[논문]2009년 유량조사사업 평가

권동석; 이신재; 오창열; 황석환; 정성원; 이재형

[국내논문] 2009년 유량조사사업 평가
Assessment of River Discharge Survey Project in 2009 원문보기

한국수자원학회 2010년도 학술발표회, 2010 May 10, 2010년, pp.1184 - 1190

권동석 (유량조사사업단 품질정책실) , 이신재 (유량조사사업단 품질정책실) , 오창열 (유량조사사업단 품질정책실) , 황석환 (한국건설기술연구원 수자원연구실) , 정성원 (유량조사사업단) , 이재형 (국토해양부 하천운영과)

초록
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유량조사는 하천의 임의 한 단면에 흐르는 물의 양을 측정하는 것으로서 하천유역의 물순환 구조 파악, 하천시설의 설치, 각종 수공 구조물의 설계, 하천 주변지역의 이용 및 관리 등을 목적으로 실시하고 있다. 이에 따라 유량조사사업단은 전국 수위관측소 지점을 대상으로 유량측정을 실시하고 측정된 성과에 대한 체계적인 품질관리와 연구개발을 통한 유량자료의 안정화를 위하여 매년 100여개 지점에서 유량조사사업을 실시하고 있다. 본 연구에서는 2009년도 유량측정성과에 대한 평가기준으로 각 성과별 구간유량비와 불확실도를 선정하였으며, 이와 같은 항목은 측정 중 배치된 측선수에 절대적인 영향을 받게 된다. 그 결과 2009년 유량측정성과의 측선수 평균은 2003년도 대비 유속계 및 부자의 경우 각각 3.7배, 2.2배 증가한 35.1개, 13.8개로 나타났다. 측선수 증가를 통해 최대구간유량비는 유속계 및 부자 각각 30.0%, 51.2% 감소한 7.1%, 14.6%로 나타났으며, 불확실도의 경우 45.1%, 62.4% 감소하여 4.6%, 8.8%의 개선된 값을 보였다. 이러한 양질의 측정성과를 이용해 개발된 수위-유량관계곡선식과 환산유량에 대한 유출률을 검토한 결과, 조석 및 배수 영향을 받는 지점과 계기수위 자료에 문제가 발생한 지점을 제외한 지점에 대한 유출률 분포는 2003년 최대 300%까지 나타났던 유출률이 일반적인 하천에서 나타날 수 있는 유출률 50~90% 비율도 계속 증가하고 있는 것으로 나타났다. 2009년 강수량은 평년 수준을 보였으나, 지역적 시기적 편차 등으로 인해 낙동강 권역의 경우 50% 미만의 유출률을 보인 지점이 다수 나타났다. 이러한 성과는 전문 인력에 의한 유량측정 및 유량성과에 대한 품질관리시스템의 운영을 통해 비교적 양질의 유량자료를 확보할 수 있었으며 이에 근거하여 개발된 수위-유량관계곡선식과 환산된 유량자료는 과거에 비하여 신뢰성이 개선된 것으로 평가되었다. 일련의 체계적인 운영 및 검증을 통해 2009년 유량조사사업은 성공적인 수준으로 판단되며, 추후 지속적인 연구개발을 통해 유량자료의 품질수준을 한 단계 높일 수 있을 것으로 기대된다.

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문제 정의

본 연구는 2009년도 유량측정성과에 대하여 정량적이고 평균적인 정확도를 비교·평가하기 위해 2003년부터 2009년까지의 유량측정성과를 측선수, 최대구간유량비, 불확실도, 연유출률을 비교하여 보았다.
본 연구는 이에 근거하여 조사한 2009년도 한강, 낙동강, 금강, 영산강 권역의 수위관측소를 대상으로 생산된 저·평수기 및 홍수기 유량측정성과를 검토하고자 한다.

제안 방법

앞에서 산정한 유량측정성과의 불확실도와 미국 지질조사국의 유량측정성과 등급 평가기준에 따라 본 과업에서 측정한 유량측정성과의 등급을 평가하였다. 그림 4는 유량측정성과의 등급 평가결과를 나타낸 것으로 유속계, 부자의 경우로 나누어 나타냈다.
이러한 성과에 근거하여 개발된 수위-유량관계곡선식의 적절성을 판단하기 위해 연도별, 권역별 연유출률을 산정하였으며, 상·하류 지점간의 유출량 및 호우시 첨두유량, 연간 총유출량 검토를 수행하였다.
각 연도별로 지점수와 측정성과의 수에 있어 차이는 있지만 연도별 평균적인 개념에서는 크게 차이를 보이지 않을 것으로 판단된다. 측선수, 최대구간유량비, 불확실도는 측정방법에 따라 산정 기준이나 방법이 달라 유속계와 부자로 구분하여 산정하였다. 그 결과 그림 3과 같이 3가지 항목 모두가 점차적으로 개선되었고 이로 인해 측정자료의 품질이 크게 높아졌다고 할 수 있다.

대상 데이터

2009년도 대상지점 현황은 표 1과 같으며 총 114개 지점이다. 이는 2008년 측정 지점수 109개에 비하여 5개 지점이 증가하였다.

성능/효과

측선수, 최대구간유량비, 불확실도는 측정방법에 따라 산정 기준이나 방법이 달라 유속계와 부자로 구분하여 산정하였다. 그 결과 그림 3과 같이 3가지 항목 모두가 점차적으로 개선되었고 이로 인해 측정자료의 품질이 크게 높아졌다고 할 수 있다.
그 결과 그림 3과 같이 유속계와 부자성과 모두 2003년 이후 지속적으로 상위등급인 G 및 E등급이 증가하고 있는 것을 알 수 있으며, 이와 같은 신뢰성 있는 유량측정성과에 근거하여 수위-유량관계곡선식을 개발하였다.
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 나타날 수 있는 유출률 50～90% 비율도 계속 증가하고 있는 것으로 나타났다. 그림 5(ⓐ)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%, 2009년은 약 80%의 유출률을 보이고 있다. 2009년 강수량은 평년 수준을 보였으나, 지역적 편차가 심하고 8～9월의 강수량 부족으로 인해 50% 미만의 유출률을 보인 지점이 다수 나타났다.
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 나타날 수 있는 유출률 50～90% 비율도 계속 증가하고 있는 것으로 나타났다. 그림 5(ⓐ)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%, 2009년은 약 80%의 유출률을 보이고 있다.
2009년도 평·저수기 및 홍수기 유량측정성과에 대한 품질 정도를 평가하기 위하여 측선수, 불확실도, 최대구간유량비 등을 유속계와 부자로 나누어 비교·평가하였으며 연도별로 측정성과에 대한 신뢰성이 높아지고 있는 것으로 나타났다. 또한 해당 지점에 대한 연유출률, 첨두유량, 연총유량 등의 유출특성을 검토한 결과 측정 기준 강화, 전문 인력의 투입, 측정성과에 대한 일상적인 품질관리시스템의 운용 등을 통해 과거의 측정성과에 비하여 자료의 품질이 점차적으로 개선되고 있는 것으로 나타났다. 이러한 측정성과를 근간으로 품질관리시스템을 확대 강화하면 유량자료의 품질을 더 크게 개선시킬 수 있을 것으로 기대된다.

후속연구

더불어 가용 수위관측소 중 유량측정 및 유량자료의 생산이 어려운 하구둑 및 감조하천 구간내의 수위관측소에 대한 유량측정 및 산정방법에 대해 추가적인 기술개발과 심화연구가 필요할 것으로 판단된다.
또한 해당 지점에 대한 연유출률, 첨두유량, 연총유량 등의 유출특성을 검토한 결과 측정 기준 강화, 전문 인력의 투입, 측정성과에 대한 일상적인 품질관리시스템의 운용 등을 통해 과거의 측정성과에 비하여 자료의 품질이 점차적으로 개선되고 있는 것으로 나타났다. 이러한 측정성과를 근간으로 품질관리시스템을 확대 강화하면 유량자료의 품질을 더 크게 개선시킬 수 있을 것으로 기대된다.

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