TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
(2) 취수시설의 형식에는 무압식과 유압식이 있고, 설치하는 장소에 따라 분리형과 제체부속형으로 구분된다. 또한, 취수방식에 의하여 일반취수방식과 선택취수방식으로 분류하기도 한다.
(3) 취수설비는 취수구 본체와 각종 게이트류, 개폐장치, 스크린 등의 부속설비, 수위계, 각종 경보 및 보안장치에 의하여 구성된다. 각 부별 구성요소는 다음과 같다.
① 취수부는 저수지의 유수를 취수하기 위한 사통 또는 취수탑을 말한다. 취수탑은 취수목적에 따라 농업관계, 발전, 상수도, 공업용수 등의 단일 또는 복합 공용인 것이 있고 목적에 따라 구조형식이 달라진다. 보통 취수탑은 원형 콘크리트 탑에 여러 개의 밸브 또는 수문을 붙인 형식이 많으며, 관개용의 온수취수 형식으로는 부표형과 같은 특수한 방법이 이용되고 있다. 사통의 주요부는 관체와 부속물인 밸브 및 게이트, 조작장치, 스크린, 관리용 계단 등으로 구성된다.
② 조절부는 취수량을 조절하기 위한 게이트 및 밸브류이며, 조절위치는 취수공부, 취수터널 또는 플러그(plug)부 압력관로의 입구, 중간 또는 출구부를 말한다.
③ 도수부는 취수를 제외지로 도수하기 위한 시설로서 취수터널, 복통 및 감세공을 포함한다. 여기서 취수터널이란 제체외 원지반을 관통한 수로터널을 말하며, 복통이란 제체하의 기초지반내에 매설한 통관을 말한다. 댐 부대터널 외 댐축과의 교점부근에는 플러그와 지수벽을 설치하고, 커튼 그라우팅을 하여 댐 내의 물이 터널을 따라서 유출하는 것을 방지하는 공법을 취하고 있다. 이 플러그부는 압력관로로 도수하게 된다. 도수부는 취수부와의 연결부에서 압력관로로 하여 그대로 제외까지 도수하고, 제외의 감세공에서 감세해서 도수로로 도수하는 방식과 압력관로로 플러그 직하류까지 도수하고, 터널내로 방류하여 개수로의 흐름으로 취수터널과 제외 도수로로 도수하는 방식으로 대별할 수 있다.
④ 필댐은 제체의 점검, 수리 등으로 인하여 방류 시설을 해야 하나 이를 위해서 방류시설을 취수시설이 겸할 때에는 계획통수량이 커지고 터널 내의 감세가 곤란해지는 경우도 생각할 수 있다.
4.2.6 취수시설의 위치
(1) 지형과 지질면에서 댐의 계획평면도, 댐 부근의 지질도와 현지조사를 통하여 사통, 취수탑, 복통, 터널 등의 형식을 선정하고, 설치 위치를 정한 후 예정된 위치에 대해서는 시굴, 보링, 기타 적당한 방법으로 지질을 확인한다.
(2) 주요 구조물의 기초 조건은 어느 경우이던 암반이어야 하며, 사통이나 연결박스의 경우에는 물에 의해 세굴되지 않은 경우라면 치밀한 토질도 가능하다.
(3) 취수탑은 충분한 지지력과 내구성이 견고한 암반에 건설되어야 한다.
(4) 사통은 사통은 양호한 원지반에 설치해야 한다. 낮은 댐의 경우 부득이 제체 비탈면에 설치해야 할 경우에는 압밀침하로 인한 고장이 생기지 않도록 설계해야 한다. 또한, 사통 주변의 토사가 취수공 및 슬루스 밸브에 영향을 주지 않는 구조로 설계해야 한다.
(5) 복통은 취수탑 또는 사통과 가배수로와 연결하기에 적합하고, 지반이 좋은 위치에 설치하여야 한다. 높은 필댐에서는 댐 밑에 복통을 설치하지 않는 것이 좋다. 특히 복통을 통한 누수를 방지하기 위한 지수대책에 유의하여야 한다.
(6) 취수터널은 취수탑과 가배수로와 연결하기에 적합하고, 지반이 좋은 위치에 설치해야 한다. 터널은 될수록 산에 직각으로 통과하고, 충분한 토피가 확보되도록 하며, 하류쪽으로 만곡시키는 것이 바람직하다. 반면 터널의 길이를 짧게 하기 위하여 댐에 너무 접근시키는 것은 누수방지를 위해 좋지 않다. 한편, 터널 단면의 크기는 계획최대취수량 또는 가배수로 가운데 큰 것을 선정해야 하지만 시공 및 유지관리 측면을 고려하여 지름을 1.8 m 이상으로 한다. 또한, 터널의 댐 상류쪽에는 반드시 수밀 그라우팅을 하여야 한다.
4.2.7 취수시설의 형식 선정
(1) 취수의 목적 및 규모
① 취수설비를 설치하는 목적으로는 관개, 발전, 수도 등을 위한 취수, 홍수의 방류, 홍수조절, 하천의 정상적 기능유지를 위한 방류, 점검․수리 및 유지관리를 위한 방류, 공사중의 가배수, 저수지 저위부의 냉수를 방류하여 온수층을 두껍게 하는 등의 목적을 가지고 있다.
② 취수시설은 이와 같은 목적에 알맞고, 그 중에서 최대의 취수량을 안전하게 취수 및 방류할 수 있어야 한다.
(2) 형식에 의한 특징
① 지형, 지질, 취수목적, 규모 등이 정해지면, 구조물의 위치, 형식은 저절로 정해지는 경우가 많은데 복통은 저수의 침투에 대해서 위험한 요소가 많으므로 대규모의 댐에서는 가급적 피하도록 한다.
② 사통은 소규모 댐에 많이 사용되어 왔으나, 대규모 댐에서도 경우에 따라 취수탑에 비해서 유리한 요소가 많으므로 적용을 고려하기도 한다.
(3) 가배수로와의 겸용
① 취수터널 또는 복통은 경제적인 면을 고려하여 공사중의 가배수로와 겸용할 수 있도록 설계한다.
② 가배수 터널은 물넘이 방수로로 이용되는 경우도 있으므로 이런 점을 종합하여 계획단계에서 비교해 둘 필요가 있다.
③ 취수터널 또는 복통에 부수적으로 필요한 연결박스, 토사토 수문, 조절 수문 등은 가배수로로서 사용하기 전에 완전히 시공하여 두는 것이 바람직하지만 계획 최대취수량에 비해 가배수량이 과대할 경우에는 댐을 완성한 후에 단면을 축소하여 이용하는 편이 유리한 경우가 있다.
4.2.8 취수공의 수리 계산
4.2.8.1 취수공 배치 시 고려사항
(1) 취수공에 수문을 달아서 취수량을 조절할 경우에는 수문조작의 안전을 위하여 조작수심을 가능하면 10m 이하, 특히 상부는 5m 이하가 되도록 취수공을 배치하는 것이 좋다.
(2) 농업용수댐에서 온수취수가 필요한 경우에는 온수층을 고려하여 취수공을 배치하여야 하며 저수지의 수위-저수량곡선을 참고로 하여 취수공의 간격을 하부로 내려 갈수록 크게 하는 것이 합리적이다.
4.2.8.2 취수공의 표고 결정
(1) 온수취수 및 원활한 관개를 위하여 취수공의 간격을 하부로 내려 갈수록 크게 하고, 최하부의 취수구멍은 가급적 배사구를 겸하도록 하는 것이 좋다.
(2) 제1 취수공은 만수위에서 2∼3 m 아래에 설치하고 내용적 곡선에 의하여 일정량의 수량을 등분하여 결정한다.
4.2.8.3 취수공의 유량 계산순서
(1) 취수공의 취수게이트의 형식을 결정한다.
(2) 완전월류와 수중월류, 오리피스 등의 수리현상을 파악한다.
(3) 해당 수리공식을 적용하여 계산한다.
(4) 유량 계산은 작은 오리피스, 큰 오리피스 및 원형 오리피스로 나누어 계산한다.
(5) 일반적으로 구멍이 벽면의 수평면과 이룬 각도에 따라 보정하고, 취수량의 조절을 위하여 2∼3개 구멍을 동시에 개방하여 최대소요수량이 유출되도록 구멍의 지름, 간격 및 구멍 수를 결정하고 있다.
4.2.9 설계취수량의 결정
(1) 댐의 저수위와 취수량의 관계에서 가장 엄격한 조건을 만족하는 취수조건을 결정한다. 이때 하천의 정상적인 기능유지를 위하여 방류량을 포함하는 경우도 있다.
(2) 취수부에 있어서 전수두를 H, 각종 손실계수를 (고수위시는 취수부 스크린손실, 웨어손실, 취수탑내 마찰손실, 취수터널 입구손실, 마찰손실, 출구손실, 게이트손실 등, 저수위시는 고수위시의 손실중 웨어손실, 취수탑내 마찰손실을 제외함)라 하면 식 (4.2.-1)의 관계를 얻는다. 여기서, 마찰손실은 로 나타내며, λ: 마찰손실계수, ℓ: 관로장, D : 직경이다.
…………………………………………………………… (4.2.-1)
여기서, : 각 부분의 평균유속, : 각 부분의 단면적
(2) 또한, 로 놓으면 식 (4.2.-1)는 식 (4.2-2)와 같이 표현된다. 여기서 K는 각 구조물의 크기, 배치에 의해서 정해지는 양이며, 유량에 관계가 없는 양이다.
…………………………………………………………… (4.2.-2)
(3) 과거 자료에서 K가 최대가 되는 Q, H의 조합을 구하면, 이것이 설계조건이 된다. 갈수년에 대하여 과거의 자료에서 Q, H의 조합, 즉 K의 년간 변화곡선을 구하고, K의 최대치 을 결정한다. 최저수위 Hmin로 를 만족하도록 설계유량 를 결정한다.
= ………………………………………………… (4.2.-3)
……………………………………………… (4.2.-4)
상기의 식을 만족하도록 각부의 단면적, 길이 등의 치수를 결정한다.
4.2.10 취수탑 및 사통의 유량식
(1) 월류형 취수게이트의 유량
① 완전월류인 경우 (측벽에 의한 축류가 없는 경우)
………………………………………………………………… (4.2.-5)
여기서, Q : 월류량(㎥/s) C : 유량계수로 후란시스(Francis) 공식 C = 1.84,
레복 공식 C = 1.785 + 0.237(h/D), B = 게이트의 폭(m), h : 월류수심(m),
D : 월류웨어마루에서 저수지바닥까지의 깊이(m)
② 수중월류인 경우
빌몬트 공식 ……………………………………… (4.2.-6)
여기서, Q : 월류량, : 월류수심에서 완전 월류시의 유량,
: 웨어마루기준의 상류수심, : 웨어마루기준의 하류수심,
n : 계수로 측벽에 의한 축류가 없을 때 n = 1.50, 축류가 있을 때 n = 1.45
(2) 오리피스형 취수게이트의 유량
① 작은 오리피스인 경우
…………………………………………………………………… (4.2.-7)
여기서, Q = 유입량(㎥/s), C : 유량계수 대략 0.62, A : 구멍의 단면적(㎡),
g : 중력가속도(9.8 ㎨), H : 수면에서 구멍 중심까지의 깊이(m)이다.
② 큰 오리피스인 경우
가. 원형 오리피스
………………………………………………………………… (4.2.-8)
나. 직사각형 오리피스
……………………………………………… (4.2.-9)
여기서, r : 구멍의 반지름(m), b : 구멍의 나비(m),
H1 : 구멍 상단까지의 수심(m),
H2 : 구멍 상단까지의 수심(m)이다.
4.2.11 취수부 구조설계
(1) 취수시설의 취수부 구조는 입지조건이나, 규모, 목적에 따라 사통방식, 철근콘크리트 취수탑방식, 철골취수탑방식, 플로트방식 등 많은 종류가 있다.
4.2.11.1 사통
(1) 사통의 주요부 및 설계순서
① 사통의 주요부는 관체와 그 부속물인 밸브 및 게이트, 조작장치, 스크린, 관리용 계단 등으로 구성된다.
② 사통의 설계순서는 기초지반검토→ 제당연계검토→ 취수량 결정→ 취수공 개수 결정→ 취수공 위치 및 표고결정→ 취수공 유량결정→ 취수공 및 취수문 단면결정→ 도면 작성 및 수량 산출 순으로 한다.
(2) 사통 기초설계의 유의사항
① 관체의 지반 조건은 양호한 원지반에 설치해야 한다.
② 관체 종단방향의 기울기가 급한 경우에는 활동방지를 위하여 5～10 m 마다 활동방지 층따기를 실시한다.
③ 기초 기울기가 60°를 넘는 것은 장시간에 걸쳐 원지반이 붕괴할 우려가 있으므로 특히 양질 암반일 경우를 제외하고는 피하도록 한다.
④ 기초지반의 상황에 따라 부득이 직선으로 할 수 없을 때에는 유압식 개폐장치를 사용하도록 한다.
⑤ 사통을 지지하는 기초형식은 기둥 또는 벽체기초를 원지반에 설치하여 지지하는 방법과 원지반을 기초로 하여 원지반에 직접 관체를 설치하는 방법이 있으나, 제체 비탈면위에 사통은 될 수 있는 한 피하도록 한다.
(3) 관체 단면 설계시 유의사항
① 일반적으로 사통 관체의 규모가 큰 경우는 현장타설 철근콘트리트구조 또는 원형관구조로 하며 관내부 전체 또는 굴곡부를 철제로 하는 경우도 있다. 그러나 대체적으로 흄관에 철근콘크리트를 보강하여 사용하고 있다.
② 관체에 작용하는 외력은 계획 최대 저수위에서의 수심에 상당하는 수압, 관체를 되메운 토압, 게이트, 권양기, 스크린 등의 중량 및 조작력, 유수의 동수압, 기초면에 100 %의 양압력이 작용할 경우는 관체적에 상당하는 부력, 관내에 진공이 생길 때의 부압, 빙압, 관의 경사에 의한 추력, 지지력 등이 있으나 이중에서 특히 주의할 것은 동수압, 부력, 부압이다.
③ 동수압에 대한 대책으로는 관의 굴곡부 또는 기초 층따기 등에 앵커를 설치한다.
④ 부력에 대해서는 덧씌움 콘크리트를 하여 중량을 키우거나 ③의 방법을 사용한다.
⑤ 부압 발생을 방지하기 위해서는 필요한 개소에 공기구멍(air-vent)을 설치한다.
⑥ 관체의 통수단면적은 취수공 단면의 2배 정도를 표준으로 한다.
(4) 사통의 수리설계과정
① 사통의 수리설계과정은 수리설계조건 (지구현황, 용수량, 수위조건)→ 수리설계 확정(취수공, 취수공 단면 설계) 순으로 한다. 이때, 표고 결정 및 취수공 유량계산을 참조한다 (4.2.8 취수공의 수리계산).
4.2.11.2 취수탑
① 취수탑의 구조 형식은 취수 목적과 규모, 경제성, 안정성을 고려하고 향후의 유지관리에 편리한 것으로 한다.
② 취수탑의 구조는 철근콘크리트와 철골구조로 대별할 수 있으며, 어느 것이나 저수지내에서 자립 또는 반자립하여 각종 게이트, 밸브나 도수부의 일부를 유지하고 있다.
(2) 취수탑의 설계과정
① 취수탑에 대한 설계는 수리설계 조건 검토(지구현황, 용수량, 제정고 및 수위조건)→ 취수공 표고결정→ 취수공 위치결정→ 취수게이트 결정→ 취수탑 구조설계 순으로 한다.
② 취수탑 수리설계과정은 수리설계조건 (지구현황, 용수량, 수위조건)→ 수리계산 ( 취수공별 소요단면계산)→ 수리설계확정 (취수공 표고, 취수공 단면 설계) 순으로 실시한다. 이때, 표고 결정 및 취수공 유량계산을 참조한다 (4.2.7 취수공의 수리계산).
③ 취수탑 구조설계과정은 구조설계조건 (취수탑 제원, 재료강도/허용응력, 하중계산 조건 압력, 철근배근자료 등)→ 구조설계확정 (취수탑 제원 확정, 철근배근표, 제계산서) 순으로 실시한다.
(3) 취수탑의 안정도 검토
① 기초지반은 탑체의 중량 즉 압력에 대하여 충분히 견딜 수 있어야 한다. 편심하중, 파압, 풍압 등의 전도에 대한 안정한계 내에서 최대압축응력이 지반의 허용내압강도보다 작으면 기초지반은 안전하다.
② 탑체가 외력의 활동에 대하여 안전하여야 한다. 탑체 및 기타 수직하중에 대한 푸팅(footing) 하부의 마찰력이 수압, 풍압 등 수평방향의 외력보다 커야 한다.
③ 탑체의 전체가 외력의 전도에 대하여 안전하여야 한다. 전도에 대한 취수탑의 자중 및 기타 수직력에 의한 저항모멘트와 풍압, 파압, 교량의 편심하중 등에 의한 전도모멘트와의 비가 1.5 이상의 안전율을 확보하여야 한다.
④ 취수탑 전체에 대한 안정 검토외에 탑체 각부에서도 풍압, 파압, 교량의 편심하중 등에 의한 전도모멘트 때문에 일어나는 압축응력 및 인장응력에 대한 안정검토를 실시하고, 아울러 저판돌출부분, 탑마루, 슬라브, 연략교량의 단면 등에 대해서도 검토한다.
⑤ 취수탑의 지진에 대한 안전성 검토는 KDS 67 10 20 농업용 필댐 편에 따라 실시한다.
4.2.12 조절부
(1) 게이트와 밸브
① 지형적으로 하천이 낮고 사수위가 높은 경우(30 m 이상)에 용수로 표고를 낮추지 못하고 취구관을 취수터널로 겸용하면 부득이 압력을 받기 때문에 밸브를 설치하여야 한다.
② 게이트와 밸브는 해당 취수시설의 입지조건이나 규모, 목적에 따라 가장 적합한 것을 선택하도록 한다.
(2) 게이트 설계시 고려사항
① 하중에 대하여 안전할 것
② 개폐가 용이할 것
③ 폐쇄시수밀성이 확보될 것
④ 유량조절이 사용목적에 따라 가능할 것
⑤ 내구성이 있을 것
⑥ 보수 점검이 용이할 것 등을 고려해야 한다.
(3) 감세공
① 감세공의 구조상 유의할 점은 고속방류수에 대한 콘크리트부재 등의 수압과 더불어 마모침식의 문제이다.
② 일반적으로 댐의 방류에는 방류설비에서나 취수설비에서도 상당한 고속류가 나타나므로 이에 대한 유지관리를 위하여 구조설계 및 재료 선택면에서 고려할 필요가 있다.
(4) 조절부의 위치와 주변 구조물의 설계
① 조절부의 형식 및 위치는 취수터널 등의 주변 구조물과 댐본체의 지수벽의 일연성을 확보하도록 결정해야 한다.
② 주변 구조물의 구조는 지수벽과의 위치관계에 따라 하중조건을 고려해야 한다.
③ 가배수터널을 전용하는 경우 댐 공사용 뿐만 아니라 댐 담수후의 상태도 고려하여 설계해야 한다.
④ 가배수터널의 완성후에 취수조건이 변경되는 경우 개조나 보강 곤란하므로 설계시 유의할 필요가 있다.
4.2.13 도수부
(1) 도수부 구조기준
① 취수시설의 도수부는 철관로 또는 콘크리트 관로(터널의 경우도 포함)로 성립되며, 유수는 관로류 또는 자유 수면류로서 유하하게 한다.
② 만류시키지 않는 단면에서는 Manning 공식 등을 이용하고, 만류된 경우에는 관로의 공식에 의하여 유속을 결정하여 통수단면을 산정한다.
③ 종단기울기는 수로의 허용유속에 따라 제한을 받지만, 복통에서는 대략 1/50～1/100, 취수터널에서는 1/100～1/200의 범위가 적당하다.
④ 용수절약 및 소수력 발전을 고려하는 경우 콘밸브를 반영하여 설계한다.
⑤ 댐의 취수시설을 통한 비상방류를 고려하는 경우 도수부와 하류하천을 연결하는 방류수로 계획을 반영하여 설계한다.
4.2.13.1 취수터널
(1) 설계순서
① 취수터널에 대한 설계는 현장조사 및 측량→ 노선계획→ 터널형식결정→ 터널기울기 및 단면형 결정→ 갱구의 위치 및 완화공 형식의 결정→ 최소단면 결정→ 최소토피두께 결정→ 수리설계 및 구조설계 순으로 진행한다.
② 각 부분별 설계 내용은 KDS 67 20 20을 참조한다.
(2) 설계 유의사항
① 취수터널은 취수탑에 연결되므로 기초지반의 지질이 양호해야 하며, 단면은 표준마제형을 원칙으로 한다. 시공단면은 안전성과 경제성을 고려하여 시공상 필요한 최소 단면을 확보해야 한다.
② 취수터널을 가배수로로 이용할 경우에 파이프라인은 압력을 받을 경우 설치하는 방향을 검토한다.
③ 취수터널은 가배수로와 겸용하는 경우가 많으므로 양호한 지반위에 설치하며, 댐터와 가능한 근접시키지 않는 것이 좋다.
④ 지형에 따라서는 반 배수를 타유역에 방류하는 것이 유리하기 때문에 취수터널과는 별도로 가배수터널을 설치하는 경우도 있다.
⑤ 터널은 되도록 양호한 원지반에 직각방향으로 설치하고, 충분히 피복한 후부터 하류로 곡선을 주는 것이 바람직하다. 반면, 연장을 짧게 하려고 댐 부지에 너무 접근시키는 것은 덧씌움을 두껍게 하거나 누수방지에 과도한 공사비가 투입되는 등 비경제적인 결과를 초래하는 경우가 많으므로 주의해야 한다.
⑥ 터널 단면의 크기는 계획최대취수량 또는 가배수량중에서 큰 것으로 계획하는데, 터널공사, 그라우트공사의 시공 및 유지관리 측면에서 최소 단면은 내경(D)을 1.8 m 이상으로 하는 것이 좋고, 보통 표준 마제형을 사용한다.
⑦ 원형단면의 터널은 내압과 외압에 대해 적합하고, 수리적측면의 효율도 양호하여 대규모의 압력터널에 적합한데, 소규모의 터널에서는 시공이 약간 곤란하다.
⑧ 외압을 받는 터널과 소규모터널은 일반적으로 표준 마제형을 기본으로 하지만, 인버트(invert) 부분의 공사 중 마모, 보행 불편 등의 문제가 발생할 수 있어 인버트 철근 추가, 반지름 확대, 내측을 평탄하게 설계하는 등의 대책을 고려할 수 있다.
⑨ 과도하게 굴착된 단면은 반드시 콘크리트를 쳐서 충전하고 덧 씌우는 콘크리트의 배면에는 간극이 생기지 않도록 주의한다.
⑩ 댐축의 상류측에는 터널을 따라 흐르는 투수방지와 감아쌓기 콘크리트의 누수방지를 위하여 상류측에 반드시 수밀 그라우팅을 하여야 한다.
⑪ 연결박스와 접속하는 터널입구 부근은 취수의 충격에 의한 진동, 원지반의 토압 등을 고려하여 철근으로 충분히 보강한다.
4.2.13.2 복통
① 복통에 대한 설계는 댐설계홍수량 산정→ 저수지 제원검토→ 복통 종횡단계획 수립→ 가제당 및 통관규모 결정→ 도면작성 및수량 산출순으로 진행한다.
(2) 복통설계시 유의사항
① 댐의 신축과 개축에 있어서 방류 또는 취수시설로서 원칙적으로 복통은 피한다. 다만, 소규모 댐에 한하여 복통 대부분을 기초지반내에 매설하고, 제체와 복통구조물을 원할하게 접촉시켜 외력 및 투수에 대하여 안전한 구조인 경우에 설치할 수 있다. 이 경우 세심한 주의가 필요하다.
가. 유효 저수량을 증대시키기 위하여 될수록 낮고, 지지력이 충분한 불투수성의 산바닥을 깍아 내어서 설치해야 한다.
나. 일부분이라도 흙쌓기를 기초로 하는 일은 절대로 피해야 한다.
다. 완제품(흄관, 철관 등)을 사용할 경우 그 기초에는 모래바닥이 아니고 반드시 콘크리트 기초로 한다.
③ 복통 관체
가. 복통은 보통 토압, 수압 등에 견디도록 작은 단면에서는 완제품관은 철근콘크리트로써 전체를 감아 싼 구조로 하나 큰 단면인 경우에는 원형, 반원형, 말굽형 등의 철근콘크리트구조로 한다.
나. 관 단면의 크기 결정은 취수터널과 마찬가지이나 장래의 유지관리를 고려하여 안지름은 80 cm 이상으로 내구성이 크고 방청된 재료의 관이 좋다.
④ 복통의 지수벽
가. 특히 지수성에 유의하여 복통을 따라서 생기는 침투수를 방지하기 위해서 관체에 지느러미 모양의 지수벽을 설치하고 누수나 파이핑 등이 생기지 않도록 해야 한다.
나. 지수벽높이는 통관표면에서 50~100cm, 두께는 30cm, 간격은 지수벽 높이의 7~10배 정도로 하고 댐 불투수성부를 중심으로 상류쪽에 설치한다.
⑤ 관체의 이음
가. 기초가 암반이어서 부등침하가 일어나지 않을 경우에는 현장치기 철근콘크리트관은 단체구조로 하고, 약 10m 이내에 시공이음을 설치한다.
나. 수밀성을 확보하기 위하여 동지수판을 넣는다.
다. 완제품관을 사용할 경우에는 기초상태에 관계없이 신축이음을 설치하고 철관 등 내구성이 큰 것을 사용한다.
⑥ 복통 지수공법
가. 복통설계는 누수를 방지하고 구조물의 수명을 증대시킬 수 있도록 지수대책을 설계에 반영한다.
나. 지수대책은 방수 모르타르법을 원칙으로 하고 시트 방수법은 내구성, 경제성 등을 검토하여 지구여건에 따라 적용한다.
4.2.14 부대시설
(1) 스크린
① 스크린의 주요 형식
가. 스크린은 저수지내의 유목, 기타 수면 부유물이 취수구멍에 유입되지 않도록 설치하는 것으로, 구조는 유입물(부유물)의 종류와 양, 취수구조 및 취수목적에 따라 다르다.
나. 일반적으로 로프를 댐의 상류에 걸고 플로트에 의해서 방진용 스크린을 매달리게 한 구조이다. 특수한 것으로는 취수공의 전면에 반원형으로 뜨도록된 것도 있다.
다. 이와 같이 형식은 대규모의 댐에서 표본취수를 할 때에 제 1단계의 방진에 사용되며 취수공에는 다시 제2의 스크린을 설치하는 것이 일반적이다.
라. 스크린 구조는 취수공 전면에 환강, 평강재를 사용하여 격자형으로 하는 것이 일반적이며, 고정식과 청소하기 위해서 떼어낼 수 있게 된 것 또는 방진장치를 붙인 것 등 여러 가지 구조가 있으며 격자의 간격과 크기 등도 사용목적과 먼지의 상황에 따라 다양하나 일반적으로 격자의 간격은 10∼20 cm이다.
마. 먼지의 양이 특히 많은 경우나 먼지를 제거하기 위하여 저수위를 내릴 수 없는 경우에는 집진장치를 수면상에 두고 먼지를 제거할 수 있게 한다.
바. 취수공 하류에 먼지 때문에 지장을 줄만큼 시설이 미비된 경우에는 방진은 취수공을 막히지 않게 하고 문짝을 유목으로부터 보호하면 되므로 되도록 눈이 큰 것이 유리하다.
사. 공사중에 가배수로가 유수 등으로 폐쇄되지 않도록 임시로 가설한 것으로 헌 레일 등을 써서 격자간격을 20∼30 cm정도로 하다.
아. 소규모 취수터널, 복통 등을 가배수로로 사용하는 때는 홍수시 입구가 폐쇄되어 중대한 사고가 발생되는 경우가 있으므로 스크린을 반드시 설치해야 한다.
② 스크린이 받는 하중은 먼지가 없을 경우에는 극히 적지만 눈이 막혀서 통수되지 않는 경우에는 수량이 상당히 수압을 받게 되므로 안전을 유지하기 위해서는 이수압에 견디도록 설계해야 한다.
③ 스크린에 의한 손실수두는 모노베 공식 등을 이용하여 계산한다.
(2) 공기구멍
① 공기구멍 설계는 계산에 의해서 정하기도 하지만 되도록 모형실험에 의해서 결정하는 것이 바람직하다.
② 모형실험을 하지 않는 경우에는 다음과 같은 요령으로 설계한다.
가. 공기구멍의 효과
(가) 게이트 또는 밸브가 열려 있을 때 (공기의 배제) : 게이트에서 유로 내로 들어간 물이 고압류이기 때문에 일부 유로 내에서 만류되고 그 곳에서 도수가 상류 쪽으로 이동하는 과도적인 기간 중에는 게이트 직하류위 압축된 공기를 유로 외로 배제할 수 있다.
(나) 게이트 또는 밸브가 닫혀 있을 때 (공기의 공급) : (가)항과 반대되는 현상으로 도수가 하류쪽으로 이동하는 순간 게이트 직하류부에 진공이 되는 것을 공기 를 공급할 수 있게 된다.
(다) 게이트 또는 밸브가 반쯤 열려 있을 때 (공기의 공급) : 게이트 또는 밸브가 반개상태에 있어서 하류부가 수류로 만류되고 게이트 직하류 부근이 만류되어 있지 않은 경우 그 곳의 압력이 대기압 이하로 내려가지 않도록 공기를 공급하여 공동현상이 생기지 않도록 할 수 있다.
나. 공기구멍 설계 시 고려사항
(가) 공기구멍의 최소직경은 10 cm 이상이 되도록 한다.
(나) 게이트 직하류 부근에 설치하는 공기구멍 위치는 모형실험에 의해서 결정하는 경우 이외에는 게이트 높이에 상당하는 거리만큼 하류로 정한다.
(다) 게이트 하류의 방수로 중에 상류부 및 하류부에서 각각 만류하고 중간부에 간극단면을 일으키는 경우에는 그 부분에도 공기구멍을 설치한다.
(라) 소단면의 유로에서 더 큰 단면의 터널 등에 고압류를 방류할 경우도 고압류에 의해서 터널의 일부가 만류되려고 할 때는 만류점보다 상류에 공기구멍을 설치한다.
(마) 사통에서의 공기구멍은 종래에는 사통관체의 상부에만 개구할 정도의 설계예가 많은데 사통과 취수터널과의 연결부에서는 난류로 인한 공동현상을 일으키는 경우가 있으므로 이때에는 이곳에도 공기구멍을 설치한다.
(바) 공기관을 취수탑에 설치할 경우 소규모의 것은 철관을 사용하여 탑체벽에 매설하나 대구경의 것은 탑체벽의 외측에 설치하게 되므로 이 경우에는 지진, 수압, 온도차로 인한 신축 등을 고려한 이음매로 해야 한다.
(사) 공기구멍은 조작실에 개구해서는 안된다.
다. 공기구멍의 크기 결정
(가) 공기구멍의 크기는 소요공기량을 산출하여 결정한다. 단, 소규모 또는 간이적인 것은 계획최대취수량의 15 %에 해당하는 공기량을 소요 공기량으로 결정해도 된다.
(나) 한편, 공기량의 최고수요는 게이트가 약 80 % 열렸을 때 또는 극히 적게 열었을 때 일어난다.
(다) 공기구멍 규모의 결정은 산정한 소요공기량에서 공기구멍 내의 풍속은 45 m/s를 기준으로 하고 90 m/s를 초과하지 않는 범위내에서 공단면을 산정하며, 이에 해당하는 관제품 규격에 맞추어 관내경을 정한다.
(라) 공기구멍의 재료도 강관, 주철관 등을 사용하는데 규모, 설치공법에 따라서 관종을 결정한다.
4.3 어도
(1) 하천개발에 따라 부수적으로 나타날 수 있는 하천생태계 교란과 파괴를 최소화하거나 폭포나 급류와 같이 어류의 이동에 대한 장애물을 극복하게 하여 하천에서 어종의 보존이나 어류분포의 확산을 조장할 수 있도록 어류의 이동통로를 인위적으로 설치한 하천 수리시설물을 어도 라고 한다.
(2) 필댐의 경우 농업용 저수지의 본래 기능인 관개용수 확보 및 홍수조절, 그리고 안정성 확보에 기초하여 어도 설치를 고려한다.
4.3.2 어도 설계
어도 설계는 KDS 54 80 10 및 KDS 51 40 10을 참조하여 설계한다.