한탄강 유역에 대한 레이더 강우의 활용성 연구
Availability if Radar Rainfall Data for Hantan river Basin
초록/요약
임진강 상류 지역을 포함한 한강수계의 일부분이 북한에 속해있다. 북한의 경우 현지조사가 필수적인 수문 계측자료를 구축하는 것이 현실적으로 어렵기 때문에 수문자료를 활용한 강우-유출 분석에 큰 어려움을 갖고 있다. 이러한 임진강 유역의 특성으로 인하여 수해방지대책 수립 역시 어려운 실정이다. 지난 1996년, 1998년, 1999년 이상 강우로 인한 대홍수로 약 1조 원의 재산피해와 128명의 인명피해가 발생하였으며, 2009년 9월 6일 북한은 황강댐에서 사전통고 없이 약 4,000만 의 물을 방류하였고, 이로 인하여 임진강 하류에서 야영하던 6명의 야영객이 사망하고 1억여 원의 어민들의 재산피해가 발생하였다. 최근 레이더 자료를 활용한 수문량 분석에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 지점 강우측정은 그 위치에서 만큼은 정확하게 측정이 가능하지만 일반적으로 강우는 분포형태로 나타나며 레이더 반사도 측정의 경우 이런 분포를 고려하여 강우를 측정하는 것이 가능하다. 이런 레이더 자료의 경우 수문자료의 획득이 어려운 미계측 유역에 대한 적용성 역시 기대되고 있다. 우리나라에는 1970년부터 기상청에서 가동 중인 관악산 레이더를 비롯해 총 11기의 기상레이더가 있으나 강우관측만을 대상으로는 하는 것은 아니다. 현재 강우관측만을 목적으로 설치 운영 중인 강우레이더는 임진강 유역의 특수성을 감안하여 도입한 강화 수문레이더가 유일하다. 본 연구에서는 레이더 강우를 임진강 유역에 활용하기 이전에 상대적으로 수문 계측자료가 많은 임진강 유역 내 한탄강 유역을 대상으로 강우-유출 모의를 수행 하였다. 임진강 레이더 자료를 통해 격자 강우장을 추정하였으며 이렇게 생성된 여러 강우장을 HEC-HMS 상에서 분포형 모형인 ModClark 방법을 적용하여 유출 모의를 수행하였다. ModClark과 같이 강우 패턴에 따라 유출특성에 변화가 큰 유출 모형들은 그 입력자료인 강우자료의 정확도가 유출량 산정에 큰 영향을 미친다. 따라서 ModClark 모형을 이용하여 신뢰성 있는 강우자료의 구축 및 유출 특성을 파악할 수 있으며 각 강우장의 적용성을 비교할 수 있다. 아울러 격자 강우장을 입력 자료로 사용하는 유출 모의 결과를 세 개의 호우사상에 도입하여 실측 자료인 한탄강댐 유입량 자료(관인 지점 유량)와 지점강우 및 Thiessen망을 활용한 유출량과 비교·검토 하였다. 최종적으로 레이더를 활용한 강우-유출량의 이북 미계측 유역의 유출량 판단에 대한 적합성을 평가하고 타당성을 검토하는 연구를 수행하였다.
more초록/요약
A part of the HanRiver including the upstream of the Imjin river basin is located in North Korea. Measuring data in South Korea is difficult for South Korea people. So rainfall-runoff analysis is difficult too. Due to the characteristics of Imjin basin, flood prevention measures are really difficult. Due to heavy rainfalls, flood occurred several times. These floods caused about a trillion won properties damage and 128 casualties. North Korea discharged about 40 million water suddenly without any notice on September 6, 2009. Due to this event, six campers who camped in the downstream were killed and 100 million properties damaged. Recently, many studies using radar data have been done. The radar observes precipitation events in real time over a wide area. Rain gauges accurately measure rainfall on the ground at the point locations. Generally, rain gauges are distributed evenly across the catchment areas, but with many kilometres distances. In contrast, radar reflectivity represents precipitation occurring in the atmosphere over a large geographic area, and therefore provides good spatial coverage. So, applying radar data is possible for unguaged basins. In this study, rainfall-runoff simulations were performed for Hantan river basin because, the measurement data in this basin is more reliable than Imjin river basin. Imjin river radar, which covers the Hantan river basin was used. Runoff simulation was carried out using the radar data and HEC-HMS model. For ModClark in HEC-HMS model reliability of the rainfall results is important. Therefore, construction of a reliable rainfall data is important to identify the runoff characteristics. Finally, the suitable method was determined using comparing discharge of radar dainfall and guages rainfall.
more목차
1장 서론 1
1.1 연구배경 및 목적 1
1.2 연구내용 및 범위 2
2장 레이더 강우 추정 및 강우-유출의 기본이론 4
2.1 연구동향 4
2.1.1 국내 연구동향 4
2.1.2 국외 연구동향 7
2.2 레이더 강우추정 이론 9
2.2.1 레이더 강우추정 이론 9
2.3 강우-유출 모형 19
2.3.1 HEC-GeoHMS 및 HEC-HMS 19
3장 대상유역 선정 및 호우사상 선정 27
3.1 대상 유역 선정 27
3.1.1 한탄강 유역의 특성 28
3.2 호우사상 선정 32
3.2.1 국내 수문현황 분석 32
3.2.2 대상 유역의 수문 관측 현황 34
3.2.3 호우사상 선정 37
4장 레이더 강우의 Modclark 모형에 의한 유출량 산정 39
4.1 레이더 및 강우관측소의 기본정보 39
4.1.1 레이더 관측소 39
4.1.2 한탄강 유역 수문관측소 현황 42
4.2 Modclark 모형구축 및 유출모의 45
4.2.1 ModClark 모형의 입력자료 구축 45
4.2.2 ModClark 유출모의 55
5장 비교·분석 결과 63
5.1 레이더 강우와 지점 강우간의 비교 63
6장 결 론 70
