본 연구에서는 파트린드 저수지의 유입부에서 댐 구조물까지 대상구간으로 설정하고 상류유입 유량, 유사 및 수문 운영에 따른 장기 퇴적양상을 EFDC 모형을 이용하여 5년에 걸쳐 모의하고 배사문 운영을 통한 배사효과에 대하여 모의하였다. 배사문 운영결과 배사시 수로를 형성하여 주로 수로를 따라서 활발히 발생하는 것으로 나타났으며 이는 기존 저수지 배사의 물리적인 특성을 잘 반영하는 것으로 판단된다. EFDC 모형의 모의결과로부터 취수구 전단부에서의 입도분포와 특정입경의 유사도달 여부 등 다양한 정보를 얻을 수 있었으며 향후 저수지 운영에 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

1965년 축조된 사연댐은 울산시의 중요한 생활용수 공급댐이며, 댐 여수로 입구 부근 저수지 내에 위치한 야산은 자연상태의 도수제(Dike) 역할을 하고 있다. 최근 두 차례에 걸쳐 조사하였던 퇴사량과 유효저수량 변화에 따르면, 유효저수량은 2,000만 톤에서 2.92% 감소하였고 여수로 부근에서의 퇴적수심은 평균 1.65 m 증가에 불과한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 사연댐 퇴사량 실측자료를 이용하여 SED-2D 모형의 적용성을 검토하고, 야산을 이용하여 취수탑이 있는 댐 주변의 저수지 입구에 도수제와 유사한 소규모 수리구조물을 설치할 때 퇴사의 유입억제와 취수에 필요한 수심확보 가능성을 검토하였다. 이를 위해 야산이 있는 현상태를 기준으로, 야산을 철거할 때와 추가로 구조물을 더 높게 설치할 때 등을 고려하여 수리학적 효과와 그에 따른 퇴사량 감소 등을 모의 하였다. 그 결과 장기유출에 의한 50년 후 저수지내 퇴사 깊이는 평균 2.335∼5.847 m 발생하는 것으로 나타났으며, 그 값의 변화는 현재의 야산이나 소규모 수리구조물의 추가 설치시에 퇴사량의 제어효과가 있는 것으로 나타났다.

본 연구에서는 HEC-RAS의 하상변동모형을 이용하여 고농도의 유사가 중소규모의 저수지에 유입하여 삼각주를 형성하는 과정을 유사의 입도분포를 고려하여 해석하였으며, 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 먼저, 삼각주의 시공간적인 분포와 년간 저수지에 퇴적되는 입도별 퇴사량을 합리적으로 예측할 수 있었다. 또한 저수지의 특정위치에서 특정시기에 어떤 입도의 유사가 주로 퇴적되는지를 합리적으로 예측할 수 있었다. 이러한 유사의 입도분포를 고려한 모의와 분석은 수자원관련 시설물의 계획 및 유지관리에 필요한 유용한 정보를 제공해 줄 수 있을 것으로 판단된다.

해외 수력발전사업의 대부분이 네팔, 파키스탄, 인도 등 유사 발생량이 많은 나라에서 이루어지고 있어 고농도의 유사발생으로 말미암아 유효저수용량 감소, 유사유입으로 인한 수차마모, 발전효율저하, 발전가동중지 등 심각한 문제가 예상된다. 본 연구에서는 Patrind 수력발전 사업의 저수지 퇴적을 모의하고자 미공병단(HEC)에서 개발된 범용 1차원 수리해석 프로그램인 HEC-RAS를 사용하여 유사이동 분석을 수행하였다. 유사이동 모의를 위하여 상하류단 유량 및 수위 경계조건과 유량-유사량 관계곡선식이 필요하며 이 외에도 유입유사 입경, 하상토 입경분포, 유사량 공식 등을 지정해 주어야 한다. 유량자료 분석을 통하여 1980년도의 유량곡선이 30년간 평균한 일평균 유량의 패턴과 유사하여 1980년도의 유량값을 반복적으로 적용하여 운영수위 EL. 765m를 기준으로 모의한 결과 약 4.5년 이후에 저수지 전체가 퇴적되는 것으로 분석되었다. 모형 구축 초기에는 SI 단위를 적용하여 모의하였으나 하상변동이 극히 미미하게 산정되는 문제점이 있어 이를 다시 영미 단위계로 수정하여 비교한 결과 HEC-RAS자체의 단위변환에 따른 프로그램상의 오류임을 확인할 수 있었다. 그림 1에 SI 단위로 구축한 모형에서 계산된 모의결과와 영미단위를 적용하여 계산된 모의결과를 서로 비교하였다.