본 연구에서는 미계측 유역의 홍수 유출자료를 생성하는 공간확장법에 대한 주변여건 변화의 영향을 검토하였다. 특히, 댐이 있는 곳에서의 홍수 유출자료의 공간확장 가능성을 보이고 공간확장 된 자료를 활용한 자연유량의 생성에 대한 연구를 실시하였다. 이는 댐의 설치로 유역동질성이 손실된 미계측 유역의 유출자료생성을 위한 시도이다. 댐의 영향을 받는 유역의 홍수 유출자료 공간확장을 위해서 남한강에 위치한 여주 수위관측소를 중심으로 양평 수위관측소까지를 연구의 공간적 범위로 삼았다. 홍수 유출자료의 공간확장성을 분석하기 위해 1986년부터 2010년까지의 여주수위관측소의 홍수유량을 중심으로 41개의 홍수사상을 선정하였으며, 이를 통해 홍수 유출자료 공간확장성과 댐 영향을 제거한 자연유량을 산정 하였다. 홍수 유출자료의 공간확장 작업에서 여주의 관측유출량을 중심으로 공간확장 했을 때 77%이상의 사상이 Nash-Sutcliffe efficiency의 만족도 범위 내(NSE>0.5)로 분포 하였으며, 확장된 양평 수위관측소의 첨두홍수량(peak discharge)에 대해 0.84 NSE를 얻을 수 있었다. 홍수 유출자료의 자연유량은 여주수위관측소를 중심으로 구하였으며 충주댐의 영향이 횡성댐의 영향보다 커 충주댐의 유입량을 중심으로 자연유량을 확보하였다. 충주댐이 존재하는 1986년 이후의 자연유량은 관측 유량보다 첨두홍수량이 크게 나타나고 있다. 본 연구의 결과로 댐과 같은 구조물의 설치가 있는 곳에서도 홍수 유출자료의 공간확장이 가능하며 홍수 유출자료 공간확장된 자료를 활용하여 자연유량을 구할 수 있음을 보였다.
본 연구에서는 미계측 유역의 홍수 유출자료를 생성하는 공간확장법에 대한 주변여건 변화의 영향을 검토하였다. 특히, 댐이 있는 곳에서의 홍수 유출자료의 공간확장 가능성을 보이고 공간확장 된 자료를 활용한 자연유량의 생성에 대한 연구를 실시하였다. 이는 댐의 설치로 유역동질성이 손실된 미계측 유역의 유출자료생성을 위한 시도이다. 댐의 영향을 받는 유역의 홍수 유출자료 공간확장을 위해서 남한강에 위치한 여주 수위관측소를 중심으로 양평 수위관측소까지를 연구의 공간적 범위로 삼았다. 홍수 유출자료의 공간확장성을 분석하기 위해 1986년부터 2010년까지의 여주수위관측소의 홍수유량을 중심으로 41개의 홍수사상을 선정하였으며, 이를 통해 홍수 유출자료 공간확장성과 댐 영향을 제거한 자연유량을 산정 하였다. 홍수 유출자료의 공간확장 작업에서 여주의 관측유출량을 중심으로 공간확장 했을 때 77%이상의 사상이 Nash-Sutcliffe efficiency의 만족도 범위 내(NSE>0.5)로 분포 하였으며, 확장된 양평 수위관측소의 첨두홍수량(peak discharge)에 대해 0.84 NSE를 얻을 수 있었다. 홍수 유출자료의 자연유량은 여주수위관측소를 중심으로 구하였으며 충주댐의 영향이 횡성댐의 영향보다 커 충주댐의 유입량을 중심으로 자연유량을 확보하였다. 충주댐이 존재하는 1986년 이후의 자연유량은 관측 유량보다 첨두홍수량이 크게 나타나고 있다. 본 연구의 결과로 댐과 같은 구조물의 설치가 있는 곳에서도 홍수 유출자료의 공간확장이 가능하며 홍수 유출자료 공간확장된 자료를 활용하여 자연유량을 구할 수 있음을 보였다.
In this study, the effects of changed environment on spatial extension of flood discharge data which is generating discharge data at ungauged watersheds. Especially, effects of dams on spatial extensions of flood discharge data and on natural flow generation were studied. This is somehow an intial t...
In this study, the effects of changed environment on spatial extension of flood discharge data which is generating discharge data at ungauged watersheds. Especially, effects of dams on spatial extensions of flood discharge data and on natural flow generation were studied. This is somehow an intial trial of flood discharge data generation for heterogeneous watersheds because of dam installation. Data extensions have been performed based on the flood discharge data from YeoJoo water gauge station located on the Nam-Han River. For the evaluation of flood discharge data spatial extension under dam effects and producing natural flow, 41 flood events associated with YeoJoo water gauge station were selected from 1986 to 2010. When flood discharge data were extended based on YeoJoo water gauge station, 77% of selected flood events were over the satisfaction ranges (NSE>0.5) of Nash-Sutcliffe Efficiency for model validation. Extended flood discharge data at Yangpyung has 0.84 NSE obtained from spatial data extension based on YeoJoo water gauge station. Generated natural flow at YeoJoo was influenced strongly by Chungju Dam which has larger effects on streamflow at YeoJoo than Hoangsung Dam. Observed peak discharges after the 1986 of Chungju Dam installation were smaller than those of the obtained natural flow. Through these results, spatial extension of flood discharge data with installed dams works efficiently for ungauged watersheds and natural flow can be generated using extended flood discharge data.
In this study, the effects of changed environment on spatial extension of flood discharge data which is generating discharge data at ungauged watersheds. Especially, effects of dams on spatial extensions of flood discharge data and on natural flow generation were studied. This is somehow an intial trial of flood discharge data generation for heterogeneous watersheds because of dam installation. Data extensions have been performed based on the flood discharge data from YeoJoo water gauge station located on the Nam-Han River. For the evaluation of flood discharge data spatial extension under dam effects and producing natural flow, 41 flood events associated with YeoJoo water gauge station were selected from 1986 to 2010. When flood discharge data were extended based on YeoJoo water gauge station, 77% of selected flood events were over the satisfaction ranges (NSE>0.5) of Nash-Sutcliffe Efficiency for model validation. Extended flood discharge data at Yangpyung has 0.84 NSE obtained from spatial data extension based on YeoJoo water gauge station. Generated natural flow at YeoJoo was influenced strongly by Chungju Dam which has larger effects on streamflow at YeoJoo than Hoangsung Dam. Observed peak discharges after the 1986 of Chungju Dam installation were smaller than those of the obtained natural flow. Through these results, spatial extension of flood discharge data with installed dams works efficiently for ungauged watersheds and natural flow can be generated using extended flood discharge data.
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문제 정의
또한, 댐과 같은 큰 구조물에 의한 홍수조절영향을 파악하기 위해서는 조절되지 않은 홍수량을 얻는 것이 중요하여 홍수 조절에 의해 변화한 홍수 유출량을 공간확장된 홍수 유출량을 활용하여 자연유량을 확보하였다. 따라서 본 연구에서는 먼저, 댐 유무에 따른 홍수 유출자료의 공간확장 개념과 절차를 설명하고, 저류함수법과 홍수 유출자료 공간 확장의 연관 관계를 바탕으로 공간확장을 위한 최적화된 초기 조건의 경향에 대해 논의 할 것이다. 또한, 댐이 존재 하는 관심유역의 한 지점을 기준으로 홍수 유출자료의 공간확장이 이루어지는 특성을 분석하고 마지막으로, 수자원 관리측면에서 기준이 되는 자연유량을 홍수 유출자료의 공간확장을 통해 얻은 자료의 적용 가능성에 대해 논의하고자 한다.
하지만, 우리나라는 댐과 같은 대규모 구조물에 의해서 상당한 양의 자료가 조절되어 있어, 다양한 개발에 의해 변화하는 공간의 미계측 유역 홍수 유출자료 확보 가능성에 대한 의문이 남아있다. 따라서 본 연구에서는 자연유량 하에서의 홍수 유출자료의 공간확장을 벗어나 하천의 흐름이 댐에 의해 통제되는 흐름과 통제되지 않는 자연흐름이 동시에 존재하는 환경에서의 홍수 유출자료의 공간확장을 시도하였다. 또한, 댐과 같은 큰 구조물에 의한 홍수조절영향을 파악하기 위해서는 조절되지 않은 홍수량을 얻는 것이 중요하여 홍수 조절에 의해 변화한 홍수 유출량을 공간확장된 홍수 유출량을 활용하여 자연유량을 확보하였다.
따라서 본 연구에서는 먼저, 댐 유무에 따른 홍수 유출자료의 공간확장 개념과 절차를 설명하고, 저류함수법과 홍수 유출자료 공간 확장의 연관 관계를 바탕으로 공간확장을 위한 최적화된 초기 조건의 경향에 대해 논의 할 것이다. 또한, 댐이 존재 하는 관심유역의 한 지점을 기준으로 홍수 유출자료의 공간확장이 이루어지는 특성을 분석하고 마지막으로, 수자원 관리측면에서 기준이 되는 자연유량을 홍수 유출자료의 공간확장을 통해 얻은 자료의 적용 가능성에 대해 논의하고자 한다.
본 연구는 충주댐과 횡성댐의 직접적인 영향을 받는 남한강 상류의 여주수위관측소를 중심으로 홍수 유출자료의 공간확장성을 분석하고 수자원 관리측면에서 기준이 되는 자연유량을 생산하였다. 연구 대상지역으로 선정된 남한강 상류지역은 북한강 상류가 가지는 다양한 주변환경의 영향(e.
본 연구는 홍수 유출자료의 공간확장에 있어서 주위 환경의 변화, 특히 댐의 영향에 대해 분석 하였고, 댐에 의해 조절된 유량과 공간확장된 유량을 활용해 자연유량을 구할 수 있음을 제시 하였다. 댐 영향을 고려한 홍수 유출자료 공간확장은 기존의 미계측 유역의 유량자료를 생성하는 것에 있어 유역의 동질성이 저해된 곳에서 유량자료를 생성할 수 없었던 것을 넘어서 미계측 유역의 유량자료를 생성하는 시도이다.
따라서 K’에 의한 경향성과 첨두홍 수량의 변화가 Tl’에 의한 변화에 비해 크게 나타나지만, K’과 Tl’에 영향을 미치는 하천 지형학적인 변화는 크게 일어나지 않으므로 이 하도구간 매개변수도 도네가와 경험식을 사용하였다. 본 연구에서는 유역저류함수에서 홍수사상마다 달라지는 초기 조건(f1, Rsa) 중 첨두홍수량에 더욱 민감한 Rsa를 중심으로 홍수 유출자료를 확장하였다. Fig.
댐이 없었던 1986년 이전의 관측 유량의 크기가 댐이 있을 때에 비해 크지 않아 수위관측을 이용해 얻은 유량이 작게 계산될 수 있을 것으로 보인다. 이를 기반으로 연결되는 연구에서는 홍수조절댐의 영향과 홍수 유출자료 공간확장과의 연관성을 살펴보았다.
제안 방법
유역 B에서 나오는 자연유출량을 Eq. (3)과 같은 유역에 대한 연속방정식을 통해 구하고 하도추적된 유량과 종합하여 최종 수위관측소의 유출량을 산출하고 관측된 유량값과 차이를 최소화 하는 동안 홍수유출량의 중소규모 유역에 대한 공간확장성을 파악한다. 금번 홍수 유출자료의 공간확장과 자연유량을 구하기 위해 적용된 저류함수 모형은 한국 수자원공사에서 개발한 COSFIM모델(MLIT 2004)을 활용하였다.
이때 발생하는 유출량을 Eq. (5)와 같은 유출량의 하도에 대한 연속방정식에 유역 및 저류함수의 하도유입량(Ij)에 적용하고 하도 형상에 따른 저류과정을 통과하여 하도구간의 출구로 배출되는 유출을 최종유출로 한다.
(2013)에 의해 도입되었다. 공간확장을 위한 시스템은 일괄형(집중형) 강우-유출 모형을 근간으로 매개변수들을 지형학적 변수들과 연관관계를 통해 일반화(안정화)하여 고정하고, 홍수 사상마다 달라지는 초기조건(e.g. 유역표면의 포화도)을 최적화하여 홍수 유출자료를 공간확장 하였다. 초기조건의 최적화는 충주댐 관측 유입량과 계산유입량의 비교를 통해 진행되었으며 초기조건의 최적화 동안에 유역 내 중소규모 유역들의 홍수 유출자료를 확보하였다.
먼저는 여주를 중심으로 홍수유출량 자료를 공간확장할 때 기존에 활용하였던 방법으로 수문지형학적인 매개변수는 고정하였고 매 홍수사상마다 달라지고 전체유역에 동일하게 적용된 포화우량을 최적화하였다. 댐에 대한 고려는 댐의 유출량자료를 직접유출로 대입하였다. 41개의 홍수 사상 중 관측 유출자료 이상이 있는 자료를 제회하고 35개의 사상을 모의하였고 이들 중 77%이상의 사상이 NSE의 만족범위에 들었다.
이들의 연구에서 충주댐 유역의 세 곳 (영월1, 영월2, 충주댐)의 수위관측소를 중심으로 홍수유량자료의 공간확장 시 포화우량의 분포를 분석하여 동일한 포화우량 적용시 NSE의 변화가 크지 않았으며, 홍수 유출자료의 공간확장 시 포화우량(Rsa) 분포를 동일유역내의 소유역에 균등하게 분포시킬 수 있음을 보였다. 따라서 댐의 영향을 받는 홍수 유출량을 공간확장하였다. 기저유출의 분류는 홍수기간 동안 균등하게 적용하였다.
kr)의 시유량자료를 사용하였으며 1997년 이전의 시유량자료는 관측된 수위관측자료와 같은 년도에 해당하는 수위유량관계곡선 식을 활용하여 관측유량을 확보하였다. 또한 강우관측 자료는 국가수자원관리종합 정보 시스템의 자료를 기반으로 티센가중치를 적용하여 강우-유출에 적용하였다.
따라서 본 연구에서는 자연유량 하에서의 홍수 유출자료의 공간확장을 벗어나 하천의 흐름이 댐에 의해 통제되는 흐름과 통제되지 않는 자연흐름이 동시에 존재하는 환경에서의 홍수 유출자료의 공간확장을 시도하였다. 또한, 댐과 같은 큰 구조물에 의한 홍수조절영향을 파악하기 위해서는 조절되지 않은 홍수량을 얻는 것이 중요하여 홍수 조절에 의해 변화한 홍수 유출량을 공간확장된 홍수 유출량을 활용하여 자연유량을 확보하였다. 따라서 본 연구에서는 먼저, 댐 유무에 따른 홍수 유출자료의 공간확장 개념과 절차를 설명하고, 저류함수법과 홍수 유출자료 공간 확장의 연관 관계를 바탕으로 공간확장을 위한 최적화된 초기 조건의 경향에 대해 논의 할 것이다.
댐의 영향을 받는 유역의 홍수 유출 자료의 공간확장을 위해 남한강 상류에 있는 여주수위관측소의 관측 유량을 기준으로 홍수유출량의 공간 확장성을 보였다. 먼저는 여주를 중심으로 홍수유출량 자료를 공간확장할 때 기존에 활용하였던 방법으로 수문지형학적인 매개변수는 고정하였고 매 홍수사상마다 달라지고 전체유역에 동일하게 적용된 포화우량을 최적화하였다. 댐에 대한 고려는 댐의 유출량자료를 직접유출로 대입하였다.
1에서 언급 하였듯이 댐에서 발생하는 유출량과 댐 유출이 통과하는 유역의 자연유량을 고려하여 저류함수 모델의 매개변수와의 관계를 설명할 필요가 있다. 본 연구에서는 유역저류함수의 매개변수(K, P, Tl)는 도 네가와(利根川) 경험식으로 고정하고 사상마다 달라지는 초기 조건(f1, Rsa)을 최적화 하였다. 댐에서 발생하는 유량의 하도추적을 위한 매개변수(K’, P’, Tl’)도 하도의 지형학적 특성에 관련되어 있다.
선정된 시스템 조건하에서 관측된 댐 유출량의 하도추적 유량과 댐 하류지역의 자연유량을 선정된 매개변수나 초기조건을 조절하여 유량관측지점(Fig. 1의 water gauge station)의 유량을 관측 홍수 유출량에 맞춘다. 이를 통해 댐하류지역의 중소규모 미계측 유역의 유출량을 확보 한다.
여주 수위관측소의 홍수 유출량을 중심으로 홍수 유출자료의 공간확장을 실시할 경우 상류에 있는 충주댐과 횡성댐의 영향을 고려해야 한다. 선정된 홍수 사상이 댐이 설치된 이후이면 충주댐과 횡성댐의 관측 유출값을 직접 유출모의 모형에 넣어서 하도추적을 하고 댐 하류지점의 유역에 대한 자연유량과의 접목을 통해 댐 홍수조절 시에 얻어지는 모의유출량의 값과 관측유량의 값을 비교할 수 있다. 홍수 유출자료 공간확장을 모의할 때 모의의 타당성을 보이기 위해 양평 수위관측소의 홍수 유출량을 비교대상으로 선정하였다.
선정된 홍수사상을 기준으로 관심 유역전체에 동일 포화우량을 적용하여 관측된 여주의 홍수 유출자료와 모의 자료를 비교 분석하여 NSE를 계산하였다. 41개의 홍수사상 중에 여주의 관측 홍수 유출자료에서 이상이 있다고 판단된 자료를 제외하고 35개의 홍수사상을 모의 하였다.
여주를 중심으로 홍수 유출자료를 공간확장 했을 경우에 여주의 하류에 위치한 양평 수위관측소에서 홍수 유출 자료를 비교하였다. 양평 수위관측소의 관측유량의 이상 치를 제외한 21개의 사상을 활용하여 첨두홍수량(peak discharge)에 대해 1986년부터 2010년까지의 관측값과 모의치를 계산하여 NSE로 비교하면 0.
하지만, 댐의 영향을 받는 홍수 유출자료의 확장성을 파악하기 위해 선정된 남한강 상류에 설치된 충주댐의 경우 1985년 10월에 완공되었다. 충주댐의 유출량 관측 자료가 있는 1986년부터 2010년까지의 유출자료에서 선정된 홍수사상을 기준으로 홍수 유출자료 공간확장의 가능성을 조사하였다. 선정된 홍수 사상은 각 해 마다 2개에서 3개의 홍수사상을 선정하는 것을 기준으로 총 41개를 선정하였다.
3에 나타내었다. 하도추적에 사용된 매개변수는 도네가와 경험식을 사용하였으며 각 유역마다 산정된 값들을 기준으로 10%씩 변화를 주어 80%에서 120%까지 값의 변화로 여주의 수문곡선에 대한 영향을 분석하였다. Eq.
대상 데이터
자연 유량은 댐이 건설되기 이전의 유량을 구하고 수자원관리 측면에서 기준이 되는 정보로 활용하기 위해 얻는 것이다 (Kim and Kim, 2012). 1986년부터 2010년까지의 홍수사상에 대한 모의 유량의 경우는 여주에 직접적인 영향을 주는 충주댐과 횡성댐을 고려하여 그 값을 구했다. 횡성 댐의 경우 2000년에 세워져 유입량의 값이 2000년 전에는 주어지지 않는다.
댐에 대한 고려는 댐의 유출량자료를 직접유출로 대입하였다. 41개의 홍수 사상 중 관측 유출자료 이상이 있는 자료를 제회하고 35개의 사상을 모의하였고 이들 중 77%이상의 사상이 NSE의 만족범위에 들었다. 또한 여주를 중심으로 홍수 유출자료를 공간확장 할 경우 양평수위관측소에서 첨두홍수량(peak discharge)에 대한 NSE가 같은 기간에 0.
선정된 홍수사상을 기준으로 관심 유역전체에 동일 포화우량을 적용하여 관측된 여주의 홍수 유출자료와 모의 자료를 비교 분석하여 NSE를 계산하였다. 41개의 홍수사상 중에 여주의 관측 홍수 유출자료에서 이상이 있다고 판단된 자료를 제외하고 35개의 홍수사상을 모의 하였다. 관측 유출자료의 이상은 강우에 전혀 반응하지 않는 유출의 모형, 계측자료의 변화가 없는 관측값, 그리고 관측값의 급작스런 변화들이 자주 일어나는 사상들이다.
41개의 홍수사상 중에 여주의 관측 홍수 유출자료에서 이상이 있다고 판단된 자료를 제외하고 35개의 홍수사상을 모의 하였다. 관측 유출자료의 이상은 강우에 전혀 반응하지 않는 유출의 모형, 계측자료의 변화가 없는 관측값, 그리고 관측값의 급작스런 변화들이 자주 일어나는 사상들이다. 여주 수위관측소의 관측 유출량을 중심으로 홍수 유출량의 공간확장을 통해 선택된 35개의 홍수 사상에서 7% 이상이 NSE의 모의 만족범위 (Moriasi et al.
화천댐 상류에 위치한 북한의 임남댐의 영향과 하도구간에 존재하는 춘천댐, 의암댐, 청평댐과 같은 발전전용 댐의 영향)을 배재할 수 있기 때문이다. 본 연구에서는 여주수위관측소를 중심으로 여주 하류에 존재하는 양평수위관측소까지를 홍수 유출자료 공간확장의 범위로 선정하였으며 댐 유역을 제외시키고 17개의 중소유역으로 구분하였다. Fig.
충주댐의 유출량 관측 자료가 있는 1986년부터 2010년까지의 유출자료에서 선정된 홍수사상을 기준으로 홍수 유출자료 공간확장의 가능성을 조사하였다. 선정된 홍수 사상은 각 해 마다 2개에서 3개의 홍수사상을 선정하는 것을 기준으로 총 41개를 선정하였다. 이에 더하여댐 시설이 없을 때의 유량을 생산하기 위해 댐의 영향이 없으며 댐의 관측 유입량 자료도 없는 경우의 자연유량의 값을 구하기 위해 1975년부터 1985년까지의 13개의 사상을 41개의 홍수 사상에 더하여 선정하였다.
홍수 유출자료 공간확장을 모의할 때 모의의 타당성을 보이기 위해 양평 수위관측소의 홍수 유출량을 비교대상으로 선정하였다. 여주 수위관측소에서의 관측 유출자료는 1997년까지 국가수자원관리종합정보 시스템(WAMIS, www.wamis.go.kr)의 시유량자료를 사용하였으며 1997년 이전의 시유량자료는 관측된 수위관측자료와 같은 년도에 해당하는 수위유량관계곡선 식을 활용하여 관측유량을 확보하였다. 또한 강우관측 자료는 국가수자원관리종합 정보 시스템의 자료를 기반으로 티센가중치를 적용하여 강우-유출에 적용하였다.
선정된 홍수 사상은 각 해 마다 2개에서 3개의 홍수사상을 선정하는 것을 기준으로 총 41개를 선정하였다. 이에 더하여댐 시설이 없을 때의 유량을 생산하기 위해 댐의 영향이 없으며 댐의 관측 유입량 자료도 없는 경우의 자연유량의 값을 구하기 위해 1975년부터 1985년까지의 13개의 사상을 41개의 홍수 사상에 더하여 선정하였다. 아래의 Table 1은 선정된 홍수사상을 나타낸다.
유역표면의 포화도)을 최적화하여 홍수 유출자료를 공간확장 하였다. 초기조건의 최적화는 충주댐 관측 유입량과 계산유입량의 비교를 통해 진행되었으며 초기조건의 최적화 동안에 유역 내 중소규모 유역들의 홍수 유출자료를 확보하였다. 이와 같은 시스템은 Eq.
선정된 홍수 사상이 댐이 설치된 이후이면 충주댐과 횡성댐의 관측 유출값을 직접 유출모의 모형에 넣어서 하도추적을 하고 댐 하류지점의 유역에 대한 자연유량과의 접목을 통해 댐 홍수조절 시에 얻어지는 모의유출량의 값과 관측유량의 값을 비교할 수 있다. 홍수 유출자료 공간확장을 모의할 때 모의의 타당성을 보이기 위해 양평 수위관측소의 홍수 유출량을 비교대상으로 선정하였다. 여주 수위관측소에서의 관측 유출자료는 1997년까지 국가수자원관리종합정보 시스템(WAMIS, www.
이론/모형
(3)과 같은 유역에 대한 연속방정식을 통해 구하고 하도추적된 유량과 종합하여 최종 수위관측소의 유출량을 산출하고 관측된 유량값과 차이를 최소화 하는 동안 홍수유출량의 중소규모 유역에 대한 공간확장성을 파악한다. 금번 홍수 유출자료의 공간확장과 자연유량을 구하기 위해 적용된 저류함수 모형은 한국 수자원공사에서 개발한 COSFIM모델(MLIT 2004)을 활용하였다.
따라서 K’에 의한 경향성과 첨두홍 수량의 변화가 Tl’에 의한 변화에 비해 크게 나타나지만, K’과 Tl’에 영향을 미치는 하천 지형학적인 변화는 크게 일어나지 않으므로 이 하도구간 매개변수도 도네가와 경험식을 사용하였다.
홍수 유출자료 공간확장에 있어서 저류함수법의 기저 유량과 포화우량(Rsa)에 대한 고려는 Kim et al. (2014)의 방법을 적용하였다. 이들의 연구에서 충주댐 유역의 세 곳 (영월1, 영월2, 충주댐)의 수위관측소를 중심으로 홍수유량자료의 공간확장 시 포화우량의 분포를 분석하여 동일한 포화우량 적용시 NSE의 변화가 크지 않았으며, 홍수 유출자료의 공간확장 시 포화우량(Rsa) 분포를 동일유역내의 소유역에 균등하게 분포시킬 수 있음을 보였다.
홍수 유출자료의 공간확장에 쓰이는 강우-유출모형은 비선형성을 고려한 저류함수법을 활용하였다. 저류함수법은 과거 약 20년 동안 한강 홍수통제소에서 호우예경보를 위해 사용되었으며 수자원공사의 다목적 댐 운용에 활용되고 있다(Ministiry of Land, Infrastructure and Trans-portation: MLIT 2004).
성능/효과
84의 값을 나타낸다. 그리고 각각의 홍수 사상에 대해 NSE는 52% 이상의 사상이 모델 모의의 만족범위를 넘는 것으로 나타났다. 결과적으로 여주 수위관측소의 값을 중심으로 홍수 유출자료를 공간확장 시에 양평 수위관측소에서도 첨두홍수량에 대해 새롭게 자료를 얻을 수 있음을 나타낸다.
댐 영향을 고려한 홍수 유출자료 공간확장은 기존의 미계측 유역의 유량자료를 생성하는 것에 있어 유역의 동질성이 저해된 곳에서 유량자료를 생성할 수 없었던 것을 넘어서 미계측 유역의 유량자료를 생성하는 시도이다. 댐의 영향을 받는 유역의 홍수 유출 자료의 공간확장을 위해 남한강 상류에 있는 여주수위관측소의 관측 유량을 기준으로 홍수유출량의 공간 확장성을 보였다. 먼저는 여주를 중심으로 홍수유출량 자료를 공간확장할 때 기존에 활용하였던 방법으로 수문지형학적인 매개변수는 고정하였고 매 홍수사상마다 달라지고 전체유역에 동일하게 적용된 포화우량을 최적화하였다.
본 연구를 통해 댐이 있어도 홍수 유출자료 공간확장이 가능함을 보였으며 여주에서의 자연유량을 댐의 유무를 구분하여 구할 수 있었다. 따라서 홍수 유출자료가 댐의 영향으로 인해 제어된 유출량을 가지고 있어도 댐의 영향을 받는 중소 규모 유역의 미계측 유역의 과거 홍수 유출자료도 관측된 유출출자료를 기준으로 재생산해 낼 수 있음을 보였다. 1986년부터 2010년까지의 홍수 유출치에 대한 최대 IOA의 값이 충주댐을 고려할 때 0.
84를 나타내었다. 본 연구를 통해 댐이 있어도 홍수 유출자료 공간확장이 가능함을 보였으며 여주에서의 자연유량을 댐의 유무를 구분하여 구할 수 있었다. 따라서 홍수 유출자료가 댐의 영향으로 인해 제어된 유출량을 가지고 있어도 댐의 영향을 받는 중소 규모 유역의 미계측 유역의 과거 홍수 유출자료도 관측된 유출출자료를 기준으로 재생산해 낼 수 있음을 보였다.
여주 수위관측소의 관측 유출량을 중심으로 홍수 유출량의 공간확장을 통해 선택된 35개의 홍수 사상에서 7% 이상이 NSE의 모의 만족범위 (Moriasi et al., 207: NSE>0.5 만족)에 들었으며 전체 NSE의 평균값은 0.62이다.
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핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
저류함수법은 어떻게 이뤄져 있나?
저류함수 법은 과거 약 20년 동안 한강 홍수통제소에서 호우예경보를 위해 사용되었으며 수자원공사의 다목적 댐 운용에 활용되고 있다(Ministiry of Land, Infrastructure and Trans-portation: MLIT 2004). 저류함수법은 유역저류함수와 하도추적 부분으로 이루어져 있는데 유역과 하도추적의 지배 방정식은 유역과 하도구간의 저류량(S)와 유출량(Q) 의 관계는 Eq. (2)와 같다.
여주 수위관측의 관측 개시일은?
여주 수위관측소는 관측 개시일이 1913년이며 관측 유출자료는 1917년부터 보유하고 있다. 하지만, 댐의 영향을 받는 홍수 유출자료의 확장성을 파악하기 위해 선정된 남한강 상류에 설치된 충주댐의 경우 1985년 10월에 완공되었다.
우리나라 하천유출에 관련된 자료와 관련된 문제점은?
, 2013). 우리나라의 경우는 상당한 양의 관측 유출자료를 보유하고 있음에도 불구하고 댐과 같은 인위적인 하천 시설물에 의해 자료가 왜곡되거나, 관측오류나 관측시설의 이설등과 같은 원인으로 자료의 신뢰성을 잃는 경우가 많다(Kim and Won, 2004). 최근에 측정된 자료들은 과거자료에 비해 신뢰성을 많이 높였으나 대부분은 단기간의 자료를 보유하고 있으며(Le et al., 2013), 특히, 하천의 홍수조절을 위한 설계나 관리를 위해 계측 자료를 필요로 하는 중소규모 유역의 하천은 측정된 유출 자료가 존재하지 않는 경우(미계측 유역)가 많다(Choi et al., 2010).
참고문헌 (14)
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