KDS 취입보 취수구 설계

1. 일반사항

1.1 목적

(1) 본 기준은 취입보 취수구의 설계에 목적이 있다.(2) 취수구의 위치는 취수기능이 유지되며, 취수구의 몸체가 안전하고, 유지관리가 편리한 곳을 택하여 선정해야 한다.  (3) 취수구의 위치 선정에 대한 자세한 사항은 KDS 51 40 15 하천 취수시설 설계기준을 따른다.

1.2 적용 범위

(1) 이 기준은 농어촌정비법을 근거로 설치하는  취입보의 취수구 설계에 적용한다.

1.3 참고 기준

(1) 취수구의 위치 선정에 대한 자세한 사항은 KDS 51 40 15 하천 취수시설 설계기준을 따른다.

1.4 용어의 정의

· 내용 없음

1.5 기호의 정의

· 내용 없음

1.6 시설물의 구성

· 내용 없음

1.7 해석과 설계원칙

· 내용 없음

1.8 설계 고려사항

· 내용 없음

1.9 신규기술적용

· 내용 없음

1.10 구조설계도서

· 내용 없음

2. 조사 및 계획

2.1 조사 및 계획 일반

· 내용 없음

2.2 조사

· 내용 없음

2.3 계획

· 내용 없음

3. 재료

3.1 재료 일반

· 내용 없음

3.2 재료 특성

· 내용 없음

3.3 품질 및 성능시험

· 내용 없음

4. 설계

4.1 취수구의 설계

취수구는 계획용수량을 안정적이고도 확실하게 취수할 수 있고, 취수량의 조절이 용이하며, 토사나 부유물이 유입되지 않고 쉽게 제거할 수 있는 점 등을 고려해서, 유지관리가 편리한 모양으로 설계해야 한다.

4.1.1 취수구의 턱높이

취수구의 턱높이는 취수구로 토사가 유입하는 것을 방지할 수 있도록, 자연취수의 경우는 설계취수위에서 0.4H(H는 취수구 앞면의 수심) 이내로 정하고, 취수보를 설치하는 경우는 배사구의 턱높이보다 1.0m이상 높게 정한다.

4.1.2 취수수심

자연취수의 경우는 취수구 턱높이에 의해서 취수수심은 0.4H(H는 취수구 앞면의 수심)이내로 정하며, 취수보를 설치하는 경우에는 설계취수위의 계산에 의해 결정된다.

4.1.3 취수유속

(1) 일반적으로 취수구의 유입유속은 0.6∼1.0m/s 정도를 표준으로 한다.(2) 농업용수로에 유입해서 장해가 되는 입경 0.3mm이상의 토사 유입을 방지하기 위해서는 접근유속(취수구 상류측 하천내의 유속)을 0.4m/s 이하로 한다.(3) 간선수로내에서 수생식물이 무성하지 않도록 하기 위해서는 0.75m/s 이상의 평균유속으로 설계한다.(4) 하지만, 취수유속을 크게 하면 취수구의 나비가 좁아져서 공사비가 적게 들지만, 토사의 유입이나 손실수두가 커져서 침사지가 필요하게 될 가능성이 생기며, 취수유속을 작게 하면 토사의 유입이나 손실수두는 작아지지만, 단면이 커져서 공사비가 증대하게 되므로 이런 것들의 관련성도 충분히 검토해서 결정해야 한다.

4.1.4 취수나비

(1) 취수구의 나비는 설계취수량, 취수수심, 취수유속을 고려하여 경제적으로 결정한다.(2) 취수구의 나비가 큰 경우는 게이트의 크기나 취수관리 등을 고려해서 여러개의 문으로 나눈다. (3) 문짝을 인력으로 들어올릴 경우는 1∼2m, 기계로 들어올릴 경우는 3∼5m로 나누어서 문기둥을 설치하도록 한다. (4) 문기둥의 모양은 유속에 의해 흐름이 수축되지 않도록 하고, 그 손실수두가 작게 되도록 고려한다.

4.1.5 스크린

(1) 스크린은 취수구의 제수문 바로 앞에 설치하며, 부유물을 쉽게 제거할 수 있도록 스크린의 기울기를 1:0.3 정도로 한다.(2) 스크린의 설계는 KDS 51 40 15 하천 취수시설 설계기준을 따른다.

4.1.6 취수마당

(1) 취수마당은 취수구로 유입한 흐름을 정류로 만들어서 도수로로 유도하는 도수로입구까지의 점축완화공을 말하며, 지형.지세가 허용하는 한 취수마당을 설치하는 것이 바람직하다.(2) 취수마당은 취수구에서 도수로 입구까지의 사이에서 유입한 수류를 원활하게 정류상태로 흐르게 하기 위해 설치하는 점축의 붙임부분으로 도류벽을 만들어 편류를 방지하는 경우가 많다.(3) 취수구에서 도수로 입구까지의 길이는 공사비를 생각할 때 짧게 하는 것이 유리하지만, 흘러들어온 흐름을 원활하게 정류상태로 하고 점축의 모양으로 무리하지 않게 접속시키자면 어느 정도의 길이가 필요하다.(4) 침사도랑을 취수마당내에 두려면 침사도랑을 향하여 취수마당의 바닥이 기울어지도록 하고, 취수마당내에서 편류가 생기지 않도록 주의할 것이며, 침사도랑에 퇴적된 토사를 쉽게 배사할 수 있는 구조이어야 한다. 그러기 위해서는 침사도랑은 배사구를 향하여 기울어져 있어야 하고, 최상류 끝에서 최하류 끝으로 가면서 점축되도록 하는 것이 가장 효과적이다.

4.2 취수구의 유입량

취수구의 유입형식은 수리학적으로 월류식 및 오리피스식의 2가지가 있으며, 각각의 형식에 따라 유입량을 계산한다.

4.2.1 월류식 취수구

월류식 취수구의 월류상태는 보통 잠긴 보와 같으므로, 취수구의 유입량도 이에 준하여 계산한다.

4.2.2 오리피스식 취수구

취수시에 있어서의 토사유입방지의 관점에서 볼 때 표면취수방식이 일반적이지만, 갈수시부터 평수시까지는 표면취수방식으로 하고, 하천유량이 증가하여 수위가 높아질 때는 오리피스식 취수가 될 수 있도록 설계하는 경우가 있다.

4.3 취수구의 수위계산

(1) 취수구의 수위계산은 설계취수위를 구하는 것을 목적으로 하며, 용수로 기점의 수위를 미리 아는 값으로 해서 각종 손실수두중에서 필요한 것을 각각 계산하고, 이들을 용수로 기점의 수위에 더하는 방법으로 계산한다. 이때의 유량을 설계취수량으로 한다.(2) 손실수두에는 다음과 같은 것들이 있다.① 유입에 의한 손실수두② 턱에 의한 손실수두③ 보기둥에 의한 손실수두④ 스크린에 의한 손실수두⑤ 마찰에 의한 손실수두⑥ 단면확대(급확 또는 점확)에 의한 손실수두⑦ 단면축소(급축 또는 점축)에 의한 손실수두⑧ 만곡에 의한 손실수두⑨ 취수량 조절을 위한 수문 등의 손실수두⑩ 계량을 위한 손실수두(3) 취수구의 수위계산의 순서는 다음과 같다.① 설계취수량을 미리 아는 것으로 해서 취수구의 모양을 예상한다.② 이 모양에 따라서 각 손실수두를 계산한다.③ 각 손실수두의 합계를 용수로의 기점수위에 더하여 취수위를 대략 정하고, 취수구의 세부설계를 한 다음 다시 손실수두를 검산한다.