유출분석을 위한 소유역 분할에 대한 연구

Abstract

최근 들어 우리나라는 기후변화 및 이상기후로 인해 과거 장마기간에 발생하였던 강우집중 현상이 장마기간 전후의 특정기간에 상관없이 발생하고 있으며, 강우의 경향도 일부지역에 국한되어 발생하는 게릴라성 집중호우의 특성을 보이고 있다. 이러한 강우의 공간적 및 시간적 집중현상을 실제 유출수문곡선에 반영하기 위해서는 소유역 분할을 통하여 유역의 세분화를 반영해야하지만 이러한 연구는 다른 강우-유출해석에 관한 연구보다 미비한 실정이다. 따라서 본 연구는 물리적 기반의 강우-유출 모형을 이용하여 소유역 분할에 따른 유출변화 특성을 파악 후 다수의 시험유역에 대한 적합한 소유역 분할방안을 제시하는데 그 목적이 있다. 강우-유출과정을 모의하기 위하여 물리적 기반의 강우-유출모형인 HEC-HMS를 사용하였으며, HEC-HMS내의 집중형 모형인 Clark 방법과 준분포형 모형인 ModClark 방법을 시험유역인 안동댐, 임하댐 및 평창강의 3개 유역에 적용하였다. 소유역을 분할하는 방법은 등면적 분할을 기준하였으며, 각각의 시험유역을 1개, 3개, 5개, 6개, 7개, 9개, 10개, 12개, 15개의 9가지 case로 분할하여 대상 강우사상에 대한 강우-유출을 모의하였다. 또한, 시험유역별로 적합한 소유역 분할 수를 제시하기 위하여 총 4가지의 통계지표를 사용하여 소유역 분할에 따라 모의된 유출수문곡선의 첨두유량 및 첨두시간을 실측 수문곡선과 비교분석하였다. 본 연구의 시험유역에 대한 소유역 분할에 따른 유출모의 결과 소유역 분할 수가 증가할수록 첨두유량은 증가하였고 첨두시간은 짧아졌으며 이러한 경향은 일정 분할개수 이후 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 이러한 경향이 감소하기 시작하는 소유역 분할 수를 최소분할개수로 나타내었으며, 첨두유량 및 첨두시간을 종합적으로 고려하였을 때 안동댐 및 임하댐 유역은 최소분할개수가 5개, 평창강 유역은 7개로 분석되었다.