	계획수립시 검토사항
유입부 계 획	․ 하도 및 수로의 지형 및 지역여건을 고려한 유입부 형식 검토 : 비조절식(웨어, 월류제) 또는 조절식(수문, 가동보) ․ 목표첨두홍수 저감을 위한 유입부 규모 검토
방류부 계 획	․ 저류된 우수의 본류 하도 및 수로 수위 저하후 신속한 방류를 위한 시설계획 : 저류용량의 신속한 방류를 통해 저류공간 재확보
다목적 활 용	․ 해당유역의 지형, 하천 특성등 고려 유역 물수급 등 이수측면 고려시 다목적 저류시설 방안 검토 ․ 저류시설의 형식에 따라 비홍수기시 홍수조절외 다목적 공간 활용방안 검토 : 저류시설 본연의 목적 달성에 문제가 없는 범위내 활용방안 강구
유 지 관 리 계 획	․ 상시 저류기능을 발휘할 수 있도록 유지관리계획 수립 ․ 운영관리계획 수립(홍수조절지 또는 조절식 유입부) : 내․외수위 조건에 따른 조작기준 ․ 모니터링 계획 수립 : 저류시설 저감효과의 정량적 검토 및 운영관리계획 보완 ․ 상시 및 홍수기별 유지관리 및 점검계획 수립

 

나. 저류시설 계획 절차

저류시설 계획을 위한 일반적인 절차와 설계 흐름도는 다음과 같다.

 

저류시설 설치 타당성   설치 필요성 및 타당성 검토 ⇩     설치위치 선정   저류용량 확보 가능 여부 및 홍수저감목표지역을 고려하여 선정 ⇩     저류지 형식 및 이용계획   제내지 토지/공간이용 및 저류지 운영특성에 따른 저류지 형식의 결정 ⇩     홍수저감목표 결정   빈도별 홍수위 분석을 통한 목표저감량(수위, 유량) 설정 ⇩     유입부 시설물 계획   하도 홍수의 일부를 월류시키기 위한 유입부의 형식과 제원의 결정 ⇩     홍수저감효과 분석   계획한 유입시설과 저류지 용량으로 홍수저감목표 달성 여부를 확인 ⇩     방류부 시설물계획   조절지내에 저류된 물을 신속히 방류하기 위한 방류부의 형식과 제원의 결정 ⇩     다목적 이용시설계획   조절지 공간을 다목적으로 활용하기 위한 시설물 형식과 제원 결정

 

(그림 9.1-3) < 저류시설 계획 절차 >

 

 

(그림 9.1-4) < 저류시설 설계 흐름도 >

1) 저류시설 설치 타당성

가) 해당 배수유역의 홍수 및 하도특성으로 인해 홍수의 하도 부담이 가중되어 홍수의 유역분담이 필요한 지역에 우선 설치한다.

나) 저류시설 계획은 저감효과에 비해 공사비가 높은 치수대책이므로, 설치 계획시에는 종합적인 검토를 통해 대안설정이 어려운 지역적 여건 등 제반사항을 충분히 검토하여 저류시설 설치 타당성을 확보한다.

2) 대상부지 선정

가) 저류지는 홍수저감 목표지역의 홍수량 저감 효과가 확실하고 홍수량 저감용량의 확보가 가능한 지점을 선정한다.

나) 충분한 저류시설 공간의 확보가 가능하고 시공성, 경제성이 높은 지점을 선정한다. 지하저류지(저류조)는 구조물 설치 등 상대적으로 공사비가 증가하므로 경제성을 고려하여 상부 개방형 저류지가 가능한 지점을 우선적으로 검토 선정한다.

다) 지형, 배수계통, 토지이용, 용지취득 및 교통 여건 등 복합적인 제약요인으로 충분한 저감효과 발휘를 위한 부지선정이 곤란한 경우, 다수의 후보지를 대상으로 복합적으로 비교 검토하여 선정한다.

라) 필요한 홍수저감 효과를 얻기 위하여 단일 또는 여러 지점에 계획할 수 있다. 다만 다수의 저류시설군으로 계획시에는 각 시설의 저감효과에 대한 연계검토 및 통합 운영계획 수립을 한다.

마) 저류지는 아래의 표와 같이 설치 위치에 따라 기대되는 효과가 다르며, 홍수저감 목적에 부합되도록 적절한 위치에 설치한다.

< 저류지 위치에 따른 홍수저감효과 >

(표 9.1-4)

 

저류지 설치위치	홍수저감효과
홍수저감목표지역 상류측	홍수저감목표지역의 첨두홍수량 저감 하류지역 홍수부담경감에 따른 홍수위 저하
홍수저감목표지역 하류측	홍수저감목표지역의 첨두홍수량 저감을 기대할 수 없으나, 하류지역 홍수저감으로 인한 수위저하로 상류지역 배수영향 축소
홍수저감목표지역 상하류측	홍수저감목표지역의 첨두홍수량과 첨두홍수위 저감

 

3) 저류시설 형식 선정

가) 대상부지 선정 위치에 따라 유역내 저류시설(On-Site) 또는 유역외 저류시설(Off-Site)로 할 것인지 검토한다.

나) 저류시설 형식은 용지 취득의 용이성, 사업비, 시설물 유지관리 등을 종합적으로 고려하여 결정한다.

다) 저류시설은 상대적으로 공사비가 저렴하고 유지관리가 용이한 상부 개방형 저류지를 우선적으로 검토한다. 입지 및 지형적 요인에 따라 저류지의 계획이 어려운 경우에는 지하저류지(지하하천)를 대안으로 검토한다.

라) 계획빈도 외 다양한 빈도 홍수에 대한 저감효과를 기대할 수 있어 수리적으로 유리한 방식인 On-line형식 저류시설을 우선적으로 검토한다.

마) 동일한 저감효과를 가지기 위한 시설면적이 큰 On-line형식의 저류시설 설치가 곤란한 여건에서는 상대적으로 적은 면적으로 첨두홍수를 저감하는 Off-line형식의 저류시설을 검토한다.

바) 저류지와 본류 하도에 수문을 설치하는 홍수조절지 방식도 병행 검토하여 최적의 형식을 결정한다.

4) 홍수조절계획

가) 홍수저감 목표 설정

(1) 홍수저감 목표는 홍수저감 목표지역의 안전도와 하도통수능력 등을 고려하여 결정한다.

(2) 일반적으로 계획하도의 하도통수능을 초과하는 홍수량 분담 또는 홍수저감 목표지역의 첨두홍수량 저감 등을 목표로 설정한다.

(3) 홍수저감 목표는 유역종합치수계획, 하천기본계획 등 기본계획 단계에서 결정한다.

나) 조절개시 홍수량 또는 홍수위

(1) 조절개시 홍수량(홍수위)은 월류제 등에서 조절지로 유입이 시작되는 홍수량 또는 홍수위로써 홍수조절 목적, 홍수 유출 특성, 저류용량 등을 고려해서 계획한 효과를 얻을 수 있도록 결정한다.

(2) 조절개시 홍수량을 고빈도 홍수량 규모로 크게 설정하면 계획홍수량 규모에 대한 조절효과는 크지만 중소규모 홍수량에 대해서는 조절효과를 충분히 발휘할 수 없는 단점이 있다.

(3) 반대로 조절개시 홍수량을 저빈도 홍수량 규모로 작게 설정하면 중소규모 홍수량에 대해서는 충분한 조절효과가 있지만, 계획홍수량 규모에 대한 조절효과가 감소하기 때문에 조절의 목적, 홍수 유출의 특성, 조절지의 용량 등을 고려해서 확실한 효과를 얻을 수 있도록 결정한다.

(4) 조절개시 홍수량은 월류부의 높이에 따라 결정되므로, 월류부에 가동보 또는 가동수문과 같은 조절식 유입 시설물(가동수문 또는 가동보 등)을 설치할 경우 조절개시 홍수량을 가변적으로 운용할 수 있는 장점이 있다.

다) 유입부 계획

(1) 저류지 유입부는 홍수저감 목표를 달성하기 위하여 충분한 시설규모(물넘이 폭 및 수심)를 갖도록 계획한다.

(2) 저류지 유입부는 지반조건, 현지 여건, 경제성 등을 고려하여 하도 또는 수로에서의 비조절식 (횡월류(橫越流) 방식의 월류제) 또는 조절식(수문, 가동보) 등으로 계획할 수 있다.

(3) 유입부는 수리적 안전성 측면에서 유리한 비조절방식(웨어)을 채택하는 것을 원칙으로 하고 충분한 월류부의 설치가 어려운 경우 상대적으로 적은 부지에서 조절량 증대가 가능한 조절방식(수문, 가동보)의 적용을 검토한다.

(4) 유입부는 안정적인 홍수의 유입을 위해 하도 또는 수로가 평면 및 종단적으로 변화가 큰 지점(만곡, 급확, 급축)과 유속이 빠른 구간에서의 설치는 피하여야 한다. 불가피하게 이러한 지점에 설치가 필요할 경우 유입부에서의 안정적인 홍수유입을 위해 가급적 직선구간에서 유속을 저감할 수 있는 시설을 설치하여 홍수의 원활한 유입이 가능하도록 한다.

(5) 비조절 방식의 유입부(월류제, 웨어) 계획시 고려할 사항은 다음과 같다.

(가) 월류부의 높이 및 길이

① 월류부의 높이와 길이는 조절개시 유량, 홍수조절효과, 조절후 홍수수문곡선 형태를 지배하기 때문에 조절의 목적을 고려해서 결정하여야 한다.

② 월류부의 높이와 길이는 저류시설 계획저류용량을 효율적으로 이용하여 홍수저감목표를 달성할 수 있도록 정하여야 한다.

③ 월류부의 높이는 조절개시 홍수량을 고려하여 결정하고 결정된 높이에 따른 목표저감효과를 발휘하기 위한 월류부의 길이는 저류지 홍수추적과정을 통하여 결정한다. 다만 월류부의 소요길이를 확보하기 어려운 경우 월류부의 높이를 조절하여 홍수저감효과를 만족하는 최적 조합의 시설 규모로 결정하여야 한다.

- 월류부 높이가 낮으면 첨두홍수 발생 전에 월류유량의 합이 최대저류용량을 초과하는 경우가 발생할 수 있으며, 월류고가 높으면 최대저류용량을 비효율적으로 사용하게 되므로 홍수저감효과를 최대로 얻지 못하는 경우가 발생할 수 있다.

- 월류부 연장이 길면 월류유량이 증가하므로 월류유량의 합이 조기에 최대저류용량에 이를 수 있고, 연장이 작을 경우 월류고가 높은 경우와 같이 최대저류용량을 비효율적으로 사용하는 경우가 발생 할 수 있다.

- 월류부 높이와 연장은 월류유량의 합과 최대저류용량이 근접하여 계획저류공간을 최대한 활용할 수 있도록 정한다.

④ 저류지 다목적 이용계획 수립시에는 저류시설 내용적 곡선을 작성하고 이에 따른 저류용량에 따른 수위 분석을 통해 공간 계획에 활용한다.

⑤ 위와 같이 월류제 높이와 길이는 월류량 및 홍수조절효과, 다목적 활용 등과 밀접한 관계가 있으므로, 홍수저감목표를 달성하면서 다목적으로 활용할 수 있는 규모로 결정한다.

⑥ 월류제 높이와 길이 등 주요 제원은 유입부 유향 및 유속을 검토할 수 있도록 저류시설 및 하도(수로)를 포함 수치 또는 수리모형실험 등을 복합적으로 검토하여 결정한다.

(나) 감세공

① 유입부 물넘이 하류단에는 월류수의 흐름을 완화하기 위한 감세시설(감세공, 감세지, 부언제 등)과 세굴방지를 위한 바닥보호공을 계획한다.

② 감세시설 형식과 규모, 바닥보호공 및 유입부 주변 호안 설치범위와 적용 공법 등은 수치 또는 수리모형실험을 실시하여 결정한다.

(6) 조절 방식의 유입부(수문, 가동보) 계획시 고려할 사항은 다음과 같다.

(가) 조절 방식에 따른 홍수유입은 조작제어 조건에 따라 설정된 수위에 따라 개폐되어 저류공간으로 홍수를 유입․방류하도록 한다.

(나) 유량조절용 유입시설은 하도(수로)와 저류공간에 구성한 수위감지장치를 통해 설정수위에 도달하면 유입시설(수문, 가동보)이 조작되도록 구성한 제어반에 의해 자동운전 되도록 하고, 비상시 수동 조작이 가능한 방식으로 계획한다.

라) 저류공간 계획

(1) 대상지역의 지형 및 종․횡단 측량을 실시하여 표고별 저류용량 곡선을 작성하고 홍수조절효과 분석에 활용한다.

(2) 저류시설 평면계획은 부지 확보 지점의 지역적 여건, 용지 점용, 유지관리 편의성 등을 고려하여 결정한다.

(3) 저류시설 깊이는 토질조건, 지하수위, 주변 건물 및 시설의 안전성, 시공중․후 안전대책, 경제성, 민원 등 다양한 조건들을 고려하여 결정한다.

(4) 저류용량이 클수록 홍수저감효과는 크지만 기존의 홍수터 또는 하천변의 공간을 활용하는 특성 때문에 저류용량의 크기는 제한적이다. 따라서 단일 저류지로 홍수저감 목표를 달성할 수 있는 계획저류용량 확보가 어려운 경우 복수의 저류지를 계획할 수 있다.

(5) 계획저류용량 추가 확보 방안으로 대상지역 준설을 고려할 수 있다. 준설시 기존 하천시설물 및 구조물의 안정성, 주변지역의 배수체계, 지하수 유입 차단대책 등을 검토한다.

5) 홍수저감효과

가) 월류부를 통한 횡월류량은 월류형 웨어 유량 공식을 적용하여 산정할 수 있다.

여기서 Q : 월류량(㎥/s)

C : 유량계수

L : 웨어마루의 유효길이(m)

H : 접근속도수두를 포함한 총수두(m)

상기 식에서 횡월류 웨어 유량계수(C)는 웨어 형상, 하도흐름, 횡월류 웨어와 하도 폭의 비 등에 의해 결정되며, 경험식마다 큰 차이를 보이므로 수리모형실험을 통하여 결정하는 것을 추천한다. 부득이한 경우 다양한 경험공식 중 웨어형상, 본류 하도특성, 본류 및 저류지 흐름특성 등을 고려한 적절한 공식을 채택, 적용할 수 있다.

나) 저류지에 의한 홍수저감 및 조절효과를 분석 및 평가 방법은 다양하며, 다음과 같은 모형이 일반적으로 많이 사용된다.

(1) 1차원 하도 모형과 저류지 수심-저류량 관계식 적용 모형

(2) 1차원 하도 부정류 모형-월류제 모형-2차원 저류지 유동모형의 연계모형

(3) 3차원 유동모형

다) 저류지 홍수저감효과 분석은 상기한 방법으로 수행 가능하나, 저류지 유입부, 유출부 등 상세 설계를 위해서는 1-2차원 연계모형이나 3차원 유동모형을 적용하는 것이 좋다.

6) 유출부 계획

가) 저류시설 유출부 시설은 유입시설을 통해 월류시켜 저류한 범람수를 본류 수위(하도 또는 수로)가 하강한 후 본류로 배제하는 시설을 말하며, 배제하는 방식에 따라 그 구조가 달라진다.

나) 배제방식으로는 자연배제, 강제배제 또는 두 가지 혼합방식을 취할 수 있으며, 계획 저류지 현장 여건에 따라 적절한 배제방식을 선정한다.

다) 일반적으로 저류지는 홍수시 하천유량 일부를 인위적으로 월류시켜 저류하는 것이 주된 목적이고, 평상시에는 비워두거나 친수공간 등으로 활용토록 계획하고 있는 점, 유지․보수 등 경제적 측면 등을 종합적으로 고려할 때 강제배제 방식보다 자연배제 방식이 유리하다. 따라서 강제배제 방식보다 자연배제 방식을 우선적으로 검토한다.

라) 현지 여건 및 다목적 활용 계획에 따라 부득이 강제배수 방식을 채택할 경우에도 배수통문 등 자연배제 시설을 추가하는 혼합방식을 적극 검토한다.

마) 배수시설 규모는 담수된 홍수의 배제시간을 고려하여 결정하여야 한다. 배제시간은 저류용량, 방류하천의 수리특성, 배제시간에 따른 시설물 규모와 공사비, 담수지속시간에 따른 본류 제방 및 주위제의 제체 안정성, 방류하천의 홍수위 지속시간, 저류지 다목적 공간 활용에 따른 시설물 유지관리 등을 종합적으로 고려하여 결정한다.

바) 위의 사항 외의 유출부 계획은 하천설계기준 ‘내수배제 및 우수유출저감계획’(KDS 51 14 30), ‘하천보’(KDS 51 40 05),‘수문’(KDS 51 50 25) 편을 따른다.

7) 다목적 이용계획

가) 저류시설을 비홍수기시 홍수조절 외의 다목적 공간으로 활용하는 방안을 적극 검토한다.

나) 저류시설의 저류공간은 계획된 홍수조절 목표에 문제가 없는 범위 내에서 활용되어야 한다.

다) 다목적 생태습지 및 친수공간 조성 시 하천으로부터 일정량의 유량 확보가 필요할 수 있으며, 이때 평수기 하천 수위 및 유속 등을 고려하여 수문, 관로 등의 취수시설을 설치할 수 있다.

라) 저류시설의 다목적 이용을 위한 공간계획시 안전성, 입지성, 환경성, 경제성 등을 종합적으로 고려한다.

마) 저류시설 유형(생태형, 운동시설형, 식행피복형, 지하매설형, 복합형 등)을 고려하여 다목적 공간 활용 계획을 수립하고, 저류시설의 저류 유형에 따른 공간 이용 유형을 참고하여 다양한 시설을 도입할 수 있다.

바) 다목적 이용 시설 도입시 ‘도시․군 계획시설의 결정․구조 및 설치기준에 관한 규칙’, ‘건축법’, ‘도시공원 및 녹지 등에 관한 법률’, ‘하천점용허가 세부기준’ 등 관련 제도에 적합성 여부를 검토한다.

< 다목적 저류시설 유형 >

(표 9.1-5)

 

유 형	다목적 활용방안
생태형	․ 하천 인근 등 지하수위가 높은 곳에 못, 습지와 생태도랑 등으로 구성 ․ 기존 자연지형을 최대한 유지하면서 산책로 및 벤치 등의 휴게시설 위주로 조성하는 자연형 공원에 적합한 유형
운동시설형	․ 지하수위가 낮은 곳에 운동장과 체육시설 위주로 구성 ․ 저류가 가능한 지형을 인위적으로 조성하고, 운동시설, 편의시설(벤치 등) 등을 설치하는 조성형 공원에 적합한 유형
식생피복형	․ 지하수위가 낮은 곳에 식생피복을 통해 시설 구성 ․ 운동시설형과 같이 지형을 인위적으로 조성하나 별도의 시설 조성이 없이 단순히 식생을 피복하는 유형
지하매설형	․ 지하 저류시설물 설치후 지상은 운동장, 잔디밭, 건축물 등으로 활용 ․ 지상에 저류시설 설치가 어려워 지하공간을 활용하는 유형
복합형	․ 습지와 못 그리고 운동장 등을 복합적으로 설치

 

주) 자료출처 : 재해저감형 저류공원 가이드북(2014, 국토교통부)

 

 

< 유형별 도입가능 시설 >

(표 9.1-6)

 

저류유형	이용방안	유형구분		도입 가능 시설
일시저류	일반적으로 지역민을 위한 비수익성 시설	공원시설	기능형	주차장, 자전거도로, 산책로 등으로 활용
			활동형	농구장, 테니스장 등 근린체육시설, 수변활동시설 등
			휴게형	휴게소, 야유회장, 잔디광장, 전망대 등
			교육/문화형	도서관, 박물관, 전시장, 야외음악당, 학습원 등
	공원시설과 유사한 근린생활시설로 활용	주제시설	위락형	유원지, 오토캠핑장, 야영장, 이벤트장, 공연장, 경량항공기 이착륙장 등
			체육시설형	축구장, 야구장, 육상경기장 등
			민자유치형	상설전시장, X-GAME장, 번지점프장 등 복합운동시설 등
상시저류	습지로 조성	습지시설	보전형	생태습지, 생태연못, 동식물서식처, 야생화단지 등
			학습형	관찰원, 관찰습지, 자연학습장 등

 

 

생태형 개념도

운동시설형 개념도

식생피복형 개념도

지하매설형 개념도

 

(그림 9.1-5) < 다목적 저류지 개념도 >

 

<주거단지 이용> ․동경 묘쇼지가와(妙正寺川) 다목적 저류지 ․유수지 일부에 필로티 구조의 공공임대주택 건설	<체육공원 이용> ․성동구 자양 저류지 ․평상시 체육시설로 이용
<생태공원 이용> ․서울 신정3지구 저류지 ․평상시 생태공원으로 이용	<신재생에너지단지형> ․미국 나파밸리(Napa Valley)포도주 양조장 관개 연못 ․일정수심 내에서 태양광발전단지로 이용

 

(그림 9.1-6) < 저류지 다목적 이용사례 >

8) 수치 및 수리모형 실험

가) 저류시설 계획 및 설계시 유입부 또는 유출부 시설의 주요 제원은 수치 또는 수리모형실험을 통하여 정하는 것이 좋다. 저류시설 계획 단계에서는 수치해석을 통하여 개략적인 저류시설계획과 홍수조절효과 분석을 시행할 수 있으며, 저류시설 공사를 위한 실시설계 단계에서는 수치 및 수리모형실험을 실시하여 저류시설 주요 제원을 결정할 수 있다.

나) 수치 및 수리모형실험시 다음과 같은 사항이 포함되도록 하고, 시설물 설치 계획에 따라 필요한 사항을 발주처와 협의하여 가감 시행한다.

(1) 저류시설 유입부

(가) 월류부 : 본류 수위에 따른 월류능력 검토

(나) 하도(수로) 및 월류부 유황 검토 : 하도 및 월류부 접근 유속 및 유황 검토

(다) 감세지 규모 검토 : 감세지 배후 유속 및 유황 검토

(2) 저류공간

(가) 조절지내 유속 분포 및 유황 검토

(3) 저류시설 유출부

(가) 유출수문 방류능력 검토

① 유출수문 개도수위별 방류능력 검토

② 본류하천과 저류지 수위차에 따른 방류능력 검토

(나) 유출수문 유입부 접근유속 및 유황 검토

(다) 배수문 바닥보호공 안정성 검토

 

9.1.4 저류시설 설계

저류시설은 일반적으로 유입부, 저류부(지하하천의 경우 수로부), 유출부로 구성된다. 본 절의 설계 요령에서는 횡월류제 방식의 저류지 설계 요령을 먼저 제시하고, 각 구성부의 끝에 아래와 같은 지하저류지(지하하천) 설계 요령을 제시하였다.

 

 

(그림 9.1-7) < 지하저류지(지하하천) 개념도 >

가. 유입부

저류시설 유입부는 대상지역의 제반 여건에 따라 비조절식(월류제, 웨어) 또는 조절식(수문, 가동보)형식 등을 계획할 수 있으나, 본 설계 요령에서는 수리적 안전성 측면에서 유리하며 유지관리가 상대적으로 용이한 비조절방식(월류제)을 대상으로 설계 요령을 제시한다. 수문설치 방식의 설계는 ‘제3편 하천이수시설 제1장 하천보’, 제2편 하천치수시설 제6장 하천수문, 제7장 하천통문’을 기준으로 한다.

1) 월류제

가) 횡월류 방식의 저류지 월류부는 다음 그림과 같이 월류제, 감세시설(감세지, 감세공, 부언제(endsill)), 바닥보호공 등으로 구성된다.

나) 월류제의 형식은 콘크리트중력식, 콘크리트월(wall)식, 토사제방의 표면을 콘크리트나 아스팔트 등의 재료로 피복하는 형식 등이 있으며, 계획지점의 기초지반, 재료구득 등 제반 여건에 따라 적절한 형식을 선정한다.

다) 월류제는 계획한 홍수조절효과를 충분히 발휘할 수 있는 월류고와 연장, 단면형을 가져야 하며 구조적으로 안전하여야 한다. 하천기본계획 등의 상위 계획과 여건 변화가 있는 경우, 월류제와 그 부속시설의 제원은 수치 및 수리모형실험 등을 통하여 규모의 적정성을 재검토 한다.

 

 

(그림 9.1-8) < 월류제 평면 예시도 >

 

 

(그림 9.1-9) < 월류제 횡단면 예시도 >

라) 토제의 표면을 덮는 월류제는 다음 사항을 고려한다.

(1) 월류제 둑마루 폭은 시설물 유지관리 및 수방활동, 관리용 차량 통행 등을 위해 본류 제방의 둑마루 폭 이상으로 한다.

(2) 월류제 앞비탈 비탈경사( )는 1:3 이하의 완경사로 할 수 있으며, 하천측으로 심하게 돌출되어 홍수소통 및 시설물의 안전성에 문제가 발생되지 않도록 상하류 비월류 구간 제방의 비탈경사를 감안하여 결정한다.

(3) 조절지측의 뒷비탈 경사( )도 1:3 이하의 완경사로 할 수 있으며, 월류시 급격한 수리현상을 예방하고 월류수가 안정적으로 유입 될 수 있도록 수치 및 수리모형실험을 통해 적절한 비탈경사를 따로 정할 수 있다.

(4) 월류부와 비월류부의 종단경사는 차량 및 자전거 통행 등을 고려하여 5% 정도로 완만하게 설치한다.

2) 비탈덮기

가) 월류제 구간은 월류수에 의한 제방 유실 방지를 위하여 둑마루와 비탈덮기를 하여야 하며, 재료는 아스팔트, 콘크리트, 콘크리트블록, 돌망태 등을 이용할 수 있다.

나) 비탈덮기 재료는 구조적 안정성, 유지관리 편리성, 경제성 등을 고려하여 정한다.

다) 비탈덮기공은 양압력 외에 유수에 의한 부압, 유수 등에 의한 충격력 등의 외력에 대해서도 안전한 두께로 하여야 하며, 월류제 둑마루를 아스팔트 또는 콘크리트로 피복할 경우 둑마루 이용차량 특성을 고려하여 피복(포장)두께를 정한다.

라) 콘크리트로 비탈덮기를 하는 경우 건조수축 및 온도변화 등에 의한 영향을 감소하기 위하여 수축 또는 신축 줄눈을 설치하고, 필요시 시공이음을 둘 수 있다.

마) 콘크리트 블록, 돌망태 등으로 시공하는 경우 관리차량의 통행을 위한 평탄성 확보, 잡초제거 등 유지관리 측면에서 콘크리트 또는 아스팔트로 피복하는 것보다 불리하므로 둑마루 부분은 아스팔트 또는 콘크리트로 피복하는 방법이 좋다.

바) 앞비탈 및 뒷비탈 기슭은 세굴로 인한 침식으로부터 월류제를 보호하기 위하여 밑다짐과 같은 형식의 보호공을 설치한다. 단, 저류지측 뒷비탈 기슭은 감세지와 일체로 설치할 경우에는 예외로 한다.

3) 배기관 및 배수관

가) 월류제가 아스팔트나 콘크리트로 피복되어 있을 경우 홍수시 제체내 공기가 압축되어 양압력이 작용하게 되며, 적절한 배기시설이 없을 경우 월류제 피복재가 파괴될 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해 월류제 상단부 비탈면이나 둑마루에 유공관 등을 이용하여 배기관을 설치할 수 있다.

나) 반대로 홍수 이후 하천 및 저류지 수위가 내려가면 제체내부와 외측간 수위 하강속도 차이로수위차가 발생하며, 이로 인한 수압으로 비탈덮기가 파괴될 수 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해 월류제 앞비탈 또는 뒷비탈 기슭 근처에 유공관을 이용하여 배수관을 설치할 수 있다.

다) 배기관은 월류제 둑마루에 구멍을 내고 자갈이나 유공콘크리트 등으로 채우는 방식을 적용할 수 있으며, 배기공은 지름 150㎜ 크기로 1㎡당 1개소 정도 설치한다.

라) 배수관은 월류제 비탈덮기 기초 상단 또는 감세지 바닥고로부터 적당한 높이에 설치할 수 있으며, 배수관이 퇴적으로 매몰되지 않도록 하상변동특성을 고려하여 설치 높이를 정한다.

4) 감세시설 및 바닥보호공

가) 감세시설 및 바닥보호공 설계는‘제3편 하천이수시설 제1장 하천보’편을 기준으로 한다.

나) 저류지내 수위와 도수 후의 수심이 비슷한 경우에는 정수지형(stilling basin) 감세공을 채택하는 것이 좋으며, 이 형식의 감세방법은 수리학적으로 가장 안전한 것으로 알려져 있다.

다) 수치 및 수리모형실험을 통하여 감세시설의 필요성, 현지 여건에 적합한 감세시설 형식과 규모, 바닥보호공 설치범위 및 적정 공법 등을 정한다.

5) 지하저류지 유입시설

가) 유입시설은 유수가 원활하게 유입될 수 있는 형상으로 한다.

나) 유사 및 유목 등의 유입을 차단 또는 저감할 수 있는 구조로 한다. 유사량이 많은 하천 또는 유사 입경이 굵은 하천에서는 침사지를 설치하고, 유목의 유출 우려가 있는 하천에서는 스크린을 설치한다.

다) 유입 유수의 낙하시 에너지를 감세할 수 있는 시설이 필요하며, 감세시설의 형식은 부지의 제약, 흐름의 상황, 공기의 혼입, 감세효과를 종합적으로 판단하여 결정하는 것이 바람직하다.

라) 관수로(압력관) 방식의 경우에는 공기혼입량을 최대한 줄이는 형상으로 한다. 터널 본체로 유입된 공기로 인해 압력변동, 수두손실 등의 현상이 발생하기 때문에 모형실험 등에 의해 유입시설의 적절한 형상을 검토할 필요가 있다.

나. 저류부

1) 주위제

가) 조절지 주변지역 지반고가 저류지 최대담수위에 여유고를 더한 값보다 낮은 구간은 주위제를 설치한다.

나) 주위제의 제방고는 월류부 구간 최상류 지점의 본류하천 제방고를 기준으로 한다.

다) 주위제 제방단면은 본류하천의 제방단면과 동일한 규모를 기준으로 하되, 월류수의 저류기간에 따른 제체의 침투, 누수, 사면 및 지반안정 등 주위제 제체의 안정성 분석을 토대로 제방규모를 다르게 결정할 수 있다.

라) 주위제의 축제 재료와 다짐 기준은‘제2편 하천치수시설 제1장 하천제방’을 기준으로 한다.

마) 위의 사항 외 주위제 설계는‘제2편 하천치수시설 제1장 하천제방’을 기준으로 한다.

2) 주위제 호안

가) 저류지 주위제는 하천제방과 같이 유수에 의한 침식으로 유실 피해가 우려되므로 최대 담수위까지 호안을 설치한다. 저류지 내측은 가급적 식생의 자연적 천이를 유도하거나 떼붙임 등의 식생공을 적용하고, 내측의 최대 담수위 이상구간과 저류지 바깥쪽은 식생의 자연적 천이를 유도하거나 거적덮기 등을 적용할 수 있다.

나) 저류지 월류부와 유출부는 월류 및 배수시 급격한 수리현상이 발생되므로 침식에 저항할 수 있는 적절한 호안공법을 적용한다.

다) 주위제 호안의 설치 범위와 적용 공법 등은 수치모형 실험을 통하여 저류지내 수리특성을 분석하고, 이를 참고하여 결정하도록 한다.

라) 위의 사항 외의 저류지 호안 설계는 ‘제2편 하천치수시설 제2장 하천호안’을 기준으로 한다.

3) 저류공간

가) 자연배제가 가능하도록 저류지 바닥고를 결정하여야 하며, 대상지역 굴착으로 저류지를 조성하는 경우 사업대상지역 인근 지하수위를 검토하여, 지하수 유입으로 인한 저류 공간 축소가 발생하지 않도록 굴착 깊이를 지하수위 이상으로 하거나 차수대책 등을 검토한다.

나) 저류공간 단면은 활용 용도에 따라 단단면과 복단면으로 구분할 수 있다. 단단면 저류시설은 필요면적을 최소로 한다는 장점이 있는 반면에, 토사 퇴적부가 광범위하여 관리공간이 넓은 단점과 저류공간의 공간활용 측면에서 불리한 점이 있으므로 지형여건상 부득이한 경우를 제외하고 복단면으로 한다.

다) 친수 등 다목적 공간활용을 목적으로 하지 않는 저류지의 저류공간의 경우 저류지내 잔류 오탁수로 인해 악취 등이 발생할 수 있으므로 별도의 잔류 오탁수 배제시설을 설치하는 등 대책을 마련하여야 한다.

라) 주변지역의 배수를 위해 필요시 적절한 배수시설물을 계획하여야 한다. 배수시설 설계는 ‘제2편 치수시설 제7장 하천통문’을 기준으로 한다.

4) 지하저류지 저류시설(수로 본체)

가) 수로 본체는 가능한 한 자유수면을 가진 개수로 단면으로 하되, 부득이하게 관수로로 할 경우 수치 및 수리실험 등에 의한 검토를 할 필요가 있다.

나) 암거 또는 터널 등 수로 본체의 내측은 전단면 콘크리트, 라이닝 혹은 이와 유사한 구조로 한다.

다) 수로 단면은 지질조건, 지하수위 및 수리조건, 안전성, 시공성 등을 충분히 검토하여 유수 소통에 지장이 없도록 한다.

라) 설계유량 소통에 필요한 단면적은 동수경사선, 펌프규모(양정) 및 펌프 급정지시 서징(surging) 현상 등을 고려하여 결정한다.

마) 수로내의 설계유속은 내부의 마모 손상, 토사퇴적, 유지관리 등을 고려하여 안전한 유속으로 결정한다.

바) 수로 본체의 내측은 유수 및 토사 등에 의한 마모 대책으로 콘크리트 두께를 두껍게 하거나 표면을 내마모성의 재질로 할 수 있다.

사) 마모대책은 토사유입 상황, 유속, 수질, 터널본체의 규모, 시공방법, 유지관리 등을 고려하여 결정한다.

다. 유출부

1) 저류지의 저류수 배제는 상황에 따라 자연상태의 우수 배제보다 높은 수위차에 의해 이루어 질 수 있다. 따라서 저류지 유출부 설계시에는 ‘제2편 하천치수시설 제6장 하천수문 제7장 하천통문’에 따른 일반적인 배수시설보다 빠른 유속이 발생할 수 있다는 점을 고려하여야 한다.

2) 유출수문의 유입부와 유출부는 와류 현상이 발생하므로 접속되는 제방의 침식이 예상된다. 따라서 와류로 인한 급격한 수리현상이 발생되는 구간은 침식에 저항할 수 있는 견고한 호안 설치가 필요하며, 그 범위는 수치 및 수리모형실험을 통하여 결정할 수 있다.

3) 유출수문의 유입부와 유출부 바닥은 빠른 유속이 발생되므로 침식방지를 위한 바닥보호공을 설치하여야 하며, 그 범위는 수치 및 수리모형실험을 통하여 결정할 수 있다. 유출부 바닥 선단에는 유속 감세를 위한 턱을 설치할 수 있다.

4) 저류수 배제시 복잡한 수리현상에 의해 본류 하천의 시설물 피해 또는 하상세굴 등이 발생할 수도 있으므로 이에 대한 보강 대책도 함께 수립한다.

5) 지하저류지의 강제 배수시설은 일반적으로 배수펌프시설과 같은 구조이므로 ‘제2편 제8장 내수배제시설’에 준한다.

6) 위의 사항 외의 유출부 설계는‘제2편 하천치수시설 제6장 하천수문 제7장 하천통문’을 기준으로 한다.

라. 다목적 공간 활용 검토

1) 저류시설의 저류공간은 홍수조절목표에 지장이 없는 범위 내에서 다목적 공간으로 활용할 수 있으며, 대상지역의 여건에 따라 다양한 용도의 공간으로 조성할 수 있다.

2) 조절지 공간은 샛강, 생태서식처 등의 친환경적인 공간과 공원 및 주제시설 등의 친수공간으로 조성할 수 있으며, 수요조사 및 자문 등을 통하여 해당 지역에 적합한 공간으로 조성한다.

3) 조절지내 도입시설은 제방 비탈기슭으로부터 5m 이상 거리를 두어야 한다. 단, 하천관리상 지장이 없는 경우 예외로 한다.

4) 다목적 도입 시설은 홍수의 유입 및 유출시 지장이 없는 구조로 하여야 하며, 시설 도입 및 수목으로 인해 설계 저류량보다 작아지는 경우에는 대체용량을 확보하여야 한다.

5) 다목적 시설의 구조는 유지관리측면을 고려하여 정하고, 침수 후 유지관리가 곤란한 시설의 설치는 피해야 한다.

6) 담수시 유지관리가 어려운 시설은 침수빈도, 담수심, 담수시간 등을 고려하여 설치한다.

7) 산책로는 저류지 관리용 도로와 겸용하게 하고, 조절지내 하천수 유입시 대피로의 기능도 갖도록 한다.

8) 저류지 퇴적토 준설 및 운반, 각종 시설물 유지관리를 위하여 관리용 도로를 설치할 수 있다. 관리용 도로는 콘크리트 포장을 원칙으로 하고, 친수공간으로의 활용 및 경관 개선 등을 위하여 필요시 적절한 구조로 변경할 수 있다.

9) 저류지의 다목적 이용을 위한 시설 설계시 ‘제4편 하천환경시설’을 기준으로 한다. 본 실무요령에서 정하지 않은 사항은 관련 기준에 따르되, 저류지는 홍수조절을 위한 치수시설임을 고려하여 관련기준보다 안전을 우선적으로 배려하여 시설물을 설치하도록 한다.

마. 안전 및 관리 시설

1) 저류지 내에는 안전 및 관리시설을 설치할 수 있으며, 다목적 시설로 이용시 이용자 동선을 고려하여 적절한 장소에 설치한다.

2) 안전시설은 주의 간판, 대피소, 대피로, 침입방지 시설, 수변접근 안전시설 등이 있으며, 저류지 활용 목적 및 용도에 맞는 시설을 가감하여 설치한다.

3) 제방과 저류지 바닥의 표고차가 큰 경우 조절지로 진입하는 진입로의 종단경사는 가급적 완만하게 설치하는 것이 좋으며, 제방 부체도로의 종단경사를 기준으로 한다. 진입로 입구에는 저류시 안전을 위한 안내판 및 차단봉 등을 설치한다.

4) 관리시설로는 관리사옥, 수위계, 우량계, 경보시설, 영상감시시설, 홍보시설 등이 있으며, 저류지 활용 목적 및 용도에 맞는 시설을 가감, 선정하여 적절한 장소에 설치한다.

5) 지하저류지의 유입부 및 유출부에는 외부인 출입을 차단할 수 있는 시설, 점검 및 유지관리에 필요한 유입수 차단시설, 자재 반입로 등을 설치할 수 있다. 또한 홍수이후 터널내 잔류수 배제를 위한 유지관리용 펌프를 설치할 수 있으며, 잔류오탁수 등에 의해 악취 등이 발생할 우려가 있으므로 환기 및 탈취설비 설치도 고려하여야 한다.

9.2 수량 산출 요령

9.2.1 수량 산출 내역

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1	저류지
1.1	월류제
1.1.1	축제공
1)	표토제거	답구간(t=0.2m)	㎡
		답외구간(t=0.2m)	㎡
2)	벌개제근		㎡
3)	층따기		㎥
4)	성토면고르기	인력	㎡
5)	절토면고르기	토사	㎡
		리핑암	㎡
		발파암	㎡
6)	흙 운 반		㎥
①	불도저운반		㎥
②	덤프운반		㎥
③	순성토운반		㎥
7)	흙쌓기	다짐도 90%	㎥
		다짐도 95%	㎥
		비다짐	㎥
8)	사토		㎥
9)	쌓기비탈면다짐		㎡
10)	더돋기		㎥
11)	둑마루표면 마무리	잡석 또는 보조기층재	㎥
12)	토공 규준틀
①	비탈규준틀		개
②	수평규준틀		개
③	제방선형표시 깃발		개
13)	연약지반 처리공
①	침하토 성토 및 다짐		㎥
②	과재성토		㎥
③	과재성토 제거		㎥
④	치환토		㎥

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.1.2	월류제 피복공
1)	콘크리트 타설		㎥
2)	거푸집/거친마감	0~7m	㎡
3)	와이어매쉬	#8-150×150	m
4)	줄 눈	판재(200×15)	㎡
5)	비닐깔기		㎡
6)	보조기층포설 및 다짐		㎥
7)	철근가공 및 조립	(간단)	ton
8)	철근가공 및 조립	(보통)	ton
9)	철근 조립	(간단)	ton
10)	철근 조립	(보통)	ton
11)	스페이서 설치	(바닥)	㎡
12)	시공이음
①	시공이음면 정리	콘크리트 치핑, 인력	㎡
②	수팽창지수재 설치		m
13)	신축이음
①	다웰바	D25	ea
②	스티로폼	T = 20 mm	㎡
③	충진제	씰링(20mm x 25mm)	m
1.1.3	배기관 및 배수관
1)	콘크리트 유공관 접합	∅150mm	m
2)	배수관 설치 (Weep hole)	∅100mm, PVC	m
3)	배기관 설치 (수직관)	∅150mm, STS관	개소
4)	잡석부설		㎥
5)	필터매트 부설	호안용 500g/㎡	㎡
1.1.4	감세시설공
1)	터 파 기
①	터파기(육상 0~2m)	(인력)	㎥
②	터파기(육상 0~2m)	(인력10%+기계90%)	㎥
2)	되메우기
①	되메우기	(인력)	㎥
②	되메우기	(인력10%+기계90%)	㎥
3)	콘크리트 타설
①	콘크리트 타설	철근	㎥
②	콘크리트 타설	무근	㎥
③	콘크리트 타설	소형	㎥

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
4)	콘크리트 펌프카
①	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근50㎥/D 미만	㎥
②	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근50∼100㎥/D	㎥
③	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15, 철근100㎥/D 이상	㎥
5)	거 푸 집
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,2회)	0∼7m	㎡
⑦	합판거푸집(폼타이,3회)	0∼7m	㎡
⑧	합판거푸집(폼타이,4회)	0∼7m	㎡
⑨	합판거푸집(폼타이, 6회)	0∼7m	㎡
6)	철 근
①	철근가공 및 조립	(간단)	ton
②	철근가공 및 조립	(보통)	ton
③	철근가공 및 조립	(복잡)	ton
④	철근 조립	(간단)	ton
⑤	철근 조립	(보통)	ton
⑥	철근 조립	(복잡)	ton
7)	스페이서 설치
①	스페이서 설치	(바닥)	m
②	스페이서 설치	(벽체)	m
8)	잡석부설		㎥
9)	사석부설 (바닥보호공)	30㎏ 이상	㎥
10)	사석고르기		㎡
1.2	저류공간
1.2.1	주위제 축제공
1)	표토제거	답구간(t=0.2m)	㎡
		답외구간(t=0.2m)	㎡
2)	벌개제근		㎡
3)	층따기		㎥
4)	성토면고르기	인력	㎡
5)	절토면고르기	토사	㎡
		리핑암	㎡
		발파암	㎡

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
6)	흙 운 반		㎥
①	불도저운반		㎥
②	덤프운반		㎥
③	순성토운반		㎥
7)	흙쌓기	다짐도 90%	㎥
		다짐도 95%	㎥
		비다짐	㎥
8)	사토		㎥
9)	쌓기비탈면다짐		㎡
10)	더돋기		㎥
11)	둑마루표면 마무리	잡석 또는 보조기층재	㎥
12)	토공 규준틀
①	비탈규준틀		개
②	수평규준틀		개
③	제방선형표시 깃발		개
13)	연약지반 처리공
①	침하토 성토 및 다짐		㎥
②	과재성토		㎥
③	과재성토 제거		㎥
④	치환토		㎥
1.2.2	저류공간 조성공
1)	표토제거		㎡
2)	벌개제근		㎡
3)	벌목		㎡
4)	육상 준설	불도저 (타이어 33ton)	㎥
		불도저 (무한궤도 32ton)	㎥
5)	준설토 적재	굴삭기 1.0㎥	㎥
		로우더 (무한궤도2,87㎥)	㎥
		로우더 (타이어5.0㎥)	㎥
6)	준설토 운반	덤프 15ton	㎥
		덤프 24ton	㎥

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.2.3	주위제 호안공
1)	줄 떼		㎡
2)	평 떼		㎡
3)	씨앗뿜어뿌리기 (Seed Spray)	성토면	㎡
4)	거적덮기		㎡
5)	식생매트		㎡
6)	이불형 돌망태설치	H=40㎝	㎡
7)	타원형 돌망태설치	H=45㎝	㎡
8)	매트리스형 돌망태설치	H=30㎝	㎡
		H=50㎝	㎡
9)	옹벽형 돌망태설치	H=5m 이하	㎥
10)	주머니형 돌망태설치	2ton	㎥
11)	돌붙임
①	돌붙임	찰붙임(뒷길이25~45㎝)	㎡
②	돌붙임	메붙임(뒷길이 25~45㎝)	㎡
12)	자연석(전석및발파석)쌓기		㎡
13)	호안블록
①	장방형블록 설치	400×250×120㎜	㎡
②	조립형환경블록설치	소형(400×400×100~250)	㎡
③	조립형환경블록설치	대형(100×100×100~300)	㎡
④	결속형환경블록설치	대형(100×100×100~300)	㎡
14)	토목섬유
①	필터매트 부설	하천호안용 350g/㎡	㎡
②	필터매트 부설	하천호안용 500g/㎡	㎡
③	토목용 섬유부설	5~40 ton/m	㎡
15)	천단잡석 부설	인력	㎥
16)	호안천단		m
17)	호안기초		m
18)	복토
①	사면복토	장비+인력	㎥
②	복토면고르기	인력	㎡
19)	유공블록 틈메우기		㎥
20)	유공블록 틈메우기 및 식생	인력	㎥
21)	식물재호안		㎡

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.2.4	주변배수 처리공(통관)
1)	터 파 기
①	터파기(육상 0~2m)	(인력)	㎥
②	터파기(육상 0~2m)	(인력10%+기계90%)	㎥
2)	되메우기
①	되메우기	(인력)	㎥
②	되메우기	(인력10%+기계90%)	㎥
3)	콘크리트 타설	철근	㎥
		무근	㎥
		소형	㎥
4)	거 푸 집
①	합판거푸집(1회)	0∼7m	㎡
②	합판거푸집(매끈한마감)	0∼7m	㎡
③	합판거푸집(보통마감)	0∼7m	㎡
④	합판거푸집(거친마감)	0∼7m	㎡
5)	철근가공 및 조립	(간단)	ton
		(보통)	ton
		(복잡)	ton
6)	철근 조립	(간단)	ton
		(보통)	ton
		(복잡)	ton
7)	스페이서 설치	(바닥)	m
		(벽체)	m
8)	흄관접합 및 부설
①	흄관접합 및 부설 (칼라식)	∅600mm	m
		∅800mm	m
		∅1,000mm	m
		∅1,200mm	m
②	흄관접합 및 부설 (소켓식)	∅600mm	m
		∅800mm	m
		∅1,00mm	m
		∅1,200mm	m
9)	모르타르
①	모르타르(1:2)		㎥
②	모르타르(1:3)		㎥
③	모르타르(1:4)		㎥
10)	잡석부설		㎥

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.3	유출부
1.3.1	구조물공
1)	터 파 기
①	터파기(육상 0~2m)	(인력)	㎥
②	터파기(육상 0~2m)	(인력10%+기계90%)	㎥
2)	되메우기
①	되메우기	(인력)	㎥
②	되메우기	(인력10%+기계90%)	㎥
3)	콘크리트 타설
①	콘크리트 타설	철근	㎥
②	콘크리트 타설	무근	㎥
③	콘크리트 타설	소형	㎥
4)	콘크리트 펌프카
①	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15,철근50㎥/D 미만	㎥
②	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15,철근50∼100㎥/D	㎥
③	콘크리트 펌프카 붐타설	슬럼프15,철근100㎥/D 이상	㎥
5)	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
6)	잡철물제작설치	(간단)	ton
7)	스페이서 설치	(바닥)	m
		(벽체)	m
8)	잡석부설		㎥
9)	시공이음
①	시공이음면 정리	콘크리트 치핑, 인력	㎡
②	수팽창지수재 설치		m
10)	신축이음
11)	다웰바	D25	ea
12)	스티로폼	T = 20 mm	㎡
13)	충진제	씰링(20mm x 25mm)	m

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.3.2	유출입부 바닥보호공
1)	사석부설 (바닥보호공)	30㎏ 이상	㎥
2)	사석고르기		㎥
3)	토목용 섬유부설	5~40ton/m	㎡
4)	이불형 돌망태설치	H=40㎝	㎡
5)	타원형 돌망태설치	H=45㎝	㎡
6)	매트리스형 돌망태설치	H=50㎝	㎡
1.4	다목적 활용공간 조성	필요시
1.4.1	유지관리용 도로
1)	무근콘크리트 타설		㎥
2)	거푸집/거친마감	0~7m	㎡
3)	와이어매쉬	#8-150×150	㎡
4)	줄 눈	판재(200×15)	m
5)	비닐깔기		㎡
6)	보조기층포설 및 다짐	20cm	㎥
1.4.2	산책로 포장		㎡
1.4.3	식재	교·관목	주		조경공
		초화류	㎡		조경공
1.4.4	성토	하도습지부 / 하중주	㎥		조경공
1.5	안전시설 및 관리시설공
1.5.1	안전시설
1)	안내간판		개소
2)	대피소 및 대피로 안내판		개소
3)	진입금지 시설		개소
4)	차단시설		개소
1.5.2	관리시설
1)	관리사옥		식
2)	계측기설치
①	수위계		개소
②	유량계		개소
3)	영상감시 시설		개소
4)	홍보시설		식

 

9.2.2 일반사항

1) 수량 산출은 공종순으로 하고 각 공종마다 집계표를 작성한다.

가) 월류제

나) 저류부

다) 유출부

라) 다목적 활용공간 조성공(필요시)

마) 안전 및 관리시설공

2) 공종별 수량 산출시 아래와 같이 관련 공종 산출요령을 기준한다.

가) 월류제 및 주위제 수량 산출은 ‘제2편 하천치수시설 제1장 하천제방’에 준한다.

나) 월류제 및 저류부 호안에 관한 수량 산출은 ‘제2편 하천치수시설 제2장 하천호안’에 준한다.

다) 유입 및 유출부 구조물에 관한 수량 산출은 ‘제7편 하천공통설계 제3장 하천구조설계’, ‘제3편 하천이수시설 제1장 하천보’, 제2편 하천치수시설 제4장 하천하상유지시설, 제6장 하천수문, 제7장 하천통문’에 준한다.

라) 저류지 활용공간 조성에 관한 수량 산출은 ‘제4편 하천환경시설’에 준한다.

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

4) 유용토 및 공제토

가) 유용토

구조물공 및 기타 등의 잔토 유용

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

나) 공제토

(1) 유입부 및 유출부 : 구체, 날개벽 공제

(2) 옹벽공 : 본체

(3) 기 타 등

5) 콘크리트 수량은 무근, 철근 콘크리트로 구분 산출하여 집계한다.

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

 

9.3 단가 산출 요령

1) 월류제 및 주위제에 관한 단가 산출은 ‘제2편 하천치수시설 제1장 하천제방’에 준한다.

2) 월류제 및 주위제 호안에 관한 단가 산출은 ‘제2편 하천치수시설 제2장 하천호안’에 준한다.

3) 유입 및 유출부 구조물에 관한 단가 산출은 ‘제7편 하천공통설계 제3장 하천구조설계’, ‘제3편 하천이수시설 제1장 하천보’, 제2편 하천치수시설 제4장 하천하상유지시설, 제6장 하천수문, 제7장 하천통문’에 준한다.

4) 저류지 활용 공간 조성에 관한 단가 산출은‘제4편 하천환경시설’에 준한다.

9.4 저류지 예시도면

□ 계획평면 예시도

 

 

□ 유입부 예시도

 

 

□ 유출부 예시도

 

 

 

 

제10장 하천사방시설

10.1 설계 요령

10.1.1 일반사항

가. 정의

하천사방시설은 하천 공사시 유역에서 토사의 생산 및 유출에 의한 토사재해를 방지하기위하여 유송된 모래와 자갈(砂礫) 등을 저류 및 제어하는 시설로 사방댐, 유로공 등의 제반시설을 총칭한다.

1) 사방댐 : 유역의 상류지역 또는 단지개발에 따른 토사유입 예상지역에 시공하여 유송된 모래와 자갈(砂礫) 등을 저류 또는 조절하는 댐

2) 호안 : 유수(流水)가 하안(河岸)의 침식, 붕괴를 일으키는 장소에 횡방향 침식을 방지하기 위하여 하안에 따라 유수 방향으로 설치된 시설

3) 하상유지시설 : 종방향 침식을 방지하고 하상을 안정시킴으로써 하상 퇴적물의 재이동, 하안의 붕괴 등을 방지하며 호안 공작물의 기초를 보호할 목적으로 설치하는 시설

4) 유로공 : 유로의 변경에 의한 난류방지 및 종단기울기의 규제에 의한 종방향 및 횡방향 침식을 방지하고 하상을 안정적으로 고정시키는 목적으로 설치하는 시설

5) 침사지 : 개발지역에서 침식되어 유송되는 토사를 자연 또는 강제로 침전·퇴적시킬 목적으로 만든 저류시설물

6) 생산토사량(토양유실량) : 비바람에 의해 지표면의 표토가 침식되거나 산지 붕괴 등에 의해 새로이 만들어져 흐름과 중력 등에 의해 하류로 이동이 가능한 토사의 양

7) 토사유출량(유사유출량) : 유역의 생산 토사가 흐름에 의해 생산지를 떠나 하류의 어느 한 지점을 통과하는 유사의 양

8) 허용 토사유출량 : 계획기준점으로부터 하류 하천 등에 대해 큰 재해문제를 유발하지 않으면서 필요한 토사의 양으로써 유송되어야 할 양

9) 초과 토사유출량 : 사방계획 등에서 토사처리계획의 대상이 되는 양으로 계획기준점별로 토사유출량에서 허용 토사유출량을 뺀 양

나. 적용범위

본 설계 요령은 하천 공사시 유역에서 토사의 생산 및 유출에 의한 토사재해를 방지하는 사방시설의 설계에 적용한다.

 

다. 적용기준

1) 하천 설계기준(KDS 51 00 00)(2018, 국토교통부)

2) 하천공사 표준시방서(KCS 51 00 00)(2022, 환경부)

3) 댐 설계기준(KDS 54 00 00)(2018, 국토교통부)

4) 소하천 설계기준(2020, 행정안전부)

라. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 사방기술교본(2022, 산림청)

3) 사방사업의 설계·시공 세부기준(2019, 산림청)

마. 설계일반사항

1) 사방시설은 토사의 생산 및 유출에 의한 토사재해를 방지할 수 있고, 자체 붕괴로 인한 피해를 최소화하는 구조물이어야 한다.

2) 사방시설은 각종 수리, 수문량, 지형, 하도, 하천 생태와 주변 환경 등의 변화를 고려하여 계획여야 한다.

3) 사방시설은 계획 토사량을 억제하고 유수에 안전하며 자연 생태계 환경을 보호할 수 있는 구조로 한다.

4) 사방시설 계획 수립시에는 토사의 유출 형태, 보전 대상지역, 지형, 하상 경사, 초과 토사유출량과 입경, 하도의 황폐 상황, 사방시설의 토사포착 기능 등을 고려하여 유출억제 토사량을 각 사방시설에 합리적으로 배분한다.

5) 사방시설 설계는 주변 지형 및 하도와 안전하게 조화를 이루며, 발생 토사량을 효과적으로 저감할 수 있도록 설계한다.

6) 하상유지시설은 종단침식 방지를 통해 하상 안정, 하상 퇴적물 유출 방지, 그리고 공작물 기초 보호가 이루어지도록 설계한다.

7) 유로공은 하상유지시설과 호안을 동시에 설치한다.

8) 침사지는 필요에 따라 토석류 발생을 방지하는 공사와 병행하여야 한다.

9) 사방시설은 주변 환경과 조화를 이루고, 자연 환경을 보호할 수 있도록 최대한 고려해야 한다.

 

10.1.2 사전조사

사방시설 설계시 조사할 사항은 다음과 같다.

1) 대상유역 수문특성, 유사특성(생산토사량, 토사유출량) 및 하상변동조사

2) 대상 하천 및 인근 소하천과 계류의 급경사지·산사태 및 토사재해위험지구 현황

3) 과거의 재해 및 토사유출현황, 지형현황, 식생상황, 하도의 조절능력 등

4) 시설 계획 예정 지점의 지형 및 지질·지반 상황

5) 예상되는 모래·토석류·유송잡물 등의 저류 및 차단 효과의 크기

6) 이수 및 하천환경관리 계획

7) 기타 관련 계획

10.1.3 하천사방시설 계획 및 설계

가. 사방댐

1) 사방댐의 분류

가) 사용목적에 따른 분류 : 산기슭 고정댐, 종침식 방지댐, 하상 퇴적물 유출 방지댐, 토석류 대책댐, 토사 조절댐, 유목 및 부유물 방지댐 등이 있다.

나) 유형에 따른 분류

(1) 중력식 사방댐(불투과형) : 토석차단을 주목적으로 하는 경우에 설치한다.(콘크리트 사방댐·전석사방댐·블록사방댐)

(2) 버팀식 사방댐(투과형) : 유목차단을 주목적으로 하는 경우에 설치한다.(버트레스·스크린·슬리트)

(3) 복합식 사방댐(일부투과형) : 토석·유목의 동시 차단을 주목적으로 하는 경우에 설치한다.(다기능 사방댐·빔크린 사방댐·콘크린 사방댐)

다) 사용하는 재료에 따른 분류 : 콘크리트, 전석(돌), 강재틀(철망재), 스크린, 블럭, 링네트 사방댐 등

 

콘크리트 사방댐	전석(돌) 사방댐	강재틀(철망재) 사방댐
스크린 사방댐	블럭 사방댐	링네트 사방댐

 

(그림 10.1-1) < 재료에 따른 사방댐의 종류 >

라) 사방댐의 구조 및 각 부분의 명칭은 다음과 같다.

 

 

(그림 10.1-2) < 사방댐의 구조 및 명칭 >

2) 설계 절차

사방댐 계획을 위한 일반적인 절차는 다음과 같다.

 

대상지구 현황조사   대상 유역의 수문 및 유사특성, 급경사지, 산사태 및 토사재해위험지구 현황을 면밀히 조사 ⇩     지형 및 지질조사   대상지구 지형 및 지질조사를 통해 부지의 목적에 대한 적합성, 안전성, 경제성을 파악의 기초자료 제공 ⇩     토사유출 조절계획 수립   대상지역 사방기본계획 및 유사 조절계획 등을 검토하여 토사유출 조절계획량설정 (관련기관인 산림청, 지자체와 협의 후 시행) ⇩     위치 선정   토사유출 계획조절량 확보가능성, 경제성, 안전성, 환경성 등을 종합검토 하여 선정 ⇩     규모 및 형식결정   계획규모는 사방기본계획 및 유사조절계획에 준하고, 형식은 사용목적, 지형, 지질, 재료구득, 운반, 시공성, 경제성 등을 종합 고려하여 결정 ⇩     토사유출 계획조절 효과 분석   계획한 형식 및 규모로 토사유출 계획조절량이 확보되는지 검토 ⇩     부대시설 계획   사방댐 부대시설물 형식과 제원 결정 ⇩     유지관리 계획   향후 준설 등 유지관리계획 제시

 

(그림 10.1-3) < 사방댐 계획 절차 >

 

 

(그림 10.1-4) < 사방댐 설계 흐름도 >

가) 자연 친화성, 경제성 및 안전성의 각 요소를 고려하여 댐 형식의 선정에 필요한 개략계산을 한 후 댐 형식을 결정한다.

나) 설계 순서는 댐 형식 결정, 물넘이와 본체, 기초, 그리고 댐 마루 등의 순서로 설계한다. 물넘이는 댐 하류 하상 세굴을 방지하고, 댐 기초의 안정 및 양안 붕괴가 되지 않도록 충분히 고려하고, 낙하 월류수와 부유사의 충돌 및 양압력에 안전하여야 한다.

다) 댐 마루, 바닥보호 시설, 부댐, 물받이, 측벽 호안, 배수암거(물빼기구멍) 등의 부속물을 설계한다. 바닥보호시설은 부댐 수직벽 하류의 하상 세굴을 방지할 수 있도록 설계한다. 또한 측벽 호안은 물넘이에서 떨어지는 유수에 의해 댐과 부댐, 수직벽 사이에서 발생할 수 있는 측방 침식을 방지할 수 있도록 설계한다.

3) 형식 결정

사방댐 형식은 댐 설치 위치의 지형, 지질을 파악하고 설치목적, 자연친화성, 경제성, 안전성 등의 각 요소를 고려하여 댐 형식을 결정한다.

가) 사방댐의 형식과 구조는 설치 목적(토석차단·유목차단·저수) 및 사용재료(콘크리트, 전석, 견치석, 철강재, 철망재, 블럭, 링네트 등)에 따라 결정한다.

나) 설치 목적에 따라 산기슭 고정댐, 종침식 방지댐, 하상 퇴적물 유출 방지댐, 토석류 대책댐, 토사 조절댐, 유목 및 부유물 방지댐 등으로 형식을 결정한다.

(1) 산기슭 고정댐은 산기슭의 하상을 상승시키고, 이를 고정해서 산중턱의 붕괴예방 및 확대방지를 도모하고 토사발생을 억제하는 것을 목적으로 한다.

(2) 종침식 방지댐은 하도의 종침식을 방지해서 토사발생을 억제하는 것을 목적으로 하며 종침식 구역의 하류에 계획한다. 높이는 그 퇴사구역에 종침식구역이 포함되도록 정한다.

(3) 하상퇴적물 유출방지댐은 하상에 퇴적된 불안정한 토사 유출을 방지하는 것을 목적으로 하며 하상퇴적물의 직하류에 설치하는데, 댐높이는 퇴사면내에 하상퇴적물이 포함되도록 정한다.

(4) 토석류 대책댐은 토석류를 억제하는 것을 목적으로 하며 토석류의 억제, 완화 등의 목적에 따라 위치 및 높이를 정한다. 그리고 토석류의 억제를 위해서는 계획 토석류의 30%가 퇴적될 수 있도록 댐의 규모를 정한다.

(5) 토사 조절댐은 토사를 퇴적시켜 유출 토사량을 조절하는 것을 목적으로 하며, 계획 조절량이 가장 효과적으로 확보되고 또한 조정기능이 유효하게 발휘되도록, 위치, 높이, 형상 및 수를 정한다.

(6) 유목 및 부유물 방지댐은 홍수소통이나 수공구조물에 걸쳐 피해를 일으킬 수 있는 유목이나 부유물의 제거를 목적으로 하며 유목 및 부유물 방지댐은 계획 유목과 부유물을 가장 잘 차단할 수 있도록 위치, 높이, 형상 등을 정한다.

다) 사용 재료형태에 따라 투과형, 일부투과형 및 불투과형으로 형식을 결정한다.

(1) 투과형 사방댐은 유목차단을 주목적으로 하고, 토사가 하류지역으로 이동할 수 있는 자유로운 형태로, 평상시에는 어류, 양서류 등이 상·하류의 소통이 원활히 이루어질 수 있도록 만든 구조로 버트레스·스크린·슬리트댐 등이 포함된다.

(2) 일부 투과형 사방댐은 토석·유목의 동시 차단을 주목적으로 하는 경우에 설치하고, 본체의 횡단 구조가 일부 개방되어 있는 형태로 산지 재해예방 기능을 유지하면서 평상시에 수생동물의 상·하류간의 이동이 약간 어려운 구조로 다기능 사방댐·빔크린 사방댐·콘크린 사방댐 등이 포함된다.

(3) 불투과형 사방댐은 가장 일반적인 사방댐의 형태로 토석차단을 주목적으로 하는 경우에 설치하고, 본체의 횡단구조가 평상시에도 상류의 토사 및 수생동물의 상·하류간의 이동이 불가한 형태의 구조로 콘크리트 사방댐·전석 사방댐·블록 사방댐 등이 있다.

4) 위치와 높이

가) 사방댐의 위치

(1) 일반적으로 월류수에 의한 하류 비탈끝의 세굴 및 양안침식에 의한 파괴방지를 위하여 하상 및 양안에 암반이 있고 공사비의 절감을 위하여 상류부의 폭이 넓은 협착부 지점이 좋다.

(2) 하상에 암반이 없는 경우는 그 하상의 상황에 따라서 물받이, 또는 부댐을 계획하여 하류의 비탈끝을 보호하여야 한다. 이 경우, 침투수의 파이핑에 의한 물받이의 파괴, 부댐의 수직벽 직하류의 세굴 등을 충분히 고려하여 계획한다.

(3) 댐을 계획하는 경우, 일반적으로 지천의 합류점 부근에서는 양쪽 지류의 기초댐으로서의 역할을 할 수 있도록 합류점의 하류부에 댐 위치를 선정한다.

(4) 특수목적을 가지고 시설하는 경우에는 그 목적 달성에 가장 적합한 장소에 계획한다.

나) 계단식 댐군(群)의 위치선정

(1) 계단식 댐군에서는 한 댐의 계획퇴사선이 원래의 하상과 접하는 점을 상류댐의 계획위치로 한다.

(2) 종방향 침식 또는 횡방향 침식이 현저한 구역 또는 하안붕괴구역이 긴 경우에는 계단식의 댐군을 계획한다. 이 경우 댐의 퇴사선은 계획경사(현 하상경사의 1/2)를 사용한다. 종단도에 있어서 최하류 댐으로부터 시작하여 순차적으로 계획경사선을 그어 나가면 계획위치는 자연히 정해지나, 댐 지점으로서 적합성 및 기초근입 등을 고려할 필요가 있다.

다) 댐 높이

(1) 댐 높이는 계류의 사방기본계획으로부터 설정한다.

(2) 댐 높이는 지반 및 암반조사를 실시하여 결정하는데, 여기서 암반조사란 지질의 조건, 투수성, 지지력, 단층의 유무, 주향(走向, strike), 절리(節理, joint) 등을 조사하는 것을 말한다.

(3) 사방댐의 규모(길이·높이·폭)는 과거의 재해, 계획 대상지역의 중요도, 사업효과와 계류의 폭과 기울기, 집수구역의 넓이, 토석유출 예상량, 시공목적, 지반상황, 시공지점의 상태와 주변경관 등을 고려하여 결정한다.

5) 방향

가) 사방댐 : 사방댐은 물넘이 중심점에서 계획장소 하류의 유심선(流心線)에 직각 방향으로 설치한다.

나) 계단식 댐 : 계단식의 댐군에 있어서 각 댐의 방향은 각 댐의 물넘이부의 중심선(물넘이 마루의 하류단)에서 계획지점 하류의 유심선에 직각 방향으로 설치하며, 각 댐의 물넘이 중심점은 직상류댐의 물넘이 중심점에서 유심선상으로 정한다.

6) 퇴사량의 계산

가) 사방댐 설계시 기본 자료로 활용하기 위하여 생산토사량(토양유실량)과 토사유출량(유사유출량), 허용 토사유출량 및 초과 토사유출량을 조사한다.

나) 생산토사량(토양유실량) 조사는 주로 지표면에서 침식되어 유실되는 토사량 조사를 위주로 하며, 필요시 산지붕괴 조사를 수행한다.

(1) 조사는 강우, 토양, 유역의 지형, 지질, 식생, 토지 이용 방법 등의 특성을 이용하여 경험적으로나 수학적으로 실시할 수 있다.

(2) 유역의 토양유실량 추정 공식 중 비교적 널리 쓰이는 공식으로 1960년 미국에서 Wischmeier와 Smith가 개발한 범용토양유실공식(USLE)이 있다. 이 방법은 원래 배수면적 1ha 미만의 소규모 경작지의 토양유실량 추정을 위해 개발되었으나, 일반 산림지나 특히 개발사업으로 인한 가속화된 유실량 추정에도 확대 적용되고 있다.

범용토양유실공식(Revised Universal Soil Equation, RUSLE방법) 기본식은 다음과 같다.

여기서, : 강우침식인자 R의 해당기간 중 단위면적당 토양침식량(tonnes/ha)

: 강우침식인자(107J /ha ․ ㎜/hr)

: 토양침식인자(tonnes/ha/R)

: 지형(경사면길이, 경사도) 인자(무차원)

: 토양침식조절인자(무차원)

(3) 범용토양유실공식 또는 다른 모형으로 추정된 결과들이 매우 큰 차이가 나는 경우에는 모형의 적용 과정 등을 재검토하여 필요시 수정·보완한다.

다) 유역에서 유실된 토사가 하류 한 지점을 지나는 토사유출량은 생산토사량(토양유실량)에 적절한 유사 전달률을 곱하여 추정할 수 있다.

라) 계획 퇴사경사는 현 하상경사의 1/2로 한다. 단 하상경사가 급하고 토사유출의 입경이 크며 토사유출가 다량인 경우에는 2/3~3/4 정도를 적용하는 경우가 있다.

마) 사방댐의 계획퇴사량은 댐지점 상류의 횡단도에 의하여 산출한다.

바) 사방댐의 퇴사량 계산시 유역특성을 고려하여 토사와 토석을 포함하여 산정한다.

7) 구조

가) 물넘이

(1) 댐의 물넘이는 계획유량이 충분히 흐를 수 있는 단면을 가져야 하며, 댐상류와 하류의 지형, 지질, 하안 상태 및 유수의 방향 등을 고려해서 그 위치를 정한다. 계획유량의 규모는 중요도에 따라 다르게 설정하되, 통상 연초과확률 1/100 정도 또는 기왕 최대 중 큰 값으로 한다.

(2) 물넘이 폭은 현 하도 폭을 고려하여 정한다.

(3) 물넘이의 형상은 역사다리꼴을 기본으로 한다.

(4) 물넘이 양옆의 기울기는 1:1을 표준으로 하되, 현지 여건에 따라 그 이상 또는 그 이하로 하거나 안전시설물을 설치할 수 있다.

나) 댐 비탈경사

(1) 댐 몸체 하류면의 기울기는 원칙적으로 사방댐 단면에 의해 결정하되, 댐의 유효고 및 떠내려올 토석의 최대 크기, 저수되는 물의 깊이, 상류 측의 기울기 등을 고려하여 결정한다.

(2) 댐 몸체 하류면 비탈은 월류되는 자갈에 의한 손상을 피하도록 하여야 하는데, (그림 10.1-5)와 같이 하류면 비탈경사는 돌, 콘크리트댐에서는 1 : 0.2~0.6, 흙댐에서는 1 : 1.5~2.0 이상으로 완만하게 한다.

 

 

(그림 10.1-5) < 물넘이 구조와 비탈경사(좌: 월류부, 우:비월류부) >

 

(3) 댐 몸체 상류면의 기울기는 전석댐, 콘크리트사방댐의 경우 수직으로 하거나 1 : 0.1 ~ 0.2로 하되, 현지의 저사선(貯沙線, 모래나 토석류가 퇴적되어 이루어진 선) 등을 참고하여 토석이 많이 퇴적 되는 계류에서는 급하게, 세굴이 심한 계류에서는 완만하게 한다.

다) 기초 및 안정성

(1) 댐의 기초는 소요의 지지력과 전단 마찰 저항력을 가지며 침투수 등에 의해 파괴되지 않도록 하고, 필요에 따라 차수벽 등으로 보강한다.

(2) 산사태 지역 또는 연약지반 등에 부득이 댐을 계획할 경우는 지반의 지지력에 적합한 형식 또는 구조를 선정하여야 한다.

(3) 댐 시설재료는 사방댐의 설치 목적과 입지를 고려하여 선택하되, 전도·활동·내부응력 및 지반지지력 등 외력에 대한 안정을 갖도록 설치한다.

(4) 파괴에 대한 안정조건(응력도)은 댐 몸체의 각 부분을 구성하는 재료의 허용 응력도를 초과하지 않아야 한다.

(5) 기초지반의 지지력에 대한 안정 조건은 사방댐 밑에 발생하는 최대응력이 기초지반의 허용지지력을 초과하지 않아야 한다.

라) 댐 마루

(1) 댐 마루는 홍수를 월류 시키지 않게 하고 충분히 견고하여야 한다.

(2) 댐 마루에는 토석류 대책댐에서는 하상경사 정도, 기타의 댐에서는 상류의 계획퇴사 경사 또는 그 이상의 경사를 두며, 특히 굴곡부에 축조하는 사방댐 요안(凹岸)의 마루높이는 철안(凸岸)의 마루높이보다 높게 계획한다.

(3) 댐 마루는 계획홍수위에 여유고를 더한 안전한 높이 이상으로 해야 한다.

(4) 암반인 경우는 1~2m, 토사인 경우는 2~3m를 양안에 넣어야 한다. 특히 상류부의 댐으로 토석류 등의 큰 충격력이 예상되는 경우에는 댐 마루의 두께를 증가시키는 것을 검토하여야 한다.

마) 배수암거(물빼기구멍)

(1) 사방댐에서 배수 목적은 시공중의 유수전환, 퇴사후 침투수를 배제하여 수압 경감, 홍수량과 유사량 조절 등이다.

(2) 배수암거의 단면형상은 원형이나 정방형으로서 내경은 200∼400㎜ 정도이다.

(3) 배수암거는 물넘이 높이로부터 2.5m 이상 아래에 설치한다. 수평으로 2개 이상 설치할 경우에는 횡축으로 2.0m 이상 떨어져 설치한다.

(4) 사방댐 관리을 위하여 댐몸체를 관통하는 배수암거(물빼기구멍)와 물을 제어하는 밸브를 설치할 수 있다. 다만, 저수기능이 필요한 사방댐에는 배수암거(물빼기구멍)를 설치하지 아니한다.

(5) 상류 보조댐을 설치하는 경우에 본댐의 배수암거(물빼기구멍)는 상류 보조댐의 기초보다 낮은 위치에 설치한다.

(6) 물방석에 고인 물을 제어하기 위한 시설을 설치할 수 있다.

바) 물받이

(1) 물받이는 본댐 하류면의 세굴을 방지하기 위하여 설치한다.

(2) 물받이 길이(L)는 다음 공식에 의하여 산출한다.((그림 10.1-6) 참조)

여기서 H는 본댐 물넘이 마루에서 부댐 물넘이 마루까지 높이(m),

t는 축류전 월류수심, n은 댐하류면 비탈경사(1.5~2.0)이다.

 

 

(그림 10.1-6) < 물받이 길이 >

(3) 물받이 두께는 보통 0.5~1.5m로서 댐 높이가 5m일 때는 0.5~1.0m, 10m일 때는 1.5m로 한다.

(4) 방수로에 넘어 떨어진 물과 토석·유목의 충격으로 계류 바닥이 손상되지 않도록 하기 위하여 댐 몸체 하류면에 접속하여 적정 두께의 물받이를 설치한다.

(5) 사방댐의 상류에서 큰 토석이 떠내려 올 것으로 예상되는 경우에는 물방석이나 보조댐도 함께 설치한다.

(6) 물받이는 댐 본체·측벽과 분리되도록 설치하며, 물받이의 길이는 유효고의 1.5~3배를 기준으로 한다.

(7) 물받이는 바닥이 암석일 경우 설치하지 아니할 수 있다.

사) 끝 돌림

(1) 댐 몸체 하류면의 하단에 있는 흙이 파이지 않도록 하기 위하여 설치한다.

(2) 물받이 끝돌림의 밑넣기 깊이는 1m 이상으로 하되, 가급적 암반까지 깊게 파야 한다.

아) 측벽

(1) 물받이 부분의 양쪽 기슭이 침식될 우려가 있거나, 물받이 부분에서 물 흐름을 바로 잡을 필요가 있을 경우에 측벽(옹벽구조물, 호안)을 설치한다.

(2) 측벽의 높이는 방수로의 위치·높이, 물이 흐르는 방향 등을 고려하여 홍수량을 안전하게 유출시킬 수 있도록 방수로 깊이와 같은 높이 또는 그 이상으로 하여야 한다.

(3) 측벽의 마루 높이는 원칙적으로 보조댐의 어께 높이와 같게 한다.

(4) 양쪽 기슭이 암반으로 형성되어 있어서 피해발생 우려가 없을 경우에는 측벽을 설치하지 아니할 수 있다.

자) 부댐 및 보조댐

(1) 본댐과 부댐은 종단적으로 중복되어야 하며, 중복높이는 본댐 높이의 1/3~1/4 정도를 표준으로 한다.

(2) 계류의 특성에 따라 사방댐의 상류 또는 인근의 소계류에 본댐의 기능을 보조할 수 있는 소형 사방댐을 추가로 설치할 수 있다.

(3) 임도를 횡단하는 계류의 상단부 50m 내외의 지점에는 토석과 유목을 동시에 차단하는 사방댐을 소형으로 설치할 수 있다. 다만, 현지 여건상 부득이한 경우에는 그러지 아니한다.

8) 마루폭(마루두께)

가) 사방댐의 마루폭은 토사유출 등의 충격에 견디고, 또 물넘이부에서는 통과사력의 마모 등에도 견딜 수 있는 폭으로 할 필요가 있다. 이를 위해서 중력식 콘크리트댐의 마루폭은 일반적으로 (표10.1-1)을 이용하고 있다. 그러나 아치식 콘크리트댐에서는 구조상으로 필요하게 되는 제정부의 두께에서 마루폭을 정하는 경우도 있다.

 

< 사방댐의 마루폭 >

(표 10.1-1)

 

마루폭(m)	1.5∼2.5	3.0∼4.0
하상구성재료	모래 섞인 자갈∼옥석섞인 자갈	옥석∼전석
토사유출형태	토사유출량이 비교적 적은 지구 ∼ 상시토사유출의 유출이 많은 지구	소규모 토석류 발생지구 ∼ 대규모 토석류 상습지구

 

나) 중력식 사방댐의 마루폭은 유속, 떠내려 올 토석의 최대크기, 월류하는 물의 깊이, 상류 쪽의 기울기 등을 고려하여 결정하여야 하며, 대체로 다음 두께를 표준으로 한다.

(1) 떠내려 올 토석의 크기가 작은 계류에서 0.8m 이상

(2) 일반 계류에서는 1.5m 이상

(3) 홍수로 큰 토석이 떠내려 올 위험성이 있는 곳에서는 2.0m 이상

(4) 상류에서 산사태가 발생할 경우 토석이 대량 떠내려 올 위험성이 있거나, 산사태로 측압을 받게 될 위험성이 있는 곳에서는 2.0~3.0m 내외

9) 단면계산

가) 사방댐의 단면계산은‘KDS 54 00 00 댐 설계기준’과 동일한 방법으로 한다.

나) 사방댐에 작용하는 외력에는 수압, 퇴사압, 양압력 등이 있으나 댐의 형식, 목적별 분류 등에 따라 각각 취하여야 할 값이 다르므로, 그 댐의 설계조건에 따라 외력을 선택할 필요가 있다.

다) 중력식댐의 안정은 일반댐과 같이 전도, 활동 및 지반의 지지력에 대하여 검토하며, 안정조건을 만족시켜야 한다. 아치(arch)댐의 하도시공 단면은 수직의 U자형이 좋고 시공장소는 양안 및 하상 모두 양질의 견고한 암반이어야 한다. 특히, 댐 상부의 암반 상황은 경시되기 쉬우므로 충분한 조사가 필요하다.

라) 필댐의 안정은 일반 필댐의 안정검토 방법에 따라 검토한다.

나. 호안

1) 위치

호안 위치는 사방시설이 설치될 하도에서 수류 또는 유로의 만곡에 의해 수충부 또는 오목부(요부, 凹部) 하안 산중턱의 붕괴 증대 또는 붕괴의 위험이 있는 경우에 호안을 계획한다.

2) 종류 선택

호안 종류는 돌쌓기 호안, 콘크리트 호안, 또는 콘크리트블록 호안을 계획하되 유실에 안전한 호안을 채택한다.

3) 호안머리 높이

호안머리 높이는 계획홍수위에 여유고를 더한 높이로 하는데, 특히 급경사 계류의 경우는 충분한 여유고를 둔다.

4) 하상 및 마루경사

가) 하상경사는 호안의 둑마루, 기초의 종단경사 및 기초 깊이를 결정하는 중대한 요소이므로 본 기준‘제2편 치수시설 제4장 하상유지시설’의 하상경사에 준한다. 마루경사는 하상경사, 지형, 지질, 그리고 대상 유량을 고려하여 설정한다.

나) 호안 법선은 하상경사, 흐름 방향, 홍수기 흐름 양상을 고려하여 정한다.

다) 호안의 상하류단은 원칙적으로 견고한 지반에 설치한다.

라) 호안의 기초 깊이(근입 깊이)는 홍수시 일어날 것으로 판단되는 하상 세굴, 기존 세굴 양상을 고려하여 정한다.

다. 하상유지시설

1) 일반사항

가) 사방시설에서 하상유지시설의 계획에 관한 일반사항은‘제2편 치수시설 제4장 하상유지시설’에 준한다.

나) 하상유지시설(또는 바닥보호공)은 종단침식 방지를 통한 하상 안정, 하상퇴적물 유출 방지, 산기슭 고정, 그리고 호안 등의 공작물 기초 보호가 가능하도록 설계하고, 또한 안전성 및 장래의 유지관리 등을 고려한다.

2) 위 치

하상유지시설의 위치는 하상 저하의 위험, 합류점, 공작물 하류, 하안 붕괴 등을 고려하여 설정한다.

3) 방향

하상유지시설의 방향은 하류부의 흐름에 최대한 직각에 가깝게 설치한다.

4) 높이

낙차공의 높이는 5m 미만으로 하고 물받이 및 수직벽을 설치하는 경우도 총 낙차를 3.5~4.5m까지 한도로 한다. 대공은 단독 낙차공의 상류 및 계단식 낙차공의 간격이 크고 동시에 종방향침식이 일어나거나, 그와 같은 위험성이 있을 경우에 계획한다.

5) 하상경사

하도의 하상경사는 유량, 유속, 수심과 하상의 저항력 등을 고려하여 결정한다.

라. 유로공(계류보전공)

1) 계획조건

가) 하상유지시설과 호안을 동시에 설치하며, 유로공 계획구역의 상류에는 사방댐 또는 하상유지시설을 설치한다.

나) 유로공 계획에 고려하는 유량은 토사함유율이 감소된 홍수류를 대상으로 한다.

다) 횡단구조물은 적게 설정하며, 구조물의 바닥높이는 계획홍수위에 대한 여유고에 0.5m를 더한 높이로 한다.

라) 경사변화가 있는 경우는 그 절점(折點)에 하상보호공을 계획하고 띠공(帶工)에 의해서 경사 변화가 없도록 한다.

2) 설계 순서

가) 유로공 설계시 하도 상류부의 황폐상황(침식, 산사태, 토석류 등의 발생 여부)을 검토하여야 한다.

나) 상류부가 황폐되어 있는 경우에는 아래와 같이 실시한다.

(1) 사방공사 미시공 : 유로공의 착수에는 시기가 빠르다.

(2) 사방공사 시공중 : 상류의 사방시설에서 계획토사유출에 대해서 50% 이상 저감(토사생산억제, 토사유출억제, 조절량 포함)이 완료된 후에 유로공을 실시한다.

(3) 사방공사 완료 : 유로공의 시행이 가능한 단계이다.

다) 상류부 황폐가 비교적 적은 경우: 하류부의 굴곡 및 난류가 심하고 침식이 현저한 경우는 유로공의 계획을 필요로 하는 경우가 많으나, 이 경우에는 앞으로의 황폐에 대비하기 위하여 상류의 사방공사가 계획토사유출량에 대하여 50% 이상 저감이 완료된 후에 유로공을 계획한다.

3) 법선

가) 유로공의 법선은 가능한 한 매끄럽게 설계하도록 하며 심한 만곡(灣曲)을피한다.

나) 토지이용상 곡선부를 설치하는 경우에는 곡선반경과 계획하폭의 비를 10~20 이상, 만곡도를 60°이상으로 한다. 어떤 경우에도 곡선반경과 계획하폭의 비를 5 이상으로 한다.

4) 하상경사

가) 유로공에 의하여 하상경사를 변화시키는 경우에는 상류로부터 하류부로 향하여 점차 완경사로 계획한다.

나) 경사 변화 지점에서는 해당 지점 상․하류의 소류력이 50% 이상 변화하지 않도록 경사를 결정한다.

5) 구조

구조는 곡류부, 댐과의 접속, 이행부, 굴착방식, 중복 높이 등을 고려하여야 한다.

6) 유로공의 종단형

종단형은 하상경사, 종단경사, 계획 하상고, 그리고 지류 종단경사를 검토하여 설정한다.

7) 유로공의 계획단면

계획단면은 복단면으로 하나, 유지가 어려우면 단단면으로 한다.

8) 유로공의 호안

호안은 기본적으로‘제2편 하천치수시설 제2장 하천호안’에 준하여 설계한다.

9) 유로공의 바닥보호공

가) 유로공의 바닥보호공은‘제2편 하천치수시설 제4장 하천하상유지시설’에 준해서 설계한다.

나) 안정된 계획하상을 유지하기 위해 유로공의 계획단면, 종단형을 검토하여 바닥보호공의 위치를 선정한다.

다) 유로공의 계획하상고와 유로공 상․하류단에서 하상고를 안정화하기 위해 낙차공으로 바닥보호공을 설치한다.

마. 침사지

1) 설계일반

가) 침사지는 토석류 발생을 방지할 수 있는 사방공사 등을 시행한 후 침사지를 계획한다.

나) 침사지의 계획퇴사량은 필요에 따라 제거 또는 준설하여 퇴사 기능을 유지할 수 있도록 한다.

다) 침사지는 그 기능에 따라 간이침사지, 임시침사지, 영구침사지 등으로 구분할 수 있다. 간이침사지는 현장에서 임시로 축조한 침사지로서, 둑 높이 1.5m 이하의 소규모로 하루 이내의 침사 목적으로 사용한다. 임시침사지는 공사 전 기간 동안 사용할 목적으로 만든 것으로, 일반적으로 개발계획 단계에서 명시하며 간이침사지 보다 높은 설계기준을 요한다. 영구침사지는 공사 기간 중에는 침사지 역할을, 공사 후에는 경관, 위락, 저류, 지하수 함양 등의 기능을 한다.

라) 침사지의 위치는 개발 지역의 직하류에 위치, 공사용 장비 이동에 장애가 없는 위치, 준설 활동이 용이한 위치 등을 고려하여 계획한다.

마) 침사지는 완전 저류와 흐름 저류 등 두 가지 개념으로 구분할 수 있으며, 완전저류는 소규모 배수 구역에 적합하고, 흐름저류는 큰 재현기간 호우를 대상으로 하며 비교적 큰 배수 구역에 적합하다.

2) 설계순서

가) 침사지의 설계 순서는 필요성, 설계 개념, 위치와 형태, 배수구역 특성, 둑 높이, 기타 부속시설을 고려하여 결정한다.

나) 침사지의 설계 순서는 다음과 같다.

(1) 필요성 확인

(2) 설계개념 선정

(3) 침사지 형태 선정

(4) 침사지 위치 선정

(5) 배수구역의 특성 파악

(6) 퇴적유사량(부피) 결정

(7) 침사지 둑의 높이 결정

(8) 주여수로 크기 결정

(9) 비상여수로 폭의 결정

(10) 둑과 여수로의 보호 장치 결정

3) 침사지 설계

가) 개요

침사지는 산지 혹은 개발지역에서 침식되어 유송되는 토사를 자연 또는 강제로 침전·퇴적시킬 목적으로 만든 저류시설물이다. 강우에 의한 토사 유출로 하천의 토사퇴적이 발생하므로 이에 따른 일시적 주변하천 수질 및 수중생태계에 경미한 영향을 미칠 우려가 있는 지역에 대해서 침사지 설치가 필요하다. 즉, 개발중 홍수 및 토사 유출량이 크게 증가하는 지역에는 침사지겸 저류지를 설치함으로써 증가되는 홍수 및 토사유출량을 저감할 수 있도록 계획을 수립한다.

 

나) 침사지 겸 저류지의 구성 요소

수많은 형상의 침사지 겸 저류지가 가능하지만 대부분의 침사지 겸 저류지는 유입조절부, 침전부, 퇴사저류부, 유출조절부의 기본적인 4가지로 구성되며, 모식도는 다음 (그림 10.1-7)과 같다.

(1) 유입조절부(Inlet control zone)

유입조절부의 목적은 유입되는 흐름을 가로막거나 차집하여 침사지 겸 저류지내의 측방향으로 분포시키는 것으로, 단기순환(short circuiting)을 최소화하여 침전부를 충분히 활용하는데 그 목적이 있다. 수중소단 또는 웨어, 배플, 또는 실트휀스 등의 특수한 시설물에 의해서 측방흐름 분포가 가능하게 된다.

(2) 침전부

침사지 요소중에서 수심이 낮고 상대적으로 흐름특성이 상류(常流)영역에 해당하는 침전부에서 입자의 침전이 이루어지며, 침전효율을 높이기 위해 일반적으로 침전부는 좁고 긴 수로의 형태를 유지하면서, 좁은 양단의 입․출구를 가지도록 한다. 이때, 침전부의 계획면적은 설계유량, 퇴적대상 토사 입경과 함께 침사지 설계시 포착효율을 결정짓는 인자가 된다.

(3) 퇴사저류부(Sediment storage zone)

퇴사저류부는 침전부의 아래에 위치하며 침전된 토사들을 저장하고 있는 기능을 한다. 저류부의 크기는 유입토사량과 침사지의 포착효율, 준설주기 등에 따라 결정된다.

(4) 유출조절부(Outlet control zone)

침사지 수위 및 유출량을 조절하는 역할을 한다. 여기에는 관수로, 위어, 침투조 등 각종 유출시설물이 위치한다. 이러한 시설물 등은 침사지 내 유속을 조절하여 침전된 유사가 재 부유되지 않도록 한다. 또한 여기에는 비상여수로가 설치되어 이상 호우시 안전하게 홍수량을 배제할 수 있도록 한다.

 

 

(그림 10.1-7) < 침사지 예시도 >

다) 침사지 겸 저류지의 규모결정

침사지 겸 저류지의 적정규모는 저류지 홍수추적을 통해 목표 홍수저감량을 저감 가능한가를 검토하여 결정한다. 저류지 홍수추적은 기지의 수문곡선으로부터 저류지의 저류량에 의하여 임의의 시간을 통과하는 동안에 하류지점의 유출수문곡선을 결정하는 과정이다.

저류지의 홍수추적시 고려해야할 제한 조건은 다음과 같다.

- 방류시 목표 홍수저감량을 저감할 수 있는 규모로 결정 할 것

- 침사지와 겸용이 되도록 상류의 토사유입량을 고려할 것

임시저류지의 방류형태는 지형적인 여건 및 시설물의 유지관리, 구조적인 안정성 등을 감안하여 단면 결정해야 하며, 설계수문곡선을 사용하며, Puls방법과 수정 Puls방법에 의한 저류지 홍수추적, 웨어공식, 오리피스 공식과 관수로 공식에 의하여 수위별 방류량을 결정하여야 한다.

침사지 겸 저류지의 규모와 방류시설의 규모는 반비례 관계를 가지며, 홍수조절겸용인 침사지 겸 저류지의 용량 결정시에는 침사지 겸 저류지의 용량이 최대가 되는 강우지속기간인 임계지속기간(critical duration)을 적용하여야 하므로 시행착오법으로 최적 조합을 채택하여야 한다.

라) 홍수조절부 용량 결정 방법

홍수조절부의 용량은 토사조절부의 수면적을 가정하고 이에 따른 토사조절부의 높이를 결정한 다음, 침사지의 나머지 공간을 활용한 저수지추적을 통하여 결정하게 된다.

이와 같은 저수지 추적은 저수지로 들어오는 유입수문곡선을 저수지에서 나가는 유출수문곡선으로 전환하는 절차이며, 구체적인 추적방법은 연속방정식에 변형한 다음과 같은 방정식을 이용하는 수정 Puls 방법을 이용하여 수행하게 된다.

여기서 : 시간 △t의 시점에 있어서 유입량(㎥/sec)

: 시간 △t의 종점에 있어서 유입량(㎥/sec)

: 시간 △t의 시점에 있어서 방류량(㎥/sec)

: 시간 △t의 종점에 있어서 방류량(㎥/sec)

: 시간 △t의 시점에 있어서 저류량(㎥/sec)

: 시간 △t의 종점에 있어서 저류량(㎥/sec)

△t : 홍수추적시간

저수지 추적에는 수위-면적-저류량 관계곡선 및 수위-방류량 관계곡선 등의 자료가 필요하며, 실제 저수지추적에서는 저류량-방류량 관계곡선 형태로 사용된다.

수위-면적-저류량 관계곡선은 가정한 토사조절부의 소요수면적(폭 및 길이 결정 포함)과 사면경사를 적용하고 평균단면적법으로 작성한다. 수위-방류량 관계곡선은 연직관, 오리피스 등과 같은 설치하는 방류시설의 종류에 따라 작성하는 방법이 달라진다.

방류시설로 많이 사용되는 연직관의 경우 상단을 가정한 토사조절부 상단에 위치시키게 되며, 연직관의 에너지 손실을 나타내면 다음 (그림 10.1-8)과 같다.

 

 

(그림 10.1-8) < 연직관 에너지 손실 >

 

또한 연직관의 흐름조건은 (그림 10.1-9)과 같이 웨어흐름, 오리피스 흐름, 관수로흐름(자유낙하), 관수로흐름(하류통제) 등으로 구분된다.

 

 

(그림 10.1-9) < 연직관의 흐름조건 분류 >

따라서 연직관의 수위-방류량 관계곡선은 다음과 같은 웨어공식, 오리피스공식, 관수로공식 등을 이용하여 다음과 같이 작성한 후 결정하게 된다.

: 웨어 공식 (6.4)

: 오리피스 공식 (6.5)

 : 관수로 공식 (6.6)

여기서, : 방류량( )

: 웨어 유량계수(1.7)

: 웨어길이로 연직관로의 윤변(m)

: 저수지수위에서 연직관 상단까지 깊이로 웨어 또는 오리피스 흐름의 수두(m)

: 오리피스 유량계수(0.6)

: 오리피스 단면적으로 연직관로의 단면적(㎡)

: 중력가속도(9.8 )

: 저수지수위에서 수평관로의 유출부 중심선(0.6D)까지의 수두(m) 하류통제의 경우 하류부 수위까지의 수두(m)

: 관수로 단면적으로 수평관로의 단면적(㎡)을 적용

: 입구부 손실계수(0.5)

: 만곡부 손실계수(콘크리트관 0.15, 주름관 0.5)

: 마찰 손실계수(원형관의 경우 , 사각형관의 경우 로 산정 )

n은 Manning 조도계수, D는 수평관로의 직경(m)

L은 수평관로의 길이(m), R은 경심(m)

: 출구부 손실계수(1.0)

 

침사지 규모와 방류시설 규모는 반비례 관계를 가지며, 홍수조절 겸용 침사지의 용량 결정시에는 침사지의 용량이 최대가 되는 강우지속기간인 임계지속기간을 적용하여야 하므로 시행착오법으로 최적 조합을 채택하게 된다.

추가적으로 방류구로부터 방류되는 부분에는 세굴의 발생이 예상되므로 감세공 또는 세굴방지공을 설치하여 세굴을 방지하도록 하여야 한다. 또한, 침사지에 퇴적된 토사의 용이한 제거를 위해서는 저류된 물이 없도록 침사지를 관리하는 것이 필요하며 따라서 방류시설의 턱 높이 이하에 저류된 물은 침사지 바닥에 배수관 등을 설치하여 배수시켜야 한다.

 

 

(그림 10.1-10) < 연직관의 수위-방류량 관계곡선 >

4) 퇴적유사량 산정

퇴적(침전) 유사량은 유역의 토양손실량, 유사전달률, 침사지 포착률 및 침사지 내 퇴적토 단위중량을 감안하여 결정한다.

5) 침사지 둑과 여수로

가) 침사지의 둑 높이는 침사지 및 여수로 형태에 따라 결정한다.

나) 주여수로는 침사지의 저류공간에 저류된 홍수량을 천천히 배수시켜 홍수조절 및 침전효과를 도모할 수 있어야 한다. 비상여수로는 설계강우 이상의 호우에 대비한 것으로 보통 침사지의 양옆에 설치한다.

10.2 수량 산출 요령

10.2.1 수량 산출 내역

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.	하천사방시설
1.1	토공사
1.1.1	표토제거	답구간(t=0.2m)	㎡
		답외구간(t=0.2m)	㎡
1.1.2	벌 목	흉고직경(10㎝~50㎝)	본
1.1.3	벌개제근		㎡
1.1.4	작업도개설		식
1.1.5	터 파 기
1)	터파기(육상 0~2m)	(인력)	㎥
2)	터파기(육상 0~2m)	(인력10%+기계90%)	㎥
1.1.6	되메우기
1)	되메우기	(인력)	㎥
2)	되메우기	(인력10%+기계90%)	㎥
1.1.7	면고르기
1)	성토면고르기	인력	㎡
2)	절토면고르기	토사	㎡
		리핑암	㎡
		발파암	㎡
1.1.8	비탈면보호공
1)	줄 떼		㎡
2)	평 떼		㎡
1.1.9	씨앗뿜어뿌리기 (Seed Spray)	성토면	㎡
1.1.10	거적덮기		㎡
1.1.11	식생매트		㎡
1.1.12	흙 운 반		㎥
1)	불도저운반		㎥
2)	덤프운반		㎥

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.1.13	순성토		㎥
1.1.14	흙쌓기	다짐도 90%	㎥
		다짐도 95%	㎥
		비다짐	㎥
1.1.15	사 토		㎥
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,2회)	0∼7m	㎡
⑦	합판거푸집(폼타이,3회)	0∼7m	㎡
⑧	합판거푸집(폼타이,4회)	0∼7m	㎡
⑨	합판거푸집(폼타이,6회)	0∼7m	㎡
2)	무늬거푸집	0∼7m	㎡
3)	유로폼	0∼7m	㎡
1.2.4	강관비계(3개월)		㎡
1.2.5	강관동바리(3개월)		공/㎥

 

 

번 호	공 종	규 격	단 위	수 량	비 고
1.2.6	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
1.2.7	잡철물제작설치	(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		㎥
1.2.12	시공이음		m
1.2.13	시공이음면 정리	콘크리트 치핑, 인력	㎡
1.2.14	수팽창지수재 설치		m
1.2.15	신축이음		m
1.2.16	다웰바	D25	개
1.2.17	스티로폼	T = 20mm	㎡
1.2.18	충진제	씰링(20mm x 25mm)	m
1.2.19	배수밸브설치		개
1.2.20	생태통로	파형강관	m
1.2.21	P.V.C PIPE		m
1.2.22	휀스설치	H = 1.2m	m
1.2.23	사방댐 자재
1)	콘크리트		㎥
2)	전석(돌)		㎥
3)	강재틀(철망재)		ton, ea
4)	스크린(버트레스/슬릿댐)		ton, ea
5)	블 럭		㎡
6)	링네트		㎡, ea

 

 

번 호	공 종	규 격	단 위	수 량	비 고
1.3	호안공사
1.3.1	돌망태
1)	이불형 돌망태설치	H=40㎝	㎡
2)	타원형 돌망태설치	H=45㎝	㎡
3)	매트리스형 돌망태설치	H=30㎝	㎡
4)	매트리스형 돌망태설치	H=50㎝	㎡
5)	옹벽형 돌망태설치	H=5m 이하	㎥
6)	주머니형 돌망태설치	2ton	㎥
1.3.2	돌붙임
1)	돌붙임	찰붙임(깬돌 뒷길이 25~45㎝)	㎡
2)	돌붙임	메붙임(깬돌 뒷길이 25~45㎝)	㎡
1.3.3	돌쌓기
1)	돌쌓기(석축)	찰쌓기	㎡
2)	돌쌓기(석축)	메쌓기	㎡
3)	밑돌 및 천단 돌쌓기		m
4)	큰돌쌓기	찰쌓기	㎡
5)	큰돌쌓기	메쌓기	㎡
6)	큰돌붙이기	메붙이기	㎡
7)	큰돌붙이기	찰붙이기	㎡
8)	막돌쌓기	막돌	㎡
1.3.4	자연석(전석및발파석)쌓기		㎡
1.3.5	식생토낭		㎡
1.3.6	사석부설	30㎏ 이상	㎥
1.3.7	사석고르기		㎡
1.3.8	호안블록
1)	장방형블록 설치	400×250×120㎜	㎡
2)	조립형환경블록설치	소형(400×400×100~250)	㎡
3)	조립형환경블록설치	대형(100×100×100~300)	㎡
4)	결속형환경블록설치	대형(100×100×100~300)	㎡

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.3.9	토목섬유
1)	필터매트 부설	하천호안용 350g/㎡	㎡
2)	필터매트 부설	하천호안용 500g/㎡	㎡
3)	토목용 섬유부설	5~40 ton/m	㎡
1.3.10	천단잡석 부설	인력	㎥
1.3.11	호안천단		m
1.3.12	호안기초		m
1.4	부대공사
1.4.1	가도설치
1)	흙운반 및 다짐		㎥
2)	흙쌓기 및 헐기		㎥
3)	마대쌓기		㎡
1.4.2	가물막이		㎥
1)	흙운반 및 다짐		㎥
2)	흙쌓기 및 헐기		㎥
3)	마대쌓기		㎡
1.4.3	누구막이
1)	돌누구막이		개소
2)	떼누구막이		개소
3)	골막이		개소
1.4.3	산복수로공
1)	돌수로공		m
2)	떼수로공		개소
3)	속도랑공		m
1.4.4	물푸기		h
1.4.5	운반공
1)	인력 운반		㎥
2)	모노레일 운반		개소
3)	덤프트럭 운반		ton
4)	중기 운반		식
5)	철근 운반		ton
6)	시멘트 운반		40kg/대
7)	콘크리트 중량 구조물 운반		ton
8)	골재 운반		㎥
1.4.6	가설사무실 설치		식

 

10.2.2 수량 산출방법

가. 일반사항

1) 제방 계획에 관한 수량 산출 내역은‘제2편 하천치수시설 제1장 하천제방’에 준한다.

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

3) 하상유지시설에 관한 수량 산출 내역은‘제2편 하천치수시설 제4장 하천 하상유지시설’에 준한다.

4) 기타 구조물에 관한 수량 산출 내역은‘제3편 하천이수시설 제1장 하천 보’, 제7편 하천공통설계 제3장 하천구조설계’에 준한다.

나. 토공사

1) 벌목(본)

가) 제거 대상목 흉고 직경을 아래 규격별로 구분하여 산출한다.

10㎝ 이하, 12∼14㎝, 16∼18㎝, 20∼22㎝, 24∼26㎝, 28∼30㎝, 32∼34㎝, 36∼38㎝, 40∼42㎝,

44∼46㎝, 48∼50㎝

나) 벌목지 임내정리는 생산물(㎥)을 아래 물량 단위로 구분하여 산출한다.

10㎥ 미만, 10㎥ 이상, 15㎥ 이상, 20㎥ 이상, 25㎥ 이상, 30㎥ 이상, 35㎥ 이상, 40㎥ 이상, 45㎥ 이상, 50㎥ 이상

2) 작업도개설(식)

사방사업에서 작업도는 중기, 자재, 인부 등을 임도 또는 기간도로에서 작업지까지 끌어오는 길로서, 사방사업의 저비용 고효율의 목적으로 산지에 개설하는 도로이다. 우리나라 산지 특성상 70% 이상 경사지에서는 설치가 불가능하여 가선이나 모노레일, 헬기 등으로 검토해야하며 작업도의 절토 기울기 1 : 0.3으로 토사, 암을 구분할 필요가 없다. 성토면은 1 : 1.2 이하로 계획하며, 성토는 무대처리하고 운반성토는 특별한 경우를 제외하고는 처리하지 않으며, 계곡부 통과시 임시 배수관은 반영할 수 있다.

다. 구조물공사

1) 배수밸브 설치(개소)

가) 사방댐 관리을 위하여 댐몸체를 관통하는 배수암거(물빼기구멍)와 물을 제어하는 밸브를 설치할 수 있다.

나) 저수기능이 필요한 사방댐에는 배수암거(물빼기구멍)를 설치하지 아니한다.

2) 사방댐 자재(식)

가) 사방댐의 자재는 사방댐의 사용목적, 지형, 지질, 재료구득, 운반, 시공성, 경제성등을 종합 고려하여 결정한다.

나) 자재의 종류는 콘크리트, 전석(돌), 강재틀(철망재), 스크린(버트레스, 슬릿댐), 블록, 링네트 등이 있다.

(1) 콘크리트(㎥)

(2) 전석(돌)(㎥)

(3) 강재틀(철망재) (ton, ea)

- 강재틀(철망재) 사방댐은 각형 강관, H형강, L형강 등의 강재를 사용하여 형성된 틀 구조에 스크린을 설치하고 내부를 호박돌과 같은 내부채움재로 채우는 형태

(4) 스크린(버트레스, 슬릿댐) (ton, ea)

- 버트레스댐은 기초 및 양안 마루부는 콘크리트구조를 이루고, 본체 및 방수로 하단부는 H-Beam과 각형강관을 제작하고, 규격화된 형태의 철강구조를 현장조립

- 슬릿댐은 철근콘크리트 또는 원통형철강재 기둥을 빗살모양으로 세워 홍수시 급격한 유목 및 토사의 유출을 방지하고 평상시에는 퇴적된 토사를 서서히 유하시키는 기능을 가짐

(5) 블록(㎡, ea)

(6) 링네트(㎡, ea)

- 계곡부에 링네트, 로프 앵커류, 브레이크링, 콘크리트 지지구조물 등으로 구성하여 토석·유목의 동시 차단을 주목적으로 설치

라. 호안공사

1) 밑돌 및 천단 돌쌓기(m)

가) 돌쌓기 시 밑돌과 천단돌을 오각으로 면을 쌓을때 돌쌓기 기초, 천단돌쌓기 작업에서 석공이 돌을 다듬어 면을 맞추어 쌓는 경우에 적용하며 연장(m)으로 산출한다.

나) 돌쌓기의 높이는 3m 이하에 적용한다.

2) 큰돌쌓기, 큰돌붙이기, 막돌쌓기(㎡)

큰돌쌓기, 큰돌붙이기, 막돌쌓기 수량은 전개도 수량에 의하고, 곡선부 보정이 고려되어야 하며 비탈길이의 면적(㎡)으로 산출한다.

3) 식생토낭(㎡)

식생토낭 규격은 50㎝ x 100㎝(속채움규격 80㎝×40㎝×20㎝) 1㎡당 6.25ea와 42㎝ x 82㎝(속채움규격 67㎝×36㎝×15㎝) 1㎡당 10ea를 기준으로 산출한다.

마. 부대공사

1) 누구막이

가) 돌누구막이(개소)

(1) 돌을 재료로 할 때 최대 사면적 3㎡ 내외로 상류에 직각으로 축설하고 돌쌓기 비탈은 1:0.3 기준으로 산출한다.

(2) 비탈면적은 (상장+하장)/2 × 비탈구배로 계산한다.

(3) 총체적의 계산은 비탈면적 × 뒤메움자갈 평균 두께(천단에서 높이의 1/2 + 축석길이)로 계산한다.

(4) 평균두께 계산은 총체적 ÷ 비탈면적 = m로 계산한다.

(5) 뒤메움자갈의 체적(㎥)은 비탈면적 × (뒤메움자갈 평균 두께 + 돌체적 평균길이)로 계산한다.

나) 떼누구막이(개소)

(1) 떼를 재료로 할 때 최대 사면적 2㎡ 내외로 상류에 직각으로 축설하고 비탈은 1:0.3 기준으로 산출한다.

(2) 머리떼는 상장의 길이에 0.2~0.4를 곱하여 산출한다.

(3) 바닥떼는 하장의 길이에 0.2~0.4를 곱하여 산출한다.

(4) 정면떼는 (상장+하장)/2 × 높이로 산출한다.

(5) 양기슭바닥떼는 누구막이 측면의 길이에 0.2를 곱하고 2개소를 곱하여 산출한다.

다) 골막이(개소)

(1) 상류,하류에 직각으로 축설하고 돌쌓기 비탈은 1:0.3 기준으로 산출한다.

(2) 물받침이 필요한 지역은 별도 계상한다.

2) 산복수로공

가) 돌수로공, 떼수로공(m, 개소당)

(1) 돌쌓기면적(윤주)의 계산은 현지지형을 정밀 조사하여 결정하고,

호형횡단면윤주(P)=상폭(S)+8H(높이)²/3S 공식에 의한다.

(2) 바닥파기는 호형횡단면적 2H(높이)³/3S(상폭)+2H(높이)․S(상폭)/3 공식에 의거 산출한다.

나) 속도랑공(m)

(1) 바닥파기의 깊이는 2m 이내로 산출한다.

3) 운반공

가) 인력 운반(㎥)

(1) 토사 운반(㎥)

100m 이내에 적용하며 1회 운반량은 보통 토사 25kg 기준으로 산출한다.

(2) 돌 지게 운반(㎥)

인력 돌쌓기 1,000m 이내 거리의 돌은 깬돌 25kg 기준으로 하며, 응용하여 적용할 수 있다. (단, 75kg 정도는 품의 50% 할증 가능하나 100kg 이상은 적용 불가)

(3) 기타 임업자재 운반(㎥)

200m 이내의 운반에 적용하여 산출한다.

나) 모노레일 운반(개소)

블록 및 제 자재는 운반차량의 적하단위, 재적중량 및 운반자재의 형태 치수를 고려하여 재적량을 검토하여 산출한다.

다) 덤프트럭 운반(ton)

산악지형 등 작업환경이 어려운 곳의 현지 여건을 감안하여 작업효율성을 높이기 위한 방안으로 4륜 1톤 덤프트럭을 적용하여 산출한다.

  

 

제11장 하천하구시설

11.1 설계 요령

11.1.1 일반사항

가. 정의

하구시설은 하천과 바다와의 경계지역에서 두 영역의 영향으로 발생하는 자연재해 방지 및 효율적인 수자원 이용을 위해 설치하는 시설을 총칭한다.

나. 적용범위

하구시설은 하굿둑, 배수문, 갑문(통선문), 하구제방, 하구호안, 하구도류제 등의 설치계획에 대하여 적용한다.

다. 적용기준

1) 하천설계기준(KDS 51 00 00)(2018, 국토교통부)

2) 하천공사표준시방서(KCS 51 00 00)(2023, 환경부)

3) 항만 및 어항 설계기준(KDS 64 00 00)(2020, 해양수산부)

4) 해면간척 방조제 설계(KDS 67 65 20, 농림축산식품부)

5) 해면간척 용배수 설계(KDS 67 65 30, 농림축산식품부)

라. 참고문헌

1) 하천설계기준해설(2019, 한국수자원학회, 한국하천협회)

2) 농업생산기반정비사업 조사설계 실무요령(제4편 간척)(2011, 한국농어촌공사)

마. 설계일반사항

하구시설 계획은 하천과 바다, 양쪽의 조건을 고려하여 시설의 안정성과 기능성을 평가하고 태풍, 해일, 풍랑 등으로 인한 자연재해와 부근의 수역, 시설, 지형, 해수유동, 침수 및 배수, 기타 환경에 미치는 영향을 충분히 감안한다.

하구수역은 하천의 담수와 해수가 혼합⋅희석되고, 조석의 영향을 받는 지역으로서 하구수역의 상류경계는 주로 조석이 영향을 미치는 경계(감조역) 또는 염분의 희석이 감지되는 경계(기수역)에 따라 결정되는 것이 일반적이다.

1) 하굿둑

가) 하구역에서 홍수범람의 피해를 줄이고 필요한 양질의 수자원을 확보하며 하구에 발달한 간석지를 개발하기 위하여 설치한다.

나) 하굿둑의 구조 및 규모 결정은‘해면간척 방조제 설계(KDS 67 65 20, 농림축산식품부)’, ‘해면간척 용배수 설계(KDS 67 65 30, 농림축산식품부)’을 참조한다.

2) 배수문

배수문은 하굿둑 축조 후 유역으로부터 유출되는 물의 배제와 최종 체결기간 중 발생하는 내·외수위차와 최대유속을 저하시키기 위하여 설치한다.

3) 갑문(통선문)

갑문은 수위가 서로 다른 두 수면 사이를 선박이 안전하게 통행하기 위하여 설치한다.

4) 하구제방 및 호안

가) 하구제방과 호안은 배후의 토사가 홍수류, 바람, 조위, 파랑, 표사 등에 의한 파괴 또는 유실을 방지 할 수 있게 유의하여 설계한다.

나) 하구제방과 호안에 대한 일반적인 설계규정은‘제2편 하천치수시설 제1장 하천제방 및 제2장 하천호안’과‘항만 및 어항 설계기준해설(2020, 해양수산부) 호안’에 따른다.

5) 하구도류제

가) 하구도류제는 파랑, 조석류 등에 의한 하구 내 표사 퇴적을 억제하기 위해서 축조하는 제방이다.

나) 하구도류제에 관한 일반적인 설계규정은‘항만 및 어항 설계기준해설(2020, 해양수산부) 연안보전시설 도류제’에 따른다.

11.1.2 사전조사

하구시설 설치를 위한 사전조사는 하천설계기준(KDS 51 00 00)를 참고하여 실시한다.

11.1.3 하천하구시설 계획 및 설계

가. 하굿둑

바닷물의 침입을 막기 위하여 하구역에 쌓은 둑을 말하며, 하구언(河口堰)이라고도 한다. 썰물 때 물이 빠져나가는 것을 방지하고, 밀물 때 바닷물이 강으로 흘러 들어오는 것을 막아 가뭄이 들면 둑의 문을 닫고 유입 수량이 많아지면 문을 개방하는 식의 수량 조절이 가능하다.

1) 하굿둑 구조

하굿둑 구조는 축조재료 및 물막이구간, 해상조건, 기초지반의 토질, 축조공법에 따라 차이가 있으나, 일반적으로 성토공, 사석공 피복공, 기초공, 필터공, 바닥보호공으로 구분된다.

 

① 지반매트리스 ④ 필터(조약돌) ⑦ 성토공(산토, 해사) ⑩ 안비탈면 피복석 뒷채움 ⑬ 식생공 ② 바닥보호공 ⑤ 필터 매트 ⑧ 바깥비탈면 피복석 ⑪ 도로, 소단 ⑭ 바깥비탈 소단 ③ 1차 사석공 ⑥ 필터(자갈) ⑨ 안비탈면 피복석 ⑫ 둑마루 바깥피복공 ⑮ 둑마루

 

(그림 11.1-1) < 하굿둑 구조 및 명칭 >

가) 피복공이 안전하여도 피복공의 높이가 높고, 파랑의 영향이 심한 곳은 파에 의한 피복석 공극 사이로 작은 입자가 흡출되어 변형을 일으킬 수 있으므로 비탈면 경사를 완만하게 하는 등 이에 대한 고려가 필요하다.

나) 피복공 계획시 침윤선을 검토하여 침윤선이 안 비탈면 피복공 내로 통과하도록 계획하는 것이 파이핑(Piping)에 유리하다.

다) 하굿둑 형식은 구조, 축조재료 등에 따라 분류하거나 바깥쪽 비탈경사에 따라 경사형과 직립형으로 분류하며, 장소와 목적에 따라서 두형식의 장·단점을 절충한 혼성형이 있다.

라) 형식 결정 시 경제성 측면은 약간 불리하더라도 주행 시 경관 확보 등을 우선하여 도로를 둑마루에 계획하는 경우도 있다.

2) 둑마루 표고 결정

가) 하굿둑의 둑마루 표고는 파랑의 영향으로부터 시설물을 안전하게 보호할 수 있도록 충분한 높이로 설치하여 내부에 피해가 발생되지 않도록 한다.

나) 하굿둑의 둑마루 표고는 설계조위에 파랑의 처오름 높이(Run up)와 여유높이(1.0m 전후)를 더한 값으로 하고, 기초지반 또는 제체의 침하가 장기간 계속되는 곳에서는 공사완료 후 3년간의 침하량을 가산한다.

※ 둑마루 표고=설계조위+파고(또는 처오름 높이 중 큰값)+여유고

다) 파랑, 파력, 조석의 결정은‘항만 및 어항설계기준(2014, 해양수산부)’에 따른다.

 

○토지이용계획                     ○축조재료 검토 및 시공여건 하굿둑 노선 결정             ○개발면적 및 개발효과                               ○지형 및 기초지반                                                         ○축조재료 구독여부             하굿둑 구조·형식 결정         ○자연환경                   ○기초지반 토질상태                                                       ○설계 고조위 계산                               하굿둑 둑마루 표고         ○풍향 및 풍속, 파고, 도파고 계산                                       ○여유고 계산                                                                   ○물막이 단계별 제원 결정                                 개략 단면도 작성         ―소단 폭 및 위치, 둑마루 폭, 비탈경사, 도로                                                                             ○비탈면 보호공의 종류                                                                     ○토질 및 지질자료 분석           기초자료 분석                           ○재하하중 분석                                                       NO                 ○침윤선, 파이핑, 침투유량 검토     침투수 해석                             ○침투로장 검토                           YES                   NO                 ○제체의 안전     안 정 해 석                             ○기초지반의 안전                         YES                   NO                 ○즉시침하     침하에 대한 안전                 ○압밀침하                                     YES                                 ○기초지반매트 및 필터매트 계산                                 공종별 세부설계         ○피복석 중량 및 직경 계산                                         ○필터재 입도 계산                                                                     ○끝막이 구간 및 시기                                             ○끝막이 단면 및 바닥보호공                                 끝막이 계획         ○안전도 검토                                         ○유속 및 사석 중량, 입도                                             ○끝막이 공법, 축조재료, 축조장비                                                                     ○종·횡단면도, 표준단면도                                 도 면 작 성         ○시·종점 평면도                                         ○공종별 상세도면                                 물 량 산 출

 

(그림 11.1-2) < 하굿둑 설계 흐름도 >

3) 둑마루 폭

가) 둑마루 폭 결정은 하굿둑의 설치목적과 규모, 둑마루의 시공재료, 하굿둑의 형식 등에 따라 다음과 같이 정하고 있다.

(1) 경사형이고 파라펫(Parapet)이 있을 경우 파라펫을 제외한 둑마루 넓이는 3m 이상으로 한다.

(2) 경사형이고 파라펫이 없는 경우 월파가 허용되는 경우 4m 이상으로 한다.

나) 완경사형인 일반적인 하굿둑에 대한 둑마루 폭은 규정되어 있지 않아, 설계시 설계사례 및 미개척국식를 참고하여 하굿둑 둑마루 폭을 약 4m로 적용하고 있다. 미개척국(USBR)의 둑마루 폭 계산식은 다음과 같다.

 

여기서,

 

4) 비탈 기울기

가) 바깥비탈 기울기

(1) 바깥쪽 비탈 기울기는 제체의 안정, 기초지반의 토질, 피복공의 재료와 구조, 하굿둑 단면에서의 수심과 파고, 시공성 등을 고려하여 결정한다.

(2) <표 11.1-1>의 기울기 기준이 절대적인 값은 아니며, 침투수 및 안전도 검토 시 변경될 수 있으며, 단면 가정 시 이용한다.

(3) 바깥비탈 기울기가 1:1.5 ~ 1:2.0 정도인 것은 파랑의 처오름(도파고 : Run up) 높이가 크므로 주의해야 하며, 풍파가 큰 해안에서는 바깥비탈에 넓은 소단을 설치하거나 기울기를 완만하게 하는 것이 좋다.

< 바깥비탈 기울기 >

(표 11.1-1)

 

형 식	비탈기울기
점토 피복식	1 : 3.0 이상
아스팔트 피복식	1 : 3.0 이상
사석식	1 : 2.0 이상
돌붙임식	1 : 1.0 이상
콘크리트 블록 붙임식	1 : 1.0 이상
콘크리트 피복식	1 : 1.0 이상
돌쌓기식	0.3 ~ 1.0
반중력식	0.5 정도
부벽식	0.5 정도
이형블록식	1 : 1.5 이상

 

주) 자료출처 : 농업생산기반정비사업 계획설계기준(해면간척편)(1991, 농림수산부)

나) 안비탈 기울기

(1) 안비탈 기울기는 제체 토질, 기초지반, 피복공의 종류 등을 고려하여 결정해야 하나 일반적으로 재료별 비탈기울기는 아래와 같다.

(2) 안비탈 기울기는 재료별 최소치를 규정한 것으로 제체의 침투수 및 안전을 검토해 보면 규정한 값보다 완만하게 나타날 수 있다.

< 안비탈 기울기 >

(표 11.1-2)

 

형 식	비탈기울기
점토피복식	1 : 2 ~ 1 : 3
아스팔트 피복식	1 : 2 ~ 1 : 3
돌붙임식 (사석식)	1 : 2 ~ 1 : 6
콘크리트블록 붙임식	1 : 1 ~ 1 : 3
콘크리트 피복식	1 : 1 ~ 1 : 3
돌쌓기식	0 : 3 ~ 1 : 0

 

주) 자료출처 : 농업생산기반정비사업 계획설계기준(해면간척편)(1991, 농림수산부)

5) 소 단

소단의 설치 목적은 제체의 안전성 확보 및 제체 하중을 연약지반에 분산시키는 역할, 침투로장의 확대, 파랑의 감쇄를 위하여 설치한다.

가) 바깥소단은 시공 중의 운반로 역할과 단면 완성 후에는 파랑을 효율적으로 감쇄시킬 수 있는 넓이로 한다.

바깥소단의 넓이 = 

여기서, l : 파장(m), H : 파고(m)

나) 제고가 5m 이상인 경우 또는 필요한 경우 5m 이하라도 넓이 1.5m 이상의 소단을 만든다.

다) 내측소단은‘농업생산기반정비사업 계획설계기준(해면간척편)(1991, 농림수산부)’에 구체적인 언급이 없으므로‘농업생산기반정비사업 조사설계 실무요령(2011, 한국농어촌공사)’제7장 내부개답을 참조한다.

6) 1차 사석단면

끝막이 구간 및 수심이 깊어 성토재로 완성단면을 형성할 수 없을 경우에 시공성을 위하여 1차 사석단면을 계획한다.

가) 계획표고

계획표고 = 대조평균만조위 + 여유고(1m 내‧외)

나) 사석단면 폭

사석단면의 폭은 시공장비의 능력 및 장비의 종류에 따라 차이가 있을 수 있으나, 물막이 공사에 맞추어 계획한다. 시공차량의 왕복 교차 및 끝막이시 1대 부리기를 할 경우 7m로 계획하고 있다.

다) 비탈면 경사

바깥 및 안쪽비탈 모두 1:1.0로 계획하면 사면의 안전성 및 시공성에도 큰 문제는 없으나, 안전도는 검토한다.

7) 바닥보호공

가) 바닥보호공은 파력을 감쇄하고 파랑 및 조류에 의한 세굴을 방지하여 피복공과 기초공을 보호한다.

나) 바닥보호공은 바깥비탈 피복공의 비탈 끝 기초공 앞면에 설치하며 단독으로 침하될 수 있도록 피복공이나 기초공과 떼어놓는다.

8) 최종물막이

가) 최종물막이(끝막이)는 하굿둑의 축조에 있어서 수리학적으로 위험요소가 많으므로 최적의 공법을 적용하여 시공토록 한다.

나) 최종물막이(끝막이) 단면

(1) 상고공의 축조표고

상고공 축조표고는 조석, 지반의 조건 등을 고려하여 끝물막이 구간의 유속과 끝막이 시공물량 등 여러가지 인자들이 있어 획일적으로 결정하기는 어려우나 다음 범위 내에서 결정할 수 있다.

(가) 최대유속발생 표고보다 최소 1m 이하(표고별 유속계산)

(나) 대조평균저조위(L.W.O.S.T) 이하

 

 

 

(그림 11.1-3) < 바닥보호공 횡단면 >

(2) 바닥보호공의 폭

바닥보호공 폭 및 세굴 깊이를 결정하는 공식은 Bligh, Spaagaren, Delft공대 실험식 등이 있으나, 각각의 식은 적용범위가 명시되어 있으므로 적용 시 유의해야 한다.

(가) Bligh 공식

하상에 보 설치 시 많이 이용되는 공식으로 상‧하류의 수위차와 기초지반에 따른 토질별 계수 및 제체의 단위폭당 유량에 의하여 폭을 결정한다. (그림 11.1-3 참조)

, ,

 

여기서,	: 바닥보호공의 폭(m)
	C : Bligh 계수
	: 단위 폭당 유량(㎥/s)

 

① 완전 월류시

② 불완전 월류시

(나) Spaagaren 공식

① 적용공식 : ‘간척백서’(한국농어촌공사, 2009) p587 참조

② 적용범위

- 제체 구배가 1:5 이내이며, 바닥보호공의 길이가 일 때

- 바닥보호공의 상태는 거친 상태임

(다) Delft공대 실험식

① 적용공식 : ‘간척백서’(한국농어촌공사, 2009) p589 참조

② 적용범위

- 바닥보호공의 길이가 일 때

다) 최종물막이 구간의 연장 및 유속계산은‘해면간척 방조제 설계(KDS 67 65 20, 농림축산식품부)’의 규정에 준한다.

나. 배수(갑)문

1) 배수문

내·외수위 관계가 자연배수로 충분한 경우에는 배수구만 있으면 충분하나, 외수위가 내수위 보다 일시적으로 또는 항상 높으면 배수문을 설치하여 외수위 역류를 방지할 수 있으며, 수해구역 홍수를 배제하기 위하여 바다로 보내는 최종 배수시설이다.

가) 배수문 위치 결정

(1) 가능한 넓은 지배면적을 갖은 곳 및 배수구역 내 가장 낮은 곳이나 그 부근을 선정한다.

(2) 풍파나 조류 등에 의해 문짝작동 및 파손 우려가 없는 지점을 선정한다.

(3) 유수에 의한 세굴과 토적 또는 하상의 저하 등이 적은 지점을 선정한다.

(4) 연약지반 및 암반의 균열과 절리가 있는 곳은 피하고 하상이 안정된 지점을 선정한다.

(5) 자재반입이 유리하며, 기초 터파기량이 최소인 지점을 선정한다.

(6) 주변 환경에 큰 피해를 주지 않으면서 유지관리가 편리한 지점을 선정한다.

나) 수문의 구조 및 설계는‘제2편 하천치수시설 제6장 하천수문’에 따른다.

2) 갑문(통선문)

갑문은 수위가 서로 다른 두 수면 사이를 선박이 안전하게 통행하기 위해서 설치한다.

가) 갑문의 규모 및 형상

(1) 갑문은 설치위치의 자연 상황, 통항선박의 주요치수 및 척수에 따라서 선박의 출입 시에 안전하고 원활하게 조선할 수 있도록 적절한 형상으로 한다.

(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.

① 유효수심 = 통행선박의 흘수 ＋ 여유수심

② 유효 폭 = 통행선박의 폭 ＋ 여유 폭

③ 유효 장 = 통행선박의 길이 × 1대열(隊列)의 척수 ＋ 여유 장

 

 

(그림 11.1-4) < 갑문의 형상 >

나) 갑문의 높이와 폭 결정

(1) 배수갑문 규모결정을 위하여 유역으로부터 유입되는 홍수량을 계획 설계기준에 맞게 배제하기 위해서는 필요저수량 확보가 가능하고 배수갑문 터파기량, 취부배수로 굴착 등을 검토하여 관리수위와 Sill표고(사수위)를 결정한다.

(2) 준설이나 복토를 실시하여 최저 지반 계획고를 변경하는 비교안을 검토하여 경제적인 단면으로 결정한다.

다) 갑문의 구조 및 설계는‘농업생산기반정비사업 조사설계 실무요령(2011, 한국농어촌공사) 제4편 간척 제5장 배수갑문’에 따른다.

다. 하구제방 및 하구호안

하구제방과 호안은 하구의 육지측의 비탈면을 둘러싸서, 배후의 토사가 파랑이나 흐름에 의해 붕괴되거나 하구의 토사가 침식되는 것을 방지하는 시설이다.

1) 기준선의 결정

파랑이 제방에서 부딪혀서 반사파나 사면을 따라 흐르는 흐름에 의해 제방의 비탈기슭은 한층 더 침식되므로 비탈기슭이 세굴 되는 경우가 많다. 따라서 보통 파랑의 작용이 미치지 않는 해빈(바닷가) 뒤쪽에 기준선을 정하는 것이 좋다.

2) 단면의 결정

가) 비탈면을 계단형 또는 1:3 ~ 1:4의 완경사로 하여 반사파를 줄이는 것이 좋다.

나) 비탈기슭에 내습파고 크기 정도의 세굴이 일어날 수도 있다는 것을 고려하여 기초의 근입깊이를 충분히 한다.

다) 호안은 배후지의 보전이 이루어지도록, 그리고 호안 및 배후의 토지이용에 지장이 없도록 월파량, 고조시의 조위차 등을 감안한 적절한 마루높이를 갖도록 한다.

3) 하구호안의 종류

하구호안에는 중력식 호안, 널말뚝식 호안, 강널말뚝 셀(cell)식 호안, 사석식 호안, 소파블록 피복호안 등이 있으며, 염해에 안전한 공법을 선정한다.

라. 하구도류제

하구도류제는 하구 부분에서 유로가 토사의 퇴적으로 인하여 교란되지 않도록 흐름의 방향을 조정하여 유도하거나 파랑, 조석류 등에 의한 하구 내 표사 퇴적을 억제하기 위해서 축조하는 제방이다.

1) 하구도류제의 주요기능

가) 하구도류제는 연안표사를 저지하는 방사제적 기능

나) 하천류를 유도하여 흐름을 안정시키며 하천류의 소류력을 증가시켜 수심을 유지하는 기능

다) 하천수 유출시의 유량을 지장 없이 방출할 수 있는 기능

2) 하구도류제의 배치

가) 하구도류제는 해당 지역의 연안표사의 특성, 하천의 고수위시 및 저수위시의 소류력 등에 따라서 소요의 기능을 발휘하도록 적절히 배치한다.

나) 하구도류제의 배치형식에는 연안표사의 방향과의 관계에 따라 아래와 같은 종류가 있다.

(1) 하구수심의 유지를 위해서는 1개의 도류제는 효과가 약하고, 2개의 평행한 도류제를 연장하는 것이 가장 바람직하다.

(2) 길이가 다른 2개의 하구도류제를 설치하는 경우 일반적으로 표사의 하류측 도류제를 길게 하는 편이 효과적이다.

(3) 하구도류제의 길이는 표사 이동이 심한 장소를 벗어날 때까지로 하는데, 대체로 정선으로부터 심해파 파장의 1/2 혹은 안정된 파곡(trough) 부근까지로 한다.

(4) 하구도류제의 연장은 돌제에 비하여 일반적으로 길고 파랑의 작용도 크므로 두부나 측면의 세굴에 대한 배려가 필요하다. 또, 도류제의 하천 측면은 하천류의 세굴작용을 받는다는 것을 고려한다.

 

 

(그림 11.1-5) < 하구도류제 배치의 종류 >

 

(5) 표사의 상류측 도류제를 하류측으로 굽히는 것은 도류제 내로 표사가 침입하는 것을 방지하고, 아울러 연안 표사를 원만하게 하류 측으로 통과시키는 의미를 갖는다.

3) 하구도류제의 선단수심

가) 하구도류제 선단수심은 도류제 근방의 항로의 수심보다 더 깊게 한다.

나) 하구도류제 선단부는 파의 쇄파한계 수심보다 더 깊은 곳에 배치한다.

4) 하구도류제의 구조

가) 하구도류제는 불투과 구조로 하고, 도류제에 작용하는 파랑 및 하천의 흐름에 의한 세굴의 영향 등을 적절히 감안하여 구조의 안정을 확보하도록 한다.

나) 하구도류제의 구조로서는 제방형, 방파제형, 내파구조의 하천 수제형 등이 있는데, 파랑, 표사, 하천규모 등의 조건을 고려해서 도류제에 적합한 구조를 채용한다.

다) 하구도류제의 마루높이는 파랑의 처오름 높이를 표준으로 하는데, 처오름 높이의 추산은 파랑해석에 근거를 둔다.

 

(a) 방파제형 도류제	(b) 수제형 도류제

 

(그림 11.1-6) < 하구도류제의 형식 >

11.2 수량 산출 요령

11.2.1 수량 산출 내역

 

 

 

 

번 호	공 종	규 격	단위	수 량	비 고
1.	하구시설
1.1	하굿둑 및 하구제방
1.1.1	연약지반 처리공
1)	과재성토		㎥		하천지반설계참조
2)	과재성토 제거		㎥		〃
3)	치환토		㎥		〃
4)	침하판		ea		〃
5)	침하측정봉 및 보호관		m		〃
6)	경사계 설치		ea		〃
7)	간극수압계 설치		ea		〃
8)	수위측정기 설치		ea		〃
9)	층별 침하계 설치		ea		〃
10)	P.P 매트 부설	(3tonf/m, 5tonf/m)	㎡		〃
11)	P.E.T 매트 부설	(20tonf/m, 30tonf/m)	㎡		〃
12)	샌드매트 부설		㎥		〃
1.1.2	토 공
1)	흙깍기		㎥		제방편 참조
2)	흙쌓기		㎥		〃
3)	터파기		㎥		통문편 참조
4)	터파기		㎥		〃
5)	되메우기		㎥		〃
6)	수평규준틀		ea		제방편 참조
7)	비탈면규준틀		ea		〃
1.1.3	피 복 공
1)	사석 쌓기		㎥
2)	사석 고르기		㎡
3)	피복석 쌓기	0.1~1.0㎥	㎥
4)	피복석 고르기		㎡
5)	필터석(막자갈) 쌓기	Ø100mm아하	㎥
6)	필터석(막자갈) 고르기		㎡
7)	저면필터매트	(10tonf/m, 15tonf/m)	㎡
8)	사면매트	(5tonf/m)	㎡
1.1.4	비탈면 안정공
1)	줄 떼		㎡		제방편 참조
2)	평 떼		㎡		〃
3)	식생매트		㎡		호안편 참조