일본산업뉴스요약

댐 재생 대책의 추진
저수량∙조정기능을 높여 호우재해 및 물 부족 방지

호우나 태풍 등에 의한 수해나, 일조에 의한 갈수(渴水) 등의 피해를 경감하기 위해, 댐 기능이 재고되고 있다. 재해 대책과 함께, 수력발전 등 재생가능 에너지의 활용이라는 점에서도 중요성이 증가하고 있다. 이러한 가운데, 국토교통성은 기존 댐의 유효한 활용을 위한「댐 재생 비전」을 책정하고, 댐의 장기수명화나 유연한 운용 등의 방침을 밝혔다. 대형건설회사도 기존 댐의 활용에 도움이 되는 개수 기술이나 로봇 기술의 개발에 주력하고 있다.

-- 소프트∙하드 모두 재고 --
7월 상순에 호우가 덮친 규슈지방 북부에서는 현재도 복구 작업이 계속되는 등 최근에는 수해가 빈발하고 있다. 2015년 9월의 관토(関東)∙도호쿠(東北) 지역의 호우, 16년 8월의 홋카이도에 3대 태풍이 상륙한 것도 기억에 새롭다.

한편 물 부족에 대한 대응도 중요하다. 과거 5년간 홋카이도∙오키나와현을 제외한 21개 수계 26개 하천에서 취수 제한이 실시되었다. 최근에는 사이타마현과 도쿄의 수원인 아라카와(荒川) 수계에서 취수를 제한하고 있으며, 물 부족에 대한 우려가 강해지고 있다.

이러한 상황 속에서 재고되고 있는 것이 댐의 기능이다. 이상 기후가 계속되는 일본에 있어서, 호우 시의 수량 조정 기능이나, 물 부족을 대비한 저수 기능 등 치수∙이수가 중요성을 더해가고 있다. 또한, 수력발전은 CO₂가 발생하지 않는 재생가능 에너지로서 일정한 역할을 담당한다.

국토교통성이 정리한「댐 재생 비전」에서는, 정부의 엄격한 재정 상황 등을 고려하여 기존 댐의 유효 활용을 제시하였다. 국토교통성은 지금까지 기존 댐 활용을 위한 실시 사례를 쌓아왔다. 그것을 소프트와 하드의 양면에서 발전시킨다.

호우 대책으로서는 호우가 예상된 시점에서 방수(放水)하여 수위를 낮춤으로써 홍수조정의 용량을 늘린다. 이시이(石井) 국토교통성 장관은「운용개선으로 새로운 효과를 발휘한다」라며, 현재 13곳의 댐에서 실시하고 있다.

쓰루다(鶴田)댐(가고시마현)에서는, 기존 발전용으로 설치했었던 방류 위치보다 낮은 부분에 방류관을 새롭게 설치하였다. 수량이 일정량에 미치지 못한 조기 단계에서 물을 방류할 수 있어, 홍수 대책을 세우기 쉽다.

또한, 댐의 둑몸(堤體)을 높게 하여 저수량을 늘리는 방법도 추진한다. 신 가쓰라자와(桂沢)댐(홋카이도)은 정부의 댐 사업으로서 처음으로 둑몸을 높게 하는 사업을 2020년까지 실시한다. 약 20% 높게 함으로써, 댐의 총 저수량이 약 60% 증가할 전망이다.

댐 재생 비전에서는 이러한 실적을 고려하여, 10개 항목의 방책을 제시하였다. 댐의 장기수명화의 경우는 댐 내에 퇴적하는 토사를 배출하는 바이패스의 설치나 신공법의 검토를 추진한다.

댐의 유지관리에 있어서 효율화∙고도화에도 착수한다. 건설 단계에서는 정보통신기술(ICT)을 이용한 3차원 모델을 활용하여, 유지∙관리 업무에 도움이 되도록 한다. 수중 로봇이나 드론 등을 이용한 점검 방법도 도입할 방침이다. 수력발전에서는 치수와 발전의 쌍방 능력을 향상시키는 방법을 검토한다.

국토교통성은 갈수 대책으로, 소정의 용량보다 물을 저장하여 이수에 활용하는 운용 룰을 정한다. 이를 위해서 국토교통성과 수자원기구가 관리하는 123곳의 댐의 점검을 올해 중에 실시한다. 국토교통성 치수과의 담당자는「과거의 강우량이나 그 지역의 기상 상황 등의 데이터를 활용한 기상 예측 기술이 중요」하다며, 최신 기상 예측 기술과의 융합을 통한 댐 운용의 정밀도를 높여나간다.

●댐 재생을 위한 방책 10항목

-- 대형건설회사의 신기술 개발 --
기존 댐의 활용을 위한 재개발 공사나 점검 및 보수 작업을 위해, 대형건설회사는 신기술의 개발을 추진하고 있다. 그 중 하나가 가지마(鹿島)와 히타치조선, 국토교통성 규슈지방 정비국, 댐기술센터가 공동 개발한「부체(浮體)식 가체절 공법」이다.

댐을 운용한 상태에서 둑몸에 구멍을 뚫는 재개발 공사에서는, 물이 흘러나오지 않도록 가설 구조물인「가체절」을 설치한다. 댐의 둑몸 구멍에 뚜껑을 덮어 유수를 방지하는 것이다. 기존의 가체절은, 댐 바닥에 콘크리트의 받침대를 만들어 그 위에 강철제 부재로 ‘コ’모양의 문을 만든다.

가지마 등은 쓰루다댐의 재개발 공사에서, 부체식 가체절 공법을 처음으로 적용하였다. 수면에서 강철제 블록을 띄운 채 쌓아 올리는 방식으로 가체절을 구축한다. 조립 후에는 댐 둑몸까지 예항하여 설치한다. 가지마의 토목기술과, 블록을 띄우거나 물이 새는 것을 방지하는 히타치조선의 조선기술을 융합하였다.

기존의 가체절 공사에서는 콘크리트의 받침대를 설치하기 위해 잠수 작업이 필요하였다. 그러나 쓰루다댐은 국내에서 가장 깊은 65m로 깊게 잠수하는 작업이 어려웠다. 동(同) 공법을 사용하면 깊은 수심에서의 작업이 필요 없게 된다. 가지마토목관리본부 토목공무부 댐그룹장인 하야시(林) 씨는「신공법의 개발로 작업 효율화나 공기 단축, 비용 삭감, 잠수사의 안전을 확보하였다」라고 성과를 강조한다.

오바야시구미(大林組)가 개발한 수중 인프라 점검 로봇「디아구」는, 댐 등 수중 구조물의 점검 작업에서 위력을 발휘하고 있다. 깊이 100m까지 감수가 가능하며, 수상에서의 전원 공급을 통해 장시간 가동할 수 있다.

화상 해석 기능에 의해 카메라로 촬영한 수중의 백색 부유물을 자동적으로 제거. 탁한 물 속에서도 선명한 영상을 모니터에 표시한다. 레이저 조사(照射)를 통해 댐 벽에 생긴 금의 크기도 측정할 수 있다.

디아구는 수중에서의 자세를 제어하는 장치「Aqua Juster」를 갖추고 있다. 물체의 회전으로 인해 자세가 흐트러지지 않도록 조정하는 자이로 효과를 이용하였다. 수류에 의한 기체의 흔들림을 억제하여, 거의 정지한 상태에서 대상물을 촬영할 수 있다. Aqua Juster는 도쿄 스카이트리의 공사에서 바람에 흔들리는 타워 크레인에 매달린 짐을 제어한 실적도 있다.

기존에는 수중에서의 점검 작업은 잠수사가 하였다. 그러나 인간의 잠수 시간에는 제한이 있으며, 통상 깊이 40m까지의 잠수가 한도였다. 오바야시구미 생산기술부 댐기술부의 도쿠나가(徳永) 부부장은「로봇이라면 점검 작업을 연속적으로 할 수 있다」라고 설명한다. 최신 기술의 활용으로 댐 재생을 지원한다.

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