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부자측정에 의한 유량산정방법 개선
Improvement to the Methods of Discharge Computation from Float Measurements 원문보기

한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집, 2006 May 18, 2006년, pp.852 - 857  

황석환 (한국건설기술연구원 수자원연구부) ,  김치영 (한국건설기술연구원 수자원연구부) ,  정성원 (한국건설기술연구원 수자원연구부) ,  김원 (한국건설기술연구원 수자원연구부)

초록
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하천유량자료는 이수, 치수, 수질관리 등의 목적으로 널리 사용되기 때문에 여러 가지 수문관측 자료 중 가장 중요하다고 할 수 있다. 그러나 우리나라의 유량자료는 여러 가지 한계를 가지고 있어서 수문자료로서 제대로 사용되지 못하고 있는 실정이다. 특히 홍수기 부자측정 방법에 의해 산정된 유량자료는 측정 여건, 방법, 기기 등의 한계로 인해 그 정확도가 더욱 낮다. 홍수기 부자측정 방법에 의한 유량자료의 정확도 향상을 위해서는 현장 유량측정의 정확도를 향상시키는 것이 일차적으로 필요하지만, 측정된 자료를 과학적이고 체계적인 계산과정을 통하여 유량으로 환산하는 것도 매우 중요하다. 국내의 경우 일반적으로 여름에 집중호우가 빈발하고 경사가 급한 산지하천이 많다. 그래서 홍수시 하천의 유속이 매우 빠르고 하천수내에 부유물이 많이 함유되어 있다. 이러한 요인들로 의해 대부분 홍수시 유속계를 이용한 유량측정이 불가하여 대안으로 부자를 이용하여 측정하고 있다. 그 결과 평저수시 유속계 이용시에 비해 측정 및 산정과정에서 매우 큰 오차가 발생하고 있다. 이와 같이 국내의 경우 홍수시 유량측정을 위해 부자에 전적으로 의존하는 현실임에 불구하고 부자를 이용한 유속측정 및 유량산정에 대한 연구는 매우 미흡하였다. 외국의 경우도 부자 측정에 대한 방법론이 ISO 748과 일본수문관측에 간략하게 설명되어 있고 USGS와 WMO에서는 거의 내용을 다루고 있지 않고 있다. 현재 우리나라의 경우는 ISO 748을 일부 참조하고 대부분 일본수문관측 기준에 준해 측정을 하고 있다. 자연하천임을 감안하면, 부자에 의한 유속 측정시 발생할 수 있는 여러 오차들의 경우 적절한 구간의 선택, 충분한 측선수의 확보 등과 같은 측정기준의 개선을 통하여 상당부분 제거가 가능하다. 그러나 부자를 이용해 측정된 성과를 신뢰도 높은 유량으로 산정하기 위해서는 정확한 측정과 더불어 과학적이고 표준화된 유량산정 기준과 절차가 필요하다. 본 연구에서 분석된 결과에 의하면 부자유선 모임, 홍수터 유속 미측정, 기준 흘수 미적용 등과 같은 측정 자체의 문제점을 제외하면, 부자측정 방법에 의한 유량산정시 가장 큰 오차원인은 홍수시 측정된 유속측선의 위치와 홍수 전후로 측정된 횡단면상의 위치가 일치하지 않는 점과, 대부분 두 측정 구간의 평균값을 대푯값으로 사용한다는 점이다. 본 연구는 다년간의 유량 측정 및 검증 경험과 자료를 토대로 현장에서 부자를 이용하여 측정된 측정성과를 정확도 높은 유량자료로 산정하는데 있어서의 문제점을 도출하고, 이로 인해 발생하는 오차를 추정하여 그 개선방안을 제시해 보고자한다. 더불어 보다 정확한 유량 산정을 위한 기준과 범주를 제시하고자 한다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 관측에는 원칙적으로 봉부자를 사용하고, 흘수 부분의 길이로, 0.5m, 1.0m, 2.0m, 4.0m의 4종류로 구분하며 미리 정해진 2단면 사이를 부자가 유하하는 시간을 측정해서 부자의 유하속도를 구하고, 이것에 평균유속보정계수를 곱해서 구분단면도의 평균유속을 결정한다. 횡단방향의 측선배치는 가능한 한 등유량이 되도록 선정한다.
  • 수심에 따른부자를 부자투하위치에 배치한후 투하한다. 부자가 전망단면에 닿은 후에, 신호에 의해동시에 기준수위표, 제1, 제2, 제3 관측단면에 있는 보조수위표의 수위를 측정한다. 부자가 전망단면을 통과하는 순간을 확인한 경우는, 전망원은, 확인 신호를 하고, 유하시간의 측정을 개시한다.
  • 전체단면의 평균유속을 동시에 직접 측정할 수는 없으므로 몇 개의 소단면으로 구분해서, 각각의 구분 단면적의 중앙을 유속측선으로 한다. 이 유속측선은 부자가 유하하는 위치이고, 부자 투하 단면에서는, 부자의투하위치가 된다.
  • 횡단측량은, 제1, 제2, 제3 관측 단면 및 기준 수위표의 단면에 대해 홍수 전후로 실시한다.
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