• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.3-3
• /
• 2021

하천의 식생은 생태서식처 제공, 강턱이나 하안 경사의 안정, 영양염류나 오염물 차단에 의한 수질 개선 등의 다양한 생태서비스를 제공하는 반면, 과도하고 편중된 식생 분포로 인해 흐름저항이 증가하고 이로 인한 홍수위 상승과 홍수피해 위험이 가중될 수 있다. 기후변화 영향과 토지이용 변화에 따른 수리수문 특성 변화와 유역으로부터 영양염류의 유입은 하천내 식생이 과도하게 퍼지는 직접적인 원인이 될 수 있다. 과도한 식생분포로 인한 흐름저항과 홍수위 상승을 평가하기 위해 식생하도의 흐름저항과 관련된 매개변수의 다양성과 복잡성에 따른 해석상의 한계에도 불구하고 이에 대한 이론적 해석과 수학모형의 개발, 실험실 수로와 하천현장조사, 수치모형을 이용한 예측 등의 다양한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 소규모 실험실 수로에서 단순화된 식생 구조와 배열이 적용되는 한계성과 상류에서 유입되는 유량과 유속 등의 수리조건을 통제할 수 없는 현장실험의 한계성을 보완하고자 목본류 형태의 식생패치를 실규모 하천실험 수로에 조성하여 통제된 수리조건에서의 식생하도의 구간 흐름저항을 추정하기 위한 계측 실험을 수행하였다. 실규모 실험에서는 피에조미터 형식의 정밀 압력식 센서를 이용하여 수위와 수면경사를 계측하였으며, 실험구간의 접근 수로에서 ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)를 이용하여 유입 유량에 대한 정보를 수집하였다. 전체 수로 길이 약 600 m, 하폭 11 m, 깊이 2 m 규모의 실규모 하도 일부 80 m 완경사 구간에 식생패치를 설치하고 구간 수면경사를 실측함으로써 식생하도의 흐름저항을 직접 산정하였다. 이러한 실규모 식생하도의 실험을 통해 식생패치의 밀도, 횡적 차단면적, 구간 차단부피, 목본 식생의 물리적 특성, 식생패치의 배열 등의 다양한 식생분포 조건에 따른 수리조건별 흐름저항 값의 변화를 분석할 수 있다. 식생하도에 대한 정확한 흐름저항 추정과 홍수위 변화에 대한 해석은 하천 식생의 생태서비스와 홍수방어의 하천 치수효과의 최적 솔루션을 제시하기 위한 하도관리의 다양한 방안을 제시하는데 필수적인 정보로 활용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제2권1호
• /
• pp.1-17
• /
• 1982

하천형태학적(河川形態學的) 특성(特性)은 유역(流域)의 수문학적(水文學的) 특성(特性) 및 수리학적(水理學的) 특성(特性)과 밀접(密接)한 관계(關係)를 가진다. 본(本) 연구(硏究)에서는 하천형태학적(河川形態學的) 특성(特性)과 빈도유량(頻度流量) 및 수리기하(水理幾何)의 관계(關係) 그리고 빈도유량(頻度流量)과 수리기하학적(水理幾何學的) 특성간(特性間)의 상관성(相關性)을 금강수계(錦江水系)를 대상(對象)으로 분석(分析)하였으며, 이들 연구(硏究)의 목적(目的)은 미계획지점(未計劃地點)에 대한 이수계획(利水計劃)을 수립(樹立)하는데 필요한 자료(資料)를 제공(提供)하는데 있다. 금강수계(錦江水系)의 하천형태학적(河川形態學的) 특성분석(特性分析)은 Horton의 하천차수개념(河川次數槪念)을 이용(利用)하여 하천지형(河川地形)의 3대법칙(大法則)에 의거 분석(分析)하였으며 분석결과(分析結果)는 Horton의 법칙(法則)과 잘 일치(一致)하였다. 금강수계내(錦江水系內)의 5개(個) 수위표지점(水位標地點)에서 생기빈도(生起頻度) 0.1~0.9의 유량자료(流量資料)를 사용(使用)하여 얻은 각(各) 지점(地點)의 유량빈도곡선(流量頻度曲線)은 대체(大體)로 지수관계(指數關係)로 표시(表示)할 수 있었다. 하천형태학적(河川形態學的) 특성(特性)을 연속적(連續的)으로 표시(表示)하기 위하여 비례하천차수(比例河川次數)를 도입(導入)하였으며 이를 이용(利用)하여 유량(流量)-생기빈도(生起頻度)-비례하천차수간(比例河川次數間)의 관계(關係)에 대한 수학적(數學的) 모형(模型)을 정립(定立)하였다. 유역(流域)의 하천형태학적(河川形態學的) 특성(特性)을 매개변수(媒介變數)로 하여 빈도유량(頻度流量)과 수리기하학적(水理幾何學的) 인자간(因子間)의 관계(關係), 유역면적(流域面積)과 수리기하학적(水理幾何學的) 인자간(因子間)의 관계(關係)를 분석(分析)하여 각각(各各)에 대한 수학적(數學的) 모형(模型)을 제안(提案)하였다.

• 한국습지학회지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.339-347
• /
• 2015

저수지의 이용목적에 따라서 수력발전용, 농업용수용, 생활 공업용수용 및 홍수조절용으로 구분한 우리나라 35개 저수지의 호안에서 출현하는 관속식물 종류와 지형, 수문, 물 및 토양 환경을 조사하여 이용목적에 따른 호안 환경과 식물상 특성의 차이를 규명하고자 하였다. 호안의 식물상은 저수지의 용도에 따라서 종수, 종류 및 식물종 특성에서 차이를 나타내었다. 단계별 변수선택법 결과에 의하면 저수지 호안의 출현종수는 중앙수위에서 범람빈도가 높고 호안의 연평균노출기간이 길수록 증가하였다. 주좌표분석과 집괴분석의 결과에서 저수지 호안의 식물상은 이용목적에 따라서 크게 3가지 유형, 홍수조절용과 생활 공업용수용, 농업용 및 발전용 저수지로 구분이 되었다. 식물상의 특성에 영향을 미치는 주요한 환경 요인은 연간 수위변동폭, 중앙수위 연범람빈도, LQI 지수 및 연평균노출기간이었다. 수위가 안정적으로 유지되고 수질이 중영양으로 유지되는 발전용 저수지에서는 종풍부도가 높고 침수식물종을 비롯한 수생식물종이 풍부한 연안대가 발달하였다. 수위변동이 심하고 수질이 빈영양 혹은 중영양인 홍수조절용과 생활 공업용수용 저수지 식물상은 수위변동역에서 단명의 교란지식물이 분포하였다. 수위변동이 중간 정도이고 중영양 또는 부영양인 농업용 저수지에서는 부엽식물과 부유식물과 같은 수면을 덮는 식물종이 특징적으로 분포하였다. 결론적으로 저수지 호안의 식물상 특성은 이용목적에 따라서 수위변동, 수질 등의 환경요인이 차이가 나타나고 이에 따라서 식물상의 구조와 종풍부도가 다르게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권6호
• /
• pp.2237-2244
• /
• 2013

본 연구에서는 GIS 공간 수문자료를 입력 자료로 활용하는 물리적기반의 분포형 강우유출모형(K-DRUM, K-water Distributed RUnoff Model)을 고도분포에 따른 기온변화와 융 적설 모의가 가능하도록 확장 개발하여 파키스탄 Kunhar강 유역($2,500km^2$)을 대상으로 융 적설을 고려한 장기 유출량 모의결과를 비교 분석하였다. 기온 및 강우 시계열 자료 분석 결과 동일한 유역 내 표고에 따른 기온 및 강우차가 국내유역과는 달리 매우 심하게 나타나 기온 및 고도감율을 적용하여 모형의 입력값으로 산정하였다. 해발고도 4,000m차이의 융 적설 특성을 반영한 유출량 재현성은 비교적 양호하였으며, 연중 유출패턴은 여름철 기온상승에 의해 융설로 인한 유출이 강하게 나타나고 있었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제50권1호
• /
• pp.17-28
• /
• 2017

최근 국지성 집중호우 및 돌발홍수와 같은 급격한 기상변화로 인한 기상재해의 발생빈도가 증가함에 따라 고해상도의 기상레이더 강우자료를 사용한 수공학 분야의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 기상레이더는 넓은 지역에 걸쳐 실시간으로 강우현상 감시가 가능하며 지상우량계로는 파악이 불가능한 미계측유역을 통과하는 강우장의 이동 및 변동성 파악이 가능한 장점이 있지만 대기 중 존재하는 수상체로부터 반사되는 반사도를 사용하여 강우량을 산정하므로 시공간적 오차가 존재한다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다변량 Copula 함수를 활용하여 레이더 강우에 존재하는 시공간적 오차를 규명하고 레이더 강우앙상블 생산기법을 개발하였다. 개발된 모형으로부터 생산된 레이더 강우앙상블은 통계적 효율기준 분석결과 우수한 모형성능을 확인하였으며 추가적으로 극치호우 및 강우시계열 패턴 분석결과 지상강우의 특성을 효과적으로 재현하는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제34권1호
• /
• pp.67-80
• /
• 2001

본 연구에서는 기존에 널리 사용되고 있는 설계강우의 시간분포모형인 Mononobe 분포법, Yen과 Chow 분포법, Huff 분포법과 heifer와 Chu 분포법을 강우-유출모형인 SCS 방법, Nakayasu 방법과 Clark 방법에 적용하여 최대 유출상황을 발생시키는 설계강우 시간분포모형을 결정하였다. 각 강우-유출모형에 균등강우강도를 적용한 경우를 기준으로 하여 첨두유량의 변동성을 검토하였다. 대상유역에 적용한 강우-유출모형의 결과를 분석하여 유역별 및 강우-유출모형별로 최대 유출상황을 발생시키는 설계강우의 시간분포모형을 정리한 결과 전체적으로 Yen과 Chow 분포법의 후방집중형으로 나타났다. 결정된 시간분포모형을 바탕으로 지속기간의 변화에 따른 첨두유량의 변동성을 파악한 결과 확률강우강도식의 형태에 따라 최대유량을 발생시키는 지속기간에 변동성이 보여지고 있으며, 강우-유출모형에 의한 영향보다는 확률강우강도식의 형태와 I-D-F곡선에 따라 첨두유량의 변동성이 크게 나타났다.

• 한국측량학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.9-17
• /
• 2014

대기의 에너지를 측정하거나 지표면유출을 예측하는 기상 및 수문모델에서 지표면특성(식생피복)을 파악하는 것은 매우 중요한 요소이다. 1978년 Deardorff가 식생피복을 정량적으로 파악하기 위하여 식생피복지수(Vegetation Cover Fraction)를 제안한 후 식생피복지수에 관한 연구가 활발해졌다. 그러나 선행연구에서는 AVHRR, MODIS 그리고 KOMPSAT-2영상과 같은 고 저해상도 위성영상을 이용한 많은 연구가 있었으나, 중해상도 영상인 Landsat에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 Landsat OLI영상을 이용하여 식생피복지수 산정방법을 연구하였다. 정확하고 효율적인 식생피복지수 산정방법을 연구하기 위하여, 본 연구에서 제안된 방법과 선행연구방법을 비교평가 하였다. 실험결과 NDVI와 식생피복지수는 많은 연관성을 지니는 것으로 분석되었으며, 본 연구에서 제안된 방법을 이용한 식생피복지수가 특이점을 제외한 RMSE 7.3%로 전체 방법 중에서 가장 높은 정확도를 보였다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제7권4호
• /
• pp.85-95
• /
• 2007

우리나라의 계절별 편차가 큰 강우 특성과 도시화에 따른 도시유역 수리 수문 양상의 변화로 인해 도시의 유출변화를 초래하여 홍수피해가 증가하고 수자원 관리 측면에서도 매우 불리한 형편에 있다. 현재 이러한 문제를 해결하기 위해 각종 개발 사업으로 인해 가중되는 홍수유출량을 처리할 수 있는 우수유출 저감시설을 설치하고 있다. 본 연구에서는 보다 효율적인 우수유출저감 기능을 가진 침투-저류 시스템을 제안하고, 수리모형 실험을 통해 침투-저류 시스템의 저감효과를 분석하였다. 각종 개발 사업이나 도시화에 따른 영향을 고려할 수 있도록 표면재료를 고려하여 인공강우 실험장치와 상 하부층으로 구성된 침투-저류 시스템을 이용하여 수리모형실험을 수행하였다. 상부와 하부 침투율을 비교한 결과, 대체적으로 하부의 침투율이 더 크게 나타났으며, 이러한 결과로 침투-저류시스템의 효과가 침투율을 증가시켜 기존 침투형 우수유출저감시설보다 더 효율적인 것으로 판단되었다. 본 연구의 침투-저류시스템 저감효과 분석내용은 침투-저류시스템 및 침투형 우수유출저감시설의 기초 연구 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제36권5호
• /
• pp.799-810
• /
• 2003

일반적으로 수문모형은 직접 또는 간접적으로 정의되는 지형매개변수에 대한 지형학적 해석을 필요로 한다. GIS는 지형의 수치자료로부터 이러한 매개변수를 추출하여 제공할 수 있다. 따라서 본 연구는 수치지형도상의 실제 하천망 및 threshold area를 추출하고, 정방행렬의 고도수치를 표현하는 수치고도모형(Digital Elevation Model :DEM)로부터 하천망을 추출시, 실제 지형도상에서 나타나는 threshold area의 통계적 변화에 따른 변화를 검토하였다. 또한 실제 수치지형도에서 추출한 유역의 지형매개변수와 DEM으로부터 추출한 지형매개변수를 지형학적 순간단위도(Geomorphological Instantaneous Unit Hydrgraph : GIUH)모형의 입력자료로 활용될 때, DEM의 격자 크기와 하천망 추출에 필요한 threshold area의 변화에 대한 유역 특성 고유치의 민감도를 분석한 것이다. 본 연구 결과 DEM의 격자크기와 threshold area의 변화에 따라 GIUH 모형은 민감하게 변화하고 있음을 알 수 있었으며, 보청천 산성교 적용 대상지역의 경우 DEM격자크기는 25m∼50m의 크기가 적정하고, 하천망을 추출할 때 사용되는 threshold area는 초과확률 30%∼5o%크기가 적정함을 보여줬다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제49권4호
• /
• pp.315-325
• /
• 2016

일반적으로 하천의 유량은 댐과 같은 수공구조물에 의해 조정된 유량으로 수자원계획을 위해서 필요한 자연유량과는 차이가 크다. 수자원계획을 수립함에 있어 자연 유입량 정보는 댐 운영과 수문분석을 위한 필수적인 정보이다. 본 연구에서는 댐 유역 일유입량 모의기법을 위한 통합 모형을 개발하였다. 첫째, 장기 강우-유출 모형의 입력강우자료로 사용하기 위하여 평균 및 중앙값과 같은 통계적 모멘트를 효과적으로 재현하고 극치 강우량 재현에 유리한 불연속 Kernel-Pareto 확률분포 기반의 강우모의기법을 통하여 강우모의를 수행하였다. 둘째, SAC-SMA 장기 강우-유출 모형의 매개변수를 Bayesian MCMC 기법을 통하여 최적화하여 산정된 매개변수의 사후분포를 활용하여 댐 유입량 시나리오 도출하였다. 댐 유역을 대상으로 개발된 모형을 평가한 결과 자연유량과 통계적으로 유사한 특성을 가지는 시나리오를 생성할 수 있었으며, 물수지 분석 등과 같은 수자원계획을 위한 시나리오로 활용이 가능할 것으로 판단된다.