본문내용
1. 수리수문학과 운하
1.1. 운하의 역사
인류는 생존을 위하여 지속적인 물 공급에 대해 연구했으며, 이 중에서 운하는 인류의 운송수단의 하나로 일찍부터 발달되어 왔다. 운하의 역사는 기원전 2500년경 또는 그 이전부터 거슬러 올라간다. 고대 이집트인과 바빌로니아 사람들에 의해 대규모 댐과 함께 관개, 배수 공사, 운하, 수로 하수도 등이 건설되었다. 특히 고대 이집트인들은 지중해와 홍해를 잇는 160km가 넘는 운하를 건설하기도 했으며, 더 오래전 인류가 문명을 가지고 생활하던 시대의 인도, 이란, 중국 등 고대 국가에서도 관개시스템의 흔적이 발견되었다. 우리나라의 경우에도 삼국시대부터 한강과 낙동강을 중심으로 운하를 이용해왔으며, 고려 시대에는 7km에 달하는 굴포천 운하가 발굴되었다. 이후 1932년 통영 운하, 1934년 강경 운하 등이 건설되었다. 가장 최근에 건설된 운하는 이명박 대통령의 주요 공약이었던 경인 운하이다.""
1.2. 수리학과 수문학의 개념
수리학은 물의 흐르는 방향에 대한 역학을 다루는 학문이다. 반면 수문학은 흐르는 물의 순환을 대상으로 물의 방향성, 분포, 이동 그리고 물의 균형을 주로 다루는 학문이다. 즉, 수리학은 물의 역학적 특성을, 수문학은 물의 순환적 특성을 다룬다고 볼 수 있다.
수문학에 포함되는 주요 개념들로는 강수, 증발산, 지표수 및 지하수 유동, 유출량 및 수문곡선, 물수지 등이 있다. 이를 통해 수문학은 물의 순환과정을 전체적으로 이해하고 분석하는 것을 목적으로 한다. 이에 반해 수리학은 유체의 물리적 특성 및 유체의 운동 등에 초점을 맞추고 있다. 따라서 수리학은 관개, 배수, 제방, 운하 등의 수리구조물 설계와 밀접한 관련이 있다.
운하의 경우에도 수리학과 수문학은 모두 중요한 역할을 한다. 운하는 인공적인 수로를 포함해서 기존의 강에다 선박의 통행이나, 농지의 배수, 관개를 위해 땅을 굴착하여 운항할 수 있도록 하는 작업까지 포함한다. 이 과정에서 수리학은 운하의 구조와 설계에 활용되고, 수문학은 운하의 물 공급과 관리에 기여한다.
종합하면, 수리학은 주로 물의 역학적 특성과 관련된 학문이며, 수문학은 물의 순환과 분포에 초점을 맞추는 학문이다. 이 두 학문은 운하를 비롯한 수자원 관리와 활용에 모두 중요한 역할을 하고 있다고 할 수 있다.
1.3. 운하의 구조와 특성
운하의 구조와 특성은 다음과 같다.
운하는 인공적인 수로를 포함해서 기존의 강에다 선박의 통행이나, 농지의 배수, 관개를 위해 땅을 굴착하여 운항할 수 있도록 댐이나 보 또는 갑문을 설치한 후, 교량을 높이고 강폭을 넓히거나 바닥을 파헤쳐 깊게 하는 작업까지를 통틀어 칭한다. 운하를 건설할 때는 선박의 안전한 운항과 수량 공급을 위해 일정 수준 이상의 수심과 폭원을 확보하는 것이 중요하다. 일반적으로 운하의 수심은 4~6m 정도이며, 폭은 40~80m 수준을 유지한다. 또한 운하에는 선박의 높이 차를 극복하기 위한 갑문과 물을 공급하기 위한 보가 설치된다. 갑문은 상류의 수위와 하류의 수위 차이를 극복하기 위해 사용되며, 일반적으로 높이 차가 10m를 넘지 않도록 설계된다.
운하는 선박 운항을 위한 구조물이지만 동시에 수리수문학적 관점에서 중요한 의미를 가진다. 운하는 하천의 자연적인 유로를 변경하거나 증진시키는 역할을 하기 때문에, 유역 내 물 순환 체계에 많은 영향을 미친다. 특히 운하의 건설은 하천의 유량, 수질, 수생태계 등에 직간접적인 영향을 끼치게 된다. 운하 건설 시 고려해야 할 주요 수리수문학적 특성으로는 유량, 수심, 유속, 조위 등을 들 수 있다. 이러한 수문학적 특성을 면밀히 분석하고 장기적으로 관리할 필요가 있다.
운하의 구조와 특성에 대한 이해를 바탕으로, 운하 건설 및 운영 과정에서 발생할 수 있는 수리수문학적 문제를 사전에 예측하고 대응책을 마련할 수 있다. 이를 통해 운하의 지속가능한 활용과 주변 환경의 보전이 가능할 것이다.
2. 운하의 종류
2.1. 기능적 구분
운하는 기능적으로 수운용 운하와 관개용 운하로 구분될 수 있다. 수운용 운하에는 해양과 해양을 연결하는 해양선 운하와 내륙 교통을 위해 하천, 호수, 해만을 연결해 인공적으로 만든 수로로 2개의 하천을 연결하거나 어떤 하천과 병행하는 내륙 운하가 있다. 대표적인 해양선 운하로는 수에즈 운하, 내륙 운하로는 맨체스터 운하가 있다. 관개용 운하는 농지에 용수를 공급하기 위한 목적으로 만들어진 운하이다. 이처럼 운하는 크게 해운 및 내륙 교통을 위한 수운용과, 농지 관개를 위한 관개용으로 구분된다고 할 수 있다.
2.2. 구조적 구분
구조적 구분으로는 수로의 고저차가 거의 없는 수평 운하와 수위가 다른 바다의 경우 서로 다른 두 강을 연결하는 갑문 운하가 있다"" 수평 운하는 수로의 고저차가 거의 없어 수위 차로 인한 빠른 유속을 방지할 수 있어 선박 운항에 용이하다" 하지만 수면 고저차가 큰 경우에는 갑문 운하를 사용해야 한다" 갑문 운하는 높고 낮은 두 수면을 연결하여 선박이 통과할 수 있도록 하는 구조를 가지고 있다" 이러한 갑문 운하는 수위가 다른 바다를 연결할 때 주로 사용된다" 예를 들어 수에즈 운하는 지중해와 홍해를 연결하는 갑문 운하의 대표적인 사례이다""
2.3. 건설 위치에 따른 구분
운하는 건설 위치에 따라 도시 운하, 하천 운하, 내륙 운하로 구분된다.
도시 운하는 도시 지역 내에 건설되어 홍수 방지, 용수 공급, 교통 등의 목적으로 활용되는 운하이다. 도심 내 운하 건설은 공간 제약으로 인해 건설 및 운영에 어려움이 있지만, 도시 개발과 연계하여 신규 건설되거나 기존 하천을 활용하여 조성되기도 한다. 대표적인 예로 서울의 청계천 복원 사업을 들 수 있다....
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