계획홍수위 결정

왜 배우는가: 계획홍수위는 제방 높이, 교량 상단고, 홍수터 이용 범위를 정하는 출발점이라 실무 설계에서 가장 먼저 확정되는 수위다. 하천기본계획의 필수 항목이어서 수험에서도 기본방침과 결정 절차를 묻는 문항으로 반복 출제된다.

출제 이력: 제131회 2교시 2번, 제111회 1교시 2번, 제102회 3교시 1번, 제98회 4교시 1번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

계획홍수위는 하천에 계획홍수량이 흐를 때 형성되는 수위로, 제방과 교량 등 하천시설 계획의 기준이 되는 수위이다.

핵심 키워드

• 계획홍수위
• 계획홍수량
• 기본홍수량
• 계획하폭
• 여유고
• 하천기본계획
• 하천구역
• 하도계획

2. 개념 풀이

쉽게 말하면 큰 홍수가 났을 때 강물이 어느 높이까지 차오르는지를 미리 정해 두는 기준이다. 이 수위를 먼저 정해야 둑의 높이와 다리의 높이를 정할 수 있다. 수위가 정해지지 않으면 제방과 교량이 얼마나 높아야 하는지 알 수 없다.

정식으로 정의하면, 계획홍수위는 하천에 계획홍수량이 흐를 때 형성되는 수위다. 계획홍수량은 댐과 유역변경 같은 인위적 개발을 고려한 뒤 하도가 부담해야 하는 홍수량이다. 계획홍수량은 자연상태 홍수량인 기본홍수량을 유역개발계획과 홍수방어계획 등 각종 계획에 맞추어 배분하거나 조절해 정한다.

핵심 용어는 다음과 같다.

• 기본홍수량: 댐, 유역변경 등 인위적 개발이 없는 자연상태에서 흘러나오는 홍수량이다. 홍수조절이나 유역개발의 기본이 된다.
• 계획홍수량: 인위적 개발을 반영한 뒤 하도가 부담하는 홍수량이다. 계획기준점이나 계획시설물에 따라 채택한다.
• 계획홍수위: 계획홍수량이 하도를 흐를 때 형성되는 수위다. 제방고와 구조물 높이 계획의 기준이 된다.
• 계획하폭: 계획홍수량이 흐르는 데 필요한 적정 규모의 하폭이다.
• 하천구역: 제방부지를 포함한 토지이며 하천기본계획 수립 때 지정, 고시된다. 제방이 없는 구간은 계획홍수위가 올라가는 범위까지 하천구역으로 설정한다.

계획홍수위는 계획홍수량이 흐르는 단면의 조건을 가정하고 수위를 역산해 얻는다. 등류 상태를 가정하면 Manning 식을 쓸 수 있다.

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

여기서 Q는 유량(㎥/s), n은 조도계수, A는 흐름 단면적(㎡), R은 경심(m), I는 수면경사다. 실제 설계에서는 부등류 수면곡선 계산으로 횡단면마다 수위를 구한다. 계산 결과 얻은 수위에 여유고를 더해 제방고를 정한다.

3. 등장 배경과 필요성

하천 주변의 토지 이용이 늘면서 홍수가 나면 피해가 커졌다. 이에 따라 홍수를 감당할 기준 수위를 미리 정하고, 그 수위를 기준으로 시설을 설계하는 체계가 필요해졌다. 계획홍수위가 없으면 제방 높이가 구간마다 제각각이 되어 홍수 방어 효과를 보장할 수 없다.

하천법은 하천관리청이 관할 하천에 대해 하천기본계획을 10년 단위로 수립하도록 정한다. 이 계획에는 기본홍수량과 계획홍수량, 계획홍수위, 계획하폭과 그 경계를 포함해야 한다. 따라서 계획홍수위는 개별 공사가 아니라 하천 전체 계획 단계에서 결정되는 공식 기준이다.