초록

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가능최대홍수량(Probable Maximum Flood; PMF)은 "지역에서 합리적으로 가능한 극심한 기상학적 그리고 수문학적인 조건들의 가장 심각한 조합으로 예상되는 홍수"라 정의되며, 가능최대강수량(Probable Maximum Precipitation, PMP) 입력으로 한 강우-유출관계에 의해서 산정되어진다. 본 연구에서는 댐과 같은 대규모 수공구조물의 설계와 평가의 기준이 되는 PMF 산정시 영향을 미치는 요소와 그에 따른 PMF를 비교$\cdot$검토하였다. PMF 산정방법 중 시간분포방법에 따른 가능최대호우(Probable Maximum Storm; PMS)의 구축과 단위도의 선정이 PMF의 값에 영향을 크게 미침을 알 수 있었다. 또한 기존 댐설계시 산정된 PMP/PMF와 재산정한 PMP/PMF의 변화를 비교$\cdot$고찰하였다. 평균적으로 기존 댐설계시에 비해 금회 산정한 PMP는 약 $27\%$, PMF는 약 $42\%$의 증가를 보였다. PMF의 증가는 PMP의 증가와 더불어 기존 단위도보다 실측자료에 근거한 단위도가 더 빠르고 강한 강도의 유역반응을 초래한 영향으로 판단된다.

가능최대홍수량(Probable Maximum Flood; PMF)은 "지역에서 합리적으로 가능한 극심한 기상학적 그리고 수문학적인 조건들의 가장 심각한 조합으로 예상되는 홍수"라 정의되며, 가능최대강수량(Probable Maximum Precipitation, PMP) 입력으로 한 강우-유출관계에 의해서 산정되어진다. 본 연구에서는 댐과 같은 대규모 수공구조물의 설계와 평가의 기준이 되는 PMF 산정시 영향을 미치는 요소와 그에 따른 PMF를 비교$\cdot$검토하였다. PMF 산정방법 중 시간분포방법에 따른 가능최대호우(Probable Maximum Storm; PMS)의 구축과 단위도의 선정이 PMF의 값에 영향을 크게 미침을 알 수 있었다. 또한 기존 댐설계시 산정된 PMP/PMF와 재산정한 PMP/PMF의 변화를 비교$\cdot$고찰하였다. 평균적으로 기존 댐설계시에 비해 금회 산정한 PMP는 약 $27\%$, PMF는 약 $42\%$의 증가를 보였다. PMF의 증가는 PMP의 증가와 더불어 기존 단위도보다 실측자료에 근거한 단위도가 더 빠르고 강한 강도의 유역반응을 초래한 영향으로 판단된다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 연구에서는 기존 댐설계시 산정된 PMP/PMF와 최근 재산정된 PMP/PMF의 변화를 비교.고찰하였다.
• 공간분포에 따라 PMS는 다르게 구축되어진다. 여기에서는 재산정된 PMP의 시간분포방법에 따른 PMF의 변화를 고찰하였다. 그림 2는 시간분포방법별 PMF를 비교.

제안 방법

• 고찰하였다. PMF는 PMP와 복잡한 수문학적 관계의 적용을 통한 결과이므로, PMF 산정시 적용되어지는 방법에 따른 값의 변화를 검토하였다. 평균적으로 기존 댐설계시에 비해 금회 산정한 PMP는 약 27%, PMF는 약 42% 의 증가를 보였다.
• 검토하였다. 강우-유출관계의 적용에 따른 PMF의 변화를 검토하기 위해서, 댐설계시 이용한 기존단위 도와 실측강우-유출자료에 근거한 단위도에 대해 평가하였으며, 두 단위도 적용에 따른 PMF의 변화를 비교.검토하였다.
• 대상유역의 PMP을 산정하여 시.공간분포를 고려한 가능 최대호우(Probable Maximum Storm; PMS)를 결정한 후, 강우-유출관계를 적용하여 PMF를 산정하는 것이다. 김남원 등(2004)은 국내의 PMF 산정절차에 대한 문제점을 제시하고, 이에 대한 논의를 하고자 강우분포와 강우-유출관계 적용시 각 방법에 따른 PMF의 변화를 검토하였다.
• 본 연구에서는 National Weather Service] 1982)에서 제시한 공간분포방법을 적용하여 PMP를 산정하였다. 그리 고, 공간분포가 적용된 PMP를 시간분포를 통하여 PMS를 구축하였다. 최근에는 설계홍수량 해석에 있어서 첨두유량뿐만 아니라 유출체적 및 유출수문 곡선이 중요시되어, 설계호우-단위도법이나 유출모 형이 널리 사용되고 있는 실정이다.
• 여기에서는 공간분포가 적용되어 산정된 PMP를 huff 방법으로 시간분포하여, 실측강우-유출자료에 근거한 단위도를 적용하여 산정한 PMF를 기준으로 하였다. 다른 모든 수문학적 요소는 고정한 채, 단순히 시간분포방법과 단위도에 따른 PMF의 변화를 고찰하였다.
• 실측강우-유출자료에 근거한 단위도는 국내에서 주로 채택되어 이용되는 Clark 단위 도를 유도하였고, PMF의 개념에 부합되는 매개변수(집중시간, 저류상수)를 선정하여 적용하였다. 또한, PMP의 차이, 강우손실방법, 기저유량 고려유무에 따른 PMF의 변화를 검토하였다. PMF 산정절차에 따른 적용방법별 PMF의 변화를 검토한 결과, PMP의 변화율과 PMF의 변화율은 거의 비슷함을 확인하였다.
• 김남원 등(2004)은 국내의 PMF 산정절차에 대한 문제점을 제시하고, 이에 대한 논의를 하고자 강우분포와 강우-유출관계 적용시 각 방법에 따른 PMF의 변화를 검토하였다. 먼저, 강우의 시간분포로는 blocking 방법 , huff 방법 , mononobe 공식 을 이용한 방법에 대한 문제 점 을 제 시 하고, 각 시 간분포방법별 PMF의 변화를 비교.검토하였다.
• 검토하였다. 실측강우-유출자료에 근거한 단위도는 국내에서 주로 채택되어 이용되는 Clark 단위 도를 유도하였고, PMF의 개념에 부합되는 매개변수(집중시간, 저류상수)를 선정하여 적용하였다. 또한, PMP의 차이, 강우손실방법, 기저유량 고려유무에 따른 PMF의 변화를 검토하였다.
• PMF는 PMP를 입력으로 한 강우-유출관계 적용의 결과이다. 여기에서는 공간분포가 적용되어 산정된 PMP를 huff 방법으로 시간분포하여, 실측강우-유출자료에 근거한 단위도를 적용하여 산정한 PMF를 기준으로 하였다. 다른 모든 수문학적 요소는 고정한 채, 단순히 시간분포방법과 단위도에 따른 PMF의 변화를 고찰하였다.
• 강우-유출관계가 적용되어온 것이 현실이다. 여기에서는 과거 댐설계시 적용된 단위도와 실측 강우-유출자료에 근거한 단위도를 유도하여, PMF의 개념에 부합되는 대표단위도를 선정하여 비교하였다. 그림 3에서 단위 도의 첨두유량은 H, K 댐유역에 대하여 각각 68%, 98% 증가되었음을 알 수 있다.
• 있다. 이중 댐설계시 PMF를 설계홍수량으로 한 13개 댐유역에 대한 결과를 분석하여 보았다. 기존 댐설계시에 비해 금회 산정한 값이 PMP 의 경우에는 평균 27%로 9~68%의 변화를 보였으며, PMF의 경우에는 평균 42%로 T9~ 110%의 변화를 보였다.

이론/모형

• 또한, 산정된 PMP는 유역의 형상과 방위에 따라 공간분포가 적용되어야 하지만, 지금까지 국내에서는 적용되지 못하였다. 본 연구에서는 National Weather Service] 1982)에서 제시한 공간분포방법을 적용하여 PMP를 산정하였다. 그리 고, 공간분포가 적용된 PMP를 시간분포를 통하여 PMS를 구축하였다.

성능/효과

• 또한, PMP의 차이, 강우손실방법, 기저유량 고려유무에 따른 PMF의 변화를 검토하였다. PMF 산정절차에 따른 적용방법별 PMF의 변화를 검토한 결과, PMP의 변화율과 PMF의 변화율은 거의 비슷함을 확인하였다. 또한, 강우의 시간 분포 방법에 따른 PMF는 blocking 방법을 기준으로 볼 때, huff 방법은 다소 크게, mononobe 공식을 이용하였을 경우에는 과대평가됨을 확인하였다.
• 그림 3에서 단위 도의 첨두유량은 H, K 댐유역에 대하여 각각 68%, 98% 증가되었음을 알 수 있다. 그 결과, 단위도에 따라 산정된 PMF는 H, K 댐유역에 대하여 각각 31%, 54% 증가됨을 확인할 수 있다(그림 4).
• 또한, 강우의 시간 분포 방법에 따른 PMF는 blocking 방법을 기준으로 볼 때, huff 방법은 다소 크게, mononobe 공식을 이용하였을 경우에는 과대평가됨을 확인하였다. 그리고, 실측강우-유출자료에 근거한 단위도는 기존 단위도 보다 빠르고 강한 강도의 유역반응을 초래하고 있음을 확인하였다. 다시 말하면, PMF는 "지역에서 합리적으로 가능한 극심한 기상학적 그리고 수문학적인 조건들의 가장 심각한 조합으로 예상되는 홍수"라는 정의에 부합되는 단위도 선정을 위해서는 합당한 결과로 판단된다.
• 이중 댐설계시 PMF를 설계홍수량으로 한 13개 댐유역에 대한 결과를 분석하여 보았다. 기존 댐설계시에 비해 금회 산정한 값이 PMP 의 경우에는 평균 27%로 9~68%의 변화를 보였으며, PMF의 경우에는 평균 42%로 T9~ 110%의 변화를 보였다. PMF의 변화는 PMP의 변화에 비해 유역별로 큰 차이를 나타내고 있다.
• 그림 2는 시간분포방법별 PMF를 비교.도시한 것으로, H, K 댐유역에 대해 blocking 방법에 비해 huff 방법을 적용하였을 경우에는 각각 9%, 11% 크게 산정되었으며, mononobe 방법을 적용하였을 경우에는 각각 22%, 34% 과대평가됨을 확인할 수 있다.
• PMF 산정절차에 따른 적용방법별 PMF의 변화를 검토한 결과, PMP의 변화율과 PMF의 변화율은 거의 비슷함을 확인하였다. 또한, 강우의 시간 분포 방법에 따른 PMF는 blocking 방법을 기준으로 볼 때, huff 방법은 다소 크게, mononobe 공식을 이용하였을 경우에는 과대평가됨을 확인하였다. 그리고, 실측강우-유출자료에 근거한 단위도는 기존 단위도 보다 빠르고 강한 강도의 유역반응을 초래하고 있음을 확인하였다.
• PMF의 증가는 PMP의 증가와 더불어 기존 단위도보다 실측자료에 근거한 단위도가 더 빠르고 강한 강도의 유역반응을 초래한 영향으로 판단된다. 또한, 유역면적이 클수록 PMP의 증가에 비해 PMF의 증가량이 다소 크게 나타났다.
• PMF는 PMP와 복잡한 수문학적 관계의 적용을 통한 결과이므로, PMF 산정시 적용되어지는 방법에 따른 값의 변화를 검토하였다. 평균적으로 기존 댐설계시에 비해 금회 산정한 PMP는 약 27%, PMF는 약 42% 의 증가를 보였다. PMF의 증가는 PMP의 증가와 더불어 기존 단위도보다 실측자료에 근거한 단위도가 더 빠르고 강한 강도의 유역반응을 초래한 영향으로 판단된다.

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