[논문]낙동강 유역 주요지점의 유출분석

김삼은; 김치영; 최규현; 홍성훈; 김동춘

낙동강 유역 주요지점의 유출분석
Runoff Analysis on the Major Water-level Station at Nakdong basin 원문보기

김삼은 (유량조사사업단 낙동강그룹) , 김치영 (유량조사사업단 유량조사실) , 최규현 (국토해양부 낙동강홍수통제소 조사과) , 홍성훈 (국토해양부 낙동강홍수통제소 조사과) , 김동춘 (국토해양부 낙동강홍수통제소 조사과)

수문학적인 물의 순환은 여러 기상인자들과 영향을 주고 받으며 복합적으로 발생하는 자연현상이다. 바로 이 물의 순환과정을 통해 물의 이동은 시간 및 공간적인 변동성을 가진다. 강수량이 많을 때는 하천의 통수능력을 초과함으로써 홍수를 발생시키기도 하며, 반대로 장기간에 강수가 전혀 없어 하천유출이 중단되어 가뭄을 발생시키기도 한다. 이에 따라 본 연구에서는 강우 자료의 확보가 용이하고, 과거로부터의 관측자료의 신뢰성이 높은 기상청 자료와 2007년부터 2010년 동안의 낙동강 본류와 주요지점을 대상으로 강우특성 및 강우량에 의한 첨두홍수량 비교분석, 지점별 강우에 따른 유출률변화 특성을 비교분석을 실시하였다. 대상지점의 자료는 유량조사사업단 실시한 낙동강유역의 실측된 유량자료를 이용하였다. 강우특성에 의한 낙동강 본류 주요지점을 선정하여 첨두홍수량을 비교 하였으며 유출률 비교를 위해 선정된 지점은 연속적인 수위-유량관계곡선식이 개발되어 안정적인 시계열자료를 산출할 수 있는 지점으로 낙동강권역의 유역특성을 대표할 수 있는 낙동강하류에 위치한 진동 지점과 도시하천의 특성을 나타내는 금호강유역에 위치한 동촌 지점 및 남강댐 하류에 위치하여 댐방류량에 의한 하천유지유량이 발생하는 정암 지점을 선정하여 유출률분석을 실시하였다. 세 지점의 유출률은 해당연도의 강우량에 따라 변화 되는 양상을 보였다. 이는 저 평수기 토양 침투 및 증발에 의한 자연적인 손실과 가용하천유량이 적어짐에 따른 취수량의 유출량에 대한 양적 비율의 증가가 원인으로 예상된다.

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문제 정의

수문학적인 물의 순환은 여러 기상인자들과 영향을 주고 받으며 복합적으로 발생하는 자연현상이다. 이에 본 연구에서는 강우패턴에 의한 낙동강 본류 주요지점을 비교․분석하여 유출특성을 파악하였다. 또한 년간 강우량 변화에 따른 유출률 비교를 실시하였다.

제안 방법

과거 고수위성과에 대한 검증과 보완으로 홍수기 12회 계획되었으나 간헐적인 저평수기 성과에 대한 검증도 자체적으로 실시하여 홍수기 12회, 저평수기 8회, 총 20회의 성과를 확보하여 2010년 곡선식 개발에 활용하였다.
이에 본 연구에서는 강우패턴에 의한 낙동강 본류 주요지점을 비교․분석하여 유출특성을 파악하였다. 또한 년간 강우량 변화에 따른 유출률 비교를 실시하였다. 선정된 지점은 연속적인 수위-유량관계곡선식이 개발되어 안정적인 시계열자료를 산출할 수 있는 지점으로 낙동강권역의 유역특성을 대표할 수 있는 진동 지점과 도시하천의 특성을 나타내는 금호강유역에 위치한 동촌지점 및 남강댐 하류에 위치하여 댐방류량에 의한 하천유지유량이 발생하는 정암 지점을 선정하여 유출률분석을 실시하였다.
또한 년간 강우량 변화에 따른 유출률 비교를 실시하였다. 선정된 지점은 연속적인 수위-유량관계곡선식이 개발되어 안정적인 시계열자료를 산출할 수 있는 지점으로 낙동강권역의 유역특성을 대표할 수 있는 진동 지점과 도시하천의 특성을 나타내는 금호강유역에 위치한 동촌지점 및 남강댐 하류에 위치하여 댐방류량에 의한 하천유지유량이 발생하는 정암 지점을 선정하여 유출률분석을 실시하였다.
또한 년간 강우량 변화에 따른 유출률 비교를 실시하였다. 선정된 지점은 연속적인 수위-유량관계곡선식이 개발되어 안정적인 시계열자료를 산출할 수 있는 지점을 선택하여 분석하였다. 세 지점의 2008년 순유출률은 30% 내외의 유출률을 나타내고 있으며 2008년 낙동강권역의 순유출률은 2007년에 비해 낮아지는 결과를 나타내며 그 결과, 2008년 낙동강권역의 순유출률은 약 20%～40%의 순유출률을 나타내고 있다.
수위-단면적, 수위-평균유속, 수위- 관계를 종합적으로 판단하여 저·중수위 두 구간으로 분리하여 별도의 고수위 외삽추정식을 개발하였고 저수위, 중수위 곡선은 1.67m, 중수위와 고수위 외삽추정 곡선식은 6.26m에서 구간분리를 실시하였다.
0km 이격된 지점에서 준설공사가 이루어지고 있다. 이로 인해 기존 수위-유량관계 곡선식의 변화가 있을 것으로 판단되어 정확한 수위-유량관계곡선식 산정을 위해 저평수기 유량측정은 52회, 홍수기 유량측정은 12회로 총 64회를 계획하였으며, 2010년 저평수기 51회, 홍수기 15회로 총 66회의 성과를 확보하였다. 진동 지점의 유량측정 수위범위는 1.
중규모이상 유역의 기상청 지상기상관측소의 산술평균법과 가중평균법의 우량차이는 8.00% 내외로 크지 않아 유출률 산정에 영향이 미미할 것으로 판단되나 지류에 위치한 일부 지점의 경우는 산정방법에 따라 강우량의 편차가 크게 나타나고 국지적으로 발생하는 호우사상에 대한 영향이 크게 발생하기 때문에 본 과업에서는 수위관측소를 유역출구로 하는 각각의 유역에 대해 기상청 지상기상관측소 우량관측망의 가중평균우량을 사용하여 유출률을 산정하였다.

대상 데이터

2010년도 낙동강수계의 측정지점 3개 지점을 선택하여 각각의 지점에 대한 수위-유량관계곡선식 개발에 대한 내용을 기술하였다.
본 수위관측소는 1968년 1월에 자기수위계로 관측을 개시하여 1988년 3월에 T/M수위계로 전환하였다. 유역면적은 3,283.0㎢, 유로연장은 129.0km, 하폭은 260m, 하상경사는 1/1,430이다. 수위관측소 상류 약 51.

성능/효과

수위-단면적, 수위-평균유속, 수위-# 관계를 종합적으로 분석한 결과 1.50m, 4.15m, 7.40m에서 수위-유량관계 특성의 변화가 있어 이를 경계로 저수위와 중수위1, 중수위1와 중수위2, 중수위2와 고수위 구간을 각각 분리하여 작성하였다.

후속연구

유량측정 결과, 저수위 측정성과에서 다소 산포도가 크게 나타나고 있는데 이는 댐 방류량에 의한 수위변동과 하상에 분포된 모래톱의 형성으로 발생되는 불안정한 유속에 대한 측정오차 등의 복합적인 원인으로 나타난 결과로 판단되며 향후 정밀한 측정이 필요하다.
또한 강우량의 증가로 인해 2010년에 순유출률이 높아지는 경향을 나타내고 있다. 향후 강우에 의한 유출 분석뿐만 아니라, 증발산, 토양수분, 하천수 사용에 관한 종합적인 인자들에 대한 측정이 실시된다면, 낙동강 권역에서의 종합적인 물순환 과정이 파악될 수 있을 것으로 판단된다.

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