유역내에 댐, 교량, 보 등의 수공 구조물을 설계할 때, 설계자들은 어느 한 지점의 강우량 보다는 유역내에 얼마만큼의 강우량이 발생하였는지 즉, 면적강우량을 필요로 한다. 현재 면적강우량을 산정하기 위해서는 관측소의 지점강우량을 이용하여 티센 또는 등우선도법으로 산정하고 있다. 따라서, 면적강우량 산정 시 주요한 요인 중 하나는 강우관측소 밀도이다. 우리나라의 경우 국토면적 99,461km2에 걸쳐 약 694개의 강우 관측소가 설치되어 있으며 관측소 밀도는 약 143km2/관측소 이다(국토해양부, 2011). 이는 세계기상기구(World Meteorological Organization; WMO, 1994)에서 권장하는 기준 100 ~ 250km2/관측소에는 적정하다고 판단될 수 있으나 산악지형이 많고, 국지성호우, 태풍 등을 대처하기 위해서는 조금 더 조밀한 관측망이 필요하다고 판단된다.
이러한 점을 보완하고자 현재 많은 연구에서 레이더 강우가 활용되고 있다. 레이더 강우의 가장 큰 장점으로는 레이더 관측반경내에서 약 0.5 ~ 2.5km 간격으로 강우의 공간분포 특성을 알 수 있으며, 기존의 티센 및 등우선도법으로 산정한 면적강우량 보다 조금 더 정확한 공간분포의 면적강우량을 산정 할 수 있다는 점이다.
현재 국내에서 제시 된 면적감소계수(Areal Reduction Factor; ARF)는 관측소의 지점강우량 자료를 기반으로 면적강우량과 지점강우량을 산정하고 그 비를 이용하여 제시하였다. 하지만, 면적강우량의 경우 유역내에 존재하는 관측소의 수에 따라 영향을 받기 때문에 본 연구에서는 레이더 강우를 활용하여 면적감소계수를 산정하고자 한다.
이에 본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 국토교통부 한강홍수통제소에서 제공받은 비슬산 이중편파 레이더와 레이더 강수를 이용한 단기강수 및 유출예측시스템 개발(한국수자원공사, 2006)에서 사용한 기상청 진도 단일편파 레이더 강우를 활용하였다.
ARF 산정에 앞서 비슬산 이중편파 레이더 강우는 9개의 지상관측소의 지점강우량과 해당 지점의 레이더 강우를 비교하여 레이더 강우의 활용성 평가를 하였으며, 그 결과 비슬산 이중편파 레이더 강우 중 PPI의 R(KDP) 레이더 강우가 관측소 지점강우와 평균 9.59%의 오차를 보여 가장 정확도가 높다고 판단되어 PPI의 R(KDP) 레이더 강우를 활용하여 ARF를 산정하였다. 진도 레이더 강우는 Local Bias 보정기법을 활용하여 보정 된 레이더 강우(한국수자원공사, 2006)를 제공받아 면적감소계수 산정에 바로 활용하였다.
레이더 강우를 활용함으로서 강우의 이동성, 방향성, 공간분포 등을 반영한 호우중심형 ARF를 산정 할 수 있었다. 산정 결과 지속시간이 길어짐에 따라 ARF가 증가하는 경향과 면적이 증가할수록 계수가 작아지는 일반적인 ARF의 특성을 확인하였고, 기존연구인 확률강우량도 개선 및 보완연구(국토해양부, 2011)에서 제시한 ARF(낙동강권역, 면적 1000km2, 재현기간 100yr)와 비교한 결과 기존의 ARF가 약 0.2 ~ 12.2% 과다하게 설정 되어 있는 것을 확인하였다.
또한, 본 연구에서 산정 된 ARF가 설계홍수량에 미치는 영향을 평가해보고자 함양·위천 유역을 대상으로 재현기간 100년에 해당하는 설계홍수량을 산정하였다. 그 결과 ARF 차이에 따라 지속시간별 첨두홍수량이 약 2.8 ~ 23.6%정도 변화하는 것을 확인하였다.
이러한 결과를 통해 본 연구에서 산정한 ARF가 추후 설계홍수량 산정 및 강우의 시·공간분포 특성을 반영해야 하는 여러 연구에 활용 될 것으로 기대된다.

When hydrologic structure like dams, bridges, and reservoirs for irrigation are designed in basins, designers need how much rain occurred in the basins rather than rainfall in a point. Namely, they need areal rainfall. Presently, to calculate areal rainfall, it is calculated with Thiessen method or isohyetal method. So, one of main factors in calculating areal rainfall is the density of rain gauge stations. In case of Korea, about 694 rain gauge stations are installed through the national area of 99,461km2. The density of rain gauge stations is 143km2/gauge station approximately (Ministry of Land, Transportand Marine Affairs, 2011). It can be judged that this is proper to the standard of 100 to 250km2/gauge station which is encouraged by the World Meteorological Organization(WMO, 1994). But, considering mountainous are as of Korea, to cope with local torrential rainfalls and typhoons, it is judged that more detailed observation networks are necessary.
To supplement this problems, radar rainfall is being used in present lots of researches. The biggest merits of radar rainfall are that characteristics of spatial distribution of rainfall can be known at intervals of about 0.5 to 2.5km within the radius of radar observation and areal rainfall of a little clearer spatial distribution can be calculated than previous areal rainfall which was calculated with Thiessen method and isohyetal method.
At present, an Areal Reduction Factor(ARF) which was proposed in Korea calculated areal rainfall and point rainfall based on the data of point rainfall of rain gauge stations and was presented using the ratios. However, in case of areal rainfall, because it is affected by the number of rain gauge stations which exist in basins, this study tries to calculate the ARF using radar rainfall.
Therefore, targeting Nakdong river basin, this study used Mt. Biseul dual polarization radar rainfall which was provided from Han River Flood Control Office of the Ministry of Land, Infrastructure, and Transportation and Jindo single polarization radar rainfall of the Meteorological Administration which was used in the Development of Runoff and Rainfall Forecast System (Korea Water Resources Corporation, 2006) using radar rainfall.
Ahead of the calculation of the ARF, comparing point rainfall of 9 rain gauge stations with radar rainfall of pertinent points, utilization of Mt. Biseul dual polarization radar rainfall was evaluated. From the result, R(KDP) radar rainfall of PPI among Mt. Biseul dual polarization radar rainfalls showed an error of average 9.59% compared with point rainfall of the 9 rain gauge stations. So, the accuracy is judged to be the highest, and the ARF was calculated using R(KDP) radar rainfall of PPI. Jindo radar rainfall instantly used it in ARF calculation from the provision of corrected radar rainfall(Korea Water Resources Corporation, 2006) utilizing the local bias correction method.
By using radar rainfall, a Storm-Centered ARF could be calculated from reflecting mobility, directivity, and spatial distribution of rainfall. At the calculation result, characteristics of the general ARF were checked that as duration is longer, the more increasing were the ARF and areas, the decreasing was the coefficient. At the result of comparing probable precipitation quantity as a previous study with the ARF (Nakdong river basin, area of 1000km2, return period of 100yr) which was proposed by an improvement and supplementation study(Ministry of Land, Infrastructure, and Transportation, 2011), it was confirmed that the previous ARF was overestimated about 0.2 to 12.2%.
Plus, to evaluate the influence that the ARF calculated in this study had on design flood, targeting basins of Hamyang and Wicheon, design flood corresponding to 100-year return period was calculated. From the result, according to ARF difference, it was checked that peak flow by duration changed about 2.8 to 23.6%.
Through the results, the ARF calculated in this study is expected to be used in various studies which should calculate design flood and reflect characteristics of time and space distribution of precipitation.