계획하폭

왜 배우는가: 계획하폭은 하천 제방 설계와 하천구역 결정의 출발점이 되는 기준 폭이다. 하천기본계획, 하천구역 지정, 제방 단면 설계가 모두 이 값을 전제로 하므로 실무에서 반드시 이해해야 한다. 시험에서는 정의와 결정 방법을 묻는 문항이 반복해서 출제된다.

출제 이력: 제131회 1교시 4번, 제102회 1교시 7번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

답안 첫 줄에 쓸 정의는 다음과 같다.

계획하폭은 계획홍수량이 흐르는 데 필요한 양안 사이의 적정 하폭으로, 하천기본계획에서 결정한다.

핵심 키워드는 다음과 같다.

• 계획하폭
• 계획홍수량
• 계획홍수위
• 하천기본계획
• 하천구역
• 제방 보축
• 제방 축제
• 완성제방

2. 개념 풀이

쉽게 말하면, 계획하폭은 설계 홍수가 와도 넘치지 않고 흘러갈 수 있도록 하천의 양안 사이에 확보해야 하는 폭이다. 하천에 물이 많이 흐르는 시기를 기준으로 강폭을 정하는 것이다.

정식 정의는 다음과 같다. 계획하폭은 하천시설의 설치계획을 수립할 때 기준이 되는 홍수량만큼의 물이 소통하는 데 필요한 양안 사이의 폭이다. 하천법 시행령에서도 같은 취지로 정의된다.

계획홍수량은 댐이나 유역변경 등 인위적 개발을 고려한 뒤 하도가 부담해야 하는 홍수량이다. 계획하폭은 이 홍수량을 기준으로 결정한다. 계획홍수량은 기본홍수량을 각종 계획에 맞추어 배분하거나 조절한 값이다.

계획홍수위는 하천에 계획홍수량이 흐를 때 형성되는 수위다. 계획하폭은 계획홍수위가 형성되는 범위를 양안 사이의 폭으로 나타낸 것과 같다. 제방 높이, 교량 높이, 하천구역 경계가 모두 계획홍수위를 기준으로 정해진다.

하천구역은 제방부지를 포함하여 하천관리청이 관리하는 토지다. 제방이 없는 구간에서는 계획하폭에 해당하는 토지를 하천관리청이 하천구역으로 결정한다. 하천법에 따르면 하천기본계획에 제방 설치 계획이 없는 구간은 계획하폭에 해당하는 토지를 하천관리청이 하천구역으로 결정한다.

하천기본계획은 하천관리청이 관할 하천에 대해 수립하는 기본 계획이다. 법에 따라 10년 단위로 수립하며, 여기에 계획하폭과 그 경계가 포함된다. 계획하폭은 이 계획에서 결정되어 고시된다.

제방 보축은 기설제방의 여유고, 둑마루폭, 사면경사가 설계기준에 미달할 때 제방 단면을 보강하는 계획이다. 제방 축제는 제방이 없거나 하폭이 부족한 구간에서 하천을 확장하여 새 제방을 설치하는 계획이다. 두 계획 모두 계획하폭과 연결된다.

3. 등장 배경과 필요성

하천은 홍수 때 많은 물이 흐르는데, 이 물을 담을 폭이 부족하면 범람이 발생한다. 따라서 설계 홍수를 안전하게 흘려보낼 수 있는 적정 폭을 미리 정해야 한다. 이것이 계획하폭을 설정하는 이유다.

과거에는 하천 주변 개발이 진행되면서 하폭이 줄어든 구간이 많았다. 이런 구간은 홍수 시 수위가 높아지고 제방이 넘칠 위험이 커진다. 계획하폭을 기준으로 하천구역을 지정하면 이후 무분별한 점용을 막을 수 있다.

계획하폭은 치수와 이수의 균형에도 관련된다. 하천의 기능은 홍수 방어만이 아니라 환경과 친수 기능도 포함한다. 그래서 계획하폭은 홍수 소통 능력을 확보하면서도 하천 환경을 보전하는 방향으로 정해진다.

계획하폭이 적절하지 않으면 문제가 커진다. 하폭이 너무 좁으면 홍수위가 상승하여 제방 파괴나 월류 위험이 높아진다. 반대로 과도하게 넓으면 하천 부지와 토지 이용의 낭비가 생기고 사업비가 증가한다. 따라서 계획하폭은 안전성과 경제성 사이에서 적정점을 찾아 결정해야 한다.

4. 구성요소·원리·절차

계획하폭은 계획홍수량이 제방 사이 또는 하도 안에서 안전하게 흐를 수 있도록 정한 양안 사이의 폭이다. 하폭은 통수단면의 폭을 정하는 값이므로 계획홍수량, 계획홍수위, 하상경사, 조도와 함께 묶여서 결정된다. 하천 계획에서 계획하폭은 하천구역 경계와 제방 법선을 정하는 기준이 된다.

계획하폭의 구성요소는 다음과 같다.

하폭의 원리는 등류 가정의 Manning 식에서 출발한다. 하폭을 넓히면 같은 계획홍수량에 대해 통수단면적이 커져 계획홍수위가 낮아지고 유속은 줄어든다. 반대로 하폭을 좁히면 수위가 상승하고 유속이 커진다. 따라서 하폭은 수위와 유속을 함께 만족하도록 정해야 한다.

$Q=\frac{1}{n}\,A\,R^{2/3}\,I^{1/2}$

여기서 Q는 유량(㎥/s), n은 Manning 조도계수, A는 통수단면적(㎡), R은 경심(m), I는 수면경사(무차원)다. 넓은 직사각형 단면에서는 A=Bh, R\approx h로 두어 하폭 B와 수심 h의 관계로 바꾸어 쓴다.

계획하폭 결정은 다음 절차로 수행한다.

• 계획홍수량과 기준지점을 정한다.
• 기준지점과 상·하류의 횡단면, 하상경사, 조도 조건을 조사한다.
• 계획홍수위를 가정하고 그 수위에서 필요한 통수단면을 계산한다.
• Manning 식으로 통수능을 검토하여 계획홍수량을 흘릴 수 있는지 확인한다.
• 유속과 소류력으로 하상 안정성을 검토한다. 불안정하면 3단계로 돌아가 수위와 하폭을 다시 정한다.
• 상·하류 구간의 하폭을 연속되도록 조정하고 제방 법선을 확정한다.

계획하폭 결정방법은 크게 네 가지로 나뉜다. 첫째는 수리계산법으로, 위 식으로 계획홍수위 기준 통수단면을 구하는 방법이다. 둘째는 안정하폭법으로, 소류사 하천의 평형 상태에서 하폭을 유량의 함수로 구하는 방법이다. Lacey 식 P=4.75\sqrt{Q}(P는 평형 윤변, m, Q는 유량, ㎥/s)가 대표적이다. 셋째는 기존 하도나 유사 하천의 하폭과 비교하는 방법이다. 넷째는 하도의 평형과 유사 이동을 함께 고려하는 안정하도 방법이다. 실무에서는 수리계산법으로 하폭을 정하고 안정하폭과 비교하여 결과를 확인한다.

5. 관련 법령·기준·표준

계획하폭은 하천법 체계에서 하천기본계획의 기재 사항이다. 하천법 제25조에 따라 하천관리청은 관할 하천에 대해 10년 단위로 하천기본계획을 수립한다. 다만 기후에너지환경부장관은 연계가 필요하다고 인정되는 경우 시·도지사가 하천관리청인 하천에 대하여 수립할 수 있다. 하천기본계획에는 기본홍수량, 계획홍수량, 계획홍수위와 함께 계획하폭 및 그 경계가 들어간다.

하천법 시행규칙 제13조는 하천기본계획을 수립하거나 변경하면 하천의 주요 지점별 기본홍수량·계획홍수량·계획홍수위 및 계획하폭을 관보 또는 공보에 고시하도록 정한다. 하천구역과의 연결은 하천법 제10조 제1항 제3호에서 정한다. 하천기본계획에 제방 설치계획이 없는 구간에서는 계획하폭에 해당하는 토지를 하천관리청이 하천구역으로 결정한다. 따라서 계획하폭은 제방이 없는 구간의 하천구역 폭을 직접 결정한다.

하천법 시행령 제24조 제3항은 하천기본계획의 경미한 변경 사항을 정한다. 계획하폭은 100분의 10 이하 확대, 100분의 1 이하 축소 범위가 경미한 사항이다. 계획홍수량은 100분의 10 이하 증가 범위가 같은 조 제1호에 해당한다. 조문 머리말에 2024-08-13과 2025-10-01 개정 표시가 있다.