댐-하천 설계홍수량 차이를 고려한 합천댐 홍수기 최적 운영 방안 연구

Abstract

기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)의 제 6차 평가보고서(AR6)에 따르면 기후 변화로 인한 생물학적, 경제적 피해가 더욱 증가할 것으로 예상된다. 특히 우리나라 에서는 2019년에 역사상 가장 많은 태풍이 내습하고 2020년에는 최장기간의 강우 가 지속되는 등 이례적인 수문 사상의 발생 빈도가 증가하고 홍수로 인한 피해가 늘 어나고 있어 적극적인 대응이 필요하다. 홍수조절용댐은 유입량을 조절하여 댐 하류의 홍수피해를 예방하고 있다. 댐은 주 로 댐체의 안전을 위해 댐 상류의 200년 빈도 홍수량에 견디도록 설계되었으며 이 는 댐 하류의 상황까지 고려하지 않았다. 다수의 댐에서는 댐과 하류 하천의 설계홍 수량이 일치하지 않아 댐에서 설계빈도 이하의 홍수가 발생하더라도 하류 하천에서 홍수가 발생할 수 있다. 홍수 대응을 위해선 댐과 하류 하천의 설계홍수량을 모두 고려한 댐 운영 방안이 필요하다. 본 연구에서는 댐의 홍수기 최적 운영을 위해 저수 지 운영기법을 검토하고 댐과 하천의 연계운영을 위한 댐 운영 방안을 연구하였다. 2020년 집중호우 발생 당시 댐과 하천의 홍수 연계 운영이 부족했던 합천댐을 대 상으로 분석을 수행하였으며 저수지 운영기법(Auto ROM, Rigid ROM, Technical ROM)을 검토했다. 홍수피해를 최소화하기 위해서는 추가적인 홍수조절용량이 필요 했으며 사전방류 방식을 도입하여 홍수조절용량을 확보하고 이를 활용하는 방안을 검토했다. 댐 하류의 피해를 최소화하기 위해 댐의 무피해방류량(300 m3/sec)과 2020년 하류부 피해 직전 방류량(800 m3/sec) 이내로 운영하는 방안을 분석했다. 무피해방류량 이내로 운영하는 방안은 갈수기 대비 문제가 있기에 2020년 하류부 피해 직전 방류량 이내로 운영하는 방안만 실제 과거 홍수사상에 적용하였다. 본 연구를 통해 사전방류를 통해 확보한 홍수조절용량을 활용하는 방안은 첨두방 류량을 효과적으로 감소시켜 하류 피해를 방지할 수 있었다. 그러나 실제 강우 사상 과 설계유입량 간 강우 패턴의 차이가 큰 경우에는 추가적인 개선이 필요했다. 그리 하여 하천 정비로 인한 방류량의 변동 가능성과 예측 유입량의 불확실성을 고려하여 100년, 200년 빈도 설계유입량의 합천댐 운영 초기 수위와 첨두방류량 사이의 관계 를 작성함으로써 홍수기에 효과적인 합천댐의 운영 방안을 제시하였다.