3차원 유동해석을 이용한 댐 여수로 Piano Key Weir의 형상 고도화 및 방류 능력 평가 = Structure Enhancement and Discharge Capacity Evaluation of Piano Key Weir of Dam Spillway Using 3D Flow Analysis

국문 초록 (Abstract)

최근 기상이변 등의 영향으로 집중호우의 강도의 증가를 보이는 추세이고, 이로 인해 하류 피해 위험도가 높은 댐에 대하여 홍수의 월류에 의한 댐의 파괴를 대비할 필요가 있다. 이에 따라 댐의 안전성 확보를 위한 댐 설계 기준이 강화되었고, 가능최대홍수량(PMF) 유입에 맞는 설계 홍수량의 상향 조정이 이루어졌다. 특히 기존 댐에 대하여 증가된 설계 홍수량을 적용하기 위해서 수문 설치, 상류댐 건설이나 여수로(spillway) 구조물의 설치, 보완, 증설 등의 구조물적 대책이 제안되었다. 하지만 시공 측면에서 고려 사항이 더욱 복잡하고 비교적 큰 추가 비용이 소요되기 때문에, 가능한 증설 규모를 최소화할 수 있는 대안으로서 Piano Keys Weir (PK weir) 설치가 제안되었고 이후 더 높은 치수 증대를 위한 PK weir의 최적 구조가 연구되어왔다. 본 연구에서는 PK weir 구조의 기하학적 특성을 이해하고 기존에 제안된 구조 형상과 비교하여 상승된 방류 능력을 도출하기 위해 PK weir의 구체적인 변수를 변경 및 설정하고 이를 FLOW-3D를 이용한 CFD 분석을 실행하였다. 이를 바탕으로 기존의 PK weir와 새로 제시한 PK weir의 방류 능력 결과를 평가 및 비교하고 수리적 유동 특성을 분석하여 개선된 방류 능력을 보이는 새로운 PK weir의 매개변수를 제시하였다.