선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 여기서 Tc는 도달시간hr.), Tl은 지체시간(hr.), L은 하천의 총 연장(m), S는 유출곡선지수기법에서 나타난 지표토층의 최대 잠재저류량(mm), Y는 유역의 평균경사(%)로 일반적으로 경사는 S로 사용하고 있으나 본 연구에서는 지표 토층의 최대 잠재저류량과의 혼돈을 막기 위하여 기호를 달리하였다
- 따라서 본 연구에서는 단일호우에 의한 토사유출량 산정기법으로 제안된 수정 범용토양손실공식 (MUSLE)을 국내 개발현장에 적용하여 실측치와 비교함으로써 그 적용 가능성을 검토하고자 한다. 또한 그 결과를 개정범용토양손실공식(RUSLE)을 이용한 토사유출량 산정 결과와도 비교하여 우리 실정에 맞는 토사유출량 산정기법을 제시하고자 한다.
- 따라서 본 연구에서는 단일호우에 의한 토사유출량 산정기법으로 제안된 수정 범용토양손실공식 (MUSLE)을 국내 개발현장에 적용하여 실측치와 비교함으로써 그 적용 가능성을 검토하고자 한다. 또한 그 결과를 개정범용토양손실공식(RUSLE)을 이용한 토사유출량 산정 결과와도 비교하여 우리 실정에 맞는 토사유출량 산정기법을 제시하고자 한다.
제안 방법
- RUSLE공식과 MUSLE공식의 적용 가능성을 동시에 비교하기 위하여 본 연구에서 가장 우수한 기법으로 나타난 Kerby의 홍수도달시간과 SCS 삼각수문곡 선법을 이용한 수정범용토양손실공식(MUSLE)에 의한 예상치와 "해외 토사유출량 산정공식의 국내적용성 검토-RUSLE 를 중심으로 (unpublished)”에서 가장 우수한 것으로 나타난 TRB 토사전달률을 고려한 개 정범용토양손실공식(RUSLE)에 의한 예상치를 실측치 에 대하여 도시하고 동시에 회귀분석을 실시하였다 또 한 현재 국내 재해영향평가서에서 산정한 예상 토사유 출량도 동시에 도시하여 비교하였다.
- 국내 적용성을 검토하기 위해서 실제 관측된 토사유 출량 자료.가 있는 국내 여러현장에 수정범용토양손실 공식을 적용하여 산정된 토사유출량과 실제 관측된 토 사유출량을 비교 검토하여 선정된 모든 현장에 가장 적합한 산정기법을 찾고 그 오차에 대한 원인을 분석 하였다. 선정된 모든 현장들의 경우 소유역에 해당하여 유사추적은 불필요한 것으로 판단되어 식 (2)를 사용 하였다.
- 첫째는 연구동향세서 소개한 SCS의 식 (8)을 이용하여 첨두유량을 산정하였으며 두 번째는 SC&1986)의 TR55 기법인식 (9)를 이용하여 첨두 유량(cIptr)을 산정하였다. 세 번째는 SCS 삼각형 단위 수문곡선을 이용하여 첨두유량을 산정하였다.
- 외국의 토사유출량 산정기법의 우리나라에 대한 적용성을 검토하기 위해 수정범용토양손실공식(MUSLE)을 국내 현장에 적용하여 실측치와 비교함으로써 각종 토사생산량 산정기법의 적용범위 및 한계성을 검토하 였다. 총유출량과 첨두유량 산정에 필요한 홍수도달시 간은 토사유출량의 도달시간에 대한 민감도가 그리 높지 않음을 알 수 있었으며 홍수도달시간 산정공식으로 는 Kerby, Kirpich, SCS lag-time 그리고 Rizha & Kraven 공식들 중 유역 특성에 적합한 산정공식을 선정하되 예상되는 유역의 토사유출량이 클 경우 Kerby나 Kirpich 공식을 이용하한 예상 토사유출량 과의 비교를 통한 안전도 검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
- 도달시간 산정은 Kerby, Kraven, Rziha, Kirpich, SCS lag-time공식을 사용하였다. 이 중 Kraven, Rziha 공식은 경사도 1/200을 경계로 그 적 용범위가 달라지므로 본 연구에서 채택한 현장의 조건에 따라 두 공식 중 한가지 공식을 선정하여 도달시간을 산정하였으며 따라서 본 연구에서는 이 두가지 공식을 합하여 Rziha & Kraven 공식으로 이름하였다. 강우강도식은 관측 지점의 재현기간별 24시간 지속강 우량3] 관측된 최대 일강우와 일치하는 재현기간에 해당하는 강우강도식을 채택하였다.
- 첨두시간 및 홍수도달시간이 토사유출에 미치는 영향을 알아보기 위하여 7개 현장에 대하여 30년 빈도 24시간 지속강우자료와 5가지 기법에 의하여 산정한 홍수도달시간을 수문곡선법에 적용하여 산정한 토사유 출량을 산정한 후각 기법별 도달시간과 5가지 기법에 의하여 산정한 도달시간의 평균치와 비교하였으며 각 기법별 토사유출량도 전체 평균치와 비교하여 각 기법 별 홍수도달시간에 대한 토사유출량의 민감도를 분석 하였斗.
- 유역유출량 Q의 산정은 크게 두가지 기법을 사용하였다. 첫째는 SC&1972)의 유출곡선지수(CN)기법으 로부터 유효강우량을 산정하고 유효강우량에 유역면적 을 곱하여 유역유출량을 산정하는 기법과 두 번째는 SCS 삼각형 단위수문곡선을 이용하여 유역유출량을 산정하였다 첨두유량 %의 산정은 세가지 기법을 사용하였다. 첫째는 연구동향세서 소개한 SCS의 식 (8)을 이용하여 첨두유량을 산정하였으며 두 번째는 SC&1986)의 TR55 기법인식 (9)를 이용하여 첨두 유량(cIptr)을 산정하였다.
대상 데이터
- 국내 적용성을 검토하기 위해서 실제 관측된 토사유 출량 자료.가 있는 국내 여러현장에 수정범용토양손실 공식을 적용하여 산정된 토사유출량과 실제 관측된 토 사유출량을 비교 검토하여 선정된 모든 현장에 가장 적합한 산정기법을 찾고 그 오차에 대한 원인을 분석 하였다.
이론/모형
- 강우강도식은 관측 지점의 재현기간별 24시간 지속강 우량3] 관측된 최대 일강우와 일치하는 재현기간에 해당하는 강우강도식을 채택하였다. 관측 지점의 재현기간별 강우강도식은 농업기반공사에서 제시하는 식을 이용하였으며 첨두유량과 유출량 산정은 수문곡선을 이용하는 SCS 삼각단위도법을 적용하였다. 또한 첨두 유량과 총유량 산정이 수문곡선법에 비해 단순한 SCS(1972)기법 및 TR55기법(SCS, 1985)도 이용하 여 산정하였다
- 도달시간 산정은 Kerby, Kraven, Rziha, Kirpich, SCS lag-time공식을 사용하였다. 이 중 Kraven, Rziha 공식은 경사도 1/200을 경계로 그 적 용범위가 달라지므로 본 연구에서 채택한 현장의 조건에 따라 두 공식 중 한가지 공식을 선정하여 도달시간을 산정하였으며 따라서 본 연구에서는 이 두가지 공식을 합하여 Rziha & Kraven 공식으로 이름하였다.
- 이 개정범용토양손실공식은 농경지나 건설현장과 같이 사면 마루부에서의 판상 및 세류침식에 의한 연평균 토양침식량을 예측하기 위해 개발된 기법으로 원칙적으로 단일강우에 의한 침식량을 산정할 수 없다. 따라서 이와 같은 단점을 보완하고자 배수면적이 2.7〜 4380 acres, 평균 경사 및 사면길이는 0.9%〜5.9%, 258 ~570ft 인 Nebraska의 Hastings와 Texas의 Reisel 근처 47개 유역의 778개 강우자료를 사용하여 범용토양손실공식의 R계수 대신 토사유출량 지배인자와 유출에너지를 나타내는 인자를 이용하여 토사유출량을 예측하는 수정 범용토양손실공식 (MUSLE ; Modified Universal Soil Loss Equation)0] Williams(1975, 1978)에 의하여 발표되었다. 이 공식은 단일 소유역에 적용할 경우 토사전달율이 이미 반영된 식으로 토사유출량의 산정시 전달율을 고려할 필요가 없으며 (Haan, 1994)식 (2)로 표현된다.
- 관측 지점의 재현기간별 강우강도식은 농업기반공사에서 제시하는 식을 이용하였으며 첨두유량과 유출량 산정은 수문곡선을 이용하는 SCS 삼각단위도법을 적용하였다. 또한 첨두 유량과 총유량 산정이 수문곡선법에 비해 단순한 SCS(1972)기법 및 TR55기법(SCS, 1985)도 이용하 여 산정하였다
- 이 식의 유도를 위하여 Williams와 LaSeur(1976)는 유역유출량 산정은 일일강우와 SC&1972)의 유출 곡선지수(Runoff Curve Number ; CN)기법을 이용 하였으며 첨두유량은 순간단위수문곡선(Instantaneous Unit Hydrograph)이용하여 산정하였다. 또한 몇 개의 소유역(유역면적 65km2 이하)으로 구성되어 있는 대유역(유역면적 25901^2 이하)의 경우 유사추적 을 통해 토사유출량을 산정할 수 있는 식 ⑶을 저안 하였다.
- 첫째는 SC&1972)의 유출곡선지수(CN)기법으 로부터 유효강우량을 산정하고 유효강우량에 유역면적 을 곱하여 유역유출량을 산정하는 기법과 두 번째는 SCS 삼각형 단위수문곡선을 이용하여 유역유출량을 산정하였다 첨두유량 %의 산정은 세가지 기법을 사용하였다. 첫째는 연구동향세서 소개한 SCS의 식 (8)을 이용하여 첨두유량을 산정하였으며 두 번째는 SC&1986)의 TR55 기법인식 (9)를 이용하여 첨두 유량(cIptr)을 산정하였다. 세 번째는 SCS 삼각형 단위 수문곡선을 이용하여 첨두유량을 산정하였다.
성능/효과
- 그림 2에 나타난 바와 같이 토사전달률을 고려한 개정범용토양손실공식(RUSLE)과 Kerby의 홍수도달시 간 및 SCS 삼각수문곡선법을 이용한 수정범용토양손 실공식(MUSLE)은 비슷한 예측결과를 보이고 있으며 표 5에 나타난 바와 같이 상관계수나 회귀식(y=xn)의 n 값이 모두 동일하게 나타나 본 연구에서 선정한 7개 현장에 대해서는 두 기법 다 우수한 것으로 나타났다. 그러나 현재까지 국내 재해영향평가서 에서 제시한 산정기법은 토사전달률을 대부분 무시하 고 있어 실측 토사유출량에 비해 지나치게 과다한 토 사유출량을 예측하고 있음도 그림으로부터 알 수 있다 수정범용토양손실공식을 통한 토사유출량 산정기법은 강우에 의한 유출량 및 첨두유량 산정방법에 따라 결 과에 많은 차이를 보이는 문제가 있으나 재해영향평가 의 경우 유역의 수문특성분석시 통상 유역의 유출량과 첨두유량을 산정하므로 토사전달률을 고려할 필요가 없다는 점과 강우침식도(R)를 산정할 필요가 없다는 이점이 있다.
- 또한 총유출량 및 첨두유량 산정은 단순한 식보다 수문곡선법을 이용한 비교적 정밀한 기법을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 계산치와 실측치의 비교 결과 개정범용토양손실공식에 비해 토사전달률을 고려할 필요가 없다는 점과 강우침식도(R)를 산정할 필요가 없다는 이점이 있는 수정범용토양손실공식을 통한 토사유출량 산정기법의 국내 적용 가능성을 확인 하였다 토사전달률을 고려한 개정 범용토양숀실공식을 동시에 비교한 결과 두 공식이 모두 유사한 예측결과를 보이고 있어 공사중 지형변화가 LS 인자에 반영되 어 수정범용토양손실공식과 같이 공사중 지형변화에 따라 유출량 및 첨두유량을 계산해야 하는 번거로움이 없는 개정범용토양손실공식의 국내 적용 또한 가능한 것으로 확인하였으나 현장의 특성에 따라 개정범용토 양숀실공식과 수정토양손실공식에 의한 예상 토사유출 량에 상당한 차이를 보이는 경우가 확인되어 현장 특성에 따른 인자 산정 등 더 많은 연구가 뒤따라야 할 것이다
- 표 3에 나타난 바와 같이 선정된 7개 현장의 경우 실측치와 계산치의 상관계수는 Kerby, Kirpich 및 Rizha & Kraven 공식이 가장 우수하며 n 값으로 보면 1에 가까운 Kerby, Kirpich, SCS lag-time 그리고 Rizha & Kraven 공식이 홍수도달시간 산정공 식으로 그 적용 가능성이 우수한 것으로 판단된다. 일반적으로 지형학적 조건이 다른 유역에 대하여 동일한 산정공식을 이용하여 적용 가능성을 비교하는 것은 다소 무리가 따르나 표 3의 검토 결과에 따르면 Kerby, Kirpich, SCS lag-time 그리고 Rizha & Kraven 공식들 중 유역 특성에 적합한 산정공식을 선정하여 홍수도달 시간을 산정하는데는 큰 무리가 없어 보이나 예상되는 유역의 토사유출량이 클 경우 n값이 1에 가까운 Kerby나 Kirpich 공식을 이용한 예상 토사유출 량과 유역 특성에 적합한 공식을 적용한 토사유출량과 의 비교를 통한 안전도 검토가 이루어져야 할 것이다.
후속연구
- 또한 총유출량 및 첨두유량 산정은 단순한 식보다 수문곡선법을 이용한 비교적 정밀한 기법을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단된다. 계산치와 실측치의 비교 결과 개정범용토양손실공식에 비해 토사전달률을 고려할 필요가 없다는 점과 강우침식도(R)를 산정할 필요가 없다는 이점이 있는 수정범용토양손실공식을 통한 토사유출량 산정기법의 국내 적용 가능성을 확인 하였다 토사전달률을 고려한 개정 범용토양숀실공식을 동시에 비교한 결과 두 공식이 모두 유사한 예측결과를 보이고 있어 공사중 지형변화가 LS 인자에 반영되 어 수정범용토양손실공식과 같이 공사중 지형변화에 따라 유출량 및 첨두유량을 계산해야 하는 번거로움이 없는 개정범용토양손실공식의 국내 적용 또한 가능한 것으로 확인하였으나 현장의 특성에 따라 개정범용토 양숀실공식과 수정토양손실공식에 의한 예상 토사유출 량에 상당한 차이를 보이는 경우가 확인되어 현장 특성에 따른 인자 산정 등 더 많은 연구가 뒤따라야 할 것이다
- 표 3에 나타난 바와 같이 선정된 7개 현장의 경우 실측치와 계산치의 상관계수는 Kerby, Kirpich 및 Rizha & Kraven 공식이 가장 우수하며 n 값으로 보면 1에 가까운 Kerby, Kirpich, SCS lag-time 그리고 Rizha & Kraven 공식이 홍수도달시간 산정공 식으로 그 적용 가능성이 우수한 것으로 판단된다. 일반적으로 지형학적 조건이 다른 유역에 대하여 동일한 산정공식을 이용하여 적용 가능성을 비교하는 것은 다소 무리가 따르나 표 3의 검토 결과에 따르면 Kerby, Kirpich, SCS lag-time 그리고 Rizha & Kraven 공식들 중 유역 특성에 적합한 산정공식을 선정하여 홍수도달 시간을 산정하는데는 큰 무리가 없어 보이나 예상되는 유역의 토사유출량이 클 경우 n값이 1에 가까운 Kerby나 Kirpich 공식을 이용한 예상 토사유출 량과 유역 특성에 적합한 공식을 적용한 토사유출량과 의 비교를 통한 안전도 검토가 이루어져야 할 것이다.
- 외국의 토사유출량 산정기법의 우리나라에 대한 적용성을 검토하기 위해 수정범용토양손실공식(MUSLE)을 국내 현장에 적용하여 실측치와 비교함으로써 각종 토사생산량 산정기법의 적용범위 및 한계성을 검토하 였다. 총유출량과 첨두유량 산정에 필요한 홍수도달시 간은 토사유출량의 도달시간에 대한 민감도가 그리 높지 않음을 알 수 있었으며 홍수도달시간 산정공식으로 는 Kerby, Kirpich, SCS lag-time 그리고 Rizha & Kraven 공식들 중 유역 특성에 적합한 산정공식을 선정하되 예상되는 유역의 토사유출량이 클 경우 Kerby나 Kirpich 공식을 이용하한 예상 토사유출량 과의 비교를 통한 안전도 검토가 이루어져야 할 것으로 판단된다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.