DOI QR코드

DOI QR Code

우리나라와 미국의 제방고 산정 기법에 대한 비교 분석

A Comparison and Analysis of the Levee Height Determination Methods in Korea and the USA

  • 강태욱 (부경대학교 대학원 토목공학과) ;
  • 이상호 (부경대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 류권규 (동의대학교 공과대학 토목공학과)
  • 발행 : 2011.06.30

초록

우리나라에서는 하천의 제방고를 계산된 계획홍수위에 확정론적인 여유고를 더하여 산정한다. 이에 반해 미국에서는 여유고와 불확실성을 고려한 확률론적인 방법을 조건에 따라 적용하여 경제적인 설계가 될 수 있도록 제방고를 결정한다. 미국에서 제방고 산정에 사용되는 구체적인 확률 개념은 조건부 비 초과 확률로서, 이는 특정한 빈도의 홍수가 발생할 때 목표 수위를 초과하지 않을 확률이다. 본 연구에서는 우리나라의 현행 제방고 산정 기준과 미국 기준을 비교하기 위해 5개 하천의 25개 지점에 대하여 제방고를 산정 후, 비교 검토하였다. 그결과, 계획홍수량의 규모가 증가할수록 우리 나라 기준에 의한 제방고가 미국의 기준에 의한 제방고보다 커지는 것으로 나타났다. 이는 계획홍수량이 증가함에 따라 상대적으로 여유고가 큰 폭으로 커지는 우리나라의 기준에 기인한 것이다. 반면에, 낮은 여유고가 고려되는 소규모 하천의 경우, 우리나라 기준에 의해 결정된 제방고가 미국 기준에 의한 제방고보다 다소 낮은 것으로 평가되었다. 즉, 우리나라의 제방고 산정 기준은 유량에 따라서 미국의 기준에 비해 다소 과소 또는 과대 설계가 될 가능성이 있는 것으로 분석되었다. 특히, 소규모 하천의 경우는 여유고를 증가시키도록 설계 기준을 개정할 필요가 있다.

A levee height is determined by adding a deterministic freeboard to a flood water level in Korea. In the USA, a levee height is determined by choosing a value conditionally among the freeboard criteria and the levels resulted from a probabilistic method. The probabilistic method adopts a conditional non-exceedance probability (CNP) which is the probability that the target stage will not be exceeded given a specific flood event. The purpose of the study is to compare Korean criterion for levee height estimation with that of the USA. Levee heights were determined according to the above two criteria at twenty-five cross sections in five streams. The results show that Korean criterion on average yields levee heights 20 cm higher than those calculated by the criterion of the USA. The larger the flood discharges become, the higher the levee height differences are usually. It is caused by the freeboard estimation criterion of Korea that the larger design flood is, the higher freeboard is given. Korean criterion, however, resulted in lower levee heights for smaller streams than those by the criterion of the USA. To sum it up, the Korean levee height criteria can result in overestimation or underestimation depending on flood discharge amount, being compared with the criteria of the USA. The Korean freeboard especially needs to be increased for smaller flood discharges.

키워드

참고문헌

  1. 건설교통부 (2000). 1999년도수자원관리기법개발연구조사보고서, 제1권 한국 확률강우량도 작성. 11-1500000-000545-01.
  2. 건설교통부 (2002). 하천시설물 설계시 신뢰도 분석 개념 도입에 관한 연구. 11-1500000-000793-01.
  3. 건설교통부 (2004). 하천제방 관련 선진기술 개발 최종 보고서. 한국건설교통기술평가원.
  4. 김종해, 한건연, 서규우 (2003). "하천 홍수범람모의를 위한 불확실도 해석기법의 적용." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제36권, 제4호, pp. 661-671. https://doi.org/10.3741/JKWRA.2003.36.4.661
  5. 우효섭 (2002). 하천수리학. 청문각, pp. 378-381.
  6. 윤용남, 김형수, 박무종, 김상단 (2000). "불확실성 분석을 고려한 홍수피해 저감계획." 2000년도 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, 제33권, 제S1호, pp. 382-387.
  7. 이홍래, 한건연, 김상호 (1998). "하천 홍수범람해석을 위한수치모형의개발(II): 불확실도해석." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제31권, 제4호, pp. 429-437.
  8. 한국수자원학회 (2009). 하천설계기준.해설.
  9. Ang, H.H.S., and Tang, W.H. (1975). Probability Concepts in Engineering Planning and Design. Vol. I-II, John Wiley and Sons, Inc.
  10. Committee on Risk-Based Analysis for Flood Damage Reduction, Water Science and Technology Board, and National Research Council (2000). Risk Analysis and Uncertainty in Flood Damage Reduction Studies. National Academy press, Washington, D.C.
  11. Interagency Advisory Committee on Water Data (1982). Guidelines for Determining Flood Flow Frequency. Bulletin #17B of the Hydrology Subcommittee, U.S. Department of the Interior, U.S. Geological Survey, Office of Water Data Coordination, Reston, VA.
  12. U.S. Army Corps of Engineers (1996). Risk-based analysis for flood damage reduction studies. CECW-EH-Y, EM 1110-2-1619, Washington, D.C.
  13. U.S. Army Corps of Engineers (1997a). Guidance on Levee Certification for the National Flood Insurance Program. CECW-P/CECW-E, Washington, D.C.
  14. U.S. Army Corps of Engineers (1997b). Uncertainty estimates for nonanalytic frequency curves. CECW-EH, ETL 1110-2-537, Washington, D.C.
  15. U.S. Army Corps of Engineers (2008). HEC-FDA Flood Damage Reduction Analysis User's Manual.
  16. 建設省 (2003). 河川砂防技術基準(案) 同解說.