Flood Runoff Analysis using TOPMODEL Linked with Muskingum Method - Anseong-cheon Watershed -

TOPMODEL과 Muskingum 기법을 연계한 안성천 유역의 홍수유출 분석

In this study, TOPMODEL(TOPography based hydrologic MODEL) was tested linked with Muskingum river routing technique for $581.7km^2$ Anseong-cheon watershed. Linear trend surface interpolation was used to give flow direction for flat areas located in downstream watershed. MDF (multiple flow direction) algorithm was adopted to derive the distribution of ln(a/$tan{\beta}$) values of the model. Because the coarser DEM resolution, the greater information loss, the watershed was divided into subwaterhseds to keep DEM resolution, and the simulation result of the upstream watershed was transferred to downstream watershed by Muskingum techniques. Relative error of the simulated result by 500 m DEM resolution showed 27.2 %. On the other hand, the relative error of the simulated result of 300 m DEM resolution by linked 2 subwatersheds with Muskingum method showed 15.8 %.

본 연구는 안성천 유역($581.7km^2$)을 대상으로 TOPMODEL 분포형 수문모형에 Muskingum 하도 추적기법을 연계하여 유출분석을 수행하였다. 유역의 하류에 분포하고 있는 평야부에 대해서는 linear trend surface interpolation 기법을 사용하여 상류에서 하류방향으로 DEM을 평활화하는 방법으로 평야부의 흐름방향을 부여하였다. TOPMODEL 적용시 지형지표인자의 분포 및 빈도를 추출하기 위하여 MFD(multiple flow direction) 알고리즘을 이용하였다. 중규모 이상의 유역을 대상으로 TOPMODEL을 적용할 경우 DEM의 해상도 저하가 모형의 결과에 영향을 미치게 되므로, 그 해결방안으로서 전체유역을 소유역으로 분할하여 DEM의 해상도를 유지시키고, 소유역간의 결과는 Muskinguim 하도추적기법으로 전달되도록 하였다. 전체유역을 대상으로 500m 해상도로 TOPMODEL을 적용한 유출모의 결과 27.2%의 상대오차를 보인 반면, 유역을 2개의 소유역으로 나누어 300m 및 350m의 공간해상도로 TOPMODEL과 Muskingum 기법을 병행하여 적용한 결과 상대오차가 15.8%로 나타나, 모형의 효율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다.