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문제 정의
- 따라서 본 연구과제에서는 전국 대상의 미계측 중소하천 유역들에 대한 개략적 홍수예경보 모형의 적용이 곤란한 특수상황 유역을 대상으로 이에 적합한 특수상황지역 홍수예경보 적용 기법을 수립하고자 한다. 이를 위하여 현재 연구 첫해의 중반을 지난 본 과제에서는 특수한 상황으로서 고려되어야할 케이스를 체계적으로 구분하였으며, 구분된 각각의 케이스별 적합한 분석 기법을 수립하였다.
- HEC-RAS 모형의 부정류 모의 기능을 사용하여 하천 수위 모의하면 실제 상황에 가장 가까운 모의가 가능하나, HEC-RAS 모형의 부정류 모의에 많은 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 하류 수위에 따른 상류 배수위 영향을 시나리오별 정상류 모의로 수행하였다. 정상류 모의시 다양한 수위에 따라 모의 수행횟수가 많아지나, 부정류에 비하여 비교적 간단하게 모의가 가능한 장점이 있다.
- 본 연구에서는 강우-유출 관계와 유량-수위 관계가 특수한 유역으로 전국대상 공통 홍수예경보 모형의 적용이 곤란한 소유역을 구분하여 홍수예경보 모형을 구축하고, 경보발령 기준 강우의 산정 절차를 체계화시켰다. 또한 이를 위하여 전체 수계에서 상대적으로 위험도가 높은 10개 지점을 선정하여 각 지점별 특수상황을 고려한 다양한 분석 결과를 도출해 냄으로써 향후 해당 지역에 홍수상황이 예측될 시 보다 신뢰성 높은 경보발령 의사결정의 기준을 제시하고자 함에 그 의의를 둘 수 있다. 다만, 국내의 수자원 현실이 다양한 수위표 지점에서의 양질의 관측데이터 수집 및 보관에 있어서 아직까지 미진한 상태이며, 또한 지속적인 관측과 이를 통한 홍수예경보 모형의 계속적인 검증 및 보완이 부족한 실정이다.
- 본 연구에서는 특수상황 유역에 대한 홍수예경보의 정확성을 향상시키고 향후 지속적인 관측기록의 수집을 통하여 매개변수 검보정을 수행할 수 있도록 수위-유량 관측지역을 중심으로 적용 대상 지점을 선정 하였다. 현재 낙동강, 형상강 그리고 태화강에서 국토해양부와 수자원공사가 운영중인 수위관측소는 총 172개로 이들을 대상으로 유역의 수리·수문 데이터 획득 가능성, 본 연구의 적용 타당성 등을 검토하여 16개의 수위관측소 지점을 우선 선정하였다(그림 2a).
- 이에 최근에는 미계측 소유역에서의 홍수유출 예측 및 돌발홍수에 관한 연구가 다양하게 수행되고 있으며(국립공원관리공단, 2003; 신현석 등, 2004C; 이연길 등, 2003), 본 연구단에서는 전국의 모든 중소하천을 대상으로 홍수예경보 모형을 구축 및 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다(소방방재청, 2012). 특히, 본 연구단의 일부 과제는 전국의 모든 중소하천에 대하여 유출에 영향을 미치는 인자들(유역면적 등)과 유출 양상간의 상관관계를 분석하여 개략적인 회귀식을 통한 하천 위험유량 및 경보 발령 기준 강우량을 도출하고자 연구를 진행 중에 있다. 그런데, 이러한 연구의 분석 결과는 미계측 유역, 다수의 중소하천에 대한 방대한 정보의 획득이라는 장점을 가지고 있는 반면, 몇몇 특수한 상황이 야기되는 중요 하천 지점에서의 보다 정확한 홍수예경보 정보의 도출은 어려운 단점을 가지고 있다.
가설 설정
- 특수상황 지역에 대한 홍수 예경보는 기본적으로 그림 4(a)에서와 같이 두 개의 수위표 지점을 대상으로 한다. 이때 H1 지점이 예경보 대상 지점이 되며, H2는 H1지점에 배수위 영향을 발생시키는 하류단 기점수위표 지점으로 실시간 수위 관측이 가능한 지점임을 가정한다. 홍수예경보 분석 절차를 단계화하면 다음과 같다.
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