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초록
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최근에 홍수조절 기능과 비홍수기의 생태적 측면으로써 천변저류지에 대한 관심이 증가하고 있다. 따라서 본 연구에서는 지속가능한 홍수방어 대안으로 천변저류지 조성방안에 대한 검토와 조성된 천변저류지에 대한 습지로의 활용 가능성을 검토하기 위한 수리·수문 분석을 수행하였다. 대상지역은 경상남도 창녕군의 토평천 유역이다. 토평천 유역에 국내 최대 내륙 습지인 우포늪이 포함되어 있으며, 토평천은 낙동강의 지류이다. 천변저류지는 우포늪 상류와 하류에 조성하는 것으로 가정하였으며, 홍수기의 홍수위저감효과를 알아보기 위한 수리분석은 HEC-RAS모형을 이용하였다. 모형의 모의는 천변저류지 조성 시나리오 7가지에 대하여 수행하였다. 그 결과 모의 시나리오 중에서 최대 0.56 m의 홍수위가 감소하는 것으로 나타났다. 또한, SWAT모형을 이용하여 비홍수기에 천변저류지의 물수지 분석을 위한 수문분석을 수행하였으며, 물수지 분석 결과 1년 동안에 천변저류지의 최저수심이 1.3 m(세진지역)정도 유지되는 것을 알 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently, we have a growing interest in the washland construction for the function of flood defense in flood season and also as an ecosystem in non flood season. Therefore this study performed the hydraulic and hydrologic analysis for washland construction plan as sustainable flood defense alternati...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 수리학적 분석 방법을 통하여 천변저류지 조성에 따른 홍수위저감효과를 살펴보고, 수문학적 분석인 물수지 분석을 통하여 천변저류지내 수심변화를 검토함으로써 홍수 방어를 위해 조성된 천변저류지가 비홍수기에 습지로 활용하는 것이 가능한 가를 살펴보고자 한다.
  • 본 연구는 천변저류지 조성에 따른 홍수위저감효과를 분석하였으며, 조성된 천변저류지를 비홍수기에 습지로 활용 가능한지를 HEC-RAS 모형과 SWAT 모형을 이용하여 검토하였다. 본 연구를 통하여 도출한 결론은 다음과 같다.
  • 천변저류지 조성지역인 모곡, 세진, 대대지역에 천변 저류지를 조성하였을 경우에 이 지역들을 비홍수기에 습지로 활용할 수 있는지를 검토하기 위하여 물수지 분석을 통한 천변저류지의 유지유량을 검토하였다. 물수지 분석은 SWAT모형을 이용하였으며, 모의기간은 2004년 8월부터 2005년 7월까지로 총 1년의 기간으로 평상시 습지로의 활용 가능성을 검토하기 위하여 2년 빈도 저류량을 초기값으로 하여 모의를 수행하였다.

가설 설정

  • 천변저류지 조성에 따른 홍수기의 홍수위저감효과를 분석하기 위하여 대상유역인 토평천 유역 내에 천변저류지를 조성하였으며, 조성지역은 토평천 유역에 위치한 우포늪 주변지역으로 모곡, 세진, 대대, 사지포, 목포 지역이다. 모곡, 세진, 대대지역은 천변저류지를 조성하는 경우로 가정하였으며, 사지포와 목포지역은 수문과 배수펌프장에 의해 인공적으로 운영되는 습지를 우포늪과 연결하는 것으로 가정하여 모의하였다. 이 5개 지역에 대한 모의 시나리오는 Table 4와 같다.
  • 하도와 저류지를 연결하는 축방구조물로는 HECRAS 모형에서 제공되는 웨어, 수문, 암거 등이 있다. 이 중에서 웨어를 사용하였으며, 웨어의 폭은 삽교천 유역종합치수계획(건설교통부, 2005a)에서 저류지를 이용한 홍수저감효과 검토시에 사용한 90 m로 가정하여 구성하였는데 이와 같은 이유는 웨어의 폭을 변화하여 홍수위저감효과를 분석해 보았으나 웨어의 폭에 비하여 웨어의 높이에 따른 홍수위저감효과가 더 크게 나타나는 것으로 분석되어 웨어의 폭을 위에서 언급한 90 m로 가정하여 웨어의 높이를 산정하였다. 따라서 웨어의 높이는 대상유역의 80년과 100년 빈도일 때 홍수위가 지점별로 18.
  • 저류지내 유지유량의 정도를 파악하기 위하여 각 천변저류지의 1년 동안의 수심변화를 모의 분석하였다. 이때의 유지유량 검토는 저류지내에 유입된 유량이 기상조건에 의해서만 손실되는 것으로 가정하여 분석하였다. 따라서, 본 연구에서의 천변저류지 조성 지역인 모곡, 세진, 대대지역의 수심변화는 아래 Figs.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
토평천 유역은 어디에 위치하고 있는가? 본 연구의 대상유역인 토평천 유역은 낙동강의 제 1지류로서 하구로부터 상류 약 108㎞ 지점의 좌안에서 유입하는 지방2급 하천으로 동경 128°26′∼ 128°36′, 북위 35°33′∼35°37′사이에 위치하고 있다. 유역면적 은 123.
천변저류지 조성에 따른 홍수위저감효과를 분석하기 위하여 무엇을 하였는가? 천변저류지 조성에 따른 홍수위저감효과를 분석하기 위하여 HEC-RAS 모형을 이용하여 부정류 해석을 실시하였다. 부정류 해석을 위한 모형의 구축은 Fig.
천변저류지 조성에 따른 홍수위저감효과를 분석하고 조성된 천변저류지를 비홍수기에 습지로 활용 가능한지를 HEC-RAS 모형과 SWAT 모형을 이용하여 검토한 본 연구를 통해 도출한 결론은 무엇인가? 1) 하도와 천변저류지를 연결하는 웨어의 높이는 홍수위저감효과에 상당한 영향을 주는 요소이며 경험적 방법을 통하여 적정 웨어의 높이를 결정할 수 있었다. 웨어의 높이가 중요한 이유는 홍수위 보다 너무 높을 경우에는 저류지에 저류되는 용량이 감소하게 되며, 너무 낮을경우에는 첨두에 도달하기 전에 저류지가 포화되어서 수위저감효과를 기대할 수 없기 때문이다. 2) 분석결과 하류부로 갈수록 홍수위저감효과가 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 하류로 갈수록 소유역 및 하도를 통해서 유입되는 유출량이 증가하게 되고 이는 하천 유량에 직접적으로 영향을 미치게 되어 수위저감효과를 감소시키는 원인으로 작용하여 천변저류지에 위한 저감효과는 그다지 크지 않은 것으로 판단된다. 3) 조성된 천변저류지의 물수지 분석 결과 천변저류지 조성에 따라 유역 전체의 유출량과 증발량이 차이를 보이고 있는 것을 알 수 있다. 이러한 현상은 대상유역에 강우에 의해 발생된 유량이 천변저류지에 저류되면서 일정기간 동안 침투와 증발작용을 하게 되고 이러한 작용의 결과로 유출량과 증발량의 변화가 생기는 것으로 생각된다. 4) 세진과 모곡지역에 천변저류지를 조성하였을 경우의 수심변화를 살펴보면 강우에 의해 저류된 유량이 일정 수준의 수심을 유지하는 것을 알 수 있었으나 대대지역의 천변저류지의 경우는 저류된 유량이 대부분 소멸되는 것으로 모의되었다. 따라서 세진과 모곡지역에 조성된 천변저류지의 경우 비홍수기에 습지로의 활용이 가능할 것으로 생각되며, 대대지역에 천변저류지를 조성하여 비홍수기에 습지로 활용하기 위해서는 추가적인 천변저류지 운영에 대한 연구가 수행되어야 할 것으로 생각된다.
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참고문헌 (8)

  1. 건설교통부 (2004). 토평천 하천정비기본계획 

  2. 건설교통부(2005a). 삽교천 유역종합치수계획 

  3. 건설교통부 (2005b). 천변저류지 기본계획 수립에 관한 연구 

  4. 김형수, 경민수, 김상단, 이건행 (2006). “천변저류지 조성 및 활용방안.” 한국수자원학회 06 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 83-88 

  5. 박창근, 박재현, 이종진 (2007). “천변저류지를 활용한 화포천 유역에서의 홍수조절능력에 관한 연구.” 한국수자원학회 07 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 331-335 

  6. 안태진, 김경섭, 강인웅, 김복천 (2007). “천변저류지 조성계획에서 수문 및 수리적운영에 관한 고찰.” 한국수자원학회 07 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 956-960 

  7. K. Eckhardt, J.G. Arnold (2001). Automatic calibration of a distributed catchment model, Journal of hydrology, Vol. 251, pp. 103-109 

  8. S.L. Neitsch, J.G. Arnold, J.R. Kiniry, J.R. Williams, K.W. King (2002). Soil and Water Assessment Tool Theoretical Documentation. Version 2000. pp. 415-416 

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