[논문]우량계 설치조건에 따른 관측치 신뢰성 평가 연구

박지창; 김남; 강명주; 류경식

doi:10.5322/jes.2009.18.10.1115

문제 정의

불안정한 기류는 수수구로 들어오는 빗물의 양을 줄일 수 있기 때문에 통상적으로 우량계 주변의 기류를 안정화시킬 수 있는 바람막이를 설치하여 오차를 최소화하고 있다. 따라서 본 분석에서는 바람막이 유무에 따른 강우오차를 분석하고자 Fig. 1과 같이 우량계를 설치하였다.
따라서 본 연구에서는 우량계 설치에 대한 제반 연구로서 바람막이에 설치 유무, 지면의 잔디 설치 유무, 우량계의 설치높이 및 인근 지장물의 영향을 정 밀 분석 하고자 하며 이를 토대 로 향후 다목적댐이나 저수지 운영에 활용하여 댐 운영의 효율성을 증대시키고자 한다.

제안 방법

바람막이 유무에 따른 강우오차를 비교분석하기위해 Fig. 1에 보여지는 우량계를 통해 2007년부터 2008년까지 강우 발생시기별로 관측하였으며 2007년에는 18차례, 2008년에는 16차례 관측하였으며 그 결과는 Fig. 4와 같다.
본 연구에서는 추가적으로 현장에 풍속을 측정을 실시하여 본 연구의 사례별 풍속에 대한 영향 정도를 비교분석 하였으며 그 결과 Table 1과 같다. Table 1의 결과를 보면 장애물 유무 및 설치높이 차이의 사례는 풍속이 높을수록 오차가 더 크게 발생하였으며 바람막이 유무 사례는 풍속이 높을 경우 오히려 오차가 줄어들었다.

대상 데이터

1 mm급 우량계보다 강우강도가 강한 경우 오차가 적어 관측의 실효성이 있다고 할 수 있다切. 따라서 본 연구에서는 전라남도 순천시에 위치한 주암댐 관리사무소 옥상과 댐 주변 개활지에서 세계적으로 자동 우량관측에 가장 널리 사용되고 있는 1 mm급 분해능과 200 mm 직경을 갖는 전도형 우량계에 대하여 실험하였다.

성능/효과

'07년부터 '08년에 걸친 시험결과, 바람막이 설치 유무는 ‘07년과는 달리 '08년 비교 분석 시 바람막이 설치가 실제 강우오차 감소에 영향을 미치지 않는다는 분석 결과가 나타났으며, 인근 지장물 유무와 설치높이 차이는 우량관측 시 오차발생에 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 또한 설치높이 차이는 4가지 기준의 시험 중 오차율이 4.
2 mm, 8 inch 등으로 분류되고 있는 수수구의 크기는 일반적으로 200 mm 직경을 갖는 우량계를 사용하고 있다抑. 0.1 mm급 우량계는 강우량이 적은 경우와 강우 강도가 약한 비는 0.1 mm까지 정밀한 관측이 가능하여 관측이 효과적이며, 0.5 mm급 우량계는 0.5 mm 단위로 관측되어 0.1~0.4 mm, 0.6 —0.9 mm 등 중간단위를 관측할 수 없고, wmo5) 권고사항을 준수할 수 없지만 0.1 mm급 우량계보다 강우강도가 강한 경우 오차가 적어 관측의 실효성이 있다고 할 수 있다切. 따라서 본 연구에서는 전라남도 순천시에 위치한 주암댐 관리사무소 옥상과 댐 주변 개활지에서 세계적으로 자동 우량관측에 가장 널리 사용되고 있는 1 mm급 분해능과 200 mm 직경을 갖는 전도형 우량계에 대하여 실험하였다.
Fig. 4의 결과를 보면, 2007년 바람막이를 설치하지 않은 우량계가 바람막이를 설치한 경우보다 우량 값이 약 3%로 많이 관측되었고 평균오차율은 약 42.76%이며 2008년에는 바람막이 설치유무에 관계없이 오차가 불규칙적으로 발생하여 총우량값은 같고 평균오차율은 약 +0.51%로 분석되었다.
5와 같다. Fig. 5의 결과를 보면 2007, 2008년에서 모두 지장물의 유무에 따라 트랜드가 같이 이동하는 것으로 볼 수는 있으나 평균 오차율을 보면 우량계 인근에 지장물이 설치되어 있는 경우 그렇지 않은 경우보다 2007년에는 2.49% 2008년에는 4.1%로 우량 값이 전반적으로 많이 측정되는 것으로 분석되었다. 본 분석에서는 이와 같은 주변 영향을 단순히 안테나만을 고려하였지만 주변이 나무나 큰 건물이 있을 시는 다른 영향이 있을 것으로 판단된다.
6과 같다. Fig. 6의 결과를 보면 지면에 설치된 우량계가 옥상에 설치된 경우보다 우량값이 항상 4.89% 많이 측정되는 것으로 나타났으며 오차량이 타 사례 에 비해 가장 많이 측정되는 것으로 보아 강우 오차 발생의 가장 큰 요인으로 판단되었다.
7과 같다. Fig. 7의 결과를 보면 2007년, 2008년의 평균오차율은 각각 0.91%, 2.64%로 분석되 었으며 또한 오차량도 타 사례에 비해 매우 적었을 뿐만 아니라 오차발생 패턴 역시 일정하지 않아 잔디식재 유무가 강우량 오차 발생에는 별다른 영향을 주지 않는 것으로 분석되었다.
같다. Table 1의 결과를 보면 장애물 유무 및 설치높이 차이의 사례는 풍속이 높을수록 오차가 더 크게 발생하였으며 바람막이 유무 사례는 풍속이 높을 경우 오히려 오차가 줄어들었다. 이는 장애물 및 설치 높이는 풍속과 정(+)의 상관관계이며 바람막이 유무는 부(-)의 상관관계인 것으로 분석되었다.
또한 '07년도와, 08년도에 대한 분석결과인 그림 5를 살펴보면 장애물 유무와 잔디식재 유무의 사례는 P7년도에 비해 P8년도에 평균 오차율이 각각 1.61% 와 1.73% 더 높게 나타나는 것을 볼 수 있으며, 이것은 '08년도의 회당 강우량이 '07년도에 비해 대체적으로 작아 hnm의 오차발생 시에도 평균 오차율이 커지는 현상으로 판단되었다. 또한 바람막이 유무의 사례는, 08년도의 평균오차율이 '07년도에 비해 -0.
미치는 것으로 분석되었다. 또한 설치높이 차이는 4가지 기준의 시험 중 오차율이 4.89%로 가장 크게 나타나 인근 지장물 유무는 인근에 지장물 존재 시 장애물의 영향으로 우량값이 실제보다 많이 측정되는 분석결과가 도출되었다. 또한 잔디식재 유무는 오차율이 매우 적고, 발생오차에 일정패턴이 없으므로 강우 오차발생에는 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다.
89%로 가장 크게 나타나 인근 지장물 유무는 인근에 지장물 존재 시 장애물의 영향으로 우량값이 실제보다 많이 측정되는 분석결과가 도출되었다. 또한 잔디식재 유무는 오차율이 매우 적고, 발생오차에 일정패턴이 없으므로 강우 오차발생에는 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 마지막으로 풍속에 따른 오차 발생을 비교 분석한 결과, 지장물 및 설치 높이는 풍속과 정(+)의 상관관계이고 바람막이 유무는 부(-)의 상관관계인 것으로 분석되었으며 또한 잔디식재 유무의 사례는 풍속에 관계없이 오차가 유동적이므로 바람의 세기에는 별다른 영향을 받지 않는 것으로 분석되었다.
이는 장애물 및 설치 높이는 풍속과 정(+)의 상관관계이며 바람막이 유무는 부(-)의 상관관계인 것으로 분석되었다. 또한 잔디식재 유무의 사례는 풍속에 관계없이 오차가 유동적이므로 바람의 세기에는 별다른 영향을 받지 않는 것으로 분석되었다.
또한 장애물 유무 및 설치높이 차이의 사례는 풍속이 높을수록 오차가 더 크게 발생하였으며 바람막이 유무 사례는 풍속이 높을 경우 오히려 오차가 줄어들었다. 이는 장애물 및 설치높이는 풍속과 정 (+)의 상관관계이며 바람막이 유무는 부(-)의 상관관계인 것으로 분석되었다.
또한 잔디식재 유무는 오차율이 매우 적고, 발생오차에 일정패턴이 없으므로 강우 오차발생에는 별다른 영향을 미치지 않는 것으로 분석되었다. 마지막으로 풍속에 따른 오차 발생을 비교 분석한 결과, 지장물 및 설치 높이는 풍속과 정(+)의 상관관계이고 바람막이 유무는 부(-)의 상관관계인 것으로 분석되었으며 또한 잔디식재 유무의 사례는 풍속에 관계없이 오차가 유동적이므로 바람의 세기에는 별다른 영향을 받지 않는 것으로 분석되었다.
상기 결과를 종합해 보면, 우량계 인근에 장애물이 존재하는 경우 전반적으로 우량이 증가하고 지면에서 높은 곳에 설치된 우량계에서 우량이 감소하는 것으로 분석되었으며 바람막이를설치한 경우와 잔디식재 설치 유무에 따른 우량차이는 다소 발생하고는 있지만 큰 영향을 주지는 못하는 것으로 분석되었다.

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