연계운영을 고려한 저수지 최소유입량 예측 기술 개발
Estimation of Minimum Reservoir Inflow Considering Reservoir System Operation
- 주제(키워드) 발생유입량 , 저수지 모의운영 , 연계운영 , 보장공급량 , 최소유입량
- 주제(DDC) 690
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 이재응
- 발행년도 2025
- 학위수여년월 2025. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 건설시스템공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000034618
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
최근 기후변화로 인해 전 세계적으로 홍수 피해가 증가하고, 갈수기에는 가뭄에 의한 용수 부족으로 인한 피해가 심각해지고 있다. 특히, 우리나라는 연평균 강수량의 약 60%가 여름철에 집중되는 특성상, 수자원을 안정적으로 확보하기 어렵기 때문에 자연 재해에 효과적으로 대응할 수 있는 방안이 필요하다. 이러한 상황에서 댐의 용수공급과 홍수 조절 기능은 기후변화로 인한 물관리 문제 해결에 더욱 중요한 역할을 한다. 현재 우리나라는 댐을 활용해 물을 저류하고 조절하여 용수공급을 관리하고 있으나, 여전히 기후변화로 의한 가뭄 피해가 발생하고 있다. 따라서 수자원 시설물들을 보다 효율적으 로 활용하고 유연한 물관리 체계를 구축할 수 있도록 추가적인 연구와 분석이 필요하 다. 본 연구에서는 섬진강 유역을 대상으로 수자원 시설물의 연계운영을 고려하여 가뭄 에 대응할 수 있도록 두 댐의 보장공급능력을 평가하고 댐의 최소유입량을 예측하는 기법을 제시하고자 하였다. 최소유입량은 발생유입량을 사용하여 저수지 연계 모의운영 을 수행하고, 보장공급량을 산정하여 95 percentile에 해당하는 유입량을 댐의 최소유입 량으로 정의하였으며, 이는 댐에 발생할 수 있는 최소의 유량을 의미한다. 최소유입량을 산정하기 위해, 먼저 다양한 가뭄 시나리오를 포함할 수 있도록 추계학 적 자료 발생 기법을 활용하였다. 섬진강 유역의 다목적댐인 섬진강댐, 주암댐, 주암조 절지댐의 시·공간적인 특성을 동시에 고려할 수 있도록 MPAR 모형을 활용하여 유입 량을 100개씩 발생시켰다. 발생시킨 유입량은 수자원 시설물의 관측유입량과의 통계적 특성이 신뢰도 95% 구간에 포함되도록 T-test와 F-test를 수행하였다. 통계분석 결과 100개의 유입량 모두 관측유입량과 통계적 특성이 유사하였다. 본 연구에서 선정한 댐의 연계운영 방법의 효율성을 검증함과 동시에 연계운영 시의 보장공급능력 평가 방안을 제시하기 위해 관측유입량을 활용하여 저수지 모의운영을 수행하였다. 저수율을 고려한 연계 모의운영은 섬진강댐과 주암댐을 연계하지 않는 Case 1과 섬진강댐과 주암댐을 연계하는 Case 2의 경우로 구분하여 수행하였다. 분석 결과, 연계운영을 적용한 Case 2가 Case 1보다 하류에 약 1.248 m3/s의 추가적인 물 공급이 가능한 것으로 분석되어 연계운영의 효율성을 입증하였다. 최종적으로, 발생유입량을 활용하여 댐의 최소유입량을 산정하기 위해, 검증된 연계 운영 방안을 활용하여 저수지 연계 모의운영을 수행하였다. 발생유입량 100개를 활용한 모의운영 수행 결과, 섬진강댐과 주암댐의 보장공급량 중 95 percentile에 해당하는 보 장공급량은 16.04 m3/s로 산정되었으며, 해당 유입량을 섬진강댐과 주암댐의 최소유입 량으로 선정하였다. 두 댐의 최소유입량은 관측유입량보다 대체로 갈수기에 작은 유입 량 값을 나타내었다. 본 연구에서 산정한 최소유입량은 가뭄 기간 동안 용수공급 측면에서 댐에 유입되는 최소의 유량을 의미하며 과거 가뭄 사상뿐만 아니라 여러 수문 사상을 포함하여 분석 된 결과이다. 이는 향후 유역의 하류 물 부족 문제 해결 방안 및 용수공급 안정성 확보 등을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 주제어: 발생유입량, 저수지 모의운영, 연계운영, 보장공급량, 최소유입량
more목차
제 1장. 서 론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 동향 4
1.2.1 유입량 발생 4
1.2.2 저수지 운영 6
제2장. 이론적 배경 8
2.1 발생 자료 구축 8
2.1.1 시계열 자료 분석 모형 8
2.1.2 SAMS 2007 9
2.2 발생 자료의 통계적 특성 분석 10
2.2.1 평균 및 분산 10
2.2.2 자기상관계수 및 교차상관계수 13
2.3 저수지 운영 방안 14
2.3.1 단독운영 14
2.3.2 연계운영 15
제 3장. 연구 범위 및 방법 16
3.1 대상 유역 및 저수지 선정 16
3.2 유입량 자료 발생 24
3.3 보장공급량 및 최소유입량 산정 25
3.3.1 저수지 보장공급량 산정 방안 25
3.3.2 저수율을 고려한 연계운영의 효과 검토 26
3.3.3 저수지 최소유입량 산정 방안 27
3.4 저수지 모의운영 모형 구축 28
3.4.1 Case 1: 섬진강댐과 주암댐을 연계하지 않는 경우 28
3.4.2 Case 2: 섬진강댐과 주암댐을 연계하는 경우 32
제 4장. 결 과 34
4.1 저수지별 발생유입량 구축 34
4.2 저수지 보장공급능력 평가 38
4.2.1 관측유입량을 활용한 저수지 보장공급능력 평가 38
4.2.2 발생유입량을 활용한 저수지 보장공급능력 평가 44
4.3 저수지 최소유입량 산정 46
4.3.1 섬진강댐 최소유입량 46
4.3.2 주암댐 최소유입량 50
제 5장. 결 론 54
참고문헌 56
부록 60
Abstract 76
