댐붕괴 홍수해석

댐붕괴 홍수해석 정의

댐붕괴 홍수해석은 댐이 무너졌을 때 물이 어디까지 흘러가는지를 미리 계산하는 분석이다.

댐 하류의 대피 구역과 구조 시간이 이 결과에 따라 정해진다.

법령상으로는 비상대처계획의 붕괴 위험성 평가 및 홍수류 해석 항목에 해당한다.

먼저 이 해석이 어디에 쓰이는지 짚고 넘어가자.

해석 절차

해석은 여섯 단계로 진행된다. 먼저 댐과 하도, 지형 자료를 모은다.

다음은 붕괴 시나리오를 정하고 붕괴 유량의 수문곡선을 계산한다.

홍수파는 하도를 따라 전파되고, 범람 해석으로 침수 구역과 수심을 구한다.

마지막으로 침수 구역, 도달 시간, 위험도를 도면으로 정리한다.

결과를 보고 붕괴 시나리오를 조정하기도 한다.

예시 계산

예를 들어 보자. 댐 상류 수심 30 m, 붕괴 폭 100 m, 유량계수 1.7로 가정한다.

초기 방류량은 위어 공식으로 근사한다. 붕괴 폭에 수심의 1.5제곱을 곱한다.

대입하면 약 27,900 m³/s가 나온다. 대규모 댐의 순간 최대 방류량 수준으로 상식 범위 안에 있다.

이 값은 붕괴 초기의 개략 추정이며, 실제 해석은 모형으로 시간에 따라 계산한다.

1차원과 2차원 비교

답안에서 가장 먼저 비교할 것은 1차원 해석과 2차원 해석이다.

1차원 해석은 하도 단면을 따라 수위와 유량을 구하므로 계산이 빠르다.

2차원 해석은 범람원 흐름의 방향과 침수 범위를 구할 수 있다.

실무에서는 하도는 1차원, 범람원은 2차원으로 결합하여 쓴다.

홍수위와 최고수위

홍수위와 최고수위는 이름이 비슷해서 자주 혼동된다.

홍수위는 계획홍수위와 같고 200년 빈도 홍수를 기준으로 산정한다.

최고수위는 PMF가 저수지로 유입될 때의 목적별 최대 수위다.

댐 마루 표고는 최고수위에 여유고를 더해 정한다.

직접 풀어 보자.

정리

이제 내용을 정리한다. 붕괴 위험성 평가와 홍수류 해석은 EAP의 핵심 항목이다.

해석 입력은 붕괴 형태와 저수위 조건이며, 붕괴 형태는 파괴 폭, 시간, 최종 표고로 정한다.

토댐은 월류하면 사면 침식으로 빠르게 무너진다. 답안에서 이 점도 함께 쓴다.

지형 자료의 정확도가 침수 범위를 좌우하므로 DEM 정확도를 함께 쓴다.