• 한국수자원학회논문집
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• 제44권7호
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• pp.577-590
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• 2011

본 연구에서는 낙동강 유역을 대상으로 유역-하천 흐름 연계 모형을 구축하였다. 본 연구는 기후변화에 따른 하천 흐름 및 수질 영향 분석을 위한 전단계의 연구이다. 낙동강 유역을 대상으로 유역 수문 모형인 SWAT 모형을 구축하고 낙동강 본류 EFDC 모형에 유량 경계자료를 제공하여 본류 흐름을 예측하였다. 유역 모의를 통해 계산된 유출량을 본류 13개, 지류 30개 지점에서 2004년부터 2009년까지의 환경부8일 자료를 이용하여 검보정하였다. 모형의 적용성을 평가하기 위하여 % difference, NSE, $R^2$를 산정하였으며, % difference는 몇몇 지점을 제외하고는 대부분 15% 이내인 것으로 나타났고, NSE와$R^2$ 역시 대부분 적정 수준인 것으로 모의 되었다. 한편, SWAT 모형으로부터 본류의 상류 및 지류 경계의 유출량 값을 제공받아 EFDC모형에 입력하였고 낙동강 본류에서의 2007년도 흐름을 예측하였다. 계산된 결과를 낙동강 본류의 각 수위 관측소에서의 측정 데이터와 비교한 결과, 본 모형이 저수기 및 홍수기시 모두 잘 예측하는 것으로 나타났다. 또한 만곡부 및 하중도 부근에서의 유속 증가와 감소 현상 등을 잘 모의하는 것으로 확인되었다. 한편, 상류 경계로 부터 1월1일 유입된 염료의 이동현상을 모의한 결과 하구언까지 도달하는데 약 65일이 소요되는 것으로 나타났다.

• 한국수산과학회지
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• 제27권6호
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• pp.733-753
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• 1994

해수면의 장주기변동을 알기 위하여 우리나라, 일본, 러시아의 103개 조위관측점의 월평균 해수면을 분석하였다. 기압보정에는 조위관측점 부근의 기상관측점에서 관측된 월평균 해수면기압을 사용하였다. 계절변화는 대부분의 해역에서 지배적이며, 대마해류역 해안에서 가장 크고 러시아 해안에서 가장 작다. 계절변화의 상호상관관계는 대마해류역 해안 사이에서 가장 크다. 이 부속해에서는 계절변화가 대마해류와 관계를 갖고 있는 것으로 보인다. 계절변화는 남쪽에서 북쪽 뿐만 아니라 서쪽에서 동쪽으로도 전파되고 있다. 반면에, 계절변화보다 장주기의 변화는 태평양 연안에서 가장 큰 진폭과 가장 빠른 위상을 보여, 장주기의 변화는 태평양에서 부터 전파되어 오는 것을 보여준다. 계절변화보다 짧은 주기의 변화는 일반적으로 상관관계가 낮다. 이들의 상관관계 값들은 해역사이에 특별한 차이를 보이지 않으며, 거리에 반비례하는 공통적인 경향을 보이고 있다. 이것은 짧은 주기의 파들이 전해역에 걸쳐 발생하여 모든 방향으로 전파되고 있으며 빨리 소멸한다는 것을 의미한다. 1965부터 1985년 동안 이 해역에서 해수면변화의 경향은 일반적으로 태평양연안에서 음의 기울기를 다른 해역이 양의 기울기를 갖는다. 이러한 경향으로 인해 제주와 Sasebo사이의 평균 해수수송량은 이 기간동안 약 1 Sv의 유량이 줄어들 수 있다. 해수면 차이로부터 계산한 수송량의 계절변화는 대한해협에서 2 Sv 정도로 이미 발표된 다른 연구 보고와 비슷하다.

• 한국농공학회지
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• 제18권2호
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• pp.4116-4120
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• 1976

With the use of many rivers increased nearly to the capacity, the need for information concerning daily quantities of water and the total annual or seasonal runoff has became increased. A systematic record of the flow of a river is commonly made in terms of the mean daily discharge Since. a single observation of stage is converted into discharge by means of rating curve, it is essential that the stage discharge relations shall be accurately established. All rating curves have the looping effect due chiefly to channel storage and variation in surface slope. Loop rating curves are most characteristic on streams with somewhat flatter gradients and more constricted channels. The great majority of gauge readings are taken by unskilled observers once a day without any indication of whether the stage is rising or falling. Therefore, normal rating curves shall show one discharge for one gauge height, regardless of falling or rising stage. The above reasons call for the correction of the discharge measurements taken on either side of flood waves to the theoretical steady-state condition. The correction of the discharge measurement is to consider channel storage and variation in surface slope. (1) Channel storage As the surface elevation of a river rises, water is temporarily stored in the river channel. There fore, the actual discharge at the control section can be attained by substracting the rate of change of storage from the measured discharge. (2) Variation in surface slope From the Manning equation, the steady state discharge Q in a channel of given roughness and cross-section, is given as {{{{Q PROPTO SQRT { 1} }}}} When the slope is not equal, the actual discharge will be {{{{ { Q}_{r CDOT f } PROPTO SQRT { 1 +- TRIANGLE I} CDOT TRIANGLE I }}}} may be expressed in the form of {{{{ TRIANGLE I= { dh/dt} over {c } }}}} and the celerity is approximately equal to 1.3 times the mean watrr velocity. Therefore, The steady-state discharge can be estimated from the following equation. {{{{Q= { { Q}_{r CDOT f } } over { SQRT { (1 +- { A CDOT dh/dt} over {1.3 { Q}_{r CDOT f }I } )} } }}}} If a sufficient number of observations are available, an alternative procedure can be applied. A rating curve may be drawn as a median line through the uncorrected values. The values of {{{{ { 1} over {cI } }}}} can be yielded from the measured quantities of Qr$.$f and dh/dt by use of Eq. (7) and (8). From the 1/cI v. stage relationship, new vlues of 1/cI are obtained and inserted in Eq. (7) and (8) to yield the steady-state discharge Q. The new values of Q are then plotted against stage as the corrected steadystate curve.

• 대한환경공학회지
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• 제28권12호
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• pp.1265-1273
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• 2006

용담댐 저수지에 대하여 목표수질 설정과 오염물질 부하량 추정 및 유량분석을 실시하여 수질의 변화과정을 모의함으로써 환경용량과 오염부하삭감량을 추정하였다. 목표수질은 상수원수 $1{\sim}2$등급, COD $1.0{\sim}3.0$ mg/L와 TP $0.01{\sim}0.03$ mg/L로 설정하고, 용담댐 저수지의 수질모형을 42개 소구획을 가진 WASP5로 구성하고, 보정하여 측정치와 계산치의 상관계수는 BOD 0.73, $PO_4-P$ 0.98이었다. 목표수질 COD 2.0 mg/L와 TP 0.02 mg/L에 대한 환경용량은 연구조건에 따라 BOD $131,880{\sim}4,694$ kg/일, TP $7,855{\sim}167$ kg/일이고, 각 경우의 오염부하 삭감률은 BOD $51{\sim}62%$, TP $47{\sim}67%$로 나타났다. 환경용량은 기존연구보다 작게 추정되었고 삭감부하율은 기존결과들의 중간에 해당하였다. 상수원수 $1{\sim}2$등급의 수질을 연중 달성할 오염부하 삭감률은 기존 연구조건에서 BOD $72{\sim}16%$, TP $78{\sim}36%$이고, 신규 연구조건에서 BOD $81{\sim}44%$, TP $84{\sim}52%$로 나타났다. 기존연구의 삭감량과 비교하면 BOD는 가장 적고 TP는 4개 중 2번째로 적었다. 목표삭감부하량의 소유역별 배분에서 TP는 취수탑 구획에 대한 근접도의 영향이 크게 나타났으나 COD는 별다른 차이가 없었다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.629-640
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• 2014

본 연구에서는 동적모델의 수질오염총량제 적용성을 검토하였으며, 동적모델을 이용한 목표수질 설정 및 할당부하량 산정 방법을 제시하고 그 결과를 분석하였다. 동적모델 중 HSPF 유역모형을 미호천 유역에 대하여 구축하였으며, 보정 결과 구축된 모형은 2009년~2010년에 대하여 일유량 변화와 BOD 농도 변화를 잘 재현하는 것으로 판단되었다. 동적모델을 이용한 수질오염총량제 적용 방안은 3가지 case; (1)저수기 조건을 고려한 수질관리 방법(Case I), (2)연중 전 기간을 고려한 수질관리 방법(Case II), (3)연중 최악의 수질조건을 고려한 수질관리 방법(Case III)으로 나누어 제시하였다. 미호천 유역 말단에서 각 조건에 따른 BOD 목표수질을 산정한 결과는 Case II(4.2 mg/L) < Case I(5.0 mg/L) < Case III(7.8 mg/L) 순으로 연중 전 기간을 고려한 경우에서 가장 낮고 최악조건을 고려한 경우에서 가장 높았다. 할당부하량은 Case II > Case I > Case III 순으로 높게 나타났으며 최악조건을 고려한 경우에서 가장 엄격한 할당부하량이 산정되었다. 기준 강우 선정 및 비점오염원의 모델 적용방식 등에 대한 추가연구가 필요하며, 이들이 반영된다면 수질오염총량제에 동적모델을 적용함으로 인해 좀 더 합리적이고 과학적인 수질관리가 이루어질 것이라 사료된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.26-41
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• 2016

본 연구에서는 물리적 매개변수 기반의 물순환모형 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 매개변수 자동보정 기법인 PEST(Model-independent Parameter ESTimation)와 연계하여 단기 유출 특성을 분석하였다. CAT모형의 유출 모의 시 CAT모형에서 지원하는 3가지 침투 해석 방법((Rainfall excess, Green&Ampt and Horton)을 적용하였으며, 대표적인 단기 유출모형인 HEC-HMS를 비교 모델로 설정하여 모의 결과를 비교 분석하였다. 대상유역은 탄천의 지류인 운중천과 금토천이 포함된 판교 시험유역으로 유역면적은 $22.9km^2$이며, 유로연장은 9.2km이다. 2006, 2007년 중 누적 강우량 40mm이상에 해당하는 6개의 강우사상을 대상으로 모의를 실시하였다. 주요 매개변수를 대상으로 첨두유량, 첨두시간, 유출용적에 대한 민감도 분석 수행 후, PEST를 적용하여 유출 특성에 민감하게 반응하는 토양 관련 매개변수들에 대해 최적화를 수행하였다. 모의 결과 HEC-HMS의 경우 6개 강우사상에 대해 NSE가 0.63~0.91이었으며, CAT-PEST는 NSE 0.42~0.93의 모형 효율을 보였다. 선행토양함수조건에 따라 유출특성이 민감하게 반응하는 강우사상에 대해서는 HEC-HMS의 모의 정확도가 높았으나 강우 특성에 따라 유출특성이 민감하게 반응하는 경우에는 한계가 있는 것으로 보인다. 물리적 매개변수가 입력자료로 사용되는 CAT-PEST의 경우 다양한 유출특성을 가진 강우 사상에 대해 정밀한 유출 분석이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제6권1호
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• pp.107-118
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• 2003

본 연구는 경안천 유역($558.2km^2$)을 대상으로 WMS의 HEC-1 모형을 이용하여 1980년~2000년 동안 토지피복변화에 따른 수문변화 분석을 수행하였다. 토지피복변화를 분석하기 위하여 다시기의 Landsat MSS(1980/2/15) 및 TM 위성영상(1986/4/15, 1990/4/26, 1996/4/26, 2000/5/17)을 이용하여 최대우도법을 실시하였다. 총 유역면적에 대하여 도시지역의 면적은 약 5.6% 증가하였으나, 산림지역은 6.1% 감소하였으며 SCS CN은 9.8 증가하였다. 모형의 매개변수 결정을 위하여 5개의 홍수사상(1998/5/2, 1998/8/23, 1998/9/30, 1999/5/3, 2000/7/29)을 대상으로 검 보정을 실시하였는바, 유출고에 있어 9~36%의 상대오차를 보였다. 30년 빈도의 일 최대강우 254mm를 적용하여 경년 수문변화를 분석한 결과 1986년~2000년 동안 첨두유출시간은 약 4시간 감소하였으며, 첨두유량은 $455m^3/sec$가 증가하였다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권3호
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• pp.104-118
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• 2018

본 연구에서는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형과 다지점 수문관측 자료를 이용하여 모형의 정확도 향상성을 평가하고자 한다. 대상유역은 한국수자원공사 용담시험유역의 수위자료를 측정하고 있는 용담댐($930.4km^2$), 동향($165.5km^2$), 천천($290.9km^2$), 주천($57.8km^2$), 석정($80.5km^2$) 유역으로 70%이상이 산림유역이다. 모형의 정확도를 향상시키기 위해 강수자료는 기상관측소 2개(장수, 금산)관측소와 기상청, 국토부, 수자원공사에서 관리하는 AWS 16개의 2003~2011년 일 강수량 자료를 이용하였다. 2003~2011년의 용담시험유역의 신뢰할만한 실측자료를 바탕으로 5지점의 일 유출량을 이용하여 단일지점(용담댐)과 다지점(동향, 천천, 주천, 석정)의 유출량을 검 보정하여 비교하였다. 모의 결과 단일지점의 소유역(동향, 천천, 주천, 석정)의 $R^2$는 0.84, 다지점은 0.88, 단일지점의 Nash-Sutcliffe의 모형효율계수 0.45, 다지점은 0.70으로 보다 향상된 모의 결과로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권7호
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• pp.537-546
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• 2009

상수관망의 유지 관리를 위한 최적 압력 계측 위치 선정은 효율적인 상수관망 운영을 위해 필수적이다. 본 연구에서는 최적 압력 계측 위치 결정에 기존 연구의 단점을 보완하기 위하여 정보이론인 엔트로피 이론을 사용하였다. 기존의 방법은 실측자료를 이용한 검 보정이 필요로 하기에 체계적인 관리가 미흡한 지역에서는 적용이 어려운 단점이 있다. 또한 대부분의 연구가 상수관망 모형의 정확도를 높이며 측정비용을 최소화하는 절점을 제안하였으며, 이는 상수관망 유지 관리를 위한 압력 계측기 위치 결정목적과는 다소 차이가 있다. 본 연구에서 제안된 방법은 특정 절점에서의 유량변화에 의한 다른 절점에서의 압력변화를 정보량인 엔트로피로 정의하여 객관적이고 정량화된 기준을 제시하였다. 절점에서 비정상상태가 발생했을 때 전체 상수관에 미치는 영향 정도를 정량화된 수치인 엔트로피로 나타내며, 또한 각 절점에서 실제적으로 변동하는 압력을 반영하고자 EPANET의 에미터(emitter) 기능을 사용하여 실제 압력변화 패턴을 파악하였다. 최적 압력계 설치 지점은 엔트로피 기준에 의해 전체 시스템으로부터 제공받는 정보량이 가장 큰 절점을 우선으로 설치해야 한다고 제시하였으며, 제안된 모형을 branch형과 loop형 관망에 각각 적용하여 최적 압력 계측 위치를 선정하고 그 결과를 분석하였다. 분석 결과 현재 실무자의 경험적 판단에 의해 계측기를 설치 운영하고 있는 국내의 상수관리 시스템을 고려할 때, 엔트로피 이론을 통해 보다 객관적인 기준으로 상수관망에서의 압력계 설치 우선순위를 운영자에게 제시할 수 있을 것이며, 상수관망에 압력계를 설치하기 위한 효율적인 의사결정 기준으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.291-295
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• 2007

강수진단모형을 이용하여 저수지 이수운영을 위한 실시간 유량예측기법을 개발하였다. 강수진단모형은 현재 기상청 현업에서 수행중인 강우수치예보를 기반으로 상세 지역의 지형 효과에 의한 강수를 예측하는 정량강수예측모형(QPM; Quantitative Precipitation Model)으로서 부경대학교 환경대기과학과에서 개발된 모형이다. QPM은 중규모 예측 모형으로부터 계산된 수평 바람, 고도, 기온, 강우 강도, 그리고 상대습도 등의 예측 자료를 이용하고, 소규모 상세지형 효과를 고려함으로써 중규모 예측 모형에서 생산된 강수량 예측 값을 상세 지역의 지형을 고려한 강수량 예측 값으로 재구성하여 결과적으로 3km 간격의 상세지역 강우산출과 지형에 따른 강수량의 분포 파악이 용이할 뿐만 아니라 계산 효율성을 개선된 모형이다. QPM 검증을 위하여 기상학적 평가와 수문학적 평가를 수행하였다. 호우 사례별 일강수량의 시공간 분포로 부터, QPM을 활용한 시스템에 의한 예측결과가 원시자료 RDAPS 보다 고해상도의 예측 및 지형효과의 반영도가 높았으며, AWS의 관측자료와 비교하여 보다 높은 예측성을 보여 주었다. 대상기간인 2006년 1월 1일부터 6월 20일까지 관측강우는 총 391.5mm 였으며 RQPM은 실적강우에 비하여 119.5mm 정도 과소산정하고 있으나 분위사상과정을 거치게 되면 351.7mm로서 실적강우에 불과 10.2% 못미치고 있다. 이는 고무적인 결과로 볼 수 있으며 현업에서의 활용성이 기대되는 수준이라 볼 수 있다. 강우-유출모의를 위한 QPM신뢰도를 높이기 위하여 분위사상법(Quantile Mapping)을 이용하여 QPM모의에 존재할 수 있는 계통오차에 대한 추가적인 보정을 수행하였다. 수문학적 평가를 위하여는 장기연속유출모형인 SSARR모형을 기반으로 개발된 RRFS(Rainfall-Runoff Forecast System)을 이용하여 2006년 1월${\sim}$9월까지의 용담댐 유입량에 대하여 모의예측결과와 관측유입량 비교를 통한 검증을 수행하였다. 위 기간중 예측유입량의 RMSE(Root Mean Squared Error), COE(Sutcliffe Coefficient of Efficiency), MAE(Mean Absolute Error), $R^2$값은 각각 7.50, 0.68, 2.59, 0.69 값을 보이고 있다. 본 연구에서는 QPM에 의한 예측성의 향상 및 구축된 시스템에 의한 일강수량의 장기예측 가능성을 확인하였고, 향후 시스템을 현업에 활용하기 위해서 생산된 예측자료의 보다 장기적인 검증을 통한 시스템의 안정화가 필요할 것으로 사료된다.