지배유량

왜 배우는가: 지배유량은 하천 단면의 크기와 모양을 정하는 출발 개념이라 하천계획과 설계에서 계획하폭, 저수로 설계, 자연형 하천 복원의 기준이 된다. 개념이 짧아 정의와 원리를 묻는 문제로 자주 출제된다.

출제 이력: 제122회 1교시 8번, 제119회 2교시 6번, 제108회 3교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

지배유량은 하천의 하도 단면을 장기간 형성·유지하는 하도형성유량으로, 통상 재현기간 1~2년 규모의 유량을 말한다.

• 핵심 키워드: 지배유량, 하도형성유량, 만제유량, 재현기간, 유사 이동, 하상 형상, 저수로, 계획하폭

2. 개념 풀이

쉬운 말로 하면 하천의 모양은 가장 큰 홍수가 아니라 자주 찾아오는 중간 규모의 흐름이 만든다. 이 유량이 흐를 때 하안과 하상의 흙이 실제로 움직이고, 그 결과로 단면이 굳어진다. 지배유량은 이런 흐름을 정식으로 부르는 이름이다.

정식 정의는 다음과 같다. 지배유량(dominant discharge)은 하천의 유사 이동과 하상 변동을 일으켜 하도 단면과 평면 형상을 결정하는 유량이다. 같은 뜻으로 하도형성유량(channel-forming discharge)이라고도 쓴다.

하도형성유량은 하상 침식과 퇴적을 가장 크게 일으켜 하도 형태를 결정하는 유량이다. 큰 홍수는 한 번에 큰 변화를 주지만, 그 영향이 오래 남는 쪽은 자주 반복되는 이 유량이다.

만제유량은 하천 안에서 유량이 늘어 제방 둑마루 직전까지 물이 차오른 상태의 유량이다. 자연하천에서 형성된 단면의 최상단을 채우는 유량으로, 과거에는 강턱유량(bankfull discharge)이라 불렀고 보통 재현기간 1~2년 빈도로 산정되었다. 지배유량과 같은 규모로 보는 경우가 많다.

유사 이동은 하천 바닥의 모래와 자갈이 흐름에 의해 밀리고 쌓이는 현상이다. 지배유량 개념은 이 이동이 가장 활발한 유량을 찾아 단면 설계의 기준으로 삼는다는 데 핵심이 있다.

3. 등장 배경과 필요성

초기 하천 정비는 홍수 피해를 줄이는 데 집중했다. 홍수 소통능력을 높이려고 하천을 직선화하고 양안에 제방을 쌓았으며, 제방과 하상을 콘크리트로 정비했다. 그 결과 하천은 물이 흐르는 수로로만 기능하게 되었고, 식물이 자라지 못하고 자정 능력도 떨어지는 문제가 생겼다.

이 문제를 해결하려면 하천이 스스로 유지할 수 있는 단면 모양을 먼저 알아야 한다. 하천 바닥과 양안이 자연스럽게 형성되는 기준 유량을 정하면, 저수로 폭과 깊이, 호안 위치를 자연 상태에 가깝게 설계할 수 있다. 지배유량 개념이 여기서 필요해졌다.

제도 측면에서는 1999년 하천법 전면 개정으로 하천유지유량 개념이 도입되었다. 하천의 정상적인 기능과 상태를 유지하는 데 필요한 최소 유량을 정해 고시하도록 한 것이다. 하천유지유량은 하천의 기능을 유지하는 최소 유량이고, 지배유량은 하도 형상을 만드는 유량이라는 점에서 서로 목적이 다르다. 두 개념을 구분해 두어야 한다.

국내에서는 국가하천과 지방하천 대부분이 이미 개수되어 자연 상태의 만제유량을 그대로 찾기 어렵다. 그래서 지배유량은 자연하천 복원과 하천 설계의 기준값으로 쓰이고, 실측 자료와 빈도 해석을 함께 사용해 정한다.