본 연구의 지리정보시스템(GIS)을 이용한 야계의 입지해석모델 개발은 사방댐 하류 야계에 대한 야계사방사업의 위치 선정, 하도계획 및 구조물 계획 등을 기 구축되어 있는 국가 DB와 강우 강도 산정, 홍수유출해석 및 수리계산 소프트웨어를 연계하여 체계적으로 표준화된 시스템을 구축하는 것이 목표이다. 따라서, 본 연구에서는 강우, 지형 지질 토지이용 자료를 이용하여 홍수유출해석을 통해 기본 홍수량을 산정하고, 홍수량과 수치지형도 및 항공사진으로부터 추출한 야계의 종단, 평면 및 횡단지형정보를 기본자료로 HEC-RAS의 지형자료(geometrydata) 및 흐름자료(flow data)를 구축하여 수리계산을 수행하였다. 수리계산 결과를 토대로 종단, 평면, 횡단의 하도계획과 호안, 수제 및 하상유지공 등 구조물 계획 등에 필요한 야계입지해석모델을 개발하고자 하였다. 연구결과 강우, 지형 지질 토지이용, 항공사진 자료 등 국가 DB자료만을 이용하여 야계입지를 해석할 수 있는 시스템을 개발하였으며, 1 : 5000의 수치지형도 및 항공사진으로부터 야계부분에 대한 지형도를 분리하여 1m 간격의 등고선으로 된 수치지형도에서 야계의 종단, 평면 및 횡단지형정보를 기본자료로 수리계산을 위한 HEC-RAS의 지형자료(geometry data)를 구축할 수 있음을 제시하였다. 또한 수리계산 결과를 토대로 최심하상고, 수위, 수심, 유속, 소류력, Froude수 등 종단, 평면, 횡단의 하도계획과 호안, 수제 및 하상유지공 등 야계 구조물 계획 등에 필요한 수리학적 인자를 추출할 수 있었으며, 시험유역에 대한 적용 가능성을 검토한 결과 야계사방사업의 입지선정을 위한 수단으로 활용할 수 있음를 제시하였다.
본 연구의 지리정보시스템(GIS)을 이용한 야계의 입지해석모델 개발은 사방댐 하류 야계에 대한 야계사방사업의 위치 선정, 하도계획 및 구조물 계획 등을 기 구축되어 있는 국가 DB와 강우 강도 산정, 홍수유출해석 및 수리계산 소프트웨어를 연계하여 체계적으로 표준화된 시스템을 구축하는 것이 목표이다. 따라서, 본 연구에서는 강우, 지형 지질 토지이용 자료를 이용하여 홍수유출해석을 통해 기본 홍수량을 산정하고, 홍수량과 수치지형도 및 항공사진으로부터 추출한 야계의 종단, 평면 및 횡단지형정보를 기본자료로 HEC-RAS의 지형자료(geometry data) 및 흐름자료(flow data)를 구축하여 수리계산을 수행하였다. 수리계산 결과를 토대로 종단, 평면, 횡단의 하도계획과 호안, 수제 및 하상유지공 등 구조물 계획 등에 필요한 야계입지해석모델을 개발하고자 하였다. 연구결과 강우, 지형 지질 토지이용, 항공사진 자료 등 국가 DB자료만을 이용하여 야계입지를 해석할 수 있는 시스템을 개발하였으며, 1 : 5000의 수치지형도 및 항공사진으로부터 야계부분에 대한 지형도를 분리하여 1m 간격의 등고선으로 된 수치지형도에서 야계의 종단, 평면 및 횡단지형정보를 기본자료로 수리계산을 위한 HEC-RAS의 지형자료(geometry data)를 구축할 수 있음을 제시하였다. 또한 수리계산 결과를 토대로 최심하상고, 수위, 수심, 유속, 소류력, Froude수 등 종단, 평면, 횡단의 하도계획과 호안, 수제 및 하상유지공 등 야계 구조물 계획 등에 필요한 수리학적 인자를 추출할 수 있었으며, 시험유역에 대한 적용 가능성을 검토한 결과 야계사방사업의 입지선정을 위한 수단으로 활용할 수 있음를 제시하였다.
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문제 정의
따라서 본 연구의 지리정보시스템(GIS)을 이용한 야계의 입지해석모델 개발은 사방댐 하류 야계에 대한 야계사방사업의 위치 선정, 하도계획 및 구조물 계획 등을 기 구축되어 있는 국가 DB와 강우강도 산정, 홍수유출해석 및 수리계산 소프트웨어를 연계하여 체계적으로 표준화된 시스템을 구축하는 것이 목표이다.
강우, 지형·지질·토지이용 자료를 이용하여 홍수유출해석을 통해 기본홍수량을 산정하기 위하여 홍수량과 수치지형도 및 항공사진으로부터 추출한 야계의 종단, 평면 및 횡단 지형정보를 기본 자료로 HEC-RAS의 지형자료 및 흐름자료를 구축하여 수리계산을 수행한다. 수리계산 결과를 토대로 종단, 평면, 횡단의 하도계획과 호안, 수제 및 하상유지공 등 구조물 계획 등에 필요한 야계 입지해석모델을 제시하고자 하였다.
제안 방법
강우, 지형·지질·토지이용 자료를 이용하여 홍수유출해석을 통해 기본홍수량을 산정하기 위하여 홍수량과 수치지형도 및 항공사진으로부터 추출한 야계의 종단, 평면 및 횡단 지형정보를 기본 자료로 HEC-RAS의 지형자료 및 흐름자료를 구축하여 수리계산을 수행한다.
강우, 지형·지질·토지이용, 항공사진 자료 등 국가 DB자료만을 이용하여 야계입지를 해석할 수 있는 시스템을 개발하여 1 : 5000의 수치지형도 및 항공사진으로부터 야계부분에 대한 지형도를 분리하여 1m 간격의 등고선으로 된 수치지형도에서 야계의 종단, 평면 및 횡단 지형정보를 기본자료로 수리계산을 위한 HEC-RAS의 지형자료(geometry data)를 구축할 수 있었다.
kr)의 수문기상/강우자료에서 전국의 실시간 강우자료를 입수할 수 있으며, 또한 전국 각 시군의 읍면별 강우자료를 기초자치단체의 재난종합상황실에서 확보할 수 있다. 국립방재연구소에서 개발하여 활용되고 있는 강우분석프로그램(FARD2006)을 이용하여 해당지역 관측소의 우량 자료를 분석하여 지속시간별 연최대치계열을 산정하고, 이를 수문학적 의미를 갖는 지속시간 및 재현기간별 확률강우량 산정을 위해 고정시간간격의 자료계열을 임의시간간격의 자료계열로 변환하여 사용하였다.
일반적인 하천의 경우 직접 하천종횡단측량을 통하여 지형정보를 확보하지만 야계의 경우 주변 토지이용도가 낮거나 대부분 임야이며, 야계의 거석, 기반암 등 하상의 불규칙한 특성 및 측량시 시거확보의 곤란 등 여러 가지 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 등고선 간격이 5m인 1 : 5000의 수치지형도에서 보간법에 의하여 1m 간격의 등고선을 형성시켜 하도지형을 추출한다. 이렇게 추출된 야계의 평면, 종단, 횡단의 지형정보를 HEC-RAS의 지형자료(geometry data)로 구축한다.
수치지형도로부터 추출된 DEM 자료는 1 : 5,000 축적 지형도상의 5m 간격의 등고선 및 고도값을 입력하고 이를 5m×5m 간격의 격자로 재구성하여 각 격자당 하나의 고도값을 갖는 DEM 자료로 변환될 수 있으며, DEM 자료를 이용하여 경사도, 경사방향, 고도분포, 음영기복, 경사방향 등 각종 지형분석을 수행할 수 있다. 또한 지질도, 토지이용도, 임상도를 유출해석에 이용하였다.
본 연구에서는 수치지형도를 이용, 야계의 평면, 종단 및 횡단에 대한 지형정보를 추출하고 그 결과를 수리계산의 지형자료로 구축하였다. 그림 3은 홍계지구 시험유역에 대한 수치지형도 및 HEC-RAS의 평면도, 횡단도 및 종단도를 나타낸 것이다.
따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 등고선 간격이 5m인 1 : 5000의 수치지형도에서 보간법에 의하여 1m 간격의 등고선을 형성시켜 하도지형을 추출한다. 이렇게 추출된 야계의 평면, 종단, 횡단의 지형정보를 HEC-RAS의 지형자료(geometry data)로 구축한다. 그림 2는 본 연구의 시험유역인 홍계지구 야계의 고도, 경사 및 경사향 분포를 분석한 결과이다.
대상 데이터
본 연구에서는 연구성과의 적용평가 및 모니터링을 위하여 경남 산청군 삼장면의 홍계리에 홍계지구시험유역을 선정하였으며, 홍계지구에는 경남산림환경연구원과 공동 시범사업으로 이미 맞춤형 테트라블럭 사방댐을 건설하였다. 야계입지해석모델을 평가하기 위하여 홍계지구의 야계유역에 적용하였다.
본 연구에서는 연구성과의 적용평가 및 모니터링을 위하여 경남 산청군 삼장면의 홍계리에 홍계지구시험유역을 선정하였으며, 홍계지구에는 경남산림환경연구원과 공동 시범사업으로 이미 맞춤형 테트라블럭 사방댐을 건설하였다. 야계입지해석모델을 평가하기 위하여 홍계지구의 야계유역에 적용하였다. 야계입지해석은 그림 1과 같이 홍수유출해석, 야계지형추출, 수리계산의 3 부분으로 구성되며, 수치지형도에서 추출한 야계지형과 수리계산결과로부터 야계입지를 평가할 수 있다.
연구성과의 적용평가 및 모니터링을 위하여 경남 산청군의 삼장면의 홍계리에 홍계지구시험유역을 선정하였다.
성능/효과
수리계산 결과를 토대로 최심하상고, 수위, 수심, 유속, 소류력, Froude수 등 종단, 평면, 횡단의 하도계획과 호안, 수제 및 하상유지공 등 구조물 계획 등에 필요한 수리학적 인자를 추출할 수 있으며, 시험유역에 대한 적용 가능성을 검토한 결과 야계사방사업의 입지선정을 위한 수단으로 활용할 수 있는 것으로 판단된다.
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