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취입보 기본설계 기준
1. 일반사항
1.1 목적
- 본 기준은 취입보 기본 설계에 대한 기술적인 사항을 규정합니다.
- 현지의 자연 및 사회적 제약 조건을 바탕으로 세부 설계의 기초가 되는 기본 설계를 수행합니다.
- 취입보가 갖춰야 할 기본적인 기능을 명시하고, 이를 기반으로 취입보의 기본 제원을 결정합니다.
1.2 적용범위
- 해당 사항 없음
1.3 참고 기준
- 해당 사항 없음
1.4 용어의 정의
- 해당 사항 없음
1.5 기호의 정의
- 해당 사항 없음
1.6 시설물의 구성
- 해당 사항 없음
1.7 해석 및 설계 원칙
- 해당 사항 없음
1.8 설계 고려 사항
- 해당 사항 없음
1.9 신규 기술 적용
- 해당 사항 없음
1.10 구조 설계 도서
- 해당 사항 없음
2. 조사 및 계획
2.1 조사 및 계획 일반
- 해당 사항 없음
2.2 조사
- 해당 사항 없음
2.3 계획
- 해당 사항 없음
3. 재료
3.1 재료 일반
- 해당 사항 없음
3.2 재료 특성
- 해당 사항 없음
3.3 품질 및 성능 시험
- 해당 사항 없음
4. 설계
4.1 설계 조건
- 현지의 자연적, 사회적 제약 조건을 기반으로 취입보가 갖춰야 할 기본적인 기능을 명시합니다.
- 이를 기반으로 취입보의 기본 제원을 결정합니다.
4.1.1 설계 취수량의 결정
- 설계 취수량은 계획 최대 취수 시의 취수량으로 합니다.
- 취수보 높이나 취수구 설계 조건이 되는 취수량은 관개 계획의 계획 최대 취수량을 따릅니다.
4.1.2 설계 취수위의 결정
- 설계 취수위는 설계 취수량을 취수할 때 용수로 시점에서 확보해야 할 수위에 취수구부터 용수로 시점까지의 총 손실 수두를 더한 수위 또는 토사 유입 방지에 필요한 취수구 턱 높이에 취입 수심을 더한 수위 중 높은 수위로 합니다.
- 자연 취수의 경우에는 관개기에 대략 10년 확률로 발생하는 갈수위 또는 토사 유입 방지에 필요한 취수구 턱 높이에 취입 수심을 더한 수위 중 높은 수위를 설계 취수위로 합니다.
- 보에 의한 취수의 경우에는 확보 수위에 ① 설계 취수량을 취수하는 때의 취수구로부터 용수로 시점까지의 총 손실 수두를 더한 수위와 ② 배사구 수로 턱(하상)으로부터 필요한 높이를 취한 취수구 턱 높이에 취입 수심을 더한 수위를 비교하여 높은 수위를 설계 취수위로 합니다.
- 자연 취수의 경우에는 하천 수위가 변동하므로 관개기에 대략 10년 확률로 발생하는 갈수위가 설계 취수위가 됩니다. 이 수위와 설계 취수량이 일치하는 조건을 고려하여 위의 ① 및 ②의 조건을 만족하도록 정합니다.
4.1.3 설계 홍수량의 결정
- 하천 정비 기본 계획 등의 치수 계획이 정해져 있는 경우에는 해당 계획에 따라 정합니다.
- 그 외의 경우에는 하천의 통수 능력에 따라 정합니다.
- 설계 홍수량 산정은 KDS 51 14 10 설계 수문량 설계 기준을 따릅니다.
4.1.4 설계 홍수위의 결정
- 하천 정비 기본 계획 등의 치수 계획이 정해져 있는 경우에는 해당 계획에 따라 정합니다.
- 그 외의 경우에는 설계 홍수량이 유하할 때 해당 지점에 나타나는 수위를 설계 홍수위로 합니다.
- 치수 계획이 정해져 있더라도 계획 홍수위를 변경할 수 있을 때 또는 취입보 설치로 인해 수위가 상승해도 치수상 지장이 없다고 판단되는 경우에는 취입보 설치 후 설계 홍수량이 유하할 때 해당 지점에 나타나는 수위를 설계 홍수위로 할 수 있습니다.
4.1.5 하상 변동의 검토
- 하상 변동으로 인한 취입보 기능 저하를 방지하기 위해 취입보 설치 지점을 중심으로 장래의 하상 변동을 검토해야 합니다.
- 하상 변동 검토는 KDS 51 12 30 유사 및 하상 변동 조사 설계 기준 및 KDS 51 12 35 하도 조사 설계 기준을 따릅니다.
4.2 보 설치 위치의 선정
- 취입보 설치 위치는 하천 상황, 몽리 구역 위치 등을 고려하여 필요한 취수 기능 및 구조적 안전이 확보되고 유지 관리가 편리한 지점을 선정해야 합니다.
- 보 설치 위치 선정 검토는 KDS 51 40 05 하천 보 설계 기준을 따릅니다.
4.3 구성 및 배치
- 취입보의 구성 및 배치는 설치 지점 및 주변 지형과 함께 하천 상황 등을 고려하여 필요한 시설을 선정하고 적절하게 배치되도록 결정해야 합니다.
- 취입보 구성 및 배치 검토는 KDS 51 40 05 하천 보 설계 기준을 따릅니다.
4.4 설계 제원
- 설계 홍수량 등의 설계 조건을 기반으로 상하류 영향을 고려하여 보마루 표고, 가동보 가동부 턱 높이, 가동보 가동부 경간 길이 등을 결정합니다.
- 설계 제원 결정은 KDS 51 40 05 하천 보 설계 기준을 따르며 다음과 같은 사항을 검토합니다.
4.4.1 보마루 표고
- 보마루 (가동보 문짝 꼭대기 또는 고정보 보마루) 표고는 설계 취수위에 필요한 여유고를 더한 높이로 합니다.
4.4.2 가동보 가동부 턱 높이
- 가동보 가동부 턱 높이는 턱 위에 퇴사가 생겨 게이트 개폐에 지장이 없도록 당해 지점에서 형성되는 하상에 잘 부합하도록 정해야 합니다.
4.4.3 가동보 가동부 경간 길이
- 계획 홍수량이 정해져 있는 하천의 유하 단면 안에 설치하는 가동보 가동부 경간 길이는 하천 상황, 지형 상황 등을 고려하여 치수상, 이수상 만족하도록 정합니다.
- 계획 홍수량이 정해져 있지 않은 하천의 유하 단면 안에 설치하는 가동보 가동부 경간 길이는 설계 홍수량을 계획 홍수량으로 간주하여 위의 규정에 준하여 정합니다.
- 경간 길이는 인접한 보기둥 중심선 사이의 길이를 의미합니다.
- 가동보 가동부 경간 길이는 치수상으로 홍수 시에 보기둥 사이가 유목 등으로 막혀 보 상류측 수위 상승을 가져와 제방 월류에 의한 제방 파괴라는 재해가 발생하지 않도록 가급적 길게 하는 것이 바람직합니다.
- 한편 취입보의 취수 기능 확보 측면에서는 배사구 세척 효과를 확보하기 위해 일정 나비 이하의 수로를 형성시킬 필요가 있어 경간 길이는 짧게 하는 것이 바람직합니다.
- 홍수구 경간 길이를 길게 하면 게이트 종횡비가 작아져 비틀림이 생기기 쉽고, 문짝 받이와의 사이 수밀성을 유지하기 어려워 제작 곤란, 비용 추가 등 기술적, 경제적 문제가 발생합니다.
4.4.4 침투로 길이의 결정
- 투수성 지반 위에 취수보를 설치하는 경우 다음과 같은 침투로 길이를 확보합니다.
- 지반 내를 침투하는 유수의 작용으로 인한 기초 지반 파괴를 막기 위해 유속 억제에 필요한 침투로 길이
- 보 높임 수위로 인한 침투 압력 증대로 누수량이 문제가 되는 경우 침투량 억제에 필요한 침투로 길이
4.4.5 보 상류에 끼치는 치수상 영향
- 설계 홍수량이 유하할 때 보 상류에 생기는 수위를 계산하여 치수상 지장이 없음을 확인하거나 치수 기능 확보를 위해 적절하다고 판단되는 조치를 취해야 합니다.
- 필요에 따라 수리 계산을 수행하여 치수상 안전성을 확인합니다.
4.5 수리 모형 실험
- 취입보 기능과 시공 중, 시공 후 하천 수리 현상을 검토 확인하기 위해 설계 단계에서 필요한 경우 수리 모형 실험을 실시합니다.
- 수리 모형 실험 시행 시 취입보 취수 기능, 취입보 설치에 따른 하도 영향, 취수 상 문제 등을 검토해야 합니다.
- 수리 실험에 필요한 자료는 모형 제작에 필요한 자료와 수리 실험 자체를 위해 필요한 자료를 수집합니다.
- 자유 수면을 갖는 하천의 흐름은 주로 중력과 관성력에 지배되기 때문에 프루드 (Froude) 상사 법칙을 따릅니다.
- 수리 모형 실험은 하천과 취입보 크기 및 유량을 고려하여 실험 결과 평가가 가능하도록 축척비 크기를 정해야 합니다.
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