도달시간 산정

도달시간의 정의

도달시간은 유역의 최원점에서 출구점까지 우수가 흘러가는 데 걸리는 시간이다.

도달시간은 유입시간과 유하시간의 합으로 산정한다.

유입시간은 지표면을 흘러 하도에 이르는 시간이고, 유하시간은 하도를 따라 흐르는 시간이다.

불투수 면적이 넓으면 유입시간이 짧아진다.

유하시간과 구간 합산

유하시간은 구간 유로길이 L을 구간 평균유속 V로 나눈 값이다.

도달시간은 소구간 도달시간 t_i를 모두 합한 값이다.

구간 평균유속은 경사와 조도계수로 계산하며, 유속은 경사의 1/2 제곱에 비례한다.

그래서 경사를 정확히 잡는 것이 도달시간 산정의 핵심이다.

계산 예제 (Kirpich 식)

가상의 예로, 유로 2 km, 평균경사 0.02인 소유역에 Kirpich 식을 적용한다.

L의 0.77 제곱은 약 348, S의 -0.385 제곱은 약 4.51이다.

두 값과 계수 0.0195를 곱하면 도달시간은 약 30.6분이다.

30분 내외는 상식 범위에 있다. 같은 유역도 방법이 다르면 값이 달라지므로 방법을 밝힌다.

실측 도달시간과 비교해 지역 보정을 거쳐 설계에 쓴다.

규모별 방법 비교

도달시간 산정 방법은 유역 규모와 흐름 형태에 따라 골라 쓴다.

소유역은 경험식이나 운동파법을, 중규모 유역은 구간별 속도법을 주로 쓴다.

규모가 커질수록 사면 흐름보다 하도 흐름의 비중이 커진다.

대규모 유역은 구간별 속도와 하도 저류를 함께 고려해야 한다.

소하천은 유입시간 비중이 커서 유입시간 산정식을 따로 적용하는 것이 일반적이다.

기존 방법의 한계

경험식은 식이 만들어진 지역과 대상 유역의 조건이 다르면 도달시간이 크게 달라진다.

속도법은 구간을 어떻게 나누느냐에 따라 결과가 달라지고, 운동파법은 입력 자료가 많이 필요하다.

개선하려면 지역 보정, 구간 구분 기준 명시, 하도 저류 반영을 함께 한다.

도시화된 유역은 불투수면 비율을 반영해 조도와 유속 계수를 갱신한다.

시험 포인트와 직접 풀기

가장 흔한 실수는 도달시간과 집중시간을 같은 뜻으로 쓰는 것이다.

경사는 구간별로 구해 평면거리 가중평균하고, 단위는 m와 m/s로 통일한다.

구간 분할 후에는 산정값을 고르는 채택 기준을 반드시 밝힌다.

도달시간은 산정식 선택보다 유역 특성 반영과 검증이 핵심이다.

직접 풀어 보자.