• 대한토목학회논문집
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• 제32권5B호
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• pp.287-293
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• 2012

본 연구의 목적은 지형지수를 기반으로 유역의 포화도 및 그에 따른 유출역의 변화를 도시할 수 있는 방법론을 제시해 보고자 하는 것이다. 지형지수의 산정에는 ${\infty}$-흐름방향방법을 적용하여 8-흐름방향방법이 갖는 고정된 흐름방향에 대한 구속에서 벗어남과 동시에 최소한의 흐름분산 모의를 가능하게 하였다. 산정된 지형지수의 도수분포도를 작성해 본 결과 동일한 유역에 대하여 수행된 기존의 연구 성과와 유사하게 나타나 본 연구에서 제안한 방법론에 대한 신뢰성을 확인할 수 있었다. 여누가확률밀도함수의 형태로 정의되는 포화도의 개념에 따라 포화토층의 공간적 분포를 도시해 본 결과 유역의 가변성 유출역에 대한 명시적인 접근을 가능하게 하여 강우-유출현상의 동적특성이나 비선형성에 대한 합리적인 분석 수단을 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.298-298
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• 2011

다양한 수문학적 순환 성분들의 영향을 받는 유역의 포화과정은 토양층의 공간적 이질성과 맞물려 매우 복잡한 거동특성을 보이는 것으로 알려져 왔다. 이와 관련하여 주목해 볼 만한 지형인자 중의 하나로서 지형지수(topographic index)를 들 수 있다. 지형지수는 TOPMODEL의 주요한 입력변수 중의 하나로서 그 공간적 분포에 따라 유역의 상대적인 포화도를 용이하게 평가할 수 있는 객관적인 수단을 제공한다. 하지만 신뢰성 있는 지형지수의 산정은 상당히 까다로운 작업으로서 정확한 지형지수를 산정할 수 있는 절대적인 방법은 존재하지 않는 것으로 알려져 있다. 이는 지금까지 개발된 DEM을 기반으로 한 각종 흐름방향 모의기술의 수준이 아직 자연적인 지형형상을 완전히 반영하지 못함에 기인한다. 본 연구에서는 8-흐름방향방법의 단점을 보완하기 위하여 개발된 바 있는 $\infty$-흐름방향방법에 따라 지형지수를 산정하여 유역이 공간적으로 포화되어 가는 과정을 모의하여 보았다. $\infty$-흐름방향방법은 각도의 형태로 흐름방향을 산정하여 고정된 흐름방향의 구속에서 벗어남과 동시에 최소한의 흐름분산(flow dispersion) 모의를 허용하여 유역규모의 포화과정을 효율적으로 모의할 수 있는 수단으로 판단된다. 대상유역으로는 설마천 유역을 선택하였으며 지형분석 과정에는 Arc GIS를 기반으로 운용되는 software 중의 하나인 TauDEM을 적용하였다. 아래 그림은 각각 포화도 20%, 50%, 90%에 해당하는 포화역을 도시한 것으로 하천망으로 중심으로 유역이 공간적으로 포화되어 가는 과정을 효율적으로 나타내고 있음을 확인할 수 있다. 본 연구를 통하여 제시되는 방법론은 자연유역의 유출응답 속에 내재하는 동적특성이나 비선형특성에 대한 체계적인 접근을 가능하게 하는 효율적인 수단을 제공할 수 있을 것으로 기대된다.