보령댐 도수로 운영 효과 분석 - 최영제 (The Graduate School, Ajou University, 2017)
최근 전 세계적인 기후변화에 의해 강우의 변동성 증가, 기온의 증가 등 이상 기상 현상의 발생이 빈번해지고 있다. 이상 기상현상이 증가함에 따라 홍수, 가뭄 등 물과 관련된 재해의 발생 또한 빈번해지고 있다. 이 중 가뭄은 홍수와 달리 장기간에 걸쳐 발생하는 재해로 용수공급에 가장 직접적인 영향을 미치는 재해이다. 우리나라에서도 2000년 이후 총 5 회의 가뭄이 발생하여 큰 피해를 발생시켰다. 특히 2014년부터 2015년까지 중부지방을 중심으로 발생한 가뭄으로 인하여 중부지방에 위치한 충주댐, 안동댐, 임하댐, 보령댐 등 다목적댐의 저수율이 50 % 이하로 감소하는 문제가 발생하였다.(2015년 10월 기준) 그 중에서도 보령댐은 저수량 비축을 위하여 급수제한 등을 시행하였지만 2014년 1월부터 2015년 10월까지 지속적으로 저수율이 감소하는 문제가 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 국토교통부는 금강 하류의 물을 보령댐으로 공급하기 위해 금강 백제보 하류와 보령댐 상류 반교천을 연결하는 긴급 용수공급시설인 보령댐 도수로 설치를 결정하였다. 하지만 보령댐 도수로와 같이 긴급 용수공급을 위한 도수로 시설은 국내외적으로 찾아보기 힘든 시설이며 관련 연구 또한 전무한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 보령댐 도수로의 운영조건에 따른 보령댐 도수로 운영 효과를 분석하고자 하였다. 이를 위해 보령댐의 1998년부터 2015년까지의 총 18년 동안의 실측 유입량 자료와 용수공급 조정기준을 적용하여 보령댐 저수지 모의운영을 실시하였다. 보령댐 도수로의 운영조건은 도수로 미운영, 상시운영, 임시운영 Ⅰ·Ⅱ 등 총 4개 Case로 구분하였으며 각 Case 별 저수지 모의운영 결과를 이용하여 용수공급 양적신뢰도와 용수공급 조정기준에 도달한 횟수를 산정하고 이를 비교·분석하여 보령댐 도수로의 운영 효과를 분석하였다. 분석 결과 도수로를 상시로 운영하는 경우 운영초기를 제외한 모든 기간 동안 보령댐의 기본계획공급량을 충족시킬 수 있지만 도수로를 운영하지 않는 경우에 비하여 여수로를 통해 무효방류되는 물의 양이 약 2배가량 증가하는 것으로 분석되었다. 도수로를 임시운영 Ⅰ 기준(경계단계 ∼ 관심단계)과 임시운영 Ⅱ기준(심각단계 ∼ 주의단계)에 맞춰 운영하는 경우에는 도수로를 운영하지 않는 경우에 비하여 용수공급 효과는 증가하지만 무효방류되는 물의 양에는 큰 차이가 없는 것으로 분석되었다. 또한 임시운영 Ⅰ 기준과 임시운영 Ⅱ기준에 맞춰 운영하는 두 Case를 비교한 결과 용수공급량과 무효방류량에는 큰 차이가 없지만 임시운영 Ⅰ 기준에 따라 운영하는 경우 임시운영 Ⅱ 기준에 맞춰 운영하는 경우에 비하여 도수로 운영량은 약 1.7배가량 크게 발생하는 것으로 분석되었다. 보령댐 도수로는 운영 시 가압시설, 정수시설 등 부대시설의 운영비용이 발생하기 때문에 보령댐 도수로 운영은 최소로 하며 보령댐의 용수공급은 최대화 하는 것이 바람직하다. 따라서 도수로를 상시로 운영하는 것은 보령댐의 용수공급 증대 효과는 높지만 도수로의 운영 측면에서는 매우 효율성이 낮을 것으로 판단된다. 현재 보령댐 도수로는 본 연구에서 적용한 임시운영 Ⅰ기준에 맞춰 운영되고 있는데 이 경우 본 연구의 결과에 따르면 임시운영 Ⅱ기준에 비하여 도수로 운영 측면에서는 효율성이 높지 않지만 보령댐 용수공급 증대효과는 높은 것으로 분석되었다. 하지만 본 연구의 결과와 같이 도수로 운영 방안으로 임시운영 Ⅱ기준을 적용한다면 용수공급 증대효과는 감소하더라도 도수로 운영 측면에서는 효율성 높은 운영을 할 수 있을 것이라 판단된다.
학위논문(석사)--아주대학교 일반대학원 :건설교통공학과,2017. 2
Keywords: 보령댐; 보령댐 도수로; 저수지 모의운영; 양적신뢰도; 용수공급 조정기준