확률강우량과 실측유량을 이용한 홍수빈도해석의 비교분석 = Comparative Study of Flood Frequency Analysis Using Observed Flow and Frequency Based Rainfall

국문 초록 (Abstract)

설계홍수량은 연 최대 또는 연 초과 홍수량계열의 통계분석으로 추정되는 것이 최선이다. 우리나라의 경우 과거 20여년 전 부터 미계측유역에 적용되어야할 ‘확률강우량-단위도’가 거의 모든 계측유역에도 적용되어 하천정비기본계획과 유역종합치수계획, 댐 계획 등의 수문설계를 위해 이용되어지고 있다. 이는 ‘확률강우량-단위도’가 가질 수 있는 다양한 불확실성에도 불구하고 유량측정자료의 부족으로 부득이하게 사용되어지고 있으며, 실무자의 분석 방법에 따라 차이가 나는 것이 불가피하다. 대상유역에 대한 유출자료가 충분하다면, 강우와 유출측정 자료를 활용해 연최대홍수계열을 구축한 후 홍수빈도해석을 실시할 수 있다.
따라서 본 연구에서는 설계홍수량 추정방법으로 크게 확률강우량을 이용한 홍수빈도해석과 실측유량을 이용한 홍수빈도해석을 실시하여 그 결과를 비교 분석하였다. 즉, 확률강우량과 단위도를 이용한 홍수빈도해석(단위도 매개변수 산정), 확률강우량과 단위도를 이용한 홍수빈도해석(단위도 매개변수 최적화), 연최고 수위시의 강우사상과 유출모의를 통한 홍수빈도해석, 그리고 마지막으로 실측유출량을 이용한 홍수빈도해석을 실시하였다. 결과를 살펴보면, 확률강우량을 통해 추정된 빈도별 홍수량이 실측유량을 이용해 추정한 빈도별 홍수량보다 크게 산정됨을 알 수 있었다. 그러나 실측유량을 이용한 홍수빈도해석이 보다 신뢰성 있는 수문설계량을 제공하므로 꾸준한 유량자료의 측정과 관리가 중요하다 하겠다.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구배경 및 목적 1
• 1.2 연구 동향 2
• 1.3 연구내용 및 범위 4
• 제 2 장 홍수빈도해석 6
• 2.1 빈도 해석 6
• 2.1.1 매개변수적 방법을 이용한 빈도해석 6
• 2.1.2 비매개변수적 방법을 이용한 빈도해석 7
• 2.2 확률분포함수와 접합도 검정 11
• 2.2.1 확률분포함수 11
• 2.2.2 적합도 검정 16
• 2.3 매개변수 추정방법 20
• 2.3.1 모멘트법 20
• 2.3.2 최우도법 21
• 2.3.3 확률가중모멘트법 21
• 2.4 확률강우량과 확률홍수량 23
• 2.4.1 수문자료 계열 23
• 2.4.2 수문자료의 예비적 해석 24
• 2.4.3 확률강우량 산정 28
• 2.4.4 확률홍수량 산정 29
• 제 3 장 HEC-HMS 모형 31
• 3.1 HEC-HMS 모형의 일반 사항 31
• 3.1.1 HEC-HMS의 역사와 구성 32
• 3.1.2 HEC-HMS의 GUI 35
• 3.2 HEC-HMS 모형의 입력자료 36
• 3.2.1 NRCS 방법 37
• 3.2.2 Clark 단위도 39
• 3.2.3 Muskingum 방법 43
• 3.3 HEC-HMS를 이용한 홍수량 산정 절차 46
• 제 4 장 홍수빈도해석 방법별 홍수량 산정과 비교 분석 48
• 4.1 대상유역 및 관측자료수집 48
• 4.1.1 대상유역의 일반 현황 48
• 4.1.2 관측자료 특성 53
• 4.2 확률강우량과 단위도를 이용한 홍수빈도해석 57
• 4.2.1 확률강우량 산정 57
• 4.2.2 강우의 시간적 분포 59
• 4.2.3 단위도의 매개변수 산정에 의한 홍수빈도해석_(Case1) 63
• 4.2.4 단위도의 매개변수 최적화에 의한 홍수빈도해석_(Case2) 64
• 4.3 모의 유출량과 실측유출량에 의한 홍수빈도해석_(Case3) 66
• 4.3.1 연최고 수위시의 강우사상과 유출모의를 통한 홍수빈도해석 66
• 4.3.2 실측 유량측정 성과에 의한 홍수빈도해석_(Case4) 70
• 4.4 홍수빈도해석 방법론별로 산정된 홍수량의 비교분석 73
• 4.4.1 댐이 존재하지 않을 경우 74
• 4.4.2 댐이 존재 할 경우 75
• 제 5 장 결론 77
• 참고문헌 80