[논문]농촌유역 침수 모의를 위한 RMS와 GATE2018의 연계 활용

전상민; 김지혜; 황순호; 이재남; 이성학; 강문성

문제 정의

본 고에서 소개하는 RMS와 GATE2018의 개요 및 구성은 한국농어촌공사에서 제공하는 사용자 설명서를 바탕으로 작성하였다.
본고에서는 기술정보시스템 4종 중 배수개선사업 계획수립을 위한 농경지 침수 해석에 활용되고 있는 RMS와 GATE2018을 연계한 농촌유역 침수 모의 방법에 대하여 기술히고자 한다.
RMS를 이용해 농촌 유역의 소유역별 홍수량을 계산하고, 홍수량 계산 결과를 GATE2E8에 농경지의 내용적, 외수위 및 배수구조물 제원과 함께 입력하여 농경지의 수위를 모의할 수 있다. 본고에서는 시범지구를 대상으로 RMS과 GATE2018를 연계한 침수 모의를 수행하였다.
배수갑문능력검토 시스템 (GATE2018)은 담수호의 방조제 내 .외수위 분석 및 배수개선사업의 배수시설물 설계를 위한 농경지 침수분석에 활용하기 위해 개발되었다. 저 수지치수관리 시스템(Flood control system for reservoir, FCSR)은 홍수량 산정 및 저수지 홍수 추적의 목적으로 개발되었다.

제안 방법

GATE2018에 RMS에서 산정한 홍수량과 대상 지구의 내용적, 외수위 및 구조물 능을 입력하여 침수 모의를 수행하였다. 배수장의 유수지를 포함한 소유역별 내용적을 입력하고, 하천기본계획의 기준홍수위를 참고하여 대싱-지구 인근에 위치한 하천의 외수위를 입력하였다.
인양니, Box형 암거, 제형 토공수로 능 대싱'지구에 위치한 배수구조물 을 입력하였으며, 소유역별 홍수량은 RMS를 이용해 계산한 값을 시간단위로 입력하였다. 구역모델 링에서 소유역별로 배수구조물, 외수우], 소유역간 흐름능을 설정하고, 펌핑량과 초기내수위 능을 입 력하였다.
GATE2018에 RMS에서 산정한 홍수량과 대상 지구의 내용적, 외수위 및 구조물 능을 입력하여 침수 모의를 수행하였다. 배수장의 유수지를 포함한 소유역별 내용적을 입력하고, 하천기본계획의 기준홍수위를 참고하여 대싱-지구 인근에 위치한 하천의 외수위를 입력하였다. 인양니, Box형 암거, 제형 토공수로 능 대싱'지구에 위치한 배수구조물 을 입력하였으며, 소유역별 홍수량은 RMS를 이용해 계산한 값을 시간단위로 입력하였다.
4 ha인 대싱지구를 5개의 소유 역으로 분할하고 RMS를 이용해 20년빈도 48시간 강우에 의한 홍수량을 계산하였다. 소유역별 유역 특성을 입력하고 RMS의 강우DB에 입력된 강우량 을 적용해 홍수량을 산정하였다. RMS의 DB에는 국토해양부(2011)에서 발표한 IDF곡선을 활용한 강우의 시간분포율이 입력되어 있으며, 실측강우를 입력히거나 Huff 분포 능 다른 방법을 사용하기 위해서는 사용자가 직접 시간별 강우량을 계산하여 입력해야 한다.
유역면적이 353.4 ha인 대싱지구를 5개의 소유 역으로 분할하고 RMS를 이용해 20년빈도 48시간 강우에 의한 홍수량을 계산하였다. 소유역별 유역 특성을 입력하고 RMS의 강우DB에 입력된 강우량 을 적용해 홍수량을 산정하였다.
배수장의 유수지를 포함한 소유역별 내용적을 입력하고, 하천기본계획의 기준홍수위를 참고하여 대싱-지구 인근에 위치한 하천의 외수위를 입력하였다. 인양니, Box형 암거, 제형 토공수로 능 대싱'지구에 위치한 배수구조물 을 입력하였으며, 소유역별 홍수량은 RMS를 이용해 계산한 값을 시간단위로 입력하였다. 구역모델 링에서 소유역별로 배수구조물, 외수우], 소유역간 흐름능을 설정하고, 펌핑량과 초기내수위 능을 입 력하였다.
한국농어촌공사에서 배포하고 있는 기술정보시스템 4종 중 RMS와 GATE2018을 소개하고, 농촌 유역 침수 모의를 위한 두 시스템의 연계 활용방법에 대하여 기술하였다. RMS와 GATE2018은 농경지 침수 모의 시 농업용 수리구조물을 포함한 우 리나라 농촌유역의 수분순환 특성을 비교적 잘 반 영하는 깃으로 사료된니-.

대상 데이터

한국농어촌공사에서는 민/관 상생협력 및 사회적 가치를 실현하는 정부 정책에 부응하고자 기술정보시스템 4종을 공개 운영하고 있다. 공개된 시스템은 수리 해석 시스템 1종(GATE2018), 수문 해석 시스템 3종(FCSR, RMS 및 H0MWRS)으로, 농어촌공사 홈페이지(https://www.ekr.or.kr)의 공지 사항 및 농어촌알리미 홈페이지(https://www.alimi.or.kr)의 민간개방프로 그램 페이지에서 확인할 수 있다. 시스템은 다운로드 및 설치 후 한국농어촌 공사 담당자에게 라이센스를 발급받아 사용할 수 있다.
0 iS/s의 범위를 가지는 것으로 나타났니-.본 연구에서는 RMS에서 각 소유역의 홍수수분곡선을 1시간 단위로 추출하여 GATE2018의 입력자료로 사용하였다.<표 2> 및 (그림 10)은 RMS를 이용한 대상 지구의 소유역별 홍수량 산정 결과를 나타내고 있다.

이론/모형

RMS에서는 유역을 일반유역과 논유역으로 구분하여 홍수량을 산정하며, 논유역은 유역 내의 토지이용이 모두 논으로만 구성되어 있는 유역을 뜻한다. 일반유역과 논 유역의 홍수량은 각각 NRCS 단위도법과 Clark 단위도법을 사용하여 계산한다. 논 유역의 유효우량 산정을 위한 CN Ⅲ 값은 90으로 고정된 값을 적용하고 있으며, 사용자는 논 유역의 홍수량 산정을 위해 강우량 유역면적 및 유달시간만 입력하면 된다

성능/효과

RMS를 이용한 대싱지구의 소유역별 홍수량 산정 결과, 소유역별 홍수량은 5.6 if/s에서 30.0 iS/s의 범위를 가지는 것으로 나타났니-.본 연구에서는 RMS에서 각 소유역의 홍수수분곡선을 1시간 단위로 추출하여 GATE2018의 입력자료로 사용하였다.
GATE2018에서는 RMS와 마찬가지로 텍스트 및 그림으로 침수 모의 결과를 확인할 수 있다. 결과 싱세보기에서는 소유역별 외수위, 내수위, 유입량 갑문배제량, 기계배제량 및 저류량 등을 상세히 확인할 수 있으며, 결과 요약보기에서는 소유역별 최고수위, 최저수위, 침수시간 및 관수시간능 을 확인할 수 있다. 그래프 보기에서는 소유역별 홍수량, 배제량 펌핑량 능을 도식적으로 확인할 수 있으며, 그래프 설정에서 사용자가 확인하고자 하는 수분량을 선택하이 그래프를 도시한 수 있다.
농업생산기반시설 설계기준 (농림축산식품부 2018)에서는 배수개선사업 수행 시 20년 빈도 임의지속시간 48시간 강우량에 대하여 관수가 발생히-지 않는 범위 내에서 24시간 이내에 허용담수심(30cm)심 이하가 되도록 배수 계획을 수립하도록 규정하고 있다. 본 연구에서 분석한 대싱'지구는 배수개선사업 설계기준을 만족하는 것으로 나타났다.<표 3>과 (그림 11)은 GATE2018 을 이용한 대상지구의 침수 모의 결과를 나타내고 있다.

후속연구

각 시스템에는 농촌유역에 산재한 농업용 저수지, 배수장 및 배수문 등 농업용 수리구조물의 수리 . 수문 알고리즘이 내제되어 있어 연구의 목적으로도 활용성이 높을 것으로 기대된다. H0MWRS2] 경우 다양한 연구자들에 의해 활용되어 왔으나, GATE2018, RMS 및 FCSR의 경우 GATE2018이 일부 활용된 연구를 제외하고는 적용 사례가 많지 않은 실정이다(이현지, 2019; 황동 주 등, 2012; 정주홍 등, 2010).
RMS와 GATE2018은 농경지 침수 모의 시 농업용 수리구조물을 포함한 우 리나라 농촌유역의 수분순환 특성을 비교적 잘 반 영하는 깃으로 사료된니-. 향후 RMS와 GATE2018 은 농경지 침수 대책 수립을 위한 다양한 연구에 활용이 가능할 것으로 기대되며, 이를 위해서는 모니터링 자료를 활용한 모형의 정확도 거증 능 추가적인 연구가 활발하게 이루어셔야 할 것으로 사료 된다.

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