비상여수로
비상여수로는 설계홍수량을 넘는 홍수에서 댐이 무너지지 않도록 하는 마지막 방어 장치다. 주 여수로가 감당하지 못하는 물을 내보내는 예비 방류 수로다. 평소에는 물이 흐르지 않고, 저수위가 설계 상한을 넘을 때만 작동한다. 저수위가 상승해 비상여수로 문턱 표고에 닿으면…
주요 장면
대본
정의와 목적
비상여수로는 설계홍수량을 넘는 홍수에서 댐이 무너지지 않도록 하는 마지막 방어 장치다.
주 여수로가 감당하지 못하는 물을 내보내는 예비 방류 수로다.
평소에는 물이 흐르지 않고, 저수위가 설계 상한을 넘을 때만 작동한다.
구조와 작동 원리
저수위가 상승해 비상여수로 문턱 표고에 닿으면 월류가 시작된다.
넘친 물은 접근수로와 문턱을 지나 방류수로로 흐르고, 감세 구간에서 에너지를 줄인다.
구성요소는 문턱(월류부), 접근수로, 방류수로, 감세 구간이다. 자연 지반 위의 위어나 용융 제방 형식으로 만든다.
저수위가 문턱 아래로 내려가면 월류가 멈춘다.
월류 유량 계산
월류 유량은 위어 식으로 개략 산정한다.
H는 저수위에서 문턱 표고를 뺀 월류수심이다.
L은 100m, C는 1.7, H는 2m라고 하자. 그러면 유량은 약 481m³/s다.
직접 풀어 보자.
H는 1.5승으로 들어간다. 따라서 수심이 커지면 유량은 H의 1.5승에 비례해 늘어난다.
사례: Oroville 댐
2017년 미국 Oroville 댐에서는 비상여수로가 댐 건설 후 처음으로 가동되었다.
물이 비상여수로 하류 사면을 거슬러 깎아 들어가면서 콘크리트 위어가 무너질 위험이 생겼다.
하류 저지대에는 대피 명령이 내려졌다. 보도에 따르면 18만 8천여 명이 대피했다.
이 사례는 비상여수로 자체도 방류 흐름에 견디도록 하류 지반과 연결부를 설계해야 함을 보여 준다.
헷갈리는 점과 비교
시험에서는 상시 여수로와 비상여수로의 역할을 구분해 묻는 경우가 많다.
상시 여수로는 설계홍수량까지 제어 방류하고, 비상여수로는 그 능력을 넘는 홍수에 대비한다.
두 구조물을 분리하면 한쪽 손상이 다른 쪽의 기능 상실로 이어지지 않는다.
비상여수로가 작동하는 조건을 직접 골라 보자.
비상여수로는 설계홍수량을 처리하는 구조가 아니다. 설계 초과 홍수나 주 여수로 기능 상실 때 작동한다.
정리
비상여수로는 설계홍수량을 넘는 홍수에서 댐 본체를 지키는 최후의 방류 구조다.
설계할 때는 최고수위와 여유고, 하류 사면의 침식 방지를 함께 고려한다.
작동 시 하류 대피 계획과의 연계까지 답안에 함께 적는다.