GIUH적용을 위한 Threshold Area 산정

초록

수문학자들은 순간단위도 곡선의 특성을 유역의 지형학적 특성과 결부시키기 위해 노력하여 왔다. 유역면적, 유역경사, 하도경사와 같은 지형학적 특성들을 지도, 항공사진, 수치고도모형(Digital Elevation Model, DEM) 그리고 현장 실측자료들을 이용하여 결정 하고자 하였으며, 이들 지형학적 요소들은 유효우량의 크기 및 지속기간과 연계하여 유역의 유출반응을 해석하고자 하였다. 또한 유역의 수문학적 반응은 지형학적 특성뿐만 아니라 기후요소 특히, 초과강우의 크기와 그 지속기간에 의존함을 연구하였다. 1970년대 이후, 지형학과 수문학의 이론적인 연계성에 간심을 가지고 연구가 진행되었는데, 특히 지형학적 특징을 가지고 있는 유역에 가장 적합한 유출반응을 해석하고자 하였다. GIUH는 미계측유역이나 관측자료가 충분하지 않은 유역의 적용을 목적으로 하는데, 이를 위해서는 지형학적 특성인자와 동력학적 인자인 특성속도의 산정이 가장 중요한 요소 중 하나라고 생각할 수 있다. DEM을 이용한 최적 지형특성인자의 산정은 격자크기와 Threshold Area (유출시작면적)에 따라서 크게 달라질 수 있다. 수원점의 규명은 기본적으로 지형 축척에 따른 유역의 지형학적, 수문학적 해석을 위해 필요하며, DEM으로부터 하천망을 추출하는 대부분의 방법론은 하천을 형성하기 위해서 요구되는 최소배수면적으로 정의한 한계지지면적 또는 Threshold Area를 특정화하는 것에 있다. 실제로 DEM에서 하천을 추출하는 경우, 대부분이 임의의 Threshold Area 값으로부터 추출된 하천망과 지형도상의 하천망도 사이의 가시적인 유사성을 근거하여 Threshold Area를 결정하여 사용하고 있다. 즉, 실제 지형도와 비슷한 하천망을 생성하기 위해서는 여러번의 작업을 하거나, 실제 지형도와 중첩하여 Threshold Area를 산정하고 있는데, 이는 많은 노력과 시간에 비하여 결과가 정확하다고 볼 수 없다. 따라서 본 연구에서는 DEM을 이용하여 지형인자를 추출할 경우 Threshold Area가 유역인자 형성에 미치는 영향을 분석하며, 이를 바탕으로 실제하도망의 배수밀도에 따른 유역의 Threshold Area의 한계값을 제시할 것이고, 제시된 Threshold Area의 한계값을 통하여 추출된 하천망으로부터 GIUH의 입력자료인 Horton의 차수별 지형특성 값을 Arc-GIS를 활용하여 간단하게 구하는 방법을 제안하고자 한다.