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문제 정의
- (1) 본 연구에서는 저수지에서의 홍수추적에 사용되는 동역학적 추적 (dynamic routing) 과 저류량 추 적(storage routing)을 이용하여 저수지에서의 유출량을 비교·분석함으로서 저수지 홍수추적 방법 선택의 기준을 제시하였다.
- 그러나 극한홍수사상으로 인한 유출량과 같이 흐름의 동역학적 특성이 강하게 나타나고, 시간변동성의 영향이 큰 경우에는 저류량 추적은 실제 물리현상을 나타내는데 한계를 가질 수 있겠다. 본 연구에서는 DAMBRK 모형을 이용하여 동역학적 추적과 저류량 추적에 의한 유출수문곡선을 비교하였다.
- 본 연구에서는 DAMBRK 모형을 이용하여 한강유역에 대한 댐의 영향을 고려한 동역학적 홍수추적을 실시하였다. 또한 다양한 형태의 가상의 저수지에 대한 동역학적 추적과 저류량 추적에서의 유출량을 검토하였는데, 본 연구를 통해서 얻은 주요 결론은 다음과 같다.
- 본 연구에서는 저수지에서의 동역학적 추적을 이용하여 한강수계에서의 중간댐들의 영향을 고려한 동역학 적 홍수추적을 실시하였다. 모의는 1990년 9월 9일~15 일 및 1995년 8월 22일~28일간의 남한강 및 한강본류 의 홍수자료를 이용하여 수행하였으며, 이용된 자료로는 충주댐과 팔당댐의 방류량 자료, 월곶리에서의 조위 자료, 달천, 청미천, 경안천, 왕숙천, 탄천, 중랑천, 안양 천 등의 지천 유입량의 실측자료가 사용되었다.
- 본 연구에서는 한강수계에 대한 상류댐 및 중간댐에 서의 홍수 방류, 지천의 유입량 등을 종합적으로 고려하여 홍수파가 하류부에 미치는 영향을 DAMBRK 모형을 이용하여 수지상하도에 적용할 수 있도록 확장개 발하였다. 기존의 DAMBRK 모형의 경우 측방유입량의 고려는 가능하나 지류의 해석이 불가능하였는데, 본 연구에서는 사용자가 지정하는 수만큼의 지류 하천에 대한 동역학적 홍수추적이 가능하도록 모형을 확장하였고, 홍수로 인한 본류부 수위상승에 따른 지류 합류점 에서의 역류 흐름해석이 가능하도록 구성하였으며 이를 한강유역에 적용하였다.
가설 설정
- 상류단인 소양강댐으로의 유입유량은 가능최 대홍수량으로 가정하였으며, 모의구간내의 주요 지천인 가평천, 홍천강, 조종천, 경안천, 왕숙천, 탄천, 중랑천 및 안양천은 측방유입으로 고려하여 설계홍수량이 유입되는 것으로 가정하였으며, 남한강을 지류로 고려하였다. 각 지천에서의 유량수문곡선은 해당 설계빈도에서의 홍수량을 이용하였으며 댐에서의 방류량은 여수로를 통한 자유월류식으로 운영되는 것으로 본 모의에서는 가정하였다. Fig.
- 각 지천에서의 유량수문곡선은 해당 설계빈도에서의 홍수량을 이용하 였으며 본류부에서의 홍수파 도달시간을 고려하여 유량 수문곡선을 적용하였다. 댐에서의 방류량은 여수로를 통한 자유월류식으로 운영되는 것으로 본 모의에서는 가정하였으며, 홍수모의에 있어 하류단 경계조건은 한 강 하류부 월곶리에서의 고극조위 조석곡선을 합성하여 적용하였다. Fig.
- 평균 계산거리각 격과 시간간격은 DAMBRK 모형내에서 최적이 값으로 자동적으로 계산하는 기능을 활용하였으며, 이 구간내의 중간댐으로는 의암댐, 청평댐, 팔당댐 등 3개의 댐이 존재한다. 상류단인 소양강댐으로의 유입유량은 가능최 대홍수량으로 가정하였으며, 모의구간내의 주요 지천인 가평천, 홍천강, 조종천, 경안천, 왕숙천, 탄천, 중랑천 및 안양천은 측방유입으로 고려하여 설계홍수량이 유입되는 것으로 가정하였으며, 남한강을 지류로 고려하였다. 각 지천에서의 유량수문곡선은 해당 설계빈도에서의 홍수량을 이용하였으며 댐에서의 방류량은 여수로를 통한 자유월류식으로 운영되는 것으로 본 모의에서는 가정하였다.
- 평균 계산거리간격과 시간간격은 DAMBRK 모형내에서 최적의 값으로 자동적으로 계산하는 기능을 활용하였으며, 이 구간내의 중 간댐으로는 팔당댐이 존재한다. 상류단인 충주댐으로의 유입유량은 가능최대홍수량으로 가정하였으며 , 모의구 간내의 주요 지천인 달천, 섬강, 청미천, 흑천, 경안천, 왕숙천, 탄천, 중랑천 및 안양천은 측방유입 량으로 고려 하였으며, 북한강을 지류로 고려하였다. 각 지천에서의 유량수문곡선은 해당 설계빈도에서의 홍수량을 이용하 였으며 본류부에서의 홍수파 도달시간을 고려하여 유량 수문곡선을 적용하였다.
- 1에 나타난 것과 같이 직사각형, 프리즘형, 홍수터형 저수지로 가정하였고 저수지 단면은 직사각형 형태로 가정하였다. 유입수문곡선은 Fig. 2에서 보여진 것과 같이 삼각형 분포의 적절한 매개변수로 가정하고 첨두도달시간(Tp)는 1.0, 5.0, 15.0, 30.0hr, 첨두유량(Q)은 3, 000, 10, 000, 30, 000㎥/s로 가정하였다.
- 동역학적 추적과 저류량 추적을 비교하기 위하여 다양한 크기와 형태의 저수지를 고려하였다. 저수지 형상은 Fig. 1에 나타난 것과 같이 직사각형, 프리즘형, 홍수터형 저수지로 가정하였고 저수지 단면은 직사각형 형태로 가정하였다. 유입수문곡선은 Fig.
- 저수지로부터 방류되는 유출수문곡선에 영향을 미치는 요소로서 저수지 유입수문곡선, 저수지 길이, 하상경사 그리고 저수지 형태로 가정하였고 저수지 홍수추적 모의결과의 비교를 위해서 Eq. (10)과 같은 유출량 변동치를 계산하였다.
- 직사각형의 자유여수로를 가지는 가상의 댐에 대해서 동역학적 추적과 저류량 추적에 의한 유출량의 차이를 계산하였는데, 여수로 정부 높이는 80m이고, 저수지 초기수위는 여수로 정부 표고와 동일한 것으로 가정하여 계산을 수행하였다.
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