기계공학에서의 신뢰성 공학

기계공학에서의 신뢰성 공학

댐의 신뢰성 확보 방안 : 가능 최대 홍수량 (PMF) 반영 보조 여수로 (Spill way) 건설

2013. 12. 10

추 성 훈

댐의 신뢰성 확보방안 :기관 소개

ReliabilityEngineering2013

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한국수자원공사 (K-water) 소개- 설립목적 : 세계 최상의 물 종합 서비스 기업- 임무와 역할

수자원을 종합적으로 개발 , 관리하여 생활용수 등의 공급을 원활하게 하고 수질을 개선함으로써 국민 생활의 향상과 공공복리의 증진에 이바지함을 목적으로 하는 공기업• 수자원의 종합적인 이용 / 개발을 위한 시설의 건설 및 운영관리• 광역상수도 ( 공업용수도 포함 ) 시설의 건설 및 관리• 산업단지 및 특수지역 개발• 지방 상 / 하수도 수탁 운영• 신재생 에너지 설비의 설치 및 운영관리

240Km 의 강 복원운하 18km 건설 · 운영69 개 시설 운영중8 개 시설 건설중

( 시설용량 20 백만㎥ / 일 )

30 개 댐 건설 · 운영 ,5 개 댐 건설중

( 시설용량 1 천 MW)

총시설용량 1,329MW세계 최대규모 254MW 의조력발전소 운영14 개 시설 운영6 개 시설 건설중

( 시설용량 451 천㎥ / 일 )

하수도 및산업용수 강 복원 및운하건설 · 관리댐 청정에너지상수도

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우리나라 수자원 현황- 높은 인구밀도 등으로 국민 1 인당 이용 가능 강수량은 세계 평균의 1/8 수준- 연평균 강수량의 2/3 가 여름철에 집중- 산악지형에 따른 급경사로 강수량의 대부분이 바다로 유출- 내륙 / 해안간 강수량 편차가 1.7 배 발생

강수량 현황 하천 유량변동계수유량변동계수 : 강우의 계절적인 편중에 의한 하천유량의 변동 정도를 나타낸 계수

댐의 신뢰성 확보방안 :수자원 현황


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Sanxia Dam (China)

소양강댐 ( 한국 ) 평화의 댐 ( 한국 )

Hoover Dam (USA)

댐의 신뢰성 확보방안 :세계의 댐


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댐의 신뢰성 확보방안 :대한민국 댐 현황


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대청댐 운영수위일반적인 댐 운영수위

댐 명

PMP( ㎜ ) PMF( ㎥ /s) 첨두방류량 ( ㎥ /s) 댐마루표 고

(EL. m)

사업 전 / 후최고수위(EL. m)

검토결과설계 (’74

년 ) ‘12 년 설계 12 년 설계 ‘12 년

대청댐 532 591 14,700 21,742 11,05718,036( 기존

10,452, 비상 7,584)

83.0 84.18/80.77 월 류

댐의 신뢰성 확보방안 :댐의 운영수위


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PMP(Probable Maximum Precipitation)- 가능최대강우량- “theoretically, the greatest depth of precipitation for a given dura-

tion that is physically possible over a given size storm area at a particular geographic location during a certain time of year”

댐의 신뢰성 확보방안 :PMP & PMF(FEMA Interagency Committee on Dam Safety, 1998)


PMP 산정방법 (2000.06 건교부 )

• 경험적 방법 : 기왕 최대강우량으로부터 경험적으로 추정• 수문기상학적 방법 : 대기중의 수분함량을 고려하여 산정• 통계학적 방법 : 과거 발생호우의 극치를 통계적으로 해석

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PMF(Probable Maximum Flood)- 가능최대홍수량- “the flood that may be expected from the most severe combina-

tion of critical meteorologic and hydrologic conditions that are rea-sonably possible in the drainage basin under study”

댐의 신뢰성 확보방안 :PMP & PMF


PMF(Probable Maximum Flood) 산정방법- 공간분포 : 유역중심으로 공간분포 수행- 시간분포 : 강우기록의 통계학적 분석을 통한 무차원 곡선사용 (Huff 방

법 )- 지속 시간별 적정 홍수량 산정

Huff 4 분위 강우분포도 Huff 무차원 누가곡선

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댐의 치수능력 증대사업 실시- 2002 년 태풍 루사 , 2003 년 태풍 매미 , 2006 년 태풍 에위니아 영향- 2005 년 댐 설계 기준 변경 (1,000 년 빈도 선택적 적용 )

댐의 신뢰성 확보방안 :치수능력 증대사업


댐 명

PMP( ㎜ ) PMF( ㎥ /s) 첨두방류량 ( ㎥ /s) 댐마루표 고

(EL. m)

사업 전 / 후최고수위(EL. m)설계 ’12 년 설계 ’12 년 설계 ’12 년

영천댐 ‘74 년 296 715 1,740 3,700(1000 년 ) 1,010

3,263( 기존 1,684, 보조

1,579)162.0 165.90/

160.20

구천댐 ‘82 년 420 693 266 520(1000 년 ) 203 510

( 기존여수로 확장 )96.0

→97.095.65/95.41

수어댐 ‘74 년 411 1,135 687 1,652(1000 년 ) 410 1,525

( 기존 653, 보조 872) 69.2 76.0/67.87

연초댐 ‘77 년 368 706 264 520(1000 년 ) 144 482

( 기존여수로 확장 ) 52.0 52.07/50.59

소양강 ‘68 년 631.9 810 12,392 20,715(1000 년 ) 7,500

14,200( 기존 7,500, 보조

6,700)203.0 203.9/

200.5

대암댐 ‘68 년 332 689 993 2,269(1000 년 ) 599

2,195( 기존 562, 보조

1,633)55.0 57.18/

53.19

사연댐 ‘62 년 412 645 1,675 2,290(1000 년 ) 930 2,120

( 기존 1,130, 보조 990) 66.4 66.27/64.43

2012 년 치수능력 증대사업 계획

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댐 여수로 개선



임하댐 보조여수로 영천댐 보조여수로

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보조여수로 시공(D=15m)

수문 설치 (95m, 650ton)

기계공학에서의 신뢰성 공학

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