• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.45 no.3
• /
• pp.275-290
• /
• 2012

In this study, we have developed an optimal time distribution model through extraction of peaks over threshold (POT) series. The median values for annual maximum rainfall dataset, which are obtained from the magnetic recording (MMR) and the automatic weather system(AWS) data at Seoul meteorological observatory, were used as the POT criteria. We also suggested the improved methodology for the time distribution of extreme rainfall compared to Huff method, which is widely used for time distributions of design rainfall. The Huff method did not consider changing in the shape of time distribution for each rainfall durations and rainfall criteria as total amount of rainfall for each rainfall events. This study have suggested an extracting methodology for rainfall events in each quartile based on interquartile range (IQR) matrix and selection for the mode quartile storm to determine the ranking cosidering weighting factors on minutely observation data. Finally, the optimal time distribution model in each rainfall duration was derived considering both data size and characteristics of distribution using kernel density function in extracted dimensionless unit rainfall hyetograph.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.39 no.3
• /
• pp.140-148
• /
• 2017

The effectiveness of the first flush treatment system using settling process was evaluated to reduce urban nonpoint source pollutant loads to surface water during storm events. A pilot scale system was constructed and tested in the field and surface runoff samples were collected automatically according to pre-defined conditions. Nine rainfall events were tested and average removal efficiencies of TSS (Total Suspended Solid), TP (Total Phosphorus) and TN (Total Nitrogen) were evaluated as 87.4%, 75.3%, and 43.6%, respectively. Concentration and removal efficiency of pollutants were found to be affected by an amount of rainfall and rainfall intensities of the respective events. This seemed to be caused by the greater particulate fractions of first flushed samples than the samples collected in later time periods during the same rainfall events. The study showed that it is possible to remove a significant portion of the nonpoint source pollutant loads in initial rainfall runoff by using a simple settling process for TSS and TP without requiring additional power or chemicals.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.27 no.1
• /
• pp.21-29
• /
• 2017

Variations in matric suction were compared between field measurements and numerical analysis for a tailings dump slope. We performed an analysis of slope stability using precipitation records measured in the field, selecting the period (72 hours) of highest rainfall intensity during the field monitoring, for which the matric suction and rainfall records measured in the field were analyzed. In addition, we applied the precipitation records of this period to the numerical analysis. SEEP/W and SLOPE/W were used to analyze the seepage flow in the slope due to rainfall and to investigate the slope stability considering the wetting front depth from the ground surface, respectively. The seepage analysis, using SEEP/W, was carried out on the rainfall data obtained in the field. Comparisons between the field monitoring data and simulation results for matric suction show some quantitative difference but similar patterns of temporal variation. According to the results of slope stability analysis using SLOPE/W and the results of seepage analysis, the safety factor of the slope showed a sudden increase at the point of rapid increase in rainfall intensity. It then recovered because subsequent rainfall was scarce. Therefore, the stability of the tailings dump slope can be reasonably estimated if seepage and slope stability analyses, based on precipitation records, have been carried out.

• Journal of Wetlands Research
• /
• v.11 no.2
• /
• pp.67-76
• /
• 2009

The contribution of pollutant loadings from non-point source (NPS) to the four major rivers in Korea exceeded 22~37 % of the total loadings in 2004 and is expected to reach 60 % in 2020. Most of NPS loadings are coming from urban areas, especially from paved areas. Because of high imperviousness rate, many types of NPS pollutant are accumulating on the surface during dry periods. The accumulated pollutants are wash-off during a storm and highly degrading the water quality of receiving water bodies. For this reason, the Korean Ministry of Environment (MOE) developed the Total Maximum Daily Load (TMDL) program to protect the water quality by managing the point source and NPS loadings. NPS has high uncertainties during a storm because of the characteristics of rainfall and watershed areas. The rainfall characteristics can affect on event mean concentrations (EMCs), mass loadings, flow rate, etc. Therefore, this research was performed to determine EMCs for rainfall ranges from transportation landuses such as road and parking lot. Two sites were monitored over 45 storm events during the 2006/06 through 2008/10 storm seasons. Mean TSS EMCs decrease as rainfall ranges increase and highest at less than 10mm rainfall. The results of this study can be used to determine the efficient scale of BMP facility considering specific rainfall range.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.32 no.2
• /
• pp.209-219
• /
• 2022

To experimentally investigate the variation of soil characteristics in slope during rainfall and the shape of slope failure, the model test was performed using soil box and artificial rainfall simulator. The model test of slope formed by the homogenous sand was performed, and the saturation pattern in the model slope due to rainfall infiltration was observed. The slope model with the inclination of 35° was set up on the slope of 30°, and the rainfall intensity of 50 mm/hr was applied in the test. The soil depth of 35 cm was selected by considering the size of soil box, and the TDR (time domain reflectometry) sensors were installed at various depths to investigate the change of soil characteristics with time. As the result of model test, the slope model during rainfall was saturated from the soil surface to the subsurface, and from the toe part to the crest part due to rainfall infiltration. That is, the toe part of slope was firstly saturated by rainfall infiltration, and then due to continuous rainfall the saturation range was enlarged from the toe part to the crest part in the slope model. The failure of slope model was started at the toe part of slope and then enlarged to the crest part, which is called as the retrogressive failure. At the end of slope failure, the collapsed area increased rapidly. Also, the mode of slope failure was rotational. Meanwhile, the slope failure was occurred when the matric suction in the slope was reached to the air entry value (AEV) estimated in soil-water characteristic curve (SWCC).

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2006.05a
• /
• pp.1711-1715
• /
• 2006

최근 급격한 도시화는 홍수량 증가 및 갈수 시 하천의 건천화 등 유역의 유출특성 변화를 가져왔다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하는 방안 중 하나인 투수성 포장의 유역 내 수문학적 효과를 분석하였다. 이를 위해 투수성 포장을 이용한 수리모형 실험 및 수치모형(SWMM)을 병행하여 수행하였다. 연구에 사용한 수치모형은 기존 도시유출 모형인 SWMM(Storm Water Management Model) 모형에 투수성 포장의 수문학적 효과를 고려할 수 있도록 수정된 모형이며, 수리모형 실험 결과를 토대로 수치모형의 중요 매개변수를 추정하였다. 또한 실험에 의해 관측된 지표 및 지하수 유출량과 수치모형에 의해 산출된 자료를 비교.분석하여 수정된 SWMM 모형의 유용성을 평가하였다. 강우강도가 65 mm/hr, 90 mm/hr, 95 mm/hr인 강우를 4시간씩 공급하는 경우에 대한 3가지 수리모형 실험을 수행하였다. 수리모형실험 결과 강우강도는 지표면 유출의 크기에 직접적인 영향을 미치고 있었으며 지하수 유출량은 강우강도 보다는 지하수위 조건에 더 큰 영향을 받는 것으로 분석되었다. 수리모형 실험결과 및 수치모형 모의결과를 비교 분석한 결과, 토양 함수량 및 지하수위 변동 특성은 초기에서 정상상태로 전이되는 부분과 강우 정지 후 감소되는 부분에서 수리모형 실험과 다른 양상을 보였다. 지하수위는 실험 시 발생하는 공기층의 포집이 많은 영향을 미치고 있음을 알 수 있었고, 함수량 변화에 있어서는 수치모형(SWMM)의 모의 결과가 과도하게 감소하는 특성을 보여 주고 있었다. 즉, 유출량의 특성은 비슷한 양상을 보이고 있으나 지하수위 변화 및 토양 내 함수량 변화 예측에 있어서는 그 정확도가 떨어지는 것으로 평가되었다. 그러나 본 연구결과를 통하여 투수성 포장과 지하수에 관련된 매개변수의 집적과 분석결과는 현장기술 적용 시 매개변수의 유용한 선택과 도시유역의 물 순환 건전화 대안기술 적용에 효과적인 방법론을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.44 no.4
• /
• pp.327-338
• /
• 2011

This study examined the quantification problem of a storm shape using the concept of equivalent ellipses. The equivalent ellipses of a storm event were estimated at every time step with respect to the several thresholds of rainfall intensity, which was also examined in terms of their size and number. In addition, the average equivalent ellipse was decided, and the confidence intervals of major axis, minor axis, and rotational angle were calculated to evaluate if the average equivalent ellipse could be the representative one. As results, the following results could be derived. First of all, the number of equivalent ellipses and the size of equivalent ellipses increase as the threshold increase. Secondly, the appropriate ratio of major and minor axises of equivalent ellipse is 2 : 1. Finally, the average rotational angle estimated with respect to several threshold rainfall intensities were all found not to be statistically different from that of all representative rotational angles.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.263-263
• /
• 2011

본 연구에서는 전 세계적으로 급속히 보급되고 있는 비담수재배를 기초로 하는 SRI(System of Rice Intensification) 벼 재배방법을 우리나라의 논 농업에 최초로 적용하여 관개기간동안 유출되는 오염부하량과 기존의 담수재배인 관행 시험포에서 유출되는 오염부하량을 산정하여 저감효과를 비교 평가하였다. 실험처리는 대조구인 담수재배(관행) 1처리(재식거리 $30{\times}15cm$)와 SRI 재배($30{\times}30cm$, $40{\times}40cm$, $50{\times}50cm$) 3처리로 2반복으로 하여 가로 5 m, 세로 15 m 크기의 논 시험포를 총 8개 조성하였다. 그리고 관개기간동안(2010년 5월부터 9월) 관개량, 강우량 그리고 강우 유출량 측정하고 수질시료를 채취하여 오염부하를 산정하였다. 관행재배의 시비와 제초 등의 포장관리는 표준재배법에 준하여 진행하였으며, SRI 재배의 경우 물관리를 제외하고 관행재배와 동일하게 영농관리를 수행하였다. 연구기간동안 총 63회의 강우가 발생하였으며, 이중 20 mm 이상의 강우는 17회로, 일 강우량은 20.5 mm에서 195 mm의 범위를 보였다. 강우 모니터링 결과, 20 mm 이상의 강우에서 유출이 발생하였다. SRI 시험포에서의 유출계수는 0.74~0.83 범위로 관행시험포의 유출계수인 0.83~0.92 범위보다 낮은 값을 보였으며, 시험포에 따라 차이는 있으나 5~13%의 유출수 저감효과를 나타내었다. SRI시험포의 SS, $COD_{Cr}$, $COD_{Mn}$, BOD, TN, TP의 총 오염부하량은 각각 874 kg/ha, 199.5 kg/ha, 47 kg/ha, 13 kg/ha, 36.9 kg/ha, 2.92 kg/ha 로서 관행 시험포의 오염부하량에 비해 15.8~44.1 %의 오염물질 저감 효과를 보였다. 특히 SRI 벼재배기술 적용 시 SS 및 BOD와 같은 유기물의 오염부하량 저감효과가 큰 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.430-430
• /
• 2011

최근 지구온난화, 엘리뇨 및 라니냐 등 지구환경 변화에 따른 기후변화의 영향으로 짧은 시간에 매우 높은 강도를 가진 이상호우에 의해 많은 인명과 재산피해가 발생하고 있다. 우리나라의 경우에도 1990년대 후반부터 과거와 달리 국지적 집중호우가 빈번히 발생하고 있으며 집중호우에 의한 홍수는 우리나라의 가장 빈번한 자연재해 중 하나가 되었다. 이러한 성격의 홍수는 소유역 규모의 좁은 지역과 급경사지역에서 짧은 지속시간과 집중적인 강우강도에 의해 발생하고, 빠른 유속과 토사를 동반하는 빠른 수문반응으로 홍수에 대비할 시간이 부족한 것이 특징이기 때문에 기존의 홍수예보모형을 이용하여 발생홍수의 특성을 예측하기에는 많은 어려움이 있다. 유출수문곡선의 특성을 분석하여 홍수의 특성을 분석하는 연구는 Kyiamah (1996)가 유출수문곡선의 기초적인 상승곡선, 지체시간, 첨두홍수량을 이용하여 돌발홍수사상에 대한 크기를 산정하였으며, 이를 바탕으로 Bhaskar 등 (2000)은 유출수문곡선의 상승부 기울기, 첨두 홍수량비, 홍수 반응시간을 이용하여 돌발홍수지수(Flash Flood Index)를 산정하고 이 지수에 의해 돌발홍수를 설명하고자 하였다. 국내에서는 정재철 (2000)이 보청천을 대상으로 단 몇 개의 사상만을 대상으로 Bhaskar 등 (2000)이 제시한 돌발홍수지수를 적용한 바가 있다. 그러나, 이들 연구에서는 소수의 수문사상만을 이용하였기 때문에 상대심도를 산정하는데 있어 문제가 있으며 상대심도를 산정하는데 있어 각 심도계수들의 임의적인 도수분포를 이용하였기 때문에 매우 주관적이라고 할 수 있다. 김병식 등 (2008)은 한강유역의 과거 101개의 홍수사상에 대해 돌발홍수의 상대심도를 파악하기 위하여 돌발홍수지수를 산정하고 2006년 7월의 집중호우에 의해 발행한 홍수사상의 돌발홍수 심도를 시간 및 공간적으로 정량화하였다. 이러한 기존의 연구는 홍수심도 산정시에 필요한 유출수문곡선을 실측된 자료를 이용하여 산정하였으나 국내의 소유역의 경우 실측된 유출수문곡선 자료가 그다지 많지 않은 관계로 인해 홍수심도를 산정하는데 많은 어려움을 내포하고 있다. 따라서 본 연구에서는 미계측 소유역중 시범유역을 선정하고 30년 이상 장기간 실측 강우의 기왕최대 시강우량 자료에 대하여 강우-유출모형을 통한 홍수유출수문곡선을 모의한 후, 빈도별 확률강우량에 대한 수문곡선 특성인자들의 비를 무차원 지수화하여 극한홍수사상에 대한 설계강우의 취약성을 평가하기 위한 홍수위험지수 (Flood Hazard Index) 산정방법을 제시하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.51 no.spc
• /
• pp.1057-1066
• /
• 2018

Climate change has been influenced on extreme precipitation events, which are major driving causes of flooding. Especially, most of extreme water-related disasters in Korea occur from floods induced by extreme precipitation events. However, future climate change scenarios simulated with Global Circulation Models (GCMs) or Reigonal Climate Models (RCMs) are limited to the application on medium and small size rivers and urban watersheds due to coarse spatial and temporal resolutions. Therefore, the current study introduces the state-of-the-art approaches and procedures of statistical downscaling techniques to resolve this limitation It is expected that the temporally downscaled data allows frequency analysis for the future precipitation and estimating the design precipitation for disaster prevention.