개념 한 쪽
토목기사 단위 유량도 — 3대 가정과 합성법
단위유량도는 단위 깊이의 유효우량이 내렸을 때의 직접유출 수문곡선이다. 비례·중첩·일정 기저시간 세 가정 위에 서고, 미계측 유역에서는 Snyder·SCS·Clark 법으로 합성한다.
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뜻
정의부터 잡는다. 단위유량도는 단위 깊이의 유효우량에 대한 직접유출 수문곡선이므로 직접유출량만 다루고 기저유량은 포함하지 않는다. 작성에 필요한 것은 유효우량, 유출 지속시간, 유역면적이고, 토양의 투수계수는 직접적인 작성 요소가 아니다. 기저유량을 포함한다고 적거나 투수계수를 필수 요소로 적은 선지가 오답이다.
세 가정이 뼈대다. 강우량이 n배가 되면 수문곡선 종거도 n배가 되는 비례, 연속 강우의 효과를 시간차를 두고 더하는 중첩, 같은 유역에서는 지속시간이 같으면 기저시간이 일정하다는 가정이다. 여기에 초과강우의 공간적 균일 분포와 일정 강도가 더해진다. 대유역이나 장시간 호우에서는 강우의 공간 분포가 불균일해져 가정이 깨지므로 정확도가 떨어진다. 선별할 때는 공간적으로 균일하고 단순한 호우, 일정한 지속기간을 가진 사상을 고르고, 강우강도 변화가 큰 사상은 적당하지 않다.
합성법은 도구별로 갈린다. 미계측 유역의 단위유량도는 Clark법, Snyder법, SCS법으로 합성한다. Horton 방법은 침투율이 시간에 따라 줄어드는 침투 손실 모델이지 단위유량도 합성법이 아니다. Snyder법의 첨두유량은 Qp = Cp·A/tL로 유역면적 A에 비례하고 지체시간 tL에 반비례하며, 매개변수는 지체시간·첨두유량·기저폭이다. 유효우량의 주상도는 합성의 입력 자료이지 매개변수가 아니다.
S-curve는 지속시간을 바꾸는 도구다. 지속기간이 같은 단위우량이 무한히 연속해 내릴 때 형성되는 평형 유출량 곡선이고, 긴 지속기간의 단위도를 짧은 지속기간의 단위도로 바꿀 때 쓴다. 지속기간이 정수배로 늘어나는 경우에는 중첩법으로 긴 단위도를 만든다. 두 방법을 뒤집어 적은 선지가 오답이다. 등우선도는 강우의 공간 분포를 나타내는 자료라 S-curve와 직접 관계가 없다.
중첩 계산은 실제로 해 본다. 1cm 단위도의 종거가 1, 5, 3, 1이고 시간 간격이 1시간일 때, 10mm가 내리면 종거에 1을 곱한 1, 5, 3, 1이 되고, 1시간 뒤 20mm가 내리면 종거에 2를 곱한 2, 10, 6, 2를 1시간 지연해 더한다. 합은 1, 7, 13, 7, 2다. 강우량의 비를 곱하지 않거나 시간 지연을 넣지 않은 값이 오답이다.
연속 강우의 기저시간과 유출 성분은 [지표수 및 지하수 유출] 카드에 있다.
예제
출제 패턴은 네 가지다. ① 가정 — 비례를 반비례로 적거나 기저유량을 포함한다고 적은 선지가 오답이다. ② 합성법 — Horton 방법을 단위유량도 합성법으로 적은 선지가 오답이다. ③ 변환 — 긴 단위도를 짧게 바꿀 때 S-curve법을 쓰는 것과, 지속기간이 정수배로 늘어날 때 중첩법을 쓰는 것을 뒤집은 선지가 오답이다. ④ 중첩 — 강우량의 비를 곱하지 않거나 시간 지연을 넣지 않은 종거가 오답이다.
자주 묻는 물음
- 단위유량도의 세 가지 기본 가정은 무엇인가요?
- 비례, 중첩, 일정 기저시간입니다. 강우량이 n배면 종거도 n배가 되고, 연속 강우의 효과는 시간차를 두고 더하며, 같은 유역에서 지속시간이 같으면 기저시간이 일정합니다.
- 미계측 유역의 단위유량도는 어떻게 합성하나요?
- Clark법, Snyder법, SCS법으로 합성합니다. Horton 방법은 침투 손실 모델이라 단위유량도 합성법이 아닙니다.
- 긴 지속기간의 단위도를 짧은 지속기간으로 바꿀 때는 무엇을 쓰나요?
- S-curve법을 씁니다. 지속기간이 정수배로 늘어나는 경우에는 중첩법으로 긴 단위도를 만듭니다.
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