주암다목적댐

주암다목적댐은 광주시와 여수, 순천, 광양 등 호남 일원의 용수난을 해소하기 위해 건설한 댐으로 본댐과 조절지댐(이사천댐)등 2개의 댐으로 이루어져 있다. 전남 승주군 주암면에 있는 본 댐은 높이 58m, 길이 330m의 사력댐으로 유역면적이1,010㎢, 저수용량 4억5천7백만㎥, 홍수 조절용량 6천만㎥이고, 승주군 상사면에 있는 조절지댐은 높이 99.9m, 길이 562.6m의 사력댐으로 저수용량 2억5천만㎥, 홍수조절용량 2천만㎥, 용량 2만2천5백㎾의 발전시설을 갖추고 있는데, 조절지댐의 하류 약 2.5㎞지점에는 조정지댐이 있다. 주암댐은 1984년 9월에 공사를 시작하여 1992년 12월에 공사를 완료하였는데 , 이들 댐이 완공됨으로써 연간 4억8천9백만㎥의 용수와 용수공급량에 따라 최소 4,640만㎾h 최대 7,600만㎾h의 전기를 생산 공급하여 국가경제 발전에 크게 이바지하고 있다.

유역개황

주암다목적댐은 전라남도의 섬진강 지류인 보성강에 축조된 본댐과 이사천 유역 내의 조절지댐과 조절지댐 하류에 건설된 발전설비 및 역조정지댐, 그리고 본댐과 조절지댐의 양 저수지를 연결하는 도수터널로 이루어진다.
특히 이 댐은 유역변경방식을 채택, 도수터널을 뚫어 보성강과 이사천의 양쪽수계를 결합함으로써 보성강유역의 풍부한 물을 광주시 일원은 물론 남해안일대에 까지 공급할 수 있도록 하여 수자원 이용을 극대화시킨 획기적인 수자원 개발사업으로 평가된다.
주암본댐은 섬진강 본류와의 합류점으로 부터 상류 25㎞지점인 보성강 중류에 높이 57m, 길이 330.0m, 체적 1,573,375㎥의 중앙차수벽형 록필댐으로 축조되었으며, 총저수용량은 4억5천7백만㎥, 유역면적은 1,010㎢으로서 보성강 전체 유역면적의 약 77.5%를 차지한다.
조절지댐은 이사천 상류 13.5㎞ 지점인 전라남도 승주군 상사면 용계리에 위치하며 높이 99.85m, 길이 562.601m, 체적 4,965,249㎥의 중앙차수벽형 록필댐으로서 총저수용량은 2억5천만㎥, 유역면적은 134.6㎢이다. 조절지댐 우안에는 시설용량 22,500㎾의 발전소가 건설되었으며 이 발전소로 부터 방류되는 발전 방류수를 저류하였다가 하류지역으로 조정 공급할 수 있도록 약 2.5㎞ 하류지점에 흙댐과 콘크리트중력댐의 복합형식인 역조정지댐을 건설하였다.
본댐과 조절지댐의 양 저수지를 연결하는 도수터널은 내경 3.2m∼4.9m, 길이 11,488m의 국내 최장 수로터널로서 양 저수지의 동서방향으로 높이 500∼700m의 산악지대를 통과한다. 도수터널의 시공에는 최신 터널굴착공법인 T.B.M 공법을 도입하여 재래식의 발파공법과 병행 시공함으로서 시공의 효율성과 품질향상을 도모한 것을 특징으로 들 수 있다. 본 사업은 1984. 9. 1. 본댐 진입도로 및 가설비 공사의 착공을 시작으로 1991. 12. 31. 준공되었으며 사업비는 내외자를 합쳐 총 370,633백만원이 투입되었다.

건설배경

유역면적 4,897㎢로 우리나라 육상 면적의 약 5%를 차지하고 있는 섬진강 유역은 국내 4대 다우지역의 하나로서 연평균 강우량은 1,344㎜, 연간 유하량은 3,900백만㎥에 달한다.
섬진강유역의 수자원은 본류의 상류지역은 섬진강댐, 보성강댐, 동복댐 등 부분적으로 개발되었으며 이들 댐으로부터 광주시 및 인근지역으로 일부 용수가 공급되어 왔다. 섬진강 유역도 하절기에 강우가 집중되어 단기간에 유출됨으로서 하류지역은 매년 상습적인 홍수피해를 겪어왔을 뿐만 아니라 풍부한 수자원 부존량에도 불구하고 하절기를 제외하고는 연중 물부족 상태가 계속되었다. 급속한 경제성장 산업발전, 인구의 도시집중화현상으로 광주시를 비롯한 지역도시 및 공단 등 서남권 일대의 각종 용수수요의 급격한 증가로 수자원개발의 필요성이 절실이 대두되었다. 정부에서는 1977년부터 1979년까지 개발예정지점조사를 실시한 바 주암댐 개발적지로 선정, 1979.9.부터 1980.12.까지의 타당성조사를 거쳐 1984년 기본계획을 수립하였다.

수력발전소

2만2천5백만㎾(1만1천2백50㎾×2대)의 시설용량을 갖추고 1991년 4월1일 상업발전을 개시하였고 연간 약 5천1백9만㎾h의 전력을 생산하여 전남지역 일원에 공급하여 급증하는 전력수요에 대처하고 있다. 이 전력량은 벙커C유 약 6만 드럼분에 해당하며, 연간 10억원의 유류수입 대체효과를 가져와 외화를 절감하고 있다.

효과

• 본댐으로 부터는 광주시 및 목포시 일원에 하루 64만㎥의 물을, 조절지댐으로 부터는 순천시, 여수시, 광양 및 여천공단 일원에 하루 67만㎥의 생활, 공업 및 관개용수를 안정적으로 공급하게 되어 2010년까지 이 지역의 용수수요를 충족시키므로서 국민생활과 지역사회 발전에 크게 기여하 며 보성강 하류지역의 상습적인 홍수피해로부터 벗어나게 된다.
• 섬진강 유역은 연평균 강우량이 1344㎜나 되는 국내 4대 다우지역의 하나로서 7∼9월 하절기의 집중호우로 매년 홍수가 반복되었으며 인명 및 재산피해와 지역경제 활동에 큰 지장을 초래하였 으나 주암다목적댐으로부터 8천만㎥의 홍수조절능력으로 크게 경감될 것이다.
• 또한, 연간 5,130만Kwh의 무공해 수력에너지를 생산, 공급하므로써 년간 약 7만 배럴에 해당하 는 유류대체효과를 가져오며 외화절약에 기여할 뿐만 아니라 첨두발전을 담당하므로써 국내 전력 수급에도 크게 공헌하고 있다.
• 그 밖에 본댐 및 조절지댐 양쪽에 형성된 광대한 인공호소는 인근에 산재하고 있는 국내 3대 사찰의 하나인 송광사를 비롯하여 조계산, 선암사, 낙안읍성 등의 명승지와 더불어 이 지역의 관 광산업과 국민위락 지역으로 크게 각광을 받고 있다.

연혁

설계 및 시공의 특징

• 본댐과 여수로
  
  본 댐
  주암다목적댐 본댐은 중앙차수벽형 록필댐이다. 상류 코퍼댐은 높이가 37.0m, 길이가 260.0m이 고 제체는 415천㎥이다. 가물막이 마루표고는 EL. 94.5m이며 마루폭은 10.0m이다. 상류 가물막이의 상류면 경사는 1 : 2.2이고 하류면 경사는 1 : 1.5로 본댐축과 평행하게 상류측 으로 80.0m 거리에 위치한다. 주암 본댐은 댐의 최저 기초면에서의 높이 57.0m, 길이 330.0m이고 상류 코퍼댐을 포함한 체적이 1,530천㎥이다. 본댐 마류표고는 EL. 115.0m이며 마루의 폭은 10m 이다. 본댐 경사는 상류면은 상류가물막이 마루와 본댐마루 사이는 1 : 2.2이고 하류면은 1 : 1.8 이다.
  
  여수로
  여수로는 하류측으로 최단거리가 되도록 우안에 설치하였다. 여수로 월류언은 폭이 77.0m이고 정부의 표고는 EL. 98.5m이다. 여수로 교량 길이는 77.0m로서 본댐마루와 댐우안을 연결할 수 있도록 유효폭 6.0m로 계획하였다. 여수로부는 상단부 하단부 2개부분으로 이루어지고 총길이는 휠 립바켓을 포함하여 152.5m이다. 폭은 77.0∼55.0m로 점차 감소하는 형태이다. 여수로 상단부의 경 사는 1 : 10.0이고 하단부의 경사는 1 : 3.0이며 양경사의 접합부는 공동현상과 부압을 방지하기 위하여 반경 100.0m의 엔호로 볼록하게 설치하였다. 휠립바켓공은 길이가 약 18.0m이고 양측의 측벽은 수직이며 폭은 56.0m로서 여수로의 하단부에 설치하였다. 여수로를 통하여 하강하는 유수 는 반경 15.0m의 오목한 원호구조에 의해 공기 중으로 비산한다. 휠립바켓의 끝단은 EL. 72.5m이 고 30°각도를 이루고 있다.
• 사업 규모
  
  위 치
  본 댐 : 전남 승주군 주암면 대광리 조절지댐 : 전남 승주군 상사면 용계리 도수터널(입구) : 전남 승주군 송광면 봉산리 (출구) : 전남 승주군 쌍암면 유평리
  
  규모 및 형식
  저수지는 유속이ㅡ 에너지를 감세하기 위하여 휠립바켓의 하류쪽에 설치되고 바닥폭이 60.0m인 사다리꼴 단면이다. 수평길이 7.0m의 상류측 단면은 1 : 0.5의 경사 콘크리트판으로 덮혀있다. 길 이 145m의 중간단면은 수평바닥이 EL. 54.0m이며 하류측 단면은 하류측 강바닥으로 1 : 2.0의 역 경사를 이루고 있다. 여수로의 총 길이는 수평거리로 약 32.0m이다.
• 조절지댐과 여수로
  
  조절지댐
  조절지댐은 중앙차수벽형 사력댐이다. 상류 코퍼댐은 불투수성 랜덤재의 균일형댐으로 높이 30m, 길이 250m로서 체적은 436.3천㎥이다. 코퍼댐의 마루표고는 EL. 53.0m 마루폭은 10.0m이며 상류면 경사는 1 : 3.0이고 하류면의 경사 는 1 : 2.5이다. 코퍼댐축은 본댐축에서 146.4m 상류에 위치하며 본댐축과 평행한다. 댐의 높이는 제일낮은 기초부로 부터 100m이고 연장은 약 563m로서 댐 체적은 상류코퍼댐을 포함하여 4,965.2천㎥이다. 댐의 마루표고는 EL. 115.0m, 마루폭은 10m이며 상류면 경사는 1 : 2.2 이고 하류면경사는 1 : 1.8이다.
  
  여수로
  여수로 댐 우안에 위치하며 공사량의 최소화 및 홍수량 방류의 최단거리가 되도록 하였다. 또 한 문비를 설치하지 않은 측구식 여수로를 채택하였으며 프런지풀을 제외한 모든 구조는 철근 콘 크리트구조로 여수로의 총연장은 수평거리로 약 500m이다.
  월류언의 폭은 72.0m이며 마루 표고는 조절지댐의 상시만수위와 같은 EL. 108.5m로서 상류측 바닥은 EL. 100m로 계획하였으며 측구는 대략 직각으로 월류언에 접하여 있으며 측구 상류부의 폭은 12.5m 표고는 EL. 100.5m이고 하류부의 폭은 25.0m 표고는 EL. 95.0m이고 대안부의 측벽은 수직벽으로 하였다. 이행부는 측구에 연결되어지며 이는 급류부로 홍수를 유도하게 된다. 이 이행 부의 폭은 25.0m, 연장 96.25m의 구형 단면으로 종단구배 1 : 600이다. 급수부의 Flip bucket을 포함한 연장은 193.1m로서 폭 25.0m의 구형단면으로 종단구배는 상류부의 2/3는 1 : 20이고 하류 부의 1/3은 1 : 4이며 급류부의 상류측단에는 수리적 한계점을 주기 위하여 높이 1.16m의 작은 Weir를 두었다.
  Flip bucket은 급류부 말단에 계획하였으며 이는 폭 25m, 연장 11m로서 반경 15m의 오목면을 가지며 Flip 원끝의 표고는 EL. 32m이며 앙각 30°로 하였다. 급류부의 유속이 빠르므로 급류부 바닥에 공동현상으로 인한 침식을 피하기 위하여 공기혼입설비를 계획하였다. 공기혼입설비는 각 40m 간격으로 4개소에 설치하였다. 수세를 줄이기 위한 프런지 풀은 Flip bucket바로 하류에 위 치하며 저폭 25.0m의 제형단면으로 연장 130.6m 바닥표고는 EL. 15.0m이다.
• 도수터널
  도수터널의 굴착방식은 발파공법과 T.B.M 공법을 병행 적용하였다. 도수터널의 총 연장은 11,488㎞이다. 유입부는 보성강과 송광천의 합류지점으로 부터 약 700m 상류인 곡천에 위치하고 바닥 표고는 본댐 저수위보다 4.5m 낮은 EL. 80.5m로 계획하였다. 한편 유입구 주변은 퇴사가 터널 내로 유입되는 것을 방지하기 위하여 입구 양측에 도류벽을 설치하여 차단하였다. 도수터널의 검사 및 유지보수를 위해서 유입부에 취수문비를 설치하였으며 또한 본댐 저수지 담수 후의 터널 공사를 위하여 저수지의 물을 차단하는데 이용할 수 있게 했다. 유출구의 위치는 쌍암 남국민학교에서 상류측 300m 지점인 현위치로 선정하였다.
  유출부의 바 닥 표고는 이 부근의 이사천 하상상태를 고려해서 EL. 75.0m로 결정하였으며 출구측 개수로는 사다리꼴 단면으로 바닥표고는 동일 높이로 이사천에 직접 연결시켜서 본터널에서의 압력수로의 흐름상태를 유지할 수 있도록 Stop log형태의 조절둑을 개수로 내어 축조하였다. 본 터널의 노선은 터널시점에서 IP₁기점까지 880m를 동쪽방향으로 진행하며 30°정도 남동쪽 으로 방향을 바꾸어 IP₂지점에 도달하게 된다. 다시 30°정도 동쪽으로 유도되어 유출부까지 직 선으로 연결되는 데 총연장은 11.488㎞이다.
  도수터널은 화강암 및 반상변정질 편마암지대를 관통하게 되는데 화강편마암은 터널취수부로 1/3정도 반상변정질편마암은 터널 유출부 쪽으로 2/3정도 분포되어 있으며 지표면과 터널간의 평 균피복심은 약 500m이다. 주로 비라이닝터널로 계획하였으며 기반암이 좋이않은 부분은 강재지보 콘크리트라이닝과 록크 볼트 설치 후 숏크리트를 타설토록 설계하였다. 취수탑으로 부터 No.1 작업갱 구간은 재래식 발파공업에 의한 내경 3.9m의 수정마제형이며 그 곳에서 2.7㎞구간은 TBM 이동시의 통과공간 확보를 위하여 내경 4.8m인 수정마제형 단면으로 결정하였고, TBM 장비에 의해 굴착된 나머지 약 8.6㎞의 원형 터널단면은 직경 4.5m로 굴진되었다.
• 발전소
  발전용량 11,250Kw×2대 직립축 Francis형 수차가 설치된 발전소는 조절지댐 하류 1.4㎞지점인 이사천 우안에 위치하며 발전소건물은 지상옥내식으로 철근콘크리트 5층 건물로 경암지반 CM급 에 선정하였으며 폭 24.5m, 길이 47.0m이다. 용량 12,500KVA 2기의 주변압기는 옥외 변전소에 설치되었다. 발전사용 수량은 4시간 첨두발전을 기준 상시유량의 6배를 취하였다. 이 상시유량은 광양지역 용수공급량 중 관개용수를 감한 값이다. 주암본댐과 조절지댐의 저수를 이용한 연간 발전량은 51,300,000kwh이다.
  발전도수로 도수로의 최대유량은 39.0㎡/s이다. 도수로 및 발전소는 이사천 우안측에 위치하며 취수구는 댐 상류 약 260m 지점이며 도수로는 취수구에서 36.0m 떨어진 지점에서 하류측으로 1,400m 지점에 위치한 발전소와 일직선상에 계획되었다.
  취수구에서 수차까지의 도수로 연장은 660.0m이다. 도수로는 터널형으로써 CM CH 및 B금화 강편마암 지대를 관통하게 되며 터널의 최소 토피고는 약 20m정도이다. 취수구는 경사기형으로 입구부에는 트래쉬랙이 설치되며 취수문비측은 취수구로부터 하류로 129.6m 지점에 위치하며 내 경이 5.60m의 수직경으로 높이가 70.6m이다. 압력터널은 내경 4.0m의 철근콘크리트라이닝으로 종 단구배는 1/100이며 전연장은 254m로 계획되었고 조압수조는 취수구에서 하류로 374.6m지점에 위치하며 이는 내경 8.0m의 단동식으로 수조높이는 68.3m이다.
  수압철관은 첫번째 94.9m 구간은 내경 3.70m로서 중심표고는 EL. 50.00m, 두번째 구간은 30° 경사 수압철관으로 내경 3.5m, 세번째 78.5m 구간은 내경 3.30m로서 중심축 표고와 같은 EL. 18.0m이며 말단구간 47.3m는 내경 3.3m에서 2조로 분지되며 이는 내경 2.2m에서 1.8m로 변화시 켰다. 방수로는 이사천에 연결되도록 하였다.
• 역조정지댐
  역조정지댐은 조절지댐 하류 약 2.5㎞ 지점에 위치하고 있다. 이댐의 기능은 1일 첨두발전할 때 발전소를 통하여 방류되는 유량의 대부분을 저류하였다가 하류의 용수수요에 맞추어 일정량을 방 류하는 역할을 하게된다. 역조정지댐은 사력 및 콘크리트 중력식댐의 복합형으로 여수로는 중력 식댐부에 두었다. 이사천은 동쪽으로 좁은 계곡이 굽이쳐 흐르다가 댐하류부터는 넓게 펼쳐져 있다. 댐의 하류는 약 70.0m로서 좌안측경사는 1 : 6.0의 비교적 완만하며 5-10m의 표토 및 풍화암으로 덮여있어 경제적 측면에서 촤측에는 사력댐을, 우측에는 콘크리트 중력댐인 복합댐으로 하였다. 좌안측 사력댐의 제장은 115.0m 제체는 43.2천㎥이다. 우안측 콘크리트댐의 제장은 83.0m로서 여수로 월류부는 댐체의 일부로 길이는 46.0m댐 마루 표고는 EL. 28.0m이다.
• 부 댐
  조절지댐 지점으로부터 약 400m 상류 우안부 능선의 수십 m 구간이 조절지댐 마루표고보다 낮은 곳에 부댐을 설치하였다. 댐 마루표고는 EL. 115.0m로 정하였으며 최대높이는 9.7m 연장 은 70m이다. 축제재료는 인근현장에서 유용이 가능한 불투수성 랜덤재를 채택하였으며 균일형 휠 댐으로 하였다. 마루폭은 5.0m이며, 상류측 사면구배는 1 : 3.0, 하류측 구배는 1 : 2.0이다. 제체는 1.9m두께의 석재로 보호토록 하였으며 단면의 하류측 절반부에 사력 0.90m 두께의 수평배수구를 기초부에 설 치하여 간극수압을 줄이도록 하였다.
• 방류설비
  
  본 댐
  본댐의 방류설비는 저수지물이 발전소를 거치지 않고 직접 도수터널을 통하여 댐 하류 보성강 의 하천용지용수와 광주지역 용수공급을 위해 설치된 것이며 특히 저수지를 갑자기 비워야 할 경 우 저수위와 여수로 월류부 사이의 저수량을 약 1개월간에 비울 수 있도록 설계하였다. 방류설비 는 취수탑 도수터널 강관 및 밸브실로 구성된다. 방류설비는 가배수로 터널 내에 설치하였다. 취수장은 철근콘크리트 구조물로 높이 32m 폭 8×13.5m 탑형식으로, 입구의 표고는 EL. 80.0m 이다. 취수장은 저수지의 표면층에서 취수하도록 설계하였다. 조절문비로는 폭 4.0m 높이 5.0m의 5개의 멀티브레이드 문비를 설치하였다. 도수터널은 길이 15m, 직경 3.0m의 입구부와 길이 180m 직경 10.0m의 터널로 구성되어 있다.
  
  조절지댐
  조절지댐의 방류설비는 비상시 저수지 수위를 낮추거나 또는 발전소의 가동 중 필요한 때 하류 로 물을 방출키 위하여 설치하는 것이며 이 방류설비는 내경 1.5m의 Hollow jet valve로 계획하 였다. Hollow jet valve 중심측은 EL. 25.0m에 위치하였다. 방류관은 Hollow jet valve와 같은 내 경 1.5m로서 이는 수차에서 상류 18.5m 지점 No. 1 수압철관에서 분기하였다.
• 송.변전설비
  
  송전설비
  송전선로는 발전소로부터 약 1㎞ 떨어져서 통과하는 기설 남광주-여천간 154kv T/L에 π 분기로 연결하도록 계획하였다. 154kv 순천변전소로 연결하는 55kw T/L 방식도 검토하였으나 약 12개의 선로가 요구되며 한국전력공사의 방침도 66kv 선로를 154kv 선로로 점차대체하는 추세이므로 송전선로를 신설하지 않고 기존 선로에 연결토록 하였다.
  
  변전설비
  변전소 위치는 굴착량을 최소로하고 송전선로 인출이 용이하도록 발전소 아래 방류구와 나란히 하였다. 옥외변전소는 전력케이블로 발전소 건물에서 암거로 연결된다. 옥외변전소의 크기는 폭 31m, 길이 50m, 표고는 EL. 26.5m이다.