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교통공학이란

● 교통의 정의교통이란 사람이나 물류가 의도적으로 공간을 이동하는 것을 말한다.① 막힘이 없이 서로 오가는 일.② 사람의 왕복, 화물(貨物)의 운반, 의사(意思)의 전달 등의 총칭. 탈것을 이용하여 사람이나 짐이 한곳에서 다른 곳으로 오가는 일.③ 탈것, 특히 자동차 따위가 이동하는 일.좁은 의미에서의 교통은 그 중 유체물의 장소적 이동을 뜻한다. 인간의 사회생활은 항상 일정한 지역적인 확대를 가진다. 이 지역적인 확대, 즉 공간적 거리를 극복하는 행위가 교통이다.교통의 기능은 이와 같은 공간적 거리를 가능한 한 가장 작은 시간적·경제적 손실에 의해 극복하는 데 있으며, 교통수단의 발달·개량은 그 기능의 강화를 가져온다. 교통에 의한 인간이나 재화의 이동은 장소적인 효용(效用)을 창조하므로 경제학상 교통은 생산의 일부라고 간주된다.)● 교통의 구성교통을 구성하는 요소로서는 대상(이동의 주체), 교통수단, 교통로의 세 가지로 이것을 교통의 3요소라 부른다. 이 요소에 운전자를 포함하여 4요소라고 간주하는 사람도 있다. 교통은 인간의 활동을 연결시키고 화물(물자)을 신속히 이동시켜 생활의 편리함을 추구하는 것을 목표로 한다. 인간과 화물의 이동성과 접근성에 있어서 편리함을 추구하기 위한 구성요소로는 교통주체인 인간과 화물, 이러한 여객과 물자를 이동시킬 수 있는 교통수단(자동차, 선박, 비행기, 전철, 지하철, 버스 등) 그리고 교통수단이 안전하고 편리하게 이동할 수 있는 교통시설(고속도로 등의 도로 및 철도, 도시철도, 경전철, 항로, 운하 등)이 필요하다.① 교통주체 _ 사람(운전자, 보행자, 승객), 화물② 교통수단 _ 자동차, 선박, 비행기, 전철, 지하철, 버스, 기차③ 교통시설 _ 교통로(도로, 철도, 경전철, 운하, 항로), 터미널(공항, 항만, 역) 및 교통통제수단(신호, 표지판, 도로표지, 기타)※ 교통수단의 속성교통수단편재성이동성효율성도로수단(버스·자가용·자전거)매우 높음낮음(용량, 속도제한)낮음(안정성 부족)철도수단(고속철도·전철)낮음(한정)높된 교통수단으로 이용된다.항공교통으로는 비행기가 있는데, 1908년 라이트형제가 날개가 두 쌍인 복엽기 실험비행에 성공한 이후 단엽기, 프로펠러기 등을 거쳐 점보비행기로 발전되었다. 항공교통은 먼 곳을 여행하거나 화물을 운반할 때 이용하는 가장 빠른 교통수단이다.해상교통은 배를 이용하는데, 예로부터 하천이나 호수, 바다는 중요한 교통로였기에 배는 꼭 필요한 교통수단으로 상업이나 무역의 발달에 기여한 바가 크다. 요즘에는 유람선이나 잠수함으로까지 발달하여 이용되고 있다.- 교통수단의 대표적 예? 마차 - 말을 이용해 사람이나 짐을 실어 나르는 수레를 가리킨다. 마차는 고대 메소포타미아에서 처음 고안되었는데 주로 전투용 전차로 사용되었다. 마차가 일반 서민의 교통기관으로서의 구실을 맡게 된 것은 중세유럽에서였는데, 그 용도에 따라 승용마차, 짐마차, 철도마차, 우편마차, 자가용 마차 등 여러 종류가 있다.? 전차 - 공중에 설치된 전선을 통하여 전력을 공급받아 이동하는 차량이다. 우리나라에는 1898년에 들어왔으며, 서대문과 청량리사이에 처음으로 설치되어, 서울시내에 주요 교통수단으로 이용되었다. 그러나 1969년 도로교통의 방해 등의 이유로 모든 전차가 폐기되었다.? 디젤기관차 - 디젤엔진을 동력원으로 하는 기관차를 가리킨다. 종류에는 기어식, 전기식, 액체식이 있는데 우리나라에서는 전기식 기관차를 사용하고 있으며, ‘디젤전기기관차’라고도 한다. 디젤기관차는 전기설비가 파괴되어도 운전할 수 있어, 군사적 목적 등으로도 많이 사용되고 있다.? 기선(증기선) - 기선은 증기기관을 동력으로 하여 추진하는 배를 가리킨다. 제임스 와트가 발명한 증기기관을 배에 동력으로 이용한 배로 그 전까지 사람이 직접 노를 젓거나 풍력을 이용하던 항해방법에서 획기적인 발전을 이루었다고 할 수 있다.? 자동차 - 원동기를 장치하여 그 동력으로 바퀴를 굴려서 철길이나 가설된 선에 의하지 아니하고 땅 위를 움직이도록 만든 차. 승용차, 승합자동차, 화물 자동차, 특수 자동차 및 이륜자동차가 것을 말한다. 여기서 ‘가장 효율적’이란 자동차, 자전거, 보행자 등의 도로이용자에게 안전·원활 또한 쾌적해야 됨과 함께, 연도 주민들에게 있어서도 도로에 따른 편의를 얻고 교통공해 등의 부의 편익이 가능한 적게 되어야 한다는 의미이다.교통을 크게 두 분야로 나누면 Transportation과 Traffic engineering으로 나눌 수 있다.- Transportation : 교통구성요소와 교통류의 특성, 교통운영 등 주로 도로공학분야의 교통을 의미한다.- Traffic engineering : 넓은 의미의 교통으로써 앞에서의 교통의 정의를 말한다. 교통계획, 기능의 설계, 교통의 운영 등이 포함된다.● 교통체계교통체계란 말 그대로 교통시스템을 말한다. 교통체계의 기본 구성요소로는 링크, 노드, 터미널이 있다.- Link(링크) : 흔히 생각하는 도로(road)가 링크의 구성요소에 해당된다. 철도(rail), 공로(air), 해로(water), 도보(walk)도 포함된다. 여기에 관로(pipeline)도 포함되는데 수도관이나 송유관 같은 관로 또한 교통의 구성요소이다.- Node(노드) : 도로와 도로가 만나는 교차로를 의미한다. 이동방향을 바꿀 수 있고, 통제도 가능하다.- Terminal(터미널) : 두 개 이상의 교통수단이 만나는 지점을 말한다.● 교통정보 수집교통정보를 수집하여 도로교통상황을 실시간으로 확인함에 따라 차량의 이동 상태를 효율적으로 파악할 수 있다. 실시간으로 차량의 이동을 파악하기 위하여 차량검지기, 폐쇄회로텔레비전(CCTV) 등의 시스템이 개발되어 사용 중에 있다. 차량검지방식은 크게 차량이 한 지점을 지나가는 순간의 정보를 취하는 지점검지방식과 두 지점 이상의 구간을 이동하는 차량의 정보를 수집하는 구간검지방식이 있다.- 지점검지방식은 압력식, 초단파, 초음파, 적외선 등 다양한 방식의 차량검지기(VDS)가 개발되었으며, 구간검지방식은 GPS나 차량 내 장치와 도로변 장치와의 통신이나 카메라를 이용하여 번호판을 검지하여 해당구간형태로 사전에 정확하게 전달하여 통일되고 균일한 행동이 이루어지도록 통제함으로써 도로상의 안전을 보장하고 교통의 소통을 증진시키는 것이다. → 주로 시가지 구간에서의 교통소통에 중점을 두고 있다.? 건설교통부 : 교통사고의 방지를 위하여 필요하다고 인정되는 경우에는 횡단보도(육교 및 지하횡단보도포함)?교통안전표지?방호울타리?조명시설?시선유도시설?표지판?도로반사경?충격흡수시설 및 과속방지시설 등을 설치하여야 한다. → 다양한 방호시설과 시선유도시설을 통한 교통안전에 중점을 두고 있다.? 한국도로공사 : 도로 교통의 안전하고 원활한 소통을 확보하며, 도로의 미비한 구조 상태를 보완하여 도로이용자의 안전을 도모하기 위해 설치하는 시설물이다. → 주로 고속주행 차량을 대상으로 원활한 소통과 이용자의 안전에 중점을 두고 있다.- 교통안전시설의 종류? 교통관리안전시설 : 도로이용자에게 필요한 정보를 제공하고 이용자의 행동을 통제한다. 교통소통을 증진시키고 도로상의 안전을 보장하는 시설을 총칭한다. ex>도로안전표시, 도로표지, 노면표시 등? 방호안전시설 : 주행 중인 차량이 균형 상태를 잃어 운전자 스스로 차량을 제어할 수 없는 경우, 도로 주변의 위험요소와 충돌하여 발생할 수 있는 치명적인 사고나 피해를 예방한다. ex>방호울타리, 충격흡수시설, 긴급제동설치 등? 시인성증진시설 : 도로의 선형이나 기하구조로 인해 시거가 불량하여 발생할 수 있는 사고 등을 예방한다. 양호한 시각 환경 조성 및 선형이나 기하구조의 변화를 사전에 안내한다. ex>시선유도시설, 조명시설 등종류기능 및 종류교통안전 표지● 도로에서 위험을 방지하고 교통의 안전과 원활한 소통 확보주의표지규제표지지시표지보조표지도로 표지● 도로구조의 보전과 원활한 교통소통 확보경계표지이정표지방향표지노선표지기타표지● 자동차전용도로 표지● 시설물 안내 표지● 오르막차로 표지 등노면 표지● 교통안전표지와 도로표지를 보조하는 방향표시 및 지시, 규제, 예고 표시- 방향표시 : 좌회전, 직진, 우회전 및 지명표시 등- 지시표mmercial Vehicle Operation)·첨단 차량 도로 시스템(AVHS : Advanced Vehicle and Highway System)으로 구성된다.- 첨단 교통 관리 시스템(ATMS : Advanced Traffic Management System)교차로의 방향 별 교통량을 실시간으로 자동 인식하여 신호 시간과 주기 등을 최적으로 제어함으로써 교통의 흐름을 원활히 하고, 고속도로나 간선 도로 교차로에서의 진입 교통량을 조절하여 소통 상황을 유지하기 위한 시스템이다.- 고급 교통 정보 시스템( ATIS : Advanced Traveller Information System)1980년부터 미국, 유럽, 일본 등 선진국에서 본격적으로 추진하고 있는 지능형 교통 시스템 (ITS)의 일환인 도로교통 관련 정보시스템. 주요 도로의 교통량과 소통 상황, 건설 공사 및 보수 공사, 사고 등 돌발 상황, 식당, 주유소, 주차장 등 주변 상황 등을 실시간으로 중앙교통 정보 센터에서 수집, 분석하여 자동차에 장착하는 전자 지도, 교통방송, PC통신, 노변방송, 가변 정보판 등 다양한 매체를 통해서 제공한다.- 첨단 대중교통 시스템 (APTS : Advanced Public Transportation System)대중교통 운영체계의 정보화를 바탕으로 시민들에게는 대중교통수단의 운행스케줄, 차량위치 등의 정보를 제공하여 이용자 편익을 극대화하고, 대중교통 운송 회사와 행정부서에는 차량관리, 배차 및 모니터링 등을 위한 정보를 제공함으로써 업무의 효율성을 높인다.- 물류운영시스템(CVO, Commercial Vehicle Operation System)컴퓨터를 통해 각 차량의 위치, 운행상태, 차내 상황 등을 관제실에서 파악하고 실시간으로 최적운행을 지시함으로써 물류비용을 절감하고, 통행료 자동징수, 위험물 적재차량 관리 등 통행물류의 합리화와 안전성을 높인다- 첨단차량 및 도로체계(AVHS : Advanced Vehicle & Highway Systems)차량안전장.

공학/기술| 2011.12.21| 10페이지| 2,000원| 조회(294)

교통, 교통공학, 교통구성, 이동의 주체

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미생물에 대한 고찰

미생물에 대한 고찰Chapter 1. 미생물이란 무엇인가?미생물의 사전적 의미는 보통 우리의 눈에는 보이지 않는 현미경적 크기를 가지며,?단세포(single cell) 또는 군체(cell cluster)를 구성하고 독립된 생물과정을 수행하는 미세한 생물군(micro-organisms or microbes)이다. 생물은 크게 원핵생물과 진핵생물로 나눌 수 있는데, 일반적으로 '미생물'이라고 하면 '원생생물'을 말한다고 볼 수 있다. 원생생물은 ‘원핵생물군’과 진핵생물 중에 식물이나 동물의 어느 쪽에도 포함시키기 어려운 '단세포 생물군'을 포함한다. 원핵생물은 몸이 원핵세포로 구성된 생물이다. 원핵생물은 대부분 단세포로 되어 있으며, 원핵균류와 남조식물 등이 이에 해당된다. 그 발생은 29∼34억 년 전으로 추정되며, 34억 년 전의 남조화석도 발견되는 등, 생물진화에서 가장 오래된 것으로 보고 있다. 원핵생물에서는 핵산(DNA)이 막으로 둘러싸이지 않고, 분자 상태로 세포질 내에 존재하며, 미토콘드리아 등의 구조체가 없는 것이 특징이다. 진핵생물은 몸이 진핵세포로 구성된 생물이다. 진핵세포는 세포막은 물론, 핵, 미토콘드리아, 소포체, 엽록체 등이 막으로 싸여 있어서 뚜렷한 세포기관을 형성하고 있다. 진핵생물에는 모든 식물, 동물, 그리고 원생생물계의 편모류, 섬모류, 위족류, 포자류, 점균류 등이 있다.)▶ 원핵세포와 진핵세포진핵세포들은 막으로 둘러싸인 핵 속에 DNA를 지니고 있고, 원핵세포들보다 일반적으로 크기가 더 크며 구조적으로 더 복잡하다. 진핵세포에서는 전사와 번역의 중요한 과정들이 분리되어 있다. 전사는 핵에서 일어나며, 번역은 세포질에서 일어난다. 진핵생물에는 조류(algae), 진균류(fungi), 그리고 원생동물(protozoa) 등이 포함된다. 모든 다세포 식물들과 동물들은 진핵세포들로 구성되어 있다. 진핵세포들의 주요 특징은 세포 내에 소기관(organelles)이라 불리는 막으로 둘러싸인 구조가 존재하는 것이다. 이러한 세포내 소기관들은체를 지니고 있다. 바이러스들은 미생물 세포들을 포함한 모든 세포들을 감염시킬 수 있다. 다수의 바이러스들은 그들이 감염한 개체에 질병을 일으킨다. 그러나 바이러스 감염은 세포에 실제로 세포의 능력을 개선할 수도 있는 유전적 변화들을 포함하여 다수의 커다란 영향들을 미칠 수 있다. 바이러스들은 또한 세포들보다 매우 작으며, 원핵세포들보다도 더 작은데 지금까지 알려진 바이러스들 중 가장 작은 것은 직경이 고작 10㎚정도이다.Chapter 2. 미생물의 다양성.진화는 지구상의 모든 생물체들을 만들어 내었다. 현재 미생물 세포들에 있어 우리가 볼 수 있는 다양성은 40억년 동안의 진화적 변화의 결과이다. 미생물의 다양성은 세포의 크기 및 세포의 형태(모양), 생리, 운동성, 세포분열의 기작들, 병원성, 발생생물학, 극한환경들에 대한 적응 등을 포함하여 여러 양상으로 보일 수 있다.『 미생물의 생리적 다양성 』▶ 화학유기영양생물화학물질로부터 에너지를 얻는 생물체를 화학영양생물(chemotrophs)이라고 하며, 유기화합물에서 에너지를 얻는 생물을 화학유기영양생물(chemoorganotroph)이라고 한다. 지구에 존재하는 수천가지의 서로 다른 유기화합물들은 하나의 미생물 또는 다른 미생물에 의해 이용될 수 있다. 모든 천연 및 대부분의 합성유기화합물들은 대사될 수 있다. 에너지는 화합물의 산화에 의해 얻어질 수 있으며 아데노신 삼인산(ATP)의 형태로 세포 내에 보존된다. 일부 미생물들은 산소가 있을 때에만 유기화합물에서 에너지를 만들어 낼 수 있다. 이런 미생물들을 호기성 세균이라고 하며, 산소가 없는 상태에서만 에너지를 만들 수 있는 세균을 혐기성 세균이라고 한다. 또한 산소가 존재하거나 존재하지 않는 조건에서도 유기화합물을 분해할 수 있다. 대부분의 배양된 미생물들은 화학유기영양생물에 속한다.▶ 화학무기영양생물다수의 원핵세포들은 무기화합물들의 에너지를 획득할 수 있다. 이는 화학무기영양이라고 불리는 대사의 한 방식이며, 화학무기영양생물에 의해 수행된다. 이러한 어떠한 환경구조도 다 포함한다. 자연계에서 무균상태(생명체가 없는 상태)의 경우는 극히 드물다. 일반 미생물들의 환경들은 인간으로서는 살아가기에 너무나 극한적이라고 생각할 수 있는 환경들이다. 극한환경에서 살아가는 미생물들을 극한생물(extremophiles)이라 부르는데, 이는 미생물들의 놀라운 집단이며 생명의 생리 화학적 한계들을 총체적으로 밝혀준다. 극한생물들은 뜨거운 온천이나 호수를 뒤덮은 얼음 위나 속, 빙산 또는 극지방의 바다, 염분이 대단히 함유된 물, pH가 0만큼이나 낮거나 12만큼이나 높은 토양이나 물 속 등과 같은 혹독한 환경에 많이 있다. 흥미롭게도 이러한 원핵세포들은 단순히 극한환경에서 견디는 것이 아니라, 생육하기 위해 이러한 환경들을 필요로 한다.그림 세균의 계통수(색칠한 박스의 상대적인 크기가 이들 그룹의 알려져 있는 속과 종수를 나타냄『 세균 (Bacteria) 』▶ 프로테오박테리아, 그람양성세균, 시안세균세균 도메인은 광범위한 원핵세포들을 포함한다. 모든 알려진 질병을 일으키는(병원성) 원핵세포들뿐만 아니라 수천 종류의 비병원성종들도 세균이다. 이 도메인 속에는 형태학적, 생리학적으로 커다란 다양성이 있다. 프로테오박테리아(Proteobacteria)가 세균의 가장 큰 문이다. 프로테오박테리아 내에는 미생물생리학, 생화학, 그리고 분자생물학 분야의 연구모델 생물체인 Escherichia coli와 같은 화학유기영양 세균들이 들어 있다. 몇몇 광영양 및 화학무기영양 종들도 역시 프로테오박테리아이다. 다수의 화학무기영양생물들은 황화수소(HS)를 그들의 대사과정 중에 이용하여 세포의 내부 혹은 외부에 축적되는 황원소를 만든다. 황은 HS의 산화과정에서 생성되는 물질이며 SO로 더 산화될 수 있다. 황화수소나 황은 산화되어 CO고정 또는 에너지 생산 들과 같은 중요한 대사작용들에 연료를 공급한다. 토양과 물속에 존재하는 다른 몇몇 원핵세포들, 그리고 동물과 식물의 표면에 혹은 내부에 살고 있는 일상의 또는 질병을 유발하는 종들은 프로용하는 화학무기영양생물들이다. 화학무기영양생물들은 특히 초고온성 고세균들 가운데 넓게 분포한다.▶ Eurarchaeota고세균의 계통수에서 Eurarchaeota영역은 생리적으로 대단히 상이한 세 그룹의 미생물들, 즉 메탄생성세균, 극호염성세균, 그리고 호산성 고온세균을 포함한다. 이들 중 일부 종들은 O에 의해 죽게 되며, 그리고 일부는 극한값보다 더 높거나 낮은 pH범위에서도 자랄 수 있다. Methanobacterium과 같은 메탄생성세균들은 절대혐기성 세균들이다. 그들의 대사는 에너지가 풍부한 메탄(천연가스)을 생산함으로써 자신이 필요로 하는 에너지를 얻는다는 점에서 매우 특이하다. 메탄생성세균들은 자연계에서 유기물의 생물적 분해가 있어서 생태적으로 중요한 생물체들이며, 지구상의 거의 대부분의 천연가스는 이들의 대사에 의해 축척된 것이다. 극호염성세균들은 계통수에서는 메탄생성세균들과 근연관계이지만, 생리적으로는 그들과 다르다. 산소에 의해 죽는 메탄생성세균들과는 달리, 극호염성세균들은 산소를 요구하며 대사와 증식을 위해 다량의 염(NaCl)을 요구하는 성질에 의해 하나로 합쳐진다. 그러므로 이러한 미생물들은 호염성 세균들로 불린다. 실제로 Halobacterium과 같은 미생물들은 염을 대단히 좋아하여 소금결정체 표면이나 내부에서도 자랄 수 있다.다수의 원핵세포들은 광영양성이며 빛으로부터 ATP를 생산할 수 있다. 비록 Halobacterium의 종들은 진정한 광영양생물들처럼 엽록소를 생산하지는 못하지만, 이들은 빛을 흡수하여 ATP 생합성을 촉발할 수 있는 빛을 감지하는 일련의 색소들을 지니고 있다. 초호염성고세균들은 소금호수, 염전, 그리고 그 외 매우 소금이 많은 환경에 서식한다. 이러한 미생물들은 호알칼리성(alkaliphilic)이며, 알려진 모든 생물들 가운데 가장 높은 pH에서 자란다. 고온세균은 세포막이 있지만 세포벽이 없으며 적당한 고온과 대단히 낮은 pH에서 가장 잘 자란다. 이 그룹은 모든 알려진 원핵세포들 중 가장 호산성인 Picr영양생물에게 지지체로서 그리고 원소들의 결핍을 막아주는 역할을 제공한다. 지의류는 그렇기 때문에 매우 활동적인 유기체이며 서로 다른 유기체와의 상리공생을 통하여 성공적인 전략을 발달시켰다.Chapter 3. 미생물의 운동.많은 세포들은 자체적인 힘에 의하여 이동할 수 있다. 운동성은 세포가 환경 내 다른 곳으로 이동하도록 한다. 생존경쟁에서 새로운 곳으로 이동한다는 것은 세포에게 새로운 자원과 기회를 주며, 생존과 도태의 차이를 구별하는 일이기도 하다. 세포의 이동은 크게 유영(swimming)과 활주(gliding)로 설명된다.『 편모와 운동성 』많은 원핵생물은 유영에 의한 운동성이 있으며, 이러한 기능은 전형적으로 편모(flagellum)라 불리는 구조에 의한다.▶ 세균의 편모세균의 편모는 한쪽은 고정되지 않은 채 세포에 부착된 길고 가는 부속지(appendage)이다. 세균 편모는 너무 가늘어(약 15~20㎚, 종에 따라 차이가 남) 편모의 직경을 늘려줄 수 있는 특별한 염색을 한 후에만 광학현미경으로 관찰할 수 있다.(전자현미경으로는 쉽게 관찰 가능) 편모는 다른 형태로 세포에 부착될 수 있다. 극성편모형태의 경우 편모는 세포의 한쪽 또는 양쪽 끝에 부착되어 있다. 간혹 편모다발이 세포의 한쪽 끝에 나와 있을 수도 있으며 이러한 속성의 편모형태를 속모성 편모(lophotrichous)라고 한다. 이러한 형태의 편모다발은 암시야 현미경으로 살아있는 세포에서 관찰할 수 있으며, 편모는 어두운 배경 상에서 밝게 보이며 밝은 색상의 세포에 부착되어 있다. 상대적으로 큰 원핵세포의 경우에는 편모다발은 위상차 현미경으로도 관찰될 수 있다. 편모다발이 세포의 양쪽 끝에 나와 있을 경우 이러한 편모형태를 양극성 편모(amphitrichous)라고 한다.그림 세균의 편모 (a)주모성 (b)극모성 (c)속모성.▶ 편모의 구조편모는 직선이 아닌 나선형의 형태를 갖는다. 평평하게 했을 때, 편모는 파장이라고 하는 두 인접한 곡선 사이의 거리가 일정한데, 이러한 파장은 세균의한다.

생활/환경| 2011.12.21| 13페이지| 2,000원| 조회(146)

미생물, 세균, 생물학, 일반생물학

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한강유역에 설치되어 있는 댐의 종류, 기능, 특성

REPORT목 차1. 댐의 종류 11.1 댐 분류 12. 댐의 기능 73. 댐 관련 용어 84. 댐의 구조 105. 우리나라 댐의 역사 115. 우리나라 댐 현황 166. 한강수계 197. 한강수계 댐 현황 208. 북한강수계 댐 228.1 평화의 댐 228.2 화천댐 238.3 춘천댐 248.4 소양강댐 258.5 의암댐 278.6 청평댐 289. 남한강수계 댐 299.1 충주댐 299.2 괴산댐 309.3 팔당댐 319.4 충주조정지댐 329.5 횡성댐 33※ 참고문헌 341. 댐의 종류1.1 댐 분류가. 목적에 따른 분류? 댐을 건설하는 목적에는 이수측면의 용수공급, 수력발전, 주운 등과 치수측면의 홍수조절, 사방 등이 있는데 이 중 한 가지 목적에만 사용되는 댐은 단일목적댐, 두 가지 이상의 목적으로 사용되는 댐은 다목적댐으로 구분한다.? 댐의 기능이 어떤 목적을 갖는가 하는 판단 기준은 저수지 용량배분 계획에 특정목적을 위한 용량이 포함되는가 여부에 좌우된다.※ 홍수조절댐단일목적댐의 하나로 평상시에는 물을 저수하지 않고 하류로 흘려보내다 홍수 시 홍수량을 일시 저류 후 하류의 홍수량이 배출 된 후 댐 상류의 유출량을 배수하는 것을 목적으로 건설하는 댐이다. 순수 치수용 개방형 댐으로 평상시에는 댐 건설전과 동일한 상태로 별도의 어도 등 환경 시설물의 설치가 불필요할 정도로 댐건설 전?후의 환경 변화 정도가 매우 적다.나. 용도에 따른 분류? 용도에 따라 저수댐, 취수댐, 지체댐, 사방댐 등으로 구분된다.? 저수댐(Storage Dam)? 풍수기에 물을 저류하였다가 물이 부족한 시기에 공급하여 주기 위한 댐이다. 저수댐은 용수공급, 홍수조절 등 여러 용도에 사용되며 비교적 댐의 높이가 높으며 보통 댐이라고 하면 통상 저수댐을 지칭한다.? 취수댐(Intake Dam)? 하천에서 물을 취수할 목적으로 취수지점에서 물을 저수하여 수두(head)를 제공하기 위한 댐이다. 하천에서 물을 끌어 쓰는 관개용수 보(weir)가 그 전형적인 예이며 발전, 생활 및 공업. 댐의 두께가 중력댐에 비해 매우 얇은 것이 특징으로, 이 때문에 중력댐보다 소요되는 콘크리트양이 훨씬 적다. 새로운 경향으로는 댐의 횡단형을 꼭대기에서 하류측으로 많이 치우치게 하고 있다. 골짜기의 형태에도 의하지만 이와 같이 하류쪽으로 치우친 댐은 안정적이고 경제적이라 할 수 있다. 이 형을 특히 돔형이라 하며 현재 이탈리아에 많이 있다. 물을 방류할 때 중력댐처럼 꼭대기 중앙부로 방류시키는 방법은 방류되는 물이 폭포와 같이 댐 바로 배후에 낙하하여 기초부분을 깎아내릴 우려가 있기 때문에 방류량이 적은 경우 이외에는 쓰지 않는다. 방류량과 지형에 따라 꼭대기 양측면에서 충분히 보강된 양 기슭을 반상으로 허물어내려 그 경사면을 따라 낙하시키기도 하고, 따로 양 기슭에다 터널을 뚫어 방류시키는 방법, 제방 가운데의 복부 부분에다 구멍을 뚫고 여기에 수문을 닫아, 물을 제방에서 훨씬 떨어진 위치까지 끌어내어 방류시키는 방법이 있다. 또한 지형에 따라서는 중력댐에 호형(弧形)을 가미해 아치작용을 덧붙여 그 두께를 얇게 할 수도 있다. 이 같은 댐을 아치형중력댐이라 한다. 높이 221m인 미국의 후버댐이 여기에 속한다. 유럽과 미국에서는 옛날부터 건설되었으며, 프랑스 ·이탈리아에서 크게 발달하였다.[그림 1-3] 아치형 중력식 후비댐? 부벽댐- 경사진 얇은 슬래브를 상류 면으로 하며 이를 부벽으로 받침 형식이다. 물의 압력을 상판 혹은 연속아치로 받은 뒤 이 압력을 버트리스(buttress)로 기초지반에 전달하는 댐으로, 철근콘크리트조이다. 사용재료가 적고 강폭이 넓은 경우에는 적합하지만, 구조가 복잡하고 시공이 불편하며 지진에 대한 버팀이 중력댐에 뒤지는 것으로 여겨진다. 차수벽(遮水壁)으로는 상판과 아치가 있으며 아치 쪽이 버팀이 강하다.? 중공중력댐- 중력댐의 플록(floc) 상류면의 폭을 확대하여 지수벽을 만들고, 중공부를 설치한 형식이다. 중력 댐의 상류 쪽을 경사시켜 수압을 아래쪽으로 향하게 하고 댐의 내부에 공동을 만들어 댐의 자중을 작게 하며, 수압에너지를 갖고 있어 댐 하류의 하상을 파헤칠 우려가 있기 때문에, 여수로의 하류 끝에 물길을 약하게 하는 장치를 설치해 물의 에너지를 약화시키고 완만한 흐름으로 하류에 방류한다. 홍수조절을 목적으로 하는 댐은 홍수가 예상되면 저수지의 수위를 낮추기 위해 방류하기도 하고, 방류하기 위해 댐을 관통하는 대구경의 관로(방류관)를 설치한다.나. 취수탑? 취수를 위해 취수구에 부설 설비를 설치한 탑을 말한다. 하천의 중ㆍ하류부, 또는 호수와 늪, 저수지 등 1년 중 수위 변동이 가장 큰 장소에 설치된다. 탑체의 단면은 일반적으로 원형 환상의 철근 콘크리트조로 취수구에는 스크린, 슬루스 밸브, 수위계를 설치하고, 그 조작은 탑 위쪽에 설치한 실내에서 이루어진다.5. 우리나라 댐의 역사? 댐의 기원이 언제인지는 분명하지 않으나 인간의 문명과 같이 그 역사가 시작되었다고 생각된다. 현재 확인되는 가장 오래된 유적은 기원전 2900년경 이집트에서 축조된 높이 11m, 길이 106m의 석조댐이다.[그림 5-1] 가장 오래된 마리브댐? 근대 댐의 선구로는 1594년 스페인에서 관개용 댐으로 건설된 높이 41m의 알리칸테댐(Alicante Dam)을 들 수 있으며, 19세기 프랑스에서 댐 기술이 획기적으로 발전하여 오늘에 이르고 있다.? 우리나라는 아시아몬순지역 특유의 다우지대이므로 일찍부터 물을 이용하는 쌀농사가 시작되었고, 이와 더불어 관개용 수리시설이 발달하였다.- 김제에 있는 벽골제(碧骨堤)는 기록상 우리나라 최초의 댐으로 330년(흘해왕 21)에 축조되었다고 한다. 벽골제는 토사를 다져서 만든 흙댐으로 길이 3,240m, 높이 4.3m, 댐 마루 너비 7.5m, 댐 밑바닥 너비 17.5m, 사용 토량의 부피 16만1253㎥로서 고대의 토목공사로서는 상상 이상의 대규모공사였다. 벽골제는 오늘날 높이 15m 이상으로 규정하는 댐이라고 할 수 없으나, 우리나라 댐 개발사에서 큰 의의를 가지는 댐이며, 평탄한 지형에 3,240m에 걸쳐 높이 4.3m의 제언을 축조하면서 적용한 정우리나라의 댐 건설은 3기로 크게 나눌 수 있다.- 제1기는 광복 이후 휴전 성립까지의 댐 건설과도기이고, 제2기는 6·25전쟁 후 휴전 성립에서 1961년까지의 댐 건설전진기이고, 제3기는 1962년 제1차 경제개발5개년계획 이후 오늘에 이르는 댐 건설개화기라고 할 수 있다.? 이와 같은 시대 구분에 따라 각 시기별 댐 건설내용을 요약하면, 제1기는 광복 후의 혼란과 정부의 재정 빈약으로 광복과 더불어 중단되었던 댐 공사의 진행에 급급했던 시기이다.관개용 댐으로 전라남도 함평의 대동댐(높이 16m, 흙댐, 1949)을 비롯하여 27개의 댐이 모두 흙댐으로 건설되었고, 생활용수 댐으로는 부산의 회동댐(높이 28m, 중력식 콘크리트댐, 1946)이 준공되었다.? 제2기는 6·25전쟁 이후의 활발한 외국원조와 국고를 주축으로 하여 관개용 댐 건설에 많은 진전을 보았다.충청남도 보령의 청천댐(높이 20m, 흙댐, 1960)을 비롯하여 169개의 관개용 댐이 모두 흙 댐으로 건설되고, 생활용수 댐으로 경기도 연천의 중리댐(높이 26m, 흙댐, 1960), 경상북도 달성의 제1차 가창댐(높이 28m, 흙댐, 1959) 등의 댐이 흙댐으로 건설되었다.또한, 1957년 수력발전용 댐으로 괴산댐(높이 28m, 중력식 콘크리트댐, 1957)이 우리 기술로 건설되었다는 사실은 매우 특기할 만하다.? 제3기는 1962년 제1차 경제개발5개년계획을 기점으로 전개된 식량 자급자족을 위한 전천후 농업용수개발계획, 수출 진흥을 위한 공업고도화계획, 장기 전원개발계획, 국민복지 향상을 위한 사회간접자본 확장계획 등에서 집약되는 이수·치수·에너지면의 국가 수요를 충족시키기 위해 국고와 외국차관을 뼈대로 수자원 종합개발이 촉진되고, 바야흐로 댐 건설이 경제개발의 기둥으로 등장하는 시기이다.? 이 기간에는 댐 건설의 양적 팽창과 더불어 댐 건설기술면의 질적 향상에도 많은 진전을 이룩하였다.- 전천후 농업기반 조성을 위하여 장성댐(높이 36m, 록필댐, 1976)을 비롯하여 무려 358개의 관개4915,69015,583- 유지용수7,7378,3688,3688,3682. 용수공급량34,01435,15835,32135,1343. 과부족량권역별Δ 364Δ 340Δ 479Δ 434지역별Δ 842Δ 791Δ 961Δ 9164. 수자원확보842791961916※ 목표연도별 물 부족량은 1967년 이후 최대 가뭄이 발생할 경우에 대비한 수자원확보를 목표로 산정자료 : 수자원장기종합계획(2006~2020), 06.6 건설교통부6. 한강수계[그림 6-1] 한강 수계? 한강은 수도 서울을 관통하는 우리나라 중부의 최대하천으로서 유역면적이 26,355㎢(북한지역 8,455㎢),??유로연장은 481.7㎞이다. 한강수계는 크게 북한강수계와 남한강수계로 구성되어 있다. 북한강과 남한강은 서울 한강대교 상류 약 41㎞의 양수리에서 합류하여 약 5㎞의 급류부인 팔당 협착부를 통과한 후,?광활한 평야와 서울도심을 흐르다가 하구에서 임진강 만난다.?? 유역의 지세는 상당히 복잡하여, 동해안과 평행하게 남동으로 향하는 태백산맥과 남서로 향하는 소백산맥 등?높은 산맥이 두개의 방향으로 펼쳐져 있다.?유역의 표고는 복동부의 산악지역은 해발 약 1,700m에 달하며 800m 이상이 약 14%, 200m 이상의 지역이?약 27%로 되어 있다.?? 지형은 전반적으로 기복이 심하여 깊게 침식된 협곡에 의하여 비탈 끝이 분리되어 있는 것이 특징이며, 지질은 주로 화강암, 석회암, 편마암으로 되어 있다. 북한강은 유역면적이 10,834.8㎢, 간천유로연장은 317.5km로서 휴전선 북쪽의 단발령에서 발원하여 남서류하면서?소양강·홍천강 등 지천을 합류한 후 양수리에서 남한강과 만난다.? 남한강은 유역면적이 12,514㎢, 간천유로연장은 375km로서 강원도 태백시 고목나무샘(검룡소)에서 발원하여?남서류하다가 충주부근에서 북서로 전류한 후 북한강과 합류한다. 큰 지천으로 섬강, 달천강, 평창강 등이 있다. 한강유역은 북위 36°30′∼38°55′동경 126°24′∼129°02′에 걸쳐 한반도 중앙부에다.

공학/기술| 2011.12.21| 37페이지| 3,000원| 조회(447)

한강, 댐, 한강유역, 수자원공학, 북한강, 남한강, 여수로, 한강댐

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[수자원공학] 댐여수로 고찰보고서

1. 서론1-1. 개요소양강댐은 강원도 춘천시 신북읍과 동면의 소양강에 위치한, 북한강 유역의 유일한 다목적댐이다. 댐의 높이는 123, 제방 길이는 530, 총저수량은 29억으로 진흙과 돌로써 만들어진 사력 다목적 댐이다. 유역면적은 2,703이며 만수위 때의 수면면적은 64.3이다.2000년대 이후 빈번한 게릴라성 집중호우와 이상강우로 인해 기존 여수로 외에 부족한 통수능력을 확보하고자 기존 여수로 외 보조여수로가 04년 8월 1603억 원의 비용을 들여 착공하였다. 보조 여수로는 1196와 2490짜리 2개 터널(직경 14)로 이뤄져 있으며, 완공되면 집중 호우 시 초당 6700까지 물을 방류하게 된다. 그러나 05년 3월 소양강댐의 보조여수로 상부 1, 2터널 붕괴사고가 일어났다. 소양강댐 여수로는 집중호우 시 댐 자체의 안전은 물론 서울 등 수도권의 안전과 직결된다는 점에서 보조 여수로 터널 붕괴사고에 대한 우려가 크다.수자원 공학을 수강에 따라 댐에 대한 관심이 높아진 차에 여수로에 대한 보고서를 작성할 기회가 생김에 따라 05년 당시 붕괴사고의 원인, 대책과 함께 추가로 여수로에 대해 고찰해 보고자 한다.■ 보조여수로 터널 붕괴 일지▲73년 10월 소양강 다목적댐 준공.▲99년 12월 정밀안전진단 실시(수문학적 안정성 미흡확인).▲02년 12월 보조여수로 설치공사 기본계획 용역시행.▲03년 10월 기본설계 완료.▲04년 4월 실시설계 완료.▲04년 6월 기본계획 변경고시.▲04년 8월 보조여수로 설치공사 착공.▲05년 3월 상부 1, 2터널 붕괴.▲05년 4월 상부 1, 2터널 붕괴.▲06년 9월 하부 1터널 붕괴 진행 중(공사 중단).표 소양강 댐 보조여수로 붕괴 일지1-2. 보고서 내용본 보고서의 주요한 내용을 기술하면 다음과 같다.1-2-1. 주요 보고서 내용● 여수로 개념 및 구조?종류 분석● 기초자료 조사 및 검토● 소양강댐 설계홍수량과 여수로방류량● 소양강댐 보조여수로 설계사례 및 붕괴사고1-2-2. 세부 보고서 내용0. 여수로 개념 및형 정수지② USBR - Ⅳ Fr=2.5~4.5③ USBR - Ⅲ Fr= 4.5 이상, V= 18이하④ USBR - Ⅱ Fr = 4.5이상, V=18이상- 플립버켓형 감세공플립버켓형 감세공은 급경사 수로 말단에서 수맥을 공중으로 사출시켜서 하상암반 또는 하류 쪽 플랜지 풀에 충돌시켜 충격 및 산란에 의해서 감세시키는 형식이다. 일반적으로 급경사 수로 말단부의 플립버켓과 하류부에 설치하는 플랜지 풀로 구성된다. 하류하천의 수위가 도수후의 수위에 비해서 현저하게 낮을 때 채택하는 형식이나 지질, 지형 등 제반조건이 양호해야 하는 전제조건을 지닌다. 또한 공사비 측면에서 가장 경제적이지만 감세효과가 상대적으로 작고 감세공 하류부의 유황이 거친 단점이 있다.- 잠수버켓형 감세공잠수버켓형 감세공은 수맥을 비탈면을 따라 수중에 관입시키고 수중에서 이를 반전시켜 하류쪽에 전동류(Roller)를 생기게 하여 감세시키는 형식이다. 하류수심이 깊은 경우 채택되는 형식이며 기울기가 급한 하천의 경우에는 채택할 수 없다.㉢ 방수로 (discharge channel)제어부를 통과한 유수를 하류하천으로 수송시키는 수로이다. 일반적으로 콘크리트 개수로 구조를 가지며, 댐 높이가 높거나 Arch댐의 경우 홍수량을 자유낙하 시키므로 불필요하다.㉣ 단말구조 (terminal structure)유수의 에너지를 소산시키는 구조물을 말한다. 예로 정수지(stilling basin) 등이 있다.2-1-3. 여수로의 크기와 설계홍수㉠ 여수로의 설계홍수 산정- 수문학 : 공학적인 분석을 통하여 설정 위험도내에서 댐의 안전을 평가한다.- 경제성 : 주어진 위험도내에서의 피해예상액과 투자비용의 편익을 계산한다.그림 3 여수로 감세공(Spillways - Energy dissipator)- 사회 및 정치적 요소 : 댐 파괴에 따른 피해 잠재성을 고려한다.㉡ 여수로의 크기- 여수로 방류 최대능력 = function (유입홍수량, 방수구통수능력, 저류공간크기)댐 크기 구분홍수 재현기간(년)작은 댐50콘크리트 댐, 공기통이 있는 전향장치, 전향 및 단락, 전향 단락 공기통㉢ 측구식 여수로(side-channel spillway)- 월류웨어의 중심선과 측구수로의 중심선이 평행인 형식- 하폭이 좁은 아치댐과 같이 여수로 길이를 충분히 확보하기 어려운 경우- 대표적인 예로 미국 후버댐이 있다.㉣ 나팔형 여수로(shaft spillway)- 나팔관형태의 수직갱(shaft)으로 물이 넘쳐 들어오면 수평 관로를 통해 댐 하류부로 수송하는 시스템이다.- 유입부는 나팔꽃형(morning glory)로 설계하며 funnel shaped spillway, vertical shaft, bend, tunnel로 구성된다.- 흐름의 변화일정수위까지는 개수로의 흐름을 유지한다.점차 수위가 높아지면 관수로 흐름을 가진다.=total head,:head loss㉤ 사이폰 여수로(siphon spillway)- 홍수규모가 작고 여수로 설치공간에 제한을 받는 경우에 사이폰 여수로를 댐 본체 내에 설치한다.- 저수지 수위가 자동적으로 일정 범위 내에서 유지된다.- 통수량:유량계수(입구, 만곡부, 출구 및 마찰손실계수의 함수)0.9그림 5 여수로 형상2-1-5. 수문 및 밸브여수로의 crest에 수문을 설치하여 저수지의 수위를 조정한다.? 저수량 증가 시 or 잉여수 방수 시- 수문의 종류㉠ 반짝판(결사판) : 수위를 일정수준 이하로 유지할 목적으로 작은 판을 조합하여 큰 weir판으로 만들어 설치한다.㉡ 물빈지(stop log) : 목주(木柱)나 pier를 세우고 그 사이에 각재(角材)를 끼워 물을 차단하는 방식이다.㉢ 인장식 문비(sluice gate) : 연직으로 올리거나 내리는 구조로 정수합으로 인해 홈통의 마찰저항이 크게 작용한다.㉣ 방사형 문비(radial or tainter gate) : 회전축을 가지는 방사형 구조로 활동식에 비해 마찰저항이 적다. 가장 널리 사용된다.㉤ 전동식 문비(rolling gate) : 원통형 gate로 수문 높이와 경간이 긴 경우 적합하다.㉥ 드럼 문비(drum3-2. 설계홍수량의 문제점설계당시 홍수량 10,500의 위험도는 현 재현기간 60년으로 계산하면 위와 같이 60%에 달한다.소양강댐의 홍수빈도해석 결과 재현기간 200년에 해당하는 확률홍수량은로 상향조정되어야 한다.2-4. 소양강댐 보조여수로2-4-1. 소양강댐 보조여수로 계획최근 잦은 기상이변과 대규모 태풍(2002년 루사, 2003년 매미 등)에 의해 기존 댐의 안정성이 미흡한 것으로 판단됨에 따라 최대가능홍수량(PMF) 유입 시 소양강 댐의 수문학적 안정성 확보와 용수공급량 및 발전용량의 확보, 댐 주변 노후시설의 자연 친화적 개보수에 의한 친환경적 공간창출과 이로 인한 관광 수요 증대에 따른 지역경제 활성화를 목적으로 기존여수로에 추가하여 보조여수로가 계획되었다. 보조여수로는 수문학적으로 가능최대홍수량 유입 시 댐 안정성을 확보하고 홍수기 제한 수위를 환원(EL. 185.5→EL. 190.3)하여 용수공급 및 발전량을 증대하여 경제성을 높이며, 낙후된 댐 시설을 정비하여 자연친화적으로 댐을 개발하여 관광수요를 증진하고 지역 문화 활동 공간을 창출하여 지역경제에 이바지하는 방향으로 계획되었다.2-4-2. 소양강댐 보조여수로 설계보조여수로는 수리적 특성, 지반조건, 인문 사회적 여건 및 문화재 등 기타 기반여건을 감안하여 1,276.4와 1,206.4, 2련 14도 완경사 터널식 여수로로 설계되었으며 터널은 폭 14~25의 대단면으로 계획되었다. 보조여수로는 유입부 및 유출부 구조물, 천이부 터널 및 일반터널, 개착터널로 계획되었으며 각 구조물의 수문학적 안정성을 바탕으로 설계되었다.- 보조여수로 : 14도 완경사 터널식 여수로(L1 = 1,276.4, L2 = 1,206.4)수문(B14.7× H14.0× 4문)㉠ 보조여수로 규모 및 배치계획여수로는 저수지에 유입된 홍수를 댐 하류로 안전하게 방류하는 기능을 갖는 중요한 구조물로서 지형 및 지질조건과 수리적 안정성, 댐 직하류의 하천현황 등을 종합적으로 검토하여 배치하여야 한다. 보조여수로 규모를 결정하기 간섭이 없도록 하는 것이 바람직하므로 기존 여수로에서 약 300떨어진 위치에 계획하였으며, 수치해석과 수리모형으로 검토한 결과 흐름의 간섭은 발생하지 않았다. 접근수로 깊이는 지형현황, 설계기준 및 기존여수로 현황 등을 고려하여 3.5로 계획하였다. 계획 홍수위인 EL.198.0에서의 계획방류량(5,500)에 대한 보조여수로의 접근유속을 검토한 결과 2.5로 댐 설계기준(4이하)을 만족하였다. 고속류 흐름으로 인해 발생되는 유황의 불안정을 해결하기 위하여 Approach Wall을 저수지 방향으로 5연장하여 접근유속을 완화시켜 터널 입구 쪽에서 유황을 개선하였다.㉣ 월류부 (weir)월류부는 저수지 흐름이 여수로로 유입되는 주요 부위이므로 댐 설계 기준과 USBR 기준을 적용하였다. 월류부의 표고는 수문조작의 단순화를 위해 기존여수로와 동일한 표고로 하며 월류부 종단형상은 통기된 수맥의 하부 경계와 같은 형상을 갖게 함으로써 최적유량을 확보하여야 한다. 댐 설계 기준에 따르면 여수로 웨어는 원칙적으로 그 평면형이 직선형이고 방류 시 효율이 높은 단면형이어야 하며, 설계홍수량뿐 아니라 수문을 부분적으로 열었을 때 유량도 감안하여 부압이 발생하지 않도록 웨어의 단면형을 결정하도록 규정하고 있다. 따라서 월류부 종단형상은 자유 월류 시 가능한 한 유량계수가 크고 부압이 발생하지 않도록 하기 위하여 저수지 최대수두(He)보다 작은 설계수두(Hd)를 설계하였다. 미국 개척국(USBR) 기준에는 He/Hd가 1.33을 초과하지 않도록 하고 있고 미국 육군공병단기준에는 부압이 -5보다 낮지 않도록 권장하고 있으므로 당 설계에는 설계수두 12.44이상을 적용하였다.㉤ 도류부 (터널)소양강댐 보조여수로는 산지에 위치하므로 지형적인 여건을 감안하여 도류부를 터널식으로 계획하였다. 터널식 도류부는 천이부, 경사터널, 만곡부, 개착터널, 수평터널로 구성되어 있다. 터널식 도류부는 댐 설계기준에 따르면 터널 단면적에 대한 흐름단면적의 비는 75%이고, USBR규정에는 터널 내 안정.

공학/기술| 2011.12.21| 20페이지| 2,000원| 조회(330)

수리학, 댐, 수자원공학, 여수로

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