TIMWORK-inc/kds-kcs-standards huggingface dataset:
① 방수제의 둑마루 나비는 계획홍수량을 기준하여 아래 표를 기준하되 지형 유지관리, 배수지의 중요도, 홍수지속시간, 축제재료 등에 따라 둑마루 나비는 증가될 수 있으나 최소 3.0m이상으로 해야 한다.
<표 4.2-2> 계획홍수량에 따른 둑마루폭

계획홍수량 (㎥/s)

둑 마 루 폭 (m)

500미만

200 이상 ~ 2,000미만

2,000 이상 ~ 5,000미만

5,000 이상 ~ 10,000미만

10,000 이상

3

4

5

6

7
(5) 소단의 설치
① 방수제 비탈면 사태(沙汰) 및 누수를 방지하고 기초의 안정, 유지관리 등을 위하여 비탈면 중간에 소단을 설치하며 소단의 나비는 2∼3m 로 하고 안비탈면에는 수직높이 3∼5m마다. 제내쪽은 수직 높이 2∼3m마다 소단을 설치한다.
② 소단의 너비는 제방의 안정상 필요에 따라 정하는데 수방작업시 통행 가능한 2.0∼3.0m의 1차선은 확보해야 한다. 소단은 여름철 호우가 내릴 때 제방의 비탈면을 흘러내리는 우수에 의한 비탈면의 침식을 방지할 수 있는 효과가 있다.
(6) 성토부의 비탈기울기와 호안
① 방수제 성토의 비탈기울기는 성토 높이가 0.6m미만이거나 콘크리트 등으로 비탈면을 보호하는 호안공 구간을 제외하고는 1:2.0이상의 완만한 기울기로 해야 하며 비탈면의 안전계산에서 안전율은 <표 4.2-3>와 같다.
<표 4.2-3> 방수제의 안전율

제체상태

간극수압상태

안전율

연직 crack 불고려

연직 crack 고려

간극수압을 고려치 않는 경우

간극수압을 고려치 하는 경우

간극수압을 고려하는 경우

간극수압을 고려치 않는 경우

2.0이상

1.4이상

1.3이상

1.8이상
② 호안의 비탈기울기
호안으로 보호받고 있는 제방부분의 비탈기울기는 특별히 1:2.0이상의 완경사로 할 필요는 없다. 호안의 비탈기울기에 대해서는 비탈피복공의 구조 및 높이에 따라 일반적으로 <표 4.2-4>의 값보다 완만한 기울기로 해야 한다.
<표 4.2-4> 호안의 비탈기울기

비탈 피복공의 구조

비탈 피복공의 수직고(m)

비탈경사 (할)

돌 쌓 기

찰쌓기

3이상 5미만

0.5

0.3

메쌓기

3미만

1.0

석 재 피 복

찰쌓기피복

1.5

콘크리트 블럭피복

메쌓기피복

3미만

2.0

콘크리트 피복

1.5

연결코크리트 블럭피복

3이상

3미만

2.0

1.5

돌망태 피복

KSF 4601

2.0
(7) 하천 수리계산
배수로 및 하천의 수리계산은 통수단면, 종단기울기, 수위 및 유량변화 등에 따라 다음의 원칙에 따라 계산한다.
① 단면형과 기울기가 일정한 수로, 시간적으로 일정한 유량이 흐를 경우, 원칙적으로 등류계산에 의한다.
② 단면형과 기울기가 변화되는 수로에 유량 흐름이 시간적으로 일정하다고 생각되는 경우는 원칙적으로 부등류 계산에 의한다.
③ 하도의 어떤 점에서 수위나 유량 등이 시간적으로 변화하는 흐름에서는 그 시간적 변화를 무시할 수 없다. 이런 경우에는 부정류(비정상류) 계산에 의하여 계산한다.
4.2.2.4 기타 시설
기타 시설에는 배수장, 배수문, 담수호시설 등이 있다.
(1) 배수장
배수장 시설에 관한 것은 2.4항 지구내 배수 및 설계기준 계획배수편 2.4항 배수기 규정을 따른다.
(2) 배수문(하구둑 포함)
배수문에 관한 것은 2.3항 배수문, 2.4항 지구내배수 및 설계기준 계획배수편 배수문과 배수통문 및 하구개량 규정에 따른다.
(3) 담수호
담수호에 관한 것은 1.5항 용수, 2.3항 배수갑문 및 제염 및 제염시설 규정에 따른다.
(4) 기타 사항은 농업생산기반정비사업계획 설계기준 농지배수편(KDS 67 45 15 : 2017)을 따른다.
4.2.3 배수문
(1) 홍수제어, 일반용수의 취수, 배제, 고조 및 조수유입방지 등의 목적으로 하천이나 하구의 제체 횡단시설 또는 간척지 외곽시설의 통수설비로서 통수단면이 비교적 큰 것을 수문(일반적으로 경간이 3.0m이상)이라하고 주문비와 동일 문비가 내외측에 설치되어 통선이 가능한 수문을 갑문이라 한다. 통수단면이 적은 것을 통관 또는 통문이라 한다.
4.2.3.1 배수문 계획
(1) 간척사업에 있어 가장 중요한 것은 외곽시설인 방조제와 배수문이며 외해로부터 조수를 차단하고 강우시 유역에서 유출되는 홍수를 배제시켜 침수피해를 방지하는 역할을 하게 된다. 일반적으로 간척지는 외수위보다 낮으므로 유역상황, 지형, 강우량, 개발계획에 따른 배수 및 필요수량, 조석, 산업구조 및 농업경영 등을 고려하여 자연배제 또는 기계배제의 배수방식을 택해야 한다.
(2) 내수위는 개설 배후지와 간척지 내부개답의 최저 답면을 기준으로 하여 허용 담수위가 계획담수 시간을 초과하지 않고 계획기준 시간이내에 홍수배제가 될 수 있도록 통수단면을 정해야 하고 간척 목적이 농업목적 이외에 다목적 개발계획일 경우는 지구내 산업시설 뿐만 아니라 인명피해까지도 고려한 통수단면을 계획해야 한다.
(3) 간척지에서 자연배수면적 확대를 위하여 계획내수위를 무리하게 낮게 계획할 경우 배후 기존지역의 지하수위 저하로 인하여 지반침하 또는 용수 우물물의 부족을 초래하는 수가 있으므로 주의하여 계획해야 한다.
4.2.3.2 위치선정
(1) 배수문의 설치위치는 지반의 표고의 토질, 풍향, 파랑, 표사, 기타의 입지조건의 조사 결과에 따라 배수능력의 양부(良否), 시공의 난이, 공사비의 대소, 유지관리의 적부 등을 충분히 검토하여 배수대상면적이 크게 되는 위치에 선정한다.
(2) 배수문의 위치는 구조물의 안전상 지지력과 투수에 관해서 비교적 양호한 기초지반을 선정토록 하는 것이 중요하다. 또한 방조제등에 붙여서 시설하는 부분은 제방의 일부가 치환된 것이 되므로 방조제의 약점이 될 수도 있다. 다음 사항에 대해 충분히 검토하여 안전한 위치를 선정하여야 한다.
① 기능조건
가. 지구내 과잉수를 외해로 배제하는 기능을 가져야 하므로 가능한 한 넓은 지배면적을 갖도록 한다.
나. 바닥(sill)표고가 낮을수록 배수기능은 좋으나 기초 터파기 및 내외 붙임 배수로 공사비가 과대하지 않도록 한다.
다. 붙임배수로 연장이 가능한 한 짧게 되는 곳을 택하여 배수기능이 좋도록 한다.
라. 병행설치 시설물(통선문, 제염시설, 어도 등)계획이 있을 경우 병행설치 시설물의 기능을 발휘하도록 병행과 분리의 타당성을 고려하여 종합 계획한다.
마. 풍랑에 직면하여 문비의 개폐에 지장을 주거나 파손될 염려가 있는 곳은 피하여야 하며 조류 등으로 토사가 퇴적되어 문비작동 및 배수 기능에 저장을 초래될 수 있는 곳은 피해야 한다.
② 기초기반조건
가. 기초지반은 가능한 한 암반이어야 하며 암반상에 균열과 절리 등으로 누수 우려가 있는 곳은 지수벽 또는 그라우팅 등으로 적절한 지수조치를 취한다.
나. 암반이 아닌 곳은 충분한 지지력과 침투에 관해서 비교적 양호한 지반을 택하고 배제유속에 의한 기초지반침식, 세굴이 구체 안전상 위험 요소가 없도록 수로 바닥보호용, 정수지 등 감세공을 계획하여야 하며, 계산만으로 불확실한 경우는 수리모형시험을 거쳐 처리해야 한다.
다. 지형여건상 연약지반에 계획될 경우 기초지반을 시추조사와 토질조사를 하여 가능한 한 암반이 얕고 넓게 분포된 구간을 선정하여 확대기초, 말뚝, 지수판등 기초처리 비용이 최소가 되도록 하여야 한다.
가. 기초 터파기량이 최소가 되는 곳
나. 가물막이둑의 소요 물량이 최소가 되고 시공공간 면적이 최대가 되는 곳
다. 가적치장 부지 및 기계, 전기, 조작실, 기타 필요 시설 부지확보가 가능한 곳
라. 방조제 공사에 가능한 한 지장을 적게 주며 끝막이 계획에 유리한 곳
마. 시공재료의 반입이 편리한 곳
④ 유지관리 조건
가. 문비 전동화에 따른 송전설비 비용이 저렴하게 소요되는 곳
나. 수위조작과 돌발 사고시 신속한 대처를 위하여 기존인가와 가까운 곳
다. 관리인 생활을 위해 생활용수 공급이 가능한 곳
4.2.3.3 계획기준치의 결정
(1) 내수위
홍수시 계획기준 내수위는 홍수피크 수위 때의 허용상한수위로서 포장면(답)배수계획에 따라 정하여 지나 방수제 계획과 기설배후지의 홍수피해와 배수개선 효과를 고려해서 정한다.
상시 계획기준 내수위는 수익지구의 지하수위를 필요한 깊이까지 낮추는 높이까지로 정하되 담수호의 경우 필요 저수량 확보와 외조위 조건을 고려하여 정한다.
허용 내수위 설정기준은 간척목적에 따라 달라질 수 있다. 농업목적일 경우 2.2항과 2.4항의 기준에 따라야 하지만 간척지내 산업시설 및 취락구성 등 종합개발 목적일 경우는 인명피해와 예상하지 못한 재해방지를 고려 500년 이상의 계획빈도채택이 필요하며 시설투자비용 대 예상피해액을 대비하여 합리적인 시설규모가 계획되도록 내수위를 정해야 한다.
내수위 결정시 고려해야 할 일반적인 사항은 다음과 같다.
(2) 홍수위
① 전작의 경우 가능한 한 관수피해가 발생되지 않도록 하는 것이 좋으며 부득이한 경우 방수제 계획을 수립하는 것이 효과적이다.
② 방수제 계획시 홍수위가 기설배후지 침수피해를 주지 않도록 배수곡선, 부등류, 부정류법 등으로 홍수추적 검토가 필요하다.
(3) 관리수위
댐의 상시 만수위와 유사한 수위이며 평상시 배후의 유입수량과 외조위 조건에 따라 문비개폐 작동에 의해 조절되는 계획기준 내수위 부근의 수위를 관리수위라고 한다. 기상 및 해상조건에 의해 계획수위를 정확히 유지하기에는 어려움이 있어 다소 상하오차를 허용하는 가변적 수위라고 볼 수 있다.
① 필요 저수량(농업, 공업, 생활용수 등을 포함)을 확보할 수 있도록 정한다.
② 가능한 한 담수호화에 지장이 없도록 함이 좋다.
③ 외조위 조건을 고려하여 문비에 의해 언제나 수위조절이 가능토록 하는 것이 좋으나 여건상 그렇지 못할 경우는 기계배수의 타당성 검토 또는 홍수기와 평수기의 차등관리 수위를 계획할 수 있으나 수익지구의 지하수위 강하에 소요되는 시간을 신중히 고려해야 한다.
④ 조성된 담수호가 부영양화 등으로 인하여 주위 환경에 부적합한 영향을 주지 않도록 고려해야 한다.
⑤ 담수호내 제염시설(저층배수) 설치 유무에서 결정되는 담수층 내용적이 필요저수량 이상 되게 하는 것이 좋다.
⑥ 간척지 개발면적이 최대가 될 수 있는 수위
⑦ 지구내 기계배수 면적이 최소가 될 수 있는 수위
⑧ 양, 배수장의 양정이 최소가 될 수 있는 수위
⑨ 통선문을 통한 선박의 운행에 편리한 수위
(4) 외수위
계획 외수위는 소조기, 중조기 및 대조기의 조위곡선이 외수위곡선이 되며 월평균 해면 변화를 고려하여 정한다.
시설물 계획수위가 하천 또는 하구 가까이에 위치하는 경우 동기준 계획 배수편의 규정을 따르는 것이 좋다. 조위 자료는 시설물 계획위치 부근에서 시간별 장기 관측된 자료중 가장 불리한 조건이 겹치는 계절(그 지방의 홍수가 많은 계절)의 대중소조기의 조위곡선을 기초로 하면 좋으며 일반적으로 7∼9월의 조위가 해당된다.
주의사항으로 계산 지점의 평균해면, 표고를 반드시 확인하여야 하며 육상에 설치된 B.M과의 관계를 고려하여 적용해야 한다.
(5) 하중
구조물에 작용하는 설계하중은 여러 가지가 있으나 여건에 따라 선정 적용하며, 응력해석은 시공여건을 고려하여 허용응력 또는 강도법으로 할 수 있다.
(6) 지진
① 배수문은 시설규모에 따라 필요한 경우는 내진설계를 한다. 지진에 대한 방조제의 안정해석은 기존의 한계평형해석 방법에 지진에 의한 관성력(initial force)을 가산하여 설계하는 것으로 한다.
② 방조제의 내진설계방법은 정적해석법, 진도법, 응답변위법, 동적해석법 등 여러 가지가 있으나 한계평형에 의한 안정해석방법에 지진에 의한 관성력을 가산하여 설계하는 것이 편리하나 여기서 지진에 의한 관성력은 지역에 따라 다르며 잠정적으로 2.6.마3)항의 값을 취하는 것으로 한다.
③ 즉, 우리나라 내진설계기준은 ATC-3-06의 방법을 기준으로 하여 1986 년도 건설부에서 건축물의 내진구조 및 방제기준에 관한 연구 결과를 잠정적으로 이용하고 있다. 전국의 지진구역은 각각 0, 1, 2의 것으로 분류하고 각각의 구역에 대해 지역계수는 0.04, 0.08, 0.12 g로 규정하고 있다. 구조물이 변위 발생이 쉬운 연약지반에 접해 있을 때는 지진으로 인하여 이 구조물은 주변지반에 생기는 변위변형 등의 영향을 크게 받는다. 특히 구조물의 단위중량이 주변지반의 단위중량보다 큰 경우는 지진영향 구조물의 자중에 기인한 관성력이 지배적인 요소가 된다. 따라서 중요하다고 인정되는 배수문에 대하여는 내진설계를 해야 한다.
4.2.3.4 배수문의 설계
(1) 배수문은 계획홍수와 상시배수를 안전하게 처리할 수 있어야 하며 계획홍수를 초과하는 경우에 대하여도 배수문이 어떻게 기능을 발휘하는가를 충분히 검토해야 한다.
(2) 간척지 외곽시설로서의 배수문은 배수계통의 최종 목적물이 될 뿐만 아니라 고조를 방지하는 역할을 하므로 위치 및 규모결정에 신중을 기해야 한다. 규모결정에 있어서 계획기준 홍수를 안전하게 처리할 수 있는 단면이 되어야 함은 물론 사회적 경제적 여건을 고려하여 계획기준 이상의 홍수에 대한 규모를 포함한 시설투자비용 대 홍수규모 예상 피해액에 대한 경제적 최적화 규모를 검토할 필요가 있으며 계획시설이 하천법 등 관계법령에 합치되도록 하여야 할 것이다. 이 때 배수문 내구연한을 40년으로 하는 것이 일반적이다.
① 배수를 위한 통수단면은 배후유역상태 및 계획 강우에 의한 유출량에 따라 결정되며 계획기준허용수위와 배수시간을 초과하지 않는 범위 내에서 통수단면이 결정되어야 한다.
② 침수에 의한 작물의 피해는 종류, 품종, 시기, 탁도, 수온, 침수시간 등에 의해 차이가 있지만 특히 답작의 경우 관수시 피해는 크게 나타나므로 지구내 배수와 지구외 배수기준을 고려하되 관수 면적의 대소를 판단하여 방수제계획과 기계배수 계획의 타당성이 검토되어야 한다.
③ 답작을 기준으로 할 때 최저답면에 30㎝를 더한 높이를 허용 담수심으로 볼 수 있으며 허용담수위를 초과한 홍수가 24시간 이내에 배제되어야 한다.
④ 최저답면까지의 배수기준은 농업생산기반정비사업계획설계기준 “농지배수편”을 참조한다. 또는 개답구역내 지하수위저하 등을 고려하여 담수호의 관리수위까지는 일우량은 2일 이내, 2일 우량은 2일 이내 배제 가능하도록 통수단면을 정하는 것이 일반적이다.
⑤ 간석지 내부개답시 지하수위 저하 등으로 발생될 수 있는 지반(계획답면) 침하량의 예상을 고려해야 하며 사업시행후 배수불량의 근본 원인이 될 수 있으므로 세심한 주의를 요한다. 기설 간척지의 경우 내부개답후 2∼5년 경과 후에 부분적으로 30∼50㎝ 정도의 답면이 침하된 사례가 있고 이탄토 지대에서 속도랑 시공후 구역의 토질 및 토양에 따른 적정 예상 침하량이 고려되도록 할 필요가 있다. 또한 배수를 고려한 지하수위를 답면에서 50㎝이상 갚게 유지하도록 농지를 조성해야 하며 이에 따른 관리수위의 타당성이 검토되어야 한다.
⑥ 수리계산은 농업생산기반정비사업계획설계기준 “농지배수편”계획배수편(KDS 67 45 20)을 참조한다.
(4) 통수단면 능력검토
① 능력검토는 최근 컴퓨터의 발달로 대부분 전산 처리되고 있으며 전산자료 입력시 고려되어야 할 사항은 다음과 같다.
가. 외조위와 관련된 대중소조시 호내 홍수위가 최대가 되는 외수위 시간을 검토하여 조위적용 시간을 정한다.
나. 유량공식에서 흐름 상태별 유량곡선이 배제능력에 지장을 주지 않는 범위 내에서 연속성이 될 수 있도록 유량계수 값을 정한다.
다. 담수호조건상 홍수유입 이전 사전배제를 계획할 경우 갈수기 유입량이 2∼3일 이내에 관리수위를 유지할 수 있는가를 신중히 검토 판단하여 수자원 확보에 지장이 없어야 된다. 일반적으로 사전 배제의 계획은 고려하지 않는 것이 좋다.
이상의 제 조건은 문비나비, 문비높이별, 바닥표고별 홍수위와 침수시간을 검토하여 계획기준 이내가 되는 단면을 정한다.
(5) 문비높이와 지수방법
지수방법에 따라 문비 높이가 결정되며, 3방지수방법과 4방지수방법이 있다. 3방지수는 지수벽이 없이 문비만으로 외조위가 차단되는 방법이며 설계고조위에 파고 또는 도파고를 더한 높이까지를 문비 높이로 한다. 4방지수방법의 경우 홍수시 유하물이 통수단면을 축소시키지 않고 문비 취부시설물의 유지관리에 편리하도록 계획홍수위 이상으로 정하는 것이 좋으나 계획홍수의 출현빈도, 담수호조건, 경제성, 관련 법령 등을 고려하여 지구여건에 부합되도록 정할 수 있다. 그러나 최근에는 기계적인 측면에의 4방지수는 지수재료의 내구성문제와 어폐류 등이 문비와 지수벽(curtain wall)에 부착되어 완벽한 지수에 어려움이 있어 문비 경간장이 15.0m이상이고 담수호가 조성되는 경우 담수호화를 고려하여 3방 지수방법을 많이 채택하고 있다.
(6) 문턱(sill)표고
문턱표고는 배수능력만을 고려한다면 낮을수록 좋으나 지구내 최저지반표고, 배수본천(호)와 외조위, 담수호제염 효과 등을 고려하여 경제적이고 효과적인 배수기능을 유지할 수 있도록 한다.
(7) 문비 폭의 결정
문비 경간장은 구조적, 수리학적, 경제적 측면을 고려하여 정해야 하며, 원활한 배수를 위한 문비 폭의 나누기는 다음 사항을 참고한다.
① 휨모멘트가 크게 되어 문비규모는 슬루스형(,sluce type) 플레이트형(plate type), 쉘형(shell type)으로 된다.
② 문비규모가 크게 되어 언주나비가 넓어진다.
③ 교량은 슬랩형(slab type) T형보(T-beam), P.C.보(P.C.-beam), 강교 순으로 된다.
④ 권양기대는 슬래브형(slab type)에서 권양기실형으로 되어 스톱-로그(stop-log) 운반을 위한 별도시설이 필요하게 된다.
⑤ 구체는 라멘구조에서 독립기초 구조로 되어 단면이 과대하게 된다.
⑥ 언주수가 줄어지므로 수리조건이 좋아져 효과적인 홍수배제를 할 수 있다.
⑦ 문비 고장시 홍수배제에 위험율이 커진다.
⑧ 홍수시 유수 등에 의한 통수단면 축소 위험이 적다.
⑨ 일시에 대동력이 필요하게 되므로 수전설비 규모가 커진다.
⑩ 소규모 유출수량 배제 또는 일시적인 문비 작동시 대동력 사용으로 인한 관리비가 많이 소요된다.
⑪ 관광 목적물로서 미관이 좋아질 수 있다.
일반적으로 소규모간척지에서는 문비경간장을 1.5∼3.0m 정도를 흔히 사용하여 왔으나 근래에는 기술과 장비의 발달로 장경간화 추세에 있다.
(8) 구체형식
간척사업에 있어 배수문은 홍수배제 기능 이외에 외해로부터 조수를 차단하고 수자원 확보를 위한 담수화 및 부영양화방지 등의 중요한 역할을 하므로 그 목적을 달성할 수 있도록 구체형식을 선정하여야 한다.
(9) 구체형식의 설계
① 배수문은 철근콘크리트 구조가 일반적이며 간척사업에서 가장 중요한 구조물이라 할 수 잇다. 방조제, 담수호와 함께 관광자원으로서도 역할을 할 수 있도록 시설기능, 역학적 안전성, 경제성, 미관, 유지관리 측면을 고려한 구체형식의 검토선정이 필요하다.
(10) 기초처리
① 기초지반의 지질, 토질조건, 구조물의 특성, 시공조건, 환경조건, 공사비, 시공 계획에 따라 적합한 기초처리를 해야 한다.
가. 직접기초의 경우 지지력이 크고 침하량이 극히 적은 양질의 지지층에 적용된다.
나. 말뚝기초의 경우 지지층이 깊은 경우 푸팅의 설치에 지장이 없고 구조물 하중이 크기 않을 때 유리하게 적용될 수 있다. 말뚝기초는 지지층에 의해 지지하는 것이 원칙이나 지지층에 도달하는 것이 중간층의 상태로 인하여 곤란한 경우 등에는 마찰말뚝, 불안적 지지말뚝을 사용하는 것을 검토해야 한다. 말뚝 기초는 많은 종류가 있고, 설계, 시공상의 특징도 크게 다르므로 말뚝 종류 선정에도 충분한 검토가 필요하다.
다. 케이슨 기초의 경우 지지층이 깊은 대형구조물에 적절하며 말뚝기초가 어려운 곳에 적용된다.
위와 같이 각 기초에는 서로 다른 특징이 있으므로 이에 대한 충분한 비교 검토후 목적에 적합한 것을 선정해야 한다.
(11) 하상세굴 방지대책
① 하천, 하구 또는 간척지 외곽시설로서 배수문을 설치할 경우 하상이 세굴 되는 것을 방지하기 위하여 필요에 따라 상하류측에 조도계수가 큰 재료로 세굴방지공을 설치해야 한다.
② 구조물 설치로 인하여 홍수, 평수유출 또는 방조제 끝막이때 하상이 세굴되는 것을 방지하고 구조물을 보호하기 위하여 세굴 방지공으로 물받이공과 바닥보호공이 계획된다. 세굴방지공은 하상에 따라 수평으로 설치되는 것이 원칙으로 되어 있으나 내외수위 조건에 의해서 도수장이 길어질 경우 공사비와 시공성을 고려하여 정수지 등의 유속감세 공법을 적용하여 유속을 서서히 감소시켜 흐르도록 해야 한다.
가. 도수장
문비개방시 통과유량에 의한 도수장은 실측 또는 수리모형 시험에 의하여 정하는 것이 좋으나 수리계산에 의한 추정방법은 부라이(Bligh)식, 스메타나(Smetana)식 및 아산배수문에서 실측분석에 의한 이희영식이 있다.
나. 정수지
정수지 형식은 順경사형, 역경사형, 강제도수형 등 여러 가지 형태가 있으나 문비의 배수능력, 감세기능 및 하류하상에 끼치는 영향에 대하여 신뢰할 수 있는 해석과 판단이 얻어지는 경우 외에는 모형실험을 통하여 계획되어야 한다.
각 정수지에 대한 제 규정은 농업생산기반정비사업 계획설계기준(농업용댐편)의 감세공 규정을 따른다.
(12) 수문
① 수문비
수문비는 강재를 주요 부재로 하며 일반적으로 扉體(지승부호함), 戶溝, 고정부, 개폐장치로 구성된다.
이 기준에 있어 강제이외의 수문비(스테인레스(Stainless)강제, 알루미늄(Aluminum)제, 강화 플라스틱(Plastic)제)는 대상으로 하지 않았다. 비체는 수압을 직접받는 부분과 하중을 고정부에 전하는 부분이며, 호구는 콘크리트속에 묻혀서 비체의 수밀부와 접촉, 지수하는 부분을 말한다. 고정부라 함은 비체의 지승부(支承部)로부터 콘크리트에 하중을 전하는 부분이지만 힌지형식 이외에서는 일반적으로 호구라고 칭하고 있다. 비체를 개폐하기 위한 것을 개폐장치라 한다.
② 배수문
배수문은 하구 또는 방파제방 등을 횡단해서 설치하는 수문비이며 고조의 거슬러 올라옴을 방지하고 홍수시에 내수위를 조절하는 기능을 가지고 상시 사용상태에 있는 것과 상시 사용상태에 있지 않은 것이 있으며 슬라이드-게이트(Slide Gate), 로울러 게이트(Roller Gage), 장경간 로울러 게이트, 마이터 게이트(Mitre Gate), 플랩 게이트(Flap Gate), 바이서 게이트(Visor Gate)및 진도 게이트(Botton Hinge Flap Gate) 등이 사용되고 스톱-로그 (Stop Log) 프로팅 게이트(Floating Gate) 등은 문비의 수리용으로 사용된다.
③ 통선문
선박이 통행하는 곳에 설치된 둑 수문으로 선박의 안전한 통행을 목적으로 설치하는 수문비이다.
통선을 위해 사용 회수가 많은 게이트이므로 구조가 간단하고 작동에 확실한 것이어야 하며, 로울러 게이트, 레이디얼 게이트, 마이터 게이트, 색터 게이트(Sector Gate) 및 횡인(橫引) 게이트(Sliding Gate) 등이 일반적으로 사용되고 배수용 소형게이트를 같이 달고 있는 것도 있다.
④ 제염수문
간척지의 제염을 위하여 제염 수로에 설치되는 수문비이다. 일반적으로 하구 둑 또는 대규모 간척지구에 설치되며 조위가 낮을 때 비중차를 이용하여 저류지 저위부의 염분을 해측에 방류하는 것으로 구조가 견고하고 개폐가 확실한 것이어야 하며 슬라이드 게이트, 로울러 게이트, 게이트 밸브(Gate Valve) 및 버터플라이밸브(Butterfly Valve) 등이 사용된다.
⑤ 어도수문(Fishway Gate)
하구둑 등 하천의 배수문상, 하류측 수위차가 있는 상태에서 어류가 거슬러 올라가도록 수로에 설치하는 게이트이다.
⑥ 수문 설계 조건
수문비는 다음 조건에 적합하도록 설계해야 한다.
가. 예상되는 하중에 대하여 안전할 것
나. 충분한 수밀성을 갖도록 할 것
다. 개폐가 용이하고 확실할 것
라. 내구성이 클 것
마. 사용함에 있어 유해한 진동이 생기지 않을 것
바. 보수가 편리할 것
⑦ 개폐장치의 선정
개폐장치 형식은 수문비의 종류, 크기, 사용목적, 사용빈도 및 설치장소를 충분히 고려하여 선정해야 한다.
가. 와이어-로프 원치 식 : 중형 수문비 및 대형 수문비에 널리 사용된다.
나. 스핀들시 및 랙식 : 소형 수문비(10㎡이하)에 적합하다. 또한 대형 수문비(50㎡이상)이상 도는 고양정(수두 25m이상)의 수문비에는 구조상 무리가 있으므로 사용하지 않는 것이 좋다.
다. 유압실린더식: 고압게이트에 널리 사용된다.
⑧ 개폐용 동력장치
수문비에는 언제든지 신속하고 확실하게 개폐할 수 있는 동력장치를 설치해야 한다. 다만, 간단한 수문비에 대해서 수동설비로 할 수 있다. 동력설비로서는 일반적으로 전동기가 사용되지만 소규모의 지구에서는 내연기관을 사용하는 경우도 있다. 이 경우에는 관리의 적정성, 홍수발생빈도, 수위 상승속도를 고려하여 동력장치의 형식, 대수 등을 결정할 필요가 있다. 부력이나 카운터 웨이트(caunter weight) 등을 이용해서 개폐하는 수문비의 경우에는 부력으로 비체기 진동하지 않도록 하는 대책도 필요하다.
수동설비의 경우 인력권상(捲上)능력은 10㎏이하로 필요높이를 30분정도 권상할 수 있는 것이 일반적인 한도이며, 그 이상의 것에는 소형동력 설비가 필요하게 된다.
⑨ 개폐속도
비체의 개폐속도는 사용목적에 적합해야 하며 상하류에 대한 영향 등을 고려해서 보통 0.3∼0.5m/min정도로 한다.
다만 자동제어 또는 기타 장치의 개폐속도는 0.1m/min정도이고, 통선문 등에서는 1.0∼5.0m/min정도로 한다. 또 전도게이트 등으로 유량조절을 할 경우 개폐속도는 10∼20분 정도로 한다.
⑩ 양정
비체의 양정은 권상(捲上)후에 있어 유수의 부유물에 대해 안전하도록 결정해야 한다.
홍수배제시 권상후 비체의 하단과 유수면과의 간격은 부유물의 크기. 형상 등에 따라 결정되어야 하지만 권상후의 비체의 하단은 설계홍수량을 방류시의 월류수면보다 1.5m이상의 여유가 필요하다. 다만 월류수심이 2.5m이하에 있어서는 1.0이상으로 한다.
⑪ 예비동력설비
가. 중요한 수문비는 홍수시에 송전선의 고장 등으로 상용의 전력이 정지했을 때를 대비하여 신속하고 확실하게 조작할 수 있는 예비전력 설비를 시설하여야 한다.
상하류에 중대한 피해를 까칠 우려가 없거나 비체의 부력을 이용한 자동전도게이트 등의 시설에서는 예비전력설비를 시설하지 않아도 되는 경우가 있다.
나. 예비전력설비로서는 일반적으로 내연기관발전소가 설치되며 또 예비전원을 송배전선로에서 직접분기해서 수전하는 일도 있으나 상용전원과 동시에 정전이 생기지 않는 다른 송전계통에서 수전하는 것으로 하고 그 전원이 확실히 예비동력으로서의 기능을 수행할 수 있어야 한다. 또한 예비동력으로서 내연기관을 수문비의 개폐기구에 직결한 예도 있다.
⑫ 문비의 재료
수문비 제작자는 사용전에 재료시험을 거쳐 KS에 부합되는가를 확인해야 한다. 다만 그 재료가 제철회사가 시행한 재료시험성적표로서 인정되면 수문비제작자의 시험으로 대체할 수 있다.
⑬ 재료시험
가. 재료를 사용할 경우 검사, 시험 및 제조의 방법에 대해서 강재의 검사통칙(KSD0001) 및 비철금속재료의 검사통칙(KSD0002)을 준용한다.
나. 특히, 두께가 큰 것 및 특수한 재료를 사용할 경우는 그 재료의 용접성 기타에 대해 시험하는 것으로 한다.
⑭ 비체 호구, 고정부는 허용응력 범위에서 적용한다.
(13) 기타 사항은 농업생산기반정비사업계획설계기준 농지배수편(KDS 67 45 20 : 2017) 계획을 참조한다.
4.2.3.5 어도 및 통선문
(1) 어도
하천에 폭포, 제수시설, 하구를 가로막은 방조제 등이 있어 어류의 통행이 불가능한 경우 이동의 목적이 달성될 수 있도록 만든 수로 또는 장치를 총칭하여 어도라 한다.
어도구조는 통수량, 조절장치 및 부속시설에 따라 어류의 군집율과 이동율이 다르므로 이상적인 어도는 어류의 생태와 하구 둑 시설 등 주변여건에 맞은 시설형식이 되도록 계획해야 한다.
① 어도의 종류
가. 수로식 어도
(가) 평면식 어도 : 통수만을 하는 원시적인 수로이며, 단순통선문, 댐의 개구, 제염암거 등이 해당된다. 연어, 송어 등 유영력이 강한 어류에게는 이와 같은 어도로 충분한 경우가 많다.
(나) 도벽식 어도 : 수로내에 유세를 완화하는 제수용 도벽이 설치된 것을 도벽식 어도라 한다.(주 이용어종 : 은어, 피라미 등)
(다) 계단식 어도 : 평면경사수로에 제수용 격벽을 설치하여 저유와 월류가 발생하도록 설계된 어도이며, 대부분의 어도가 이 형식이다.(주 이용어종 : 연어, 송어, 농어, 숭어 등)
(라) 역류식 어도 : 수로내 통수유속이 너무 빨라 어류의 영력한계를 초과하는 경우 특수한 제수벽 또는 장치를 설치하여 물을 역류시켜 수류를 억제시키는 형의 어도이다.(주이용 어종: 은어, 송어 등)
(마) 터널식 어도 : 일반 어도에 천정을 두어 채광과 통풍용 창구를 설치한 것이며 연어용 어도로서 낙차가 작은 곳에 적합하다. (주 이용어종 : 연어, 송어, 농어, 숭어 등)
(바) 장어 어도 : 장어의 행동, 습성을 응용하여 암거, 토관 또는 돌망태 내에 옥석, 나뭇단, 대패밥, 마디를 뚫은 대나무 등을 채운 것을 사용한다. 장어역상용(長魚逆上用)은 원통형돌망태에 대패밥 등을 넣어 격리판에 부착시키며, 강하용(降下用)은 언벽(堰壁)에 구멍을 뚫거나 하천변에 따라 수로를 만듦으로서 목적을 달성할 수 있을 것이다. (주 이용어종 : 뱀장어, 참개유생)
나. 엘리베이터식 어도
일종의 트램식 어도라고 할 수 있으며, 동력으로 어류를 떠올려 상류쪽에 방류시키는 고댐에 적용한 형식이다. 이 방법은 독립적으로는 효과를 기대할 수 없으며, 유어(誘魚)장치, 연결수로, 저류지 등의 부속시설이 필요하다.(주 이용어종: 일반어종)
다. 록크 게이트식 어도
문비를 개폐하여 수실을 만들고 내부수위를 조절하여 소상어(遡上魚)를 상류로 유도하도록 되어 있으며, 통선문과 같은 형식이다. 일반적으로 통선문 상하류측에 양수기에 의한 방류장치를 어류유인용으로 병설하여 대용하는 사례가 많다(주 이용어종 : 일반 어종)
라. 기타 어도
어도의 효과향상과 특수목적으로 설치되는 어도로서 트랩식 어도, 포어(捕魚)용 어도 유인(誘引)水式 어도, 선형어도, 부어도(浮魚道) 등이 있다.
마. 부속시설
마. 어도의 효과를 향상시키기 위하여 통수량조절과 유도유인장치 시설이 필요하다.
② 어도의 구비조건
어도가 효과를 충분히 발휘하기 위한 조건은 다음과 같다.
가. 출입구를 쉽게 발견하거나 이것이 어류를 유인할 수 있을 것
나. 방류수량 및 방수상태가 적당할 것
다. 모든 어종체장에 적합한 구조일 것
라. 어류손상이나 극도의 피로를 주는 구조는 피할 것
마. 유지관리가 간편하고 비용이 절감되는 구조일 것
바. 견고하고 내구성이 있는 구조
(2) 통선문
① 하천제수시설, 하구언 또는 방조제를 축조할 경우 통선시설을 계획하여 선박의 통행이 가능하도록 할 필요가 있으며, 통선문은 지반, 파랑, 조류, 표사, 수위차 등의 자연조건과 통과선박의 크기와 수 등을 고려하여 원활한 통선이 되도록 위치를 선정해야 한다.
② 통선문이란 수위가 다른 두 수면간을 선박이 운항가능토록 하는 시설로서 지구내 배후지의 이용 상황이나 육상교통조건 등과 앞으로의 계획을 충분히 고려하여 계획되어야 한다.
4.2.3.6 가물막이 및 붙임 배수로
(1) 가물막이
수중 또는 흐름에 접한 곳에 구조물을 설치할 때 육상시공조건과 동일상태로 계획하는 것이 일반적이며, 본구조물의 건설을 위해 임시로 계획되는 물막이를 가물막이라 한다.
가물막이는 토압, 수압 등 외력에 견딜 수 있는 강도와 수밀성이 요구되나 가구조물로서 철거하기 쉽고 경제적이어야 한다.
① 계획기준
가물막이는 본 공사시행이 편리하도록 작업공간의 여유를 고려하여 계획되어야 하며, 계획단면은 다음 조건을 비교 검토하여 재료와 단면형을 선정함이 좋다.
가. 가물막이 내에서는 육상시공조건과 동일상태로 시공할 수 있도록 지수성이 있어야 한다.
나. 토압, 수압, 파랑 등 외력에 대하여 안전한 구조가 되고 1.2이상의 안전율이 있어야 한다.
다. 본 공사시행에 필요한 임시 시설물이므로 기상과 해상자료는 20년 빈도 값이 일반적 기준이 되지만 재해발생의 경우 공사현장 뿐만 아니라 주변피해가 예상될 경우 계획빈도 값을 상향 조정하되 과대공사가 되지 않도록 해야 한다.
라. 본 공사 완료 후 제거작업이 용이하고 안전성 있는 단면을 계획한다.
② 단면형식
가. 가물막이 재료는 토석과 강널말뚝을 많이 사용되며 강널말뚝의 경우 1열강널말뚝, 2열강널말뚝 및 셀(cell)형 강널말뚝으로 분류될 수 있다. 일반적으로 재료의 구득이 쉬운 토석제형이 많이 적용되고 있으나 유속, 파랑, 기초지반조건 및 공사비 등의 제여건에 따라 강널말뚝형이 적용될 경우도 있다.
나. 기초지반과 사면안전도 검토결과에 따라 적정한 성토 기울기를 정해야 한다. 특히 성토 기울기는 파랑의 런업 조건에 맞도록 계획되어야 하며, 평균해면고 이하부위는 시공중 파랑에 의한 침식과 사면보호공과의 관계를 고려하여 적정기울기가 되도록 하는 것이 좋다.
(2) 붙임배수로
① 붙임배수로는 배수문을 기준으로 內(潮)側과 外(海)측 배수로로 구분될 수 있다. 내외측 배수로단면은 모두 계획홍수를 충분히 배제할 수 있도록 계획해야 한다.
② 배수문의 홍수배제 능력검토시 계산되는 내외수위는 내외측 붙임배수로 전구간을 포함하여 부정류법으로 검토되는 경우를 제외하고는 문비를 통과하는 지점에서의 수위를 나타내는 것이 일반적이므로 붙임 배수로 단면 산정시 이와 같은 검토방법상의 문제점을 고려해야 할 것이다. 붙임 배수로 연장이 짧을 경우는 어려움이 없을 것이나 내측배수로의 연장이 길어질 경우는 유입부에서 배수문까지 수위차는 10㎝이내가 되도록 부정류법 등으로 수면변화를 검토하여 단면을 정하면 좋으나 수로장이 길고 지구여건이 나쁜 경우 20㎝를 초과하지 않도록 계획하는 것이 좋다.
③ 외(해)측 배수로는 조위와 배수(갑)문 문비지점의 계산외수위와의 차를 내측배수로와 동일조건으로 검토하여 원만한 홍수배제가 될 수 있도록 계획해야 한다. 특히 내외측 붙임 배수로의 각 수위차의 합이 무리하게 큰 경우는 지구내 배수불량 등을 초래할 수 있으므로 배수문 위치와 붙임 배수로노선의 재선정 등의 검토가 필요하다.
④ 수리설계 : 가정한 수로단면의 적정성 판단을 위하여 부등류 또는 부정류법으로 수위차 검토를 해야 한다.
4.2.4 지구내 배수
(1) 간척지의 배수는 지형적인 특성을 고려하여 배수불량 원인을 분석하고 적절한 대책을 강구해야 하며 토지이용계획에 알맞은 배수계획을 구상해야 한다.
4.2.4.1 계획의 구상
(1) 간척지는 지형적인 특성으로 대부분 해안에 발달된 저평지로서 경사가 완만하며 담수호 수위의 영향을 받아 배수가 불량한 경우가 많다. 따라서 지형적인 특성에 따른 배수불량원인을 분석하고 적절한 대책을 강구해야 한다.
(2) 간척지의 토지이용계획은 사업구역의 자연적인 입지조건 및 경제․사회적인 특성을 최대한 활용하여 이용목적별로 단지를 적정배분 함으로써 개발의 잠재수익을 효과적으로 발굴하고 자원을 최대한 활용할 수 있도록 계획하며 배수계획은 이러한 토지이용계획에 알맞은 시설계획을 구상하여 지표수와 흙속의 과잉수를 효과적으로 배제할 수 있도록 계획을 수립해야 한다.
4.2.4.2 계획 배수량
(1) 배수계획을 수립할 때의 계획배수량은 홍수시 배수는 물론 평상시 배수도 고려해야 한다.
(2) 간척지배수는 홍수시 배수와 평상시 배수로 구분할 수 있다.
(3) 홍수시 배수는 담수호나 배수 본천의 수위상승으로 인한 외수의 역류를 막고 내부유역의 유출수를 신속히 배제하여 침수로 인한 피해를 줄이는데 목적이 있으며 평상시 배수는 영농기간 중 작물의 생육에 알맞은 지하수위를 유지하도록 하여 토지생산성 및 노동생산성을 향상하고 합리적인 포장 물 관리를 하는데 목적이 있다. 특히 간척농지에서의 암거배수에 의한 제염촉진은 필수적이라 할 수 있다.
(4) 지금까지의 배수계획은 홍수시 침수방지를 위한 지표배수에 역점을 두는 경우가 대부분이었으나 농경지에서 완전한 배수개선의 효과를 기대하려면 지표배수와 지하배수를 동시에 시행하는 것이 중요하므로 양자를 병행하여 검토해야 한다.
(5) 홍수시 배수는 계획기준 강우로 내부유역에서 발생하는 유출수를 계획기준 외수위아래에서 가능한 한 수익 구역내에 담수하지 말고 수익 구역내에서 빨리 배수할 수 있도록 계획한다. 다만, 수익 구역내에서 재배되는 작물이 담수를 허용하는 경우에는 피해정도를 감안하여 어느 정도 담수하게 할 수 있다.
(6) 평상시 배수는 지하수로부터의 배수, 주택지 등으로부터의 배수 등을 포함한 배수량을 계획기준외수위 아래에서 정상적으로 수익구역 밖으로 배제하도록 할 때 그 배수로수위가 계획기준 내수위를 유지하도록 계획한다.
4.2.4.3 계획기준치의 결정
(1) 계획기준 강우량
① 홍수시 배수계획의 기본이 되는 유출량은 계획기준 강우로부터 추산하되 피크 유출량을 계획의 기본으로 하는 경우는 단시간 강우강도를 대상으로 하고, 유출량 하이드로그래프를 계획의 기본으로 하는 경우는 적당한 분포를 가진 연속강우를 계획의 대상으로 택하는 것을 원칙으로 한다.
(2) 계획기준 내수위
① 홍수시 계획기준 내수위는 피크수위 때의 허용상한수위로서 수익구역내의 가장 낮은 경지면(답)표고로 정한다. 단, 수익구역 내에서 담수를 허용하는 경우는 지구내 가장 낮은 경지면 표고에 허용담수심을 더한 높이로 정한다.
(3) 계획기준 외수위
① 배수구에서의 계획기준, 외수계획의 기본방침을 결정하기 위한 중요 기준치이며 외수상황(담수호, 바다, 하천 등)을 고려하여 정한다.
② 자연배수방식을 채택하는 경우는 과거의 외수위자료로부터 계획 확률빈도의 홍수시에 자연배수가 이루어질 수 있으면 된다. 반면에 지구내에 일시담수를 허용하고 배수문이나 배수기로 유입량을 배제하고자 계획하는 경우는 외수위 하이드로그래프를 정하는 방법이 문제가 된다.
(4) 암거배수량
① 암거배수량은 경지구획의 평탄도, 넓고 좁음, 토양의 투수도, 토지이용형태 등에 다라 10∼50mm/일로 정한다.
② 암거배수의 주요한 역할은 토양중의 과잉수 배제뿐만 아니라 최근의 조사연구에 따르면 지표잔류수의 배제에도 중요한 역할을 하고 있는 것으로 새로이 인식하게 되었다. 따라서, 계획암거배수량은 지표잔류수 및 토양중의 과잉수를 허용시간 내에 배제해야 하는 양이라고 정의할 수 있다. 지표유출후의 지표잔류량은 지표의 평탄도에 의하여 정한다. 경지정리사업의 평탄도의 기준(±5㎝)에 따라 고려하면 지표잔류량은 0∼50mm정도가 된다. 따라서 지표잔류수의 최고값을 50mm정도 취하면 무난할 것이다. 지표잔류수의 목표배제일수는 기존의 시험자료와 경험 등을 종합해 보면 벼 재배의 경우는 기계의 도입이나 적정한 물관리를 위해서 논바닥의 물 배제는 대략 1∼2일 이내에 가능하도록 하고 밭작물의 경우는 1일 이내에 배제되도록 한다. 여기서 지표잔류수 배제를 위한 계획암거배수량은 평균 10∼50mm/일가 된다.
(5) 지하수위 및 지하수위 저하속도
① 지하수위와 작물생육과의 관계, 지내력과의 관계, 토양상태와의 관계는 농업생산기반정비사업계획설계기준 “농지배수편” (KDS 67 45 20 : 2015)을 참조한다.
4.2.4.4 배수로
(1) 노선선정
배수로선의 배치를 배수구의 위치는 기술적으로 가능한 몇가지 안을 세워서 수익구역내외의 지형, 배수목적과 그 방법, 용지취득의 난이, 배수관행, 유지관리 등과 비교 검토하여 가장 유리한 안을 결정한다.
① 배수구의 위치
가. 될 수 있는 대로 자연배수가 가능한 지점일 것
나, 배수통문이나 배수장을 설치할 경우는 기초가 양호한 지점일 것
다. 배수구가 유사나 비사(飛砂)로 폐쇄되지 않는 위치일 것
라. 고조 등 외수에 대해서 위험한 장소는 피할 것
② 간선배수로
가. 선형은 기존 유로를 이용하고 가급적 직선으로 한다. 단, 경사가 급한 하천을 기간배수로로 개수 이용할 경우는 지나친 직선화를 피하여 기존 유로 등을 이용하도록 하면서 직선을 투입하여 완만하게 사행시키는 것이 안전하다. 토질이 불안한 곳은 가급적 피하며 도한 인가, 교통시설에 위험을 주지 않아야 한다.
나. 원칙적으로 절토 수로단면을 확보하고, 축제배수로는 가급적 피해야 하며 노선은 지구의 최저위와 중앙부를 통과하도록 정한다. 지구의 일부를 기계배수할 경우에도 상단배수로 하단배수로로 구분하여 자연배수의 활용을 최대한 검토한다.
다. 전 지구를 모두 기계배수할 경우도 고위부, 저위부, 혹은 중위부 등으로 나누어서 배수로를 2단 또는 3단식으로 배치함으로써 배수경비를 절약할 수도 있으므로 충분히 검토해야 한다.
③ 배수지선 및 배수지거
가. 이들의 배치는 배수간선의 위치, 경지의 구획형상, 도로, 용수로 배치 등을 고려하여 결정하며 일반적으로 평탄한 답지대는 배수지거를 용수지거와 교호로 평행하게 배치한다.
나. 간선과 지선과의 합류는 흐름에 부응하도록 접합시키고 도한, 지선과 지거의 합류는 직각으로 설치하는 것이 보통이다.
다. 지형에 따라서 용수로와 겸용할 경우도 있으므로 논의 밭 전환 이용이나 용배수 관행 등도 충분히 고려하여 검토한다.
④ 노선선정 요령
가. 1/1,000∼1/5,000의 지형도를 기본으로 현지답사도 실시하여 가능한 몇 가지 비교 노선을 선정한다. 다음에 각 노선에 대해서 수위, 수로공정, 구조 등을 결정하고, 다시 토질이용 형태 등의 사회적 조건 등도 충분히 조사하여 배수계획의 타당성과 건설비의 비교검토를 하여서 노선을 결정한다.
(2) 배수로의 설계유량 및 수위
① 배수로의 설계유량 및 설계수위는 홍수시의 빗물배제와 평상시의 지하수위 제어의 두 가지 기능을 감당할 수 있어야 하며 배수구에서의 배수방식에 따라 결정되어야 한다.
② 배수로의 단면형과 기울기는 평상시 배수의 설계유량과 설계수위로부터 홍수시 배수의 설계유량과 설계수위에 이르기까지 어느 것이나 만족하도록 정해야 하며 배수로 말단부인 배수구에서의 배수방식 즉 기계배수를 해야 하는지 자연배수가 가능한지를 검토한 후 결정해야 한다.
가. 설계유량
수익 구역내에 배치하는 동일계통의 배수로는 비유량(어느 단면의 설계유량을 그 지점이 지배하는 유역면적으로 나눈 값)의 값이 전노선에 걸쳐 단면에서나 모두 동일치가 되도록 하는 것을 원칙으로 한다. 다만, 지형 등에 따라서 약간 수정할 수도 있다. 그리고 중간에 유수지가 있을 경우는 그 상하류에서는 비유량은 변하게 된다. 비유량은 홍수시와 평상시에 서로 다르다. 홍수시 배수의 비유량은 일시저유현상이 발생하지 않는 지역일 경우 배수구에서의 피크 유량을 그 유역면적으로 나눈 값을 채택하는 것이 원칙이다. 그러나 기계배수의 경우와 자연배수라 하더라도 담수를 허용하는 배수방식일 경우는 내수저유효과와 경제성을 고려해야 하므로 지구내 계획배수량과 배수구 최대 배제 가능량(설계수위 상태에서)에 어느 정도의 여유(1.5배정도)를 고려한 유량을 비교하여 안전한 유량을 채택해야 한다. 이에 대응하여 평상시의 비유량은 평상시 배수량을 유역면적으로 나눈 값으로 규정한다. 지구내에 있는 배수로의 수로구간(인접하는 합류점의 사이에 끼어있는 수로)은 모두 그 수로의 비유량에 그 구간의 지배유역 면적을 곱한 값을 그 수로구간의 설계유량으로 한다.(다만, 하류측 인접구간의 설계유량과의 차이가 작을 때 즉 1/4이내에 변화가 생겼을 때는 이것과 같게 취하여도 된다).이렇게 하여 각 구간마다 고유한 설계유량을 정하게 된다.
나. 설계수위
배수로의 설계수위도 홍수시와 평상시가 서로 다르다. 홍수시 배수의 설계수위는 수로에 연한 지면표고를 초과하여서는 안 된다. 이에 대하여, 평상시배수의 설계수위는 포장에 매설한 배수암거 출구의 표고를 초과하면 안 된다. 그러나 설계수위는 설계유량과 같이 간단하게 정해지는 것이 아니다. 배수기능적인 입장에서 보면, 설계수위는 가급적 낮은 것이 좋으나, 수로의 건설비용 측면에서 보면 높은 편이 바람직하다. 따라서 설계수위는 이러한 조건을 고려하여 가장 적절하다고 판단되는 것을 채용하되 계획 내수위를 초과할 수는 없다. 또한, 기계배수방식일 경우 펌프의 초기 흡수위와의 상관관계를 고려해야 한다. 배수로의 단면설계는 일반적으로 다음과 같이 한다. 먼저, 홍수시배수의 설계수위에 대한 수로의 상류단에서 하류시에 이르는 각 수로구간 서로서로의 표고관계를 감안하여 홍수시 배수에 대한 설계수면 경사선을 각 수로 구간마다 그린다. 홍수면 경사선의 밑에서 배수시의 설계유량을 유하시킬 수 있는 수로나비와 수심을 구한다. 이렇게 하여 배수로의 통수단면적이 구하여 진다. 다음은 위와 같이 하여 구한 수로에 대하여 평상시 배수의 설계유량을 사용하여, 하류부에서부터 평상시배수의 수면을 추적하여 그 배수곡선이 설계수위를 초과하지 않음을 확인하고 이에 따라, 수로바닥높이의 타당성을 검토한다.
(3) 배수로의 통수능력과 배치
① 배수로는 설계유량을 안전하게 처리할 수 있는 통수능력을 가져야 하고 그 지구의 배수가 가장 효과적으로 배제될 수 있는 위치에 배치되어야 한다.
② 배수로의 통수능력을 결정하는 인자중의 하나로 조도계수를 들 수 있다. 배수로의 유지관리가 불충분하면 자초가 무성하게 되며 조도계수가 크게 증가하게 된다. 따라서 어느 정도의 관리를 전제로 한다 하더라도 조도계수는 몇 년 지난 다음의 값을 예상하여 그 갓을 사용해서 단면을 결정하는 것이 바람직하다. 이렇게 한다면 관리를 잘 할 경우에는 여유를 준 것과 같은 결과가 된다. 배수로의 위치는, 자연배수가 될 수 있도록 얕은 곳에 배치한다. 수로 기울기는 지형이 지배하지만 일반적으로 허용최대유속의 범위 안에서 급한 경사로 하는 것이 바람직하고 또 단면의 형상은 수리적으로 유리한 단면으로 한다. 일부 라이닝을 한다. 간선배수로의 계획고는 홍수시를 고려해서 결정해야 되며 평상시의 배수관리를 위하여 지선의 유입부에 수위조절용 시설을 할 필요가 있다. 이 때 지선 수로내에서는 수초가 무성하기 쉬우므로 주의해야 한다.
(4) 배수로의 종단기울기 및 단면
① 배수로의 종단기울기는 수익구역의 지형, 배수로선의 배치 배수구의 위치로부터 허용 최대유속 및 소유유속을 고려하여 가장 유리하도록 결정한다. 배수로의 단면은 원칙적으로 매닝(Manning) 평균유속공식을 사용하여 설계유량을 통과시키도록 계산한다.
② 배수로의 종단기울기는 배수구의 위치와의 관계에 따라서 제약되는 경우가 많은데, 일반적으로는 최대허용 유속이내에서 경사가 급할수록 유리하다. 또 경사가 너무 급하여 최대허용유속을 초과할 경우는 낙차공, 급류공 등을 설치하여 기울기를 완화하거나, 라이닝으로 최대허용유속을 증가시키도록 한다. 반대로 기울기가 너무 완만할 경우는 유출토사의 퇴사나 수초의 번무로 통수능력을 크게 저해하는 일이 있으므로, 통수장해물을 소류할 정도의 유속은 가지도록 계획한다. 유량계산은 원칙적으로 만닝 평균유속공식을 사용하여 계산한다. 계획수로의 깊이를 결정할 때는 이상의 계산결과를 기본으로 지구내에 매설하는 암거의 깊이 등을 고려할 필요가 있다.
(5) 호안공
① 호안공은 낙차공 등에 의한 종단기울기 조정을 검토한 다음에 필요한 경우에 시공한다. 시공개소는 현지의 실정에 맞추어서 계획한다.
② 호안공은 유수작용으로부터 배수로의 비탈을 보호하기 위하여 필요할 경우에 배수로의 안쪽 비탈 또는 안쪽 소단에 설치한다.
③ 호안고는 배수로 설치지점의 토질, 배수로내의 최대유속, 담수에 의한 수위변동 또는 수위급강하에 의한 영향, 융설 때의 영향 등을 검토한 다음 필요한 범위까지로 한다.
④ 호안공의 종류는 콘크리트, 연결블럭, 블럭, 아스팔트포장, 콘크리트 책거(柵渠), 널말뚝 등이 있는데 현지상황에 따라서 결정한다.
(6) 낙차공 및 급류공
낙차공은 배수로의 안전한 기능유지를 위하여 주어진 경사도 배분 중에서 생기는 잉여낙차를 조정하는 구조물이며, 수로 중에서 큰 에너지가 집중하는 곳이므로 위치 및 구조에 세심한 배려를 해야 한다. 다단식 낙차공으로 된 경우는 지형조건에 따라서 급류공이 유리한 경우도 있으므로 비교 검토해야 한다.
① 위치
직선부로 흐름이 안전한 지점을 선정하며, 직상류나 직하류에 굴곡이 있는 지점을 피한다.
② 낙차
낙차공은 잠몰상태로 되면 크게 감세효과를 상실하므로 가급적 잠몰하지 않도록 하류수위를 취한다. 부득이 잠몰상태로 될 경우는 하류쪽 보호를 충분히 길게 취해야 한다.
③ 규모
낙수구는 상류쪽 개수로의 수면폭을 축소하지 않도록 한다.
(7) 낙수구와 합류공
① 낙수구공 및 합류공의 배치와 그 구조는 유입위치, 유입배수로의 상태 등을 고려하여 가장 효과적이고 또한 경제적이 되도록 결정한다.
② 이를 배수로의 부대시설물은 계획노선에 연하여 상세한 조사를 하고 지방민의 의견을 충분히 파악하여 그 위치, 규모를 결정한다.
(8) 굴착토량의 유용
① 굴착토량은 가능한 한 성토부분에 유용해야 하며 그 성질에 따라 합리적 유용계획을 수립해야 한다.
② 간척지 토양은 염분이 함유되었거나 산성토양일 경우가 많으므로 배수로 굴착토량은 도로 등의 성토재료로 유용하는 것이 바람직하며 물리적 화학적 성질에 따라 경지에 살포할 수 있는지의 여부를 결정해야 한다. 경제성을 고려하여 경지에 살포해야 할 경우 토층개량계획을 동시에 수립해야 한다.
4.2.4.5 배수문
(1) 농업생산기반정비사업계획설계기준 농지배수편(KDS 67 45 20 : 2017) 배수(갑)문 계획 부분을 참조한다.
4.2.4.6 배수장
(1) 농업생산기반정비사업계획설계기준 농지배수편(KDS 67 45 20 : 2017) 계획 부분을 참조한다.
(2) 농업생산기반정비사업계획설계기준 양배수장편(KDS 67 30 20~60 : 2017) 계획 부분을 참조한다.
4.2.4.7 암거배수시설