수치표고모형(DEM)의 해상도가 물리 결정 일괄 매개변수 수문모형의 모의 결과에 미치는 영향 평가

Assessment of the Effect of Digital Dlevation Model(DEM) Resolution on Simulation Results of the Physical Deterministic Lumped Parameters Hydrological Model

지형경사와 사면방향은 BROOK90 Model과 같은 물리 결정 물수지 모델에서 증발산과 융설, 순복사 등을 계산하기 위해서 사용하는 중요한 매개변수가 된다. 본 연구에서는 수치표고모형(DEM)을 제작하고, DEM의 해상도가 달라짐에 따라서 유역 평균 지형경사와 유역 평균 사면방향이 어떻게 달라지는지, 그리고 이 차이는 물리 결정 일괄 매개변수 물수지 모델인 BROOK90의 물수지 모의 결과에 어떤 영향을 미치는지를 평가하였다. 충청도 병천천 유역을 대상으로, DEM은 1:25,000 수치지형도를 이용하여 TIN과 Topo To Raster 방법으로 제작하였다. 각각의 방법으로 10m~100m 해상도의 DEM을 10m 간격으로 10개씩 총 20개의 DEM을 제작하였다. DEM의 해상도가 높아지면 병천천 유역의 평균 지형경사가 커져서 이는 병천천 유역의 증산량을 증가시키고 하천유출량을 감소시켰다. 이것은 평지보다 경사지가 직달복사량을 많이 받는 물리적 특성이 모델에 반영되어 있기 때문이다. 한편, DEM의 해상도가 낮아지면 병천천 유역에서는 평균 사면방향이 남동방향에서 남향으로 이동하는 경향이 있었다. 이에 따라 증발산량이 증가하고 하천유출량은 감소하는 것으로 나타났다.

Ground slope and aspect are important parameters for physical deterministic water balance models like BROOK90 or hydrological models which attempt to calculate evapotranspiration, snowmelt, and net radiation. This study constructs a Digital Elevation Model(DEM) and examines how DEM resolution can change the average ground slope and aspect of a river basin and attempts to evaluate the effects on simulation results of BROOK90, a physical deterministic water balance model. The study area is Byungcheon river basin in Korea. DEM has been constructed using a 1:25,000 digital map with the methods of TIN and Topo To Raster. The total of 20 DEMs with 10m~100m resolution have been constructed, with a 10m interval. It was found that the higher the DEM resolution, the steeper the average ground slope value of the Byungcheon river basin. In turn, the direct solar radiation of a hilly area in the model increased the evapotranspiration and reduced the stream runoff in the Byungcheon river basin. On the other hand, a lower DEM resolution tends to move the average aspect from southeast to south in the Byungcheon river basin. Accordingly, it was found that stream runoff was reduced and evapotranspiration increased.