홍수기 대청댐의 최적운영

Abstract

산업의 발달과 함께 도시화, 공업화가 급격하게 진행되어 생활수준이 향상되고 인구가 증가함에 따라 홍수에 의한 인명 및 재산피해 또한 점차 증가하고 있다. 홍수로 인한 피해원인을 살펴보면 크게 천재와 인재로 대별되는데 천재의 경우 기상, 유역의 하천 및 지형특성 그리고 수문학적 특성 등이 원인이며, 인재의 경우는 상류댐의 수문조작에 의한 조절방류량의 과다 등이 원인이 될 수 있다. 다목적댐의 홍수기 저수지운영은 홍수조절이 주목적이라 할 수 있으므로 저수지의 홍수조절용량을 최대한 활용하여 댐의 안전과 하류의 피해를 최소화하는 방향으로 운영하여야 하며, 시기적인 관점에 따라 장?단기적으로 구분할 수 있다. 장기적인 관점이란 상반되는 이수와 치수를 함께 고려하여야하는 전반적인 홍수기 저수지 운영을 말하며, 단기적인 관점이란 유입되는 홍수에 대해 최적의 방류량을 결정하는 홍수시 저수지운영을 말한다. 본 연구에서는 단기적인 관점의 홍수조절인 홍수시 저수지의 운영 향상을 목적으로 단일 저수지에서 홍수시 최적방류량 결정만으로 제한하였으며, 또한 방류량의 결정은 하류의 상황을 고려하여 하류의 피해를 최소로 줄이기 위하여 댐 하류부의 계획홍수위가 넘어서지 않도록 댐에서 하류부까지의 구간에 대하여 Muskingum방법으로 홍수추적을 실시하여 시간별 방류량을 결정하였다. 홍수시 방류량 결정방안으로는 최적화기법과 모의 기법을 생각할 수 있다. 최적화기법은 Lababie(1988)에 의해 개발된 CSUDP 프로그램으로 최적화기법 중의 하나인 증분동적계획으로 방류량 결정 모형을 구성하여 홍수조절효과를 검토하였으며, 홍수시 하류의 피해는 대개 방류수문곡선의 첨두유량 부근 즉, 방류계열의 최대값에 의해 좌우 된다고 가정하여 방류계열의 최대값이 하류의 계획홍수위을 고려하여 최소화되도록 하였다. 모의기법으로는 HEC-5 모의운영과 측정된 유입량으로부터 일정률, 일정량의 방류량을 결정하는 Rigid ROM을 이용하여 방류량 결정모형을 구성하였다. 최적화기법과 모의운영을 대상유역에 적용한 결과 공주지점에서 홍수량의 크기는 동적계획법, Rigid ROM 및 HEC-5 순으로 나타났으며, 홍수기 다목적댐의 효율적인 운영 면에서는 모의운영이 최적화기법 보다 효율적인 것으로 판단된다.