[논문]2010년 유량조사사업 평가

이상철; 오창열; 이신재; 정성원; 이보영

[국내논문] 2010년 유량조사사업 평가
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이상철 (유량조사사업단 품질정책실) , 오창열 (유량조사사업단 품질정책실) , 이신재 (유량조사사업단 품질정책실) , 정성원 (유량조사사업단 단장) , 이보영 (국토해양부 하천운영과)

유량조사 자료는 하천유역의 물순환 구조 파악, 하천시설의 설치, 각종 수공 구조물의 설계, 하천 주변지역의 이용 및 관리 등 수자원 계획을 위한 기초자료로 다방면에서 활용되고 있다. 국토해양부는 전국 수위관측소를 대상으로 매년 100여개 지점에서 유량조사을 실시하고 있으며, 측정된 성과에 대한 체계적인 품질관리와 연구개발을 통해 유량자료의 품질향상 및 안정화를 위해 노력하고 있다. 본 연구는 2010년도 유량조사사업에서 수행한 4대강 권역 12개 수계 153개 지점에서 수행된 유량 측정성과에 대해서 수리특성 분석, 최대구간유량비 분석, 하천폭에 따른 측선수 비교, 불확실도 분석을 수행하였다. 또한 개발된 수위-유량관계곡선식을 통하여 산정된 유량자료에 대하여 연유출률 평가, 상 하류간 유량 비교, 연유출총량 등을 비교하여 산정된 유량자료의 적절성을 검토하였다. 2010년 조사자료의 측선수 평균은 유속계 36.7개, 부자 14.3개, 최대구간유량비는 유속계 6.7%, 부자 13.9%, 불확실도는 유속계 4.0%, 부자 7.7%로 나타났다. 개발된 수위-유량관계곡선식을 활용해 산정된 유출률의 전체 평균값은 61%로 2009년에 비해 약 10% 크게 나타났다.

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문제 정의

본 연구에서는 2010년 153개 지점에서 측정된 유량측정성과를 대상으로 측정자료의 정확도와 연관이 깊은 측선수, 최대구간유량비, 불확실도의 평균값을 비교하였으며, 수위-유량관계곡선식을 개발을 통해 산정된 유량의 적정성을 평가하기 위하여 유출특성을 검토하였다.

제안 방법

금회 측정된 유량측정성과에 대하여 정확도의 정량적인 비교 · 평가를 위해서, 측정성과에 대한 측선수, 최대구간유량비, 불확실도를 연도별로(2003～2009년) 비교하였다.
이러한 성과에 근거하여 개발된 수위-유량관계곡선식의 적절성을 판단하기 위해 연도별, 권역별 연유출률을 산정하였으며, 상 ․ 하류 지점간의 유출량 및 호우시 첨두유량, 연간 총유출량 검토를 수행하였다.
유량측정성과의 불확실도와 미국 지질조사국의 유량측정성과 등급 평가기준에 따라 본 사업에서 측정한 유량측정성과의 등급을 평가하였다. 그림 2는 유량측정성과의 등급 평가결과를 나타낸 것으로 유속계, 부자의 경우로 각각 나누어 나타냈다.

대상 데이터

표 2와 그림 7은 4대강 권역의 연유출총량을 비교한 표와 그림으로, 권역별 유출량은 각 권역별 대표지점의 유출량과 동일하다는 가정하에 유출총량을 비교 하였다. 각각의 대표 지점은 2010년도 측정지점 중에 선정하였다.
저수위 유량이 불안정하여 차선으로 여주지점을 대표 지점으로 선정하였다. 낙동강권역은 진동지점, 금강권역은 공주지점, 영산강 권역은 나주지점을 대표 지점으로 선정하였다.

성능/효과

금회 측정된 유량측정성과에 대하여 정확도의 정량적인 비교 · 평가를 위해서, 측정성과에 대한 측선수, 최대구간유량비, 불확실도를 연도별로(2003～2009년) 비교하였다. 검토 결과, 유량측정의 정확도를 판단 할 수 있는 3가지 항목 모두가 2004년 급격히 개선된 후 점차적으로 향상되어, 2007년 이후로는 안정된 수준을 보이고 있다.
그림 2는 유량측정성과의 등급 평가결과를 나타낸 것으로 유속계, 부자의 경우로 각각 나누어 나타냈다. 그 결과 유속계와 부자성과 모두 2010년에 상위등 급인 G 및 E 등급이 거의 100%에 해당하는 매우 좋은 결과를 보였으며, 과거에 비해서도 크게 증가한 것을 알 수 있다.
또한 조석 및 배수 영향을 받는 지점과 계기수위 자료에 문제가 발생한 지점을 제외한 지점에 대한 유출률 분포를 살펴보면, 2003년 최대 300%까지 나타났던 유출률이 일반적인 하천에서 나타날수 있는 유출률 50～90% 비율도 계속 증가하고 있는 것으로 나타났다. 그림 5(a)를 살펴보면, 과거에 비해서 확연하게 유출률의 산포도가 개선되었음을 확인 할 수 있으며, 2004～2006년의 지점별 유출률 최대값은 모두 200% 이상을 나타냈으나, 2007년을 기준으로 개선되기 시작하여 2008년 약 100%, 2010년은 약 80%의 유출률을 보이고 있다.
또한 해당 지점에 대한 연유출률, 상 ․ 하류 유량, 연유출총량 등의 유출특성을 검토한 결과 측정기준 강화, 전문인력 투입, 측정성과에 대한 일상적인 품질관리시스템의 운용 등을 통해 과거의 측정성과에 비하여 자료의 품질이 점차적으로 개선되고 있는 것으로 나타났다

후속연구

추후 유량자료 생산이 어려운 배수 및 감조 영향을 받은 구간내의 수위관측소에 대해서 유량측정및 산정방법에 대한 추가적인 연구가 보완된다면, 보다 품질높은 수문자료 생산이 가능할 것으로 판단된다.

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