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SUMMARY
목차
제1장 서론 17
1.1. 연구배경 및 목적 17
1.1.1. 연구개발의 과학기술, 사회경제적 중요성 17
1.1.2. 경제·산업적 측면 중요성 18
1.1.3. 사회·문화적 측면 19
1.2. 연구내용 20
1.2.1. 중소하천 시범유역 운영 20
1.2.2. 흥수예경보 모형검증을 위한 정량 수문자료 생성 및 분석 21
1.2.3. 시범유역 통합 중소하천 홍수예경보 시스템 개발 22
1.3. 연구추진일정 23
제2장 시범유역 선정 및 운영 25
2.1. 시범유역 모니터링 지점 25
2.1.1. 대표복합유역(수영강 하류) 지점현황 27
2.1.2. 대표도시유역(세병교) 지점현황 29
2.1.3. 도시하수분구유역(동래천) 지점현황 32
2.1.4. 대표저수지[댐]유역(신천교) 지점현황 33
2.2. 시범유역 관측기기 관리 34
2.2.1. 대표복합유역(수영강 하류) 관리 34
2.2.2. 대표도시유역(온천천 세병교) 관리 35
2.2.3. 도시하수분구유역(동래천) 관리 35
2.2.4. 대표저수지[댐]유역 (신천교) 관리 36
2.3. Test-bed 유지관리 37
2.4. 실시간 모니터링 시스템 사용자 매뉴얼 40
2.5. 실시간 모니터링 웹페이지 서버관리 41
2.5.1. 메인화면 43
2.5.2. 모니터링 운영현황 45
2.5.3. 모니터링 자료 조회 49
제3장 관측 수문자료 분석 51
3.1. 모니터링 지점 유속 측정 51
3.1.1. 무강우시 유속 측정 51
3.1.2. 강우시 유속 측정 55
3.2. 수위-유량 관계 곡선식 작성 55
3.3. 관측수문자료 수집 현황 및 분석 57
3.3.1. 홍수/호우 사상의 선정 및 호우자료 수집 59
3.3.2. 홍수 유출 및 도달시간 분석 71
제4장 시범유역 홍수예경보 모형 개발 및 구축 121
4.1. 홍수분석 기법의 개요 121
4.1.1. 지형학적 순간단위 유량도 (Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph, GIUH) 121
4.1.2. 지형기후학적 순간단위 유량도 (Geomorphocllmatic Instantaneous Unit Hydrograph, GCIUH) 121
4.1.3. Hec-Ras(Hydrologic Engineering Center-River Analysis System) 122
4.1.4. 저류함수법 122
4.1.5. SWMM(Storm Water Management Model) 122
4.2. 강우-유출 모형의 비교·검토 123
4.2.1. 확정론적 모형 123
4.2.2. 추계학적 모형 124
4.2.3. 신경망 모형 124
4.2.4. 개략 모형 126
4.2.5. 분포형 모형 127
4.2.6. 홍수예측 모형 128
4.3. 수영강 홍수 모형 선정 129
4.3.1. SWMM의 기본가정 130
4.3.2. SWMM에 의한 유출 계산방법 130
4.3.3. 온천천 세병교 지점 SWMM 모형 구축 135
4.3.4. 수영강 유역 SWMM 모형 구축 141
4.3.5. 수영강 상류 지점 SWMM 모형 구축 145
4.3.6. 소하천 경보발령 기준 시범유역 적용 148
4.3.7. 실강우자료를 이용한 모니터링 지점 홍수예경보 기준 적용 151
4.4. 신경망 도시 소유역 수문예측모형 개발 153
4.4.1. 인공신경망의 이론 153
4.4.2. 실시간 모니터링 시스템: 수문입력자료 현황 155
4.4.3. 인공신경망의 수문예측모형 구축 157
4.4.4. 인공신경망의 수문예측모형의 결과 159
제5장 결론 161
5.1. 연구결과 161
5.2. 연구성과 및 활용방안 164
5.3. 향후연구과제 164
참고문헌 165
부록 167
1. 부산시 수영강 유역 실시간 모니터링 운영 및 관리 168
목차 169
제1장 서론 175
1.1. 중소하천 통합 시범유역 운영체계 필요성 175
제2장 시범유역 선정 및 운영 179
2.1. 시범유역 모니터링 지점 179
2.2. 시범유역 관측기기 관리 196
2.3. Test-bed 유지관리 200
2.4. 실시간 모니터링 시스템 사용자 매뉴얼 203
2.5. 실시간 모니터링 웹페이지 서버관리 204
제3장 관측 수문자료 분석 215
3.1. 모니터링 지점 유속 측정 215
3.2. 수위-유량 관계 곡선식 작성 220
2. Web 기반 시범유역 홍수예경보 매뉴얼(내용없음) 167
표 1.2.1. '중소하천 시범유역 운영' 연차별 연구내용 21
표 1.2.2. '홍수예경보 모형검증을 위한 정량 수문자료 생성 및 분석' 연차별... 21
표 1.2.3. '시범유역 통합 중소하천 홍수예경보 시스템 개발' 연차별 연구내용 22
표 1.3.1. 5차년도 연구 추진 일정 23
표 2.1.1. 복합유역 모니터링 시스템 제원 28
표 2.1.2. 대표도시유역 모니터링 시스템(레이다 수위계) 제원 30
표 2.1.3. 도시하수분구유역 모니터링 시스템 제원 32
표 2.3.1. 하천법 시행규칙 별지서식 제17호에 해당하는 항목 37
표 2.3.2. 모니터링 자료 이상치 검토 38
표 3.3.1. 실시간 모니터링 시스템의 수문관측현황(강우사상별) 57
표 3.3.2. 신천교 유역 주요 홍수사상 및 원인(2012~2015) 59
표 3.3.3. 동래천하수분구 유역 주요 홍수사상 및 원인(2012~2015) 60
표 3.3.4. 세병교 유역 주요 흥수사상 및 원인(2006~2015) 61
표 3.3.5. 좌수영교 유역 주요 홍수사상 및 원인(2012~2015) 64
표 3.3.6. 신천교 유역 단일호우사상별 호우특성 64
표 3.3.7. 동래천하수분구 유역 단일호우사상별 호우특성 66
표 3.3.8. 세병교 유역 단일호우사상별 호우특성 67
표 3.3.9. 좌수영교 유역 단일호우사상별 호우특성 71
표 3.3.10. 신천교 지점 수문인적 및 도달시간 72
표 3.3.11. 동래하수분구 지점 수문인적 및 도달시간 73
표 3.3.12. 세병교 지점 수문인적 및 도달시간 76
표 3.3.13. 좌수영교 지점 수문인적 및 도달시간 82
표 4.2.1. 홍수 예측모형의 종류와 특징 128
표 4.3.1. 수영강 유역 특성 인자 134
표 4.3.2. 선정 지점에 대한 한계 수심 139
표 4.3.3. 세병교 지점의 산정 결과 139
표 4.3.4. 세병교 지점 한계 유출량(Qc) 140
표 4.3.5. 온천천 유역의 경보발령 기준안(지속시간 20분 기준) 141
표 4.3.6. 산정 지점에 대한 한계 수심 143
표 4.3.7. 좌수영교 지점의 산정 결과 144
표 4.3.8. 좌수영교의 경보발령 기준안(지속시간 20분 기준) 145
표 4.3.9. 수영강 상류 유역 특성 인자 145
표 4.3.10. 산정 지점에 대한 수위 146
표 4.3.11. 신천교 지점의 산정 결과 147
표 4.3.12. 신천교의 경보발령 기준안(지속시간 20분 기준) 148
표 4.3.13. 신천교 계획 홍수위, 하폭 및 기설제방고 148
표 4.3.14. 신천교 지점 강우-수위 관계 테이블 149
표 4.3.15. 신천교 지점 강우-수위 관계 테이블(지속시간20분) 150
표 4.3.16. 강우사상별 경보발령 결과(신천교) 152
표 4.3.17. 강우사상별 경보발령 결과(세병교) 152
표 4.4.1. 수문관측 자료의 분석 결과 156
표 4.4.2. 수문예측모형 구축 시 입력자료 158
표 4.4.3. 단기수문예측모형의 민감도 분석 158
표 4.4.4. 실시간 수문예측모형의 평가기법 158
표 5.1.1. 5세부 연차별 연구결과 163
표 2.1.1. 통합 중소하천 예경보 시범유역 선정 기준 182
표 2.1.2. 대표 복합유역 시범유역 평가 182
표 2.1.3. 대표 도시유역 시범유역 평가 183
표 2.1.4. 대표 도시하수분구유역 시범유역 평가 184
표 2.1.5. 대표 산지소하천유역 시범유역 평가 184
표 2.1.6. 대표 저수지(댐)유역 시범유역 평가 185
표 2.1.7. 복합유역 모니터링 시스템 제원 190
표 2.1.8. 대표도시유역 모니터링 시스템(레이다 수위계) 제원 192
표 2.1.9. 도시하수분구유역 모니터링 시스템 제원 194
표 2.3.1. 하천법 시행규칙 별지서식 제 17호에 해당하는 항목 200
표 2.3.2. 모니터링 자료 이상치 검토 201
그림 1.1.1. 중소하천 통합 시범유역 운영의 주요 필요성 19
그림 1.2.1. 연구의 구성방법 및 체계 20
그림 2.1.1. 시범유역 선정 및 모니터링 개념도 26
그림 2.1.2. 시범유역 모니터링 지점 유역현황 26
그림 2.1.3. 시범유역 모니터링 지점 배치도 27
그림 2.1.4. 대표복합유역 모니터링 시스템 28
그림 2.1.5. 대표복합유역 모니터링 현황 29
그림 2.1.6. 대표도시유역 강우 모니터링 시스템 29
그림 2.1.7. 대표도시유역 모니터링 시스템 30
그림 2.1.8. 대표도시유역 모니터링 항목 및 그래프 31
그림 2.1.9. 도시하수분구유역 모니터링 시스템 32
그림 2.1.10. 저수지유역 모니터링 시스템 33
그림 2.2.1. 좌수영교 지점 시스템 점검 34
그림 2.2.2. 세병교 지점 시스템 점검 35
그림 2.2.3. 동래천 지점 시스템 점검 36
그림 2.2.4. 신천교 지점 시스템 점검 36
그림 2.3.1. 모니터링 시스템 유지관리 주기 39
그림 2.3.2. 모니터링 시스템 점검절차 39
그림 2.4.1. 실시간 모니터링시스템 구성 체계도 40
그림 2.5.1. 실시간 모니터링시스템 구성 41
그림 2.5.2. 실시간 모니터링 시스템 수동 전송 모듈 42
그림 2.5.3. 모니터링 시스템 메인화면 43
그림 2.5.4. 메인화면의 실시간 기상현황 44
그림 2.5.5. Test-bed 실시간 수문변동 현황 45
그림 2.5.6. Test-bed 실시간 모니터링 운영현황 46
그림 2.5.7. Test-bed 유역 정보 47
그림 2.5.8. 중소하천 홍수예경보 체계 구축 연구과업 소개 48
그림 2.5.9. 모니터링 자료 조회 49
그림 3.1.1. 유량측정 절차 51
그림 3.1.2. 등유량 개념 측선배치 52
그림 3.1.3. 측선배치 주의 사항 52
그림 3.1.4. 측선배치 및 수면 폭 측정 53
그림 3.1.5. 수심 및 유속 측정 53
그림 3.1.6. 측정 값 입력 및 계산 54
그림 3.1.7. 측선에 따른 단면의 수심과 유속 분포도 54
그림 3.1.8. 강우시 전자파 표면 유속계를 이용한 유속 측정 55
그림 3.2.1. 세병교 수위-유량 관계곡선 수정식 56
그림 3.2.2. 신천교 수위-유량 관계곡선 수정식 56
그림 3.3.1. 신천교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2012년 83
그림 3.3.2. 신천교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2013년 84
그림 3.3.3. 신천교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2014년 85
그림 3.3.4. 신천교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2015년 86
그림 3.3.5. 동래천하수분구 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2012년 89
그림 3.3.6. 동래천하수분구 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2013년 91
그림 3.3.7. 동래천하수분구 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2014년 93
그림 3.3.8. 동래천하수분구 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2015년 94
그림 3.3.9. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2006년 97
그림 3.3.10. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2007년 100
그림 3.3.11. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2008년 103
그림 3.3.12. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2009년 104
그림 3.3.13. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2010년 105
그림 3.3.14. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2011년 107
그림 3.3.15. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2012년 109
그림 3.3.16. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2013년 111
그림 3.3.17. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2014년 114
그림 3.3.18. 세병교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2015년 116
그림 3.3.19. 좌수영교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2012년 117
그림 3.3.20. 좌수영교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2013년 118
그림 3.3.21. 좌수영교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2014년 119
그림 3.3.22. 좌수영교 단일 호우사상 강우-수위 그래프_2015년 120
그림 4.3.1. SWMM 모형의 구성 129
그림 4.3.2. 온천천 SWMM 모형화 모식도 및 구축 절차도 135
그림 4.3.3. EPASWMM모형 구축 및 실행 136
그림 4.3.4. 수문 모형 시스템 구축 136
그림 4.3.5. 세병교 지점의 지속시간-유효강우-유량 관계곡선 137
그림 4.3.6. 하도 수리 분석 및 시스템 구축 절차도 138
그림 4.3.7. 수영강 유역 SWMM 구축 142
그림 4.3.8. 수영강 하류 조위 곡선 143
그림 4.3.9. 수영강 상류 유역 SWMM 구축 146
그림 4.3.10. 신천교 수위 노모 그래프 149
그림 4.3.11. 신천교 수위 노모 그래프 실시간 모니터링 자료 적용 150
그림 4.3.12. 신천교 지점 수위 노모 그래프(지속시간 20분) 151
그림 4.3.13. 경보발령 모형시스템 및 실시간 수문관측 시스템 관계 151
그림 4.4.1. 실시간 모니터링 시스템 유역 현황 153
그림 4.4.2. 실시간 모니터링 시스템의 관측 강우 및 수위 현황 157
그림 4.4.3. 도시유역의 홍수수문예측 모형 개발 구조 158
그림 4.4.4. 도시유역의 단기수문예측 모형의 결과 160
그림 1.1.1. 중소하천 통합 시범유역 운영의 주요 필요성 177
그림 2.1.1. 시범유역 선정 및 모니터링 개념도 180
그림 2.1.2. 시범유역 모니터링 지점 유역현황 185
그림 2.1.3. 시범유역 모니터링 지점 배치도 186
그림 2.1.4. 수준점으로 부터의 이동경로 187
그림 2.1.5. 모니터링 기기 기계고 설정을 위한 수준측량 수행 187
그림 2.1.6. 한천단면 생성을 위한 횡단측량 수행 188
그림 2.1.7. 수위관측 지점 하천 횡단면도 188
그림 2.1.8. 대표복합유역 모니터링 시스템 189
그림 2.1.9. 대표복합유역 모니터링 현황 190
그림 2.1.10. 대표도시유역 강우 모니터링 시스템 191
그림 2.1.11. 대표도시유역 모니터링 시스템 192
그림 2.1.12. 대표도시유역 모니터링 항목 및 그래프 193
그림 2.1.13. 강우계 설치 시 구조물과의 최소 이격거리 193
그림 2.1.14. 도시하수분구유역 모니터링 시스템 194
그림 2.1.15. 저수지(댐)유역 모니터링 시스템 195
그림 2.2.1. 좌수영교 지점 시스템 점검 196
그림 2.2.2. 세병교 지점 시스템 점검 197
그림 2.2.3. 동래천 지점 시스템 점검 198
그림 2.2.4. 동래천 지점 슬러지 제거 198
그림 2.2.5. 신천교 지점 시스템 점검 199
그림 2.3.1. 모니터링 시스템 유지관리 주기 202
그림 2.3.2. 모니터링 시스템 점검절차 202
그림 2.4.1. 실시간 모니터링시스템 구성 체계도 203
그림 2.5.1. 실시간 모니터링시스템 구성 204
그림 2.5.2. 실시간 모니터링 시스템 수동 전송 모듈 205
그림 2.5.3. 모니터링 시스템 메인화면 206
그림 2.5.4. 메인화면의 실시간 기상현황 207
그림 2.5.5. Test-bed 실시간 수문변동 현황 208
그림 2.5.6. Test-bed 실시간 모니터링 운영현황 209
그림 2.5.7. Test-bed 유역 정보 210
그림 2.5.8. 중소하천 홍수예경보 체계 구축 연구과업 소개 211
그림 2.5.9. 모니터링 자료 조회 212
그림 2.5.10. 모니터링 자료 이상치 확인 213
그림 3.1.1. 유량측정 절차 215
그림 3.1.2. 등유량 개념 측선배치 216
그림 3.1.3. 측선배치 주의 사항 216
그림 3.1.4. 측선배치 및 수면 폭 측정 217
그림 3.1.5. 수심 및 유속 측정 218
그림 3.1.6. 측정 값 입력 및 계산 218
그림 3.1.7. 측선에 따른 단면의 수심과 유속 분포도 219
그림 3.1.8. 강우시 전자파 표면 유속계를 이용한 유속 측정 220
그림 3.2.1. 세병교 수위-유량 관계곡선 수정식 221
그림 3.2.2. 신천교 수위-유량 관계곡선 수정식 221