DOI QR코드

DOI QR Code

Development of Distributed Rainfall-Runoff Model by Using GIS and Uncertainty Analysis (I) - Theory and Development of Model -

GIS와 불확실도 해석기법을 이용한 분포형 강우 - 유출 모형의 개발 (I) - 이론 및 모형의 개발 -

  • 최현상 (한국건설기술연구원) ;
  • 한건연 (경북대학교 공과대학 토목공학과)
  • Published : 2004.04.01

Abstract

The main objective of this study is to develop a GIS-based two-dimensional model for the simulation of rainfall-runoff process and overland flow of a watershed. The tasks of this study are summarized: to develop a two-dimensional model for overland flow and to construct a rainfall-runoff simulation system linked with GIS. The mathematical formulation of the model incorporates four parts: spatially varied rainfall, spatially distributed infiltration, 1-directional, 4-directional and 8-directional overland flow routing scheme, and one-dimensional channel routing scheme. For the development of stochastic model, Monte Carlo simulation method has been directly integrated into the model. GIS using Arc/Info and ArcView has been applied to prepare the model input data(elevation, soil type, rainfall data, etc.) for a simulation and to demonstrate the simulation results.

본 연구의 목적은 유역에서의 강우-유출 과정 모의를 위해 GIS에 기반을 둔 2차원 강우-유출 해석모형의 개발이다. 본 연구가 추구하는 세부 목표는 첫째, 강우--유출해석을 위한 2차원 모형을 개발하고, 둘째, 개발된 모형과 GIS를 연계하는 것이다. 모형에 포함된 수식화 과정은 다음의 네 가지로 요약학 수 있다. 시$\cdot$공간적으로 분포하는 강우의 처리과정과 침투과성, 유역의 유출을 추적하기 위한 1, 4, 8방향 흐름 추적과정, 그리고 하도 추적을 위한 1차원 해석과정이다. 개발된 모형에 Monte Carlo 모의기법을 결합하여 추계학적 모형을 구성하였다. 모형에 필요한 입력자료(고도, 토양도, 강우자료 등)의 구축과 모의결과의 도시를 위해 Arc/Info와 ArcView를 연계ㆍ활용한 시스템을 구성하였다.

Keywords

References

  1. 김상현 (1997). '인공배수유역에서의 TOPMODEL의 적용.', 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제30권, 제5호, pp. 539-548
  2. 배덕효, 김진훈, 권원태 (2000). 'TOPMODEL의 단일유역 홍수예보능에 관한 연구.', 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제33권, 제1호, pp. 87-97
  3. 조흥제, 조인률, 김정식 (1997). 'TOPMODEL을 이용한 강우-유출해석에 관한 연구.', 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제30권, 제5호, pp. 515-526
  4. 한건연, 이재영, 최현상 (2002). '지표홍수류 해석을 위한 2차원 유한요소모형의 개발.', 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제22권, 제4-B호, pp. 421-428
  5. Abbott, M.B., Bathurst, J.C., Cunge, J.A., O'Connell, P.E., and Rasmussen, J. (1986). 'An introduction to the European hydrological system-Systeme Hydrologique Europeen(SHE), 2 : Structure of a physically based, distributed modeling system.', Journal of Hydrology, Vol. 87, pp. 45-59 https://doi.org/10.1016/0022-1694(86)90114-9
  6. Beven, K.J. and Kirkby, M.J. (1979). A physically based, variable contributing area model of basin hydrology., Hydrological Sciences Bulletin, Vol. 24, pp. 43-69 https://doi.org/10.1080/02626667909491834
  7. Chairat, S. and Delleur, J.W. (1993). Effects of the topographic index distribution on predicted runoff using GRASS., Hydrological Sciences Bulletin, Vol. 29, No. 6, pp. 1029-1034
  8. ESRI (1998). Advanced ArcView GIS., ESRI
  9. ESRI (1998). Programming with Avenue., ESRI
  10. Gao, X., Sorooshian, S., and Goodrich, D.C. (1993). 'Linkage of a GIS to a distributed rainfall-runoff model.', Geographic Information Systems and Environmental Modeling, Oxford University Press, Oxford, pp. 182-186
  11. Loukas, A. and Quick, M.C. (1993). 'Hydrologic behaviour of a mountainous watershed.' Canadian Journal of Civil Engineering, Vol. 20, pp. 1-8 https://doi.org/10.1139/l93-001
  12. Maidment, D.R. (1993). 'GIS and hydrologic modeling.', Geographic Information Systems and Environmental Modeling, Oxford University Press, Oxford, pp. 147-167
  13. Mein, R.G. and Larson, C.L. (1973). 'Modeling Infiltration During a Steady Rain.', Water Resources Research, Vol. 9, pp. 384-394 https://doi.org/10.1029/WR009i002p00384
  14. Saghafian, B. and Julien, P.Y. (1995). 'Time to equilibrium for spatially variable watersheds.', Journal of Hydrology., Vol. 172, pp. 231-245 https://doi.org/10.1016/0022-1694(95)02692-I
  15. Wooding, R.A. (1965). 'A hydraulic model for the catchment-stream problem, I. Kinematic-wave theory.', Journal of Hydrology, Vol. 3, pp. 254-267 https://doi.org/10.1016/0022-1694(65)90084-3

Cited by

  1. Development of Continuous Rainfall-Runoff Model for Flood Forecasting on the Large-Scale Basin vol.44, pp.1, 2011, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2011.44.1.51
  2. Assessment of Conceptual Rainfall Runoff Models for Regionalisation at Miho Catchment vol.12, pp.1, 2012, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2012.12.1.193