• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
• /
• pp.212-212
• /
• 2011

댐 저수지와 같은 대형 저수지는 댐에 의해 만들어진 공간에 홍수를 저류하여 지체 방류함으로서 홍수저감효과를 얻는다. 이러한 홍수저감효과는 저류용량(storage capacity)에 의존적이며, 궁극적으로 저수지의 저류량-유출량 곡선으로 정량화 된다. 저수지의 저류량-유출량 관계곡선은 저수지 홍수추적에 사용되며, 이 곡선의 특성이 저수지 하류 유역에 대한 홍수추적 결과에 큰 영향을 미치게 된다. 일반적으로 저수지 홍수추적의 경우에는 선형저수지 이론이 적용되지 않는다. 일반적인 댐 저수지의 특성은 수심()의 증가에 따른 저류량()의 증가가 유출량()의 증가보다 훨씬 크게 나타난다. 따라서 저류량과 유출량간의 관계를 비선형 함수의 형태로 가정할 수 있다. 비선형저수지 모형의 경우에도 선형저수지 모형에서와 동일한 개념을 적용하여 저수지 홍수추적의 지체 및 저류특성을 유도할 수 있다. 결과적으로 지수함수 형태를 고려한 비선형 함수의 변곡점은 원점으로 나타나 선형저수지 모형에서와 동일하게 지체효과는 없는 것으로 파악되었다. 또한 저류효과는 수치적인 방법을 이용하여 해석하였으며, 변곡점의 위치를 확인하고 아울러 저류상수를 계산하였다. 결과적으로 변곡점의 위치는 고려한 모든 경우에 대해 원점으로 나타났고, 저류상수는 비선형저수지 모형의 매개변수에 관계없이 일정한 값으로 수렴함을 확인할 수 있었다. 즉, 저류상수는 비선형 함수의 매개변수인 와 비교하여 약 72% 증가된 값으로 수렴하는 형태임을 의미한다. 결과적으로, 본 연구에서는 비선형 저수지 모형을 제안하고, 이를 이용하여 저수지의 저류특성을 이론적으로 검토하였다. 먼저, 저수지의 저류량-유출량 관계를 지수함수 형태인 비선형 저수지 모형을 도입하여 정량화하였다. 또한 저수지의 저류특성은 저류상수로 정량화할 수 있으며, 저류상수는 비선형 저수지 모형의 매개변수를 이용하여 쉽게 결정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
• /
• pp.110-110
• /
• 2019

유역 강우-유출 과정의 물리적 특성과 비선형성을 반영하여 유출을 예측할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. Dynamic wave 이론 기반의 강우-유출 모형과 유역의 지형적, 수문학적 특성을 이용하여 유역의 순간단위도를 S-수문곡선 방법을 통해 유도하였으며, 비선형성을 고려한 유출수문곡선 산정을 위해 순간단위도의 회선적분 시 강우강도별로 달라지는 순간단위도를 반영하였다. 기존 선형 가정에 근거한 단위도 방법이나, kinematic wave 이론 기반의 순간단위도 방법들에 비해 유역 반응의 물리적 특성과 비선형성을 잘 반영할 수 있었으며, 수치 시뮬레이션을 통한 강우유출 예측 방법에 비해 예측에 소요되는 시간이 짧다는 이점을 가졌다. 본 연구에서 제시한 방법에 대한 이상적 유역, 실제 유역에 대한 검증을 진행하였으며 실제 관측결과와 비교해 본 결과 유역의 강우-유출 관계를 정확히 예측하였다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 물과 미래
• /
• 제19권3호
• /
• pp.267-276
• /
• 1986

본 연구에서는 정도높은 홍수유출모델을 결정함에 있어서, 선형모델과 비선형모델을 적용, 검토하므로서 홍수유출해석에 적합한 모델을 선정하는데 그 목적을 두었다. 분석에 사용된 모델은 선형모델로서는 Nash 모델과 유출함수법, 그리고 비선형모델로서는 Tank 모델과 저장함수법을 각각 적용하였다. 이들 각 모델들을 낙동강 유역의 대표시험유역인 위천유역의 홍수자료를 이용하여 분석한 결과, 비선형 모델이 선형모델보다 첨두유량, 첨두발생시간 및 홍수수문곡선에서 실측치와 잘 일치하였으며 홍수유출모델로서 비선형모델이 적합함을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제32권4호
• /
• pp.417-426
• /
• 1999

횡유입이 없는 경우(sign곡선의 홍수파 유입)와 횡유입이 있는 경우(강우 유입)를 대상으로 선형과 비선형 Muskingum-Cunge법에 의한 단위폭 사면에서의 유출수문곡선의 특성을 비교·고찰하였다. 유출곡선은 선형법에서는 확산효과에 의해서 거의 대칭적으로 확산되나, 비선형법에서는 비선형효과와 확산효과의 상호작용을 의하여 상승부는 급하게 되고, 하강부는 완만하게 된다. 선형법은 유입된 질량을 정확히 보존하나, 비선형법은 질량의 증가나 손실을 초래한다. 비선형법에서 기저유량이 작고 유량변화의 비가 큰 경우, 완경사에서는 파형의 감쇠와 질량의 감소를 가져오나, 급경사에서는 kinematic shock의 생성과 함께 질량의 증가를 가져온다. 같은 특성을 갖는 사면의 경우, 유출곡선의 전파속도와 파형의 변화는 선형법에서는 단위폭당 기준유량에 좌우되나, 비선형법에서는 기저유량 및 유량 변화의 비(= 첨두유량/기저유량)에 좌우된다. 횡유입(강우)이 있는 비선형법의 경우 횡유입이 없는 경우와 마찬가지로, 사면경사가 완만하고 유량변화의 비가 클수록 첨두유량은 작아지고 파형은 확산되나, 질량의 손실은 거의 없다.

• 한국농공학회지
• /
• 제38권3호
• /
• pp.111-111
• /
• 1996

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제1권3호
• /
• pp.73-82
• /
• 2001

본 연구에서는 선형모형인 Nash 모형(1957)과 비 선형모형인 Diskin 모형(1964)의 매개변수를 최적화 기법을 사용하여 구하고 모형의 적용성을 검토하였다. 최적화 기법 중에서 최근 들어 활발히 연구되고 있는 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm)과 비선형 계획법(Non-linear Programming)을 사용하여 Nash 모형과 Diskin 모형의 매개변수를 추정하였으며, 이를 소양강댐 유역의 호우사상에 적용하여 보았다. Nash 모형과 Diskin 모형에서 각각 유전자 알고리즘과 비 선형 계획법으로 구한 매개변수는 다소의 차이를 나타내며, 유전자 알고리즘과 비선형 계획법을 이용하여 Diskin 모형의 매개변수를 구하여 모의된 유출 수문곡선이 유전자 알고리즘과 비선형 계획법을 이용하여 Nash 모형의 매개변수를 구하여 모의된 유출수문곡선에 비해 실제 유출수문곡선에 더 근접한 결과를 나타냈으며 특히, 첨두치를 더 정확히 모의하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제2권2호
• /
• pp.29-38
• /
• 1982

유효강우량(有效降雨量), 섬체시간(暹滯時間) 및 유출(流出)의 비선형(非線型)을 포함하는 비선형(非線型) 수문학적(水文學的) 모형(模型)이 기술(記述)된다. 모형(模型)의 입력자료(入力資料)를 구성하는 유효강우량(有效降雨量)의 산정(算定)은 polynomial fitting 방법(方法)이 이용되었으며 섬체시간(暹滯時間)의 비선형성(非線型性)이 고려된 비선형섬체모형(非線型暹滯模型)을 남한강(南漢江) 상류(上流)에 위치한 섬강유역(蟾江流域)에 적용하여 상수(常數)값을 산정하고 종래의 방법인 fitting 방법(方法) 및 저류함수모형(貯溜凾數模型)에 변형(變型)을 가한 상관모형(相關模型)의 상수(常數)값들과 비교하였다. 각 모형(模型)에서 구한 상수(常數)값의 결과로부터 본연구(本硏究)의 수학적(數學的) 해법(解法)인 연속근사해법(連續近似解法)과 수치해법(數値解法)인 Newton-Rhapson 방법(方法)이 비선형(非線型) 유출과정해석(流出過程解析)에서 종전의 계산도해법(計算圖解法) 등에 비해 우수함이 밝혀졌다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제30권3호
• /
• pp.279-291
• /
• 1997

본 연구는 중소하천 유역에서 강우-유출과정의 모의절 위한 정도 높은 개념적 모형을 결정하기 위하여 기존의 개념적 선형 모형인 Clark 모형, Nash 모형과 개념적 비선형 모형인 Laurenson 모형과 WBN 모형을 위천 유역을 대상으로 적용 및 비교검토를 하였다. 선형 모형에서 산정된 매개변수들의 변동성은 비선형 모형의 매개변수의 변동성 보다 크게 나타났으며, 계측유역에서 4개 개념적 모형으로부터 합성한 수문곡선을 분석한 결과 첨두유량은 4개 모형간에 큰 차이가 없으나 첨두시간은 비선형 모형인 Laurenson 모형과 WBN 모형이 선형 모형보다 적합도가 높은 것으로 나타났다. 순위검정에 위한 Friedman의 이원분산분석결과 첨두유량을 예측하기 위한 4개 모형의 가능성간에는 모든 유역에서 어떤 유의한 차이도 나타내고 있지 않으나 유출수문곡선 전체의 재현성에서 비선형모형들이 선형 모형들 보다 다소 우월한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.614-618
• /
• 2005

수문시계열 분석과 예측은 대부분 ARMA(AutoRegressive Moving Average) 형태의 선형적인 추계학적인 모형을 이용하였으나 자현현상이 복잡해지고 비선형적인 특성을 가짐에 따라 선형적인 해석은 수문시계열의 분석과 예측에 있어서 많은 오류를 내포하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 시도로 Chaos이론이란 개념이 사용되기 시작하였으며, 수자원분야에서는 1980년대 후반부터 물수지 방정식 및 강우유출에 대한 카오스적 특성분석 등 많은 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 영산강유역의 본류를 대표하는 나주지점을 대상으로 2003년 1월 1일 00시부터 2004년 12월 31일 23시까지 17,544개의 시수위 자료에 대하여 해당 년도의 Rating-Curve식을 적용 환산한 유출량자료에 데한 카오스적 특성을 분석하였다. 카오스적 특성을 분석하기에 앞서 원자료에 대하여 이동평균법과 Savitzky-Golay Filter를 적용하여 잡음을 제거하였으며, 1차원의 단일변량의 자료에 대한 상태공간(Phase Space)의 재건을 통하여 비교검토 하였다. 이러한 일련의 과정을 거친 자료에 대하여 상관차원법을 이용하여 영산강 유역의 나주지점의 시유출량 자료에 대한 카오스적 특성을 분석한 결과 저차원의 수렴으로 카오스 특성을 가졌다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제31권6호
• /
• pp.757-768
• /
• 1998

6개의 수조와 1개의 펌프장을 갖고 있는 대심도 지하관로 배수시스템에서 발생하는 복잡한 서어징 현상을 강체수주이론에 의한 비선형 상태방정식에 의해서 해석하였다. 상태방정식은 각 수조에서의 유량연속방정식과 비선형항을 갖는 지하관로의 운동 방정식으로부터 구성된다. 홍수의 유입량과 펌프의 유출량을 장방형 펄스(pulse)로 하고 유출유량과 전유입유량이 같다고 한다면 비선형 상태방정식에 의한 각 수조수위의 진동은 선형화 방정식에 의한 결과와 잘 일치 하고 있다. 이것은 관로저항의 영향이 적고 이것을 무시한 자유진동해석이 타당하다는 것을 나타내는 것이다. 자유진동 방정식은 6개의 고유모드를 갖는다. 그 중 하나는 강체모드이며 유출유량이 전유입유량과 다를 때에 나타나며 이러한 6개의 고유모드는 유입유출조건에 의해서 여러 가지 서어징 현상을 구성한다. 강체모드가 존재하기 때문에 실제의 홍수 유입량에 대응한 고도의 펌프운전이 요구된다.