• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2011.02a
• /
• pp.212-212
• /
• 2011

댐 저수지와 같은 대형 저수지는 댐에 의해 만들어진 공간에 홍수를 저류하여 지체 방류함으로서 홍수저감효과를 얻는다. 이러한 홍수저감효과는 저류용량(storage capacity)에 의존적이며, 궁극적으로 저수지의 저류량-유출량 곡선으로 정량화 된다. 저수지의 저류량-유출량 관계곡선은 저수지 홍수추적에 사용되며, 이 곡선의 특성이 저수지 하류 유역에 대한 홍수추적 결과에 큰 영향을 미치게 된다. 일반적으로 저수지 홍수추적의 경우에는 선형저수지 이론이 적용되지 않는다. 일반적인 댐 저수지의 특성은 수심()의 증가에 따른 저류량()의 증가가 유출량()의 증가보다 훨씬 크게 나타난다. 따라서 저류량과 유출량간의 관계를 비선형 함수의 형태로 가정할 수 있다. 비선형저수지 모형의 경우에도 선형저수지 모형에서와 동일한 개념을 적용하여 저수지 홍수추적의 지체 및 저류특성을 유도할 수 있다. 결과적으로 지수함수 형태를 고려한 비선형 함수의 변곡점은 원점으로 나타나 선형저수지 모형에서와 동일하게 지체효과는 없는 것으로 파악되었다. 또한 저류효과는 수치적인 방법을 이용하여 해석하였으며, 변곡점의 위치를 확인하고 아울러 저류상수를 계산하였다. 결과적으로 변곡점의 위치는 고려한 모든 경우에 대해 원점으로 나타났고, 저류상수는 비선형저수지 모형의 매개변수에 관계없이 일정한 값으로 수렴함을 확인할 수 있었다. 즉, 저류상수는 비선형 함수의 매개변수인 와 비교하여 약 72% 증가된 값으로 수렴하는 형태임을 의미한다. 결과적으로, 본 연구에서는 비선형 저수지 모형을 제안하고, 이를 이용하여 저수지의 저류특성을 이론적으로 검토하였다. 먼저, 저수지의 저류량-유출량 관계를 지수함수 형태인 비선형 저수지 모형을 도입하여 정량화하였다. 또한 저수지의 저류특성은 저류상수로 정량화할 수 있으며, 저류상수는 비선형 저수지 모형의 매개변수를 이용하여 쉽게 결정할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2019.05a
• /
• pp.110-110
• /
• 2019

유역 강우-유출 과정의 물리적 특성과 비선형성을 반영하여 유출을 예측할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. Dynamic wave 이론 기반의 강우-유출 모형과 유역의 지형적, 수문학적 특성을 이용하여 유역의 순간단위도를 S-수문곡선 방법을 통해 유도하였으며, 비선형성을 고려한 유출수문곡선 산정을 위해 순간단위도의 회선적분 시 강우강도별로 달라지는 순간단위도를 반영하였다. 기존 선형 가정에 근거한 단위도 방법이나, kinematic wave 이론 기반의 순간단위도 방법들에 비해 유역 반응의 물리적 특성과 비선형성을 잘 반영할 수 있었으며, 수치 시뮬레이션을 통한 강우유출 예측 방법에 비해 예측에 소요되는 시간이 짧다는 이점을 가졌다. 본 연구에서 제시한 방법에 대한 이상적 유역, 실제 유역에 대한 검증을 진행하였으며 실제 관측결과와 비교해 본 결과 유역의 강우-유출 관계를 정확히 예측하였다는 결론을 얻을 수 있었다.

• Water for future
• /
• v.19 no.3
• /
• pp.267-276
• /
• 1986

This study aims at the development of flood runoff model by comparing and analyzing nonlinear models with linear models in rier basins. The models which are used at the analysis are Nash model and Runoff function method as linear models, and Tank model and Storage function method as nonlinear models. The results, which are obtained from the analysis of these models by using hydrologic data of a representative basin in Nakdong river, Wi-chun basin, show that the peak time, peak flow and flood hydrogrphs by nonlinear models are better than those by linear models in comparison with observed ones, and that nonlinear models are suittable as flood runoff model.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.32 no.4
• /
• pp.417-426
• /
• 1999

A series of numerical experiments is performed to compare the characteristics of outflow hydrograph using linear and nonlinear Muskingum-Cunge methods for two cases: (a) sinusoidal inflow hydrographs and (b) rainfall inputs. The nonlinear method shows the steepening of the rising limb, coupled with a corresponding flattening of the receding limb. The linear method conserves mass exactly. In contrast, the nonlinear method is subject to a gain and a loss of mass. The loss of mass and the subsidence of peak outflow increases with a mild slope, a small baseflow $q_b$ and a large peak inflow to baseflow ratio $q_p/q_b$. A shock wave and associated numerical instability results in the increase of mass for a steep slope and a large $q_p/q_b$ ratio. While the linear method depends on the reference flow per unit-width, the nonlinear method depends on a baseflow and the $q_p/q_b$ ratio. It is found that, unlike for the sinusoidal inflow, the outflow for the rainfall inputs conserves mass fairly exactly in the nonlinear method.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
• /
• v.38 no.3
• /
• pp.111-111
• /
• 1996

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
• /
• v.1 no.3 s.3
• /
• pp.73-82
• /
• 2001

This study examines the applicability of the Nash model and the Diskin model, which are linear and nonlinear runoff models, respectively, by applying optimization techniques to the parameter calibration of the two models. Nonlinear programming which is one of traditional optimization techniques and Genetic Algorithm which has been actively applied recently are used in this study. The Nash and Diskin models which use the calibrated parameter with a flood events are applied to a different flood event in Soyang Dam basin. The results obtained from the parameter calibration show slight discrepancy depending upon the flood events. It has been found in the comparion between the observed hydrograph and the hydrographs obtained from the parameter calibration that the Diskin model can better simulate the observed hydrograph than the Nash model can, especially, for the peak flow. This can be analyzed that the Diskin model which is a nonlinear runoff model is better off in simulating the nonlinear characteristic of the rainfall-runoff process.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.2 no.2
• /
• pp.29-38
• /
• 1982

Nonlinear hydrological model containing the nonlinearity of effective rainfall, lag time and runoff is presented. In the evaluation of rainfall excess, the polynomial fitting method for total rainfall, 5 day antecedant rainfall and direct runoff is developed. In the application to actual watershed, the estimated model parameters of nonlinear lag model reflecting the nonlinearity of lag time are compared with the parameters, by both the fitting method and the correlation, model which are the modified version of the storage function model. The Successive Approximation Method in mathematical solution and Newton-Rhapson method in numerical solution are found to be superior to the conventional numerical graphic method in the analysis of nonlinear processes.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.30 no.3
• /
• pp.279-291
• /
• 1997

This study is to evaluate the accuracy and practicality of the existing four conceptual models, two linear models of Clark and Nash model and two nonlinear models of Laruenson and WBN model, and to select an appropriate model to simulate the rainfall-runoff process in a given catchment. The variability of parameters for linear models is generally larger than that of nonlinear models. The errors in peak discharge are similar among the four conceptual models buy the errors in time to peak are quite different. Nonlinear models produce better results for time distribution than linear models. A comparison of the conceptual models to predict overall hydrograph using Friedman two-way analysis of variance by rank test indicates that nonlinear models are slightly better than linear models.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2005.05b
• /
• pp.614-618
• /
• 2005

수문시계열 분석과 예측은 대부분 ARMA(AutoRegressive Moving Average) 형태의 선형적인 추계학적인 모형을 이용하였으나 자현현상이 복잡해지고 비선형적인 특성을 가짐에 따라 선형적인 해석은 수문시계열의 분석과 예측에 있어서 많은 오류를 내포하고 있다. 이와 같은 문제를 해결하기 위한 시도로 Chaos이론이란 개념이 사용되기 시작하였으며, 수자원분야에서는 1980년대 후반부터 물수지 방정식 및 강우유출에 대한 카오스적 특성분석 등 많은 연구가 진행되었다. 본 연구에서는 영산강유역의 본류를 대표하는 나주지점을 대상으로 2003년 1월 1일 00시부터 2004년 12월 31일 23시까지 17,544개의 시수위 자료에 대하여 해당 년도의 Rating-Curve식을 적용 환산한 유출량자료에 데한 카오스적 특성을 분석하였다. 카오스적 특성을 분석하기에 앞서 원자료에 대하여 이동평균법과 Savitzky-Golay Filter를 적용하여 잡음을 제거하였으며, 1차원의 단일변량의 자료에 대한 상태공간(Phase Space)의 재건을 통하여 비교검토 하였다. 이러한 일련의 과정을 거친 자료에 대하여 상관차원법을 이용하여 영산강 유역의 나주지점의 시유출량 자료에 대한 카오스적 특성을 분석한 결과 저차원의 수렴으로 카오스 특성을 가졌다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.31 no.6
• /
• pp.757-768
• /
• 1998

rate of outflow is equated to the total rate of flow, both the state equation and its linearized equation yield almost identical oscillations of water levels. This shows that effects of pipe resistance on the surges are small, and justifies a free oscillation analysis. Free oscillation equation has six eigen modes of different periods, including a rigid mode which is existed when the pumped rate of outflow differs from the total rate of inflow. The six modes constitute a variety of surges dependent on different inflow and outflow conditions. Presence of the rigid mode needs sophisticated pump operations adjusted to real flood inflows.