Journal of Korea Water Resources Association (한국수자원학회논문집)

Korea Water Resources Association (한국수자원학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Evaluation of Reservoir Storage Effect Using Non-linear Reservoir Model

비선형 저수지 모형을 이용한 저수지의 저류효과 평가

  • 유철상 (고려대학교 공과대학 건축사회환경공학부) ;
  • 전창현 (고려대학교 대학원 건축사회환경공학부)
  • Received : 2011.01.20
  • Accepted : 2011.05.25
  • Published : 2011.05.31
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study expressed the reservoir's storage-discharge relation as a non-linear reservoir model and theoretically quantified the reservoir storage effect. Among those non-linear functions like exponential function, logarithmic function and power function considered, the exponential function of the storage-discharge relation was found to be the most valid. The non-linear reservoir model proposed was applied to the Chungju Dam and the Soyang River Dam, whose storage effects during flood were estimated to be about 23 hours and 43 hours, respectively. This result indicates that the Choongju Dam, even though its size and total storage volume are similar to those of the Soyang River Dam, does not achieve enough storage effect as its basin size and the inflow amount are much larger.

본 연구에서는 저수지의 저류량-유출량 관계를 비선형 저수지 모형으로 표현하고, 이를 근거로 저수지의 저류특성을 이론적으로 정량화하였다. 비선형 모형으로는 지수함수, 로그함수 및 멱함수 형태를 고려하였으며, 이 중 저류량-유출량 간의 관계를 지수함수로 표현한 경우가 가장 적절한 것으로 판단되었다. 제안된 모형은 충주댐 및 소양강댐에 적용하였으며, 그 결과로 충주댐의 홍수기 저류효과는 약23시간, 소양강댐의 홍수기 저류효과는 약 43시간 정도로 추정되었다. 이러한 결과는 비록 댐의 규모 및 총 저수용량은 비슷하지만 유역면적 및 유입량에 비해 댐의 규모가 상대적으로 작은 충주댐이 소양강 댐에 비해 충분한 저류효과를 거두지 못하고 있음을 의미한다.

Keywords

References

  1. 권오익, 심명필(1998). "저수지 홍수변환법에 의한 홍수 시 저수지 운영." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제31권, 제1호, pp. 105-113.
  2. 김재형, 윤용남(1986). "소유역의 홍수유출계산을 위한 단일선형 저수지 모형의 적용." 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제19권, 제1호, pp. 65-74.
  3. 서영제, 김진규, 박현주(1999). "강우-유출에 대한 선형 저수지 모형의 매개변수 연구." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제32권, 제6호, pp. 711-720.
  4. 유철상, 김하영(2010). "Muskingum 하도추적 모형의 수문학적 재해석: 선형하천모형과 선형 저수지 모형의 선형결합." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제43권, 제12호, pp. 1051-1061.
  5. 윤용남(2009). 수문학, 청문각.
  6. 이승현(2002). 세트 컨트롤 알고리즘을 이용한 홍수기 저수지 운영방안. 석사학위논문, 서울대학교.
  7. 이아름, 이도훈, 이은태(2006). "저수지 방류량을 고려한 강우-유출모형의매개변수 추정에 관한 연구." 한국수자원학회학술대회논문집, 한국수자원학회, pp. 1822-1829.
  8. 전민우, 조용수, 연규방(2003). "감수곡선으로부터 저수지 모형의 매개변수 결정." 한국수자원학회학술대회 논문집, 한국수자원학회, pp. 34-37.
  9. 정종호, 윤용남(2009). 수자원설계실무, 구미서관.
  10. 한건연, 최규현, 김원, 김동현(2005). "한강수계에서의 댐의 영향을 고려한 홍수추적." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제38권, 제9호, pp. 747-760. https://doi.org/10.3741/JKWRA.2005.38.9.747
  11. 한건연, 김극수, 조완희, 육종화(2008). "홍수기 저수지의 최적연계운영." 한국수자원학회학술대회논문집, 한국수자원학회, pp. 1708-1712.
  12. 한국수자원공사(2009). 댐운영 실무편람.
  13. Boyd, M.J., and Bufill, M.C. (1989). "Determining runoff routing model parameters without rainfall data." Journal of Hydrology, Vol. 108, pp. 281-294. https://doi.org/10.1016/0022-1694(89)90289-8
  14. Clark, C.O. (1945). "Storage and the unit hydrograph." Transactions of the American Society of Civil Engineers, Vol. 110, pp. 1419-1446.
  15. Corless, R.M., and Jeffrey, D.J. (2002). "The wright ${\omega}$ function." in Artificial Intelligence, Automated Reasoning, and Symbolic Computation, J. Calmet, B. Benhamou, O. Caprotti, L. Henocque, and V. Sorge, eds., Vol. 2385 of Lecture Notes in Comput. Sci., Springer, Berlin, Germany, pp. 76-89 https://doi.org/10.1007/3-540-45470-5_10
  16. Crawford, N.Y., and Linsley, R.H. (1966). Digital simulation in hydrology: Stanford Watershed Model IV. Report 39, Dep. Civ. Eng., Stanford Univ., Stanford. Calif., Tech, pp. 210.
  17. Eyre, B.A., and Crees, M.A. (1984). "Real-time application of the isolated event rainfall-runoff model." Journal of the Institution of Water Engineers and Scientists, Vol. 38, No. 1, pp. 70-78.
  18. Foroud, N., and Broughton, R.S. (1981). "Flood hydrograph simulation model." Journal of Hydrology, Vol. 49, pp. 139-172. https://doi.org/10.1016/0022-1694(81)90210-9
  19. Green, C.S. (1979). An improved subcatchment model for the river dee. Report 58, Institute of Hydrology, Wallingford.
  20. Holtan, H.N., Stiltner, G.J., Henson, W.H. and Lopez, N.C. (1975). USDAHL-74 revised model ofwatershed hydrology. ARS Technical Bulletin No. 1518, U.S. Dep. of Agric., Washington, D.C.
  21. James, L.D. (1970). An evaluation of relationships between stream flowpattern and watershed characteristics through the use of OPEST: a self-calibrating version of the Stanford Watershed model. Report 36, Water Resour. Inst., Univ. Kentuchy, Lexington, Ky.
  22. Kidd, C.H.R. (1976). A non-linear urban runoff model. Report 31, Institute of Hydrology, Wallingford.
  23. Kidd, C.H.R., and Lowing, M.J. (1979). The Wallingford urban subcatchment model. Report 82, Institute of Hydrology, Wallingford.
  24. Lambert, A.O. (1969). "A comprehensive rainfall/runoff model for an upland catchment area." Journal of the Institution ofWater Engineers, Vol. 23, pp. 231-238.
  25. Laurenson, E.M. (1964). "A catchment storage model for runoff-routing." Journal of Hydrology, Vol. 2, pp. 141-163. https://doi.org/10.1016/0022-1694(64)90025-3
  26. Mandeville, A.N. (1983). Augmented hydrograph hypothesis: Discussion of principles. Report 58. Institute of Hydrology, Wallingford.
  27. Mein, R.G., Laurenson, E.M., and McMahon, T.A. (1974). "Simple non-linear model for flood estimation." Journal of the Hydraulics Division, Vol. 100, No. 11, pp. 1507-1518.
  28. Nash, J.E. (1957). "The form of the instantaneous unit hydrograph." International Association of Hydrological Sciences Publication, Vol. 45, No. 3, pp. 114-121.
  29. N.E.R.C. (National Environment Research Council) (1975). Flood Studies Report. Institute of Hydrology, Wallingford, Oxford.
  30. Pirt, J. (1983). A simple model to simulate catchment response to rainfall. Department of Geography Occasional Paper Number 7. Loughborough University, Loughborough.
  31. Porter, J.W. (1975). "A comparation of hydrologic and hydraulic catchment routing procedures." Journal of Hydrology, Vol. 24, pp. 333-349. https://doi.org/10.1016/0022-1694(75)90089-X
  32. Sabol, G.V. (1988). "Clark unit hydrograph and Rparameter estimation." Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 114, No. 1, pp. 103-111. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1988)114:1(103)