DOI:http://dx.doi.org/10.5389/KSAE.2014.56.2.001
논 지구의 배수로 부정류 흐름 모의를 위한 모델링 시스템
Modeling System for Unsteady Flow Simulations in Drainage Channel Networks of Paddy Field Districts
강민구
*,†Kang, Min Goo
ABSTRACT
A modeling system is constructed by integrating an one-dimensional unsteady flow simulation model and a hydrologic model to simulate flood flows in drainage channel networks of paddy field districts. The modeling system's applicability is validated by simulating flood discharges from a paddy field district, which consists of nine paddy fields and one drainage channel. The simulation results are in good agreement with the observed. Particularly, in the verification stage, the relative errors of peak flows and peak depths between the observed and simulated hydrographs range 8.96 to 10.26 % and －10.26 to 2.97 %, respectively. The modeling system's capability is compared with that of a water balance equation-based model; it is revealed that the modeling system's accuracy is superior to the other model. In addition, the simulations of flood discharges from large-sized paddy fields through drainage channels show that the flood discharge patterns are affected by drainage outlet management for paddy fields and physical characteristics of the drainage channels. Finally, it is concluded that to efficiently design drainage channel networks, it is necessary to analyze the results from simulating flood discharges of the drainage channel networks according to their physical characteristics and connectivities.
Keywords: Unsteady flow; paddy fields; drainage channel network; hydraulic characteristics; drainage outlet management
I. 서 론*
불규칙한 구획을 정형화하고 용 ․ 배수로와 농로를 정비하여 토 지생산성과 노동생산성을 향상시키기 위한 경지정리사업은 2011 년 현재 전체 논면적의 88.8 %가 완료되었으며, 구획의 크기를 1 ha 이상으로 확대하는 대구획경지정리사업은 목표면적인 169.4 천 ha의 70.7 %에서 시행되었다 (MFAFF and KRC, 2012). 이 러한 경지정리지구의 홍수량은 SCS 삼각단위도법, 단위배수량 법, 합리식, 복합단위법, FAS (Flood Analysis System) 등을 적 용하여 산정된 결과를 비교하여 결정된다 (MAF, 1997; Kim et al., 2004). 그러나 적용되는 방법들이 논의 수문학적 특징을 고 려하지 못하기 때문에 배수로 흐름을 정확하게 모의하기 어렵다.
특히 논의 배수량 조절을 위한 물꼬 크기 및 개소수, 배수로의 홍수배제를 위한 배수로 구성, 규모, 경사, 재질 등과 같은 물리 적 특징을 고려하지 못하기 때문에 효율적인 배수로 설계에 활
* 미래자원연구원 연구위원
† Corresponding author Tel.: +82-70-8290-7682 Fax: +82-2-3281-0427
E-mail: [email protected] 2013년 8월 14일 투고
2014년 1월 21일 심사완료 2014년 1월 28일 게재확정
용하기 어렵다.
강우시 논에서는 초기 담수심 및 물꼬의 영향으로 인해 유출수 의 저류효과가 나타나며, 지구 전체의 유출은 논의 수문학적 특 성과 배수로 흐름 특성으로 인해 자연하천이나 산림지의 유출특 성과 다르다. 논의 유출해석에 대한 연구사례로는 Choi et al.
(1997)이 논의 유출특성을 파악하기 위하여 단일 필지를 대상으 로 유출량을 조사하고 저류방정식을 사용하여 배수물꼬를 통한 유출량을 모의발생한 바가 있다. Kim et al. (2000)과 Jang et al. (2010)은 논이 포함된 소유역에서 홍수유출을 해석하기 위하 여 유역 내 논들을 단일 필지로 단순화하고 단일 물꼬를 통하여 유출이 발생하는 것으로 가정하여 홍수량을 모의하였다. 이와 같 은 연구들은 단일 필지 논에서 발생하는 유출량 추정에 국한되 었거나 광역 논 지구에서 발생하는 유출 특성을 세밀하게 고려 하지 못하였다.
논에서 유출된 지표수는 배수로에서 합류되어 하류로 유하하 므로 배수로의 규모는 하류로 갈수록 커지며, 최하류에 위치한 배수간선에서는 전체 지구에서 발생하는 지표수를 통수시킬 수 있을 정도로 규모가 증가한다. 따라서 실제 홍수량에 비해 과소 설계된 배수로에서는 홍수가 배수로를 월류하여 농경지 침수피 해가 발생하는 경우도 있다. 또한 홍수기에 유입유량이 하천의 통수능력을 초과하는 경우에는 배수현상이 발생하며, 배수간선의
수위를 상승시켜 농경지 침수가 발생한다. 이와 같은 현상을 모 의하기 위한 연구들 중에서 Kim et al. (1998)은 대상유역을 논 유역과 일반유역으로 구분하여 홍수량을 산정하고 유달시간을 고려하여 이들을 합성한 후 홍수유출량을 산정하는 FAS을 개발 한 바가 있다. Kim et al. (2004)은 HEC-GeoHMS와 HEC- GeoRAS를 결합하여 유역내 농경지 침수면적을 예측하기 위한 시스템을 개발하여 적용성을 평가하였다. 그러나 이들 모형들은 논의 유출특성을 고려하지 않았거나 홍수시 배수로 및 하천 상 태를 고려하기 어렵다는 단점이 있다. 따라서 단일 필지 논 및 광역 논 지구의 유출특성을 고려하여 홍수량을 산정하고, 배수 로의 통수능력과 배수현상 등을 고려하여 배수로망을 설계하기 위해서는 수리학적 홍수추적이 필요하다 (Hayase and Kadoya, 1993; JSIDRE, 1999).
본 연구에서는 논 지구의 배수 상태를 모의하기 위하여 논으 로부터 유출과 배수로 흐름을 동시에 고려하는 모델링 시스템 (Modeling System for Unsteady Flow Simulations in Drainage Channel Networks, MSUFS)을 구성하였다. 또한 현장 측정자 료를 사용하여 개발된 모델링 시스템의 적용성을 검토하였다. 보 정된 모델링 시스템을 이용하여 강우시 논의 물꼬 관리 상태와 배수로 물리적 특성이 대구획경지정리지구의 배수지거 흐름에 미치는 영향을 분석하였다.
II. 연구방법
1. 논 지구의 배수 기작
강우시 논에서 발생한 과잉수는 배수지거, 배수지선, 배수간선 등으로 구성된 배수로망을 통하여 하천으로 배제되거나, 지구의 특성에 따라 배수지거나 배수지선이 각각 하천에 바로 연결되어 지표수를 배제한다. Fig. 1 (a)는 홍수기에 논의 과잉수가 배수 지거로 유입되어 배수지선으로 유출하는 과정을 나타낸 것이다.
국내에서 일반적으로 적용되고 있는 논의 유출구는 Fig. 1 (b)와 같이 폭 ()을 임의대로 변경시킬 수 있는 웨어형태이며, 담수 심 ()이 물꼬 높이 ()를 상회하는 경우 ()에 Fig.
1 (c)와 같이 배수로로 유출이 발생한다. 논의 유출수는 배수로 에서 합류하여 하류로 유하하며, 지구의 말단에서 배수간선을 통 하여 하천으로 유입된다. 배수로에서는 하류 흐름조건이나 홍수 량에 따라 배수현상이나 월류로 인해 침수가 발생할 수 있다.
2. 수문모형: 논 유출 모의
강우시 논으로부터 유출량은 강우량, 증발산량, 침투량, 담수심 등을 고려한 연속방정식을 이용하여 추정할 수 있다. 특히 강우
(a) Plan view of paddy fields and drainage channels
(b) Sectional View of A-B
(c) Sectional View of a-b
Fig. 1 Process of drainage from paddy fields through drainage channel networks
시 단기간에 발생하는 침투량과 증발산량은 미비하므로 생략 이 가능하며, 이를 고려한 논의 연속방정식은 식 (1)과 같다. 식 (1)에서 단계의 담수심 은 Newton-Raphson 법을 사용하여 계산하였다.
(1)
여기서 는 논의 담수심 (m), 는 물꼬를 통한 배수량 (m3/sec), RF는 강우량 (m), 는 논 면적 (m2), 는 계산 시 간 간격 (sec), 위첨자 t, t+1은 계산 단계를 나타낸다. 식 (1) 에서 물꼬를 통한 배수량 ()는 식 (2)와 같이 웨어의 단수축
을 고려한 웨어공식을 사용하여 추정하였다.
(2)
여기서, 는 물꼬 폭 (m), 는 논의 담수심 (m), 는 물 꼬 높이 (m)를 나타낸다.
3. 1차원 수치 모형: 배수로 흐름 모의
논 유출수로 형성된 배수로의 흐름을 모의하기 위하여 본 연 구에서는 DWOPER (Dynamic Wave OPERational model) 모형 을 이용하였다 (Fread, 1984). DWOPER 모형은 식 (3)～(5)와 같은 1차원 Saint-Venant을 이용하여 홍수추적을 실시한다.
(3)
(4)
,
(5)
여기서 와 는 각각 공간과 시간적인 위치, Q는 유량 (m3/sec), 는 단면적 (m2), 는 흐름에 영향을 미치지 않는 단면적 (m2), 는 횡유입량 (m2/sec), 는 수위 (m), 는 중력 가속도 (m/sec2), 는 바닥마찰경사, 는 국부손실경사, 는 횡유입량의 유속 (m/sec)을 나타내며, 은 Manning 식의 조도 계수, 은 동수반경, 은 단면 급변화에 대한 계수를 나타낸다.
식 (3)～(5)을 이용하여 배수로의 유량과 수위를 계산하기 위 하여 DWOPER 모형은 식 (6)～(8)과 같이 Preissman의 4점 가중차분법을 적용하여 음해법으로 미지항을 계산한다.
(6)
(7)
(8)
여기서 는 임의의 변수, 는 가중계수, 와 는 각각 공간과 시간적인 위치를 나타낸다.
Fig. 2 Schematic diagram of study site and view of the surrounding gauging station
4. 시험지구
MSUFS의 적용성을 평가하기 위하여 경기도 화성군 팔탄면에 위치한 9개 필지로 구성된 논 지구를 선정하였다. Fig. 2는 대상 지구의 모식도를 나타낸 것이다. 대상지구의 중앙에 배수로가 설 치되어 있으며, 필지별로 과잉수가 배수로를 통하여 하천으로 배 제된다. 배수로 길이는 130 m이고 배수로 경사는 약 3.5 %이며, 토공수로이다. 배수로의 홍수량과 수위를 측정하기 위하여 Fig. 2 와 같이 수위계측시설을 설치하였으며, 수위-유량 관계식을 이 용하여 측정된 수위를 유량으로 환산하였다. 시험지구에 대한 관 개용수는 기천저수지에서 공급한 것이며, 지구의 상류에 설치된 관개수로를 통하여 공급된다. 시험지구에 대한 모니터링은 1999 년부터 이뤄졌으며, 본 연구에서는 2000년에 발생한 강우사상에 대한 유출을 분석하였다.
III. 결과 및 고찰 1. 시험지구 현황조사
대상지구의 물관리 관행을 조사하여 MSUFS의 입력자료로 사 용하기 위하여 Figs. 3～5와 같이 시기별로 물꼬 높이, 물꼬 폭, 담수심을 측정하였다. Fig. 3과 같이 대상지구의 물꼬 높이는 측 정일별로 상이한 값을 나타냈다. 측정기간 동안 가장 작은 값은 3.6 mm이었으며, 가장 큰 값은 130.0 mm이었으며, 평균값은 78.7 mm이었다. 물꼬 높이의 변동폭이 큰 것은 물꼬 높이가 영 농인의 물관리 관행으로부터 영향을 받기 때문이며, 조사기간 동 안 강우로 인해 발생한 과잉수를 배제하기 위하여 수시로 물꼬 관리가 행해진 것으로 판단된다. Fig. 4와 같이 물꼬 폭은 측정 시기별로 차이를 나타내고 있다. 조사기간 동안 최대 폭은 80.0 mm, 최소 폭은 8.0 mm이었으며 평균값은 29.5 mm이었다. 물 꼬 폭도 물꼬 높이와 같이 과잉수를 신속하게 배제하기 위해 영 농인들이 시기별로 임의적으로 조절하기 때문에 변동폭이 큰 것 으로 판단된다. Fig. 5와 같이 대상지구의 담수심도 시기별로 변
Fig. 3 Statistical values of height of drainage outlet, varying with dates of measurement
Fig. 4 Statistical values of width of drainage outlet, varying with dates of measurement
Fig. 5 Statistical values of ponding depth, varying with dates of measurement
동폭이 크며, 측정기간 동안 최대 담수심은 118.0 mm, 최소 담 수심은 20.0 mm이었으며 평균값은 62.6 mm이었다. 담수심은 작물의 생육시기에 따라 영농인이 조절하며, 강우시에는 물꼬를 통해 배제되는 과잉수의 양에 따라 담수심이 시간에 따라 변한 다. 따라서 필지별 담수심은 인위적인 조건과 자연적인 조건으로 부터 영향을 받기 때문에 시기별로 변동이 큰 것으로 판단된다.
2. 모형 검증
MSUFS을 사용하여 대상지구 논의 유출수로 인한 배수로 흐 름을 모의하기 위하여 강우량이 36.4～298.4 mm인 3개 강우 사상에 대하여 모형을 보정하였으며, 강우량이 66.8～93.8 mm 인 3개 강우사상에 대하여 모형을 검정하였다.
Table 1은 모형 보정시 3개 강우사상의 총유출량, 첨두유출량, 첨두발생시간, 첨두수심을 실측치와 모의치로 구분하고 이들 사 이의 상대오차를 비교한 것이다. 실측치와 모의치 사이의 상대오 차는 총유출량이 －31.87～－4.05 %, 첨두유출량이 －3.08～
13.53 %, 첨두시간이 －8.75～5.05 %, 첨두수심은 －10.31～
－2.00 %를 나타냈다. Fig. 6은 St6292000 사상의 실측 유출 량과 수심을 모의결과와 비교한 것이며, 실측치와 모의치가 유사 한 경향을 나타낸다. 두 자료를 비교해 보면, 유출 시작 후 20시 간이 경과한 후에 실측치와 모의치가 다소 차이를 나타냈으며, 특히 유출 시작 후 20시간 부근에서 실측 유량이 급격히 증가하 였다. 이는 영농인이 강우로 인하여 증가된 담수심을 낮추기 위 하여 물꼬 관리를 실시하여 배수로로 많은 유량이 급격하게 유 입되었기 때문인 것으로 판단된다.
Table 2는 모형 검정을 위하여 채택한 3개 강우사상의 총유
Table 1 Comparison of observed and simulated values, varing with storm events during the calibration stage Event Rainfall
(mm)
Item Total runoff (m3)
Peak flow (m3/s)
Tim-to-peak (hr)
Peak depth (m)
St62620001) 36.4
Obs. 987.88 0.03 7.17 0.18
Sim. 673.00 0.03 6.77 0.16
RE (%)2) －31.87 －3.80 －5.58 －10.31
St6292000 53.4
Obs. 1,133.70 0.04 2.67 0.22 Sim. 1,087.82 0.04 2.43 0.20 RE (%) －4.05 13.53 －8.75 －7.93
St7222000 298.4
Obs. 7,945.21 0.28 10.17 0.54
Sim. 6,775.30 0.29 10.68 0.53
RE (%) －14.72 2.51 5.05 -2.00
1) Storm event names stand for the dates of event occurrences. This event ocurred on Jun. 26, 2000.
2) RE stands for relative error of simulated value over observed value.
(a) Discharge (b) Water depth
Fig. 6 Comparison of observed and simulated discharges and water depths during the St6292000 event
(a) Discharge (b) Water depth
Fig. 7 Comparison of observed and simulated discharges and water depths during the St8202000 event Table 2 Comparison of observed and simulated values, varying
with storm events during the verification stage Event Rainfall
(mm)
Item Total runoff (m3)
Peak flow (m3/s)
Tim-to-peak (hr)
Peak depth (m)
St8042000 66.8
Obs. 1,348.54 0.05 12.17 0.29 Sim. 1,486.30 0.06 12.08 0.26 RE (%) 10.22 19.21 －0.68 －10.26
St8202000 92.6
Obs. 1,827.43 0.04 8.83 0.24 Sim. 2,001.24 0.05 8.72 0.23 RE (%) 9.51 18.58 －1.32 －4.72
St8242000 93.8
Obs. 1,755.91 0.03 30.33 0.21 Sim. 1,913.23 0.05 30.78 0.21
RE (%) 8.96 39.01 1.48 2.97
출량, 첨두유출량, 첨두발생시간, 첨두수심을 실측치와 모의치로 구분하고 이들 사이의 상대오차를 비교한 것이다. 실측치와 모 의치의 상대오차는 총유출량의 경우 8.96～10.26 %, 첨두유출 량의 경우 19.21～39.01 %, 첨두시간의 경우 －1.32～1.48 %, 첨두수심의 경우 －10.26～2.97 %를 나타냈다. Fig. 7은 St 8202000 사상의 실측 유출량과 수심을 모의결과와 비교한 것이 며, 실측치와 모의치가 유사한 경향을 나타낸다. 특히 유출량은 강우패턴을 반영하여 잘 모의되었으며, 첨두수심은 실측치와 모 의치가 거의 일치하는 결과를 나타냈다.
3. 모델링 시스템 성능 평가
MSUFS의 예측능력을 평가하기 식 (9)와 같은 물수지 방정식
(a) Total runoff (b) Peak flow
(c) Peak water depth (d) Time-to-peak
Fig. 8 Scatter diagram comparisons between observed and simulated values of MSUFS and the water balance equation- based model
을 이용하여 광역 논의 유출량을 모의하는 모형 (Kim et al., 2000)과 모의결과를 비교하였다. 이 모형은 지구의 논들을 1 개 의 광역 논으로 통합하고 단일 물꼬를 통하여 유출하는 것으로 가정한다.
(9)
여기서 는 광역 논의 유출량 (m3/sec), 는 유출부의 조건 에 따라 달라지는 상수, 는 물꼬 폭 (m), 는 담수심 (m),
는 물꼬 높이 (m)를 나타낸다. 광역 논의 물꼬 폭은 로 추정하며 , 는 매개변수이며, PA는 광역 논 면적 (km2)을 나타낸다. 본 연구에서는 광역 논의 물꼬 폭을 결정하기 위하여 실측치와 모의치를 비교하여 실측치에 가까운 모의결과를 나타 내는 , 를 사용하였다. 또한 는 1.8을 사용하 였으며, 는 광역 논을 구성하는 단일 필지들의 물꼬 높이 평
균값을 사용하였으며, 초기 담수심은 강우 직후 유출을 모의하기 위하여 물꼬 높이와 동일한 값을 사용하였다.
Fig. 8은 MSUCF의 예측능력을 물수지 방정식 모형과 비교한 것이며, 총유출량, 첨두유출량, 첨두수심, 첨두시간의 모의결과를 실측치와 1:1로 비교하였다. 총유출량의 상대오차는 물수지 방정 식 모형의 경우 －20.15～18.65 %이었으며, MSUCF는 －31.87
～10.22 %이었으며, Fig. 8 (a)와 같이 두 모형의 총유출량 모 의결과가 유사하였다. 이는 물수지 방정식 모형의 유출기작과 MSUFS의 단일 필지 논 유출기작이 유사하기 때문이다. 첨두유 출량의 상대오차는 물수지 방정식 모형의 경우 －12.56～48.97 %, MSUCF의 경우 －3.80～39.01 %를 나타냈다. Fig. 8 (b)와 같 이 MSUCF의 모의결과가 물수지 방정식 모형의 모의결과 보다 정확도가 높은 결과를 나타냈다. 첨두수심의 상대오차는 물수지 방정식 모형의 경우 －20.24～13.85 %, MSUCF의 경우 －10.31
～2.97%를 나타냈다. Fig. 8 (c)와 같이 MSUCF의 모의결과는 1:1 선상에 집중되어 있으나 물수지 방정식 모형의 모의결과는
(a) ST8042000: Discharge (b) ST8042000: Water depth
(c) ST8242000: Discharge (d) ST8242000: Water depth
Fig. 9 Comparison of the results from simulations of MSUFS and the water balance equation-based model and the observed data
1:1 선상에서 다소 떨어진 결과를 나타냈다. 물수지 방정식 모형 의 첨두발생시간의 상대오차는 －8.12～2.56 %, MSUCF의 경 우 －8.75～1.48 %를 나타냈다. Fig. 8 (d)와 같이 MSUCF과 물수지 방정식 모형의 모의결과가 유사한 결과를 나타냈다. 이는 대상지구 면적이 작고 배수로 길이가 짧아 배수로가 홍수지체에 미치는 영향이 작았기 때문인 것으로 판단된다.
Fig. 9는 두 모형을 사용하여 ST8042000과 ST8242000의 홍수량을 모의한 결과를 실측자료와 비교한 것이다. ST8042000 의 경우, 두 모형을 이용하여 유출량과 수심을 모의한 결과가 모 두 실측자료와 유사한 경향을 나타냈다. 그러나 첨두유출과 첨두 수심은 물수지 방정식 모형의 결과가 실측자료 보다 다소 큰 값 을 나타냈다. ST8242000의 경우, 두 모형의 모의결과가 실측자 료와 유사한 결과를 나타내고 있으나, 첨두유출량과 첨두수심은 MSUCF의 모의결과가가 실측자료에 더 가까운 결과를 나타냈다.
이와 같은 현상은 Fig. 8에서 나타난 것과 동일한 것으로 판단 된다.
4. 배수지거 수리특성 분석
MSUFS를 이용하여 대구획경지정리지구 배수지거 흐름에 대한 배수지거 경사, 배수지거 관리상태, 배수구 크기 및 개소수 등의 영향을 모의 분석하였다. 적용된 모델지구의 구획크기는 100 m
×100 m이고, 구획수는 10개이며, 배수로는 폭이 0.5 m인 사각 형이며, 길이는 500 m로 하였다. 강우량은 임의의 강우사상을 선정하여 사용하였으며, 논의 초기 저류효과를 고려하기 위하여 총강우량의 70 %가 유출되도록 초기담수심을 설정하였다.
가. 배수지거 경사
배수지거 경사에 따른 유출변화를 분석하기 위하여 배수지거 경사를 0.5, 0.8, 1.0, 2.0 %로 변화시켜 배수로 흐름의 수심을 모의하였다. Fig. 10은 배수로 경사에 따른 수심 변화를 나타낸 것이며, 배수로 경사가 증가함에 따라 첨두수심이 감소하는 결과 를 나타냈다. 이는 배수로 경사가 증가하면, 유속이 증가하고, 수 심이 작아지기 때문이다.
Fig. 10 Water depth, varying with slopes of drainage channel
Fig. 11 Water depth, varying with Manning's roughness coefficients of drainage channel
나. 배수지거 관리 상태
본 연구에서는 강우시 배수로 관리 상태에 따른 배수로 수심 변화를 분석하기 위하여 배수지거의 조도계수를 0.03, 0.05, 0.08, 0.10으로 변화시켜 흐름의 수심을 모의하였다. Fig. 11은 배수 로 조도계수에 따른 수심 변화를 나타낸 것이며, 조도계수가 작 은 라이닝 수로일수록 첨두수심이 작으며, 잡초가 무성한 토공수 로인 경우에는 조도계수가 커서 첨두수심이 큰 결과를 나타냈다.
다. 물꼬 크기
대구획 논의 물꼬 크기에 따른 유출변화를 분석하기 위하여 물꼬 크기를 300, 400, 500 mm로 변화시켜 배수로 수심을 모 의하였다. Fig. 12는 물꼬 개수가 2개일 경우 물꼬 크기에 따른 수심 변화를 나타낸 것이며, 물꼬 크기가 증가할수록 논으로부 터 유출량이 증가하므로 배수로 수심이 크게 나타났다.
라. 물꼬 개소수
대구획 논의 물꼬 개소수에 따른 유출 변화를 분석하기 위하 여 물꼬 개소수를 2, 3, 4개로 변화시켜 배수로 수심을 모의하였
Fig. 12 Water depth, varying with widths of drainage outlets of paddy fields
Fig. 13 Water depth, varying with numbers of drainage outlets of paddy fields
다. Fig. 13은 물꼬의 크기가 300 mm일 경우 물꼬 개수에 따른 수심 변화를 나타내고 있으며, 물꼬 개소수가 증가함에 따라 논 으로부터 유출량이 증가하므로 첨두수심이 크게 나타났다.
V. 결 론
본 연구에서는 강우시 논지구에서 발생하는 유출량과 배수로 흐름을 예측하기 위하여 논 유출 모의 수문모형과 배수로 흐름 모의 수치해석모형을 결합한 MSUFS를 구성하였다. 모형의 적용 성을 평가하기 위하여 현장 측정자료와 모의결과를 비교하였으 며, 모형의 성능을 평가하기 위하여 모의결과를 물수지 방정식 모형의 모의결과와 비교하였다. 또한 대구획경지정리지구에서 물 꼬 관리 및 배수로 물리적 특성 변화에 따른 배수지거의 흐름을 모의하여 분석하였다.
본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
1. MSUFS의 적용성을 평가하기 위하여 3개 강우사상의 관측
자료를 사용하여 모형을 보정하였으며, 다른 3개 강우사상을 이 용하여 모형을 검정하였다. 모형 검정시 실측치와 모의치의 상대 오차를 비교한 결과, 총유출량 8.96～10.26 %, 첨두유출량 19.21
～39.01 %, 첨두시간 －1.32～1.48 %, 첨두수심 －10.26～
2.97 %이었으며, 모의결과가 지속적으로 실측치에 가까운 결과 를 나타냈다.
2. 모형 성능을 평가하기 위하여 물수지 방정식 모형과 모의결 과를 비교한 결과, 총유출량과 첨두시간은 두 모형이 유사한 결 과를 나타냈으나, 첨두유출량과 첨두수심은 MSUFS의 모의결과 가 실측자료에 더 가까운 결과를 나타냈다.
3. MSUFS를 강우시 대구획 논 지구의 유출분석에 적용한 결 과, 물꼬 폭이 넓고, 개소수가 많을수록 첨두수심이 크게 나타났 으며, 배수로의 경사가 크고, 관리상태가 양호할수록 첨두수심이 작게 나타났다.
MSUCF는 실제 논 지구에서 강우시 영농인들이 시행하는 물꼬 관리를 반영하여 배수로 흐름 모의가 가능하므로 홍수량 저감을 위한 최적관리기법 개발에 활용이 가능할 것으로 판단된다. 또한 기후변화로 인한 홍수량 증가를 반영하여 배수로망을 합리적이 고 효과적으로 설계 및 관리하기 위해서는 배수로의 물리적 특 성과 하천과의 연결을 고려한 분석이 필요할 것으로 사료된다.
REFERENCES
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Journal of the Korean Society of Agricultural Engineering
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