한국수자원학회논문집 (Journal of Korea Water Resources Association)

  • 제33권4호
  • /
  • Pages.393-405
  • /
  • 2000
  • /
  • 2799-8746(pISSN)
  • /
  • 2799-8754(eISSN)
한국수자원학회 (Korea Water Resources Association)
권호 표지

TOPMODEL을 이용한 장기유출 해석

Long-term Runoff Analysis Using the TOPMODEL

  • 조홍제 (울산대학교 토목환경공학부) ;
  • 김정식 (울산대학교 토목환경공학부) ;
  • 이근배 (울산광역시 시청 도시계발과)
  • 발행 : 2000.08.01
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

유역사면 토양 내에서 지하수의 거동을 모의할 수 있는 TOPMODEL을 이용하여 월별 유출량을 추정하였다. 한국수자원공사에서 운영중인 사연댐 유역(124.5 $\textrm{km}^2$)을 분석대상유역으로 선정하였으며, 국립지리원에서 작성한 1/5,000 수치지도와 지리정보시스템 도구인 Arc/Info를 이용하여 지형인자 등을 분석하였다. TOPMODEL을 이용한 월별 유출량에 대한 모의결과를 관측치와 비교할 때 재현성이 우수한 것으로 판단되었다. 격자 크기에 따른 영향을 검토하기 위하여 50m, 80m, 100m, 120m, 180m, 200m의 격자를 이용하여 TOPMODEL의 월별 유출량 수문곡선을 비교한 결과 격자간격이 180m일 때 최적의 모의결과를 나타냈으며 200m 일 때 상대적으로 큰 오차가 나타났다. 매개변수 최적화로부터 침투능비례계수(m)는 격자의 크기에 다소 영향을 받았다. 기존의 월별 유출량 추정모형인 가지야마 공식, KRIHS 모형 및 Tank 모형을 이용하여 TOPMODEL과 비교하였다. 분석결과 TOPMODEL이 가장 우수하게 나타났으며, 타 모형에 비해 지형특성이 충분히 고려되고 모의를 위해 결정되어야 할 매개변수의 수가 비교적 적기 때문에 월별 유출량 산정에 있어 실무적용에 유용할 것으로 판단되었다.

Monthly runoff was estimated using TOPMODEL which simulates ground water movement as well as surface runoff in the area of catchment. SAYUN dam which is being operated by Korea Water Resources Corporation was selected for the study, and the topographic factors of the watershed were analyzed using 1/5,000 digital map and GIS software(Arc/Info). The comparison shows good agreement between observed monthly runoff and the computation results simulated by using TOPMODEL. The catchment area of SAYUN dam was modeled by using various grid sizes in order to check the sensitivity of grid size, and the grid size of 180m was found most proper among 6 different sizes. TOPMODEL was also found superior to the existing monthly runoff models such as Kajiyama, KRIHS and Tank. Because the model requires limited number of parameters and considers topographic aspects, it is reckoned to be very useful for practical use.

키워드

참고문헌

  1. 김상현 (1996). 'Tile Draind의 영향과 GIS를 연계한 농경지 유역에 대한 수문학적 모의' 한국수자원학회논문집. 한국수자원학회, 제29권, 제 6 호, pp. 203-215
  2. 김상현 (1997). '인공배수유역에서의 TOPMODEL의 적용.' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제30권, 제 5호, pp. 539-548
  3. 김상현, 이지영 (1999). '개선된 지형지수 산정 알고리즘 적용에 관한 연구.' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제32권, 제4호, pp. 489-499
  4. 노재경 (1999). '가지야마 월 유출량 공식의 일반화.' '99 한국수자원학회 학술발표논문집, 한국수자원학회. pp. 221-226
  5. 박승우 (1991). 수정 Tank 모형을 이용한 중소하천의 일유출량 추정. 국제수문개발계획(IHP) 연구보고서
  6. 조홍제, 조인률, 김정식 (1997). 'TOPMODEL을 이용한 강우-유출에 관한 연구.' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제30권, 제5호, pp. 515-526
  7. 조홍제, 조인률 (1998). '분포형 유출모형을 이용한 홍수유출해석.' 한국수자원학회지. 한국수자원학회, 제31권, 제2호, pp. 199-208
  8. 최진용 (1996). 지리정보시스템을 이용한 장기유출모형의 개발에 관한 연구. 박사학위논문, 서울대학교
  9. 한국건설기술연구원 (1989). 장기수자원계획을 위한 유역 물수지 추정방법 개발(년 유출량 추정 방법 개발), 건설기술연구원
  10. 한국수자원공사 (1996). 울산권광역상수도사업 타당성 조사 및 기보계획보고서부록
  11. Ambroise, B., Beven, K.J., and ;Freer, J. (1996). 'Application of a generalised TOPMODEL to the small Ringelbach catchment.' Water Resour. Res Vol 32, No. 7, pp. 2147-2159 https://doi.org/10.1029/95WR03715
  12. Beven, K.J., and Kirkby, M.J. (1979). 'A physically based variable contributing area model of basin hydrology.' Hydrol. Sci. Bull., Vol. 24, No. 1, pp. 43-69
  13. Beven, K.J.. and Wood, E.F. (1983). 'Catchment geomorphology and dynamics of runoff contributing areas.' J. Hydrol., Vol. 65, pp 139-158 https://doi.org/10.1016/0022-1694(83)90214-7
  14. Blazkova, S, and Beven, K.J. (1995). 'Frequency version of TOPMODEL as a tool for assessing the impact of climate variability on flow sources and flood peaks.' J. Hyrol. Hydromech, Vol. 43, pp. 392-411
  15. Franchini, M., Wendling, J., Charles, O., and Ezio, T. (1996). 'Physical interpretation and sensitivity analysis of the TOPMODEL.' Journal of Hydrology, Vol. 175, pp. 293-338 https://doi.org/10.1016/S0022-1694(96)80015-1
  16. Holko, L., and Lepisto, A. (1997). 'Modelling the hydrological behavior of a mountain catchment using TOPMODEL.' Journal of Hydrology, Vol. 196, pp. 361-377 https://doi.org/10.1016/S0022-1694(96)03237-4
  17. Iorgulescu, I., and Jordan, J.P. (1994). 'Validation of TOPMODEL on an small Swiss catchment.' J. of Hydrol., Vol. 159, pp. 255-273 https://doi.org/10.1016/0022-1694(94)90260-7
  18. Lamb, R. (1996). Distributed hydrological prediction using generalised TOPMODEL concepts. Ph.D. Thesis. Lancaster University, U.K
  19. Quinn, P.F, Beven, K.J., and Lamb, R. (1995). 'The ln(a/tan) index : how to calculate it and how to use it in the TOPMODEL framework.' Hydrol. Process, Vol. 9. pp. 161-182 https://doi.org/10.1002/hyp.3360090204
  20. Sivapalan, M, Wood, E.F., and Beven, K.J. (1990). 'On hydrologic similarity,3 A dimensionless flood frequency model using a generalized geomorphologic unit hydrograph and partial area runoff generation.' Water Resour. Res., Vol. 26, pp. 43-58 https://doi.org/10.1029/89WR01579
  21. Wolock, D.M.. and Curtis, V.P. (1994). 'Effects of digital elevation model map scale and data resolution on a topography-based watershed model.' Water Resources Research. Vol. 30, No. 11, pp. 3041-3052 https://doi.org/10.1029/94WR01971
  22. Zhang, W., and Montgomery, D.R. (1994) 'Digital elevation model grid size, landscape representation and hydrologic simulations.' Water Resour. Res., Vol. 30, pp. 1019-1028 https://doi.org/10.1029/93WR03553
  23. Blazkova, S, Beven, K. (1997). 'Flood frequency prediction for data limited catchments in the Czech Republic using a stochastic rainfall model and TOPMODEL.' Journal of Hydrology, Vol. 195, pp. 256-278 https://doi.org/10.1016/S0022-1694(96)03238-6