할당된 저류공간을 초과하는 홍수량 또는 유량을 안전하고 효율적으로 방류할 수 있도록 물넘이의 설계 기준을 제시
댐 부속 수리구조물의 설계 기준을 제시
1.2 적용 범위
농업용 댐(이하 ‘댐’이라 한다.) 물넘이 및 부속구조물의 설계에 적용
이 기준에서 제시되지 않은 사항은 국가건설기준으로 제정된 타 설계기준을 적용 가능
기후변화 등 미래 환경변화에 대한 고려가 필요한 경우에는 기후변화대응 기술개발 촉진법에 근거한 기본계획과 시행계획에 제시된 새로운 기술과 권고 기준을 적용 가능
1.3 참고기준
1.3.1 관련 법규
국토의 계획 및 이용에 관한 법률
기후변화 대응 기술개발 촉진법
기후위기 대응을 위한 탄소중립·녹색성장 기본법
건설기술진흥법
농어촌정비법
농업·농촌 및 식품산업 기본법
농지법
물관리기본법
수자원의 조사 계획 및 관리 등에 관한 법률
재난 및 안전관리 기본법
자연재해대책법
저수지·댐의 안전관리 및 재해예방에 관한 법률
1.3.2 관련 기준
KDS 14 00 00 구조설계기준
KDS 17 00 00 내진설계기준
KDS 51 40 10 하천어도
KDS 51 40 15 하천취수시설
KDS 54 00 00 댐설계기준
KDS 57 45 00 상수도 취수시설 설계기준
KDS 60 45 20 농지배수 수문설계
KDS 67 80 00 농업수질 및 환경
KCS 14 00 00 구조재료공사
KCS 54 50 05 댐공사
1.4 용어의 정의
감세공: 물넘이의 고유속 흐름을 댐 하류단의 세굴이나 침식 또는 인접 구조물에 손상을 주지 않도록 에너지를 감세시켜 하류하천에 이르도록 하는 부분
공기혼입장치: 고유속 흐름이 발생하는 댐의 물넘이에 공동현상(cavitation)으로 인한 구조물의 콘크리트 표면 손상을 방지하기 위하여 급경사수로에 설치되는 장치
급경사수로: 물넘이 조절부의 말단에서 감세공 시점에 이르는 수로
취수: 생활, 공업, 농업, 발전 및 하천유지 등을 위하여 저수지의 물을 끌어오는 것
강하: 어류가 하천을 내려가는 것
물넘이: 할당된 저류공간에 수용할 수 있는 용량을 초과하는 홍수량 또는 전환댐에서 전환계통의 용량을 초과하는 홍수량을 안전하고 효율적으로 방류할 수 있도록 하는 수로
물넘이 수문: 일반적으로 철제로 제작되며, 조절부에 설치되어 홍수방류량을 조절하는 설비
방류: 저수지의 저류수를 안전하게 배제시키는 것
배사: 퇴적을 방지하기 위하여 저수지로 유입되는 토사를 배출시키는 것
방수로: 감세공으로부터 하류 하천에 이르는 수로
상시 및 비상방류설비: 상시 또는 비상시 저수지 수위조절, 댐 하류 하천유지유량 조절 등의 목적을 위한 설비
소상: 어류가 하천을 거슬러 올라가는 것
소상로: 어류를 어도입구로 유도하는 수로
어도: 댐 등의 건설에 의해서 어류들의 이동이 차단되는 경우에 대비해서 어류들의 이동을 위하여 별도로 마련된 통로
어도입구: 어도의 하류단에서 소상한 어류의 어도 진입구
어도출구: 어도의 상류단에서 상류하천으로의 출구
유사조절지: 댐의 저류공간을 효과적으로 활용하는 방안으로 댐에 유입되는 유사를 사전에 차단하기 위하여 설치하는 구조물
저수지물순환설비(수중폭기장치): 심층수와 표층수의 순환 및 공기 공급 등으로 조류증식 억제 및 심층산소 증가를 통한 수질개선 시설
접근수로: 물넘이에 있어서 저수지에서 조절부에 이르는 수로
회유: 물고기가 알을 낳거나 먹이를 찾기 위하여 계절을 따라 일정한 시기에 한곳에서 다른 곳으로 떼 지어 헤엄쳐 다니는 일
1.5 기호 정의
C: 물넘이 웨어 유량계수
H: 수심(m)
Y: 급경사수로 측벽 여유고(m)
Fr: 푸루드수
H0: 접근속도수두를 포함한 수문 상단 총수두(m)
h: 수문 하단 총수두(m)
Hd: 설계수두(접근속도수두 포함, 월류웨어의 형상에 관한 수두, m)
Hc: 접근속도수두를 포함한 총수두(m)
Vh: 속도수두(m)
α: 상규면 경사와 접근유속에 따른 상수 또는 가속도가 방사류 운동에 작용하는 비율
K: 사출궤도 계수
B: 수문의 폭(m)
Lw: 웨어마루 유효길이(m)
S: 상류면 경사와 접근유속에 따른 상수
P: 접근 깊이(m)
P: 동수압(kPa)
q: 단위폭당 유량(㎥/s/m)
R: 최소 곡률반지름(m)
V: 유속(m/s)
Va: 접근유속(m/s)
x: 웨어 마루 정점에 원점을 둔 수평방향 좌표
y: 웨어 마루 정점에 원점을 둔 수직방향 좌표
θ: 각도(°)
Ao: 오리피스 단면적(㎡)
g: 중력가속도(9.8 m/s²)
Hf: 작용수두(수면에서 오리피스 중심까지의 수두, m)
Q: 유량(㎥/s)
1.6 해석과 설계원칙
설계는 안전하고 경제적이며 친환경적이고, 사용과 기능 목적에 적합하도록 한다.
설계는 기후변화를 고려한 중장기적 지속가능성을 고려한다.
1.7 설계 고려사항
댐 물넘이 및 부속구조물은 주시설물 기능과 안전성을 높일 수 있도록 한다.
물리적, 사회적 지형여건 및 경제여건에 맞는 설계를 한다.
기후변화, 영농변화, 향후 관개 특성 변화 등 지속가능성을 고려한다.
재해에 취약한 지역일 경우 재해예방을 고려해야 한다.
1.8 구조설계도서
구조설계도서는 이 기준에 따라 안전하고 사용과 기능 목적에 적합하도록 작성한다.
구조설계도서 작성 시 이 기준에 기술되지 않은 사항은 1.2(2)을 따른다.
2. 조사 및 계획
댐 물넘이 및 부속구조물의 조사는 KDS 67 10 15에 따른다.
댐 물넘이 및 부속구조물의 계획은 KDS 67 10 10에 따른다.
3. 재료
3.1 재료 일반
댐 물넘이 및 부속구조물에 필요한 재료는 구조적 안전성, 경제성, 내구성 등을 검토하여 결정한다.
댐 물넘이 및 부속구조물에 필요한 재료의 선정은 구조물의 결함 발생 원인을 분석하여 적절한 재료를 결정한다.
3.2 재료 특성
댐 물넘이 및 부속구조물의 재료 특성은 댐의 요구성능을 만족하도록 결정한다.
3.3 품질 및 성능시험
댐 물넘이 및 부속구조물에 적용되는 재료의 품질 및 성능 시험은 한국산업표준(KS)의 기준을 따른다.
한국산업표준(KS)에 명시되지 않은 재료의 품질 및 성능 시험은 국내·외적으로 검증되거나 유지관리분야에서 통용되는 시험법을 적용한다.
4. 설계
4.1 물넘이
물넘이는 댐의 계획저수량 이상으로 유입되는 설계홍수량을 안전하게 유하시키는 구조물이다.
물넘이를 유하하는 유수의 수세를 완화할 필요가 있는 경우에는 적당한 감세공을 설치하도록 한다.
물넘이는 제체 및 기초지반에 지장을 주지 않는 구조로 한다.
4.1.1 물넘이 계획
물넘이는 댐의 계획저수량을 초과하는 홍수량을 안전하고 효율적으로 방류할 수 있도록 하는 수로를 말한다. 물넘이는 수리학적으로 유리하고 구조상으로 안전해야 하며, 물넘이 방류수의 높은 에너지에 대한 하류의 침식과 세굴을 방지하는 시설을 물넘이 끝부분에 설치해야 한다.
물넘이 월류부는 현지 지형과 암반 추정선을 고려하여 등고 방향으로 설치함으로써 절토량이 최대한 적게 되도록 계획하고, 방수로는 자연경사와 제당 성토경사면을 고려하여 최대한 연장이 짧고 방류수가 하천방향으로 흐르도록 하며, 방수로 끝의 정수지는 홍수 유하에 의한 충격에도 안전하도록 철근콘크리트로 계획한다.
특히, 물넘이는 콘크리트 구조물로서 주변경관과의 조화를 고려하는 식재 방안을 검토한다.
4.1.2 물넘이 위치
물넘이의 위치는 댐과 떨어진 저수지 주변이 가장 적당하나, 그렇지 못할 경우에는 물넘이 자체의 안전은 물론 댐 본체의 안전과 경제성 등을 고려하여 위치를 선정해야 한다. 댐 설계 홍수량을 안전하게 유하시킬 방류능력을 갖는 물넘이를 설치해야 한다.
필댐의 물넘이 위치 선정에 있어서는 지질적 요인을 우선 고려하고, 그 외에 지형조건, 수리조건, 다른 시설과의 관련 및 재료의 유용 등 통합적인 면에서 고려하도록 한다.
4.1.3 설계 홍수량
저수지 물넘이 설계에 사용되는 설계홍수량은 200년도 빈도 홍수량 또는 기왕최대홍수량 중에서 큰 값을 선택하며, 필댐의 경우 이 값에 20%를 가산한 값을 사용한다.
일정규모(유역면적 2,500ha, 저수용량 500만㎥ 수준) 이상이거나 붕괴 시 인명과 재산에 피해가 클 것으로 예상되는 댐에서는 가능최대홍수량(PMF)을 설계홍수량으로 적용할 수 있다.
홍수조절을 하는 일정규모(설계홍수량 500㎥/s 수준) 이상인 댐의 경우 필요에 따라 수리모형실험을 통하여 홍수배제능력을 검토한다.
홍수량 계산은 KDS 67 10 10 농업용 댐 계획을 참조하되 유역의 크기, 형상 등에 따라 적절한 방법을 선택하여야 한다.
4.1.4 물넘이 규모
댐 설계 홍수량을 안전하게 유하시킬 방류능력을 갖는 물넘이를 설치해야 한다.
물넘이 규모는 댐 취수시설 등과 관련하여 댐 전체의 계획이 가장 경제적으로 완성되도록 결정해야 한다. 물넘이의 규모는 물넘이 깊이와 폭, 최고 저수면, 월류 수심 및 공사비의 관계를 이용하여 결정할 수 있다.
물넘이 단면은 어느 부분이나 계획홍수량을 안전하게 통과시킬 수 있는 충분한 크기로 설계되어야 한다.
물넘이 용량을 결정하려면 유입홍수량곡선, 저수량곡선과 물넘이 유출량곡선이 필요하다. 여기서 유출량곡선은 물넘이 크기와 형식에 따라 다르다. 일반적으로 물넘이 유량은 수심의 증가에 따라 증가하나, 수문조작에 의해서도 유출량이 변화될 수 있다.
4.1.5 물넘이의 구성
물넘이는 접근수로, 조절부, 급경사수로(방류부), 감세공 및 출구수로 등으로 구성되며, 각 부분은 설계홍수량을 안전하게 유하시킬 수 있는 단면을 가져야 한다. 물넘이 형식은 댐의 형식이나 구조 등을 고려한 후에 안전성, 경제성, 유지관리의 방법 등에 따라 결정된다.
접근수로는 저수지로부터 조절부에 이르는 수로를 말한다. 저수지에서 물넘이 조절부까지를 도수해야 하는 지형, 즉 댐접안부, 산등성이 또는 안부(鞍部)에 설치되는 경우에 접근수로가 필요하다. 접근수로에서의 손실수두를 최소로 하기 위하여 유속을 제한해야 하고 수로의 곡율도 완만하게 해야 한다.
조절부는 저수지로부터 방류시 유출을 조절하는 것으로 물넘이의 주요 부분을 형성하며, 일반적으로 유입부에서 이행부를 포함한 급경사수로 시점까지를 말한다. 조절수문의 유무에 따라 조절식과 비조절식이 있으며, 조절부의 수리특성에 따라 월류식, 측수로식, 선굴식 등이 있다. 각각 장단점이 있으므로 댐의 규모, 목적, 공사비 및 유지관리 측면 등의 다양한 요소를 고려하여 형식을 결정해야 한다.
급경사수로는 물넘이 조절부의 끝에서 감세공 시점까지를 말하며, 개수로식, 암거식, 터널식 및 이들의 병용식 등이 있다. 방수로가 설치되는 산바닥의 비탈이 완만하고 깊이 굴착하지 않더라도 경암반이 지표면에서 얕을 경우에는 일반적으로 개수로식이 유리하며, 지형이 약간 불리하여 어려운 점이 있더라도 가능하면 이 형식을 채택하는 것이 수리적 및 구조적으로 바람직하다. 그러나 굴착량이 많아 비경제적인 경우 또는 방수로를 가배수로의 일부로 이용하는 경우에는 터널식 또는 개수로와 터널의 병용식을 선택할 수 있다.
감세공은 급류부의 빠른 유속을 가진 흐름으로부터 댐하류단의 침식과 세굴의 방지와 아울러 인접한 구조물에 손상을 주지 않고 원래 하천에 유하시킬수 있도록 하기 위한 시설로서 현지 상황에 따라 방사식, 정수지식, 롤러버킷식, 플립버킷식 등이 적용된다.
출구수로는 감세공에서 높은 에너지를 잃어 버린 흐름을 감세공 하류끝에서 자연하천으로 유하시키기 위한 수로를 말한다.
4.1.6 물넘이 형식
물넘이 형식은 댐의 형식이나 구조 등을 고려한 후에 안전성, 경제성, 유지관리의 방법 등에 따라 결정된다.
물넘이 형식은 댐 전체, 물넘이 관련 구조 등 여러 가지의 조합을 고려하여 가장 합리적인 물넘이 제원을 결정하는 방법을 선택하도록 한다. 물넘이 형식, 수리구조적 특성, 위험도등에 따라 문제점이 있는 경우에는 비상 물넘이 설치를 검토한다.
물넘이는 수리학적으로 유리하고 경제적이며 구조상으로 안전한 형식이어야 한다. 따라서, 가능하면 직선개수로형으로 하는 것이 좋으며, 비조절형을 채용하는 것을 원칙으로 한다. 조절형의 물넘이는 계획홍수량이 매우 커서 연장이 길고 수심이 얕은 것으로 인하여 비경제적인 경우에 조절형이 유리하게 된다.
유수가 필댐의 제체를 월류하는 것은 절대로 안되므로 물넘이는 대단히 중요한 구조물이다. 따라서, 물넘이의 능력을 검토함에 있어서는 수리모형실험에 의하는 것이 바람직하다. 특히 유입부가 나팔형이거나 오리피스식인 경우 및 도류부가 터널식 경우에는 수리학적으로 충분한 검토가 필요하다.
물넘이 형식은 조절형과 비조절형으로 구분하고, 다시 개수로형(측수로형 물넘이, 슈트식 물넘이, 자유낙하식 물넘이, 월류식 물넘이)과 관수로형(터널 또는 암거 물넘이, 선굴식 물넘이, 사이폰식 물넘이)으로 세분한다. 이는 각각 장단점이 있으므로 댐의 규모, 목적, 공사비 및 유지관리 측면 등의 다양한 요소를 고려하여 형식을 결정해야 한다.
4.1.7 물넘이 마루 수문 (crest gate)
물넘이는 댐의 운용상 수문에 의한 조절을 계획하는 경우가 있다. 그러나 이 방식의 채택여부, 형식 및 치수의 결정은 조절시설의 유량특성, 기후, 홍수의 빈도와 특성, 방류에 대한 제약, 유지관리의 체제와 조직, 유지관리비(계측, 기록장치, 예측과 제어장치, 통신연락시설, 경보시설등의 유지와 인건비) 등의 제 조건을 충분히 검토해야 한다.
또한 저수지 조절시설로서의 기능, 신뢰성 및 안전성 등 모든 관계요소를 고려해야 한다. 특히 수문의 동력이 끊긴 경우에 대비하여 예비 동력을 병설해야 한다.
물넘이 월류부에 마루 수문을 설치하는 경우에는 유출특성, 댐형식 및 관리체제 등을 충분히 검토해야 한다.
물넘이 월류부의 수문 규모는 신중히 검토하여 결정해야 한다.
물넘이 수문과 댐마루 구조물
물넘이 유입부에서의 월류수맥은 공기연행과 저수지 수면의 변동에 의하여 진동이 생기는 것, 부유물에 의한 폐쇄 또는 수문 권양기 고장 등에 의하여 저수지 수위가 이상 상승함으로써 댐 하류의 범람, 제체의 비월류부에서의 월류, 수문 및 교량 등 댐 마루의 주요구조물이 파괴되는 일이 있다.
이에 대응하기 위하여 월류형 물넘이의 인상식수문의 최대 인상 시에 수문의 하단 및 월류형 물넘이에 부속하여 설치하는 교량, 권양기, 그 외의 댐마루 구조물은 설계홍수위로 방류되도록 한 유수의 월류수면에서 1.5 ｍ 이상 거리를 두는 것으로 한다.
다만, 설계홍수량의 유수가 물넘이를 유하하는 경우 월류수심이 2.5 ｍ 이하인 경우는 월류수면에서 1.0 ｍ 이상 떨어져 있으면 된다.
설계홍수위의 부분에 인상 시에 게이트의 하단 및 월류형 물넘이에 부속되어 설치된 교량, 권양기, 기타 댐마루 구조물이 있어서는 안된다.
물넘이 확장, 비상물넘이 및 비상방류시설
필댐에서 물넘이의 형식, 수리구조특성, 홍수유량 계산의 정밀도 중에서 어느 것이나 문제점이 있는 경우에는 물넘이 확장 및 비상물넘이의 설치를 검토해야 한다.
비상 물넘이는 물넘이가 어떤 원인으로 소정의 홍수능력을 발휘할 수 없을 경우가 예상되는 때에 정상 물넘이와는 별도로 또는 동시에 작동하여 제체 안전을 확보하기 위하여 설치하는 방류시설로, 물넘이 형식이나 조작방법 등에 의하여 필요에 따라 검토한다.
물넘이의 확장은 어떠한 원인으로 소정의 홍수배제능력이 부족할 경우 제체의 안전성을 확보하기 위하여 설치한다.
물넘이 확장 및 비상용 물넘이는 방류량 및 월류부의 표고와 설치위치 등과 같은 각각의 댐에 대한 제요소를 검토한 후에 설계하도록 한다.
물넘이 확장 및 비상물넘이 설치 외에도 비상수문, 사이폰, 역사이폰 등 비상 방류시설 및 장비를 추가로 설치할 수 있다.
비상물넘이 설계 등은 KDS 54 20 15 : 2022을 참조하여 설계할 수 있다.
4.1.8 접근수로 수리설계
접근수로는 저수지에서 조절부에 이르는 수로이다. 콘크리트댐의 월류의 경우에는 필요 없으나 필댐에서와 같이 댐 접안부, 산등성이 또는 안부에 설치되는 경우에는 접근수로가 필요하다.
접근수로는 수심을 크게 하고 유속을 작게 하며, 유수의 방향으로 유속의 변화를 완만하게 하여 흐름에 교란을 일으키지 않도록 한다.
접근수로에서 유속이 과대하면 유입손실수두가 커질 뿐만 아니라 충격파가 발생하여 수면이 동요하고 공기가 혼입하여 통수능력을 저하시키며, 흙․모래가 유입하므로 안정적인 수리현상을 위하여 접근 유속의 한계는 4 m/s 이하로 한다.
접근수로에서의 평면형은 흐름에 교란이 생기지 않도록 물넘이를 향하여 완만하게 점차적으로 축소시킨다.
접근수로의 흐름상태는 조절부 하류에서의 흐름상태에 영향을 미치는 일이 있으므로 평면형의 결정에는 신중을 기해야 한다.
특히 슈트형 물넘이의 일부 형식에서는 조절부의 정류작용이 약하여 접근수로에서 발생한 편류가 방수로나 감세공까지 계속되어 감세공의 기능을 감소시키는 경우가 있다. 따라서 큰 물넘이에 대해서는 수리모형실험 등을 통하여 흐름의 상태를 개선할 필요가 있다.
접근수로의 수심은 월류수심, 월류계수, 유량 등을 고려하여 결정하되, 웨어마루에서 접근수로 바닥까지의 깊이(P)는 웨어마루에서 설계수두(Hd)의 1/5이상이 되도록 한다. 일반적으로 월류수심은 0.8∼1.2 m가 적당하다.
4.1.9 조절부 수리설계
4.1.9.1 월류웨어
물넘이의 배수능력은 접근수로, 조절부, 방수로 등 각부의 능력에 따라서 영향을 받는다. 방수로는 지형상 급경사일 경우가 많기 때문에, 또 물넘이 능력은 조절부의 크기에 지배되는 경우가 많고 조절부 유입구에서 한계수심이 될 때가 많다.
조절부에 곡률반지름이 작거나 하류이행부나 방수로의 형상이 특수한 경우에는 수리모형실험을 하여 능력을 확인해야 한다.
월류웨어 마루의 단면형
월류웨어의 종단형상은 자유월류시의 유량계수를 크게 유지하는 한편 월류면에는 위험한 부압이 생기지 않도록 하는 것을 설계의 기본조건으로 한다. 표준형 월류웨어 마루를 기본형으로 하지만, 이들과 유사한 월류웨어 마루로서 2차 포물선형 월류웨어 마루도 사용된다. 또한 KDS 54 20 15을 참조하여 설계할 수 있다.
유량공식
유입부의 수리계산에 있어서 수리조건상 얕은 월류웨어와 높은 월류웨어로 구분할 수 있다.
이 양자의 구분은 웨어 상・하류 흐름의 영향을 받기 쉬운 수리조건으로 되는 경우를 얕은 월류웨어라고 한다. 접근수로의 조건이 H/P < 0.75이고, 월류웨어 하류의 흐름이 사류이면 높은 월류웨어라고 볼 수 있다. 물넘이 유량공식의 일반형은 다음과 같다.
Q = C * Lw * (H0)^1.5 ……………………………………………………………… (4.1.-1)
여기서, Q : 유량 (㎥/s), C : 유량계수, Lw : 물넘이 웨어의 유효길이 (m), H0 : 접근속도수두를 포함한 물넘이 마루부에서의 총수두(m)
물넘이의 유량계수
물넘이 웨어의 유량계수는 여러 가지 인자의 영향을 받아 변하므로 설계시 각 인자에 대하여 검토하고, 영향을 적절히 반영해야 한다. 그러나, 소규모 물넘이인 경우 접근수로가 충분히 깊고 완전월류이며 웨어마루의 형상이 표준형이면 설계유량을 계산할 때 C = 2.0∼2.1을 사용하여도 된다.
접근수로 깊이의 영향: 유량계수는 접근수로에서의 수심의 영향을 받으며, 유량계수 C는 P/Ho에 따라 약 1.8에서 2.2까지 20 % 정도 변화한다. 보통 웨어마루에서 접근수로 바닥까지의 깊이 P는 Hd/5 이상으로 한다.
웨어 상류면 기울기의 영향: 접근수로의 수심이 월류수심에 비하여 작을 때, 즉 P/Ho가 작을 때에는 웨어상류면 기울기를 주의해서 정해야 한다.
실수두와 설계수두와의 차로 인한 영향: 유량계수는 실수두와 설계수두와의 차에 의하여 변화하며, 실수두와 설계수두와의 비 = 1.0 일 때 실유량계수와 설계유량계수의 비가 1.0에 가까우며 그 외는 약간의 차이가 생긴다.
수문조절형 웨어 마루의 유량계수에서 수문으로 유량이 조절되는 경우 유량은 다음 식으로 계산한다.
Q = C * Lw * (Hc)^1.5 …… ………………………(4.1.-2)
여기서, Hc 와 H0 는 접근유속수두를 포함한 웨어마루와 수문하단에 대한 총수두(m).
웨어의 유효길이
월류웨어의 능력은 유량계수, 월류수두, 웨어의 유효길이에 의해 결정된다. 월류웨어에서의 유량은 전체 길이에서 능력을 발휘하는 것은 아니고 웨어의 양안 접합부나 교각(pier)주변의 수리적인 수축에 의하여 능력이 감소한다. 이 월류웨어의 수리능력의 감소는 보통 웨어의 전체 길이 중 수축부분을 제외한 것을 흐름의 유효길이로 하여 수리설계에서 고려한다. 여기서 이 수축은 교각, 어버트먼트의 형상에 의하여 변화할 뿐 아니라, 설계수두와 임의의 수두와의 관계에 의해서도 변화된다.
웨어의 유효길이는 다음과 같이 계산한다.
Lw = L – (n * kc * B + 2 * k * B) ……………………………………………………… (4.1.-3)
여기서, Lw : 유효 웨어길이 (m), L : 웨어의 실제길이, n : 교각의 수, kc : 교각의 수축계수, k : 교대의 수축계수, H0 : 웨어마루의 전수두 (m)
필댐의 물넘이는 대부분 설계 월류수두에 대하여 웨어길이가 크며, 설계홍수량의 결정에 있어서 댐의 홍수조절능력을 고려하지 않는 것이 일반적이다. 따라서 비조절형 물넘이의 경우 월류웨어 양안접합부의 형상, 교각 등에 의한 수축은 고려하지 않는다. 반면, 조절형 물넘이로 설계하는 경우 또는 월류웨어의 길이에 대하여 월류수심이 큰 경우에는 이들의 영향을 고려해야 한다.
4.1.9.2 측수로형 물넘이 설계
일반 설계사항
측수로형 물넘이는 설계 홍수량에 대하여 웨어의 어느 부분도 수중웨어가 되지 않도록 설계해야 한다. 또한 최대수위에 대하여 측수로내의 수면이 그 최상류단에서 월류수심의 2/3 보다 높지 않도록 설계되어야 한다.
물넘이 측수로의 단면으로는 사다리꼴이 가장 보편적이다.
수리설계
측수로형 물넘이 수리설계에는 Hinds 설계이론이 가장 널리 적용되고 있다.
측수로 단면의 설정
측수로의 단면형을 결정하는 경우는 설계조건에서 수리적으로 가장 유리한 단면과 지형을 고려하여 굴착단면을 최소로 하는 방법 등이 고려되어왔다.
측수로의 월류측 기울기는 1 : 0.7, 대안(보통 원지반측)은 직벽으로 한다. 단, 지형의 현황 등에 의하여 대안을 직벽으로 하는 것이 부적합한 경우는 적당한 기울기를 정한다. 이 경우 수리모형실험 등에 의하여 제원을 선정한다.
