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댐 ( 英語 : dam , 文化語 : 언제, 땜, 堰堤)은 河川의 흐름을 遮斷하거나 흐름의 方向을 바꾸고 늦추는 等의 役割을 하도록 江을 가로질러 세워지는 構造物을 말한다. 이러한 構造物로 인하여 人工的인 湖水 나 遊水池 가 만들어진다. 大槪의 境遇 댐은 물을 放流 或은 越流하게끔 餘水로(餘水路,Spill Way)나 위어(weir)를 갖추고 있다. 韓國에서 '댐'이라고 하는 말은 工學的으로 大댐만을 指稱하는 協議의 意味로 使用된다.

歷史 [ 編輯 ]

가장 오래된 댐으로 紀元前 256年 揚子江의 支流인 閩薑 ( 岷江 )에 建設된 두張옌 ( 都江堰 )댐이 있다. 이것은 履氷 (李?)과 그의 아들에 依해 築造되었는데 履氷은 水理學 의 初期 開拓者의 한 사람으로 評價되고 있다. 이것은 洪水 調節과 灌漑用으로 만들어졌고 現代化되어 只今도 使用되고 있다. 청두 市의 北西 60km에 位置하고 있으며 地域의 有名한 觀光地이다.

댐의 種類 [ 編輯 ]

댐은 그 構造와 使用 目的, 높이를 基準으로 하여 여러 種類로 分類할 수 있다.

댐의 構造로 分類하면 木材댐, 筆댐(築造댐), 콘크리트댐으로 分類되고 여기에 더 細部的으로 分類할 수 있다.

使用 目的으로 分類하면 灌漑 龍, 上水道 龍, 水力發展 龍, 洪水調節用 等으로 分類되며 多目的댐 은 하나 以上의 여러 目的을 갖는 댐이다.

높이에 따라 分類하면 大댐은 15m보다 큰 것을 말하고 major댐은 150m以上의 댐을 말한다. 相對的으로 30m보다 낮으면 low댐이라 하고 30-100 程度의 댐은 medium-height댐, 100m 以上은 high dam이라 한다.

安葬댐 은 補助댐으로 本 댐의 水位를 높이거나 貯水量을 늘이기 위해 施工한다. 本 댐의 높이를 높임으로써 越流가 豫想되는 稜線에 設置하여 貯水量과 댐의 높이를 높일 수 있게 된다. 또한 不必要한 沈水地域의 擴大를 막을 수도 있다. 이와 비슷하게 稜線에 單純히 堤防을 設置하여 댐을 代身하기도 한다.

越流 댐 은 貯水池 가 汎濫할 때 自然스럽게 越流하도록 만든 특수한 境遇에 使用하는 댐이다. 一般的인 댐은 餘水路와 같이 越流하기 以前 排水 手段을 設備하여 越流를 防止한다. 위어 는 越流댐의 一種으로 流量을 測定할 수 있는 댐이다.

체크 댐은 물의 流速을 줄이고 土沙 浸蝕을 防止하기 위한 小型 댐이다.

乾溜 댐 은 洪水를 調節하기 위한 댐이다. 平常時에는 一般 河川과 같이 물이 흐르나 洪水 때에는 물을 가두어 流量을 調節한다. 韓國의 平和의 댐이 現在 이렇게 運營된다.

木材 댐 [ 編輯 ]

木材 댐은 産業革命 初期에 使用되었고 最近에는 쉽고 빠르게 짓기 위한 臨時用으로 시공된다. 構造上 壽命이 짧고 높이에 限界가 있어 近來에는 施工하는 事例가 드물다. 木材댐은 나무로 만든 通過 마찬가지로 水密性과 防腐 性能에 留意하여야 한다. 木材댐은 木材가 豐富하거나 콘크리트의 輸送과 他설이 費用上 不利할 때 或은 目的上 댐의 壽命이 길 必要가 없을 때 有用하다. 木材댐은 한 때 北아메리카 西部에 많이 지어졌지만 只今은 모두 새 構造物로 代替되었다. 木材댐은 크게 크립 構造와 플랭크 構造로 나눌 수 있다.

筆댐 [ 編輯 ]

筆댐(fill dam, 築造댐)은 材料를 다져서 만드는 댐으로 록필댐과 흙댐이 있다. 이러한 築造댐은 材料의 自重에 依해 水壓을 견디도록 만든 댐이다. 콘크리트댐에 비해 筆댐의 崩壞 等에 依한 事故 件數가 훨씬 많다. 왜냐하면 筆댐의 數가 훨씬 많고, 大多數가 2次 世界大戰 以前의 經驗的인 方法에 依해 만들어졌기 때문이다. 近代 技術로 만들어진 댐들은 1960年代 以後의 댐들이다. ^[1]

록필댐 [ 編輯 ]

록필댐(rock-filled dam)은 조립질의 材料를 다져 만드는 댐이다. 材料를 다져 만들기 때문에 水密性이 나빠 따로 不透水層人 遮水壁을 設置한다. 遮水壁 位置에 따라 아래와 같이 區分한다.

• 表面遮水壁型
• 中央遮水壁型
• 內部遮水壁型

材料가 比較的 큰 粒子들을 많이 包含하는 物質이기 때문에 록필(rock-fill)이라는 用語가 使用됐다. 遮水壁은 댐의 상면(上流쪽)이나 中央에 位置하고 石材, 콘크리트 , 플라스틱 멤브레인, 쉬트 파일 (sheet pile) 等으로 만들어진다. 이때 內部에 있는 不透水層을 코어(core) 라고 부른다. 또 다른 境遇로 不透水層을 粘質토로 使用하는 境遇가 있는데 이 때는 댐을 콤抛지트 댐이라고 한다. 粘質토로 할 것인가 코어로 할 것인가는 施工現場의 狀況에 따라 判斷한다. 록필댐은 地震에 對한 內陣性이 좋다는 長點이 있다. 하지만 施工中에 品質管理가 不實하여 微粒子가 많아지면 地震時에 有數가 浸透하여 構造物 內의 流動化가 進行되고 內陣性이 低下될 수 있다. 材料에 對하여 確信할 수 없을 때에는 材料의 乾燥狀態를 維持할 수 있는 方法이 別途로 施工되어야 한다.

흙댐 [ 編輯 ]

흙댐(earth-filled dam)은 흙을 잘 다져 쌓은 댐이다. 흙댐에는 尊兄(zone形;zoned-earth) 댐과 心壁型(心壁形;core-type) 댐이 있다. 록필댐과 原理와 築造 方法이 비슷하지만 粒子가 고른 흙으로 施工되므로 따로 排水層을 두며 施工한다.존형 흙댐은 록필 댐과 마찬가지로 構造物 內에 水密性을 위하여 흙과는 다른 材料로 존(zone)를 設置한다. 이 境遇 大槪 粘質토가 使用되어 水密性을 確保하고 또한 존에는 집水攻(集水孔)과 필터(filter)가 設置되어 댐 內의 流水와 類似 粒子를 모을 수 있게 한다. 心壁型 흙댐은 록필댐과 같이 內部에 코어를 두거나 遮水壁을 設置한 댐이다. 흙댐 中 臨時로 設置하는 境遇가 많은데 그中 特異한 것은 frozen-core 댐이다. 이것은 파이프롤 통해 冷却材를 循環시킴으로써 댐 內部의 permafrost가 凍結되고 水密性을 確保하게 하여 흙댐의 '코어'役割을 한다.

댐 聲討試驗에는 다짐試驗, 傳單强度 試驗, 投手試驗이 있다. ^[2]

콘크리트 댐 [ 編輯 ]

콘크리트 댐에는 重力댐과 아치댐이 있다. 댐에 使用되는 콘크리트는 水密性, 壓縮强度, 耐久性이 重要하다. ^[2]

重力댐 [ 編輯 ]

아치댐 [ 編輯 ]

아치댐은 自重에 依한 重力과 아치 效果에 依해 安定性을 確保하는 形式의 댐이다. 自重에 依한 重力으로 水壓을 견디는 것은 重力댐과 같은 原理이고 아치效果는 水壓을 받아 이것을 댐이 位置한 量案에 힘을 分解하여 結果的으로 基盤에는 더 적은 荷重이 傳達되는 效果를 얻는다. 이것은 달리 말하면 地盤에 傳達되는 荷重은 實際보다 낮은 水位의 水壓에 依해 傳達되는 荷重과 같아 댐의 부피를 相當히 줄일 수 있다. 水壓을 相當部分 아치效果로 量案에 傳達하여야 하기 때문에 아치댐은 立地 條件에 신중하여야 한다. 가장 適切한 立地는 峽谷이고 量案이 良好한 巖石으로 이루어진 곳이다. 美國의 후버 댐 李 代表的이다.

아치댐은 싱글아치댐과 이中曲率 댐이 있으며 아치의 曲率 (曲率)이 일정하면 싱글아치 댐이다. 싱글아치댐은 等角 아치와 等半지름 아치가 있고 등半지름 댐보다 等角 댐이 더 一般的인 아치댐이다. 二重曲率 댐은 曲率을 二重으로 使用한 댐으로 이 形式은 建設에 必要한 콘크리트를 줄일 수 있는 長點이 있지만 地盤에 荷重을 많이 傳達함으로 地盤 條件이 良好하여야 한다. 겉보기에는 싱글아치댐과 비슷하지만 下流쪽에서 보면 오목한 部分이 분명하지 않다.

假물막이 댐 [ 編輯 ]

街물막이댐 은 一時的으로 물을 排除하기 위한 만든 댐이다. 一般的으로 쉬트파일로 만들며 콘트리트를 使用하기도 한다. 使用 目的은 댐이나 橋梁等을 建設할 때 물을 排除하고 基礎工事에서 乾燥한 條件에서 構造物을 세우기 위해서 一時的으로 만드는 것이다. 假물막이댐은 工事가 完了되면 解體한다.

流域變更 댐 [ 編輯 ]

流域變更 댐 은 支流를 달리하는 河川에 流量을 늘이기 위해 施工되며 電力發展 目的으로 시공되는 境遇가 많다.

餘水로 [ 編輯 ]

目的에 따른 分類 [ 編輯 ]

餘水路는 댐에 設置되어 물을 放流할 수 있게 만든 施設이다. 餘水路는 흐르는 물을 調節하기 위한 水門이 設置되어 있다.

service 餘水로 或은 primary 餘水로 平常時 물이 흐르는 水路이다. auxiliary 餘水로 週 餘水路에 流量이 많아지면 門을 열어 물을 放流한다. emergency 餘水로 는 週 餘水路가 正常的을 作動하지 않을 時에 對備한 餘水路이다. fuse-plug 餘水로 는 물넘이 뚝으로 洪水 時에 물이 넘쳐 自然的으로 放流할 수 있는 餘水路를 말한다.

空洞現象 (cavitation)과 소용돌이 는 댐 構造物에 좋지 않은 影響을 미친다. 이러한 問題를 解決하고 물이 構造物에 衝擊을 덜주기 위하여 奧地 曲線 (ogee curve)을 使用하여 水路를 만든다.

댐은 原則的으로 越流를 許容하지 않는 設計를 함으로 餘水로 또한 越流를 假定한 倍數는 바람직하지 않다. fuse-plug餘水路는 어디까지나 應急時에 對備한 設計일 뿐이며 餘水路의 流量은 사람에 依해 統制될 수 있어야 한다.

構造에 따른 分類 [ 編輯 ]

• 
  슈트式 餘水로(chute spillway). Mosul Dam
• 
  側水路 餘水로(side channel spillway)
• 
  glory hole spillway
• 
  사이펀 餘水로(Siphon spillway). 大韓民國 草平댐. 2018年 8月

댐 水位 [ 編輯 ]

댐 水位는 "EL 몇 m"와 같이 海拔 標高로 標示한다.

• 社水位(Dead Storage Level, DSL) : 類似 堆積으로 貯水機能이 喪失되는 上限 標高. 댐 壽命을 100年으로 보고 100年 退社量을 基準으로 定함.
• 低水位(Low Water Level, LWL) : 正常的인 貯水池 運營에서 가장 낮은 水位. 大規模 댐에서 以上가뭄 時 非常用수 供給 위해 低水位와 社水位 사이에 非常放流口 設置.
• 洪水期 制限水位(Restricted Water Level, RWL) : 洪水調節容量을 더 確保하기 위해 洪水期에 制限하는 水位. 댐 設計 當時 氣象資料를 檢討하여 定함. ^[3] 一般的으로 常時 滿水位보다 낮음. 洪水期와 非洪手記에 따라 洪水調節容量과 履修容量이 달라지는데, 時期에 따라 洪水調節, 履修 두 目的 모두로 使用可能한 容量을 "共用容量"이라고 한다. 洪水期 制限水位는 共用容量의 하한수位가 된다. 洪水期에는 치數 目的으로 共用容量을 미리 放流한다.
• 常時滿水位(Normal High Water Level, NHWL) : 비洪水機 貯水 上限水位. 履修容量 最大 範圍.
• 洪水位(Flood Water Level, FWL) : 洪水 調節 위해 流入洪水를 貯藏할 수 있는 第一 높은 水位. 計劃洪水位와 같음. 200年 頻度 洪水를 基準으로 算定.
• 最高水位(Maximum Water Level, MWL) : 可能最大洪水(Probable Maximum Flood, PMF)가 貯水池 로 流入될 境遇에 貯水池 目的別 最大 水位. 댐 마루 표고는 最高水位에 餘裕高를 두어 決定.

댐 工事 [ 編輯 ]

留守 轉換 [ 編輯 ]

댐 本體를 만들기 爲해 물길을 暫時 돌리거나 막는다. 留守 轉換 方式에는 아래의 것들이 있다.

• 反河川 體節공 : 물길의 折半을 막고 工事한 뒤, 나머지 折半을 完成
• 假排水路 터널공 : 터널을 뚫어 물길을 바꾼 뒤, 댐體를 施工
• 假排水路 個鉅公 : 水路를 만들어두고 댐體를 施工

댐 基礎 그라우팅 [ 編輯 ]

댐體 아래로 投手 가 일어나지 않도록 巖盤에 그라우팅 한다.

• 壓密 그라우팅(consolidation grouting)
• 커튼 그라우팅(curtain grouting)
• blanket grouting
• contact grouting
• rim grouting

環境에 미치는 影響 [ 編輯 ]

댐의 周邊 環境에의 否定的인 影響이 最近 爭點으로 떠오르고 있다. ^[4] 2006年 大韓民國 建設교통부 는 敎科書에 실린 댐 關聯 內容이 너무 否定的이라며 大韓民國 敎育部 에 댐이 가져다 주는 順機能에 對한 內容을 補强해 줄 것을 要請했다. 또한 中學校 社會 敎科書에 記述된 "댐이 人體에 影響을 미쳐 呼吸器 系統의 疾病을 誘發시킨다", "댐 建設로 인해 안개 가 끼어 農作物의 成長이 더디어진다"와 같은 內容은 根據 없다며 異議를 提起하고 削除를 要請했다. ^[5]

河川의 흐름 [ 編輯 ]

河川의 景觀과 生態系는 河川 의 흐름(stream flow)에 따라 決定되는데 河川에 댐을 만들게 되면 河川 흐름이 變하게 되고 河川에 物理的 生物學的 影響을 미치게 된다. 이는 結果的으로 河川 生態系의 斷絶을 가져와 水生 動植物의 生態를 변화시키게 된다.

댐의 建設에 따른 河川의 影響 中 큰 것이 有史 흐름(流沙-; sediment flow)에 關한 것이다. 물 속에 섞여 흘러야 할 土沙가 댐에 갇히게 되어 湖水에 蓄積되고 댐 下流에는 土沙 없는 맑은 물이 흐르게 된다. 이렇게 되면 댐의 下流에는 물이 흐르면서 浸蝕作用만 있고 堆積物이 쌓이지 않게 되어 江 바닥은 巖盤이 드러나게 된다. 江 바닥에 充分한 土沙沈積物이 없으면 動植物의 群落地로써 機能을 喪失하기 때문에 生態系가 變하게 되는 것이다.

動物 移動에 對한 障礙 [ 編輯 ]

댐의 가장 큰 影響 中에 하나가 댐으로 인해 水生 動物의 移動이 斷絶된다는 것이다. 鰱魚 와 長魚 와 같은 種은 河川을 거슬러 올라가 알을 낳는데 人工的인 構造物로 인하여 産卵을 하지 못하게 된다. 몇몇 댐들을 이러한 종들을 위하여 移動通路를 設備하기도 한다. 魚道 (fish ladder)라고 하는데 이 施設物의 設置로 인한 效果에 對해서는 아직 더 많은 評價가 必要하다.

水質에 對한 影響 [ 編輯 ]

물이 댐으로 인해 갇혀 있게 되면 여러 가지 理由로 해서 水質에 莫大한 影響을 미치게 된다. 이것은 主로 물이 흐르지 않고 고여 있게 됨으로써 湖水지에 發生하는 것으로 ^[6] 湖水에 流入된 有機物이 酸素를 消費하며 腐敗하게 되고 이에 따라 溶存酸素 가 不足하게 되어 水中生物이 살 수 없게 된다.

또 다른 原因으로 物議 成層化에 依한 下流의 影響이다. 湖水가 生成돼 물이 깊어지면 여름 동안 熱로 인해 成層化된다. ^[7] 데워진 上層의 물은 酸素가 豐富한 層이 되지만 깊은 곳의 물은 빛이 到達하지 못해 차가워 지고 空氣와의 接觸도 없어 酸素가 稀薄해진다. 이러한 成層化된 上層部를 이필림니온(Epilimnion)이라 하고 차가운 下層部를 하이포林니온(Hypolimnion)이라 하며 中間層을 써모클라인(thermocline)이라 한다. 取水塔이나 水門은 하이포林니온 層에서 물을 댐 밖으로 내보내는데 이 물은 酸素가 적게 包含되어 있고 차가우며 망간 等의 金屬 成分을 包含하고 있다. 이러한 性質로 인해 下流의 數生物에 惡影響을 미치게 된다. ^{[ 出處 必要 ]}

또한 旣存의 땅이 沈水됨에 따라 發生하는 問題點도 있다. 한가지 例로 흙에 無機質의 狀態로 少量 包含되어 있는 輸銀 은 흙이 沈水되면 박테리아에 依해 메틸 輸銀 으로 變化되는데 이것은 生體에서 排出되지 않고 蓄積된다. 이것이 먹이사슬에 連續되어 人間에게도 해로운 影響을 미칠 수가 있다.

世界的으로 알려진 댐들 [ 編輯 ]

같이 보기 [ 編輯 ]

• 댐과 環境
• 비버
• 大韓民國의 댐
• 有線網
• 可能最大降水量

各州 [ 編輯 ]

參考 資料 [ 編輯 ]

• 박영태 (2019). 《土木技士 實技》. 세진사.  

外部 링크 [ 編輯 ]

• 韓國대댐회
• Structurae: Dams and Retaining Structures ^{[ 깨진 링크 ( 過去 內容 찾기 )]}
• The Ballad of Ecological Awareness Archived 2006年 12月 11日 - 웨이백 머신 ( PDF )
• "Design of Small Dams", US Bureau of Reclamation, 65MB pdf
• "Dam science" Archived 2007年 3月 8日 - 웨이백 머신 Canadian Geographic