32. 여수로의 종류 및 구조적, 수리적 특성*

   

문제) 1. 여수로의 종류 및 구조적, 수리적 특성에 대하여 설명하시오. 101-3

문제) 3. 여수로의 형식을 개수로형 및 관수로형으로 구분하고, 설계 시 고려할 사항에 대하여 설명하시오. 131-3

---

1. 여수로 형식

  ⑴ 저수지 목적, 규모, 공사비 및 완전한 유지관리 가능성을 고려

    ① 조절부의 조절수문(제수밸브 포함) 유무 : 조절형, 비조절형

    ② 조절부의 수리특성 : 개수로형, 관수로형

      ⓐ 개수로형 : 자유낙하식, 월류식, 측수로식, 계단식

      ⓑ 관수로형 : 터널 또는 암거식, 선굴여수로식(샤프트식), 사이폰식

  ⑵ 수리적, 경제적, 구조상 안전한 형식 : 가능한 직선 개수로형을 택하고, 관수로형이 불가피할 경우 충분한 여유용량을 계획

2. 유량조절시설 유무에 따른 분류

  ⑴ 조절형

    - 여수로 조절부에 유량조절시설인 수문 등을 설치하여 방류량을 조절할 수 있는 형식으로 대규모 댐 등에서 채택(완전한 조작 및 유지관리가 전제)

  ⑵ 비조절형

    - 여수로 조절부에 유량조절시설을 설치하지 않으므로 방류량을 조절할 수 없는 형식으로 소규모 댐 등에서 채택

    

3. 수리특성에 따른 분류 (자월측 터선사)

 1) 개수로식

  ⑴ 자유낙하 여수로(free overfall spillway)

    ① 여수로 조절부에서 흐름을 공기중에 분사시키는 형식

    ② 아치댐에 적합한 형식이며, 낙차 6m이하에 적용

    ③ 낙하지점의 지질조건이 양호해야 함(자유낙하에 의한 침식에 저항할 수 있는 경우)

  ⑵ 월류 여수로(overflow spillway, ogee spillway)

    ① 월류 여수로는 정부(crest)의 종단형상을 통기가 잘된 칼날모양의 예연웨어를  월류하는 수맥(nappe)의 곡선하부와 일치하도록 설계한 형식이며 가장 많이 사용되는 형식

    ② 종단면 설계가 적절치 못하거나 시공이 거칠면 돌출부에 큰 동압력이 작용되고, 오목한 부분에서 유수의 박리현상과 공동현상이 발생되어 콘크리트에 피해 → 공기공급장치 도입

  ⑶ 측수로 여수로(side channel spillway)

    ① 월류웨어와 평행한 측수로를 통해 방류하는 형식

    ② 지형상 월류 여수로가 곤란하거나 월류수심이 제한되어 긴 여수로가 필요하게 되는 경우 등에 사용되는 형식

    ③ 주로 필댐에 설치, 비조절형

    ④ 상대적으로 비효율적이고 비경제적이므로 사용빈도가 낮음

 2) 관수로식

  ⑴ 터널 또는 암거 여수로(tunnel or conduit spillway)

    ① 댐 주변이나 하부에 터널 또는 암거를 설치하여 홍수량을 배제하는 형식

    ② 비조절형 터널을 설치하여, 평상시에는 비워 둔 상태로 운영 ⇛ 홍수시에 유입홍수를 저감하여 하류부에서 감당할 정도까지 첨두홍수량을 조절하는 경우 채택

    ③ 기존댐 치수능력 증대사업 : 보조여수로, 비상여수로

  ⑵ 선굴 여수로(shaft spillway, 샤프트 여수로)

    ① 나팔형 여수로(morning glory spillway), 낙하 유입관 여수로(drop inlet spillway)와 같은 형태

    ② 나팔관과 같은 수직갱으로 물이 넘쳐 들어와 수평으로 놓인 관로로 연결, 가배수터널을 수평관으로 전용하면 경제적

    ③ 접안부의 경사가 급한 경우에 적합한 형식

    ④ 낮은 수두로 최대유량을 월류시킬 수 있는 장점

    ⑤ 설계수두를 초과하면 방류량의 증가가 미미 ⇛ 이상홍수에 대비하는 보조 또는 비상여수로의 설치를 병행하여야 함

  ⑶ 사이폰 여수로(siphon spillway)

    ① 역U자형 개수로 관수로

    ② 낮은 수두로 방류량을 증가시킬 수 있고, 기계적인 장치없이 자동조작이 되는 장점

    ③ 얼음과 부유물을 소통시킬 수 없고, 막힘과 결빙 우려가 있고, 간헐적인 중단에 의한 하류 수위의 심한 변동을 유발하는 등의 단점을 지니는 형식

    ④ 과도한 부압방지를 위해 8m 이하

    ⑤ 기존댐의 여수로 확장의 대안으로 적합

4. 여수로 설계시 고려할 사항

 1) 여수로 위치

  ①  여수로의 위치는 경제성, 친환경적인 측면을 고려

  ② 접근수로와 조절부가 댐 중심선과 이루는 각도, 여수로와 기존 하천과의 접속 문제 등을 고려

  ③ 필댐의 여수로는 댐 본체와 떨어져 저수지 주변의 자연지반에 설치하는 것이 적당하나, 그렇지 못할 경우 댐 본체와 여수로 자체의 안전 및 경제성 등을 고려

  ④ 콘크리트댐의 경우 댐 본체에 여수로를 설치하는 것이 경제적

 2) 여수로 형식

  ① 여수로는 수리적, 경제적으로 유리하고 구조상으로 안전한 형식을 선정

  ② 저수지 규모, 목적, 공사비 및 완전한 유지관리 가능성 등 여러가지 관련된 요소를 고려

 3) 여수로 규모

  ① 댐과 여수로의 관계, 여수로와 보조여수로의 조합여부를 고려

  ② 댐의 저류용량과 여수로 방류능력은 수문, 수리, 비용 및 예상 비해액 등 모든 관련 인자들을 고려

  ③ 홍수 유입시 저수지 저류효과의 불확실성과 댐의 안전을 고려 

 4) 비상여수로

  ① 비상여수로 조절부 마루높이는 계획홍수위와 같거나 높게 위치시킬 수 있으며, 댐의 여유고를 고려

5. 결론

⑴ 저수지 목적, 규모, 공사비 및 완전한 유지관리 가능성 등 여러 가지 관련된 요소를 고려하여 여수로 형식을 결정

⑵ 여수로 형식 선정시에는 가급적 수리학적으로 가장 유리한 직선 개수로형 여수로를 채택하고,

        관수로형 여수로를 채택하는 경우 충분한 여유용량을 고려하여야 함

---