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Temporal and Spatial Characteristics of Sediment Yields from the Chungju Dam Upstream Watershed

충주댐 상류유역의 유사 발생에 대한 시공간적인 특성

  • 김철겸 (한국건설기술연구원 수문연구실) ;
  • 이정은 (한국건설기술연구원 수문연구실) ;
  • 김남원 (한국건설기술연구원 수문연구실)
  • Published : 2007.11.30

Abstract

A physically based semi-distributed model, SWAT was applied to the Chungju Dam upstream watershed in order to investigate the spatial and temporal characteristics of watershed sediment yields. For this, general features of the SWAT and sediment simulation algorithm within the model were described briefly, and watershed sediment modeling system was constructed after calibration and validation of parameters related to the runoff and sediment. With this modeling system, temporal and spatial variation of soil loss and sediment yields according to watershed scales, land uses, and reaches was analyzed. Sediment yield rates with drainage areas resulted in $0.5{\sim}0.6ton/ha/yr$ excluding some upstream sub-watersheds and showed around 0.51 ton/ha/yr above the areas of $1,000km^2$. Annual average soil loss according to land use represented the higher values in upland areas, but relatively lower in paddy and forest areas which were similar to the previous results from other researchers. Among the upstream reaches, Pyeongchanggang and Jucheongang showed higher sediment yields which was thought to be caused by larger area and higher fraction of upland than other upstream sub-areas. Monthly sediment yields at the main outlet showed same trend with seasonal rainfall distribution, that is, approximately 62% of annual yield was generated during July to August and the amount was about 208 ton/yr. From the results, we could obtain the uniform value of sediment yield rate and could roughly evaluate the effect of soil loss with land uses, and also could analyze the temporal and spatial characteristics of sediment yields from each reach and monthly variation for the Chungju Dam upstream watershed.

본 연구에서는 분포형 모델링 기법인 SWAT 모형을 이용하여 유역내의 다양한 물리적 특성을 고려한 공간적인 유사량 해석을 통하여 충주댐 유역에 대한 유사 발생 특성을 살펴보았다. 먼저, SWAT 모형의 특성 및 모형내 유사량 모의방법에 대해서 검토하였으며, 대상유역에 대한 유출과 유사량 관련 보정 및 검증을 통해 유역 유사량 해석을 위한 모델링 시스템을 구축하고, 구축된 시스템을 통하여 유역 규모, 토지이용, 하도구간별, 월별 침식 및 유사량을 검토함으로써, 대상유역에 대한 시공간적인 유사 발생 특성을 분석하였다. 상류에서부터 배수면적 크기별로 비유사량을 도시한 결과, 일부 상류 소유역을 제외하고 $0.5{\sim}0.6ton/ha/yr$의 값을 보였으며, 배수면적이 $1,000km^2$ 이상에서는 약 0.51 ton/ha/yr의 비교적 일정한 값을 나타내었다. 토지이용별 단위면적당 연평균 유사 발생량은 밭에서 가장 크게 나타나고 논과 산림에서 작은 것으로 나타났으며, 기존 연구자들의 결과와 다소 차이는 있지만 경향은 비슷하게 나타났다. 하도구간별로는 상류 소유역 중 유역면적이 상대적으로 크고 밭의 비율이 높은 평창강과 주천강에서의 유사량이 많은 것으로 나타났으며, 월별로는 연 유사량의 62% 정도가 홍수기인 $7{\sim}8$월에 집중되고 있는 것으로 나타났다. 이상의 결과로부터 유역면적별 비유사량의 일정한 관계를 도출할 수 있었으며, 토지이용별로 침식 영향을 판단할 수 있는 개략적인 평가를 할 수 있었다. 또한 하도구간별 월별 유사량 비교를 통하여 시공간적인 유사 발생 특성을 파악할 수 있었다.$ 농도를 유지하여 상대적으로 작은 품질변화를 얻을 수 있는 것으로 평가되나 냄새유출과 외부로부터의 오염 문제의 해결을 필요로 한다. 6배 이상, 생체량 밀도는 3배 이상 높았다. 연간 종풍도지수(R)와 종다양성지수(H')는 2001-2002년에 R=0.0160, H'=2.47에 비하여 2006-2007년에는 R=0.0038, H'=1.11로 낮아졌다. 물막이 공사 후 새만금호의 해수역이 줄어들고 수질이 변하면서 어류 서식에 부적합한 환경이 조성되어 종풍도 지수와 종다양성지수가 낮아지고, 소수 기회종의 우점도가 높아진 것으로 보인다.의 표면양상이 관찰되었고, 군간 별다른 차이가 없었다. 즉, 활성형 BR인 CS은 $C_{27}-BRs$, $C_{28}-BRs$의 생합성 과정뿐만 아니라 $C_{29}-BRs$의 생합성 과정을 통하여 생성되는 과정이 식물체내에 존재함을 확인 할 수 있었다.한 one-bottle 접착 시스템과 통계학적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.y tissue layer thinning은 3 군모두에서 관찰되었고 항암 3 일군이 가장 심하게 나타났다. 이상의 실험결과를 보면 술전 항암제투여가 초기에 시행한 경우에는 조직의 치유에 초기 5 일정도까지는 영향을 미치나 7 일이 지나면 정상범주로 회복함을 알수 있었고 실험결과 항암제 투여후 3 일째 피판 형성한 군에서 피판치유가 늦어진 것으로 관찰되어 인체에서 항암 투여후 수술시기는 인체면역계가 회복하는 시기를 3주이상 경과후 적어도 4주째 수술시기를 정하는 것이 유리하리라 생각되었다.한 복합레진은 개발의 초기단계이며, 물성의 증가를 위한

Keywords

References

  1. 과학기술부 (2007). 21세기 프론티어연구개발사업 : 수자원의지속적확보기술개발사업, 지표수 수문성분 해석시스템 개발, 한국건설기술연구원
  2. 구본경 (1988). 유역내 토지이용상태가 수질에 미치는 영향에 관한 연구, 석사학위논문, 서울대학교
  3. 권명준, 권순국, 홍성구 (2003). '농촌유역 하천의 수질 예측을 위한 SWAT 모형과 WASP 모형의 연계운영' 한국농공학회지, 한국농공학회, 제45권, 제2호, pp. 116-125
  4. 김남원, 원유승 (2004). 'SWAT-SWMM 결합모형의 개발 : (I)모형의 개발 ' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제37권, 제7호, pp 589-598
  5. 김남원, 원유승 (2004b). 'SWAT-SWMM 결합모형의 개발 : (II) 모형의 특정 빛 평가' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제37권, 제7호, pp. 599-612
  6. 김남원, 이병주, 이정은 (2006). 'SWAT 을 활용한 충주댐 유역의 융설 영향 평가' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제39권, 제10호, pp. 833-844 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2006.39.10.833
  7. 김남원, 정일문, 원유숭 (2004a)'.완전 연동형 SWAT-MODFLOW 결합모형 : (I) 모형의 개발' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제37권, 제6호, pp. 499-507
  8. 김남원, 정일문, 원유승 (2004b). '완전 연동형 SWAT-MODFLOW 결합모형 : (II) 모형의 평가' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제37권, 제6호, pp. 509-515
  9. 김상민, 박승우, 강문성 (2003) 'GIS와 USLE를 이용한 아산만 유입 유사량 추정' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제36권, 제6호, pp. 1059-1068
  10. 김상욱 (1995). 토지 이용변화에 따른 경안천 유역 토양 유실에 관한 연구, 석사학위논문, 서울대학교
  11. 김정곤, 손경호, 노준우, 장창래, 고익환 (2006a). '갑천 유역을 대상으로 SWAT 모형의 다 변수 및 다 지점 검, 보정' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제39권, 제10호, pp. 867-880 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2006.39.10.867
  12. 김정곤, 손경호, 노준우, 장창래, 고익환 (2006b). 'SWAT 모델을 이용한 갑천유역에 대한 수문 특성 분석 및 도시화 영향 평가' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제39권, 제10호, pp. 881-890 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2006.39.10.881
  13. 김주훈, 김경탁, 연규방 (2003). 'GIS를 이용한 토양침식 위험지역 분석' 한국지리정보학회지, 한국지리정보학회, 제6권, 제2호, pp. 22-32
  14. 김지훈, 홍성구, 권순국 (1998). '지리정보시스템을 이 용한 SWAT 모형의 적용.' 한국농공학회지, 한국농공학회, 제40권, 제4호, pp. 67-76
  15. 김철겸, 김남원 (2004). '산림식생에 따른 유역 물수지 영향 평가' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제37권, 제9호, pp. 737-744
  16. 김철겸, 김현준, 장철희, 김남원 (2003). 'Runoff estimation from two mid-size watersheds using SWAT model.' Water Engineering Research, 한국수자원학회, 제4권, 제4호, pp. 193-202
  17. 농촌진흥청 농업과학기술원 (2005). 비점오염원 관리와 국토 보전을 위한 전국 토양침식 위험성 평가
  18. 문종필, 김태철 (2006). '갑천유역의 영양염류 유달부하량 산정을 위한 SWAT2000 모형의 적용성 평가' 한국농공학회지, 한국농공학회, 제48권, 제6호, pp. 89-100 https://doi.org/10.5389/KSAE.2006.48.6.089
  19. 신현석, 강두기 (2006). 'SWAT 모형을 이용한 인공저류시설물의 하류장기유출 영향분석 기법에 관한 연구' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제39 권, 제3호, pp. 227-240 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2006.39.3.227
  20. 유철상, 김경준, 김남원 (2005) 'SWAT 모형의 적용을 위한 적정 강우계밀도의 추정.' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제38권, 제5호, pp. 415-425 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2005.38.5.415
  21. 이길성, 정은성, 신문주, 김영오 (2006). 'SWAT 모형 을 이용한 도시하천 상류유역의 하천유지유량 산정 방안.' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제 39권, 제8호, pp. 703-716 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2006.39.8.703
  22. 이은정, 조영경, 박승우, 김학관 (2006). '작부체계를 고려한 새만금유역의 토양유실량 추정.' 한국농공학회논문집, 한국농공학회, 제48권, 제6호, pp. 101-112 https://doi.org/10.5389/KSAE.2006.48.6.101
  23. 정은성, 이길성, 신문주 (2006). 'SWAT 모형과 EMC 산정결과를 이용한 안양천의 수량 및 수질 특성.' 수질보전, 한국물환경학회, 제22권, 제4호, 648-657
  24. 한국수자원공사 (2003). 충주댐 관리 연보
  25. 행정자치부 (1998). 개발에 따른 토사유출량 산정에 관 한 연구 (I), NIDP-97-04 연구보고서, 국립방재연구소
  26. 허성구, 김기성, 사공명, 안재훈, 임경재 (2005). '고랭 지 농경지의 토양유실모의를 위한 SWAT 모형의 적용성 평가.' 농촌계획, 한국농촌계획학회, 제11권, 제4호, pp. 67-74
  27. 현병근, 김무성, 염기철, 강기경, 윤홍배, 서명철, 성기석 (2002). 'USLE 모형과 대체법을 이용한 밭농사의 토양유설 저감기능 계량화 평가' 한토비지, 한국토양비료학회, 제35권, 제6호, pp. 361-371
  28. Allen, R.G., Pereira L.S., Raes D., and Smith M. (1998). Crop evapotranspiration' Guidelines for computing crop water requirements (FAG Irrigation and Drainage Paper 85). Food and Agric. Organization of the United Nations, Rome, Italy
  29. Arnold, J.G., Sirinivasan R., Muttiah R.S., and Williams J.R. (1998). 'Large area hydrologic modeling and assessment, Part I: Model development.' Journal of the American Water Resources Association (JAWRA), Vol. 34, No.1, pp. 73-89 https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1998.tb05961.x
  30. Jha M., Gassman P.W., Secchi S., Gu R, and Arnold J. (2004). 'Effect of watershed subdivision on SWAT flow, sediment, and nutrient predictions.' Journal of the American Water Resources Association (JAWRA), Vol. 40, No.3, pp. 811-825 https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.2004.tb04460.x
  31. McCuen R.H. (2003). Modeling hydrologic change: statistical methods. Boca Raton, Fla.: Lewis Publishers
  32. Williams, J.R. (1995). 'Chapter 25: The EPIC model, pp. 990-1000' in V P. S Singh (ed) Computer models of watershed hydrology, Water Resources Publications
  33. Williams, J.R., and Berndt H.D. (1972). 'Sediment yield computed with universal equation.' Journal of the Hydraulics Division: Proceedings of the American Society of Civil Engineers, Vol. 98, pp. 2087-2098

Cited by

  1. Comparison of Natural Flow Estimates for the Han River Basin Using TANK and SWAT Models vol.45, pp.3, 2012, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2012.45.3.301
  2. Improvement of Stream Water Quality by Applying Best Management Practices to Chungjudam Watershed using SWAT Model vol.54, pp.1, 2012, https://doi.org/10.5389/KSAE.2012.54.1.055
  3. Comparison of SWAT-K and HSPF for Hydrological Components Modeling in the Chungju Dam Watershed vol.18, pp.6, 2009, https://doi.org/10.5322/JES.2009.18.6.609
  4. The Characteristics of Runoff for Hwacheon dam watershed vol.42, pp.12, 2009, https://doi.org/10.3741/JKWRA.2009.42.12.1069