유역반응시간과 임계지속기간

개념 정의

유역반응시간은 강우가 내린 뒤 유역 출구에서 유량이 반응하기까지의 지연 시간이다.

임계지속기간은 설계 강우의 지속기간을 바꿔 가며 첨두홍수량이 최대가 되는 지속기간이다.

이 두 개념은 설계홍수량을 산정할 때 강우지속기간을 정하는 기준이 된다.

구성요소

유역반응시간은 도달시간, 지체시간, 유역 특성 인자로 나뉘어 구성된다.

도달시간은 유역 최원방점에서 출구까지 흐르는 시간이며 경사, 연장, 조도에 따라 달라진다.

지체시간은 강우 중심에서 유량 첨두까지의 시간이다.

다만 지체시간은 강우지속기간과 토양포화도에 따라 변하므로 고정값이 아니다.

임계지속기간의 원리

임계지속기간은 강우지속기간을 바꿔 가며 첨두홍수량을 비교해 정한다.

지속기간이 짧으면 강우강도는 커지지만 유역 일부만 기여해 첨두가 작다.

지속기간이 길면 유역 전체가 기여하지만 강우강도가 작아 첨두가 줄어든다.

두 효과가 만나는 지점, 즉 지속기간이 도달시간과 같을 때 임계지속기간이 된다.

계산 예제

가상의 소유역을 가정한다. 하도 길이 2,000m, 평균 경사 0.02인 자연 소유역이다.

Kirpich식으로 도달시간을 구하고, 이 값을 임계지속기간 검토의 출발점으로 둔다.

이후 지속기간 40분, 60분, 90분의 첨두유량을 모의하여 최댓값을 고른다.

도달시간 기준 값은 검토 출발점으로만 쓰고, 설계 확정은 모의 결과로 검증한다.

헷갈리는 점과 채점

첫째, 유역반응시간과 도달시간을 같은 개념으로 쓰는 실수가 많다.

둘째, 임계지속기간을 강우지속기간과 혼동해 답하지 않도록 주의한다.

채점에서는 정의, 결정 방법, 적용 방안의 순서가 중요하다.

기준 수치를 근거 없이 단정하면 감점된다. 정의부터 정확히 쓴다.

정리

정리하면, 유역반응시간은 강우에 대한 유역의 유출 반응 지연 시간이다.

임계지속기간은 첨두홍수량을 최대로 만드는 강우지속기간이다.

결정은 실측 지체시간이나 경험식으로 구한 도달시간을 비교해 한다.

도시화가 진행되면 불투수면적이 늘어 유역반응시간이 짧아진다.