KR101990754B1 - 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법 - Google Patents

유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법을 개시한다. 상기 평가 방법은, 유역내 친환경 인프라구조물에 대한 표준화 처리를 통하여, 친환경 인프라구조물 유닛을 얻는 단계; 폭우 빈도 하에서 친환경 인프라구조물 유형 및 나지 유형의 사면 패치의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정하는 단계; 유역 홍수의 하이드로 그래프에 대한 분석에 근거하여, 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량을 확정하는 단계; 홍수 조절 용량과 친환경 인프라구조물 유닛에 대한 분석과 계산을 통하여, 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 얻고, 이 지표를 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력을 평가하는 평가 지표로 사용할 수 있는 단계를 포함하고, 이 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법은 비교적 높은 합리성과 정확성을 구비하는 동시에, 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값 지표를 얻음으로서, 생태학적 해면 유역 친환경 인프라구조물의 선택과 배치를 위한 근거를 제공할 수 있다.

Description

유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법
본 발명은 해면 유역의 건설과정에서 해면체에 의한 저수량 조절 능력의 평가 분야에 관한 것이며, 특히 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출(surfacerunoff)에 대한 저수량 조절 능력을 평가하는 방법에 관한 것이다.
기후 변화와 인류 사회의 급속한 발전은 유역의 물순환 및 그 수반 과정을 변화시켰고, 심각한 물자원, 물환경과 수생태 문제를 일으키는 바, 생태학적 해면 유역 건설을 진행하고, 자연 물순환의 극단적인 과정을 저감시키며, 자연 물순환에 대한 사회 물순환 과정의 간섭을 감소시키는 것은, 유역 통합 관리의 필요일 뿐만 아니라 인류 문명 발전의 필연적 추세이기도 하다.
삼림지, 목초지 및 습지 등의 친환경적인 인프라구조물은 주요한 해면체로서, 유역 유출 과정에 영향을 주고 있고, 유역 폭우-유출 과정에서 친환경 인프라구조물은 일반적으로 지표면의 저수량 조절 인프라구조물로 사용되어 유역 물순환의 극단적인 과정을 조절할 수 있다.
도2는 식생 변화가 유역 수문에 주는 영향 과정을 예시적으로 표시하고, 도3은 습지가 중요한 수문 단위로서 유역 수문에 영향을 주는 과정을 예시적으로 표시한다. 현재, 생태학적 해면 유역에 대한 연구는 걸음마 단계에 있으며, 해면체의 저수량 조절 능력에 대한 표준값이 없는 문제가 있으므로, 친환경 인프라구조물의 폭우-유출 과정에 대한 저수량 조절 능력의 표준값을 제공하는 것은, 생태학적 해면 유역의 친환경 인프라구조물의 선택과 배치를 위한 근거를 제공할 수 있다.
본 발명의 목적은 보다 과학적이고 보다 합리적으로 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 능력을 계산하고, 생태학적 해면 유역 친환경 인프라구조물의 선택과 배치를 위한 근거를 제공하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법을 제공하는 것이다.
상기 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아래와 같은 기술적 해결 수단을 채용한다. 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법을 제공하고, 상기 방법은,
유역내 친환경 인프라구조물에 대한 표준화 처리를 통하여, 친환경 인프라구조물 유닛을 얻는 단계(S1);
폭우 빈도하에서, 친환경 인프라구조물 유형 및 나지(맨땅) 유형의 사면 패치의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정하는 단계(S2);
유역 홍수의 하이드로 그래프에 대한 분석에 근거하여, 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량을 확정하는 단계(S3); 및
홍수 조절 용량과 친환경 인프라구조물 유닛에 대한 분석과 계산을 통하여, 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 얻는 단계(S4);를 포함한다.
바람직하게, 유역 친환경 인프라구조물은 삼림지 또는 목초지이다.
더 나아가, 단계(S1)은 구체적으로, 유역 내의 수치 표고 모델을 획득하고, 수치 표고 모델의 셀에서 경사도가 15°이고, 임관 밀도 또는 식생 피복율이 1인 친환경 인프라구조물을 친환경 인프라구조물 유닛으로 하는 단계를 포함한다.
더 나아가, 단계(S2)는 구체적으로, 원격 탐사 기술과 GIS 기술을 이용하여, 유역내 폭우 빈도하에서 친환경 인프라구조물 유형 또는 나지 유형의 사면 패치를 얻는 단계,
사면 패치 유형을 친환경 인프라구조물로 설정하고, 유역 분포형 수문 모형에 근거하여 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정하는 단계; 및
사면 패치 유형을 나지로 설정하고, 유역 분포형 수문 모형에 근거하여, 친환경 인프라구조물에 대응하는 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정하는 단계를 포함한다.
더 나아가, 단계(S3)은 구체적으로, 친환경 인프라구조물에서의 홍수의 하이드로 그래프와 나지에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프 사이의 음영 부분 면적을 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량으로 하는 단계를 포함하며,
친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량의 계산식은,
Figure 112018040659614-pct00001
이다.
더 나아가, 단계(S4)는 구체적으로, 면적 통계 계산식에 의하여, 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적을 통계하고, 홍수 조절 용량과 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적에 근거하여, 저수량 조절 능력 계산식을 통하여 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 획득하는 단계를 포함하며,
면적 통계 계산식은,
Figure 112018040659614-pct00002
이며,
Figure 112018040659614-pct00003
는 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적이고,
Figure 112018040659614-pct00004
는 친환경 인프라구조물 유닛의 단위 면적이며,
Figure 112018040659614-pct00005
는 수치 지령 모형의 i번째 셀의 경사도와 친환경 인프라구조물 유닛의 경사도의 면적비이고,
Figure 112018040659614-pct00006
는 수치 표고 모델의 i번째 셀의 식생 피복율 또는 임관 밀도와 친환경 인프라구조물 유닛의 식생 피복율 또는 임관 밀도의 면적비이고,
저수량 조절 능력의 계산식은,
Figure 112018040659614-pct00007
이며,
Figure 112018040659614-pct00008
은 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값이고,
Figure 112018040659614-pct00009
는 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량이며,
Figure 112018040659614-pct00010
는 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적이다.
바람직하게, 유역 친환경 인프라구조물은 습지이다.
더 나아가, 단계(S2)는 구체적으로, 원격 탐사 기술과 GIS 기술을 이용하여, 습지인 유역 친환경 인프라구조물의 사면 패치 또는 기타 사면 패치의 유형을 획득하는 단계;
유역내에 습지를 포함하는 사면 패치의 유형을 유지하고, 유역 분포형 수문 모형에 근거하여 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정하는 단계; 및
유역내 습지 사면 패치 유형을 나지로 설정하고, 유역 분포형 수문 모형에 근거하여, 습지인 친환경 인프라구조물에 대응하는 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정하는 단계를 포함한다.
더 나아가, 단계(S3)은 구체적으로, 친환경 인프라구조물에서의 홍수의 하이드로 그래프와 나지에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프 사이의 음영 부분 면적을 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량으로 하는 단계를 포함하며,
친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량의 계산식은,
Figure 112018040659614-pct00011
이다.
더 나아가, 단계(S4)는 구체적으로, 유역내 습지인 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적을 통계하고, 홍수 조절 용량과 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적에 근거하여, 저수량 조절 능력 계산식을 통하여, 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 획득하는 단계를 포함하며,
저수량 조절 능력의 계산식은,
Figure 112018040659614-pct00012
이며,
Figure 112018040659614-pct00013
은 단위 면적당 습지인 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절양이며,
Figure 112018040659614-pct00014
는 습지인 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량이고,
Figure 112018040659614-pct00015
는 유역내 습지인 친환경 인프라구조물의 총면적이다.
본 발명은 아래와 같은 유익한 효과를 기대할 수 있다.
상기 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법은, 현재 그 연구가 걸음마 단계에 있는 생태학적 해면 유역에 대하여, 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 제공하고, 그 친환경 인프라구조물은 목초지, 삼림지 및 습지를 포함하며, 친환경 인프라구조물이 유역 수문에 영향을 주는 과정에서, 유역에 폭우 사건이 발생하는 경우, 친환경 인프라구조물이 지표면 유출 과정에서 주요 작용을 한다는 이론적 기초상에서, 유역 분포형 수문 모형을 응용하고, 홍수 조절 용량의 계산을 참조하여, 유역 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량을 획득하므로, 평가의 정확성, 합리성이 높은 특징을 가지며, 획득한 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값은, 생태학적 해면 유역 친환경 인프라구조물의 선택과 배치를 위한 근거를 제공할 수 있다.
도1은 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법의 단계를 예시적으로 도시한 도면이다.
도2는 목초지 및 삼림지인 친환경 인프라구조물의 수문 과정에 대한 영향을 예시적으로 도시한 도면이다.
도3은 습지인 친환경 인프라구조물의 수문 과정에 대한 영향을 예시적으로 도시한 도면이다.
도4는 목초지, 녹지 또는 습지인 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량의 확정을 예시적으로 도시한 도면이다.
아래에서는 본 발명의 실시예 중의 도면에 결합하여, 본 발명의 실시예 중의 기술적 해결수단을 설명한다. 하기 설명되는 실시예는 본 발명의 일부 실시예에 불과하며 모든 실시예는 아니다. 본 발명의 실시예에 의하면, 당업자가 창조적 노동을 하지 않은 전제하에서 획득한 모든 기타 실시예도 본 발명의 보호 범위에 속한다.
도1에 도시한 바와 같이, 상기 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법은,
유역내 친환경 인프라구조물에 대한 표준화 처리를 통하여, 친환경 인프라구조물 유닛을 얻는 단계(S1);
폭우 빈도하에서 친환경 인프라구조물 유형 및 나지 유형의 사면 패치의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정하는 단계(S2);
유역 홍수의 하이드로 그래프에 근거하여 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량을 확립하고 분석하는 단계(S3); 및
홍수 조절 용량과 친환경 인프라구조물 유닛에 대한 분석과 계산을 통하여, 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 얻는 단계(S4);를 포함하고,
바람직하게, 폭우 빈도는 5년에 한 번, 10년에 한 번, 20년에 한 번, 50년에 한 번, 100년에 한 번 중 하나 이상을 포함한다.
구체적인 실시에 있어서, 상기 친환경 인프라구조물이 목초지 또는 삼림지인 경우, 유역 내의 수치 표고 모델을 획득하고, 수치 표고 모델의 셀에서 경사도가 15°이고, 임관 밀도(crown density) 또는 식생 피복율이 1인 친환경 인프라구조물을 친환경 인프라구조물 유닛으로 한다.
원격 탐사 기술과 GIS 기술을 이용하여 유역내 폭우 빈도하에서 친환경 인프라구조물 유형 또는 나지 유형의 사면 패치를 얻고, 사면 패치 유형을 친환경 인프라구조물로 설정하고, 유역 분포형 수문 모형에 의하여 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정하며, 사면 패치 유형을 나지로 설정하고, 유역 분포형 수문 모형에 근거하여 친환경 인프라구조물에 대응하는 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정한다.
상기 친환경 인프라구조물이 습지인 경우, 원격 탐사 기술과 GIS 기술을 이용하여 습지인 유역 친환경 인프라구조물 또는 기타 사면 패치의 유형을 얻고, 유역내에 습지를 포함하는 사면 패치 유형을 유지하고, 유역 분포형 수문 모형에 근거하여 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정하고, 유역내의 습지 사면 패치 유형을 나지로 설정하고, 유역 분포형 수문 모형에 의하여 습지라는 친환경 인프라구조물에 대응하는 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 확정한다.
친환경 인프라구조물은 본 발명에 있어서 삼림지, 목초지 및 습지 환경과 관련되고, 유역 중 상이한 경사도와 피복율(또는 임관 밀도)의 삼림지 또는 목초지는 그 자신의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력에 직접 영향을 주고, 삼림지 또는 목초지와 같은 친환경 인프라구조물에 대한 표준화는 조작성 및 보급성을 갖는다.
널리 알려진 바와 같이, 삼림지 또는 목초지가 유역 수문 과정에 주는 영향은 습지와 상이한 바, 도2에 도시된 바와 같이, 도2는 식생 변화가 유역 수문에 주는 영향 과정을 예시적으로 도시하고 있는바, 그 과정은 아래와 같이 간소화 할 수 있다. 1. 식생은 근계의 흡수 작용과 증산 작용을 통하여 직접 물순환 과정에 참여한다. 2. 식물의 임관층은 강수를 막고, 증발량을 증가시키며, 지표면에 도달하는 강수량을 감소시키고, 강수량을 재분배한다. 3. 식생의 낙엽 낙지층은 강수를 막아 보유하며, 낙엽 낙지층의 흡수 능력은 아주 강한바, 잔수량은 일반적으로 300% 이상이다; 4. 식생 낙엽 낙지층은 지표면 거칠기를 향상시키고, 사면 유출의 유속에 대하여 영향을 주며, 지표수의 침투을 증가시킨다; 5. 식생 토양의 다공성, 특히는 비 모세관 공극이 크기 때문에 식생 토양으로 하여금 아주 큰 침투율, 침투량 및 침투 저장 능력을 갖게 한다.
식생 유역에 폭우 사건이 발생했을 경우, 식생에서의 증발은 무시할 수 있고, 토양의 저수량 조절에는 한계가 있으므로, 삼림지 또는 목초지와 같은 지표면 식생이 지표면 유출에 대한 저수량 조절 과정에서 주요한 역할을 한다.
도3에 도시한 바와 같이, 도3은 습지를 중요한 수문 유닛으로 하여 유역 수문에 영향을 주는 과정을 예시적으로 도시하고, 그 과정은 아래와 같이 간소화 할 수 있다. 1. 습지의 수량 보충: 습지의 보충 수원으로서는 주로 대기 강수, 지표면 유출, 하류 범람수 및 지하수 등 여러가지 수원이 있다. 2. 습지의 유출: 강수가 습지에 도달한 후, 먼저 초근층에 의하여 흡수되고, 초근층이 포화된 후에야 유출되기 시작하는 바, 그 유출 방식은 일반적으로 가득 저장된 후에 유출되는 것이다. 3. 습지 수량의 지출: 습지의 증발산은(주로 습지 수면 증발, 식물 차단 증발, 식물의 발산과 토양의 증발을 포함) 습지 수량 지출의 주요 경로이다. 4. 지표수/지하수 교환량: 지표수와 지하수 사이의 수량 교환 과정은 습지 수문 순환의 중요한 부분이다. 습지에는 고도로 분해된 유기적 퇴적물과 식물이 있기에 이로 인하여, 습지 지표수와 지하수의 교호 작용은 느리고 제한적이다. 습지 지표수와 지하수의 교호 작용은 주로 습지 수력 전달성, 지형 경사도와 습지 토양의 침투성 특징의 영향을 받는다. 5. 습지의 유출량: 개방된 습지에 대하여, 우기, 특히는 장마철에는, 물이 가득 차서, 유출량이 발생하기 쉬운바, 습지의 유출 과정은 유입 과정보다 지체되고, 유출량은 유입량보다 현저하게 작다.
유역에 폭우 사건이 발생하였을 경우, 습지 식생에 의한 증발은 무시할 수 있고, 습지 초기 토양의 함수량은 아주 높으므로, 짧은 시간 내에 토양에 의하여 저장하고 조절하는 이번 폭우량에는 한계가 있으므로, 폭우 사건에 있어서, 습지의 지표면 저수량 조절 작용은 습지의 지표면, 토양과 지하 저수량 조절 작용에 있어서 주요 역할을 한다. 즉, 폭우 사건에 있어서, 습지가 유역 수문을 조절 및 저장하는 과정은 지표면 유출에 대한 저수량 조절을 위주로 한다.
아울러, 본 발명은 분포형 수문 모형이라는 처리 방식을 채용하고 있는바, 분포형 수문 모형은 유역 사면 패치 유형(예를 들면, 지형, 식생 및 토양 등)을 상세하게 설명할 수 있으며, 식생이 어떤 정도로 홍수에 영향을 주는가 하는 문제를 해결하고 회답하는 가장 효과적인 경로이고, 습지 수문 과정을 진실하게 반영하며, 보다 정확하게 습지의 수문 생태학적 효능을 평가할 수 있다. 또한, 원격 탐사 기술과 지리정보시스템 기술의 발전 및 수문 모형과의 통합은 모형 구조로부터 데이터 소스 획득과 입력 등에 이르는 방면에 있어서 습지 수문 시뮬레이션이 분포형 모형으로 매진하는 것을 추진한다.
도4에 도시한 바와 같이, 친환경 인프라구조물과 나지 조건하의 유역 홍수의 하이드로 그래프 사이의 음영 부분 면적을 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량으로 하고, 삼림지, 목초지 및 습지에 대하여, 삼림지 및 목초지 친환경 인프라구조물에 있어서, 유역 사면 패치 유형을 각각 삼림지 또는 목초지 친환경 인프라구조물로 설정하고, 각각 유역 분포형 수문 모형에 근거하여 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프
Figure 112018040659614-pct00016
또는
Figure 112018040659614-pct00017
을 획득한다.
삼림지 및 목초지 친환경 인프라구조물에 대하여, 유역 사면 패치 유형을 나지로 설정하고, 유역 분포형 수문 모형에 근거하여 삼림지 또는 목초지 친환경 인프라구조물에 대응하는 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프
Figure 112018040659614-pct00018
를 획득한다.
습지 친환경 인프라구조물에 대하여, 유역내에 습지를 포함하는 유역 토지 이용 유형을 유지하고, 유역 분포형 수문 모형에 근거하여 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프
Figure 112018040659614-pct00019
를 획득한다.
습지 친환경 인프라구조물에 대하여, 유역내 습지 토지 이용 유형을 나지로 설정하고, 유역 분포형 수문 모형에 근거하여 습지 친환경 인프라구조물에 대응하는 폭우 빈도하에서의 유역 홍수의 하이드로 그래프
Figure 112018040659614-pct00020
를 획득한다.
폭우 빈도하에서 목초지 또는 삼림지인 친환경 인프라구조물과 나지인 친환경 인프라구조물의 유역 홍수의 하이드로 그래프를 획득한 후, 동일한 폭우 빈도하에서, 친환경 인프라구조물 유역의 첨두홍수량은 파동 정도가 작고, 곡선이 길고 평온하며, 나지 유역의 첨두홍수량은 파동 정도가 크고, 곡선이 가파로우며, 홍수 기간이 짧은 것을 알 수 있다.
친환경 인프라구조물과 지표면 저수지는, 기능상에서 지표면 유출에 대한 저수량 조절에서의 역할이 일치하므로, 친환경 인프라구조물을 지표면 저수지로 하여, 홍수 조절 용량의 계산 방법을 참조하여, 목초지 또는 삼림지인 친환경 인프라구조물과 나지인 친환경 인프라구조물 조건하에서 유역 홍수의 하이드로 그래프 사이 음영 부분의 면적을 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량
Figure 112018040659614-pct00021
으로 할 수 있으며,
그 목초지 또는 삼림지인 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량의 계산식은,
Figure 112018040659614-pct00022
이다.
삼림지 또는 목초지의 친환경 인프라구조물에 대하여, 보급하기 쉽도록 하기 위하여, 유역 차별을 없애고, 유역내 삼림지 또는 목초지 표준 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적을 통계하여, 삼림지 또는 목초지 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량을 유역내 삼림지 또는 목초지 표준 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적으로 나누어, 삼림지 또는 목초지 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 표준값을 획득한다.
단위 면적을 삼림지 또는 목초지인 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값으로 설정하였을 경우, 면적 통계 계산식에 의하여, 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적을 통계하고, 홍수 조절 용량과 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적에 근거하여, 저수량 조절 능력 계산식을 통하여, 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 표준값을 획득하고,
그 친환경 인프라구조물의 면적 통계 계산식은,
Figure 112018040659614-pct00023
이며,
Figure 112018040659614-pct00024
는 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적이고,
Figure 112018040659614-pct00025
는 친환경 인프라구조물 유닛의 단위 면적이며,
Figure 112018040659614-pct00026
는 수치 표고 모델의 i번째 셀의 경사도와 친환경 인프라구조물 유닛의 경사도의 면적비이고,
Figure 112018040659614-pct00027
는 수치 표고 모델의 i번째 셀의 식생 피복율 또는 임관 밀도와 친환경 인프라구조물 유닛의 식생 피복율 또는 임관 밀도의 면적비이고, 각 DEM 셀의 경사도와 피복율은 각각 ArcGIS 기술과 원격 탐사 기술에 의하여 획득할 수 있다.
저수량 조절 능력의 계산식은,
Figure 112018040659614-pct00028
이며,
Figure 112018040659614-pct00029
은 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값이고,
Figure 112018040659614-pct00030
는 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량이며,
Figure 112018040659614-pct00031
는 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적이다.
습지 친환경 인프라구조물인 경우, 유역내의 습지 면적을 간단하게 통계하고, 습지 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량을 유역내 습지의 총면적으로 나누어, 습지 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력을 평가한다.
단위 면적을 습지인 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값으로 설정하였을 경우, 유역내 습지인 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적을 통계하고, 홍수 조절 용량과 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적에 근거하여, 저수량 조절 능력 계산식을 통하여 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 획득하고,
그 습지인 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량의 계산식은
Figure 112018040659614-pct00032
이며,
저수량 조절 능력의 계산식은,
Figure 112018040659614-pct00033
이며,
Figure 112018040659614-pct00034
은 단위 면적당 습지라는 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절양이며,
Figure 112018040659614-pct00035
는 습지라는 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량이고,
Figure 112018040659614-pct00036
는 유역내 습지라는 친환경 인프라구조물의 총면적이다.
상기를 요약하면, 본 발명은 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력에 대한 평가 방법을 제공하고, 친환경 인프라구조물이 유역 수문에 영향을 주는 과정에서, 유역에 폭우 사건이 발생하는 경우, 친환경 인프라구조물이 지표면 유출 과정에서 주요 작용을 한다는 이론적 기초에 근거하여, 유역 분포형 수문 모형을 응용하고 홍수 조절 용량의 계산을 참조하여 유역 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량을 획득하여, 그 정확성과 합리성을 향상시켰다.
개시된 실시예의 상기 설명은, 당업자로 하여금 본 발명을 실현 또는 응용할 수 있도록 한다. 상기 실시예에 대한 각종 수정은 당업자에게 있어서는 용이한 것이며, 본 명세서에 한정된 일반 원리는 본 발명의 취지와 범위를 벗어나지 않는 상황에서 기타 실시예를 통하여 실현할 수 있다. 그러므로, 본 발명은 본 명세서에 개시된 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 명세서에 개시된 원리와 신기성 특징과 일치한 가장 넓은 범위여야 한다.

Claims (10)

  1. 컴퓨터 프로세서에 의한 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법에 있어서,
    수치 표고 모델 획득 모듈에 의하여, 원격탐지영상과 GIS 기술로부터 유역 내의 수치 표고 모델을 획득하고, 수치 표고 모델의 셀에서 경사도가 15°이고, 임관 밀도 또는 식생 피복율이 1인 친환경 인프라구조물을 친환경 인프라구조물 유닛으로 하는 단계(S1);
    홍수 하이드로 그래프 확정 모듈에 의하여, 폭우 빈도 하에서, 사면 패치의 유형이 친환경 인프라구조물인 친환경 인프라구조물 유역 홍수 하이드로 그래프를 확정하고,
    상기 친환경 인프라구조물에 대응되는 사면 패치의 유형을 나지로 설정하고 나지 유역 홍수 하이드로 그래프를 확정하는 단계(S2);
    홍수 조절 용량 확정 모듈에 의하여, 상기 나지 유역 홍수 하이드로 그래프와 상기 친환경 인프라구조물 유역 홍수 하이드로 그래프 사이의 음영 부분 면적을 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량으로 확정하는 단계(S3); 및
    지표면 유출에 대한 저수량 조절 표준값 확정 모듈에 의하여, 상기 홍수 조절 용량을 상기 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적으로 나누어, 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 얻는 단계(S4);
    를 수행하는 것을 포함하며,
    상기 유역 친환경 인프라구조물은 삼림지 또는 목초지 또는 습지인 것을 특징으로 하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유역 친환경 인프라구조물은 삼림지 또는 목초지인 것을 특징으로 하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 단계(S2)는, 상기 홍수 하이드로 그래프 확정 모듈에 의하여,
    원격 탐사 기술과 GIS 기술을 이용하여 사면 패치의 유형을 얻는 단계; 및
    유역 분포형 수문 모형에 근거하여, 폭우 빈도 하의 상기 친환경 인프라구조물 유역 홍수 하이드로 그래프와 상기 나지 유역 홍수 하이드로 그래프를 확정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 단계(S3)에서,
    상기 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량의 계산식은,
    Figure 112018127930689-pct00056

    이며,
    그 중에서,
    Figure 112018127930689-pct00072
    은 상기 나지 유역 홍수 하이드로 그래프이고,
    Figure 112018127930689-pct00073
    은 상기 친환경 인프라구조물 유역 홍수 하이드로 그래프인 것을 특징으로 하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 단계(S4)는, 상기 지표면 유출에 대한 저수량 조절 표준값 확정 모듈에 의하여,
    면적 통계 계산식에 의하여 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적을 통계하고, 상기 홍수 조절 용량과 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적에 근거하여, 저수량 조절 능력 계산식을 통하여, 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 획득하는 단계를 포함하며,
    상기 면적 통계 계산식은,
    Figure 112019031327369-pct00057

    Figure 112019031327369-pct00058
    ,
    Figure 112019031327369-pct00059
    는 유역 내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적이고,
    Figure 112019031327369-pct00060
    는 친환경 인프라구조물 유닛의 단위 면적이며,
    Figure 112019031327369-pct00061
    는 수치 지령 모형의 i번째 셀의 경사도와 친환경 인프라구조물 유닛의 경사도의 면적비이고,
    Figure 112019031327369-pct00062
    는 수치 표고 모델의 i번째 셀의 식생 피복율 또는 임관 밀도와 친환경 인프라구조물 유닛의 식생 피복율 또는 임관 밀도의 면적비이고,
    상기 저수량 조절 능력의 계산식은,
    Figure 112019031327369-pct00063
    이며,
    Figure 112019031327369-pct00064
    은 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값이고,
    Figure 112019031327369-pct00065
    는 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량이며,
    Figure 112019031327369-pct00066
    는 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적인 것을 특징으로 하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 유역 친환경 인프라구조물은 습지이고 상기 친환경 인프라구조물 유역 홍수 하이드로 그래프가 습지 유역 홍수 하이드로 그래프인 것을 특징으로 하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 단계(S2)는, 상기 홍수 하이드로 그래프 확정 모듈에 의하여,
    원격 탐사 기술과 GIS 기술을 이용하여 사면 패치의 유형을 얻는 단계; 및
    유역 분포형 수문 모형에 근거하여, 폭우 빈도하의 상기 친환경 인프라구조물 유역 홍수 하이드로 그래프와 상기 습지 유역 홍수 하이드로 그래프를 확정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 단계(S3)에서,
    상기 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량의 계산식은,
    Figure 112018127930689-pct00067
    이며,
    그 중에서,
    Figure 112018127930689-pct00074
    은 상기 나지 유역 홍수 하이드로 그래프이고,
    Figure 112018127930689-pct00075
    은 상기 습지 유역 홍수 하이드로 그래프인 것을 특징으로 하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 단계(S4)는, 상기 지표면 유출에 대한 저수량 조절 표준값 확정 모듈에 의하여,
    유역내 습지인 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적을 통계하고, 상기 홍수 조절 용량과 유역내 친환경 인프라구조물 유닛의 총면적에 근거하여, 저수량 조절 능력 계산식을 통하여 단위 면적당 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절의 표준값을 획득하는 단계를 포함하며,
    상기 저수량 조절 능력의 계산식은,
    Figure 112019031327369-pct00068
    이며,
    Figure 112019031327369-pct00069
    은 단위 면적의 습지인 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절양이고,
    Figure 112019031327369-pct00070
    는 습지인 친환경 인프라구조물의 홍수 조절 용량이며,
    Figure 112019031327369-pct00071
    는 유역내 습지인 친환경 인프라구조물의 총면적인,
    것을 특징으로 하는 유역 친환경 인프라구조물의 지표면 유출에 대한 저수량 조절 능력 평가 방법.
  10. 삭제
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