[논문]GIS를 이용한 중소하천유역에서의 유역평균강우량 산정방법의 비교 - 위천유역을 중심으로 -

박종영; 이정식; 이재준; 전병국

문제 정의

본 연구에서는 ARC/INFO GIS 시스템을 이용하여 지점강우량을 유역에 걸친 공간적 형태로 전환하기 위해 제안된 기법들을 검토하며, 중소하천유역에서 ARC/INFO GIS 시스템에 의한 유역평균 강우량을 산정하여 이를 기존 방법들과 비교 · 검토함으로서 유역평균 강우량 산정에 있어 보다 합리적인 방안을 제시하고자 한다.
본 연구에서는 중소규모의 대상유역에 대해서 ARC/INFO GIS 시스템을 이용하여 유역평균 강우량을 산정하는 방법에 대한 적용 가능성을 제시하고자 10가지의 유역평균 강우량 산정방법 간의 비교, 분석 및 기존의 유역평균 강우량 산정방법들과 비교 · 검토를 수행하였다. ARC/INFO GIS 시스템을 사용하여 유역평균 강우량을 산정한 결과 산정방법 간 차이는 미비한 것으로 나타났으며, 호우사상별로 다소 차이는 보이고 있지만 대체적으로 면적-고도 가중평균법과 수정다각형법이 큰 값을 보이고 있으며, 면적-형태 가중평균값이 작은 값을 나타내고 있다.

제안 방법

국립지리원에서 발행하는 1:50,000지도를 사용하여 기존의 방법에 의한 유역평균 강우량을 산정하 였으며, 기존의 방법과 ARC/INFO GIS 시스템을 이용한 유역평균 강우량 값의 오차를 비교 - 검토 하였다. 기존의 방법에 의한 유역평균 강우량을 산정하기 위하여 삼각형 가중평균법과 유한요소법 에서는 작성한 삼각망에 의해 포함되지 않는 삼각망 외부의 면적은 고려하지 않았다.
대상유역에서 유역평균 강우량 산정방법 간의 검토는 자료들의 평균이 서로 차이를 보이고 있으므 로 상대적인 산포의 측정에 이용되는 변동계수를 이용하여 각 방법 간의 자료를 비교하였으며, 유역 평균강우량 산정시 비교적 정확한 방법으로 알려져 있는 Kriging법을 기준으로 기타 방법들과의 평균치에 대한 변화율을 분석하였다.
기존의 방법에 의한 유역평균 강우량을 산정하기 위하여 삼각형 가중평균법과 유한요소법 에서는 작성한 삼각망에 의해 포함되지 않는 삼각망 외부의 면적은 고려하지 않았다. 또한 Kriging법은 공간보간을 수행할 수 있는 실용프로그램인 Surfer 6.0을 사용하였으며, 유한요소법은 Akin(1971)이 개발한 전산프로그램을 참고하여 본 연구에 적합하게 수정하여 적용하였다. 식 (1) 에 의해서 기존의 방법에 대한 ARC/INFO GIS 시스템을 이용한 유역평균강우량 값의 오차를 비교하였으며 그림 14〜16에 각 방법별 오차를 나타내었다.
본 연구에서는 ARC/INFO GIS 시스템에 의해 유역 특성인자를 추출하였으며, ARC/INFO GIS 시스템의 적용성 및 실용성을 검토하고자 기존의 유역평균 강우량 산정방법인 산술평균법(UM), 면적-형태 가중평균법(GAAWM), Thiessen 다각형법(TP), 면적-고도 가중평균법(IAAWM), 삼각형 가중평균법(TAWM), RDS법, 이축법(TA), 유한요소법(FEM), Kriging법, 수정 다각형법(MP) 등의 10가지 방법에 대해 ARC/INFO GIS 시스템을 이용하여 유역평균 강우량을 산정하였다

대상 데이터

83km인 중소유역으로 수위 관측지점에 따라 6개의 소유역으로 나뉘어져 있으며 11개의 강우관측소가 설치되어 운영되고 있다. ARC/INFO GIS 시스템을 이용하기 위해서 1:5,000의 수치지도 170장을 이용하였으며, 유역특성 분석을 위한 수치고도모델(Digital Elevation Model, DEM)을 작성하기 위해서 50mx50m의 격자를 형성하였다. 유역평균 강우량을 산정을 위해 1988년〜1999년 동안의 강우 자료 중 일 최대강우량, 월 최대강우량과 연 강우량을 각각 10개씩 선정하여 총 30개의 강우자료를 채택하였다.
본 연구에서는 IHP 대표 시험유역인 위천유역을 대상유역으로 선정하였다. 위천유역은 경상북도 군위군에 위치하고 있으며 유역면적 472.
ARC/INFO GIS 시스템을 이용하기 위해서 1:5,000의 수치지도 170장을 이용하였으며, 유역특성 분석을 위한 수치고도모델(Digital Elevation Model, DEM)을 작성하기 위해서 50mx50m의 격자를 형성하였다. 유역평균 강우량을 산정을 위해 1988년〜1999년 동안의 강우 자료 중 일 최대강우량, 월 최대강우량과 연 강우량을 각각 10개씩 선정하여 총 30개의 강우자료를 채택하였다.

이론/모형

삼각형 가중평균법 적용 시 삼각망 외부의 유역면적은 고려하지 않았으며, Kriging 법은 Universal Kriging을 사용하여 공간보간을 수행하였고, RDS법의 계수값은 2를 사용하였다.
수치고도모델(Digital Elevation Model, DEM)을 이용하여 유역의 분수계를 결정하였고 DEM으로부터 결정된 대상유역은 그림 1과 같다. ARCMNFO를 이용한 각각의 산정방법들은 그림 2〜10에 나타내었다.

성능/효과

본 연구에서는 중소규모의 대상유역에 대해서 ARC/INFO GIS 시스템을 이용하여 유역평균 강우량을 산정하는 방법에 대한 적용 가능성을 제시하고자 10가지의 유역평균 강우량 산정방법 간의 비교, 분석 및 기존의 유역평균 강우량 산정방법들과 비교 · 검토를 수행하였다. ARC/INFO GIS 시스템을 사용하여 유역평균 강우량을 산정한 결과 산정방법 간 차이는 미비한 것으로 나타났으며, 호우사상별로 다소 차이는 보이고 있지만 대체적으로 면적-고도 가중평균법과 수정다각형법이 큰 값을 보이고 있으며, 면적-형태 가중평균값이 작은 값을 나타내고 있다. 강우량의 크기가 커짐에 따라 산정방법들 간의 편차가 크게 나타났으며, 대상유역의 강우관측소의 위치가 고도별로 너무 낮은 곳에 편중해 있기 때문에 면적-형태 가중평균법이 많은 차이를 보이고 있다.
변동계수를 사용하여 비교해 본 결과 전반적으로 방법들간의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 그리고 일 강우량에서 월 강우량, 연 강우량으로 감에 따라 변동계수의 값이 작아지는 것을 볼 수 있으며, 이는 연 강우량으로 감에 따라 산정방법들 간의 근접성이 커짐을 알 수 있었다. 또한 기존의 방법에 대한 ARC/INFO GIS 시스템에 의해 산정한 유역평균 강우량 값의 오차는 5% 이내를 보이고 있으며, 대체적으로 기촌의 방법에 거의 근접하는 결과가 산출됨을 알 수 있었다.
기존의 방법에 대한 ARC/INFO에 의해서 산정한 유역평균 강우량 값의 오차는 5% 이내를 보이고 있으며 대체적으로 기존의 방법에 거의 근접하는 결과가 산출됨을 알 수 있다.
호우사상별 총 강우량의 크기에 따른 방법별 유역평균 강우량의 변동을 검토하고자 최대우량 및 최소우량에 따른 차를 산정하였으며 표 4와 같다. 대체적으로 총 강우량의 크기가 커짐에 따라 최대 및 최소 유역평균 강우량을 보이는 방법들 간의 편차가 큰 것으로 나타났다.
강우량의 크기가 커짐에 따라 산정방법들 간의 편차가 크게 나타났으며, 대상유역의 강우관측소의 위치가 고도별로 너무 낮은 곳에 편중해 있기 때문에 면적-형태 가중평균법이 많은 차이를 보이고 있다. 또한 Kriging법에 대한 유역평균 강우량의 평균값의 변화율을 산정한 결과 유의할 만한 차이를 보이지 않음을 알 수 있었다. 변동계수를 사용하여 비교해 본 결과 전반적으로 방법들간의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다.
그리고 일 강우량에서 월 강우량, 연 강우량으로 감에 따라 변동계수의 값이 작아지는 것을 볼 수 있으며, 이는 연 강우량으로 감에 따라 산정방법들 간의 근접성이 커짐을 알 수 있었다. 또한 기존의 방법에 대한 ARC/INFO GIS 시스템에 의해 산정한 유역평균 강우량 값의 오차는 5% 이내를 보이고 있으며, 대체적으로 기촌의 방법에 거의 근접하는 결과가 산출됨을 알 수 있었다.
이는 대상유역의 강 우관측소가 해당 유역에서 상대적으로 낮은 고도에 다수의 강우관측소가 위치하고 있는데서 기인하는 것으로 나타났다. 변동계수는 각 방법별 편차가 크지 않으며, 일 강우량, 월 강우량, 연 강우량의 순으로 작아지는 경향을 보였다. 호우사상별 총 강우량의 크기에 따른 방법별 유역평균 강우량의 변동을 검토하고자 최대우량 및 최소우량에 따른 차를 산정하였으며 표 4와 같다.
또한 Kriging법에 대한 유역평균 강우량의 평균값의 변화율을 산정한 결과 유의할 만한 차이를 보이지 않음을 알 수 있었다. 변동계수를 사용하여 비교해 본 결과 전반적으로 방법들간의 차이는 크지 않은 것으로 나타났다. 그리고 일 강우량에서 월 강우량, 연 강우량으로 감에 따라 변동계수의 값이 작아지는 것을 볼 수 있으며, 이는 연 강우량으로 감에 따라 산정방법들 간의 근접성이 커짐을 알 수 있었다.
정교한 방법으로 알려져 있는 Krigng법을 기준으로 기타 방법들과의 평균치에 대한 변화율을 분석한 결과 일, 월, 연 유역 평균강우량 모두 면적-형태 가중평균법을 제외하고는 각 방법별 유역 평균강우량이 Kriging법의 4% 이내의 변화율을 보였다. 그림 11〜13은 대상유역의 유역평균 강우량의 평균치에 대한 변화율을 도시한 결과이다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] GIS를 이용한 중소하천유역에서의 유역평균강우량 산정방법의 비교 - 위천유역을 중심으로 -
Comparison of the Estimation Method for Mean Areal Rainfall in the small to medium sifted Watershed using GIS -Application to Wi Stream Basin- 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] GIS를 이용한 중소하천유역에서의 유역평균강우량 산정방법의 비교 - 위천유역을 중심으로 - Comparison of the Estimation Method for Mean Areal Rainfall in the small to medium sifted Watershed using GIS -Application to Wi Stream Basin- 원문보기

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] GIS를 이용한 중소하천유역에서의 유역평균강우량 산정방법의 비교 - 위천유역을 중심으로 -
Comparison of the Estimation Method for Mean Areal Rainfall in the small to medium sifted Watershed using GIS -Application to Wi Stream Basin- 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper