A Study on Water Level Rising Travel Time due to Discharge of Paldang Dam and Tide of Yellow Sea in Downstream Part of Paldang Dam

(1)

한 국 방 재 학 회 논 문 집 제10권 2호 2010년 4월

pp. 111 ~ 122

하천방재

팔당댐 방류량과 황해(서해) 조석영향에 따른 팔당댐 하류부 수위상승도달시간 예측

A Study on Water Level Rising Travel Time due to Discharge of Paldang Dam and Tide of Yellow Sea in Downstream Part of Paldang Dam

이정규*·이재홍**

Jong-Kyu Lee

·

Jae Hong Lee

···

Abstract

As the Jamsu-bridge and the floodplains of the Han River can be flooded during the rainy season, the exact prediction of the peak flood time is very important for mitigation of flood hazard. This study analyzes the effect of outflow of Paldang Dam and tide of Yellow Sea on the Han River. A target area is from the Paldang dam to Jeonryu gauging station. Water level of Jeonryu as a downstream boundary condition was estimated through multi linear regression analysis with outflow of Paldang dam and tide level of Incheon, because it was influenced by both a tide of Yellow Sea and outflow of Paldang dam. In this study, Water Level Rising Travel Time of the Jamsu-bridge and some floodplains in the Han River are estimated. Also, The second order polynomial expressions for relationships of outflow of Paldang Dam and Water Level Rising Travel Time were developed considering the outflow of Paldang dam and tide of Yellow Sea.

Key words

: Han river, FLDWAV, Tide, Water level rising Travel time

요 지

한강의 잠수교와 둔치는 장마철에 큰 홍수가 발생하면 침수가 되기 때문에 시민들의 안전과 편의를 위해 홍수로 인한 침수 발생시간을 예측하는 것은 대단히 중요하다. 본 연구에서는 FLDWAV모형을 이용하여 한강하류부의 팔당댐 방류량과 황해(서해) 조석이 한강하류부 수위에 미치는 영향을 분석하였다. 연구 대상구간은 팔당댐 하류부에서 전류지점까지이며, 조석영향을 고려 하기위해 하류경계조건인 전류수위는 팔당댐방류량과 인천조위를 이용한 다중선형회귀분석을 통해 산정된 예측 전류수위를 사 용하였다. 본 연구에서는 잠수교와 주요 둔치에서 수위상승도달시간을 산정하였고, 팔당댐 방류유형과 황해조석에 따른 수위상 승도달시간을 팔당댐 방류량의 함수인 2차다항식으로 나타냈다.

핵심용어 : 한강, FLDWAV, 조석, 수위상승도달시간

···

1. 서 론

한강은우리나라중부지역을 관통하고황해로흐르고있으 며

,

팔당댐 하류부에는

12

개의 시민공원이 존재하고

26

개의 교량이건설되었거나건설 중에있다

.

한강둔치는레저와 휴 식의 장소로 많은 시민들이 이용하고있어 시민들의 안전에 각별한 주의를 기울일 필요가 있다

.

또한 한강의 교량은 생 활권의확장에따라통행량이 증가되고있어지속적인유지·

관리가필요하다

.

최근새단장한 잠수교는교량 상판의높이 가 낮아 홍수시 한강 수위가 일정수위 이상이 되면 보행자 및 차량 통제를 실시하고 있다

.

따라서 시민들의 안전과 편 의를위해홍수로인한 수위와침수시간을예측하는 것은대

단히 중요하며

,

^이는 ^{홍수도달시간과} ^밀접한 ^관계를 ^가지고

있다

.

홍수 도달시간에관한연구로 윤용남과박무종

(1992)

은 한 강 유역의댐 구간에서수리학적 홍수추적을실시하여하류 수위와 홍수도달시간을 추정할수 있는 회귀 방정식을 유도

하였으며

,

이종태등

(1993)

은

NETWORK

모형을이용하여 한

강의 홍수규모에 따른 한강대교 수위의 조위영향 분석을 실 시한 바 있다

.

해당연구에서 사용한 월곶지점의 조위자료는 인천조위를 조고비

,

조시차에 의해 환산하여적용한 것으로

,

김상호 등

(2002)

^에 ^의해 ^실측한 ^{월곶조위와} ^다소 ^차이가 ^있

음이 지적되었다

.

또한

,

이정규와 정혜영

(2005)

은

FLDWAV

모형을 이용하여 홍수 발생시 팔당댐의 방류량으로인한 한

**정회원·한양대학교제1공과대학건설환경공학과교수 (E-mail : [email protected])

**정회원·한양대학교대학원건설환경공학과박사수료

(2)

강하류부둔치 및 잠수교에서수위상승도달시간을 예측하였 으나 하류의 경계조건을황해조위가 대조일 때 조고비와 조 시차로환산한 예측월곶조위를 이용하였고

,

상류경계조건인 팔당댐방류량의경우단순 삼각형방류

(

첨두방류량지속

0

시 간

)

^에 ^대해 ^{모의하였다}

.

^따라서 ^한강 ^하류부의 ^{수위상승도달}

시간을예측함에 있어 좀 더 폭 넓고 정확한연구가 이루어 지기 위해 다양한 팔당댐 방류유형과 유량

,

그리고 조석의 영향을고려한연구의 필요성이제기된다

.

본연구에서는 한강의수위에 영향을주는 팔당댐 방류량

,

수중보

,

조도계수 등을 고려하여 미국

NWS(National

Weather Service)

에서 개발한

1

차원

Saint Venant Equation

을 지배방정식으로 하는 부정류 모형인

FLDWAV

모형으로 한강하류부의둔치및 잠수교에서 하천수위가일정수위에도 달하는시간을 분석하였다

.

팔당댐방류량과 황해조석에 따 른한강의주요 지점에서의침수발생 시간을계산하기위해 인천 조위와 팔당댐 방류량을고려하여 회귀분석을 통해 얻 은 예측전류수위를 산정하였으며

, FLDWAV

^모형의^하류경

계조건으로 사용하였다

.

수리학적 홍수추적모형을 이용하여 팔당댐 방류량과 황해조석에 따른 수위상승도달시간을 예측 함으로써한강의 효율적인하천관리및 홍수방어계획에도움 이될 것으로생각된다

.

2. 수리학적 모형의 구축 2.1 대상구간

수리학적모형 구축을위해고려한대상 구간은팔당댐하 류에서 전류구간으로 약

68.69 km

이며

, 6

개의 수위관측소와 비교적규모가큰 지류인왕숙천

,

^탄천

,

^중랑천

,

^안양천을^고

려하였다

.

^그림

1

^과^그림

2

^는 ^{한강하류부}^위치도와^모식도를

나타낸다

.

2.2 모형의 입력자료 구성

FLDWAV

모형을한강하류부에 적용하기위하여하도의단

면자료

,

상류 및 하류경계에서의 유량 및 수위

,

지류유입량

,

조도계수

,

내부경계조건으로 입력되는 교량

,

수중보 자료 등

의 입력자료를수집하였다

.

본 연구에서 사용된 하천단면은 팔당댐부터 전류지점까지 총

187

개로 한강하류 하천연안 개발계획보고서

(

건설교통부

,

1988)

와 한강 수로조사 용역보고서

(

한강관리사업소

, 2000)

를

이용하여 수집하였다

.

모형의 경계조건으로 상류경계조건은 팔당댐의 시간방류량자료를 이용하였고

,

^{하류경계조건으로는}

전류 시간수위자료를 이용하였다

.

또한

,

조도계수는최근 홍 수사상및하천단면을고려하여보정한표

1

을사용하였으며

,

지류유입량은비교적규모가큰지류인왕숙천

,

탄천

,

중랑천

,

안양천을 고려하였다

수리학적홍수추적모형은하천의 지형적특성을반영하여 하천의 흐름을 해석하므로 하천 구조물에 의한 영향을 고려 할 경우

,

보다 정확한 해석결과를 얻을 수 있다

.

따라서 한 강하류부에존재하는잠실수중보와 신곡수중보를단면자료에 적용하였으며

,

잠실수중보는한강·임진각유역에대한 조위 영향 연구

(

해양수산부

, 2001)

에서 개발된수위

-

유량관계곡선

(

그림

3)

을사용하여 내부경계조건으로처리하였고

,

신곡수중 보의 경우에는조위의영향을상당히많이 받고있기때문에 단일형태의 수위

-

유량 관계곡선을 얻기 어려워

EL.2.4 m

의 고정보가 전하폭에 걸쳐있는 단면으로적용하였다

.

그림

1.

^{한강하류부}^위치

그림

2.

한강하류부모식도

(3)

2.3 모형의 검증

모형의 검증을 위하여 최근

10

년간 홍수량이 비교적 큰

2002

년과

2007

년의 홍수사상을이용하여한강수위를 계산하

였다

.

모형 적용 시 상류경계는 각 실측 사상별 팔당댐 시 간방류량을이용하였으며

,

^{하류경계는}^동일 ^기간의^전류수위

관측소의관측수위를사용하였다

.

지류유입은비교적 규모가 커 한강 수위에영향이 있을 것으로 판단되는왕숙천

,

탄천

,

중랑천

,

안양천을 고려하였고

,

합류점에서의 유출량 실측자 료가없기 때문에합류점과 가까운수위관측소인 퇴계원

,

^성

남

,

중랑교

,

안양에서의 수위자료를 유량자료로 환산한 후 유역면적비를 고려하여 산정하였다

.

계산수위와 실측수위간 의 오차를 나타내기 위하여 자승평균평방근오차

(RMSE)

이 용하였다

.

(1)

그림

4

와 그림

5

는 검증에 이용된

2002

년과

2007

년 수문

사상에대한 상·하류경계조건을나타내며

,

표

2

와그림

6~

그림

9

^는 ^지점 ^별

RMSE

^와 ^잠수교와 ^{한강대교의}

FLDWAV

모형의적용 결과이다

.

3. 한강 하류경계조건 검토

팔당댐하류 한강은황해와인접하고있어황해 조석의영 향을 받으며

,

한강과 황해가 만나는 월곶 지점으로부터 약

66.2 km

떨어진 영동대교지점까지조석영향을 받는다

.

따라

서 팔당댐하류한강의 수위상승도달시간을산정하는데 있어 황해 조석으로 인한 상당한 차이가 있을 것으로 예상되며

,

하도추적시 계산된 수위 값에도 오차가 포함될 우려가 있으 므로조석의영향을고려한하류경계조건의처리가필요하다

.

따라서 본 연구에서는 하류경계조건인 전류수위를 예측하고 검토하였다

.

RMSE

HC_i

–

HO_i ( )²

i 1=

∑

N

---

N

=

그림

3.

^{잠실수중보}^지점의^수위

-

^유량^관계곡선

(

^{해양수산부}

, 2001)

표

1.

^한강의^조도계수

유량 팔당댐

-

잠실수중보잠실수중보

-

잠수교 잠수교

-

한강대교 한강대교

-

행주대교 행주대교

-

전류

200 0.0787 0.0549 0.0549 0.0619 0.0560

1,000 0.0515 0.0419 0.0419 0.0420 0.0395 2,000 0.0429 0.0373 0.0373 0.0355 0.0340 4,000 0.0357 0.0331 0.0331 0.0300 0.0292 6,000 0.0321 0.0310 0.0310 0.0272 0.0268 9,000 0.0288 0.0289 0.0289 0.0246 0.0245 12,000 0.0267 0.0275 0.0275 0.0230 0.0230 15,000 0.0252 0.0265 0.0265 0.0218 0.0219 20,000 0.0234 0.0253 0.0253 0.0203 0.0206 25,000 0.0220 0.0243 0.0243 0.0192 0.0196

그림

4. 2002

^년

8

^월

6

^일

~ 2002

^년

8

^월

11

^일^상

.

^하류^경계조건

그림

5. 2007

^년

8

^월

6

^일

~ 2007

^년

8

^월

13

^일^상

.

^하류^경계조건

표

2.

^관측치와^계산치의

RMSE

대상기간 위

치

RMSE(m)

_{최대방류량}^팔당댐

(cms)

2002.8.6~

2002.8.11

팔당대교

-

22,061

영동대교

0.24

잠수교

0.32

한강대교

0.34

행주대교

0.33 2007.8.6~

2007.8.13

팔당대교

0.14 10,006

영동대교

0.21

잠수교

0.34

한강대교

0.32

행주대교

0.13

(4)

3.1 다중회귀분석(Multiple Linear Regression Analysis, MLRA)

독립변수가 하나이며 독립변수와 종속변수간의 관계가 선 형인 것을 단순회귀분석이라 하며

,

^실제 ^{회귀분석을} ^적용할

때에는하나의독립변수만으로종속변수를 충분히설명할수 없는 경우가 많다

.

따라서 두 개

,

혹은 그 이상의 독립변수 를 이용하여 회귀분석을할 경우가많은데 이를 다중회귀분 석이라한다

.

^{독립변수가}

n

^개인 ^{다중회귀분석의} ^일반적^형태

는식

(2)

와같다

.

Y

=

β1x1

+

β2x2

+ ··· +

βixi

+ ··· +

βnxn

(2)

여기서 Y는종속변수

,

^βi는 회귀계수

,

^xi는독립변수를나타 낸다

.

독립변수 xi의 회귀계수 βi는 다른 독립변수들 xi가

1

단위 증가할때

,

^이에^따른^종속변수 ^Y의^변동폭을^나타낸다

.

구하고자 하는 종속변수 Y의 정확성은 회귀계수 βi에 의해 결정되므로 회귀분석을 통해 정확한 를 추정하는 것이 중요 하다

.

회귀식에사용될독립변수는관측 인천조위와팔당댐방류 량이며

,

각 변수들은 이전시간의 조위 및 방류량의 영향을

받는다

.

따라서 각 변수마다

t, t-1, t-2, t-3

의 시간적 간격을

두어 독립변수로사용하였다

.

3.2 한강 하류 수위 예측방안

한강과 인접하고 있는 인천 조위관측소에서는 실시간으로 조위가 관측되고 있다

.

^기존 ^조석의 ^영향을 ^고려한 ^한강 ^본

류의 연구에서는관측된인천조위를 조고비와조시차에의해 환산한 월곶조위를하류경계조건으로생성하여조석영향을 분

석하였다

(

김상호등

, 2002).

이렇게예측된월곶 조위의경우

인천항의조석영향만 고려함으로인해 만조위와간조위가대 칭을이루며 수위가변화하였다

.

그러나 실제

2000

년

~2001

년 해양연구원에서 관측한 월곶 지점의 관측조위를 비교해 본

결과

(

김상호등

, 2002),

관측된조위자료에서는만조위의대

조고와 소조고의 차이가 뚜렷하게 나타나 시간에 따른 만조 위의 변화가 상당히 크게 나타나지만 간조위의 경우 전반적 으로 조위변화가없으며

,

한강 본류의홍수량이증가함에 따 라 약간 높아지는 경향을 보인다

.

따라서 기존의 예측 조위 산정방법에의존하여월곶지점 조위를하류경계조건으로사 용하여 한강의 조석영향을 분석하는 것은 많은 오차가 있을 그림

6. 2002

^년

8

^월

6

^일

~ 2002

^년

8

^월

11

^일^모의결과

(

^잠수교

)

그림

7. 2002

^년

8

^월

6

^일

~ 2002

^년

8

^월

11

^일^모의결과

(

^한강대교

)

그림

8. 2007

^년

8

^월

6

^일

~ 2007

^년

8

^월

13

^일^모의결과

(

^잠수교

)

그림

9. 2007

^년

8

^월

6

^일

~ 2007

^년

8

^월

13

^일^모의결과

(

^한강대교

)

표

3.

회귀식에사용되는종속및독립변수목록 종속변수 변수코드 독립변수 변수코드 회귀계수코드

전류예측수 위

(t)

^Y

관측인천조위

(t)

^x¹ ^β¹

관측인천조위

(t-1)

^x² ^β²

관측인천조위

(t-2)

^x³ ^β³

관측인천조위

(t-3)

^x⁴ ^β⁴

팔당댐방류량

(t)

^x⁵ ^β⁵

팔당댐방류량

(t-1)

^x⁶ ^β⁶

팔당댐방류량

(t-2)

^x⁷ ^β⁷

팔당댐방류량

(t-3)

^x⁸ ^β⁸

(5)

것으로생각된다

.

^또한^월곶^지점은^{군사지역으로} ^{수위관측이}

실시간으로이루어지지않을뿐만 아니라

,

전류에서월곶 구 간의경우정확히측량된단면자료가 없어가정단면을사용 한해석이이루어지고 있어이로인한 수리학적계산의오차 도발생 할 것으로판단된다

.

본 연구에서한강 본류의 흐름 해석 시 하류단 경계 조건 은 조석영향과팔당댐 방류량을 고려한 전류 수위를 사용하 기로하고

,

^조석 ^영향과^팔당댐^방류량에 ^따른 ^전류^수위 ^변

화를예측하기위해

2000

년부터

2009

까지매년

6

월

~9

월동안

의인천조위와팔당댐방류량자료를수집하였고

,

다중선형회 귀분석을실시하여예측전류대조위와소조위를산정하였다

.

그림

10

^과 ^그림

11

^은 ^대·소조^시 ^팔당댐 ^방류량에 ^따른

관측전류수위와회귀분석을 통한예측전류 수위를비교한 그래프이다

.

회귀분석을 통한 전류 수위는 팔당댐 방류량과 황해조위를고려한경우와황해조위만 고려한경우를나누어 산정하였으며

,

^{전류수위는}^팔당댐 ^방류량의^영향을^받아^방류

량이 큰 경우

,

전체적으로 상승함을 알 수 있다

.

따라서 황 해 조위 뿐 아니라상류 댐 방류량의 영향을고려해 주어야 하며

,

하류전류수위는팔당댐 방류량과황해 조석을고려한 회귀분석을통해 얻어진 계수를 이용하여 연도별 예측 전류 수위를산정 하였다

.

3.3 대표 조위 선정 및 전류 수위 산정

3.3.1

^인천 ^대표^조위 ^선정

인천조위관측소의 과거 조석 예보표를 이용하여

2001

년

~2008

년 동안의 실제 대조와 소조 기간을 조사하여

,

그 중

최극 대·소조위인천 대표대·소 조위로선정하였다

.

^선정

기간은 표

4

와 같으며

,

구축된

FLDWAV

모형의 모의 시간

을 고려하여

144

시간 동안의대표 조위를선정 하였다

.

3.3.2

^전류^수위 ^산정

선정된 인천 대표 대·소조위와 회귀식을이용하여 팔당 댐 첨두방류량에따른 예측전류수위를산정하였다

.

전류 수 위는 회귀식에서 도출한 결과와 같이 팔당댐 첨두방류량과 인천조위에 따라 구분하여 산정하였으며

,

^그림

13

^은 ^팔당댐

초기방류량

1000 cms,

방류증가시간

20

시간

,

첨두방류량

15000 cms,

첨두방류량 지속시간

5

시간 일 때 인천 조위에

따른 예측전류 수위이다

.

4. 한강하류부 수위상승도달시간 산정 4.1 수위상승도달시간의 정의

본 연구에서는하천수위가일정수위에도달하는시간을 예 측하기위하여그림

14

와같이수위상승도달시간을 정의하였 그림

10.

^팔당댐^방류량에^따른^전류^예측^및^관측^수위

(

^대조

, 8000

^{≤ Q}^peak

< 12000)

그림

11.

^팔당댐^방류량에^따른^전류^예측^및^관측^수위

(

^소조

, 8000

^{≤ Q}^peak

< 12000)

표

4.

^인천^대표^대

.

^소^조위^선정^기간

조위 선정기간

대조

2001

년

8

월

19

일

1

시

~ 2001

년

8

월

24

일

24

시 소조

2005

년

9

월

25

일

1

시

~ 2005

년

9

월

30

일

24

시

(6)

다

.

^상류단^{수문곡선의}^방류량이^증가하기 ^시작하는^시간부터

하류단의 수위가 상승하는 시간까지를

‘

지체시간

’

이라 하고 수위가 상승하기 시작하는 시간부터 지정수위까지 도달하는 시간을

‘

^{수위상승시간}

’

^이라^하여 ^두^시간의^합을

‘

^{수위상승도}

달시간

’

으로정의하였다

.

4.2 모의 방법 및 결과

팔당댐 하류 한강의 경우 황해와 인접하고 있으므로 황해 조석의 영향을 받아 한강 수위가 변화한다

.

따라서 본 연구 에서는 한강의황해 조석 영향을 알아보고자대조와 소조로 나누어수위 상승도달시간을산정하도록하였다

.

과거 홍수

시 팔당댐 방류량을 조사한 결과

,

^비가 ^온 ^후 ^약

2000 cms

를 시작으로방류량이 크게증가하는경우가 많았다

.

^따라서

평상시 방류량에 가까운

500 cms

와 방류량이크게 증가하기

전 방류량인

2000 cms

로초기방류량을구분하여모의하였다

.

첨두방류량은

1000 cms

^씩 ^증가시켜 ^{모의하였고}

,

^{방류량증가}

시간의 경우

10

시간

, 15

시간

, 20

시간

, 25

시간

, 30

시간으로 구분하였다

.

또한

,

첨두방류량지속시간의 영향을알아보기위 해 삼각형

(

첨두방류량지속시간

0

시간

)

방류와사다리꼴

(

첨두방 류량지속시간

3

^시간

, 5

^시간

, 10

^시간

)

^방류^유형에^따라^수위상

승도달시간을 산정하였다

.

수위상승도달시간을 산정하기위해 반영된 조건에따른 모의유형을 정리하면표

5

와같다

.

본 연구에서는 팔당방류량과 황해조위와의 관계만을 알아 보기 위하여 왕숙천

,

^탄천

,

^중랑천

,

^안양천 ^등 ^{지류유입량은}

고려하지않았고잠수교와둔치의표고에대하여 수위상승도 달시간을 각각 계산하였다

.

그림

15~

그림

18

은 대표적으로 초기방류량

500 cms,

방류량증가

15

시간

,

첨두방류량

10000 cms,

^{첨두방류량지속}

0

^시간 ^일 ^때와 ^{초기방류량}

2000 cms,

방류량증가

30

시간

,

첨두방류량

20000 cm,

첨두방 류량지속

10

시간 일 때 방류량과 잠수교에서의수위상승 도 달시간을 해석한 결과이며 황해조위가 대조일때와 소조일때 를 구분하였다

.

4.2.1

잠수교수위상승 도달시간산정

잠수교는 교량 상판의 높이가 낮아 홍수시 한강의 수위가 그림

12.

^인천^대표^대

.

^소^조위

그림

13.

대

.

소 조위에 따른 예측 전류수위

(

팔당댐 첨두방류량

15,000 cms)

그림

14.

^{수문곡선의}^정의

표

5.

^{수위상승도달시간}^산정^모의유형

황해조석 초기방류량

(cms)

증가시간^방류량

(hr)

지속시간^{첨두방류량}

(hr)

^첨두

(cms)

^방류량^{황해조석 초기}

(cms)

^방류량 증가시간^방류량

(hr)

지속시간^{첨두방류량}

(hr)

^첨두

(cms)

^방류량

대조

500

10 0, 3, 5, 10 4000~

22000

^소조

500

10 0, 3, 5, 10 4000 22000

15 15

20 20

25 25

30 30

2000

10 2000

10 15 15

20 20

25 25

30 30

(7)

상승하게 되면 보행자와 차량의 통행을 제한한다

.

잠수교의 효율적 통제를위해 팔당댐 방류량이증가되는 시점부터 잠 수교의 통제수위

(

표

6)

까지 한강 수위가 상승하는데 걸리는 시간을 산정하였다

. FLDWAV

^에 ^의해 ^계산된 ^{잠수교에서의}

수위와통제수위를비교하였고

,

통제수위에도달했을 때의시 간과팔당댐방류량과의 관계를회귀분석을통하여수위상승 도달시간산정식을제안하였다

.

표

4

^에 ^제시된 ^{모의유형과}^같이 ^{황해조위에} ^따른 ^하류 ^경

계조건과팔당댐 방류유형에따른 상류경계조건을 변화시켜 수위상승도달시간을산정하였다

.

팔당댐 방류량과황해 조석 에따른 잠수교의수위상승도달시간의산정식은 부록

1

과 같 다

.

4.2.2

한강둔치수위상승도달시간 산정

한강시민공원은홍수터의역할뿐 아니라시민들의여가생 활을할 수 있는공간으로도활용되고있다

.

^이처럼^많은 ^사

람들이 이용하고있기에 홍수 시 한강시민공원의 적절한 통

제가 필요하며

,

이를위해 한강의둔치까지 수위가상승하는 시간을 계산하였다

.

^한강시민 ^공원 ^중 ^둔치의 ^표고가 ^낮아

홍수 시 자주 침수하는 시민공원

4

곳

(

광나루지구

,

반포지구

,

망원지구

,

강서지구

)

을 선정하여 수위상승도달시간을 산정하 였다

.

그림

20

은 서울시관내한강시민공원의위치도이고

,

표

7

^은 ^각^{시민공원의} ^표고를^나타낸다

.

한강 둔치의 수위상승도달시간 산정은 잠수교의 수위상승 도달시간 산정과 같은 방법으로 표

4

에 제시된 모의유형에 따른 상·하류 경계조건을이용하였다

.

팔당댐 방류량과 황 해 조석에따른한강둔치의 수위상승도달시간의 산정식은부 록

2

에 삽입하였다

.

그림

15.

^대조

,

^{초기방류량}

500 cms,

^{방류량증가}

15

^시간

,

^첨두방류

량

10000 cms,

0

^시간^일^때

(

^잠수교

)

그림

16.

^소조

,

^{초기방류량}

500 cms,

^{방류량증가}

15

^시간

,

^첨두방류

량

10000 cms,

0

^시간^일^때

(

^잠수교

)

그림

17.

^대조

,

^{초기방류량}

2000 cms,

^{방류량증가}

30

^시간

,

^첨두방

류량

20000 cm,

10

^시간^일^때

(

^잠수교

)

그림

18.

^소조

,

^{초기방류량}

2000 cms,

^{방류량증가}

30

^시간

,

^첨두방

류량

20000 cm,

10

^시간^일^때

(

^잠수교

)

표

6.

^잠수교^통제수위

구

분

EL.(m)

보행자통제수위

5.5

차량통제수위

6.2

완전잠수수위

6.5

그림

19.

상류에서바라본잠수교전경

(8)

4.3 산정식에 대한 검증

본 연구에서 제안한 산정식을 이용하여 본 연구에서 결정 한팔당댐방류량유형과유사한실측 자료를바탕으로산정 식에대한 검증을실시하였다

.

검증에사용된 팔당댐방류량

으로는 사다리꼴방류 유형을갖는

2003

년

7

월

22

일부터

7

월

24

일까지의자료를 대표로 선정하였고과거 수위상승 도 달시간을확인할 수 있는 잠수교에서의자료를 검증에 이용 하였다

.

표

8

은 관측 및모의 사상의상·하류 경계조건이며 그림

21

은 관측 및 모의사상에 대한 비교결과이다

.

표

8

과 같이계산식으로 산정한수위상승도달시간이관측에 의한도 달시간과상당히유사한 결과를얻을 수있었다

.

4.4 고찰

FLDWAV

모형을이용하여 팔당댐방류량과황해조석에따

른한강 본류의잠수교와둔치의수위상승도달시간을산정하 였다

.

상류 경계조건인팔당댐의 방류형태는초기방류량에서 첨두방류량까지 선형적으로 증가시킨 후에 감소한다고 가정 하였다

.

본 연구결과를요약하면 다음과같다

.

1.

^{수위상승도달시간은} ^대조시가^소조시에 ^비해 ^짧게 ^산정

되었고방류량이증가할 수록조석영향이감소하였다

. 2.

방류량증가시간이 짧을수록

,

초기방류량이증가할수록수

위상승도달시간이 짧아졌다

.

3.

방류량 증가시간이일정할 경우

,

수위상승도달시간은 첨 두방류량이증가할수록 짧게산정되고하류첨두수위가 상승 하였다

.

4.

첨두방류량이 일정 유량 이상 증가하면

,

첨두방류량 이 전에 일정수위에도달함으로첨두방류량지속시간은수위상승 도달시간에영향을주지않았으며

,

첨두방류량지속시간이길 수록 하류첨두수위는 상승하였다

.

5.

팔당댐과가까이 있는 광나루 지구의 수위상승도달시간 은 황해 조석의영향을받지 않았다

.

6.

한강 둔치는 광나루

-

반포

-

강서

-

망원 순서로 침수

된다

.

7.

계산식에의한 수위상승도달시간이 실측치와 비교해 상 당히 유사한결과를 얻을수 있었다

.

5. 결 론

본 연구에서는

1

차원부정류모형인

FLDWAV

를이용하여 한강하류부의 팔당댐에서전류 구간에대해예측된전류수위 와 팔당댐 방류유형에따른 주요 둔치와 잠수교의 수위상승 도달시간을산정하였다

.

모의구간의하류경계조건인 전류수위 를 예측하기위하여 팔당댐 방류량 자료와 인천조위 자료를 수집하여 다중선형회귀분석을 실시하였으며

,

상류경계조건인 팔당댐방류량의경우 초기방류량

,

^{방류량증가시간}

,

^첨두방류

량지속시간

,

첨두방류량에따라 분류하여방류유형을 선정하 였다

.

또한 황해조석과팔당댐 방류유형에 따른수위상승도 달시간의 관계를

2

^차 ^{다항식으로} ^{유도하였다}

.

^그 ^결과 ^계산

식의결과가실측치와상당히유사한결과를얻을수 있었다

.

홍수발생시 본 연구에서 산정한 한강 하류부 둔치와 잠수 교의 수위상승도달시간관계식을이용한다면 팔당댐운영 및

그림

20.

서울시관내한강시민공원위치도

표

7.

한강시민공원의표고

한강시민공원

EL.(m)

광나루지구

8.643

반

포지구

5.985

망

원지구

7.470

강

서지구

6.408

표

8.

관측및계산식에의한수위상승도달시간비교 서해조석

팔당댐방류조건 수위상승도달시간

사상 초기

방류량 첨두

방류량 방류

증가시간 첨두방류

지속시간

5.5 m 6.2 m 6.5 m

소조 관측사상

800 10,481 20 5 15 - 17

모의사상

1,000 10,000 20 5 14.2 17 18.2

그림

21.

^관측^및^본^연구에^의한^계산^결과

(

^잠수교

)

(9)

팔당댐 하류 둔치와 잠수교의 침수 예정시간을 예측하는데 도움이되리라생각한다

.

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Fread, D.L. and Lewis, J.M.(1998). The NWS FLDWAV Model Quick Users Guide, NOAA, Silver Spring

◎논문접수일

: 10

년

02

월

03

일

◎심사의뢰일

: 10

년

02

월

05

일

◎심사완료일

: 10

년

03

월

09

일

(10)

부록

1.

^팔당댐^방류량과^{수위상승도달시간}^산정식

(

^잠수교

) [

^Q

:

^팔당댐^첨두^방류량

(cms)]

(11)

부록

2.

^팔당댐^방류량과^{수위상승도달시간}^산정식

(

^둔치

) [

^Q

:

^팔댕댐^첨두^방류량

(cms)]

(12)

부록

2. Continued