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장기유출모의를 통한 농업용저수지 저수율 예측
Storage Rate Estimation of Irrigation Reservoir by Long term Rainfall-Runoff Modeling 원문보기

한국수자원학회 2012년도 학술발표회, 2012 May 16, 2012년, pp.321 - 326  

박종표 (주식회사 헥코리아) ,  정순찬 (동부엔지니어링(주)) ,  유창환 (주식회사 헥코리아 수자원환경사업부) ,  원창연 (주식회사 헥코리아 수자원환경사업부)

초록
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장기유출모형을 이용하여 농업용저수지 유입량을 예측하고 농업용수 필요수량 및 홍수기 저수지 홍수조절을 통한 방류량 데이터를 이용하여 장기간에 대한 농업용저수지 저수율을 계산하였다. 계산결과와 실측 저수율 데이터의 비교 검증을 통하여 모형의 적용성을 평가하였다. 대상유역은 담양댐 지점이며 유역면적은 $47.2km^2$ 이며 주 하천 연장은 12.0km 이다. 담양댐은 저수용량에 비하여 유역면적이 작기 때문에 댐 계획 당시 순창군 구림면에 유역면적 $18.4km^2$ 인 2개의 보를 축조하여 유역변경방식으로 간접유역 유출량을 비관개기 및 홍수시에 도수하며 최대 도수량은 $10m^3/s$이다. 장기유출모의는 한국수자원공사(2001)에서 수행한 전역최적화기법인 콤플렉스 혼합진화기법을 통하여 추정된 나주지점의 모형보정 성과를 활용하였으며 모의기간은 1981-2010년(30년)이다. 장기유출모의 결과 담양댐 유역의 평균 유출율은 67% 인 것으로 분석되었다. 농업용수 필요수량은 한국농촌공사에서 산정한 연도별 필요수량 산정결과를 이용하여 실측 농업용수 월별 방류량 자료를 기준으로 관개개간인 4월 21일-9월 20일(163일)동안 월별로 분배하여 적용하였다. 홍수조절은 기존 댐 상시만수위, 홍수기제한수위 데이터를 근거로 운영하였다. 일별저수지 운영모형은 미공병단의 HEC-5 모형을 이용하였으며 한국농어촌공사 농촌용수종합 정보시스템(RAMIS)의 댐 일별 저수율 현황과 기존저수지 일별 저수지 모의운영결과를 비교 검증하였다. 모형수행결과 실측저수율과 모형수행결과의 상관계수는 0.93 인 것으로 분석되었다. 연구결과, 장기유출모의 결과와 연계하여 농업용수, 하천유지용수, 홍수조절을 고려한 저수지 운영을 통하여 비교적 정확하게 농업용저수지 저수율을 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구성과를 바탕으로 농업용저수지의 장기적인 용수수급현황을 예측하여 효율적인 용수공급계획을 수립할 수 있을 것으로 기대된다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 본 연구의 연구방법은 다음과 같다. 1단계, 농업용 저수지 저수율 예측을 수행하였으며 유입량 예측을 위하여 국내외에서 적용사례가 많은 TANK 모형을 이용하였다. 2단계, 농업용수 및 하천유지용수량은 한국농촌공사에서 산정한 농업용수, 유지용수 필요수량을 실제 관개기 공급실적 데이터를 기초로 분배하여 적용하였다.
  • 2단계, 농업용수 및 하천유지용수량은 한국농촌공사에서 산정한 농업용수, 유지용수 필요수량을 실제 관개기 공급실적 데이터를 기초로 분배하여 적용하였다. 3단계, 기존댐의 홍수기 홍수조절방안 및 수위-방류량 관계를 이용하여 홍수기 수위를 예측하였다. 4단계, HEC-5모형을 이용하여 일별저수지 모의운영을 수행하고 마지막으로, 계산결과와 실측 저수율 데이터의 비교검증을 통하여 모형의 적용성을 평가하였다.
  • 3단계, 기존댐의 홍수기 홍수조절방안 및 수위-방류량 관계를 이용하여 홍수기 수위를 예측하였다. 4단계, HEC-5모형을 이용하여 일별저수지 모의운영을 수행하고 마지막으로, 계산결과와 실측 저수율 데이터의 비교검증을 통하여 모형의 적용성을 평가하였다.
  • 농업용수 필요수량은 한국농촌공사에서 산정한 연간 관개 필요수량을 한국농어촌공사 담양지사의 실측 농업용수 월별 방류량 기준으로 관개기간인 4월 21일-9월 20일(163일)동안 월별로 분배하여 적용하였다. 또한, 하천 유지용수는 연간 725 만m3 을 적용하였다(표 4, 5).
  • 한국농어촌공사 농촌용수종합정보시스템(RAMIS)의 댐 일별 저수율 현황과 기존저수지 일별 저수지 모의운영결과를 비교ㆍ검증하였다. 모형수행결과 실측저수율과 모형수행결과는 상관계수는 0.

대상 데이터

  • 1단계, 농업용 저수지 저수율 예측을 수행하였으며 유입량 예측을 위하여 국내외에서 적용사례가 많은 TANK 모형을 이용하였다. 2단계, 농업용수 및 하천유지용수량은 한국농촌공사에서 산정한 농업용수, 유지용수 필요수량을 실제 관개기 공급실적 데이터를 기초로 분배하여 적용하였다. 3단계, 기존댐의 홍수기 홍수조절방안 및 수위-방류량 관계를 이용하여 홍수기 수위를 예측하였다.
  • 본 연구에서 강우관측소는 담양댐 인근 관측소 중 자료기간이 길고 유역의 특성을 잘 반영할수 있는 기상청 관할 광주관측소를 지배관측소로 선정하였다. 강우데이터는 1981-2010년의 일강우 자료를 적용하였으며 증발량의 경우 관측기간이 짧아 Penman 공식을 이용하여 산정한 잠재증발산량을 추정하여 실제증발량으로 환산 후 모형에 입력하여 적용하였다.

이론/모형

  • TANK 모형의 매개변수는 한국수자원공사(2001) “수문자료빈도분석 및 일유출 모의시스템 구축용역”에서 수행한 전역최적화기법인 컴플렉스 혼합진화기법을 통하여 추정된 전국 17개 지점에 대한 매개변수를 유역특성으로 반영하여 적용하였으며 모형보정결과 및 매개변수 산정결과를 아래 그림 2, 표 2에 각각 정리하였다.
  • 본 연구에서 강우관측소는 담양댐 인근 관측소 중 자료기간이 길고 유역의 특성을 잘 반영할수 있는 기상청 관할 광주관측소를 지배관측소로 선정하였다. 강우데이터는 1981-2010년의 일강우 자료를 적용하였으며 증발량의 경우 관측기간이 짧아 Penman 공식을 이용하여 산정한 잠재증발산량을 추정하여 실제증발량으로 환산 후 모형에 입력하여 적용하였다. TANK 모형의 매개변수는 한국수자원공사(2001) “수문자료빈도분석 및 일유출 모의시스템 구축용역”에서 수행한 전역최적화기법인 컴플렉스 혼합진화기법을 통하여 추정된 전국 17개 지점에 대한 매개변수를 유역특성으로 반영하여 적용하였으며 모형보정결과 및 매개변수 산정결과를 아래 그림 2, 표 2에 각각 정리하였다.
  • 구림저수지 하류 간접유역의 비 관개기, 홍수시 도수를 고려한 장기유출모의를 TANK 모형을 이용하여 수행하였다. 모형수행결과 다양댐 유역의 30년 평균 유출량은 5,702 만m3, 유출율은 67%인 것으로 분석 되었다.
  • 일별 저수지 모의운영의 HEC-5 모형을 이용하여 수행하였으며 1-3단계 과정의 자세한 내용은 2장과 3.1장에 자세히 기술하였다. 4단계 일별저수지 모의운영은 1981-2010년(30년)에 대하여 수행하였으며 모의간격을 일간격이다.
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