대암산 용늪의 강우시 유출반응에 관한 연구

주국화,박종관 대한지리학회 2011 대한지리학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.5

대암산 용늪의 유출 패턴에 관한 연구

주국화 ( Ju Hua Zhu ),박종관 ( Jong Kwan Park ) 한국지형학회 2011 한국지형학회지 Vol.18 No.4

본 연구는 용늪의 강우에 대한 유출 패턴을 알아보기 위한 것으로 용늪의 수문곡선을 증수부와 감수부로 나누어 지표수의 유출 반응을 파악해 보았다. 그 결과 다음과 같은 사실을 얻어냈다. 강우강도와 증수부 기울기와의 상관관계에 있어 제1증수부보다는 제2, 제3증수부의 기울기가 더 높은 상관관계를 갖고 있는 것으로 나타나 증수부 시작점의 유출량이 양자 간의 관계에 크게 작용하고 있는 것으로 밝혀졌다. 또한 감수부의 유량감소량은 변곡점의 유량 값이 10ℓ/sec 이상일 경우 첨두유량으로부터 변곡점까지의 경과시간과 유량감소량 사이에 높은 상관관계를 지니고 있는 것으로 조사되었다. 관측기간 동안의 용늪의 평균유출률은 0.54, 평균 직접유출률은 0.14로 분석되었다. 또한 선행강우일수가 짧을수록 기저유량은 크게 나타나고 있었으며 기저유량이 클수록 유출률도 크게 나타났다. 용늪에서 1년간 유출된 지표수량은 41만톤이었으며, 월 최고유출량은 총 유출량의 21.5%를 차지한 9월에, 그리고 월 최저유출량은 1.9%를 차지한 3월에 나타났다. 계절별 최고유출량은 총유출량의 37.7%를 차지한 여름에, 계절별 최저유출량은 9.4%인 겨울에 나타났다. The purpose of this study is to clarify the discharge patterns of Yongnup, Daeam-san. Many hydrographs were analyzed by the types of rising and falling stages, and the slope of those stages with the semi-log graph paper was a key point to distinguish the discharge patterns during rainstorms. The correlation between rainfall intensity and slopes of the second or third rising stage was higher than that between slopes of the first rising stage and rainfall intensity. Also, the coefficient of correlation between discharge decrement and the lapsed time from the peak to inflection point of hydrograph, during high water stages, was better than that during low water stages. The annual average discharge rate of Yongnup was 0.54 and the average direct runoff ratio was 0.14. The total discharge amount from Yongnup was about 410,000 tons for a water year, the monthly maximum amount emerged in September and the minimum amount was occurred in March. In summer, 37.7% was a seasonal maximum runoff ratio; on the other hand, 9.4% was a seasonal minimum runoff ratio in winter.

유역특성인자와 집중시간 및 저류상수의 경험식

신지예,전창현,주국화,유철상 한국방재학회 2012 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.11 No.-

본 연구에서는 국내 여러 유역에 대해 유역 집중시간 및 저류상수를 결정하고, 유역 지역특성이 유역 집중시간 및 저류상수에 미치는 영향을 분석해 보았다. 먼저, 각 유역의 강우-유출 자료를 이용하여 유역 집중시간 및 저류상수를 결정하였다. 국내 유역 전반에 일괄적으로 적용 가능한 유역 집중시간 및 저류상수 경험식을 유도하기 위해, 각 유역마다 유역특성인자와 집중시간 및 저류상수 간의 관계를 분석하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 1. 유로경사, 유역면적, 유로연장, 형상계수 등 유역특성인자와 유역 집중시간 및 저류상수 간의 상관관계를 확인할 수 있었으며, 2. 특히, 유로경사의 경우, 특정 값을 경계로 집중시간 및 저류상수의 특성이 다르게 나타나므로, 유로경사의 범위에 따라 경험식을 달리 적용한다면 일관된 경험식의 비상식적인 매개변수의 추정문제를 어느 정도 해결할 수 있을 것으로 판단된다.

우기 전후 댐 저수용량에 대한 이변량 빈도해석과 댐의 용수공급능력 평가

전창현,유철상,주국화,이광만 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.12

본 연구에서는 댐 저수용량에 대한 이변량 빈도해석을 수행함으로써 재현기간 개념을 이용한 댐의 용수공급능력 평가방법을 제안하였다. 제안된 방법은 대청댐에 적용되어 검토되었다. 추가적으로 국내의 대표적인 가뭄사상에 대한 대청댐의 재현기간을 산정하고, 그결과를검토하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 먼저, 본 연구에서는 이변량 빈도해석을 수행하기 위해 한국의 기후 특성을 반영한 댐의 용수공급능력 평가인자를 고려하였으며 5월 저류량 및 6~10월의 저류량 차이를 대상 변량으로 결정하였다. 둘째, 재현기간의 개념을 이용하여 대청댐의 용수공급능력을 평가한 결과, 대청댐은 재현기간 20년 미만에 대한 용수공급능력을 확보하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 본 연구에서 제안된 방법은 한반도에 발생했던 대표적인 가뭄사상들을 분석하고, 해당 사상들에 대한 재현기간을 산정하는데 있어서도 유효함을 확인하였다. This study proposes an evaluation method of water supply capacity of a dam, which uses the concept of return period by conducting bivariate frequency analysis of dam storage capacity. The proposed method was applied to the Daecheong Dam for the evaluation. Additionally, the return periods of Daecheong Dam were estimated for the representative drought events in Korea, whose results were also reviewed. Summarizing the results is as follows. First, this study evaluated several climatological factors related to the water supply capacity of dams in Korea to conduct the bivariate frequency analysis and selected the storage on May and the storage difference between June and October as variables for analysis. Second, as an evaluation result of the water supply capacity of the Daecheong Dam, it was found that the Daecheong Dam secures the water supply capacity under 20 years of return period. Finally, it was also confirmed that the proposed method in this study is valid to analyze and estimate the return period of representative drought events occurred in the Korean peninsula.

레인가든의 침투성능 및 유출저감효과 평가

이진욱,조은샘,주국화,유철상 한국방재학회 2015 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.14 No.-

본 연구에서는 함안군 군북면 소포리 일원에 있는 00부대 이전사업지구에 설치된 레인가든의 특성을 실험을 통해 확인하고, 레인가든의 침투 및 유출을 모의할 수 있는 1차원 모형을 제안하였다. 구축된 모형을 이용하여 설치 후 및 과거 10년간의 강우자료를 이용하여 모의 평가를 수행하였다. 아울러 연 최대치 호우사상에 대한 적용 평가를 통해 레인가든이 상쇄시킬 수 있는 불투수면적의 규모를 추정해 보았다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 변수위 실험 방법을 적용하여 추정한 레인가든의 투수계수는 0.0188 m/hr인 것으로 나타났다. 결정된 투수계수는 관측된 침투량 및 유출량을 잘 재현하는 것으로 확인되었다. (2) 레인가든의 침투 및 유출을 모의할 수 있는 1차원 모형을 제시하였다. 이 모형을 이용하여 과거 10년의 강우 자료를 이용한 침투모의를 수행하였다. 그 결과 지붕 전체 면적을 사용하는 경우 총 373회의 유출이 발생하는 것으로 확인되었고, 침투량의 비율은 약 90.38%로 나타났다. (3) 지난 10년간의 연최대치 호우사상에 대해 동일한 방법으로 침투모의를 수행하였다. 계산된 침투량과 유출량을 고려하여 CN 값을 역으로 추정한 결과, 총 10개의 연최대 호우사상에 대해 계산한 CN 값의 평균은 약 50 정도로 나타났다. (4) 개발 전 대상 지역의 CN 값이 75정도인 점을 감안하면, 본 연구에서 검토한 레인가든은 그 표면적의 30배 정도에 해당하는 불투수면적을 상쇄할 수 있는 침투성능을 가지고 있는 것으로 나타났다.

댐의 용수공급능력 평가를 위한 경험적 지표의 개발: 낙동강 수계를 대상으로

전창현,주국화,유철상 한국방재학회 2014 한국방재학회 학술발표대회논문집 Vol.2014 No.-

본 연구에서는 미공병단(1975)에서 제안한 경험적 지표인 용수부족지표(Shortage Index, SI)의 기본 개념을 근거로 국내에 적용 가능한 용수부족지표를 개발하고자 한다. SI는 용수공급 부족에 의한 피해규모를 추정할 수 있는 경우, 실제 피해 정도를 반영하여 용수부족 발생빈도, 지속기간 및 부족량에 대한 용수공급능력을 종합적으로 평가할 수 있다는 특징이 있다. 먼저, 용수부족지표의 공학적 특성을 분석하고, 지표를 구성하는 두 매개변수(k, 임계값)를 추정하는 방법을 제시하였다. 이를 근거로 1995년에 해당하는 자료들에 대한 수도산업의 총 파급효과(산업연관분석 결과)와 수자원 공급 비용 간의 관계로부터 국내에 적용 가능한 용수부족지표를 개발하였으며 낙동강 수계 내 5개의 다목적댐(안동댐, 합천댐, 임하댐, 남강댐, 밀양댐)을 대상으로 그 적용성을 평가하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 1. 본 연구에서 고려한 용수부족지표(SI)는 수자원 부족으로 인한 사회·경제적 손실비용과 수자원 공급에 필요한 비용 특성을 반영하게 되며 SI가 1보다 크게 되면 용수공급 부족으로 인한 추가적인 수자원 개발이 필요하게 된다. 2. SI의 두 매개변수(k, 임계값) 중 k는 용수공급 부족으로 인한 사회·경제적 피해의 정도, 임계값은 수자원 부족률의 특성을 나타내는데 본 연구에서는 수도산업의 총 파급효과(산업연관분석 결과)와 수자원 공급비용 간의 관계로부터 국내에 적용 가능한 용수부족지표의 매개변수를 추정하였으며 k는 2, 임계값은 7.5%가 적절한 것으로 나타났다(미국의 경우, k=2, 임계값=10%). 3. 낙동강 수계에 대한 적용 결과, 1994-1995년 가뭄발생시 합천댐과 임하댐의 용수부족지표가 1보다 크게 나타났으며 용수공급능력 문제로 인한 추가적인 수자원 공급이 필요한 것으로 나타났다.

우기 전후 댐 저수용량에 대한 이변량 빈도해석과 댐의 용수공급능력 평가

전창현,유철상,주국화,이광만,Jun, Changhyun,Yoo, Chulsang,Zhu, Ju Hua,Lee, Gwang-Man 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.12

This study proposes an evaluation method of water supply capacity of a dam, which uses the concept of return period by conducting bivariate frequency analysis of dam storage capacity. The proposed method was applied to the Daecheong Dam for the evaluation. Additionally, the return periods of Daecheong Dam were estimated for the representative drought events in Korea, whose results were also reviewed. Summarizing the results is as follows. First, this study evaluated several climatological factors related to the water supply capacity of dams in Korea to conduct the bivariate frequency analysis and selected the storage on May and the storage difference between June and October as variables for analysis. Second, as an evaluation result of the water supply capacity of the Daecheong Dam, it was found that the Daecheong Dam secures the water supply capacity under 20 years of return period. Finally, it was also confirmed that the proposed method in this study is valid to analyze and estimate the return period of representative drought events occurred in the Korean peninsula. 본 연구에서는 댐 저수용량에 대한 이변량 빈도해석을 수행함으로써 재현기간 개념을 이용한 댐의 용수공급능력 평가방법을 제안하였다. 제안된 방법은 대청댐에 적용되어 검토되었다. 추가적으로 국내의 대표적인 가뭄사상에 대한 대청댐의 재현기간을 산정하고, 그결과를검토하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 먼저, 본 연구에서는 이변량 빈도해석을 수행하기 위해 한국의 기후 특성을 반영한 댐의 용수공급능력 평가인자를 고려하였으며 5월 저류량 및 6~10월의 저류량 차이를 대상 변량으로 결정하였다. 둘째, 재현기간의 개념을 이용하여 대청댐의 용수공급능력을 평가한 결과, 대청댐은 재현기간 20년 미만에 대한 용수공급능력을 확보하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 본 연구에서 제안된 방법은 한반도에 발생했던 대표적인 가뭄사상들을 분석하고, 해당 사상들에 대한 재현기간을 산정하는데 있어서도 유효함을 확인하였다.

레인가든의 침투성능 및 유출저감효과 평가

유철상,이진욱,조은샘,주국화,최한나 한국습지학회 2015 한국습지학회지 Vol.17 No.1

본 연구에서는 함안군 군북면 소포리 일원에 있는 00부대 이전사업지구에 설치된 레인가든의 특성을 실험을 통해 확인하고, 레인가든의 침투 및 유출을 모의할 수 있는 1차원 모형을 제안하였다. 구축된 모형을 이용하여 설치 후 및 과거 10년간의 강우자료를 이용하여 모의 평가를 수행하였다. 아울러 연최대치 호우사상에 대한 적용 평가를 통해 레인가든이 상쇄시킬 수 있는 불투수면적의 규모를 추정해 보았다. 본 연구의 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 변수위 실험 방법을 적용하여 추정한 레인가든의 투수계수는 0.0188 m/hr인 것으로 나타났다. 아울러 과거 10년간의 강우자료에 대한 모의 실험에서 지붕 전체 면적을 사용하는 경우, 침투량의 비율이 약 90.38%로 나타났다. (2) 지난 10년간의연최대치 호우사상에 대해 동일한 방법으로 침투모의를 수행한 결과, 본 연구에서 검토한 레인가든은 그 표면적의 30배 정도에 해당하는 불투수면적을 상쇄할 수 있는 침투성능을 가지고 있는 것으로 나타났다. This study conducted a field experiment to estimate the characteristics of the rain garden installed at the site nearHaman, also proposed a one-dimensional model to simulate the infiltration and runoff from the rain garden. Thismodel was used to evaluate the rain garden using the rainfall data after the installation and during the last 10 years. Also, this model was applied to the annual maximum rainfall events to quantify the size of the impervious area thatthe rain garden can offset the adverse effect. The results are summarized below. (1) Hydraulic conductivity of the raingarden was estimated to be about 0.0188 m/hr by the variable-stage experiment. Also, the simulation experimentusing the last 10 years rainfall data over the entire roof area showed that the infiltration amount is about 90.38% outof the total rainfall. (2) Infiltration simulation of the annual maximum rainfall events during last 10 years showed thatthe rain garden can offset the impervious area with its size about 30 times of the rain garden surface.

유역 집중시간 및 저류상수의 이론적 배경에 근거한 경험식 유도

신지예(Sin, Jiye),전창현(Jun, Chang Hyun),유철상,주국화(Zhu, Juhua) 대한토목학회 2012 대한토목학회 학술대회 Vol.2012 No.10