[표제지 등]
제출문
목차
1. 서론 17
1.1. 과업의 필요성 및 목적 19
1.2. 과업의 범위 19
1.3. 과업의 내용 21
2. 현지조사 및 측량 23
2.1. 유역 개황 25
2.2. 하천측량 27
2.2.1. 현지조사 27
2.2.2. 조사측량 27
2.2.3. 횡단측량 28
2.3. 수위관측소 현황 29
3. 유량측정방법 53
3.1. 개요 55
3.2. 유량측정 일반사항 56
3.2.1. 유량측정 참고자료 56
3.2.2. 추진체계 및 방법 56
3.2.3. 유량측정 위치선정 59
3.2.4. 수위관측소의 위치선정 59
3.3. 평ㆍ저수시 유량측정 60
3.3.1. 유속계 60
3.3.2. 수위 관측 62
3.3.3. 수심 및 하폭 측정 63
3.3.4. 유속측정 65
3.3.5. GZF 측정 71
3.3.6. 야장 작성 72
3.3.7. 유량산정 76
3.4. 홍수시 유량측정 80
3.4.1. 유량측정 설비 80
3.4.2. 부자 81
3.4.3. 부자측정 작업요령 85
3.4.4. 부자 측선수 및 측선간격 87
3.4.5. 부자측정에 의한 유량산정 88
3.5. 기타 유량측정 91
3.5.1. 대응수위 91
3.5.2. 간접유량측정 91
3.6. 유량산정용 프로그램(CalPAD) 92
3.6.1. 개요 92
3.6.2. 적용 기준 및 산정 방법 93
3.6.3. 유량산정용 프로그램(CalPAD) 구성 94
3.6.4. 입출력 자료 구성 및 기능 95
3.6.5. 활용 효과 96
3.7. 유량측정성과 불확실도 분석 98
3.7.1. 유량측정성과의 불확실도 98
3.7.2. 유속계 측정에 의한 불확실도 산정방법 98
3.7.3. 부자 측정에 의한 불확실도 산정방법 104
4. 유량측정 및 분석 107
4.1. 기상개황 109
4.1.1. 2005년 109
4.1.2. 2006년 112
4.2. 유량측정 총괄 116
4.3. 지점별 유량측정성과 116
4.3.1. 적성 수위관측소 118
4.3.2. 군남 수위관측소 120
4.3.3. 전곡 수위관측소 122
4.3.4. 관인 수위관측소 124
4.3.5. 영중 수위관측소 126
4.4. 유량측정성과 특성분석 128
4.4.1. 유속 측선수 분석 128
4.4.2. 유량측정성과 수리특성 분석 132
4.4.3. 구간유량 특성분석 143
4.4.4. 계기 수위와 목자판 수위의 비교 검토 147
4.5. 유량측정성과 불확실도 분석 149
4.5.1. 적용 방법 149
4.5.2. 분석 결과 151
4.5.3. 등급 평가 157
5. 기존자료 수집 및 분석 159
5.1. 지점별 수리ㆍ수문 자료 161
5.2. 수위자료 161
5.3. 유량측정성과 164
5.4. 수위-유량관계곡선식 179
6. 수위-유량관계곡선 개발 185
6.1. 수위-유량관계곡선 일반 이론 187
6.1.1. 수위-유량관계의 통계(Control) 187
6.1.2. 수위-유량관계의 복잡성 189
6.1.3. 수위-유량관계곡선의 개발 방법 189
6.2. 수위-유량관계곡선식 개발 217
6.2.1. 총괄 217
6.2.2. 지점별 수위-유량관계곡선의 개발 220
6.3. 유량 환산 및 유출 검토 236
6.3.1. 유량 환산 237
6.3.2. 유출 검토 242
7. 기준홍수위 검토 및 설정 257
7.1. 개요 259
7.2. 홍수위 기준 259
7.3. 기준홍수위 검토 260
7.4. 기준홍수위 평가 263
8. 유량측정업무 개선방안 269
8.1. 유량측정업무 표준화 271
8.1.1. 유량측정방법의 표준화 271
8.1.2. 수위-유량관계곡선 개발방법의 표준화 274
8.1.3. 유출평가방법의 표준화 275
8.2. 유량측정업무 점검목록 작성 280
8.2.1. 현지조사 및 측량 점검목록 검토 및 구성 280
8.2.2. 유량측정 점검목록 검토 및 구성 281
8.2.3. 수위-유량관계곡선 점검목록 검토 및 구성 283
8.2.4. 유출평가 점검목록 검토 및 구성 283
8.2.5. 유량측정업무 점검목록표 작성 284
8.3. 유량측정업무 개선방안 제시 286
8.3.1. 유량측정방법론 개선방안 286
8.3.2. 측점지점별 개선방안 287
8.3.3. 첨단장비(ADCP/음향측심기) 현장 적용성 검토 289
9. 결론 및 건의 293
9.1. 결론 295
9.2. 건의 299
참고문헌 302
부록 305
1. 수위-유량관계곡선도 307
2. 평면도 및 측량성과 319
3. 횡단면도 341
4. 유속계 검정 353
5. 유량측정성과 361
(과업참여기술자 명단) 591
표 1.1. 유량측정지점 현황 19
표 2.1. 횡단측량 측점간격 28
표 2.2. 적성 수위관측소 현황 32
표 2.3. 군남 수위관측소 현황 36
표 2.4. 전곡 수위관측소 현황 40
표 2.5. 관인 수위관측소 현황 44
표 2.6. 영중 수위관측소 현황 48
표 3.1. 유량측정 참고자료 57
표 3.2. 측정 및 검증 내용 58
표 3.3. 유속계 검정결과 62
표 3.4. 수심 측선수의 기준 비교 64
표 3.5. 하폭에 따른 수심 측선수 기준(과업지시서) 64
표 3.6. 유속 측선수의 국제기준 비교 66
표 3.7. 유속 측선당 측점수 국제기준 비교 68
표 3.8. 미국 지질조사국의 유속 측선당 측점수 기준 68
표 3.9. 관측소 횡단측선 간격 설정 80
표 3.10. 부자 홀수 기준 82
표 3.11. 부자길이에 따른 모래채움 중량 84
표 3.12. 부자 측선수 기준 비교 87
표 3.13. 관측소별 부자 측선수 88
표 3.14. 부자 유하거리 비율(유하거리 : 연직거리) 88
표 3.15. 부자 보정계수 89
표 3.16. 유량 산정용 프로그램(CaIPAD) 입출력 자료 구성 및 기능 96
표 3.17. 측선수에 따른 무작위 불확실도 102
표 3.18. 측정시간에 따른 무작위 불확실도 102
표 3.19. 측선에서의 측점수에 따른 무작위 불확실도 102
표 3.20. 유속계 검정에 따른 무작위 불확실도 103
표 3.21. 하폭측정과 수심측정에 따른 무작위 불확실도 103
표 3.22. 계통 불확실도 103
표 3.23. 단일 유량측정에 있어서의 불확실도 103
표 4.1. 전지구 및 우리나라 연평균 기온 순위 109
표 4.2. 서울의 주요 호우사상 중 3시간 누적 강수량 112
표 4.3. 2006년 장마기간의 지역별 강수량 113
표 4.4. 장마기간 동안 전국 강우량 및 순위(1973~2006년) 113
표 4.5. 서울지역 장마기간 강우량 및 순위(1961~2006년) 113
표 4.6. 유량측정성과 총괄 116
표 4.7. 유량측정성과 등급 기준 117
표 4.8. 적성 유량측정성과 118
표 4.9. 군남 유량측정성과 총괄 120
표 4.10. 전곡 유량측정성과 총괄 122
표 4.11. 관인 유량측정성과 총괄 124
표 4.12. 영중 유량측정성과 총괄 126
표 4.13. 측정방법에 따른 지점별 최대구간유량비 144
표 4.14. 측정방법에 따른 지점별 불확실도 151
표 4.15. 과거 및 금회 유량측정성과 총 불확실도 비교 153
표 4.16. 측정방법에 따른 지점별 불확실도 157
표 5.1. 지점별 영점표고 및 계획홍수위 161
표 5.2. 수위자료 총괄 162
표 5.3. 유량자료 총괄 164
표 5.4. 기존 유량측정성과 165
표 5.5. 기존 수위-유량관계곡선식 180
표 6.1. Se와 Smr의 계산 예(이미지참조) 205
표 6.2. 단위 하강고 방법에 의한 계산 예제 207
표 6.3. 고정 하강고 방법에 의한 계산 예제 210
표 6.4. 한계 하강고 방법에 의한 계산 예제 214
표 6.5. 수위-유량관계곡선식 219
표 6.6. 수위-유량관계곡선식 불확실도 234
표 6.7. 군남 지점의 수위-유량관계곡선의 불확실도(예) 235
표 6.8. 우량관측소별 월 강수량 248
표 6.9. 지점별 티센계수 248
표 6.10. 연유출률 검토 249
표 6.11. 2006년 주요 호우사상의 첨두홍수량 비교 252
표 6.12. 2006년 주요 호우사상의 단위면적당 첨두홍수량 비교 252
표 6.13. 2006년 7월 호우사상(7월 1일 ~ 7월 31일)에 대한 직접유출률 252
표 6.14. 금회 산정한 평저수시 동시유량 254
표 7.1. 지점별 홍수량 및 수위 260
표 7.2. 적용한 고수위 곡선식 261
표 7.3. 지점별 5년 평균저수 261
표 7.4. 홍수위 산정(계획홍수위 기준) 262
표 7.5. 기준홍수위 선정 263
표 7.6. 지점별 연 최고수위 264
표 8.1. 수위-유량관계곡선의 작성 순서(일본 수문관측) 275
표 8.2. 우량자료 처리절차(설마천 시험유역 예) 277
표 8.3. 수위자료 처리절차(설마천 시험유역 예) 278
표 8.4. 유량자료 처리절차(설마천 시험유역 예) 279
표 8.5. 현지조사 및 측량 점검목록 280
표 8.6. 평ㆍ저수기 및 홍수기 유량측정 점검목록 281
표 8.7. 현장 측정결과 정확도 분석 및 검증 281
표 8.8. 수위-유량관계곡선 점검목록 283
표 8.9. 유출평가 점검목록 283
표 8.10. 유량측정업무 점검목록표 284
표 8.11. 측점지점별 개선방안 288
표 8.12. 각 측정 장비별 수심자료 검토 290
표 8.13. 각 측정 장비별 유량자료 검토 291
그림 1.1. 과업 위치도 20
그림 3.1. 추진체계 58
그림 3.2. 수위 급변시 유량과 평균수위의 산정 63
그림 3.3. 유속 측점 위치 및 측점별 정상 유속분포 69
그림 3.4. 야장을 이용한 유선 보정계수 파악 70
그림 3.5. Spin test 70
그림 3.6. 여울에 의한 단면통제 71
그림 3.7. GZF 측정 방법 71
그림 3.8. 유량측정 야장(프라이스 유속계) 73
그림 3.9. 유량측정 야장(프로펠러 유속계) 74
그림 3.10. 유량측정 야장(마그네틱 유속계) 75
그림 3.11. 유량측정 야장(부자) 76
그림 3.12. 중간 단면적법 79
그림 3.13. 부자표(안양천 신정, 예) 83
그림 3.14. 부자측정을 이용한 유량산정 개념도 90
그림 3.15. 프로그램 구성도 95
그림 3.16. 프로그램 구성 및 주요 기능 97
그림 4.1. 전지구 연평균 기온 편차(평년값:14.0℃) 109
그림 4.2. 태풍 나비의 이동경로 111
그림 4.3. 태풍 카눈의 이동경로 111
그림 4.4. 2006년 장마 기압계 모식도 114
그림 4.5. 태풍 에위니아의 이동경로 114
그림 4.6. 태풍 빌리스의 이동경로 115
그림 4.7. 적성 유량측정성과 119
그림 4.8. 유량측정시 관측수위와 계기수위 비교(적성) 119
그림 4.9. 군남 유량측정성과 121
그림 4.10. 유량측정시 관측수위와 계기수위 비교(군남) 121
그림 4.11. 전곡 유량측정성과 123
그림 4.12. 유량측정시 관측수위와 계기수위 비교(전곡) 123
그림 4.13. 관인 유량측정성과 125
그림 4.14. 유량측정시 관측수위와 계기수위 비교(관인) 125
그림 4.15. 영중 유량측정성과 127
그림 4.16. 유량측정시 관측수위와 계기수위 비교(영중) 127
그림 4.17. 수면폭 대비 유속 측선수 129
그림 4.18. 수면폭 대비 유속 측선수(과거 자료) 130
그림 4.19. 유량측정성과 특성(적성) 133
그림 4.20. 유량측정성과 특성(군남) 135
그림 4.21. 유량측정성과 특성(전곡) 137
그림 4.22. 유량측정성과 특성(관인) 139
그림 4.23. 유량측정성과 특성(영중) 141
그림 4.24. 측정방법에 따른 지점별 최대구간유량비 144
그림 4.25. 유량측정성과별 구간유량비 144
그림 4.26. 계기 수위-목자판 수위의 비교 148
그림 4.27. 측정방법에 따른 지점별 불확실도 151
그림 4.28. 과거 및 금회 유량측정성과 총 불확실도 비교 153
그림 4.29. 유량측정성과별 총 불확실도 155
그림 4.30. 지점별 등급 분포 현황 158
그림 5.1. 수집 수위자료 162
그림 5.2. 기존 유량측정성과 177
그림 5.3. 기존 수위-유량관계곡선 181
그림 6.1. 수위-유량관계의 산술축 그래프 도시 예 191
그림 6.2. 하도 및 통제 특성과 수위-유량관계곡선 형상의 일반적인 관계 192
그림 6.3. 수위-유량관계의 대수축 그래프 도시 예 193
그림 6.4. 흐름이 0인 유효수위의 적용 사례 195
그림 6.5. 단위 하강고를 이용한 수위-유량관계곡선 207
그림 6.6. 고정 하강고 수위-유량관계곡선 209
그림 6.7. 고정 하강고 관계곡선 210
그림 6.8. 한계 하강고 수위-유량관계곡선 213
그림 6.9. 한계 하강고~수위 하강고 관계곡선 213
그림 6.10. 한계 하강고 관계곡선 214
그림 6.11. 수위-횡단면적 관계 215
그림 6.12. 유속지수-평균유속 관계 216
그림 6.13. 적성 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 221
그림 6.14. 적성 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 221
그림 6.15. 수위-유량관계곡선(적성) 222
그림 6.16. 군남 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 224
그림 6.17. 군남 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 224
그림 6.18. 수위-유량관계곡선(군남) 225
그림 6.19. 전곡 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 226
그림 6.20. 전곡 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 226
그림 6.21. 수위-유량관계곡선(전곡) 227
그림 6.22. 관인 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 229
그림 6.23. 관인 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 229
그림 6.24. 수위-유량관계곡선(관인) 230
그림 6.25. 영중 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 산술축) 232
그림 6.26. 영중 자료 분석(홍수 전ㆍ후 유량측정성과 및 하천단면, 대수축) 232
그림 6.27. 수위-유량관계곡선(영중) 233
그림 6.28. 유량환산 절차 237
그림 6.29. 수위자료 238
그림 6.30. 유량자료 240
그림 6.31. 상ㆍ하류 유량 비교(관인+영중 vs 전곡) 243
그림 6.32. 상ㆍ하류 유량 비교(적성 vs 군남+전곡) 245
그림 6.33. 상ㆍ하류 유량 비교(적성 vs 군남 vs 전곡) 247
그림 6.34. 주요 호우사상에 대한 지점별 유량 비교(임진강) 251
그림 6.35. 주요 호우사상에 대한 지점별 유량 비교(한탄강) 251
그림 6.36. 금회 산정한 평저수시 동시유량 비교 254
그림 6.37. 평저수시 동시유량 비교(금회 및 기존 곡선식) 255
그림 7.1. 연도별 주요 홍수사상의 첨두수위 비교 266
그림 7.2. 금회 산정된 기준홍수위에 의한 실제 홍수사상의 경보 현황 267
그림 8.1. 수문자료 처리절차(설마천 시험유역 예) 276
그림 8.2. 각 장비별 수심측정자료 290