숨쉬는 모래 제어댐

자연 환경에 대한 피해를 줄이기 위해 생태학적 기반과 안전 중심의 공학적 방법을 채택하는 것은 최근 계획과 설계에서 주요 고려 사항이 되었습니다. ?

모래관리댐의 장점과 단점은 무엇인가요?

일반적으로 모래관리댐의 기능은 모래와 자갈을 채우는 것뿐이라고 생각합니다. 기능을 상실하고 원래 상태로 복원하려면 준설해야 합니다. 그러나 토양수질보전편람(2017)에서는 “모래조절댐”이라는 용어를 “하상모래와 자갈을 막거나 조절하고, 하상경사를 감소시키고 난류를 억제하며 측방침식을 방지하고, 사면의 발가락을 고정하는 것”으로 정의하고 있다. 붕괴를 방지하기 위해 양쪽에 토석 흐름을 억제하고 재해를 줄입니다. 이러한 정의로부터 우리는 모래와 자갈을 막고 토석 흐름을 억제하는 것이 모래 조절 댐이 비어 있을 때의 중요한 기능임을 이해할 수 있습니다. 그러나 모래 조절 댐이 가득 차면 상류 하천의 경사가 발생합니다. 속도를 늦추어 강의 침식 능력을 줄입니다. 제방 양쪽의 경사면을 안정화하는 기능과 기타 기능이 있습니다. ?

따라서 모래 제어 댐이 가득 차 있는지 여부에 관계없이 토양과 모래를 안정화시키는 긍정적인 기능을 가지고 있으며 세계 여러 나라의 산하천에서도 널리 사용됩니다. 댐이 건설되면 해체하지 않는 것이 기본 원칙이다.

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초기 모래 제어 댐은 주로 크고 완전 밀폐된 댐 유형으로 다양한 하천에서 나타났습니다. 그러나 생태 보전 개념의 발전과 특정 퇴적물에 대한 차단 기술의 개발로 인해. 및 모래 입자 크기, 기능에 따라 다양한 유형의 모래 제어 댐으로 업그레이드되고 점차 진화하며 일반적으로 다양한 경사면(S) 또는 진흙 및 모래의 중앙 입자 크기(d50) 중에서 적합한 모래 제어 댐 유형을 선택합니다. 개울.

모래조절댐의 공간구성은 상류에서 하류로 나누어져 있는데, 사면침식구간은 주로 침식도랑이 계속해서 유실되는 것을 방지하고, 흙을 되돌려 사면을 안정시키는 용도로 사용된다. 사면 물 흐름의 제한된 충격력으로 인해 일반적으로 낮은 다공성 모래 제어 댐이 주요한 것입니다. 생태학적 복원을 위해 때로는 발아 파일 형태로 차단 그리드로 건설 및 결합됩니다. ?

야생 하천으로 유입되는 유역의 생태 및 흐름 연속성을 유지하기 위해 현재 개방형 모래 제어 댐이 사용됩니다. 강바닥에 바위가 많고 흐름 에너지가 높으면 개구부가 큰 빗댐은 주로 거친 바위를 막아 미세한 입자가 하류로 이동할 수 있도록 합니다. 경사가 점차 완만해지면 열린 댐 사이의 거리가 줄어들거나 댐 높이가 낮아지거나 댐 몸체를 다공성 댐 몸체로 조정하여 물의 흐름을 늦추고 세립질 진흙과 진흙의 침적을 막는 목적을 달성합니다. 모래를 만들고 강바닥을 안정시킵니다. 흐름 에너지는 하천의 가장 하류에 있는 축적 영역까지 느려집니다. 흐름 중심을 안정화하고 다음 홍수 파도에 의한 유실을 방지하기 위해 연속적인 하상 통합 또는 일련의 수중 댐이 일반적으로 건설됩니다. ?

평지 홍수 보호 구역으로 물이 유입될 때 때로는 홍수량을 조절하고 홍수 피크의 영향을 줄이기 위해 슬릿이 있는 노치 댐을 건설하여 홍수 또는 높은 모래의 흐름을 조절합니다. 저류지에서는 최대 유량을 위험하지 않은 정상 유량으로 줄이십시오.

모래조절댐이 정밀한 구성을 갖고 있다고 하더라도 흙과 모래의 양이 해마다 줄어들면서 모래조절댐의 부정적인 특성이 점차 드러나게 된다. 강 서식지의 연속성으로 인해 강 패턴과 생태 서식지가 단편화되고 단절된 블록이 됩니다. 댐 상류측은 댐 상류측의 진흙 및 모래 퇴적로 인해 강의 경사를 늦추고 침식 및 모래 운반 능력을 감소시키지만, 또한 물의 흐름을 구불구불하게 하여 기슭에 진동 침식을 초래합니다. 양쪽 경사면. 또한, 모래조절댐은 미세한 입자의 진흙과 모래의 퇴적로 인해 강바닥의 공극률을 감소시키고, 하천 저서생물의 생활공간을 변화시키기도 합니다.

둘째, 모래조절댐 상류의 진흙 및 모래 막힘과 하류의 댐 높이 차이로 인해 하류 하상에 진흙 및 모래 보충이 부족해지고 동시에 하천 수로의 에너지 감소. 댐 기초는 종종 물 흐름의 영향으로 인해 심하게 침식되며 이로 인해 댐 기초가 정지되고 불안정해집니다. 또한, 모래관리댐은 생물서식지의 단편화를 쉽게 초래할 수 있으며, 댐의 막힘으로 인해 이동생물의 원활한 상류 이동을 어렵게 만드는 문제점이 있다. ? 모래 제어 댐의 공간 구성 계획 (사진 출처: Chen Shuqun et al., 2016)

댐 본체를 점진적으로 조정하여 활력을 회복합니까? 지난 세기부터 현재까지 여러 나라에서는 사람들의 생활을 위해 물이나 물 보전을 이용하여 전력을 생산하고, 5,000개가 넘는 대형 저수지를 건설하고, 수만 개의 모래 제어 댐을 건설하여 저수지 침적을 방지하거나 토양 및 모래 재해를 억제해 왔습니다. 이러한 수평구조가 하천생태에 미치는 폐해는 20세기 후반에 잇따라 나타났고, 이는 환경단체들의 댐 철거 요구도 잇따랐다.

벚꽃 연어를 보호하기 위해 중국 대만의 Qijiawan Creek도 일부 모래 제어 댐을 제거했습니다. 하지만 모래관리댐을 한꺼번에 철거해야 할지, 토사와 모래의 하향 이동이 양측 주민에게 미치는 영향을 차례로 낮추어야 할지에 대해서는 여전히 논의의 여지가 많다. 강과 강에서의 생태는 주의 깊게 연구되고 관찰되어야 합니다. 무분별한 댐 철거는 하류 주거용 건물의 침수나 하천 수위 변화로 인한 생태적 재앙으로 이어질 수 있기 때문에 최근에는 댐 본체를 점차 낮추는 것이 안전 개념이 됐다.

중흥대학교 휘순삼림농장의 란다오천은 이미 여러 차례 산사태를 겪었으며, 이미 산사태 발생 가능성이 높은 하천으로 등록되어 있습니다. 상류에는 6개의 교각을 갖춘 모래조절댐을 건설하고, 하류에는 주민이 거주하지 않아 교각 사이에 4열의 강관을 연결하여 댐 제거 방법을 연구하기 위한 최적의 실험장이 되었다.

1999년 츠지 지진 이후 란다오강 유역에 대규모 산사태가 발생해 토사와 모래의 발생원이 풍부해 건설 직후 저장 용량이 채워졌다. 모래 제어 댐과 토석 흐름을 차단하는 빈 댐의 효과가 상실되었습니다.

2004년 태풍 민둘리와 2009년 태풍 모라콧으로 인한 산사태는 모래조절댐까지 넘어가면서 대규모 흙과 모래가 란다오천 양쪽의 강 수로와 산림지를 잠기게 만들었다. 그러나 붕괴된 토지는 점차 회복되고 토사와 모래의 양은 해마다 감소하여 하류의 진흙과 모래의 보충이 부족하여 란다오 강 양쪽의 제방 보호 장치가 비어 있게 되었습니다.

하천의 모래 이송 균형을 고려하기 위해 먼저 실내에서 다채널 실험을 실시하고 최적의 댐 하강 계획을 선정했으며 2015년에는 2개의 중간 교각을 2.5m 낮췄습니다. -현장 건설. 그 목적은 댐 뒤의 미사토와 모래를 하류로 운반하고, 하천의 모래 운반량을 늘리고 하류 수로를 안정적으로 유지하여 상류와 하류 사이의 높이 차이를 줄이는 것입니다. 댐 하류에 설치하여 댐 기저부가 함몰되는 것을 방지하고 하천의 생태적 연속성을 높입니다.

몇 차례의 큰 비가 내린 후, 모래 조절 댐 상류의 미사토와 모래는 자연적으로 하류로 이동될 수 있으며, 상류 하천 수로는 V자 모양의 깊은 홈과 눈에 띄는 하천 계단을 형성합니다. 한 번에 많은 양의 흙과 모래가 빠져나가는 위험을 효과적으로 줄일 수 있는 깊은 홈의 양쪽에 나타납니다. 댐 철거 전후의 지형을 분석한 결과, 댐 뒤쪽의 토사층이 원래의 토사층 깊이보다 약 4m 정도 깊은 홈선을 만들어 점차 강의 자연스러운 모습을 회복하고 있는 것으로 나타났다. ?

조정된 모래 제어 댐은 Landao Creek의 자연 모래 운송 균형을 점차적으로 회복했으며 토양 및 모래 이동 효과는 놀랍습니다. 이번 실험적 댐 하강 연구는 흙과 모래의 양이 변화함에 따라 모래 조절 댐을 조정하는 타당성을 성공적으로 검증했습니다. 앞으로도 댐 본체는 완전히 제거될 때까지 계속해서 조정될 것입니다. 그러나 보다 적극적인 접근은 댐 건설 초기에 흙과 모래의 양에 따라 점진적으로 조절될 수 있는 모래 조절댐을 어떻게 설계할 것인가를 고려하는 것이다. ? 휘순 산림농장 란다오천 사주댐은 2개의 중간 교각을 낮추어 상류의 토사가 자연스럽게 바깥쪽으로 이동하면서 점차 자연 하천으로 진화하게 되었습니다.

모래제어댐은 숨을 쉴 수 있을까?

하천의 흙과 모래의 균형과 하천생태의 연속성을 유지하려면 새로운 개념이 도입되어야 하고 새로운 모래제어댐이 필요하다. 다양한 기간의 흙과 모래의 양에 따라 조정될 수 있도록 설계해야 합니다. 모래조절댐에 조정기능을 부여하기 위해서는 시간에 따른 하천환경의 변화를 우선적으로 고려하고, 다양한 하천의 모래수송, 방재, 생태적 수요를 충족시킬 수 있도록 모래조절댐을 지속적으로 관리해야 한다. 더 나아가 모래 통제 댐을 하천 서식지로 만드는 것이 환경 복원의 원동력입니다.

최근 몇 년 동안 모래 제어 댐에 대한 수요는 토석 흐름을 차단하는 것뿐만 아니라 하천 생태에 더 많은 관심을 기울이는 것입니다. 강우, 지진 등 주기적인 힘의 영향을 받아 하천을 통해 운반되는 모래의 양은 붕괴된 토사의 양에 따라 주기적으로 변하게 되는데, 이는 더 이상 변하지 않은 단일 모래 제어 댐으로는 더 이상 급격한 변화에 대처하기에 충분하지 않음을 보여줍니다. 환경에서. 모래조절댐이 생명력을 갖고 블록처럼 조립과 해체가 가능하고 토양과 모래 환경의 변화에 ​​따라 그 기능을 조절할 수 있다면 모래조절댐의 설계개념을 건설할 때 완전히 뒤집어야 한다. 고려하여 조정모래제어댐(호흡모래제어댐)이 탄생하였습니다.

하천이 모래유입 최고시기에 접어들면, 최고조기의 높은 모래유입을 차단하여 하류지역의 토사재해를 예방해야 한다. 모래유입량이 둔화됨에 따라 모래제어댐의 종류를 적절하게 변경하고 토사와 모래를 막는 강도를 감소시키면 사업으로 인한 하천생태계의 피해를 줄이고 모래량의 균형을 유지할 수 있다. 퇴적물과 모래로 인해 강 서식지가 계속 유지될 수 있습니다. ?

호흡모래 제어댐은 개구부에 강철 파이프와 그리드 시설을 설치하는 개방형일 수 있습니다. 주요 강조점은 수평 막대와 종방향 재료가 서로 독립적으로 조립되어야 한다는 것입니다. 별도로 분해했습니다. 그러나 조정원칙은 3~5년이 아닌 30~50년으로 주로 토양과 모래량의 주기적인 변화에 기초한다. ?

완전히 조립된 조정 가능한 모래 제어 댐은 모래의 양이 많을 때 바위, 유목 등을 막을 수 있습니다. 모래의 양이 감소 기간에 들어가면 그 양만큼 크로스바를 제거할 수 있습니다. 모래와 진흙이 감소하여 큰 입자의 토양과 모래가 흘러나올 수 있습니다. 둘째, 세로 방향 재료를 제거하여 상류 퇴적 높이를 줄이고 더 많은 토양과 모래가 흘러나오도록 합니다. 다시 유입되는 모래의 양이 감소하여 상류에서 더 이상의 붕괴가 없어 하천토와 모래가 안정기에 진입하게 되면 모래조절댐을 낮은 하상고정형으로 축소하거나 하상고정까지 할 수 있다. 댐은 자연적인 다나세 하천 구조로 복원되어 완전한 수직 생태통로를 복원하여 자연생태의 연속성을 회복할 수 있습니다.

호흡모래 조절댐 조립 및 분해 흐름도

파생된 기능과 향후 전망

토양과 모래 조절댐의 초기 건설? 농업위원회 수자원보호국은 과도한 흙과 모래가 아래로 흘러내리는 것을 방지하고 주민의 생명과 재산의 안전을 보호하는 것을 최우선으로 고려합니다. 그러나 최근에는 생물다양성 유지, 지속가능한 하천개발 등의 고려로 인해 자연환경에 대한 훼손을 줄이기 위한 생태학적 기반과 안전중심의 공학적 방법을 채택하는 것이 계획과 설계의 주요 고려사항이 되고 있다. 숨쉬는 모래 조절댐의 개념이 이러한 원칙에 부합하므로, 토양수질보호국에서는 질식된 하천생태환경이 더욱 재생되도록 돕기 위해 이를 적극적으로 추진하기 시작하였고, 숨쉬는 모래 조절댐을 방재를 위한 강력한 도구로 만들기 위해, 동시에 하천 서식지 복원의 촉진자이기도 합니다.

핑둥현 헝춘진 동문천은 홍수와 퇴적물이 마을에 범람하는 사건이 많이 발생했기 때문에 홍수피해의 영향을 줄이기 위해 홍수 저류지를 건설했습니다. 이 지역은 매우 미세한 이암지질을 갖고 있기 때문에 저류지 상류에 호흡모래 조절댐을 건설하고 개구부에 틈이 없는 콘크리트 가로대를 사용하여 미세한 이암이 저류지로 유입되는 것을 막을 수 있다. 준설을 위해 크로스바를 제거하면 크로스바를 열고 닫아 퇴적물 이동 패턴을 조정할 수도 있습니다.

2009년 태풍 모라콧은 가오슝의 리농강 유역을 심각하게 손상시켰으며, 여전히 대만에서 가장 심각한 토사 재해 지역입니다. 폭우가 내리면 토사와 모래의 양이 10m 이상 변할 수 있으므로 모래조절댐의 수평대 사이의 거리를 이용하여 토사의 변화량을 조절함으로써 상류 하천의 하천이 원활하게 흐르도록 한다. 지나치게 침적되거나 씻겨 나가지 않습니다. Linong Creek 지류에 있는 Dongzhuang Creek의 모래 제어 댐은 폭우 시 토양과 모래를 저장하기 위해 가로대를 추가하여 건기 동안 준설을 위해 가로대를 제거하거나 상류 및 하류 토양과 모래 균형을 달성할 수 있습니다. 홍수 침식으로. 다양한 하천 환경에 대응하여 다양한 형태의 호흡모래 조절댐이 대만, 일본 등지에서도 보급되기 시작했으며, 현재는 오스트리아, 이탈리아 등 알프스 지역에서도 조정 효과를 고려하고 있다. ?

자연 하천 패턴은 건강한 하천 생태계를 조성하고 인간에게 경관 휴양지를 제공합니다. 그러나 이러한 양질의 하천은 태풍과 폭우로 인한 산사태로 인해 위험한 하천으로 변하는 경우가 많아, 사람들의 가옥의 안전을 지키기 위해 모래방지댐은 재난 예방 수단으로 자리 잡았고, 생태교란의 킬러라는 비판을 받기도 했습니다.

숨쉬는 모래조절댐은 장단자재와 수평철근을 조립하여 방재기능을 달성하는 것 외에도 수직재와 수평철근으로 점진적으로 분해하는 것도 가능하다. 자연 생태를 복원하는 것 외에도. 건설 초기부터 끝까지 갈 길을 고민하고, 모래관리댐에 생애주기를 부여해야만 지속가능하고 건강한 하천생태환경을 조성할 수 있다.

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