[논문]비홍수량 산정 방법의 개발(II)

정종호; 박정훈; 윤용남

비홍수량 산정 방법의 개발(II)
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정종호 ((주)하존이앤씨) , 박정훈 ((주)하존이앤씨 수자원부) , 윤용남 (고려대학교 사회환경시스템공학과)

유역특성을 충분히 고려한 비홍수량 산정 공식을 유도하여 개략적인 홍수량 산정 및 홍수량 범위 예측 등을 가능하게 하는 것의 실무적 필요성이 대두되고 있다. 이에 따라 홍수량 산정의 주요 입력인자 조건을 설정하고 이들 조합에 의한 홍수량 산정 결과를 회귀분석함으로써 유역특성을 충분히 고려하고 일종의 지역빈도해석 개념의 비홍수량 산정 공식을 제시하고자 한다.

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문제 정의

따라서 본 연구에서는 정종호 등(2005)의 연구에 이어 유역형상의 채택 및 소유역 매개변수 보정, 비홍수량 기준조합공식 등을 보완하여 비홍수량 산정 공식을 제시하였다.

제안 방법

또한, 면적우량환산계수의 적용에 있어서 적용하는 구간과 적용하지 않는 구간의 경계부근에서 발생되는 불연속을 해결하기 위하여 면적우량환산계수를 적용하기 시작하는 25 km² 초과에서 50km²까지는 면적 우량환산계수의 감소비율을 완화하여 적용하는 방안을 제시하였다.
- 또한, 유역평균경사 및 유역형상을 고려하는 유역면적-임계지속기간 결정 방법을 제시함으로써 간단하게 개략적인 임계지속기간을 추정할 수 있도록 하였다.
비홍수량 산정 기준 정립에는 전국평균 개념의 방법을 제시하는 방안을 채택하였으므로 대상 유역형상은 가상 유역 형상을 적용하였으며, 구체적인 유역형상은 유역면적에 따라 형상계수가 변화되는 기본 타원형을 유역형상으로 채택하였다. 홍수량 산정 방법은 Clark 단위도법을 채택하였으며, 저류상수 산정 방법은 기존 Sabol 공식의 문제점 및 소유역의 적용상의 문제점을 개선한 다음과 같은 형태의 수정 Sabol 공식을 채택하였다.
필요하다. 이를 위하여 기본 유역평균경사(평균유속 3.0m/s인 경우)이고 기본 타원형인 경우의 유역면적-임계지속기간 관계를 결정하고 여기에 유역평균경사 및 유역형상을 추가로 고려하는 방법을 채택하였다.
이를 이용하는 방법은 50년빈도 전국평균 확률강우량에 대한 채택된 관측소 확률강우량의 비율이 결정되면 제시된 확률강우량의 비율 중 인접한 비율에 의한 회귀식을 이용하여 산정한 결과를 선형보간하여 강우량 변화에 대한 조정계수( F RA)를 산정한다. 하지만, 확률강우량의 비율과 비홍수량의 비율이 완전한 선형관계는 아니므로 이를 관계를 파악하기 위하여 50년빈도 전국평균 확률강우량에 0.
이에 따라 주요 입력인자별로 가장 일반적인 조건을 선정하여 이를 기준 조합으로 채택하고, 이와 같은 기준 조합에 대한비홍수량 산정 공식을 회귀식의 형태로 유도한 다음, 주요 입력인자의 변화에 따른 영향은 주요 입력인자별로 별도로 고려하여조정하는 방법을 채택하기로 하였다.
주요 입력인자별로 가장 일반적인 조건으로 유역형상은 기본 타원형, 강우량은 50년빈도 전국평균 확률강우량, 강우분포는 Huff 방법의 전국평균 3분위, CN은 80, 평균유속은 3.0 m/s, 소유역 매개변수 보정 계수의 상한계는 10분 등의 조건을 기준 조합으로 채택하였다.

데이터처리

이를 이용하는 방법은 실제유역의 평균유속이 결정되면 제시된 평균유속중 인접한 평균유속에 대한 회귀식을 이용하여 산정한 결과를 선형보간하여 평균유속 변화에 대한 임계지속기간 조정계수( C V)를 산정한다.

이론/모형

구체적인 유역형상은 유역면적에 따라 형상계수가 변화되는 기본 타원형을 유역형상으로 채택하였다. 홍수량 산정 방법은 Clark 단위도법을 채택하였으며, 저류상수 산정 방법은 기존 Sabol 공식의 문제점 및 소유역의 적용상의 문제점을 개선한 다음과 같은 형태의 수정 Sabol 공식을 채택하였다.

성능/효과

입력인자 조건 변화를 고려한 비홍수량 산정 공식의 조정에는 기준 조합의 비흥수량 산정 공식을 다음 식과 같이 변형하여 조정계수를 적용하는 방안을 채택하였으며, 조정계수의 적용 순서는 무순이지만 가급적 영향이 큰 순서로 적용하는 것이 적절할 것으로 판단된다.

후속연구

- 다만, 아직까지 Huff 방법의 분위 선택이 주관적인 점과 Huff 방법이 강우분포를 대변하는데 부족함이 많은 부분은 향후 개선이 필요한 것으로 판단된다.
- 유역특성을 충분히 고려하고 지역빈도해석 개념의 비홍수량 산정 공식을 제시함으로써 실무에 적용 가능한 비홍수량산정 공식으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
- 한편, 부수적 항목 검토에서 SCS 단위도법이 항상 Clark 단위도법보다 크게 산정되는 것을 SCS 단위도의 지체시간 산정 방법의 실무적 검토를 통하여 규명하고 이에 따라 무조건적인 SCS 단위도법과의 비교는 지양하여야 함을 제시하였다. - 또한, 면적우량환산계수의 적용에 있어서 적용하는 구간과 적용하지 않는 구간의 경계부근에서 발생되는 불연속을 해결하기 위하여 면적우량환산계수를 적용하기 시작하는 25 km² 초과에서 50km²까지는 면적 우량환산계수의 감소비율을 완화하여 적용하는 방안을 제시하였다.

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