저류지 설계

저류지의 정의

저류지는 우수를 일시적으로 가두어 첨두유량을 낮추는 우수유출저감시설이다.

비가 올 때 물을 담았다가 천천히 내보내는 웅덩이라고 생각하면 된다.

도시화로 불투수면적이 늘면 같은 비에도 첨두유량이 커진다.

구성요소와 연속방정식

저류지는 유입시설, 저류부, 방류시설, 비상여수로로 구성된다.

저류부는 홍수량을 일시 저장하고, 방류시설은 설계 방류량을 내보낸다.

비상여수로는 설계빈도를 넘는 홍수를 안전하게 배제한다.

저류 원리는 연속방정식이다. 유입량에서 방류량을 뺀 값이 저류량 변화가 된다.

저수지추적 계산

저수지추적은 방류 과정에서 유입, 저류, 방류의 관계를 시간에 따라 계산하는 방법이다.

시작과 끝 시각의 평균 유입량과 평균 방류량 차이가 저류량 변화가 된다.

이 식으로 시간별 수위를 구하고, 저류지 수위-방류량 관계를 함께 사용한다.

방식 구분과 조절 방식

저류지는 하도내저류와 하도외저류로 나뉜다.

하도내저류는 본류 홍수가 직접 들어오고, 하도외저류는 일부만 분기된다.

방류는 수위에 따라 자연 방류하는 비조절형과 수문·펌프로 조절하는 조절형으로 나뉜다.

비조절형은 구조가 단순하나 조절에 한계가 있다.

조절형은 방류량을 정밀하게 조절하지만 설비 비용이 크다.

설계 절차

저류지 설계는 설계빈도와 유역 홍수량을 정하는 것에서 시작한다.

유입 수문곡선을 작성해 저류 전 첨두유량을 확인한다.

이어서 하류 통수능력에 맞춰 허용 방류량을 정한다.

저수지추적으로 시간별 수위와 방류량을 계산하고 여유고를 확인한다.

계산 예제

예제는 하도내저류 방식의 저류지에서 필요 저류량을 개략적으로 구한다.

설계빈도 50년 유입 첨두유량은 120㎥/s, 허용 방류 첨두유량은 40㎥/s로 둔다.

유입 총량은 삼각형 면적으로 구하고, 방류 총량은 방류량에 시간을 곱한다.

필요 저류량은 유입 총량에서 방류 총량을 뺀 값이다.

결과는 유입 총량의 약 1/3이며, 실제 설계는 저수지추적으로 확정한다.

설계 적정성 검토

설계 적정성은 저류량만으로 끝내지 않고 여러 항목을 함께 확인한다.

설계빈도 때 최대 수위, 비상여수로 통과 능력, 방류시설 용량을 본다.

자연형 저류지의 제방 여유고는 계획최대수위 기준 0.6m 이상으로 둔다.

길이 대 폭 비율은 1.5 : 1 이상으로 두어 처리효율을 높인다.

비상여수로는 설계빈도보다 높은 빈도를 적용해 월류를 막는다.