수력발전 운영시 수격압, 서징 및 공동현상에 의한 피해가 발전소 및 구조물에 막대한 피해를 야기할 수 있는 요인으로 작용하고 있어 그에 대한 심도 있는 검토가 요구된다. 발전운영시 발생할 수 있는 수격압 및 서징 현상은 밸브의 급폐쇄 및 수차 안내깃의 조작 등으로 인하여 관내의 유속이 급격하게 변하여, 관내 압력이 상승 또는 하강하게 되는 경우, 정상적인 정수압(Static Pressure)보다 몇 배나 큰 압력이 발생하여 관에 영향을 미치게 되는데 이러한 압력파를 일컫는다. 수격압 및 서징에 대한 피해를 경감시키는 방법에는 구조적인 방법으로 조압수조 설치, 안전 밸브사용, 수압철관 두께 및 단면 증가 등의 방법이 있다. 비구조적인 방법으로는 밸브 또는 안내깃의 폐쇄 시간 등을 밸브의 특성 및 압력파 도달시간 등을 고려하여 조정하는 방법이 있다.
따라서 본 연구에서는 Deltares사의 WANDA 4.5 프로그램을 이용하여, 일반적인 운영중 발생할 수 있는 수격압 및 서징에 대한 수치해석을 실시하였으며, 이와 더불어 밸브 개폐시간에 따른 관내 압력변화를 관찰하기 위하여 특수한 상황을 가정하여 해석을 진행하였다. 또한, 수압철관의 파괴시 폐쇄되는 수압철관 유지관리 밸브에 따른 관내 압력변화 등을 추가로 해석하였다. 해석 결과 관내 최대 압력 상승 및 조압수조내 최대상승 수위는 전부하 차단조건인 Case-1에서 발생하였고, 조압수조 내 최저 하강수위는 전부하 급증조건인 Case-3에서 발생함을 확인하였으나, 입구 밸브 앞의 최저압력은 밸브 차단후 최저하강수위에 도달할 때 재가동하는 Case-4의 경우에 발생하는 것으로 나타났다. 노출수압철관의 파괴로 인한 관내 압력변화는 최대상승압력의 경우 Case-1의 결과보다 낮은 압력으로 확인되었으며, 최저하강수위의 경우 도수터널 천단부 아래로 내려가 공동현상이 발생하여 터널 및 밸브에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 따라서 최저하강수위를 조정하기 위하여 여러 가지 상황에 대한 해석을 진행하였으며, 수압철관 유지관리 밸브 작동 후 20초 후에 취수구문비를 닫는 조건이 최저하강수위에 대한 조건을 만족하는 결과를 도출해 낼 수 있음을 확인하였다. 다만 파괴의 규모에 따른 취수구 문비가 가동 가능한 최대 유속 범위 및 관내 많은 유량과 빠른 유속이 발생할 때 PIV 작동 가능 여부 등은 추후 수리모형 실험과 더불어 심도 있는 연구가 진행되어야 할 것이다.