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HEC-HMS를 이용한 평창강 유역의 유출 예측
Runoff Forecasting of Pyeongchang River basin Using HEC-HMS 원문보기

한국수자원학회 2004년도 학술발표회, 2004 May 01, 2004년, pp.1122 - 1126  

안상진 (충북대학교 공과대학) ,  김진극 (충북대학교 대학원 토목공학과) ,  이제문 (충북대학교 대학원 토목공학과) ,  김종섭 (한밭대학교 토목환경도시공학부)

초록
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최근 기상이변과 예측을 불허하는 여러 자연현상의 변화들로 인하여 여러 가지 자연재해가 매년 늘어나는 실정이다. 이러한 자연재해 중 우리나라에서는 집중호우에 의한 홍수피해가 자주 발생하고 있으며 이를 규명하는 기법 중 최근에 많이 사용하는 GIS는 유역에서의 지형학적, 기후학적 특성을 시간과 인력에 대하여 정량화 할 수 있는 장점을 가지고 있어 점점 그 사용 추세가 증가하고 있다. 본 연구에서는 GIS를 이용한 HEC-GeoHMS와 HEC-HMS를 이용하여 판운 지점의 유출량을 예측하여 평창강 유역의 유출을 분석하였고 모형의 적용성을 검증하기 위해 단위도에 따라 SCS, Snyder, Clark 3가지 모델로 구분하여 적용에 대한 검증을 실시하고자 하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • HEC-HMS 모형으로 구하여진 강우-유출 모형을 단위도에 따라 Casel, Case2, Case3으로 구분하였다. Case I은 각각의 소유역에 대하여 SCS 무차원 단위도를 적용한 모형이고, Case II는 Snyder 단위도, Case III는 Clark의 단위도를 적용한 모형이다.
  • 매개변수를 최적화하기 위해서 목적함수를 찾아가는 방법으로는 계산시간이 적고 사용자에 따라서 주관적이기는 하지만 사용자가 변화되는 양상을 체감할 수 있으며 비교적 좋은 결과를 나타낼 수 있는 방법인 UGM을 선택하였다.
  • 최근에 많이 사용하는 GIS는 유역에서의 지형학적, 기후학적 특성을 시간과 인력에 대하여 정량화 할 수 있어 점점 그 사용 추세가 증가하고 있으며, 더욱 더 신뢰성 있는 분석을 할 수 있는 장점이 있다. 연구에서는 GIS를 바탕으로 더욱 신뢰성 있는 지형분석을 위한 HEC-GeoHMS를 사용하여 강우-유출모델인 HEC-HMS를 연계 운영하였고, 판운 지점의 유출량을 예측하여 평창강 유역의 유출을 분석하여 향후 홍수 영향 분석 및 유량과 수질과의 관계에 대한 모의를 하기 위한 모형의 적용성을 검증하기 위해 단위도에 따라 SCS, Snyder, Clark 3가지 모델로 구분하여 적용에 대한 검증을 실시하였다.
  • 평창강 유역의 DEM (Digital Elevation Modeling) 및 Grid 자료를 이용하여 GIS 처리기법을 이용하여 유역면적을 구하였으며 강우관측소의 좌표를 입력하여 수치 지형도상에서 티센망을 구성하였고 표 1에 Thiessen 계수를 나타내었다.

대상 데이터

  • HEC-HMS 모형을 이용하여 평창강 유역의 유출특성을 파악하기 위해서 2001년 6월 29일, 2002년 4월 29일 그리고 2002년 8월 31일에 발생한 호우사상으로 평창강 유역의 유출을 모의하였다.
  • 모형의 적용을 위하여 평창강 유역 내 3개의 수위관측소의 수위자료를 이용하였고 수위-유량 관계곡선식을 이용하여 유량을 환산하였으며 강우자료는 2001〜2002년도 대표적 호우 사상 기간에 대한 9개의 강우관측소의 자료를 이용하였다.
  • 본 연구의 대상유역으로는 국제수문개발계획 (IHP)의 대표유역인 한강 수계의 평창강 유역이며 본 연구에서는 상안미, 방림, 판운 지점을 선정하였다. 유출을 모의하기 위하여 선정한 판운지점은 강원도 영월군 주천면에 위치하고 있으며, 상류지점에는 상안미, 방림 자기수위관측소가 위치하고 있다.
  • 상안미, 방림, 판운 지점을 선정하였다. 유출을 모의하기 위하여 선정한 판운지점은 강원도 영월군 주천면에 위치하고 있으며, 상류지점에는 상안미, 방림 자기수위관측소가 위치하고 있다.

데이터처리

  • 통계적 평가분석으로는 모형수행 결과 평균적으로 어느 정도의 유량만큼 오차가 발생하는지를 알기 위하여 평균 제곱근 오차 (Root mean square error) 와 첨두유량이 중요한 사상형 강우-유출 모형에 사용되는 첨두유량 퍼센트오차(Percent error in peak)를 사용하여 단위도별 유출량의 적합여부를 분석하였다.
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