[논문]하류부 홍수영향을 고려한 댐 최적수문조작

김필식; 김선주; 신문호

문제 정의

본 연구의 목적은 수리 수문학적 모형인 HEC-GeoHMS, HEC-HMS 및 HEC-RAS 모형을 연계 운영하여 성주댐 유역을 대상으로 수문분석, 홍수유출량분석, 하류하천의 홍수영향분석 등을 실시하고 이를 이용하여 최적 수문조작 기법을 개발하는 데 있다. 또한, 본 연구를 통해 홍수가 발생하였을 때에는 댐수위 조작으로 홍수피해를 사전에 방지하고 나아가 다른 댐에도 본 연구를 적용하여 홍수재해를 줄이고 합리적으로 용수를 이용하는데 기여할 수 있을 것으로 사료된다.
댐의 주 사용량이 농업용수인 점을 감안하여 관개수량의 확보도 중요하나 홍수관리를 위한 대책이 필요하다고 사료된다. 따라서 본 연구에서는 성주댐의 효율적인 물관리를 위해 댐 상하류의 홍수영향을 고려하여 수문조작을 실시하였다. 수문조작을 위한 초기 저수위는 2m 간격으로 EL.
본 연구에서는 수리 . 수문학적 모형을 연계 운영하여 홍수유출량, 하류하천의 홍수영향분석을 실시하여 성주댐의 효율적인 수문조작을 위한 연구를 수행하였다.
본 연구에서는 수리 . 수문학적 모형을 연계 운영하여 홍수유출량, 하류하천의 홍수영향분석을 실시하여 성주댐의 효율적인 수문조작을 위한 연구를 수행하였다. 연구 결과는 다음과 같다.

제안 방법

Hec-GeoHMS모형으로 유역의 매개변수 산정을 위해 수치지도에서 DEM 자료를 추출하고 시험유역의 표고와 경사를 산정하였으며, 토지이용도와 1:50, 000 개략 토양도를 이용하여 시험유역의 CN값을 파악하였다. DEM 자료를 이용하여 Filling, Flowdirection, Flowaccumulation 등 하천을 추출하는 일련의 과정을 실시하여 HEC-HMS의 입력 변수를 산정하였다.
Hec-GeoHMS모형으로 유역의 매개변수 산정을 위해 수치지도에서 DEM 자료를 추출하고 시험유역의 표고와 경사를 산정하였으며, 토지이용도와 1:50, 000 개략 토양도를 이용하여 시험유역의 CN값을 파악하였다. DEM 자료를 이용하여 Filling, Flowdirection, Flowaccumulation 등 하천을 추출하는 일련의 과정을 실시하여 HEC-HMS의 입력 변수를 산정하였다.
성주댐 하류의 홍수영향 분석은 홍수유출분석과 같은 5가지의 강우로 보정 및 검증을 실시하고 적용을 통해 모형의 적용성을 입증하였다. 조도계수는 성주댐 하류 하천의 특성상 자갈과 잡초가 많으므로 적용 범위를 0.
효율적인 수문조작에는 강우를 예측하여 강우발생 이전에 예비방류를 하는 것이 이로울 수 있으나 현실적으로 관개용 댐은 예비방류가 불가능한 상황이다. 성주댐의 제체높이는 191.5(EL.m)이며 댐의 안전수위를 1998〜2003년의 저수위 자료 중 가장 높았던 수위 190.1(EL.m)를 안전한 수위로 가정하고 모의 방법인 RigidROM 방법과 성주댐 저수지 조작방법을 적용하였다. RigidROM 방법은 일정률과 일정량 방류에 의해 저수지를 운영하는 방법이고 성주댐 저수지 조작방법은 동마루 높이 182.

대상 데이터

본 연구의 대상유역은 관개용 댐으로 물관리 자동화시스템이 설치되어 있고 비교적 규모가 큰 성주댐 유역을 대상으로 1998년부터 2003년까지 조사된 자료를 사용하였다. 성주댐은 경상북도 성주군 가천면 중삼리에 위치하며 관개면적에 대한 유역면적의 배율은 약 5배이며, 저수현황은 Table 1과 같고 Fig.
본 연구에서는 2002년, 2003년에 발생한 5개의 강우사상을 이용하여 홍수예측모형을 보정 및 적용하였으며, Case IV와 Case V는 우리나라에 큰 홍수재해를 발생시킨 태풍 '루사'와 '매미'를 나타낸다(Table 3).

성능/효과

5개 강우사상 중 3개의 강우사상에 대해 매개변수값을 사용하여 보정을 실시하였고, 보정 결과 Table 4와 같으며 첨두유량, 첨두시간에 대하여 상대오차(Relative Error), R2 및 모형의 효율성(Mod이 Efficiency)에 대한 결과가 실측치를 잘 반영하는 것으로 나타났다.
모형의 적용은 보정에 사용되지 않은 2개의 강우사상을 이용하여 적용하였으며 태풍 '루사'는 첨두유량이 l, 360m7s로서 200년 빈도의 설계홍수량보다 큰 값으로 나타났고, 태풍 '매미'의 경우 짧은 시간에 많은 양의 강우로 인하여 댐 유입량이 급격히 증가하고 댐 저수위도 급격히 상승하였고 모형의 적용에 따른 R2은 0.86, 0.89로 나타났다(Fig. 3).
4m로 높았고 집중적인 강우로 인해 최대 방류량이 864nf/s로 2개 지점에 범람과 4개 지점의 위험 수위가 발생하였다. 또한 성주댐 수문조작 방법으로 초기 수위와 강우량을 비교하여 분석한 결과 초기수위 176.4〜184.7(EL.m) 범위 내에서 강우량 400mm 이상부터는 설계홍수 배제량 800nf/s보다 크게 나타났으며, 하류부의 경우 강우량 350mm 이상부터 위험이 발생하고 500mm 이상에서는 댐이 월류하는 것으로 나타났다.
적용 결과 초기수위 176.4〜178.4(EL.m)에서 350〜470mm의 강우 발생시는 RigidROM이 약 4개 범람지점으로 줄일 수 있으며 470mm~550mm까지는 하류부에 피해는 있으나 댐의 안전을 위하여 성주댐 저수지 조작 방법이 더 유리한 것으로 나타났다. 한편, 350mm 이하의 강우에는 모두 안전한 것으로 나타났다(Fig.
성주댐 저수지 조작방법과 RigidROM 방법을 실제 강우인 태풍 '루사'와 매미에 적용시켜 본 결과 태풍 '루사'는 댐 수위의 상승이 있었지만 하류부의 8개 지점의 범람으로 인한 피해를 줄일 수 있었고 태풍 '매미'의 경우 2개 지점을 줄일 수 있는 것으로 나타났다(Table 6).
1. 홍수영향분석 시스템의 보정을 실시하고, 태풍 '루사'와 '매미'에 적용 시켰을 때 홍수유출량 은 모형의 R2은 0.86, 0.89로 나타났으며, 하류부는 홍수흔적 조사에 의해 범람지점이 일치하는 것으로 나타나 적용이 가능하다고 판단된다.
3. 최적수문조작을 위해 RigidROM과 성주댐 저수지 조작 방법을 적용한 결과 강우가 350〜 470imn의 강우 발생시는 RigidROM이 약 4개 범람지점으로 줄일 수 있으며, 470mm~550mm까지는 하류부에 피해는 있으나 댐의 안전을 위하여 성주댐 저수지 조작 방법이 더 유리한 것으로, 350mm 이하의 강우에는 모두 안전한 것으로 나타나 보다 정확한 강우예측을 한다면 댐과 하류부에 피해를 줄일 수 있을 것으로 판단된다.
2. 홍수영향분석 결과 초기수위 176.4〜184.7(EL.m) 범위 내에서 강우량 400mm 이상부터는 설계 홍수 배제량 800m7s보다 크게 나타났다. 하류부의 경우 강우량 350mm 이상부터 위험이 발생하기 시작했고, 강우량 500mm 이상에서는 댐이 월류하는 것으로 나타났다.

후속연구

본 연구의 목적은 수리 수문학적 모형인 HEC-GeoHMS, HEC-HMS 및 HEC-RAS 모형을 연계 운영하여 성주댐 유역을 대상으로 수문분석, 홍수유출량분석, 하류하천의 홍수영향분석 등을 실시하고 이를 이용하여 최적 수문조작 기법을 개발하는 데 있다. 또한, 본 연구를 통해 홍수가 발생하였을 때에는 댐수위 조작으로 홍수피해를 사전에 방지하고 나아가 다른 댐에도 본 연구를 적용하여 홍수재해를 줄이고 합리적으로 용수를 이용하는데 기여할 수 있을 것으로 사료된다.

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] 하류부 홍수영향을 고려한 댐 최적수문조작
Optimum Dam Gate Operation Considering Downstream Flood Effect 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] 하류부 홍수영향을 고려한 댐 최적수문조작 Optimum Dam Gate Operation Considering Downstream Flood Effect 원문보기

초록 용어보기논문에서 용어와 풀이말을 자동 추출한 결과로, 시범 서비스 중입니다. AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

성능/효과

후속연구

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] 하류부 홍수영향을 고려한 댐 최적수문조작
Optimum Dam Gate Operation Considering Downstream Flood Effect 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper