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GIS와 GCUH를 이용한 돌발홍수 기준우량 산정의 타당성 검토 연구
The Study of the Fitness on Calculation of the Flood Warning Trigger Rainfall Using GIS and GCUH

신현석   (부산대학교 공과대학 토목공학과UU0000613  ); 김홍태   (부산대학교 공과대학 토목공학UU0000613  ); 박무종   (한서대학교 공과대학 토목공학과UU0001506  );
  • 초록

    본 연구는 지형 기후학적 단위유량도(Geomorphoclimatic Unit Hydrograph, GCUH)가 산악지역의 유출량과 돌발홍수 기준우량을 산정하는데 적절한지를 검토한 것으로, 우선 산악지역의 유출량을 산정하는데 적절한 방범인지를 덕천강 유역에 대해 확률강우량으로 지형기후학적 단위유량도의 첨두유량과 기존 보고서의 착률 홍수량 자료를 비교하는 방법과 실측 호우사상을 HEC-HMS(Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System) 모형과 지형기후학적 단위유량도에서 산정된 첨두 유량을 태수지점의 실측자료와 비교함으로써 지형기후학적 단위유량도의 타당성을 검증하려했고 지형기후학적 단위유량도와 NRCS(Natural Resources Conservation Service) 방법을 이용하여 돌발홍수 기준우량을 산정함으로써 산악지역의 돌발홍수 기준우량 산정 방법을 제시했다. 덕천강 유역에 대해 확률강우량으로 첨두 유량을 비교한 경우 표 11과 같이 대체로 30년 빈도를 제외하곤 비율이 1.1을 초과하지 않았고, 실측 호우사상으로 첨두유량을 비교한 경우 표 12와 같이 지형기후학적 단위유량도 결과가 HEC-HMS 모형보다 모두 크게 나타났고 태수 수위표의 실측치와 대체로 유사하게 나타났다. 따라서, 본 연구에서 지형기후학적 단위유량도를 이용한 산악지역의 유출량 산정이 타당함을 확인했고 이를 이용해 덕천강 유역의 돌발홍수 기준우량을 산정한 결과 한계유출량이 95.59 $m^3$ /sec일때, 최초 10분 동안에 12.96 mm가 발생하면 위험한 것으로 나타났다.


    Using geomorphoclimatic unit hydrograph(GCUH), we estimated the fitness to calculate the mountainous area discharge and flash flood trigger rainfall(FFTR). First, we compared the GCUH peak discharge with the existing report using the design storm at the Dukcheon basin. Second, we compared the HEC-HMS(Hydrologic Engineering Center-Hydrologic Modeling System) model and GCUH with the observed discharge using the real rainfall events at the Taesu stage gage. Third, GCUH and NRCS(Natural Resources Conservation Service) were used for calculating FFTR and proper calculation method was shown. At the Dukcheon basin, the comparison result of using design storm was shown in Table 11, and it was not in excess of 1.1, except for the 30 year return period. In case of real rainfall events, the result was shown in Table 12, and GCUH discharges were all larger than the HEC-HMS model discharges, and they were very similar to the observed data at the Taesu stage gage. In this study, we found that GCUH was a very proper method in the calculation of mountainous discharge. At the Dukcheon basin, FFTR was 12.96 mm in the first 10 minutes when the threshold discharge was 95.59 $m^3$ /sec.


  • 주제어

    지형기후학적 단위유량도 .   첨두 유량 .   돌발홍수 기준우량 .   한계유출량.  

  • 참고문헌 (15)

    1. Sweeney ,T.L. (1992). Modernized Areal Flash Flood Guidance, NOAA Technical Memorandum NWS HYDRO44 
    2. Rodriguez-Iturbe, I., and M. G. Sanabria, and R. L. Bras (1982a). 'A Geomorphoclimatic Theory of the Instantaneous Unit Hydrograph'. Water Resources Research, Vol. 18, No. 4, pp. 877-886 
    3. Rodriguez-Iturbe, I., M. G. Sanabria, and G. Camaano. (1982b). 'On the Climatic Dependence of the IUH:A Rainfall-Runoff Analysis of the Nash Model and the Geomorphoclimatic Theory.' Water Resources Research, Vol. 18, No. 4, pp. 887-903 
    4. Shreve, R.L. (1967). 'Infinite Topologically Random Channel Networks', J. Geol. 75:178-186 
    5. Strahler, A.N. (1957). 'Quantitative Analysis of Watershed Geomorphology.' Trans. Am. Geophys. Union. 38(6), pp. 913-920 
    6. Gupta, V.K., and E. Waymire (1983). 'On the Formulation of an Analytical Approach to Hydrologic Response and Similarity at the Basin Scale'. J. Hydrol.. 65:95-123 
    7. Rodriguez-Iturbe, I. and J. B. Valdes (1979). 'The Geomorphologic Structure of Hydrologic Response'. Water Resources Research, Vol. 15, No. 6, pp. 1409-1420 
    8. Carpenter, T.M., Sperfslag, J.A., Georgakakos, K.P., Sweeney, T., and Fread, D.L. (1999). 'National Threshold Runoff Estimation Utilizing GIS in Support of Operational Flash Flood Warning Systems'. Journal of Hydrology, Vol. 224, pp. 21-44 
    9. Chow,V .T., Maidment, D.R., and Mays, L.W. (1988). Applied hydrology. McGraw-Hill, New York, NY., pp. 132-135 
    10. Horton, R.E. (1932). 'Drainage Basin Characteristics'. Trans. Amer. Geophys. Union. 13, pp. 350-361 
    11. 건교부(2001). 함안천 ${\cdot}$ 덕천강 하천정비기본계획(보완). 건교부, pp. 144-160 
    12. Carpenter, T.M., and Georgakakos, K.P. (1993). GIS-based Procedures in Support of Flash Flood Guidance. IIHR Report No. 366, Iowa Institute of Hydraulic Research The University of Iowa, Iowa City, pp. 1-27 
    13. 김운태, 배덕효, 조천호 (2002). '돌발홍수예보를 위한 미소유역의 한계유출량 산정', 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제 35권 제 5호, pp. 553-561     
    14. 배덕효, 최지혜, 장기호 (2001). '평창강 유역의 한계 유출량 산정', 한국수자원학회 학술발표회 논문집(I), 한국수자원학회, pp. 286-291 
    15. 건교부 (1993). 하천시설기준. 건교부, pp. 690-691 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (12)

    1. Kim, Jin-Hoon ; Bae, Deg-Hyo 2006. "Estimation or Threshold Runoff on Han River Watershed" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, 39(2): 151~160     
    2. Kim, Hong-Tae ; Shin, Hyun-Suk 2009. "Development of Korean Geomorphological Unit Hydrograph for Mountain Basins" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, 42(1): 75~92     
    3. Kim, Hong-Tae ; Shin, Hyun-Suk 2009. "Development of Korean Geomorphological Unit Hydrograph for Mountain Basins" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, 42(1): 75~92     
    4. Kim, Eung-Seok ; Choi, Hyun-Il ; Lee, Dong-Eui ; Kang, Dong-Jin 2009. "Estimation of the Flash Flood Severity using Flash Flood Index" 한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, 9(6): 125~131     
    5. Kim, Joo Cheol ; Lee, Sang Jin 2010. "Analysis of Wetness/Dryness in Geum River Basin based on Climatic Water Balance" 水質保全 = Journal of Korean Society on Water Quality, 26(2): 243~251     
    6. Lee, Jung-Ho 2010. "An Assessment Method for Hazardous Region of Flash Flood in Mountainous Areas" 한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 11(11): 4629~4634     
    7. Yoo, Ju-Hwan 2010. "An Offer of Relation between Rainfall and Unit Hydrograph in a Small Basin" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, 43(7): 635~643     
    8. Choi, Hyun-Il ; Kim, Eung-Seok 2010. "Study on Estimation and Application of the Fwl-D-F curves for Urban Basins" 한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, 11(7): 2687~2692     
    9. Cho, Bae-Gun ; Ji, Hee-Sook ; Bae, Deg-Hyo 2011. "Development and Evaluation of Computational Method for Korean Threshold Runoff" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, 44(11): 875~887     
    10. Lee, Jung-Ho ; Jun, Hwan-Don ; Park, Moo-Jong ; Jung, Jae-Hak 2011. "Flash Flood Risk Assessment using PROMETHEE and Entropy Method" 한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, 11(3): 151~156     
    11. Park, Jae Beom ; Kang, Doo Ki ; Shin, Hyun Suk 2014. "The Study of the Fitness on Estimation of the Flood Warning Rainfall Using UMcIUH in a Urban Area" 한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, 14(6): 91~103     
    12. Lee, Byong Jua ; Choi, Su Mina ; Yoon, Seong Sima ; Choi, Young Jean 2016. "The Evaluation of TOPLATS Land Surface Model Application for Forecasting Flash Flood in mountainous areas" Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, 49(1): 19~28     

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  • 신현석 (39)

    1. 1999 "신경망 기법을 이용한 연평균 강우량의 공간 해석" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 32 (1): 3~13    
    2. 1999 "신경망을 이용한 우리나라의 시공간적 가뭄의 해석" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 32 (1): 15~29    
    3. 2000 "HEC-HMS/HEC-RAS를 이용한 수영강 홍수 영향 분석 연구" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 33 (1): 281~287    
    4. 2000 "엘리뇨/라니냐 영향 지수 기법의 개발 및 한반도 수자원에의 영향분석" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 33 (1): 327~332    
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    6. 2003 "신경망기법으로 분류한 토지피복도의 CN값 산정 적용성 검토" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 36 (4): 633~645    
    7. 2004 "신경망을 이용한 낙동강 유역 홍수기 댐유입량 예측" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 37 (1): 67~75    
    8. 2004 "신경망을 이용한 낙동강 유역 하도유출 예측 및 홍수예경보 이용" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 37 (2): 145~154    
    9. 2004 "크리깅 기법을 이용한 낙동강 유역 홍수강우의 공간해석 연구" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association 37 (3): 233~240    
    10. 2005 "낙동강 수질오염총량관리 개요 및 기준유량 산정 개선방향" 물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future 38 (3): 37~46    
  • 박무종 (72)

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