시간-면적 방법(Time-Area Method) 홍수량 산정 프로그램 사용설명서

시간-면적 방법(Time-Area Method) 홍수량 산정 프로그램 사용 설명서

1. 시간-면적 방법 (Time-Area Method)  홍수량 산정 프로그램의 개요(TAMFlood.exe)

1.1 개발 목적

• 시간-면적 방법(Time-Area Method)을 사용하여 소규모 유역에 대한 신뢰도 있는 홍수량 산정
• 소규모 유역과 수공구조물에 대한 첨두홍수량과 수문곡선을 적용할 수 있는 근거를 마련

 

1.2 TAMFlood.exe.의 주요 기능

• 입력단위를 분(min)과 제곱미터(㎡)를 사용하여 실무적용이 용이함
• 소규모 매개변수 보정량(강우강도식의 강우지속기간 증가량 및 유역반응시간 증가량)을 적용하여 현실적인 홍수량 산정이 가능(첨두홍수량 과다 산정 방지)
• General 강우강도식 뿐만 아니라 6차 ~ 4차 전대수 다항식 적용 가능
• 여러개의 유역에 다양한 조건을 적용하여 한꺼번에 분석 가능

 

1.3 개발언어

• Python 3.11

 

1.4 프로그램 설치

• 해당 프로그램은 TAMFlood.exe 단일 파일로 존재하며 별도의 설치 없이 프로그램 실행만으로 사용 가능함
• TAMFlood.exe 파일이름의 변환 없이 사용하는 것을 권장함

 

1.5 고객지원센터

• 해당 프로그램은 https://hydroft.com/ 에서만 다운로드가 가능하며 저작자의 허락없이 수정 및 배포 할 수 없음
• 프로그램 사용에 관한 책임은 전적으로 사용자에게 있음
• 프로그램에 관한 세부적인 문의사항 및 오류발견시 웹사이트 https://hydroft.com/ 또는 wateroid@navar.com 메일을 통해 문의하기 바람

 

2. 시간-면적 방법(Time-Area Method) 홍수량 산정 프로그램 사용 방법

2.1 시간-면적 방법 프로그램(TAMFlood.exe) 실행 화면

• 프로그램을 시작하면 아래와 같은 화면이 나타나며, 「Input File Name: 」부분에 입력데이터의 파일명을 확장자와 함께 입력하고 엔터를 누르면 동작함

시간-면적 프로그램 TAMFlood.exe 실행 화면

 

2.2 시간-면적 프로그램 실행 결과

• 입력데이터가 행와 열에 맞게 제대로 입력이 되어 있으면 아래와 같이 분석 결과가 화면에 출력되고, 화면 출력과 동일한 내용의 RESULT.OUT 파일이 생성됨
• 입력데이터가 있는 인풋 파일이 동일 폴더에 있지 않거나, 데이터의 입력 양식에 문제가 있으면 시간-면적 홍수량 산정 프로그램은 오류메시지를 표시하고 자동 종료됨

프로그램 실행 결과

 

반응형

2.3 입력파일 작성방법

• 입력파일은 일반적인 에디터로 작성이 가능한 텍스트 파일이며 파일명과 확장자는 사용자의 편의에 맞게 적용이 가능함
• 프로그램 압축파일 TAMFlood.zip 파일에는 input.dat의 예제 파일이 작성되어 있으며 이를 기준으로 입력파일 작성법을 설명하고자 함

입력파일(input.dat) 파일을 에디터로 열었을때의 화면

 

• 각 줄(Line)에서 #0~#7이 입력된 줄은 파일의 데이터를 읽는 기준이 되므로 수정을 하면 오류가 발생함

 

입력 파일 내용 설명

#0[Watershed Number] 3

- 분석 유역의 개수를 아랫줄에 입력함 - 예제에서는 3이 입력되어 있으므로 분석할 유역이 3개소 있다는 것을 의미함

#1[Watershed Name] Basin A Basin B Basin C

- 각 유역의 이름을 입력함 - 유역의 개수가 3개이므로 3줄로 각각의 유역 이름을 입력함 - 유역 이름은 가급적 영문으로 적용할 것을 권장함

#2[Watershed Area][Unit : Square Meter] 25000 30000 72000

- 3개 유역의 각 면적을 제곱미터 단위로 입력함

#3[Time of Concentration, Increase in Duration Rainfall, Increase in Watershed Response Time][Unit : Minute] 7 20 20 7 10 30 10 20 15

- 분석 대상유역의 도달시간, 강우지속기간 증가량, 유역반응시간 증가량을 분(min)단위로 입력 - 한 줄당 하나의 유역 정보가 입력되어야 하며 위의 예시를 설명하면 첫 번째 유역의 도달시간은 7분, 강우지속기간 증가량은 20분, 유역반응시간 증가량은 20분임 - 만약, 강우지속기간 증가량과 유역반응시간 증가량을 적용하지 않으려면 0을 필수로 입력해야 하며 아무 값도 입력하지 않으면 오류가 발생함 - 예를 들어, 강우지속기간 증가량과 유역반응시간 증가량을 둘 다 적용하지 않으려면 7 0 0을 입력해야 하며, 강우지속기간 증가량만 적용하지 않으려면 7 0 20을, 유역반응시간 증가량만 적용하지 않으려면 7 20 0을 입력해야 함

#4[Rainfall Intensity Option][0 : Gereral, 1 : 6th Log Polynomial, 2: 5th Log Polynomial, 3: 4th Log Polynomial] 0 1 2

- 적용할 강우강도식을 입력함 - 0은 General 강우강도식, 1은 6차 전대수 다항식, 2는 5차 전대수 다항식, 3은 4차 전대수 다항식을 의미함

#5[Rainfall Intensity Parameter] 2296.521707 8.994489696 0.73 4.319330174 -0.615923437 0.305597225 -0.118977592 –0.08100743 0.051502707 -0.007515677 4.312819488 -0.389816448 -0.05299001 -0.02278382 0.006924752 -0.000556831

- 강우강도식의 매개변수를 입력함 - #4에서 첫 번째 유역은 General형을 적용하였으므로 a, b, n 값을 공백으로 구분하여 순서대로 입력해야 함 - 두 번째 유역은 6차 전대수 다항식을 적용하였으므로 두 번째 줄에 7개의 매개변수를 공백으로 구분하여 입력해야 함 - 세 번째 유역은 5차 전대수 다항식을 적용하였으므로 세 번째 줄에 6개의 매개변수를 공백으로 구분하여 입력해야 함

#6[Runoff Coefficient] 0.65 0.7 0.8

- 3개 유역의 유역별 유출계수(c)를 각각의 줄에 입력함

#7[Time Interval][Unit : Minute] 5 10 10

- 각 유역별 분석 시간간격을 분(min) 단위로 입력해야 함 - 위의 예제는 첫 번째 유역은 5분 단위, 두 번째와 세 번째 유역은 10분 단위를 의미함

 

2.4 분석결과(RESULT.OUT) 파일

• 분석결과는 동일 폴더에 RESULT.OUT 파일에 저장되며 파일의 내용은 시간-면적 유출계산, 내용과 수문곡선 그리고 요약으로 구성됨
• 아래는 예제 입력데이터의 Basin B의 분석 결과를 표시하였음

 

RESULT.OUT 분석 결과 파일의 내용

시간-면적 계산
수문곡선
요약

 

• 시간-면적 계산 내용은 합성 도달시간-면적 방법에 의해 산정되며 가로 방향으로 결과가 출력됨
• 시간간격, 시간비, 누가면적비, 구간면적비, 구간면적, 강우강도가 표시되며 각 구간별 면적과 강우강도, 유출량을 산정한 값이 시간은 행(row) 값으로, 유출량은 열(column)로 표시됨
• 수문곡선은 엑셀파일 등을 통해 그래프화 하기 쉽도록 행(row) 방향으로 표시되며 시간별 유출량이 Outflow(cms)에 표시됨
• 요약 부분은 각 유역의 분석결과를 정리해서 보여주는 부분으로 유역명, 첨두유출량, 첨두유출 발생시각, 유출총량을 보여줌

 

3. 시간-면적 방법(Time-Area Method)의 기술적 배경 : 재해영향평가등의 협의 실무지침

• 시간-면적 방법은 합리식을 기본 구조로 하면서 추가적으로 유수의 전이(translation)을 고려하는 방법임
• 지금까지는 외견상으로 보이는 유일한 매개변수인 도달시간을 소유역으로 매개변수 보정량 개념으로 일정량(7~10분) 증가시키는 방법을 적용하였지만 이러한 방법으로는 첨두홍수량 과다 산정이 방지되지 않음
• 시간-면적 방법은 합리식을 기본으로 하기 때문에 합리식과 동일하게 강우강도의 강우지속기간을 증가시켜서 강우강도를 낮추는 방식을 추가적으로 적용하는 방안을 강구하여야 함

 

3.1 시간-면적 방법 일반

• 시간-면적 방법은 유역출구까지 도달시간-누가면적 관계를 이용하여 주로 도시지역과 같은 불투수성 소유역에 내리는 집중호우로 인한 유역출구에서 유출량을 계산하는 방법임
• 유역의 저류효과는 거의 무시할 수 있으므로 고려하지 않고 유수의 전이만을 고려하여 유출수문곡선을 산정하는 방법임
• 시간-면적 방법의 대표적인 방법으로는 RRL 모형이 있으며 우리나라의 경우 RRL 모형에서 제외하고 있는 투수지역 면적까지 고려하고 여기에 유출계수(c)를 도입하는 형태인 KPRRL(Korea Practice RRL)모형을 주로 사용하고 있음
• TAMFlood.exe 프로그램은 Korea Practice RRL 방법으로 유출량과 수문곡선을 산정함

 

3.2 소유역 매개변수 보정량의 적용 방법 : 수자원설계실무 제3판

• 시간-면적 방법은 합리식을 기본 구조로 하면서 유수의 전이만을 추가로 고려하는 방법이기 때문에 첨두홍수량은 1차 유역반응 시간인 도달시간에 해당하는 기간의 총 강우강도의 함수가 됨
• 하지만 도달시간을 증가시켜도 설계강우의 시간분포 방법을 적용하면 도달 시간에 해당하는 기간의 총 강우강도는 거의 줄어들지 않으므로 합리식과 동일하게 강우지속기간 증가량을 적용하여 강우강도를 낮추어야 함
• 도시지역의 소규모 매개변수 보정량으로 강우지속기간 증가량을 20분을 적용하며, 유역반응시간 증가량으로 도달시간을 20분 증가시켜야만 합리식에 의한 강우강도와 첨두홍수량이 유사하게 산정되는 것으로 분석되고 있으므로 유역반응시간 증가량 20분도 함께 적용하여야 함

 

유역반응시간 증가량과 강우지속기간 증가량의 대응 관계

유역반응시간 증가량	강우지속기간 증가량
5분	15분
7분	20분
10분	30분
15분	45분

 

▼ 시간-면적 방법(Time-Area Method) 홍수량 산정 프로그램 다운로드 ▼

TAMFlood.zip

5.35MB