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문제 정의
- 공간분포방법과 강우-유출관계를 어떻게 모형화하느냐에 따라 홍수량은 달라질 수 밖에 없다. 따라서, 가능최대홍수량 산정절차에서 가능최대 강수량의 시간분포방법 , 손실방법 , 단위도, 기저유량 고려 유무에 따른 가능 최대홍수량의 변화를 고찰하여 기존 산정절차에 대한 문제점을 제기하고, 이에 대해 토의하고자 하였다.
- 본 연구에서는 국내의 가능최대홍수량 산정절차에 대한 이론적인 토의가 충분치 않으므로, 산정절차를 따라 적용방법별 문제점을 제시하고, 대안이 될 수 있는 방법론을 제시하고자 하였다. 이의 검토를 위해 가능 최대홍수량의 민감도 분석을 수행하였다.
- 여기에서는 기존의 가능최대홍수량 산정절차에 대한 문제점을 제기하고, 그 문제점을 보완할 수 있는 방안으로 본 연구에서 적용한 가능최대홍수량의 개념에 부합되는 방법론을 제시하고 설명하였다.
제안 방법
- 산정된 CN값은 남강, 주암, 안계댐 각각 87, 82, 70이었다. CN값의 변화에 따른 가능최대홍수량의 변화를 검토하기 위해 CN값이 75, 80, 85일 경우의 가능 최대홍수량을 산정하여 보았다. 그 결과는 표 4와 같으며, CN값이 5정도 증가할 경우, 약 1~3% 정도 가능 최대홍수량이 증가됨을 확인할 수 있었다.
- 이처럼 최악의 기상조건을 반영하기 위해서는 국내에서 사용해 오고 있는 평균개념의 단위도 보다는 최대개념의 단위도를 사용하는 것이 가능최대홍수량의 개념에 부합된다고 판단되어, 본 연구에서는 최대개념의 단위도를 적용하여 가능최대홍수량을 산정하였다. 그리고, 기존단위도를 사용하였을 경우와의 차이를 비교 . 검토하였다.
- 기존 댐유역에서 산정된 가능최대강수량과 본 연구에서 재산정된 가능최대강수량의 차이에 따른 가능최 대홍수량의 결과는 표 2와 같다. 기존 보고서에는 24시간 가능최대강수량만 명시되어 있어, mononobe 시간분포를 적용하여 가능최대홍수량의 차이를 비교• 검토하였다. 기존의 가능최대강수량은 재산정된 가능최대강수 량에 비해 남강, 주암, 암계댐 각각 6.
- 세 관측소 모두 3분위에서 중 호우 발생횟수가 가장 많았으며, 그림 2에서 90% 무차원누가곡선을 이용하여 산정된 huff 분포는 50% 무차 원누가곡선을 이용한 것에 비해 가능최대강수량보다 짧은 지속기간에 더 많은 양의 강우를 분포시키고 있음을 알 수 있다. 따라서, huff 방법 적용시 3분위, 50% 무차원누가곡선을 이용하였다.
- 또한, 강우지속기 간별 가능최대강수량을 기준으로 하는 blocking 방법은 가능최대홍수량 산정개념과 부합하므로 채택하였다. 따라서, 본 연구에서는 시간 분포 방법으로 huff 방법, blocking 방법, 기존관행인 mononobe 공식을 각각 적용하여 산정된 가능 최대홍수량을 비교 . 검토하였다.
- 52에서의 공간분포 방법을 채택하였다. 따라서, 최대용적을 나타낼 수 있는 유역의 형상과 방위를 고려한 공간분포를 적용하여 가능최대강수량을 재분석하였다 .
- Mononobe 공식에 의한 시간분포는 시강우량 자료가 없을 때에 사용한 방법으로, 시강우량 자료가 충분한 오늘날에는 그 의미가 없지만, 기존관행이라는 측면에서 검토하였다. 또한, 강우지속기 간별 가능최대강수량을 기준으로 하는 blocking 방법은 가능최대홍수량 산정개념과 부합하므로 채택하였다. 따라서, 본 연구에서는 시간 분포 방법으로 huff 방법, blocking 방법, 기존관행인 mononobe 공식을 각각 적용하여 산정된 가능 최대홍수량을 비교 .
- 대상유역의 강우-유출자료를 수 집 하였으며 , 기존 산정 된 값들은 남강다목적댐 공사지 (한국수자원공사, 2001), 주암다목적댐 공사지 (한국수자 원공사, 1991) 그리고 안계제증고 기본계획보고서(한국수 자원공사, 1998)를 참고하였다. 산정절차를 따라 적용방법 별 가능최대홍수량의 비교•검토를 위해 가능최대강수량 을 공간분포(HMR No.52)와 시간분포(blocking 방법)를 고려하여 가능최대호우를 구축한 후, 유역반응을 고려한 최대개 념의 단위도를 이용하여 산정된 가능최대홍수량을 기준값으로 하였으며, 산정된 값은 표 1과 같다.
- 적용방법별 문제점을 제시하고, 대안이 될 수 있는 방법론을 제시하고자 하였다. 이의 검토를 위해 가능 최대홍수량의 민감도 분석을 수행하였다. 산정절차에 따른 적용방법별 가능최대홍수량의 변화를 검토한 결과, 가능최대강수량의 변화율과 가능최대홍수량의 변화율은 거의 비슷함을 확인하였다.
- 그리고, FERC(2001)에서는 가장 큰 홍수사상을 모사할 수 있는 최대개념의 단위도를 사용하고 있다. 이처럼 최악의 기상조건을 반영하기 위해서는 국내에서 사용해 오고 있는 평균개념의 단위도 보다는 최대개념의 단위도를 사용하는 것이 가능최대홍수량의 개념에 부합된다고 판단되어, 본 연구에서는 최대개념의 단위도를 적용하여 가능최대홍수량을 산정하였다. 그리고, 기존단위도를 사용하였을 경우와의 차이를 비교 .
대상 데이터
- 이는 강우 유출관계 적용시 첨두유량값을 과대평가하는 요인이되는 것이다. Huff 방법의 적용을 위해 남강, 주암, 안계댐 유역에 대해 각각 산청, 승주, 울산 기상관측소를 대표관측소로 선정하였다. 세 관측소 모두 3분위에서 중 호우 발생횟수가 가장 많았으며, 그림 2에서 90% 무차원누가곡선을 이용하여 산정된 huff 분포는 50% 무차 원누가곡선을 이용한 것에 비해 가능최대강수량보다 짧은 지속기간에 더 많은 양의 강우를 분포시키고 있음을 알 수 있다.
- 실제 대상유역에서 앞서 토의한 산정절차에 따라 가능최대홍수량을 산정하였다. 대상유역으로는 남강댐, 주암댐, 안계댐을 선정하였다. 유역면적은 각각 2,285km2, 1,010km2, 6.
- 71이다. 대상유역의 강우-유출자료를 수 집 하였으며 , 기존 산정 된 값들은 남강다목적댐 공사지 (한국수자원공사, 2001), 주암다목적댐 공사지 (한국수자 원공사, 1991) 그리고 안계제증고 기본계획보고서(한국수 자원공사, 1998)를 참고하였다. 산정절차를 따라 적용방법 별 가능최대홍수량의 비교•검토를 위해 가능최대강수량 을 공간분포(HMR No.
- 검토하였다. 본 연구에서 적용한 유출곡선번호(CN)는 실측 강우-유출자료에 근거하여 산정된 CN값을 이용하였다. 산정된 CN값은 남강, 주암, 안계댐 각각 87, 82, 70이었다.
이론/모형
- 강우손실방법은 SCS 방법을 적용하여 비교 . 검토하였다.
- 먼저 공간분포의 적용을 살펴보면, 우리나라 가상호우의 형태는 1988년 수자원관리기법연구조사 보고서에 2:1의 타원형을 제시하고 있으나, 유역별 방향성을 나타내고 있지는 않고 있다. 그러므로, 공간적인 특성을 충분히 대변하기 위하여 HMR No. 52에서의 공간분포 방법을 채택하였다. 따라서, 최대용적을 나타낼 수 있는 유역의 형상과 방위를 고려한 공간분포를 적용하여 가능최대강수량을 재분석하였다 .
성능/효과
- 이를 비교 . 검토하여 보면, 남강, 주암, 안계댐 유역에 대해 blocking 방법에 비해 huff 방법을 적용하였을 경우에는 각각 11.4%, 8.9%, 18.9%로 크게 산정되었으며, mononobe 방법을 적용하였을 경우에는 각각 34.2%, 21.9%, 68.4%로 과대평가 됨을 확인하였다. 이와 같은 결과는 mononobe 방법이 지양되어야 함을 분명히 말해주고 있는 것이다.
- CN값의 변화에 따른 가능최대홍수량의 변화를 검토하기 위해 CN값이 75, 80, 85일 경우의 가능 최대홍수량을 산정하여 보았다. 그 결과는 표 4와 같으며, CN값이 5정도 증가할 경우, 약 1~3% 정도 가능 최대홍수량이 증가됨을 확인할 수 있었다.
- 기존 보고서에는 24시간 가능최대강수량만 명시되어 있어, mononobe 시간분포를 적용하여 가능최대홍수량의 차이를 비교• 검토하였다. 기존의 가능최대강수량은 재산정된 가능최대강수 량에 비해 남강, 주암, 암계댐 각각 6.5%, 29.3%, 33.1% 정도 작게 산정되어 있었으며, 마찬가지로 본 연구에서 산정한 가능최대홍수량에 비해 기존의 가능최대강수량의 값을 적용한 가능최대홍수량은 6.7%, 31.0%, 36.2% 정도 작게 산정되었다. 또한, 가능최대강수량의 차 이와 가능최대홍수량의 차이의 변화율은 거의 비슷함을 확인할 수 있었다.
- 2% 정도 작게 산정되었다. 또한, 가능최대강수량의 차 이와 가능최대홍수량의 차이의 변화율은 거의 비슷함을 확인할 수 있었다.
- 산정절차에 따른 적용방법별 가능최대홍수량의 변화를 검토한 결과, 가능최대강수량의 변화율과 가능최대홍수량의 변화율은 거의 비슷함을 확인하였다. 또한, 강우의 시간 분포 방법에 따른 가능최대홍수량은 blocking 방법에 비해 huff 방법은 다소 크게, mononobe 공식은 과대평가됨을 확인하였다. 그리고, 본 연구에서 산정한 최대개념의 단위도는 기존 단위도보다 빠르고 강한 강도의 유역반응을 초래하고 있다.
- 이의 검토를 위해 가능 최대홍수량의 민감도 분석을 수행하였다. 산정절차에 따른 적용방법별 가능최대홍수량의 변화를 검토한 결과, 가능최대강수량의 변화율과 가능최대홍수량의 변화율은 거의 비슷함을 확인하였다. 또한, 강우의 시간 분포 방법에 따른 가능최대홍수량은 blocking 방법에 비해 huff 방법은 다소 크게, mononobe 공식은 과대평가됨을 확인하였다.
- Huff 방법의 적용을 위해 남강, 주암, 안계댐 유역에 대해 각각 산청, 승주, 울산 기상관측소를 대표관측소로 선정하였다. 세 관측소 모두 3분위에서 중 호우 발생횟수가 가장 많았으며, 그림 2에서 90% 무차원누가곡선을 이용하여 산정된 huff 분포는 50% 무차 원누가곡선을 이용한 것에 비해 가능최대강수량보다 짧은 지속기간에 더 많은 양의 강우를 분포시키고 있음을 알 수 있다. 따라서, huff 방법 적용시 3분위, 50% 무차원누가곡선을 이용하였다.
- 기존 단위도와 본 연구에서 사용한 최대개념의 단위도를 그림 4에 비교• 도시하였다. 최대개념의 단위도에 비해 기 존단위도의 첨두유량은 남강, 주암, 안계댐 유역에 대하여 각각 49.7%, 40.3%, 10.6% 작게 산정되어 있었으며, 그에 따른 가능최대홍수량도 표 3과 표 5의 비교를 통해 huff 방법 일 경우에는 34.9%, 23.7%, 8.9%, blocking 방법일 경우에는 32.8%, 22.3%, 1.7%, mononobe 공식일 경우에는 41.6%, 30.3%, 5.6%로 작게 산정됨을 확인하였다.
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