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경험공식 및 다중회귀모형을 이용한 붕괴 저수지(습지) 비퇴사량 추정

원문정보

Estimation of sediment deposition rate in collapsed reservoirs(wetlands) using empirical formulas and multiple regression models

김동현, 이하늘, 배영혜, 주홍준, 김덕환, 김형수

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초록

영어

As facilities such as dam reservoir wetlands and agricultural irrigation reservoir wetlands are built, sedimentation occurs over time through erosion, sedimentation transport, and sediment deposition. Sedimentation issues are very important for the maintenance of reservoir wetlands because long-term sedimentation of sediments affects flood and drought control functions. However, research on resignation has been estimated mainly by empirical formulas due to the lack of available data. The purpose of this study was to calculate and compare the sediment deposition rate by developing a multiple regression model along with actual data and empirical formulas. In addition, it was attempted to identify potential causes of collapse by applying it to 64 reservoir wetlands that suffered flood damage due to the long rainy season in 2020 due to reservoir wetland sedimentation and aging. For the target reservoir, 10 locations including the GaGog reservoir located in Miryang city, Gyeongsangnam province in South Korea, where there is actual survey information, were selected. A multiple regression model was developed in consideration of physical and climatic characteristics, and a total of four empirical formulas and sediment deposition rate were calculated. Using this, the error of the sediment deposition rate was compared. As a result of calculating the sediment deposition rate using the multiple regression model, the error was the lowest from 0.21(㎥/㎢/yr) to 2.13(㎥/㎢/yr). Therefore, based on the sediment deposition rate estimated by the multi-regression model, the change in the available capacity of reservoir wetlands was analyzed, and the effective storage capacity was found to have decreased from 0.21(%) to 16.56(%). In addition, the sediment deposition rate of the reservoir where the overflow damage occurred was relatively higher than that of the reservoir where the piping damage occurred. In other words, accumulating sediment deposition rate at the bottom of the reservoir would result in a lack of acceptable effective water capacity and reduced reservoir flood and drought control capabilities, resulting in reservoir collapse damage.

한국어

댐 저수지(dam reservoir wetland)나 농업용 저수지 습지(irrigation reservoir wetland) 같은 시설물은 준공되고 시간 이 지남에 따라 침식(erosion), 유사이송(sediment transport), 그리고 유사가 침전(sediment deposition)되어 퇴적이 발생하게 된다. 장기간 유사가 퇴적되면 홍수 및 가뭄 조절 기능에 영향을 주기 때문에 퇴적 문제는 저수지 습지의 유지 관리를 위해 매우 중요하다. 그러나 퇴사에 관한 연구는 가용 자료의 부족으로 인해 주로 경험공식에 의해 추정 되어 왔다. 본 연구의 목적은 실측자료 및 경험공식과 더불어 다중회귀모형을 개발하여 비퇴사량(sediment deposition rate)을 산정하고 비교하고자 하였다. 또한, 저수지 습지의 퇴사(reservoir wetland sedimentation) 및 노후 화로 인해 2020년 긴 장마에 따른 홍수피해가 발생한 64개소의 저수지 습지에 적용하여 잠재적인 붕괴 원인을 파악 하고자 하였다. 대상 저수지는 실측 정보가 있는 한국의 경상남도 밀양시(Miryang city, Gyeongsangnam province) 에 위치한 가곡(GaGog) 저수지 등 10개소를 선정하였다. 저수지 유효저수용량 실측자료를 이용하여 비퇴사량을 산 정하였고 기존에 개발된 총 4가지 경험공식과 물리적/기후적 특성 등을 고려한 다중회귀모형을 개발하여 비퇴사량을 산정하였다. 비퇴사량 산정 결과, 본 연구에서 개발한 다중회귀모형의 오차가 0.21(㎥/㎢/yr)부터 2.13(㎥/㎢/yr) 으로 가장 낮았다. 따라서 다중회귀모형에 의해 추정한 비퇴사량을 토대로 저수지 습지의 유효저수용량에 대한 변화 를 분석하였는데 유효저수용량이 0.21(%)부터 16.56(%)까지 감소한 것으로 파악되었다. 또한, 월류 피해가 발생한 저수지 습지의 비퇴사량은 파이핑 피해 등이 발생한 저수지의 비퇴사량 보다 상대적으로 높았다. 즉, 저수지 바닥에 비퇴사량이 축적되면 허용할 수 있는 유효저수용량이 부족해지고, 저수지의 홍수 및 가뭄 조절 능력이 감소되어 호우 로 인한 저수지 붕괴 피해가 발생할 수 있다는 것이다.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 방법론
2.1 실측에 의한 방법
2.2 비유사량을 이용한 방법
2.3 경험적 공식에 의한 방법
2.4 다중회귀모형
3. 저수지 특성 파악
3.1 대상유역 선정
3.2 유효저수용량 비교 및 분석
4. 붕괴된 저2수지의 비퇴사량 산정
4.1 실측에 의한 저수지 비퇴사량 산정
4.2 경험공식을 활용한 저수지 비퇴사량 산정
4.3 다중회귀모형을 활용한 저수지 비퇴사량 산정
4.4 붕괴된 저수지의 비퇴사량 추정
5. 결론
감사의 글
Reference

저자정보

  • 김동현 Kim, Donghyun. 인하대학교 스마트시티공학과
  • 이하늘 Lee, Haneul. 인하대학교 스마트시티공학과
  • 배영혜 Bae, Younghye. 인하대학교 스마트시티공학과
  • 주홍준 Joo, Hongjun. 한국건설기술연구원 수자원하천연구본부
  • 김덕환 Kim, Deokhwan. 한국건설기술연구원 건설시험인증본부
  • 김형수 Kim, Hung Soo. 인하대학교 사회인프라공학과

참고문헌

자료제공 : 네이버학술정보

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