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우수유출저감용 저류지의 간편설계기법 개발
A Development of Simplified Design Method of the Detention Pond for the Reduction of Runoff 원문보기

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, v.41 no.7, 2008년, pp.693 - 700  

이재준 (국립금오공과대학교 토목환경공학부) ,  곽창재 (국립금오공과대학교 대학원 토목공학과)

초록
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저류지를 설계함에 있어서 주어진 저류지 제원과 방류시설 제원하에서 저류지 설계모의모형을 이용하여 저류추적 을 실시하는 방법을 대치하고자 저류지의 예비설계 단계에서 저류지 최적계획모형에 의해 산정된 저류용량을 초기 가정치로 사용하거나 개발전후의 첨두유량비인 ${\alpha}$를 사용하여 저류지를 간편설계하기 위한 관련변수 해석을 실시하 였다. 관련변수 해석을 통해 저류지의 유입첨두유량에 대한 저류지 첨두방류량의 비인 첨두유량비 ${\alpha}$와 저류지의 저류비 $S_r$, 저류지의 방류구조 크기 D와 저류지의 최대허용수심 $H_{max}$, 저류지의 구형바닥면적 A'과 저류지의 제형바닥면적 A 및 $A_c$의 관계를 이용하여 저류지를 간편하게 설계하는 간편설계기법의 절차를 제시하였다. 저류지의 간편 설계기법은 도시화로 인한 유출총량 및 첨두유량 증대에 대처하는 방안으로 도시유역에서 유출저감시설로서 신설되는 저류지를 설계함에 있어서 기존의 많은 제반사항과 저류지 추적을 시행하지 않고 간편한 설계를 할 수 있는 방법으로 활용가능하다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Detention pond has an important role in peak flow reduction to mitigate flood damage. Design of detention pond is accomplished through the preliminary stage, and design stage in general. New development projects produce increased peak flow and flow amounts. In this case it is necessary to design the...

주제어

#유출저감효과   #저류지   #첨두유량비   #저류비   #간편설계기법  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 저류지 관련 인자들의 상호분석과 설계모의모형과의 적합성 검증 연구 성과를 통해(이재준 등, 2006 a,b) 저류지 설계에 필요한 도표를 도출하고, 실무에서 이용 가능한 저류지의 간편설계기법을 제시함으로써 기존의 복잡하고 지루한 과정을 거치지 않고 계획단계에서 저류지의 적정용량과 설계인자에 대한 사항을 보다 쉽게 얻고자 한다.
  • 본 연구에서는 도시화로 인한 유출총량 및 첨두유량 증대에 대처하는 방안으로 유역내에 설치되는 저류지의 유역특성인자와 수문특성인자들의 관계분석을 바탕으로 저류지 설계모의모형에서 얻어진 최적설계결과를 이용하여 저류지 간편설계를 위한 관련변수 해석을 실시하였다. 이 결과를 바탕으로 도시유역에서 유출저감시설로서 시설되는 저류지를 설계함에 있어서 기존의 많은 제반사항과 저류지 추적을 시행하지 않고 간편한 설계를 할 수 있는 저류지의 간편설계기법을 제시하였다. 대상지역의 강우-유출해석을 실시하여 개발후 유입첨두유량과 유출총량(Qa) 및 개발전 유입첨두유량을 결정한 후 제시된 절차대로 적용하여 간편하게 저류지를 설계할 수 있었다.

가설 설정

  • Step 8. : Step 7에서 구해진 첨두방류량 Qop가 Step 1의 개발전 유입첨두유량 Qop보다 작으면 다음 단계로 넘어가고, 그렇지 않으면 Step 5로 돌아가서 방류구 직경 D를 이전단계보다 작게 재가정하여 진행한다.
  • 국내 저류지의 설계강우 임계지속기간은 대체로 40～230분 정도로 나타나고 있으며(행정자치부, 2000～2006) 도시유역에서 첨두유량 발생시각은 대략 2시간이내에 있으므로 저류지의 유입수문곡선은 첨두유량 발생시간(tp)은 2시간, 기저시간(Tb)은 3tp로 설정하여 6시간으로 그려지는 Fig. 1과 같은 삼각형 수문곡선형태로 가정하고 유입첨두유량은 2000년이래로 수행된 재해영향평가서의 유입첨두유량의 범위 3.62～114.8㎥/s 중 3～60㎥/s의 범위의 값을 사용하였다. 이 때 방류구조는 오리피스(유량계수 C=0.
  • 저류지의 형태는 소방방재청과 한국방재협회(2005)의 “재해영향평가 실무지침서 개정” 상의 영구저류지 설계기준인 폭과 길이의 비가 1:3, 사면경사 1:2인 사다리꼴로 가정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
저류지를 설계 운영함에 있어서 사용되는 모형의 분류는? 저류지를 설계 운영함에 있어서 사용되는 모형은 일반적으로 계획모형(planning model), 설계모형(design model) 및 운영모형(operation model)으로 분류되고 있다. 기초계획 단계에서는 저류지의 홍수조절효과를 산정할 때 엄밀하게 계산하는 것이 꼭 효율이 좋다고 할 수 없으며, 또한 최적설계를 하는 데는 많은 시간이 소요된다.
저류지 간편설계를 위한 관련변수 해석 결과를 바탕으로 제시한 것은? 본 연구에서는 도시화로 인한 유출총량 및 첨두유량 증대에 대처하는 방안으로 유역내에 설치되는 저류지의 유역특성인자와 수문특성인자들의 관계분석을 바탕으로 저류지 설계모의모형에서 얻어진 최적설계결과를 이용하여 저류지 간편설계를 위한 관련변수 해석을 실시하였다. 이 결과를 바탕으로 도시유역에서 유출저감시설로서 시설되는 저류지를 설계함에 있어서 기존의 많은 제반사항과 저류지 추적을 시행하지 않고 간편한 설계를 할 수 있는 저류지의 간편설계기법을 제시하였다. 대상지역의 강우-유출해석을 실시하여 개발후 유입첨두유량과 유출총량(Qa) 및 개발전 유입첨두유량을 결정한 후 제시된 절차대로 적용하여 간편하게 저류지를 설계할 수 있었다.
저류지의 계획단계에서 필요한 것은? 기초계획 단계에서는 저류지의 홍수조절효과를 산정할 때 엄밀하게 계산하는 것이 꼭 효율이 좋다고 할 수 없으며, 또한 최적설계를 하는 데는 많은 시간이 소요된다. 따라서 저류지의 계획단계에서는 기존의 복잡하고 지루한 과정을 거치지 않고 저류지의 적정용량과 설계인자를 도출할 수 있는 저류지 관련 인자들의 상호분석을 통한 설계도표의 마련과 간편설계기법 개발이 필요하다.
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참고문헌 (19)

  1. 소방방재청, 한국방재협회 (2005). 재해영향평가 실무지침서 개정 

  2. 신응배, 이두진, 곽수동, 선상운, 이동훈 (2003). “하수관거모델을 이용한 CSO 저류시설의 최적용량결정에 관한 연구.” 한국물환경학회.대한상수도학회 공동 춘계학술발표회 논문집, pp. 309-312 

  3. 안태진, 박종윤, 류희정, 김중훈 (2003). “소유역에서 홍수조절용 펌프 및 유수지 규모의 결정에 관한 연구.” 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제36권, 제3호, pp. 385～398 

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  4. 윤여진, 이재철 (2001). “계획강우의 지속기간에 따른 저류지용량의 산정.” 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제34권, 제5호, pp. 415-426 

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  5. 이정식, 이재준, 김규호, 오석호 (1995). “도시유역에 서 지체저류시설의 수문학적 설계에 관한 연구.” 한국수문학회지, 한국수문학회, 제28권, 제2호, pp. 159-173 

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  6. 이종태, 윤세의, 이재준, 윤용남 (1991). “도시화영향을 고려한 유수지 계획모형.” 한국수문학회지, 한국수문학회, 제24권, 제4호, pp. 73-83 

  7. 이재준, 김호년, 곽창재 (2006)a. “도시화에 따른 저류지의 유역 및 수문특성인자 분석.” 대한토목학회 학술발표회 논문집, 대한토목학회, pp. 1141-1144 

  8. 이재준, 김호년, 곽창재 (2006)b. “도시유역에서 저류지설계를 위한 특성인자 분석.” 한국방재학회논문집, 한국방재학회, Vol. 6, No. 4, pp.37-47 

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  9. 이재준, 곽창재, 김호년 (2006). “도시유역에서 저류지 계획모형의 비교 및 저류효과 분석.” 대한토목학회 학술발표회 논문집, 대한토목학회, pp. 1053-1056 

  10. 행정자치부(소방방재청)(2000-2006). 각종 개발사업재해영향평가서 

  11. 환경부 (2005). 하수도 설계기준 

  12. Abt, S.R. and N.S. Grigg (1978). "An Approximate Method for Sizing Detention Reservoirs." Water Resources Bulletin, Vol. 14, No. 4, pp. 956-965 

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  13. Akan, A.O. (1993). Urban Stormwater Hydrology : A Guide to Engineering Calculations, Technomic Publishing, Lancaster, PA 

  14. Brater, E.F., King, H.W., Lindell, J.E., Wei, C.Y. (1996). "Handbook of Hydraulics, 7th ed." McGraw-hill 

  15. Guo, Y. and B.J. Adams (1999). "An Analytical Probabilistic Approach to Sizing Flood Control Detention Facilities." Water Resources Research, Vol. 35, No. 8, pp. 2457-2468 

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  16. Guo, Y. and B.J. Adams (1999). "Analysis of Detention Ponds for Storm Water Quality Control." Water Resources Research, Vol. 35, No. 8, pp. 2447-2456 

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  17. Guo, Y. (2001). "Hydrologic Design of Urban Flood Control Detention Ponds." Journal of Hydrologic Engineering, Vol. 6, No. 6, pp. 472-479 

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  18. Paine, A. (1998). "The BASINOPT Program, ver.2.7." 

  19. Wycoff, R.L. and V.P. Singh (1976). "Preliminary Hydrologic Design of Small Flood Detention Reservoirs." Water Resources Bulletin, Vol. 12, No. 2, pp. 337-349 

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