Runoff Analysis of Urban Drainage Using DR3M-II

미국 지질조사국(U.S Geological Survey)의 강우-유출모형 DR3M-II(Distributed Routing Rainfall-Runoff Model)를 이용해 도시배수유역의 유출해석을 수행하였다. DR3M-II는 강우사상을 입력자료로 하여 수지상의 관거 또는 자연수로망으로 구성된 도시유역에서의 유출추적을 위해 개발된 모형이다. 대상유역인 산본신도시에서의 실측유출자료를 이용한 모형의 검정 및 검증을 수행하였으며, Rosenbrock기법을 이용해 최적매개변수를 유도하였다. 검증결과 첨두유출량의 평균오차는 $7.4\%$ 로 상당히 양호한 결과를 보여주었다. 매개변수에 대한 민감도 분석결과 비교적 작은 강우강도의 비가 내릴 경우는 유효 불투수지역의 면적이 첨두유출량이나 유출체적에 가장 민감한 영향을 미치는 인자였으나, 큰 강우강도에서는 조도계수와 유역경사를 정의하는 운동파방정식의 계수 ${\alpha}$ 가 가장 민감한 영향을 미치는 인자인 것으로 나타났다. 대체적으로 첨두유출량보다는 유출체적이 침투능이나 토양함수조건을 정의하는 매개변수에 보다 민감한 반응을 보였으며, 매개변수 ${\alpha}$ 는 첨두유출량에 보다 민감한 영향을 미치는 것으로 나타났다. In this study, the U.S. Geological Survey's DR3M-II(Distributed Routing Rainfall-Runoff Model) was applied for small urban drainage. DR3M-II is a watershed model for routing storm runoff through a branched system of pipes and natural channels using rainfall input. The model was calibrated and verified using short term rainfall-runoff data collected from Sanbon basin. Also, the parameters were optimized using Rosenbrock technic. An estimated simulation error for peak discharge was about 7.4 percent and the result was quite acceptable. Results of the sensitivity analysis indicate that the percent of effective impervious area and ${\alpha}$ defining surface slope and roughness were the most sensitive variables affecting runoff volumes and peak discharge for low and high intensity storm respectively. In most cases, soil moisture accounting and infiltration parameters are the variables that give more effects to runoff volumes than peak discharge. Parameter ${\alpha}$ showed the opposite result.