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중소하천유역 용수공급을 위한 물수지분석
Water balance analysis for water supply at small watershed area 원문보기

한국수자원학회 2010년도 학술발표회, 2010 May 10, 2010년, pp.1293 - 1297  

이수형 (실용수자원연구소) ,  박기범 (실용수자원연구소, 안동과학대학 건설정보과) ,  김성원 (동양대학교 철도토목공학과)

초록
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최근 10년 들어 가뭄과 홍수가 빈번하게 반복되면서 용수공급에 어려움이 많은 것이 사실이다. 특히나 농촌지역, 군, 면단위 지역의 용수공급 문제는 시간이 지날수록 개선이 이루어지고 있으나 시간적으로 공간적으로 개선속도가 늦게 진행되고 있다. 새로운 취수원의 변경, 댐건설 등으로 인하여 새로운 용수공급량의 추정과 용수공급의 배분문제는 아주 중요하다고 할 수 있다. 중소하천유역에서의 물수지 분석은 해당 지역에 대한 안정된 용수를 공급하기 위해 유역내의 장래 용수수요를 산정하고 공급기준년의 자연유량을 비교하여 유역내의 물수지를 예측하고, 공급기준년의 물부족량을 공급하기 위해 필수적으로 선행되어야 하는 요소이다. 갈수시의 물수지 분석은 유역 내에서 발생하는 용수수요의 총량 및 장래수요 증가량과 불규칙한 자연유하량을 비교 검토하여 물 부족 여부를 검토하는 것으로 갈수시에도 하천의 정상적인 기능을 유지하기 위한 수자원의 확보방안을 강구하기 위해 행하는 것이다. 본 연구에서는 증가하는 용수수요와 취수원 변경에 따른 영주시 수자원의 효율적인 이용과 체계적인 용수공급 계획을 수립하기 위하여 지방 2급 하천인 서천상류(죽계천, 남원천,서천)유역 일원에 대한 용수이용현황을 조사하고 장래 용수수요를 추정하여 물수지 분석을 실시하였다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 본 연구에서는 서천 유역의 유출량 산정을 위하여 SWAT모형을 사용하였다. SWAT 모형의 구축을 위해서 수치고도자료 1:25000 수치지도를 이용하여 TIN 생성 후 30X30m의 격자형 구조인 그리드로 변환하여 DEM을 생성하였고, 출구점 면적(Threshold area)을 500ha로 결정하여 불필요한 하천망은 지워가면서 실제하천망과 유사하게 나타내었으며, 11개의 소유역으로 분할하였다. 토지 이용도 및 토양도는 1:25000을 이용하여 중분류 토지 피복자료를 이용하였으며, 토양도 SWAT모형에서 요구하는 입력자료의 형태인 속성값으로 나타내었다.
  • 본 연구에서는 2013년을 기준으로 하여 향후 2017년, 2021년, 2025년, 2029년 등 4개년을 계획년도로 나누어 물수지 분석일 실시하였으며, 표 2은 2029년 물수지 분석결과를 산정한 것이며, 그림 3 및 그림 4는 물수지 모식도를 나타내었다.
  • 본 연구에서는 SWAT모형을 이용하여 자연하천의 장기유출모의를 하였으며, 매개변수보정에 의한 결과를 Tank모형의 유출량과 비교하여 2003년～2008년까지의 수문곡선을 다음과 같이 나타내었다.
  • 본 연구에서는 일유출량을 선정에 있어서 총 유출량을 보정하기 위해 토양증발 보상계수(ESCO)와 CN값을 보정하였으며, 기저유출량을 보정하기 위해서는 GWQMN, REVAPMN과 GW_REVAP를 보정하였고, 토양수분함량(AWC), CH_K2와 ALPHA_BF값을 Tank모형의 유출량과 비교하면서 반복적으로 시행하여 보정을 실시하였다. 서천유역 하구 유출량을 산정방법에 있어 잠재증발산량은 Penmam-Monteith 방법을 이용하고 하도추적은 Muskingum방법으로 적용하였다.

대상 데이터

  • 본 연구에서는 경상북도 영주시를 관류하여 내성천에 유입되는 낙동강 제 2지류인 서천유역의 상류를 관통하는 서천 상류유역을 선택하였다. 유역면적은 약 363.
  • 본 연구에서는 경상북도 영주시를 관류하여 내성천에 유입되는 낙동강 제 2지류인 서천유역의 상류를 관통하는 서천 상류유역을 선택하였다. 유역면적은 약 363.88㎢, 유로연장 40.90㎞의 지방 2급하천이고, 서천 유역 전체(죽계천, 남원천 및 서천)를 주요 지천이나 용수수요처의 유무를 감안하여 희방, 봉현, 영주, 문수, 풍기, 사천, 문수, 홍교천, 안정, 단산 및 동지구와 같이 총 11개의 용수수요산정 지점으로 그림1 및 그림 2과 같이 나타내었으며, 유역내에서 기상학적 특성을 분석할 수 있는 영주기상관측소의 36개년간 자료를 이용하였으며, 표 1은 기상관측소 현황을 나타내었다.
  • SWAT 모형의 구축을 위해서 수치고도자료 1:25000 수치지도를 이용하여 TIN 생성 후 30X30m의 격자형 구조인 그리드로 변환하여 DEM을 생성하였고, 출구점 면적(Threshold area)을 500ha로 결정하여 불필요한 하천망은 지워가면서 실제하천망과 유사하게 나타내었으며, 11개의 소유역으로 분할하였다. 토지 이용도 및 토양도는 1:25000을 이용하여 중분류 토지 피복자료를 이용하였으며, 토양도 SWAT모형에서 요구하는 입력자료의 형태인 속성값으로 나타내었다.

이론/모형

  • 본 연구에서는 서천 유역의 유출량 산정을 위하여 SWAT모형을 사용하였다. SWAT 모형의 구축을 위해서 수치고도자료 1:25000 수치지도를 이용하여 TIN 생성 후 30X30m의 격자형 구조인 그리드로 변환하여 DEM을 생성하였고, 출구점 면적(Threshold area)을 500ha로 결정하여 불필요한 하천망은 지워가면서 실제하천망과 유사하게 나타내었으며, 11개의 소유역으로 분할하였다.
  • 본 연구에서는 일유출량을 선정에 있어서 총 유출량을 보정하기 위해 토양증발 보상계수(ESCO)와 CN값을 보정하였으며, 기저유출량을 보정하기 위해서는 GWQMN, REVAPMN과 GW_REVAP를 보정하였고, 토양수분함량(AWC), CH_K2와 ALPHA_BF값을 Tank모형의 유출량과 비교하면서 반복적으로 시행하여 보정을 실시하였다. 서천유역 하구 유출량을 산정방법에 있어 잠재증발산량은 Penmam-Monteith 방법을 이용하고 하도추적은 Muskingum방법으로 적용하였다.
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