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문제 정의
- 본 연구는 Sugiyama가 유도한 관계식의 국내하천에 적용성을 살펴보고 저류함수법의 중요한 물리적인 특징을 설명하는데 목적을 둔다. 이를 위해 본 연구에서는 저류함수법의 매개변수를 운동파모형 및 국내하천 특성을 감안하여 새롭게 제시된 Hack의 법칙과 비교하여 이론적으로 해석하고 두 모형간의 관계식을 제시하기로 한다.
- 홍수예경보의 적용결과에 대한 평가에서 일반적으로 합성단위도법 모형에 비해 그 적용결과가 거의 항상 우수하게 얻어지고 있음에도 불구하고 저류함수법이 잘 쓰여지지 않았던 이유는 미계측유역에서 양호한 유출모의결과를 보여줄 수 있는 매개변수 추정방법론이 부재하였기 때문이다. 본 연구에서는 운동파모형을 이용하여 저류함수법의 매개변수를 설명하고 이러한 방법론의 수립 및 제안에 기여하고자 한다.
- 본 연구에서는 유역의 지형학적 특성을 우선적으로 분석하기 위해 유역면적과 유로연장에 대한 자료를 수집하였으며 Hack의 법칙에 나타나는 계수의 적정성을 검토하였다. Hack의 법칙은 Horton의 법칙과 함께 가장 자주 인용되는 수문 지형학적인 법칙이다.
- 그러나 이들 연구 대부분이 일본하천을 대상으로 반경험적으로 실시되었고 유역특성이 다른 관계로 국내하천에 그 결과를 직접적으로 적용하기에 어려움이 발견되었다. 본 연구에서는 이에 착안하여 국내 하천유역을 반영할 수 있는 이론식을 다시 유도하고 그 적용성을 확인하고자 한다. 한편 두 번째 분류의 연구들은 본 연구의 수행과정에서 필요한 관측수문자료로부터 최적매개변수를 추정하기 위한 방법론으로서 검토되었다.
- 이들 연구 동향들 중 첫 번째 분류로서 저류함수법의 매개변수를 물리적 특성에 따라 설명하려 시도했던 연구들은 본 연구의 목적과 직접적으로 관련된 것이다. 그러나 이들 연구 대부분이 일본하천을 대상으로 반경험적으로 실시되었고 유역특성이 다른 관계로 국내하천에 그 결과를 직접적으로 적용하기에 어려움이 발견되었다.
- 본 연구에서는 댐의 수문학적 안정성 검토 및 치수능력증대 기본계획(한국수자원공사, 2004)에서 검토된 수문사상들을 이용하였다. 해당 과제에서 수행된 각 사상의 기저유출 분리 및 손실우량 산정 결과에 기초하여 본 연구에서 목적으로 하는 매개변수 추정을 위한 직접유출과 유효우량의 자료계열을 구축할 수 있었다. 해당 과제에서는 댐지점의 2002년 태풍 루사나 2003년 태풍 매미와 같은 큰 홍수사상을 우선적으로 이용하였다.
가설 설정
- 유역의 지체시간 Tl은 앞서 식 (11)과 같은 형태로 유역특성과 직접적인 관련을 가진다. 지체시간의 경우 유효우량의 함수로서 알려져 있기 때문에 시간에 따라 계속해서 변화하는 값으로 고려하는 것이 타당하지만 집중형 강우-유출모형에서는 이를 하나의 호우사상에 대해서는 일정한 값을 가지는 것으로 고려할 수 있는 것으로 가정한다(Sugiyama 등, 1997). 본 연구에서는 Sugiyama의 적용방법과 동일하게 호우 사상을 대표하는 값으로 첨두우량을 기준으로 할 수 있다.
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