KR20220086787A - Flood occurrence time prediction method using peak flow velocity and time difference - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax)의 유속시간차이관계식을 설정하는 단계; 및 (b) 상기 설정된 유속시간차이관계식을 이용하여 홍수를 예측하는 단계;를 포함하는 홍수위 예측 방법으로써, 상기 (a) 단계는, (a1) 다수의 자동유측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계; (a2) 균유속 연산모듈(210)이 상기 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계; (a3) 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 상기 (a2)단계에서 연산된 평균유속(V) 및 수위(H) 중에서 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax)을 확인한 경우 이를 선택하는 단계; - 여기서, Vmax와 Hmax의 시간은 상이함 (a4) 시간차 연산모듈(225)이 상기 (a3) 단계에서 선택된 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax) 다수에 해당하는 시간차이(Lag)를 연산하는 단계; 및 (a5) 관계식 연산모듈(230)이 선택된 첨두유속(Vmax)과 상기 연산된 시간차이(Lag) 다수를 이용하여 유속시간차이관계식을 설정하는 단계;를 포함하고, 상기 (b) 단계는, (b1) 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계; (b2) 평균유속 연산모듈(210)이 상기 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계; (b3) 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 상기 (b2)단계에서 연산된 평균유속(V) 중에서 첨두유속(Vmax) 을 확인한 경우 이를 선택하는 단계; 및 (b4) 상기 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 첨두유속(Vmax) 발생을 확인한 경우, 상기 홍수 예측 모듈(240)이 상기 유속시간차이관계식을 이용하여 시간차이(Lag)를 연산하고, 이를 이용해 홍수 발생 시간을 예측하는 단계;를 포함하는 홍수 발생 시간 예측 방법에 관한 것이다.The present invention comprises the steps of (a) setting a flow velocity time difference relation between the peak water level (H max ) and the peak flow velocity (V max ); and (b) predicting the flood using the set flow velocity time difference relational expression. (H), and the surface flow rate (V index ) is measured; (a2) The equalized flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from the plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and calculates the real-time average flow rate (V) using this to do; (a3) When the peak water level/flow velocity selection module 220 checks the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H max ) among the average flow velocity (V) and water level (H) calculated in step (a2), it is selected to do; - Here, the times of V max and H max are different (a4) The time difference calculation module 225 selects the peak water level (H max ) and the peak flow rate (V max ) calculating Lag); and (a5) setting the flow velocity time difference relation using the selected peak flow velocity (V max ) and the calculated time difference (Lag) by the relational expression calculation module 230; , (b1) step of measuring the water level (H), and the surface flow rate (V index ) in real time in a plurality of automatic flow measurement devices (100); (b2) the average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time by the plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and uses them to calculate the real-time average flow rate (V) calculating; (b3) when the peak water level/flow velocity selection module 220 checks the peak flow velocity (V max ) from the average flow velocity (V) calculated in the step (b2), selecting it; and (b4) when the peak water level / flow velocity selection module 220 confirms that the peak flow velocity (V max ) occurs, the flood prediction module 240 calculates a time difference (Lag) using the flow velocity time difference relational expression, , predicting a flood occurrence time using this; relates to a flood occurrence time prediction method comprising.

Description

첨두유속 및 발생 시간차이를 이용한 홍수 발생 시간 예측 방법{Flood occurrence time prediction method using peak flow velocity and time difference}Flood occurrence time prediction method using peak flow velocity and time difference

본 발명은 홍수 예측 시스템을 이용한 홍수 발생 시간 예측 방법에 관한 것으로, 첨두유속 및 첨두유속과 첨두수위 발생의 시간차이를 이용한 홍수 발생 시간 예측 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for predicting a flood occurrence time using a flood prediction system, and to a method for predicting a flood occurrence time using a peak flow velocity and a time difference between the peak flow velocity and the peak water level.

현재 사용되는 홍수예측기술 대부분은 통계 또는 수문해석모델을 기반으로 홍수 범람시기와 홍수 범람구역을 예측한다. 이러한 홍수예측기술은 정확도가 부족하다.Most of the currently used flood prediction techniques predict the flooding period and flood zone based on statistical or hydrological analysis models. These flood prediction techniques lack accuracy.

도 1(a) 및 도 1(b)는 하천에서의 히스테리시스 현상(Hysteresis, 이력 현상)을 설명하기 위한 그래프로, 도 1(a)의 왼쪽 그래프에 단면유속 대 수위의 상관성이 실선으로 도시되고, 도1(a)의 오른쪽 그래프에 유량 대 수위의 상관성이 실선으로 도시되며, 도 1(b)에 자동유량측정장치의 측정데이터를 나타낸 그래프가 도시된다.1 (a) and 1 (b) are graphs for explaining a hysteresis phenomenon (hysteresis, hysteresis) in a river. , the correlation between the flow rate versus the water level is shown by a solid line in the graph on the right of FIG.

도 1(a)에서 U는 단면유속을 의미하고, H는 수위를 의미하고, Q는 유량을 의미하며, 화살표는 시간의 따른 흐름을 의미한다. 즉, 반시계 방향으로 시간이 진행된다.In Fig. 1(a), U means the cross-sectional flow velocity, H means the water level, Q means the flow rate, and the arrow means the flow with time. That is, time advances in a counterclockwise direction.

도 1(a)의 왼쪽 그래프에 따르면 폭우와 같은 상황 발생 이후 시간에 따라 단면유속이 상승하여 최대 단면유속(Umax)을 나타내는데 이 때 수위가 최대가 아니며, 이후, 단면유속(Umax)이 감소하면서, 시간이 지난 후, 최대 수위(Hmax)를 나타내어 서로 어긋나는 현상이 나타나는 것을 알 수 있다.According to the graph on the left of FIG. 1(a), the cross-sectional flow rate increases with time after the occurrence of a situation such as heavy rain to indicate the maximum cross-sectional flow rate (U max ) . While decreasing, it can be seen that, after time passes, the maximum water level (H max ) is displayed and a phenomenon that is displaced from each other appears.

유사하게, 도 1(a)의 오른쪽 그래프에 따르면 폭우와 같은 상황 발생 이후 시간에 따라 유량이 상승하여 최대 유량(Qmax)을 나타내는데 이 때 수위가 최대가 아니며, 이후, 유량(Qmax)이 감소하면서, 시간이 지난 후, 최대 수위(Hmax)를 나타내어 서로 어긋나는 현상이 나타나는 것을 알 수 있다.Similarly, according to the graph on the right of FIG. 1(a), the flow rate increases with time after the occurrence of a situation such as heavy rain to indicate the maximum flow rate (Q max ). At this time, the water level is not the maximum, and then, the flow rate (Q max ) is While decreasing, it can be seen that, after time passes, the maximum water level (H max ) is displayed and a phenomenon that is displaced from each other appears.

도 1(b)는 시간에 따른 수위(stage) 및 표면유속(index velocity)을 나타낸다. Figure 1 (b) shows the water level (stage) and surface flow velocity (index velocity) according to time.

도 1(b)에 따르면 2015.03.12 경 표면 유속이 최대를 나타내는데 이때 수위는 최대가 아니며, 약 3일이 지난 후 2015.03.15 경 수위가 최대를 나타내어 최대를 나탄내는 시기가 서로 어긋나는 것을 알 수 있다.According to Fig. 1(b), the surface flow rate shows the maximum on March 12, 2015, but the water level is not the maximum. have.

이러한 현상 즉 수위, 속도, 유량 사이에 시간의 차이가 있는 현상을 히스테리시스 현상(Hysteresis, 이력 현상)이라 하는데, 실제 하천, 특히 중대형 하천 또는 강에서 많이 발생한다.This phenomenon, that is, a phenomenon in which there is a difference in time between water level, velocity, and flow rate, is called a hysteresis phenomenon, and it occurs frequently in actual rivers, especially medium-large rivers or rivers.

기존의 홍수 예측 방법에선 이러한 히스테리시스 현상을 고려하지 않아 정확도가 낮다. 구체적으로, 현재 사용되는 홍수예측기술 대부분은 도 1(a)의 실제 모델인 실선을 고려하지 않고, 점선으로 도시된 A, B와 같이 선형모델을 가정하여, 최대 유속 또는 유량이 도래하는 시기와 최대 수위가 도래하는 시기를 동일하게 예측하여 정확도가 낮다. 예컨대, 강우량이 최대인 시점에 수위가 가장 높은 것을 예측하거나, 유속이 최대인 시점에 홍수가 발생할 것으로 예측하는 방식이어서 정확도가 낮다.Existing flood prediction methods do not take this hysteresis phenomenon into account, so the accuracy is low. Specifically, most of the currently used flood prediction techniques do not consider the solid line, which is the actual model of FIG. It predicts the same time when the maximum water level arrives, so the accuracy is low. For example, it is a method of predicting that the water level is highest at the time of the maximum rainfall or that a flood will occur at the time of the maximum flow rate, so the accuracy is low.

또한, 홍수 발생시에는 고 유량에 대해 직접 측정이 어려워 유속을 측정할 수 없고 수위만 측정할 수 있어 이런 최소한의 데이터를 통해 예측이 어려운 경우도 있었다.In addition, when a flood occurs, it is difficult to directly measure the high flow rate, so the flow velocity cannot be measured and only the water level can be measured.

또한, 기존의 해석적인 방법으로 홍수 발생을 예측할 경우, 중대형의 강이나 하천을 모형화하기 위해 시스템을 구축하고 데이터를 획득하는데 많은 시간이 필요한 문제도 있었다.In addition, there was a problem that a lot of time was required to build a system and acquire data to model a medium-to-large river or stream when the flood occurrence was predicted by the existing analytical method.

관련된 특허 문헌을 검토한다. Review the relevant patent literature.

중국공개특허 제2008-10970114호는 피크 수위의 시계열 데이터를 이용하여 피크 수위를 예측하는 방법이 개시되나, 전술한 문제점들이 모두 포함되어 있어, 히스테리시스 현상을 반영할 수 없어 예측 정확도가 낮다. Chinese Laid-Open Patent Publication No. 2008-10970114 discloses a method of predicting a peak water level using time series data of the peak water level, but all of the above-mentioned problems are included, and the hysteresis phenomenon cannot be reflected, so the prediction accuracy is low.

중국등록특허 제104392111호는 유량과 수위를 상관관계를 구축하며, 피크값 출현 시간을 결정하는 방법이 개시되나, 언급한 특허 문헌과 같이 전술한 문제점이 포함되어, 히스테리시스 현상을 반영할 수 없어 예측 정확도가 낮다.Chinese Patent No. 104392111 establishes a correlation between flow rate and water level and discloses a method of determining the peak value appearance time, but the above-mentioned problems are included as in the mentioned patent literature, and the hysteresis phenomenon cannot be reflected, so prediction The accuracy is low.

한국등록특허 제10-1134631호는 수위, 유량, 유속을 측정하는 원격소 계측유닛을 이용하여 유량-수위 곡선을 이용하여 예측수위 출력하는 점이 개시한다. 원격소 계측 유닛을 이용하나, 수위만을 측정할 수 있고, 히스테리시스 현상을 반영할 수 있는 수단이 개시되지 않아 예측 정확도가 낮다.Korean Patent Registration No. 10-1134631 discloses that a predicted water level is output using a flow rate-water level curve using a remote measurement unit that measures water level, flow rate, and flow velocity. Although a remote measurement unit is used, a means capable of measuring only the water level and reflecting the hysteresis phenomenon is not disclosed, so the prediction accuracy is low.

중국공개특허 제2008-10970114호Chinese Laid-Open Patent No. 2008-10970114 중국등록특허 제104392111호Chinese Patent No. 104392111 한국등록특허 제10-1134631호Korean Patent Registration No. 10-1134631 한국등록특허 제10-2015531호Korean Patent Registration No. 10-2015531

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다. 특히, 유량과 수위를 이용하여 홍수를 예측하는 기존의 해석적인 예측 방법에서 발생하는 다양한 문제점을 해결하고자 한다.The present invention has been devised to solve the above problems. In particular, it is intended to solve various problems that occur in the existing analytic prediction methods that predict floods using flow and water level.

구체적으로, 강 또는 하천에서 발생하는 히스테리시스 현상을 반영한 홍수 예측 방법을 제공하여, 히스테리시스 현상으로 인해 홍수 예측이 부정확하였던 문제를 해결하고자 한다. Specifically, it is intended to solve the problem of inaccurate flood prediction due to the hysteresis phenomenon by providing a flood prediction method reflecting the hysteresis phenomenon occurring in a river or river.

또한, 홍수 발생시 고유량에 대한 직접 측정이 어려워 최소한의 데이터만 계측될 경우 홍수 예측이 어려웠던 문제를 해결하고자 한다.In addition, it is intended to solve the problem of difficulty in predicting floods when only a minimum amount of data is measured because it is difficult to directly measure high flow during floods.

또한, 기존의 해석적인 방법으로 홍수 발생을 예측할 경우, 중대형의 강이나 하천을 모형화하기 위해 시스템을 구축하고 데이터를 획득하는데 많은 시간이 필요한 문제를 해결하고자 한다.In addition, when the flood occurrence is predicted by the existing analytical method, it is intended to solve the problem that requires a lot of time to build a system and acquire data to model medium-to-large rivers or rivers.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예는, (a) 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax)의 유속시간차이관계식을 설정하는 단계; 및 (b) 상기 설정된 유속시간차이관계식을 이용하여 홍수를 예측하는 단계;를 포함하는 홍수위 예측 방법으로써, 상기 (a) 단계는, (a1) 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계; (a2) 평균유속 연산모듈(210)이 상기 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계; (a3) 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 상기 (a2)단계에서 연산된 평균유속(V) 및 수위(H) 중에서 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax)을 확인한 경우 이를 선택하는 단계; - 여기서, Vmax와 Hmax의 시간은 상이함 (a4) 시간차 연산모듈(225)이 상기 (a3) 단계에서 선택된 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax) 다수에 해당하는 시간차이(Lag)를 연산하는 단계; 및 (a5) 관계식 연산모듈(230)이 선택된 첨두유속(Vmax)과 상기 연산된 시간차이(Lag) 다수를 이용하여 유속시간차이관계식을 설정하는 단계;를 포함하고, 상기 (b) 단계는, (b1) 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계; (b2) 평균유속 연산모듈(210)이 상기 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계; (b3) 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 상기 (b2)단계에서 연산된 평균유속(V) 중에서 첨두유속(Vmax) 을 확인한 경우 이를 선택하는 단계; 및 (b4) 상기 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 첨두유속(Vmax) 발생을 확인한 경우, 상기 홍수 예측 모듈(240)이 상기 유속시간차이관계식을 이용하여 시간차이(Lag)를 연산하고, 이를 이용해 홍수 발생 시간을 예측하는 단계;를 포함하는 홍수 발생 시간 예측 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention for solving the above problems, (a) setting a flow velocity time difference relation between the peak water level (H max ) and the peak flow velocity (V max ); and (b) predicting a flood using the set flow velocity time difference relationship. (H), and the surface flow rate (V index ) is measured; (a2) the average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from the plurality of automatic flow measurement devices 100, and uses them to calculate the real-time average flow rate (V) calculating; (a3) When the peak water level/flow velocity selection module 220 checks the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H max ) among the average flow velocity (V) and water level (H) calculated in step (a2), it is selected to do; - Here, the times of V max and H max are different (a4) The time difference calculation module 225 selects the peak water level (H max ) and the peak flow rate (V max ) calculating Lag); and (a5) setting the flow velocity time difference relation using the selected peak flow velocity (V max ) and the calculated time difference (Lag) by the relational expression calculation module 230; , (b1) step of measuring the water level (H), and the surface flow rate (V index ) in real time in a plurality of automatic flow measurement devices (100); (b2) the average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time by the plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and uses them to calculate the real-time average flow rate (V) calculating; (b3) when the peak water level/flow velocity selection module 220 checks the peak flow velocity (V max ) from the average flow velocity (V) calculated in the step (b2), selecting it; and (b4) when the peak water level / flow velocity selection module 220 confirms that the peak flow velocity (V max ) occurs, the flood prediction module 240 calculates a time difference (Lag) using the flow velocity time difference relational expression, , predicting a flood occurrence time using this; provides a flood occurrence time prediction method comprising.

또한, 상기(b) 단계는, 상기 (b4)단계 이후, (b5) 상기 홍수 예측 모듈(240)이 상기 (b4)단계에서 예측된 홍수 발생 시간이 도래한 경우 경보장치(300)를 작동시키는 단계;를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, in step (b), after step (b4), (b5) the flood prediction module 240 operates the warning device 300 when the flood occurrence time predicted in step (b4) arrives. It is preferable to further include a step;

또한, 상기 (a1)단계 및 상기 (b1)단계에서, 상기 자동유량측정장치(100)는 초음파 방식으로 고정식으로 설치된 것이 바람직하다.In addition, in the steps (a1) and (b1), it is preferable that the automatic flow rate measurement device 100 is fixedly installed by an ultrasonic method.

본 발명에 따른 방법은, 전국단위의 자동유량측정장치가 설치되어있는 하천에 대하여 첨두유속과 첨두유속 및 첨두수위가 발생하는 시간차이의 관계를 분석하여 그래프를 구축하면 홍수에 취약한 하천에 대하여 홍수 발생 시간을 예측하여, 대비할 수 있는 효과가 있다.The method according to the present invention analyzes the relationship between the peak flow velocity, the peak flow velocity, and the time difference at which the peak water level occurs with respect to a river in which an automatic flow measurement device of a nationwide unit is installed, and constructs a graph for flooding for a river vulnerable to flooding. By predicting the time of occurrence, there is an effect of being prepared.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 강우량 측정 필요 없이 정확하게 홍수 발생 시간을 예측할 수 있다.In addition, the method according to the present invention can accurately predict the flood occurrence time without the need for rainfall measurement.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 하천에서의 히스테리시스 현상을 반영할 수 있어 정확한 홍수 발생 시간을 예측할 수 있다.In addition, the method according to the present invention can reflect the hysteresis phenomenon in the river can accurately predict the flood occurrence time.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 이미 설치된 자동유량측정장치를 이용해 홍수 발생 시간을 예측하여 제공할 수 있는 것이어서 별도의 추가 장비가 필요하지 않아 경제성이 우수하다.In addition, the method according to the present invention is excellent in economic feasibility because it does not require additional equipment because it is possible to predict the flood occurrence time using an already installed automatic flow measurement device and provide it.

도 1의 (a)는 하천에서의 히스테리시스 현상을 설명하기 위한 그래프이고, (b)는 하천의 홍수사상을 대상으로 자동유량측정장치의 측정데이터를 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동유량측정장치가 설치된 하천 및 자동유량측정장치와 전기적으로 연결된 홍수 예측 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 홍수 예측 시스템을 설명하기 위한 시스템도이다.
도 4는 본 발명에 따른 홍수 예측 시스템을 이용한 홍수위 예측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 5는 본 발명에 따른 홍수 예측 시스템을 이용한 홍수 발생 시간 예측 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동유량측정장치에서 계측된 데이터가 도시된 그래프이다.
도 7은 본 발명에 따른 유속수위그래프에서 선형회귀분석을 하고 유속수위관계식을 산정한 그래프이다.
도 8a 및 8b는 본 발명을 검증하기 위해 실제 하천을 대상으로 작성된 그래프 및 작성된 그래프에서 선형회귀분석을 하고 유속수위관계식을 산정한 그래프이다.
도 9은 본 발명에 따른 유속시간차이그래프에서 선형회귀분석을 하고 유속시간차이관계식을 산정한 그래프이다.
도 10a 및 10b는 본 발명을 검증하기 위해 실제 하천을 대상으로 작성된 그래프 및 작성된 그래프에서 선형회귀분석을 하고 유속시간차이관계식을 산정한 그래프이다.Figure 1 (a) is a graph for explaining the hysteresis phenomenon in the river, (b) is a graph showing the measurement data of the automatic flow measurement device for the river flood event.
2 is a view for explaining a river in which an automatic flow measurement device according to the present invention is installed and a flood prediction system electrically connected to the automatic flow measurement device.
3 is a system diagram for explaining a flood prediction system according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a flood level prediction method using the flood prediction system according to the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of predicting a flood occurrence time using the flood prediction system according to the present invention.
6 is a graph showing data measured by the automatic flow rate measurement device according to the present invention.
7 is a graph obtained by performing a linear regression analysis on the flow rate level graph according to the present invention and calculating the flow rate level relational expression.
8A and 8B are graphs prepared for real rivers and graphs obtained by performing linear regression analysis on the prepared graphs to verify the present invention and calculating the flow velocity and water level relational expressions.
9 is a graph obtained by performing a linear regression analysis on the flow velocity time difference graph according to the present invention and calculating the flow velocity time difference relational expression.
10A and 10B are graphs prepared for actual rivers and graphs obtained by performing linear regression analysis on the prepared graphs to verify the present invention and calculating the flow velocity time difference relationship.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 홍수 예측 시스템, 홍수위 예측 방법 및 홍수 발생 시간 예측 방법을 상세히 설명한다. 여기에서, 본 발명을 이루는 구성요소들은 필요에 따라 일체형으로 사용되거나 각각 분리되어 사용될 수 있다. 또한, 사용 형태에 따라 일부 구성요소를 생략하여 사용 가능하다. 본 발명의 형태 및 구성요소의 개수에 있어서도 다양한 변형이 가능하다.Hereinafter, a flood prediction system, a flood level prediction method, and a flood occurrence time prediction method according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, the components constituting the present invention may be used integrally or separately used as needed. In addition, it is possible to omit some components depending on the use form. Various modifications are possible in the form and number of components of the present invention.

시스템의 설명Description of the system

도 3에 도시되는 바와 같이, 본 발명에 따른 방법이 수행되는 시스템은, 자동유량측정장치(100), 홍수 예측 시스템(200), 및 경보 장치(300)를 포함한다.As shown in FIG. 3 , the system in which the method according to the present invention is performed includes an automatic flow measurement device 100 , a flood prediction system 200 , and an alarm device 300 .

자동유량측정장치(100)는 초음파 방식으로 강 또는 하천의 길이방향으로 고정식으로 설치되어 강 또는 하천의 유량(Q), 표면유속(Vindex), 및 수위(H)를 실시간으로 계측한다.The automatic flow measurement device 100 is fixedly installed in the longitudinal direction of a river or stream in an ultrasonic method to measure the flow rate (Q), surface flow velocity (V index ), and water level (H) of the river or river in real time.

홍수 예측 시스템(200)은 홍수위 예측 및 홍수 발생 시간 예측을 위한 평균 유속 연산모듈(210), 첨두수위/유속 선택모듈(220), 시간차 연산모듈(225), 관계식 연산모듈(230), 및 홍수 예측 모듈(240)을 포함한다.The flood prediction system 200 includes an average flow rate calculation module 210, a peak water level/flow velocity selection module 220, a time difference calculation module 225, a relational calculation module 230, and a flood for flood level prediction and flood occurrence time prediction. a prediction module 240 .

평균유속 연산모듈(210)은 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 정보를 입력받아, 이를 이용해 평균유속(V)을 연산할 수 있다.The average flow velocity calculation module 210 may receive information measured in real time from a plurality of automatic flow rate measurement devices 100 and calculate the average flow velocity V using the received information.

다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 평균유속 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 평균유속(V)을 연산하는 것이다.The water level (H) and the average flow rate and surface flow rate (V index ) measured in real time by a plurality of automatic flow measurement devices 100 are input, and the average flow rate (V) is calculated using the input.

실시간 평균유속(V)은 계측된 수위(H) 및 표면유속(Vindex)에 평균유속 환산계수를 더 사용하여 연산할 수 있으며, 이 외에도, 다른 어떠한 방법이라도 제한되지 않고 사용될 수 있다.The real-time average flow velocity (V) can be calculated by further using an average flow velocity conversion factor to the measured water level (H) and surface flow velocity (V index ). In addition to this, any other method may be used without limitation.

첨두수위/유속 선택모듈(220)은 자동유량측정장치(100)의 수위(H) 중의 첨두수위(Hmax) 및 평균유속 연산모듈(210)에서 연산된 평균유속(V) 중의 첨두유속(Vmax) 을 확인한 경우 이를 선택한다. 여기서, 첨두유속(Vmax)과 첨두수위(Hmax)의 발생시간은 상이할 것이다. 종래 기술에서 언급한 히스테리시스 현상 때문이다.The peak water level / flow rate selection module 220 is the peak water level (H max ) of the water level (H) of the automatic flow measurement device 100 and the peak flow rate (V) of the average flow rate (V) calculated by the average flow rate calculation module 210 . max ) if checked, select it. Here, the generation time of the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H max ) will be different. This is because of the hysteresis phenomenon mentioned in the prior art.

시간차 연산모듈(225)은 첨두수위/유속 선택모듈(220)에서 선택된 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax) 다수에 해당하는 시간차이(Lag)를 연산한다. 구체적으로, 첫번째 홍수 이벤트 발생시에 선택된 (Hmax) 및 첨두유속(Vmax) 각각에 해당하는 시간의 차이를 시간차이(Lag)로 연산하고 이를 홍수 이벤트 발생시마다 반복하여 연산하는 것이다.The time difference calculation module 225 calculates the time difference Lag corresponding to a plurality of the peak water level (H max ) and the peak flow rate (V max ) selected by the peak water level/flow velocity selection module 220 . Specifically, the difference in time corresponding to each of (H max ) and peak flow velocity (V max ) selected when the first flood event occurs is calculated as the time difference (Lag), and this is calculated repeatedly every time a flood event occurs.

한편, 홍수 발생 시간 예측 방법의 경우, 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 평균유속 연산모듈(210)에서 연산된 평균유속(V) 중에서 첨두유속(Vmax)을 확인한 경우 이를 선택한다. 즉, 홍수위 예측 방법과 달리, 첨두유속(Vmax)만을 확인하여 선택하는 것이다.On the other hand, in the case of the flood occurrence time prediction method, when the peak water level/flow velocity selection module 220 confirms the peak flow velocity (V max ) among the average flow velocity (V) calculated by the average flow velocity calculation module 210 , it is selected. That is, unlike the flood level prediction method, only the peak flow velocity (V max ) is checked and selected.

관계식 연산모듈(230)은 첨두수위/유속 선택모듈(220)에서 선택된 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax) 다수를 이용하여 유속수위관계식을 설정한다.The relational expression calculation module 230 sets the flow velocity water level relation using a plurality of the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H max ) selected by the peak water level/flow velocity selection module 220 .

한편, 홍수 발생 시간 예측 방법의 경우, 관계식 연산모듈(230)이 선택된 첨두유속(Vmax)과 시간차 연산모듈(225)에서 연산된 시간차이(Lag) 다수를 이용하여 유속시간차이관계식을 설정한다.On the other hand, in the case of the flood occurrence time prediction method, the flow velocity time difference relation is set using the peak flow velocity V max selected by the relational expression calculation module 230 and the number of time differences Lag calculated by the time difference calculation module 225 . .

홍수 예측 모듈(240)은 관계식 연산모듈(230)에서 설정된 유속수위관계식을 이용하여 첨두수위(Hmax)를 예측하고, 예측된 첨두수위(Hmax)가 기설정된 홍수위 이상인지 판단한다. 기설정된 홍수위는 넘침 수위가 아닌 많은 강우량으로 인해 평수량 이상이 된 수위로 필요에 따라 설정될 수 있다.The flood prediction module 240 predicts the peak water level (H max ) using the flow velocity water level relation set in the relational expression calculation module 230 , and determines whether the predicted peak water level (H max ) is greater than or equal to the preset flood level. The preset flood level may be set as a water level that is equal to or greater than the average water level due to a lot of rainfall rather than an overflow level, and may be set as needed.

홍수 예측 모듈(240)은 예측된 첨두수위(Hmax)가 기설정된 홍수위 이상인 것으로 판단할 경우, 후술할 경보장치(300)를 작동시킬 수 있다.When it is determined that the predicted peak water level H max is equal to or greater than the preset flood level, the flood prediction module 240 may operate the warning device 300 , which will be described later.

한편, 홍수 발생 시간 예측 방법의 경우, 홍수 예측 모듈(240)은 관계식 연산모듈(230)의 유속시간차이관계식을 이용하여 시간차이(Lag)를 연산하고, 이를 이용해 홍수 발생 시간을 예측한다. 이때, 홍수 예측 모듈(240)은 예측된 홍수 발생 시간이 도래한 경우 경보장치(300)를 작동시킬 것이다.Meanwhile, in the case of the flood occurrence time prediction method, the flood prediction module 240 calculates the time difference Lag using the flow velocity time difference relational expression of the relational expression calculation module 230, and predicts the flood occurrence time using this. At this time, the flood prediction module 240 will operate the warning device 300 when the predicted flood occurrence time arrives.

경보장치(300)는 홍수 예측 모듈(240)의 신호를 받아 작동될 수 있다. 먼저, 홍수위 예측 방법에서의 경우, 홍수 예측 모듈(240)이 유속수위관계식을 이용하여 첨두수위(Hmax)를 예측하고, 판단하여, 기설정된 홍수위 이상으로 판단할 경우 보낸 신호를 받는다. 다음으로, 홍수 발생 시간 예측 방법의 경우, 홍수 예측 모듈(240)은 유속시간차이관계식을 이용하여 시간차이(Lag)를 연산하고, 이를 이용해 예측된 홍수 발생 시간이 도래한 경우 보낸 신호를 받는다.The warning device 300 may be operated by receiving a signal from the flood prediction module 240 . First, in the case of the flood level prediction method, the flood prediction module 240 predicts and determines the peak water level (H max ) using the flow velocity water level relational expression, and receives a signal sent when determining that the flood level is higher than the preset flood level. Next, in the case of the flood occurrence time prediction method, the flood prediction module 240 calculates the time difference Lag using the flow velocity time difference relational expression, and receives a signal sent when the predicted flood occurrence time arrives using this.

홍수위 예측 방법의 설명Description of Flood Level Prediction Methods

본 발명에 따른 방법을 설명한다. 도 4를 더 참조하여 홍수 예측 시스템(200)을 이용한 홍수위 예측 방법을 설명한다.The method according to the invention is described. A method of predicting the flood level using the flood prediction system 200 will be described with further reference to FIG. 4 .

홍수위 예측 방법은 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax)의 유속수위관계식을 설정하는 단계(s100) 및 설정된 유속수위관계식을 이용하여 홍수를 예측하는 단계(s200)를 포함한다.The flood level prediction method includes a step (s100) of setting the flow velocity water level relation between the peak water level (H max ) and the peak flow velocity (V max ), and a step (s200) of predicting the flood using the set flow velocity and water level relation equation ( s200 ).

먼저, 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax)의 유속수위관계식을 설정하는 단계(s100)는, 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계(s110), 평균유속 연산모듈(210)이 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계(s120), 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 s120단계에서 연산된 평균유속(V) 및 수위(H) 중에서 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax)을 확인한 경우 이를 선택하는 단계(s130), 관계식 연산모듈(230)이 선택된 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax) 다수를 이용하여 유속수위관계식을 설정하는 단계(s140)를 순차적으로 포함한다.First, the step (s100) of setting the flow velocity water level relationship of the peak water level (H max ) and the peak flow velocity (V max ) is performed in real time in a plurality of automatic flow measurement devices 100 , the water level (H), and the surface flow rate (V) index ) is measured step (s110), the average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from a plurality of automatic flow measurement devices 100, and uses them in real time In the step of calculating the average flow velocity (V) (s120), the peak water level/flow rate selection module 220 selects the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H) among the average flow velocity (V) and the water level (H) calculated in the step s120 ( s120 ). max ) is confirmed, selecting it (s130), the relational expression calculation module 230 sequentially sets the flow velocity and water level relation using a plurality of selected peak flow rates (V max ) and peak water levels (H max ) (s140) include as

다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계(s110)에서, 강 또는 하천에 길이방향으로 소정의 간격을 갖도록 설치된 초음파 방식의 자동유량측정장치(100)는 유량(Q), 수위(H), 및 표면유속(Vindex)을 실시간으로 계측한다.In the step (s110) in which the water level (H) and the surface flow rate (V index ) are measured in real time in a plurality of automatic flow measurement devices 100, the ultrasonic method installed to have a predetermined interval in the longitudinal direction in a river or river The flow rate measuring device 100 measures the flow rate (Q), the water level (H), and the surface flow rate (V index ) in real time.

평균유속 연산모듈(210)이 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계(s120)에서, 평균유속 연산모듈(210)은 연산에 필요한 수위(H) 및 표면유속(Vindex)의 실시간 계측정보를 입력 받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산한다. 실시간 평균유속(V)은 계측된 수위(H) 및 표면유속(Vindex)에 평균유속 환산계수를 더 사용하여 연산할 수 있으며, 이 외에도, 다른 어떠한 방법이라도 제한되지 않고 사용될 수 있다.The average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from a plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and calculates the real-time average flow rate (V) using them ( In s120), the average flow velocity calculation module 210 receives the real-time measurement information of the water level (H) and the surface flow velocity (V index ) required for calculation, and calculates the real-time average flow velocity (V) using this. The real-time average flow velocity (V) can be calculated by further using an average flow velocity conversion factor to the measured water level (H) and surface flow velocity (V index ). In addition to this, any other method may be used without limitation.

첨두수위/유속 선택모듈(220)이 s120단계에서 연산된 평균유속(V) 및 S110단계에서 계측된 수위(H) 중에서 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax)을 확인한 경우 이를 선택하는 단계(s130)에서, 도 6에 개시된 바와 같이 그래프를 그려 선택할 수 있으며, 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax)의 시간은 상이할 것이다. 히스테리시스 현상에 의해 시간차가 발생하기 때문이다.When the peak water level / flow velocity selection module 220 checks the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H max ) among the average flow velocity (V) calculated in step s120 and the water level (H) measured in step S110, to select it In step s130 , a graph may be drawn and selected as shown in FIG. 6 , and the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H max ) times will be different. This is because the time difference occurs due to the hysteresis phenomenon.

관계식 연산모듈(230)이 선택된 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax) 다수를 이용하여 유속수위관계식을 설정하는 단계(s140)에서, 도 7 내지 도 8에 개시된 바와 같이, 그래프를 통해 선형관계식을 설정하여 변수를 구함으로써 유속수위관계식을 설정한다.In the step (s140) of the relational expression calculation module 230 setting the flow velocity water level relation using a plurality of selected peak flow velocity (V max ) and peak water level (H max ), as disclosed in FIGS. 7 to 8 , through the graph The flow velocity and water level relation is established by setting the linear relational equation to find the variable.

다음으로, 설정된 유속수위관계식을 이용하여 홍수를 예측하는 단계(s200)는, 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계(s210), 평균유속 연산모듈(210)이 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계(s220), 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 (b2) 단계의 평균유속(V) 중에서 첨두유속(Vmax)을 확인하는 단계(s230), 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 첨두유속(Vmax)을 확인한 경우, 홍수 예측 모듈(240)이 유속수위관계식을 이용하여 첨두수위(Hmax)를 예측하고, 예측된 첨두수위(Hmax)가 기설정된 홍수위 이상인지 판단하는 단계(s240), s240단계에서 연산된 첨두수위(Hmax)가 기설정된 홍수위 이상으로 판단될 경우, 홍수 예측 모듈(240)이 경보장치(300)를 작동시키는 단계(s250)를 순차적으로 포함한다.Next, the step of predicting the flood using the set flow velocity and water level relational expression (s200) is a step of measuring the water level (H) and the surface flow velocity (V index ) in real time in a plurality of automatic flow measurement devices 100 (s210) ), the average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from a plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and uses them to calculate the real-time average flow rate (V) Step (s220), the peak water level / flow velocity selection module 220 confirms the peak flow velocity (V max ) among the average flow velocity (V) of step (b2) (s230), the peak water level / flow velocity selection module 220 When the peak flow velocity (V max ) is confirmed, the flood prediction module 240 predicts the peak water level (H max ) using the flow velocity and water level relational expression, and determines whether the predicted peak water level (H max ) is greater than or equal to the preset flood level When it is determined that the peak water level (H max ) calculated in steps (s240) and s240 is higher than or equal to the preset flood level, the flood prediction module 240 operates the warning device 300 (s250) sequentially.

다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계(s210)에서, 설정된 유속수위관계식을 이용하여 홍수위를 예측하기 위해 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)을 계측한다.In the step (s210) in which the water level (H) and the surface flow rate (V index ) are measured in real time by a plurality of automatic flow measurement devices 100, the water level (H) in real time to predict the flood level using the set flow velocity and water level relational expression ), and the surface flow rate (V index ) is measured.

평균유속 연산모듈(210)이 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계(s220)에서, 변수가 되는 첨두유속(Vmax)을 확인하기 위해 평균유속(V)을 연산한다.The average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from a plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and calculates the real-time average flow rate (V) using them ( In s220), the average flow velocity (V) is calculated to confirm the peak flow velocity (V max ) that becomes a variable.

첨두수위/유속 선택모듈(220)이 (b2) 단계의 평균유속(V) 중에서 첨두유속(Vmax)을 확인하는 단계(s230)에서, 설정된 유속수위관계식에 대입할 변수인 첨두유속(Vmax)을 확인한다.In the step (s230) in which the peak water level/flow speed selection module 220 checks the peak flow velocity (V max ) among the average flow velocity (V) in step (b2), the peak flow velocity (V max ), which is a variable to be substituted into the set flow velocity and water level relational expression ) is checked.

첨두수위/유속 선택모듈(220)이 첨두유속(Vmax)을 확인한 경우, 홍수 예측 모듈(240)이 유속수위관계식을 이용하여 첨두수위(Hmax)를 예측하고, 예측된 첨두수위(Hmax)가 기설정된 홍수위 이상인지 판단하는 단계(s240)에서, 실시간으로 확인된 첨두유속(Vmax)을 유속수위관계식에 대입해 실시간 첨두수위(Hmax)가 예측된다.When the peak water level/flow velocity selection module 220 confirms the peak flow velocity (V max ), the flood prediction module 240 predicts the peak water level (H max ) using the flow velocity and water level relational expression, and the predicted peak water level (H max ) ) is greater than or equal to the preset flood level (s240), the real-time peak flow velocity (V max ) is substituted into the flow velocity water level relational expression to predict the real-time peak water level (H max ).

구체적으로, 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측된 유속(V)에서 확인된 첨두유속(Vmax)을 유속수위관계식에 대입하여 예측된 첨두수위(Hmax)가 기설정된 홍수위 이상인지 판단(s245)하고, 이상일 경우, s250단계를 수행하고, 미만일 경우, s210단계부터 반복 수행되어, 예측된 첨두수위(Hmax)가 홍수위를 예측할 때까지 반복하는 것이다.Specifically, by substituting the peak flow velocity (V max ) confirmed from the flow velocity (V) measured in real time by the automatic flow measurement device 100 into the flow velocity water level relational expression, it is determined whether the predicted peak water level (H max ) is greater than or equal to the preset flood level (s245), and if it is greater than or equal to, step s250 is performed. If it is less than, step s210 is repeated and repeated until the predicted peak water level (H max ) predicts the flood level.

s240단계에서 연산된 첨두수위(Hmax)가 기설정된 홍수위 이상으로 판단될 경우, 홍수 예측 모듈(240)이 경보장치(300)를 작동시키는 단계(s250)에서, 기설정된 홍수위 이상인지 미만인지 연산된 첨두수위(Hmax)를 판단하여, 경보장치(300)를 작동시킨다. 여기서, 기설정된 홍수위는 넘침 수위가 아닌 많은 강우량으로 인해 평수량 이상이 된 수위로 필요에 따라 설정된 수위일 것이다.When it is determined that the peak water level (H max ) calculated in step s240 is higher than or equal to the preset flood level, in step s250 , the flood prediction module 240 operates the warning device 300 , it is calculated whether it is higher or lower than the preset flood level. By determining the peak water level (H max ), the alarm device 300 is operated. Here, the preset flood level is not an overflow level, but a water level that is equal to or greater than the average water level due to a lot of rainfall, and may be a water level set as needed.

홍수 발생 시간 예측 방법의 설명Explanation of how to predict the time of flooding

본 발명에 따른 방법을 설명한다. 도 5를 더 참조하여 홍수 예측 시스템(200)을 이용한 홍수 발생 시간 예측 방법을 설명한다.The method according to the invention is described. A method of predicting a flood occurrence time using the flood prediction system 200 will be described with further reference to FIG. 5 .

홍수 발생 시간 예측 방법은 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax)의 유속시간차이관계식을 설정하는 단계(s300) 및 설정된 유속시간차이관계식을 이용하여 홍수를 예측하는 단계(s400)를 포함한다.The flood occurrence time prediction method includes the steps of setting the flow velocity time difference relation between the peak water level (H max ) and the peak flow velocity (V max ) (s300) and predicting the flood using the set flow velocity time difference equation (s400). do.

홍수 발생 시간 예측 방법은 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax)의 유속시간차이관계식을 설정하는 단계(s300)는 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계(s310), 평균유속 연산모듈(210)이 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계(s320), 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 s320단계에서 연산된 평균유속(V) 및 수위(H) 중에서 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax)을 확인한 경우 이를 선택하는 단계(s330) - 여기서, Vmax와 Hmax의 시간은 상이함, 시간차 연산모듈(225)이 s330 단계에서 선택된 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax) 다수에 해당하는 시간차이(Lag)를 연산하는 단계(s340), 및 관계식 연산모듈(230)이 선택된 첨두유속(Vmax)과 연산된 시간차이(Lag) 다수를 이용하여 유속시간차이관계식을 설정하는 단계(s350)를 순차적으로 포함한다.In the flood occurrence time prediction method, the step (s300) of setting the flow velocity time difference relation between the peak water level (H max ) and the peak flow velocity (V max ) is the water level (H) in real time in a plurality of automatic flow measurement devices 100, and Step (s310) in which the surface flow rate (V index ) is measured, the average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time by a plurality of automatic flow measurement devices 100 as inputs , using this to calculate the real-time average flow velocity (V) (s320), the peak water level / flow velocity selection module 220 is the peak flow velocity (V max ) from the average flow velocity (V) and water level (H) calculated in step s320 and If the peak water level (H max ) is checked, selecting it (s330) - Here, the times of V max and H max are different, the time difference calculation module 225 selects the peak water level (H max ) and peak flow velocity in step s330 (V max ) Calculating the time difference (Lag) corresponding to the plurality (s340), and the relational expression calculation module 230 using the selected peak flow velocity (V max ) and the calculated time difference (Lag) a plurality of flow velocity time Step (s350) of setting a difference relational expression is sequentially included.

다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계(s310)에서, 강 또는 하천에 길이방향으로 소정의 간격을 갖도록 설치된 초음파 방식의 자동유량측정장치(100)는 유량(Q), 수위(H), 및 표면유속(Vindex)을 실시간으로 계측한다.In the step (s310) in which the water level (H) and the surface flow rate (V index ) are measured in real time by a plurality of automatic flow measurement devices 100, the ultrasonic method installed to have a predetermined interval in the longitudinal direction in a river or river The flow rate measuring device 100 measures the flow rate (Q), the water level (H), and the surface flow rate (V index ) in real time.

평균유속 연산모듈(210)이 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계(s320)에서, 평균유속 연산모듈(210)은 연산에 필요한 수위(H) 및 표면유속(Vindex)의 실시간 계측정보를 입력 받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산한다. 실시간 평균유속(V)을 연산하는데 있어 평균유속 환산계수를 사용하여 연산할 수 있으며, 이 외에도, 검증 및 공개되어 사용되는 연산방법이라면 제한되지 않고 채용될 수 있다.The average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from a plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and calculates the real-time average flow rate (V) using them ( In s320), the average flow velocity calculation module 210 receives the real-time measurement information of the water level (H) and the surface flow velocity (V index ) required for calculation, and calculates the real-time average flow velocity (V) using the input. In calculating the real-time average flow velocity (V), it can be calculated using the average flow velocity conversion factor.

첨두수위/유속 선택모듈(220)이 s320단계에서 연산된 평균유속(V) 및 수위(H) 중에서 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax)을 확인한 경우 이를 선택하는 단계(s330)에서, 도 6에 개시된 바와 같이 그래프를 그려 선택할 수 있으며, 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax)의 시간은 상이할 것이다. 히스테리시스 현상에 의해 시간차가 발생하기 때문이다.When the peak water level / flow rate selection module 220 checks the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H max ) among the average flow velocity (V) and the water level (H) calculated in step s320, in the step of selecting them (s330) , can be selected by drawing a graph as shown in FIG. 6 , and the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H max ) time will be different. This is because the time difference occurs due to the hysteresis phenomenon.

시간차 연산모듈(225)이 s330 단계에서 선택된 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax) 다수에 해당하는 시간차이(Lag)를 연산하는 단계(s340)에서, 도 6에 개시된 그래프를 이용하여 시간차이(Lag)인 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax)의 수평거리를 이벤트 별로 다수 연산한다.In the step (s340) of the time difference calculation module 225 calculating the time difference (Lag) corresponding to a plurality of the peak water level (H max ) and the peak flow velocity (V max ) selected in step s330, using the graph shown in FIG. The horizontal distance of the peak water level (H max ) and the peak flow velocity (V max ), which is the time difference (Lag), is calculated for each event.

관계식 연산모듈(230)이 선택된 첨두유속(Vmax)과 연산된 시간차이(Lag) 다수를 이용하여 유속시간차이관계식을 설정하는 단계(s350)에서, 도 9 내지 도 10에 개시된 바와 같이, 그래프를 통해 선형관계식을 설정하여 변수를 구함으로써 유속시간차이관계식을 설정한다.In the step (s350) of the relational expression calculation module 230 setting the flow velocity time difference relation using the selected peak flow velocity (V max ) and the number of the calculated time differences (Lag), as disclosed in FIGS. 9 to 10 , the graph The flow velocity time difference relation is established by setting the linear relational expression through

설정된 유속시간차이관계식을 이용하여 홍수를 예측하는 단계(s400)는, 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계(s410), 평균유속 연산모듈(210)이 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계(s420), 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 s420단계에서 연산된 평균유속(V) 중에서 첨두유속(Vmax) 을 확인한 경우 이를 선택하는 단계(s430), 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 첨두유속(Vmax) 발생을 확인한 경우, 홍수 예측 모듈(240)이 유속시간차이관계식을 이용하여 시간차이(Lag)를 연산하고, 이를 이용해 홍수 발생 시간을 예측하는 단계(s440), 및 홍수 예측 모듈(240)이 s440단계에서 예측된 홍수 발생 시간이 도래한 경우 경보장치(300)를 작동시키는 단계(s450)를 순차적으로 포함한다.The step of predicting the flood using the set flow velocity time difference relational expression (s400) is a step in which the water level (H) and the surface flow velocity (V index ) are measured in real time in a plurality of automatic flow measurement devices 100 (s410), The average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from a plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and calculates the real-time average flow rate (V) using them ( s420), when the peak water level / flow velocity selection module 220 checks the peak flow velocity (V max ) among the average flow velocity (V) calculated in the s420 step (s430), the peak water level / flow velocity selection module 220 When it is confirmed that the peak flow velocity (V max ) occurs, the flood prediction module 240 calculates the time difference (Lag) using the flow velocity time difference relational expression, and predicts the flood occurrence time using this (s440), and the flood The prediction module 240 sequentially includes a step (s450) of operating the warning device (300) when the flood occurrence time predicted in step (s440) arrives.

다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계(s410)에서, 설정된 유속시간차이관계식을 이용하여 홍수 발생 시간을 예측하기 위해 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)을 계측한다.In the step (s410) in which the water level (H) and the surface flow rate (V index ) are measured in real time by a plurality of automatic flow measurement devices 100, in real time to predict the flood occurrence time using the set flow velocity time difference relational expression The water level (H) and the surface flow rate (V index ) are measured.

평균유속 연산모듈(210)이 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계(s420)에서, 변수가 되는 첨두유속(Vmax)을 확인하기 위해 평균유속(V)을 연산한다.The average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from a plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and calculates the real-time average flow rate (V) using them ( In s420), the average flow velocity (V) is calculated to confirm the peak flow velocity (V max ) that becomes a variable.

첨두수위/유속 선택모듈(220)이 s420단계에서 연산된 평균유속(V) 중에서 첨두유속(Vmax) 을 확인한 경우 이를 선택하는 단계(s430)에서, 설정된 유속시간차이관계식에 대입할 변수인 첨두유속(Vmax)을 확인한다. When the peak water level/flow velocity selection module 220 confirms the peak flow velocity (V max ) among the average flow velocity (V) calculated in step s420, the peak, which is a variable to be substituted into the set flow velocity time difference relation in the step s430, is selected. Check the flow rate (V max ).

첨두수위/유속 선택모듈(220)이 첨두유속(Vmax) 발생을 확인한 경우, 홍수 예측 모듈(240)이 유속시간차이관계식을 이용하여 시간차이(Lag)를 연산하고, 이를 이용해 홍수 발생 시간을 예측하는 단계(s440)에서, 실시간으로 확인된 첨두유속(Vmax)을 유속시간차이관계식에 대입해 실시간 시간차이(Lag)가 예측된다. 구체적으로, 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측된 유속(V)에서 확인된 첨두유속(Vmax)을 유속시간차이관계식에 대입하여 예측된 시간차이(Lag)를 확인된 첨두유속(Vmax)의 발생시간에 더하여 홍수 발생 시간을 예측하는 것이다.When the peak water level/flow velocity selection module 220 confirms the occurrence of the peak flow velocity (V max ), the flood prediction module 240 calculates the time difference (Lag) using the flow velocity time difference relational expression, and uses this to calculate the flood occurrence time. In the predicting step (s440), the real-time time difference (Lag) is predicted by substituting the peak flow velocity (V max ) confirmed in real time into the flow velocity time difference relational expression. Specifically, by substituting the peak flow velocity (V max ) confirmed in the flow velocity (V) measured in real time by the automatic flow measurement device 100 into the flow velocity time difference relational expression, the predicted time difference (Lag) is determined by the confirmed peak flow velocity (V) max ) to predict the flood occurrence time.

홍수 예측 모듈(240)이 s440단계에서 예측된 홍수 발생 시간이 도래한 경우 경보장치(300)를 작동시키는 단계(s450)에서, 홍수 예측 모듈(240)이 시스템에서 현재 시간을 판단하여 예측된 홍수 발생 시간과 비교하여 홍수 발생 시간이 도래했다고 판단할 경우 경보장치(300)를 작동시킨다.In the step (s450) of the flood prediction module 240 operating the warning device 300 when the flood occurrence time predicted in step s440 has arrived (s450), the flood prediction module 240 determines the current time in the system and the predicted flood When it is determined that the flood occurrence time has arrived compared with the occurrence time, the alarm device 300 is operated.

이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.In the above, the present specification has been described with reference to the embodiments shown in the drawings so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention, but these are merely exemplary, and those skilled in the art can make various modifications and equivalent other modifications from the embodiments of the present invention. It will be appreciated that embodiments are possible. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined by the claims.

100: 자동유량측정장치
200: 홍수 예측 시스템
210: 평균유속 연산모듈
220: 첨두수위/유속 선택모듈
230: 관계식 연산모듈
240: 홍수 예측 모듈
300: 경보 장치100: automatic flow measurement device
200: flood prediction system
210: average flow rate calculation module
220: peak water level / flow rate selection module
230: relational expression operation module
240: flood prediction module
300: alarm device

Claims (3)

(a) 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax)의 유속시간차이관계식을 설정하는 단계; 및
(b) 상기 설정된 유속시간차이관계식을 이용하여 홍수를 예측하는 단계;를 포함하는 홍수위 예측 방법으로써,
상기 (a) 단계는,
(a1) 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계;
(a2) 평균유속 연산모듈(210)이 상기 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계;
(a3) 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 상기 (a2)단계에서 연산된 평균유속(V) 및 수위(H) 중에서 첨두유속(Vmax) 및 첨두수위(Hmax)을 확인한 경우 이를 선택하는 단계; - 여기서, Vmax와 Hmax의 시간은 상이함
(a4) 시간차 연산모듈(225)이 상기 (a3) 단계에서 선택된 첨두수위(Hmax) 및 첨두유속(Vmax) 다수에 해당하는 시간차이(Lag)를 연산하는 단계; 및
(a5) 관계식 연산모듈(230)이 선택된 첨두유속(Vmax)과 상기 연산된 시간차이(Lag) 다수를 이용하여 유속시간차이관계식을 설정하는 단계;를 포함하고,
상기 (b) 단계는,
(b1) 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 수위(H), 및 표면유속(Vindex)이 계측되는 단계;
(b2) 평균유속 연산모듈(210)이 상기 다수의 자동유량측정장치(100)에서 실시간으로 계측되는 수위(H) 및 표면유속(Vindex)을 입력받고, 이를 이용해 실시간 평균유속(V)을 연산하는 단계;
(b3) 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 상기 (b2)단계에서 연산된 평균유속(V) 중에서 첨두유속(Vmax) 을 확인한 경우 이를 선택하는 단계; 및
(b4) 상기 첨두수위/유속 선택모듈(220)이 첨두유속(Vmax) 발생을 확인한 경우, 상기 홍수 예측 모듈(240)이 상기 유속시간차이관계식을 이용하여 시간차이(Lag)를 연산하고, 이를 이용해 홍수 발생 시간을 예측하는 단계;를 포함하는,
홍수 발생 시간 예측 방법.
(a) setting the flow velocity time difference relation between the peak water level (H max ) and the peak flow velocity (V max ); and
(b) predicting a flood using the set flow velocity time difference relation;
The step (a) is,
(a1) measuring the water level (H) and the surface flow rate (V index ) in real time in a plurality of automatic flow rate measurement devices (100);
(a2) The average flow rate calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow rate (V index ) measured in real time from the plurality of automatic flow rate measurement devices 100, and uses them to calculate the real-time average flow rate (V) calculating;
(a3) When the peak water level/flow velocity selection module 220 checks the peak flow velocity (V max ) and the peak water level (H max ) among the average flow velocity (V) and water level (H) calculated in step (a2), it is selected to do; - Here, the time of V max and H max is different
(a4) calculating, by the time difference calculation module 225, a time difference (Lag) corresponding to a plurality of the peak water level (H max ) and peak flow velocity (V max ) selected in step (a3); and
(a5) setting the flow velocity time difference relation using the selected peak flow velocity (V max ) and the calculated time difference (Lag) by the relational expression calculation module 230;
The step (b) is,
(b1) measuring the water level (H) and the surface flow rate (V index ) in real time in a plurality of automatic flow rate measurement devices (100);
(b2) the average flow velocity calculation module 210 receives the water level (H) and the surface flow velocity (V index ) measured in real time by the plurality of automatic flow measurement devices 100, and uses them to calculate the real-time average flow velocity (V) calculating;
(b3) selecting, when the peak water level/flow velocity selection module 220 confirms the peak flow velocity (V max ) from among the average flow velocity (V) calculated in the step (b2); and
(b4) When the peak water level / flow velocity selection module 220 confirms that the peak flow velocity (V max ) occurs, the flood prediction module 240 calculates a time difference (Lag) using the flow velocity time difference relation expression, Predicting the flood occurrence time using this; including,
How to predict the time of flooding.
 제 1 항에 있어서,
상기(b) 단계는, 상기 (b4)단계 이후,
(b5) 상기 홍수 예측 모듈(240)이 상기 (b4)단계에서 예측된 홍수 발생 시간이 도래한 경우 경보장치(300)를 작동시키는 단계;를 더 포함하는,
홍수 발생 시간 예측 방법.
The method of claim 1,
Step (b) is, after step (b4),
(b5) the flood prediction module 240 operating the warning device 300 when the flood occurrence time predicted in step (b4) arrives; further comprising,
How to predict the time of flooding.
 제 1 항에 있어서,
상기 (a1)단계 및 상기 (b1)단계에서,
상기 자동유량측정장치(100)는 초음파 방식으로 고정식으로 설치된 것인,
홍수 발생 시간 예측 방법.The method of claim 1,
In step (a1) and step (b1),
The automatic flow measurement device 100 is installed in a fixed manner in an ultrasonic method,
How to predict the time of flooding.
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