◦토지이용, 즉 지표면의 특성에 따라 배수시설이 감당해야 하는 유출부담정도가 다 른데, 하늘에서 내린 강우는 일부가 땅 속으로 침투되고 다른 일부는 증발산을 통해 대기로 흡수되며, 나머지가 노면과 배수시설에서 감당해야 하는 부분임.
◦도시화에 따른 콘크리트, 아스팔트 등 불투수율의 증가는 일반적으로 침투와 증발 산의 비중을 낮추고 유출을 증가시켜 동일한 강우에 대해 배수시설의 부담을 증가 시키고 침수위험 또한 높아짐.
◦최근 미국의 저영향개발(LID：Low Impact Development), 영국의 지속가능도시배 수시스템(SUDS：Sustainable Urban Drainage Systems), 호주의 빗물관리도시설계 (WSUD：Water Sensitive Urban Design) 등의 개념은 이러한 도시화에 따른 유출관 리, 수질관리, 빗물 재사용 등에 초점을 두고 있는 설계기법들임.
<그림 11> 도시화에 따른 유출수문곡선의 변화
자료：US FISRWG(1998)
<그림 12> 도시화에 따른 불투수층 변화와 우수유출 간의 관계 개념
2) 유출계수
◦침수피해와 관련하여 유출저감을 위한 토지이용의 예상되는 효과를 분석하는 기본 적인 지표는 합리식(Rational Formula)에서 사용되는 유출계수(C)와 미국 NRCS에 서 개발한 유출곡선지수(CN：Runoff Curve Number)가 있음.
◦유출계수는 소규모 유역의 수공구조물 설계 시 널리 이용되는 합리식의 매개변수 이며, 합리식은 적용하기가 간편하여 우수관거 설계에 널리 사용되고 있음.
◦합리식의 기본 개념은 강우(I)가 순간적으로 내리기 시작하여 무한히 지속될 경우 유출 량은 유역의 모든 지역이 유역출구의 유출에 기여하는 도달시간(time of concentration,
)까지 계속 증가한다는 것이며, 이로 인해 도달시간 이후에는 강우강도와 유역면적 (A)을 곱한 IA만큼 일정하게 유역으로 유입되는 평형상태가 됨. 자연상태의 유역 출구에서 발생하는 첨두유출량(Q)은 침투, 증발산 등 손실량이 있기 때문에 IA보 다 작은 값이 되며, 이러한 IA와 Q의 비율을 유출계수(C)라고 함. 합리식에 의한 첨두유출량은 다음과 같이 정의됨.
Q CIA (1)
Q
CIA′ (2)
◦여기서 Q는 유출량(ms), I는 강우강도(mm/hr), A와 A′는 유역면적(km 및 ha)을 나타냄.
◦합리식의 적용을 위해서는 기본적으로 유역면적, 유출계수, 그리고 강우강도를 결 정해야 함. 이때 유출계수는 유역의 토지이용상태에 따라 결정되는데, 도시 및 농경 지역에서의 일반적인 유출계수는 다음 표와 같음.
토지이용 유출계수 토지이용 유출계수
지역의 토지용도별 평균 유출계수 토지용도별 기초 유출계수
◦유출곡선지수 산정방법은 미국 토양보존국(U.S. Soil Conservation Service(SCS), 현재는 U.S. Natural Resources Conservation Service(NRCS))에 의해 강우량 중에서 침투량과 유효우량을 분리하기 위한 것임. 이 방법은 침투 및 유효우량의 크기에
◦여기서 초기손실() 부분은 일반적으로 로 나타낼 수 있음. 위 식을 직접유출
자료：U.S. Dept. of Agriculture and Natural Resources Conservation Service(NRCS), Urban Hydrology for Small
<표 6> 도시지역의 유출곡선지수(AMC-Ⅱ 조건)
토지이용 CN (AMC-Ⅱ)
A B C D
도시화지역
공공용도지역 63 76 84 87
공업지역 93 95 96 97
교통시설지역 98 98 98 98
나지 77 86 86 94
도시부양시설지역 68 79 96 89
상업업무지역 94 95 95 97
주택지역 90 93 78 96
특수지역 49 67 96 83
혼합지역 94 95 96 97
비도시화지역 녹지 30 55 70 77
하천 및 호소 100 100 100 100
자료：오경두 등(2005)
<표 7> 서울의 토지이용에 따른 유출곡선지수(CN)