표제지
제출문
목차
1. 서론 15
1.1. 과업의 필요성 및 목적 17
1.2. 과업의 범위 17
1.3. 과업의 내용 20
2. 현지조사 및 측량 21
2.1. 유역 개황 23
2.1.1. 한강 유역 개황 23
2.1.2. 안성천 유역 개황 24
2.1.3. 유역내 주요 댐 제원 25
2.2. 하천측량 25
2.2.1. 현지조사 25
2.2.2. 조사측량 25
2.2.3. 횡단측량 26
2.3. 수위관측소 현황 28
2.3.1. 경안 28
2.3.2. 흥천 29
2.3.3. 문막 29
2.3.4. 청미 29
2.3.5. 흑천교 30
2.3.6. 공도 30
2.3.7. 평택 31
2.3.8. 동연교 31
3. 유량측정방법 65
3.1. 개요 67
3.2. 유량측정 일반사항 68
3.2.1. 유량측정 참고자료 68
3.2.2. 추진체계 및 방법 68
3.2.3. 유량측정 위치선정 71
3.2.4. 수위관측소의 위치선정 71
3.3. 평ㆍ저수시 유량측정 72
3.3.1. 유속계 72
3.3.2. 수위 관측 74
3.3.3. 수심 및 하폭 측정 75
3.3.4. 유속측정 77
3.3.5. GZF 측정 83
3.3.6. 야장 작성 84
3.3.7. 유량산정 87
3.4. 홍수시 유량측정 90
3.4.1. 유량측정 설비 91
3.4.2. 부자 92
3.4.3. 부자측정 작업요령 95
3.4.4. 부자 측선수 및 측선간격 97
3.4.5. 부자측정에 의한 유량산정 99
3.5. 기타 유량측정 102
3.5.1. 대응수위 102
3.5.2. 간접유량측정 102
3.6. 유량산정용 프로그램(CaIPAD) 103
3.6.1. 개요 103
3.6.2. 적용 기준 및 산정 방법 104
3.6.3. 유량산정용 프로그램(CaIPAD) 구성 105
3.6.4. 입출력 자료 구성 및 기능 106
3.6.5. 활용 효과 107
3.7. 유량측정성과 불확실도 분석 109
3.7.1. 유량측정성과의 불확실도 109
3.7.2. 유속계 측정에 의한 불확실도 산정방법 109
3.7.3. 부자 측정에 의한 불확실도 산정방법 115
4. 유량측정 및 분석 119
4.1. 기상개황 121
4.1.1. 2005년 121
4.1.2. 2006년 124
4.2. 유량측정 총괄 128
4.3. 지점별 유량측정성과 128
4.3.1. 경안 수위관측소 130
4.3.2. 흥천 수위관측소 133
4.3.3. 문막 수위관측소 136
4.3.4. 청미 수위관측소 139
4.3.5. 흑천교 수위관측소 142
4.3.6. 공도 수위관측소 145
4.3.7. 평택 수위관측소 148
4.3.8. 동연교 수위관측소 151
4.4. 유량측정성과 특성분석 154
4.4.1. 유속 측선수 분석 154
4.4.2. 유량측정성과 수리특성 분석 157
4.4.3. 구간유량 특성분석 175
4.4.4. 계기 수위와 목자판 수위의 비교 검토 181
4.5. 유량측정성과 불확실도 분석 183
4.5.1. 적용 방법 183
4.5.2. 분석 결과 185
4.6. 유량측정성과 등급 평가 193
5. 기존자료 수집 및 분석 195
5.1. 지점별 수리ㆍ수문 자료 197
5.2. 수위자료 198
5.3. 유량측정성과 202
5.4. 수위-유량관계곡선식 223
6. 수위-유량관계곡선 개발 229
6.1. 수위-유량관계곡선 일반 이론 231
6.1.1. 수위-유량관계의 통제(control) 231
6.1.2. 수위-유량관계의 복잡성 233
6.1.3. 수위-유량관계곡선의 개발 방법 233
6.2. 수위-유량관계곡선식 개발 261
6.2.1. 총괄 261
6.2.2. 지점별 수위-유량관계곡선의 개발 265
6.3. 유량 환산 및 유출 검토 286
6.3.1. 유량 환산 287
6.3.2. 유출 검토 294
7. 기준홍수위 검토 및 설정 305
7.1. 개요 307
7.2. 홍수위 기준 307
7.3. 기준홍수위 검토 308
7.4. 기준홍수위 평가 312
8. 결론 및 건의 315
8.1. 결론 317
8.2. 건의 321
참고문헌 325
부록 329
1. 수위-유량관계곡선도 331
2. 평면도 및 측량성과 349
3. 횡단면도 383
4. 유속계 검정 401
5. 유량측정 성과 411
(과학참여기술자 명단) 771
표 2.1. 한강 수계 주요 댐 제원 26
표 2.2. 횡단측량 측점간격 27
표 2.3. 수위관측소 현황 28
표 2.4. 경안 수위관측소 32
표 2.5. 흥천 수위관측소 36
표 2.6. 문막 수위관측소 40
표 2.7. 청미 수위관측소 44
표 2.8. 흑천교 수위관측소 48
표 2.9. 공도 수위관측소 52
표 2.10. 평택 수위관측소 56
표 2.11. 동연교 수위관측소 60
표 3.1. 유량측정 참고자료 69
표 3.2. 측정과 검증 역할 분담 내용 70
표 3.3. 유속계 검정결과 74
표 3.4. 수심 측선간격의 기준 비교 76
표 3.5. 하폭에 따른 수심 측선수 기준(과업지시서) 77
표 3.6. 유속 측선수의 국제기준 비교 79
표 3.7. 유속 측선당 측점수 국제기준 비교 80
표 3.8. 미국 지질조사국의 유속 측선당 측점수 기준 80
표 3.9. 관측소 횡단측선 간격 설정 91
표 3.10. 부자 흘수 기준 93
표 3.11. 부자길이에 따른 모래채움 중량 93
표 3.12. 부자 측선수 기준 비교 98
표 3.13. 관측소별 부자 측선수 99
표 3.14. 부자 유하거리 비율(유하거리 : 연직거리) 99
표 3.15. 부자 보정계수 100
표 3.16. 유량 산정용 프로그램(CaIPAD) 입출력 자료 구성 및 기능 107
표 3.17. 측선수에 따른 무작위 불확실도 (X'm)(이미지참조) 113
표 3.18. 측정시간에 따른 무작위 불확실도(X'e)(이미지참조) 113
표 3.19. 측선에서의 측점수에 따른 무작위 불확실도(X'p)(이미지참조) 114
표 3.20. 유속계 검정에 따른 무작위 불확실도(X'c)(이미지참조) 114
표 3.21. 하폭측정과 수심측정에 따른 무작위 불확실도(X'b, X'd)(이미지참조) 114
표 3.22. 계통 불확실도(X"b(하폭), X"d(수심), X"c(유속계 검정))(이미지참조) 114
표 3.23. 단일 유량측정에 있어서의 불확실도 115
표 4.1. 전지구 및 우리나라 연평균 기온 순위 121
표 4.2. 서울의 주요 호우사상 중 3시간 누적 강수량 124
표 4.3. 2006년 지역별 강수량 125
표 4.4. 장마기간 동안 전국 강우량 및 순위(1973~2006) 125
표 4.5. 서울지역 장마기간 강우량 및 순위(1961~2006) 125
표 4.6. 유량측정성과 총괄 128
표 4.7. 유량측정성과 등급 기준 129
표 4.8. 경안 유량측정성과 130
표 4.9. 홍천 유량측정성과 133
표 4.10. 문막 유량측정성과 136
표 4.11. 청미 유량측정성과 139
표 4.12. 흑천교 유량측정성과 142
표 4.13. 공도 유량측정성과 145
표 4.14. 평택 유량측정성과 148
표 4.15. 동연교 유량측정성과 151
표 4.16. 지점별 최대구간유량비(유속계) 176
표 4.17. 지점별 최대구간유량비(부자) 176
표 4.18. 측정방법에 따른 지점별 불확실도 186
표 4.19. 과거 및 금회 유량측정성과 총 불확실도 비교 188
표 5.1. 지점별 영점표고 및 계획홍수위 197
표 5.2. 수위자료 총괄 198
표 5.3. 유량자료 총괄 202
표 5.4. 기존 유량측정성과 203
표 5.5. 기존 수위-유량관계곡선식 223
표 6.1. Se와 Smr의 계산 예(이미지참조) 249
표 6.2. 단위 하강고 방법에 의한 계산 예제(he=1m)(이미지참조) 251
표 6.3. 고정 하강고 방법에 의한 계산 예제(hc=1.3m)(이미지참조) 254
표 6.4. 한계 하강고 방법에 의한 계산 예제 258
표 6.5. 남한강 수위-유량관계곡선식 263
표 6.6. 안성천 수위-유량관계곡선식 264
표 6.7. 수위-유량관계곡선식 불확실도 284
표 6.8. 경안 지점의 수위-유량관계곡선의 불확실도(예) 285
표 6.9. 우량관측소별 월 강수량 297
표 6.10. 남한강 수계 지점별 유역평균우량 및 유출률 299
표 6.11. 안성천 수계 지점별 유역평균우량 및 유출률 299
표 6.12. 주요 호우사상의 직접유출률 302
표 6.13. 댐 유역면적 및 방류량을 제외한 순유출률 302
표 7.1. 지점별 홍수량 및 수위 308
표 7.2. 적용한 고수위 곡선식 309
표 7.3. 5년간 저수위 및 평균 309
표 7.4. 홍수위 산정(계획홍수위 기준) 310
표 7.5. 기준홍수위 검토 311
그림 1.1. 유량측정 조사지점 위치도 18
그림 3.1. 역할 분담 70
그림 3.2. 수위 급변시 유량과 평균수위의 산정 75
그림 3.3. 유속 측점 위치 및 측점별 정상 유속분포 81
그림 3.4. 야장을 이용한 유선 보정계수 파악 82
그림 3.5. spin test 82
그림 3.6. 여울에 의한 단면통제 83
그림 3.7. GZF 측정 방법 83
그림 3.8. 유량측정 야장(프로펠러 유속계) 85
그림 3.9. 유량측정 야장(마그네틱 유속계) 86
그림 3.10. 유량측정 야장(부자) 87
그림 3.11. 중간 단면적법 90
그림 3.12. 부자표(안양천 신정 예) 94
그림 3.13. 부자측정을 이용한 유량산정 개념도 101
그림 3.14. 프로그램 구성도 106
그림 3.15. 프로그램 구성 및 주요 기능 108
그림 4.1. 전지구 연평균 기온 편차(평년값: 14.0℃) 121
그림 4.2. 태풍 나비의 이동경로 123
그림 4.3. 태풍 카눈의 이동경로 123
그림 4.4. 2006년 장마 기압계 모식도 126
그림 4.5. 태풍 에위니아의 이동경로 126
그림 4.6. 태풍 빌리스의 이동경로 127
그림 4.7. 경안 유량측정성과 132
그림 4.8. 유량측정시 관측 수위와 계기 수위 비교(경안) 132
그림 4.9. 흥천 유량측정성과 135
그림 4.10. 유량측정시 관측 수위와 계기수위 비교(흥천) 135
그림 4.11. 문막 유량측정성과 138
그림 4.12. 유량측정시 관측 수위와 계기수위 비교(문막) 138
그림 4.13. 청미 유량측정성과 141
그림 4.14. 유량측정시 관측 수위와 계기수위 비교(청미) 141
그림 4.15. 흑천교 유량측정성과 144
그림 4.16. 유량측정시 관측 수위와 계기수위 비교(흑천교) 144
그림 4.17. 공도 유량측정성과 147
그림 4.18. 유량측정시 관측 수위와 계기수위 비교(공도) 147
그림 4.19. 평택 유량측정성과 150
그림 4.20. 유량측정시 관측 수위와 계기수위 비교(평택) 150
그림 4.21. 동연교 유량측정성과 153
그림 4.22. 유량측정시 관측 수위와 계기수위 비교(동연교) 153
그림 4.23. 수면폭 대비 유속 측선수 155
그림 4.24. 수면폭 대비 유속 측선수(과거 자료) 156
그림 4.25. 유량측정성과 특성(경안) 159
그림 4.26. 유량측정성과 특성(흥천) 161
그림 4.27. 유량측정성과 특성(문막) 163
그림 4.28. 유량측정성과 특성(청미) 165
그림 4.29. 유량측정성과 특성(흑천교) 167
그림 4.30. 유량측정성과 특성(공도) 169
그림 4.31. 유량측정성과 특성(평택) 171
그림 4.32. 유량측정성과 특성(동연교) 173
그림 4.33. 측정방법에 따른 지점별 최대구간유량비 176
그림 4.34. 유량측정성과별 최대구간유량비 177
그림 4.35. 계기 수위-목자판 수위의 비교 182
그림 4.36. 측정방법에 따른 지점별 불확실도 186
그림 4.37. 과거 및 금회 유량측정성과 총 불확실도 비교 188
그림 4.38. 유량측정성과별 총 불확실도 189
그림 4.39. 지점별 등급 평과결과 194
그림 5.1. 2005~2006년 수위자료(남한강 수계) 199
그림 5.2. 2005~2006년 수위자료(안성천) 201
그림 5.3. 기존 유량측정성과 비교 219
그림 5.4. 기존 수위-유량관계곡선식의 비교 225
그림 6.1. 수위-유량관계의 산술축 그래프 도시 예 235
그림 6.2. 하도 및 통제 특성과 수위-유량관계곡선 형상의 일반적인 관계 236
그림 6.3. 수위-유량관계의 대수축 그래프 도시 예 237
그림 6.4. 흐름이 0인 유효수위의 적용 사례 239
그림 6.5. 단위 하강고를 이용한 수위-유량관계곡선 251
그림 6.6. 고정 하강고 수위-유량관계곡선 253
그림 6.7. 고정 하강고 관계곡선 254
그림 6.8. 한계 하강고 수위-유량관계곡선 257
그림 6.9. 한계 하강고~수위 하강고 관계곡선 257
그림 6.10. 한계 하강고 관계곡선 258
그림 6.11. 수위-횡단면적 관계 259
그림 6.12. 유속지수-평균유속 관계 260
그림 6.13. 경안 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 266
그림 6.14. 경안 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 266
그림 6.15. 수위-유량관계곡선(경안) 267
그림 6.16. 홍천 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 268
그림 6.17. 홍천 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 268
그림 6.18. 수위-유량관계곡선(홍천) 269
그림 6.19. 문막 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 271
그림 6.20. 문막 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 271
그림 6.21. 수위-유량관계곡선(문막) 272
그림 6.22. 청미 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 273
그림 6.23. 청미 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 273
그림 6.24. 수위-유량관계곡선(청미) 274
그림 6.25. 흑천교 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 275
그림 6.26. 흑천교 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 275
그림 6.27. 수위-유량관계곡선(흑천교) 276
그림 6.28. 공도 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 278
그림 6.29. 공도 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 278
그림 6.30. 수위-유량관계곡선(공도) 279
그림 6.31. 평택 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 280
그림 6.32. 평택 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 280
그림 6.33. 수위-유량관계곡선(평택) 281
그림 6.34. 동연교 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 282
그림 6.35. 동연교 자료 분석(홍수 전후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 282
그림 6.36. 수위-유량관계곡선(동연교) 283
그림 6.37. 유량환산 절차 287
그림 6.38. 수위자료(남한강) 288
그림 6.39. 수위자료(안성천) 290
그림 6.40. 남한강 수계 유량자료 291
그림 6.41. 안성천 유량자료 293
그림 6.42. 남한강 수계 유량 295
그림 6.43. 안성천 유량 296
그림 6.44. 주요 호우사상에 대한 지점별 유량 비교(남한강 수계) 301
그림 6.45. 주요 호우사상에 대한 지점별 유량 비교(안성천) 301
그림 6.46. 문막 유량 & 횡성댐 방류량 비교 303
그림 7.1. 홍수위 기준에 의한 주의보 및 경보 발령 현황(남한강 수계) 313
그림 7.2. 홍수위 기준에 의한 주의보 및 경보 발령 현황(안성천) 313