과거 관측자료가 존재하는 사상 중에서 선행강우(AMCⅢ 조건 이상)가 발생한 이 후에 유출이 발생되는 사상(Table4.48)에 대하여 본 연구결과를 적용하였으며 1지 점 유량 관측자료를 이용하였다.각 사상에 대하여 연구결과를 이용하여 모델에 적 용하였으며,적용결과는 Fig.4.60과 같다.
Table4.48Rainfall-runoffeventsafterpastantecedentrainfall
일시 유역평균 5일 선행강우량 (mm)
유역평균 총강우량 (mm) 2010.9.4-9.6 107.76 140.66 2011.6.23-6.26 205.75 358.29
(a)2010.9.4-9.8
(b)2011.6.24-6.26
Fig.4.60Resultapplyingpastevent_rainfall-runoffeventsafterantecedentrain
선행강우 이후 발생한 사상에 대하여 연구결과를 적용한 결과 관측치와 모델의 결과가 상이하게 나타났다.2010년 9월 6일 발생한 사상은 실제 관측 유량이 10cms 내외의 매우 작은 관측결과가 도출되어 실제 오차는 크지 않으며,2011년 6월 25일 에 발생한 2011년 제5호 태풍 “메아리”사상은 상류부에 저류지가 가동되어 하류부 관측값의 상승․하강이 여러번 반복되는 것으로 관측되었다.현재까지 제주도내 저 류지에 대한 매뉴얼 및 운영방안에 대한 시스템이 구축되지 않아 과거 사상에 대한 저류지 가동여부는 확인되나 시간 및 저류량 등은 확인 할 수 없었다.
과거사상에 대하여 적용한 결과 첨두유량은 오차가 10% 이내로 비슷한 값을 보 이고 있으나,유출수문곡선의 상승기와 하강기에는 관측값과 차이를 보이고 있다.
이러한 결과는 향후 다양한 사상에 대한 다 지점의 기초 관측자료를 확보하고 홍수 유출량의 첨두 유량뿐만 아니라 상승기와 하강기의 유출특성에 대한 추가적 연구가 필요하다고 판단된다.
Ⅴ.결 론
제주도 하천은 매우 특이한 수문․지질학적 특성을 보이고 있어 국내에서 적용되 는 하천유출량 산정법을 그대로 적용하기에는 많은 한계가 있으나 제주도하천정비 기본계획 등에서는 국내 산정법을 그대로 적용하여 있어 제주도 수문환경의 특수성 을 반영하지 못하고 있는 실정이다.본 연구에서는 제주도 하천을 대상으로 현장관측 에 기반한 하천유출 특성과 강우량,유역의 손실,단위도법 매개변수,유역추적 매개 변수 등을 적용하여 홍수유출량을 산정한 결과는 다음과 같다.
1)연구대상유역은 제주시 중심부에 위치한 한천과 외도천 유역으로 선정하였다.
유출 발생 시 한천 제2동산교에서 현장 유량관측을 수행하였으며,관측지점은 5지 점 이상 확보하여 유출시 이동식 전자파표면유속계,LSPIV,ADCP 등을 사용하였 다.관측결과 유출지속시간은 22～26시간,첨두유량 도달시간 4～9시간,첨두유량 50.11～316.37로 분석되었다.
2)유역 면평균 강우량은 기존 Thiessen다각형 방법을 이용하고,고도에 따른 강 우의 영향을 고려할 수 있는 등우선법 변환 식을 개발하여 산정하였다.유효우량을 산정하기 위한 NRCS-CN 방법의 기존 초기손실 계산방법( )을 관측자료를 이용하여 추정한 방법( )을 적용하였다.
3)Muskingum 하도추적법을 적용하였으며,매개변수 ,에 대하여 유역추적 구간의 유입-유출 수문곡선을 이용한 도식방법으로 산정한 결과( ,
)를 모델에 적용하였다.Clark 단위도의 매개변수(,)및 유출곡선지수
의 범위를 설정하여 최적의 조합을 선정하였다.무강우 이후 강우-유출이 발생 하는 사상에서는 AMCⅡ 조건의 Ⅱ,KravenⅡ,Sabol방법이 가장 적합하였으 며,선행강우 이후 강우-유출이 발생하는 사상에서는 AMCⅡ와 AMCⅢ 조건을 50% 씩 반영한 ,KravenⅡ,Sabol방법이 가장 적합한 것으로 나타났다.
4)기존 제주도하천정비기본계획의 홍수유출량 산정방법과 본 연구방법을 적용한
결과 유역평균 강우량은 3.7～8.1% 감소하였다.민감도분석결과를 이용하여 Clark 단위도법의 도달시간(Tc),저류상수(K)를 분석한 결과 첨두 유량이 각각 2.42～
6.87%,12.5～28.3% 감소하였다.또한 초기손실이 기존 방법에서는 이였으 나,본 연구에서는 를 적용한 결과 전체 손실량는 약 25～35% 증가하였다.
5)이상과 같은 홍수유출량 산정방법을 최근 대표적인 4개 호우사상에 적용하여 검정한 결과 첨두유량 오차는 1.61～10.42%,첨두유량 도달시간은 0～20분,RMSE 14.74～24.12,NSE 0.61～0.62로 나타나 적합한 결과를 보였다.
제주도 하천의 현장관측자료와 수위-유속 관측자료를 사용하여 제주도 하천의 유 출량을 산정한 결과와 유역특성 매개변수를 도출하여 홍수유출량을 산정한 결과는 전반적으로 우수한 결과를 보이고 있다.따라서 이와 같은 연구결과들은 실제로 제 주도 유역종합치수계획,하천정비기본계획,치수 및 방재계획수립 등에 적용 및 활 용이 가능할 것이다.
향후 보다 정밀한 하천유출량을 산정하기 위해서는 불확실도가 적은 다 지점을 선정하고,장기간 유량관측자료의 구축,강우 및 차단으로 발생하는 손실부분에 대 한 정확한 관측 및 추정이 필수적이다.제주도 하천 현장관측자료에 기반한 하천유 출특성 해석(상승기,하강기,첨두유량),수문지질학적인 특성을 반영한 유역추적, 도달시간,저류상수 등 다양한 제주형 매개변수와 유도식 개발 등 많은 연구가 필 요하다.