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[수자원개발 기술사] 침투지수법에 의한 평균침투능 결정

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침투지수법에 의한 평균침투능 결정

1. 개요

  1) 주어진 조건하에서 물이 토양면을 통해 침투할 수 있는 최대의 율을 침투능이라 하며

  2) 총침투량을 강우지속기간으로 나누어 평균침투율을 결정하며 이를 침투지수라 한다.

  3) 침투능은 일정하게 유지되는 것이 아니고 계속되는 강우로 인해 침투 가 계속 발생하므로 시간에 따라 감소하는 특성를 가지고 있다.

2. 침투능의 결정방법

  1) 직접측정 방법 : 소규모의 시험포에서 침투계로 결정하는 방법.

  2) 경험적 방법 : Horton공식, Phillips공식, Holtan공식,

  3) 개념적 방법 : Green- Ampt공식

  4) 침투지수 방법 : Φ-지수법, W-지수법

  5) SCS유효우량 산정방법

3. 침투지수 유도방법

  1) 관측소의 강우자료로부터 총평균우량을 구하고 시간을 분포시켜 유역출구점의 총유출수문곡선을 유도한다.

  2) 총유출수문곡선에서 지하수유출량을 분리하여 지표유출량을 산정하고 이를 총강수량에서 제외하면 총침투량을 얻게 된다.

  3) 총침투량을 강우지속기간으로 나누면 평균침투능이 되며 이를 침투지수라 한다.

4. 침투지수법의 특성

  1) 강우의 초기에는 실제 침투량보다 적고 강우의 말기에는 지나치게 큰 침투량을 나타낸다.

  2) 초기수분함량이 높은 지역에 적합하다.

  3) 중소규모 유역보다는 수문응답이 느린 대유역에 적합하다.

  4) 동일한 유역에서는 호우의 강도가 크고 지속기간이 긴 유역에 적합하다.

5. 평균침투능 결정

  1) Φ-지수법

    (1) 우량주상도에 임의의 수평선을 그어 유출량의 합과 실측한 유출량과 동일하게 되는 선을 시행착오법으로 결정하는 방법

    (2) Φ-지수는 우량주상도에서 총강우량과 손실량을 구분하는 수평선에 대응하는 강우강도를 의미하며 이는 호우로 인한 평균침투능이 된다.

    (3) 수평선 위 부분은 지표 유출량으로 유역의 등가우량깊이를 표시한다.

    (4) 수평선 아래 부분은 지표보류라든가 증발산 및 침투 등에 의한 손실 을 통틀어 표시한다.

    (5) 장점은 큰 유역에 호우가 발생했을 때 유출량을 개략적으로 산정하기에는 대단히 편리한 방법이다.

    (6) 단점은 지면요류, 증발산을 포함하며 침투능의 시간적 변화를 고려하지 못하는 근사법이다.

  2) -지수법

    (1) Φ-지수법을 개선한 방법으로서 우량주상도에서 W-지수선의 위치를대략적으로 결정한 후 각종 손실량을 조정하면서 W-지수선을 상하로 이동시켜 실측 유출량을 만족시키는 위치를 결정한다.

    (2) 강우강도가 침투능보다 큰 호우기간 동안의 평균 침투율을 의미한다.

    (3) 일반적으로 W-지수는 Φ-지수 보다 작게 나타난다.

    (4) Φ-지수법에서 요면저류량을 제외하면 W-지수를 구할 수 있다.

    (5) 호우기간 중 강우강도가 특정 침투능보다 작은 기간도 포함하여 침 투능을 결정한다.

    (6) 평균 침투율

    (7) 토양이 매우 습윤한 상태에서 지면보류량은 최소가 되고 Φ-지수와 W-지수는 거의 같으며 이때 침투지수

6. 결론

  1) Φ-지수는 확률강우량으로 홍수량산정시 많이 적용하고 W-지수는 PMP로 PMF산정시 적용을 하고 있으나 국내에서는 침투지수법으로 홍수량을 산정한 사례가 거의 없다.

  2) 침투지수는 호우특성이나 토양조건이 동일한 경우에만 적용이 가능하고 Φ-지수 및 W-지수는 침투조건에 따라 크게 변하므로 지표면 유출이외의 다른 기지의 인자와 상관시켜 사용하는 것이 바람직하다.

  3) 단위도의 지속기간 결정은 총우량주상도에서 기저유출에 해당하는 손실우량을 Φ-지수방법으로 분리하여 유효우량의 지속기간을 결정한다.

여러분들에게 도움이 되었으면 좋겠습니다.

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