홍수추적

홍수추적의 정의

홍수추적은 상류의 홍수수문곡선을 하류 지점까지 계산하는 해석이다.

상류의 홍수파는 하도를 따라 내려가며 첨두가 낮아지고 시간이 늦춰진다.

이 변화를 질량보존과 저류 관계로 계산하는 것이 홍수추적이다.

수문학적 방법과 수리학적 방법

홍수추적은 수문학적 방법과 수리학적 방법으로 나뉜다.

수문학적 방법은 질량보존식과 저류-유량 관계로 계산하며, 구간을 하나의 저류지로 본다.

수리학적 방법은 Saint-Venant 방정식을 풀어 하도 형상을 직접 반영한다.

두 방법은 자료 요구량과 계산 부담에서 차이가 크다.

Muskingum 방법과 저류방정식

Muskingum 방법은 저류상수 K와 가중계수 x 두 매개변수로 계산한다.

저류량은 S = K[xI + (1-x)O]로 놓고 질량보존식과 결합한다.

K는 구간 통과 시간과 같은 차원을 가져 K ≈ t로 잡는 것이 일반적이다.

x는 하도 저류 특성에 따라 관련 기준이 정한 범위에서 정한다.

미계측 하도에는 상·하류 자료가 없어 적용이 제한된다.

Courant 수 계산

Muskingum-Cunge 방법에서는 Courant 수 Cr로 정확도를 가늠한다.

Cr은 파의 속도와 시간 간격의 곱을 공간 간격으로 나눈 값이다.

파의 속도 1.9 m/s, 시간 간격 1,800 s, 공간 간격 2,500 m를 대입한다.

계산하면 Cr은 1.37이며, 관련 기준이 정한 범위와 비교해 확인한다.

간격을 잘못 잡으면 수치 감쇠나 진동이 생긴다.

비교와 흔한 실수

비교 표로 두 방법의 차이를 정리한다.

수문학적 방법은 자료가 적게 들고, 수리학적 방법은 물리성이 높다.

흔한 실수는 Muskingum을 수리학적 방법으로 분류하는 것이다.

수리학적 방법의 장점만 쓰고 자료 요구량을 빼는 것도 실수다.

정리

마지막으로 홍수추적의 핵심을 정리한다.

홍수추적은 상류 수문곡선을 하류로 옮기며 첨두를 줄이고 시간을 늦춘다.

방법 선택은 자료 여건으로 정한다. 자료가 부족하면 수문학적 방법을 쓴다.