• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.474-474
• /
• 2015

Horton 지수는 유역에 대한 수문순환의 특성을 정량화하는 지수로서 유역의 습윤량과 기화량의 비로 산출된다. 습윤량과 기화량은 토양 수분과 밀접한 관계를 가지므로 추계학적 거동에 따른 토양수분의 동역학모형을 파악하여 Horton 지수를 산출할 수 있다. 본 연구에서는 추계학적인 토양수분수지 모형을 이용하여 서울, 부산, 대구, 제주 지역을 대상으로 30년간 일 기상자료(강우량, 일 평균기온, 풍속, 상대습도, 일조시간)을 이용하여 Horton 지수를 각각 산출하였으며 Horton 지수에 대한 변동성 분석을 실시하였다. 분석 결과, 모든 대상 유역에서 기후의 계절성에 의하여 Horton 지수가 작아짐을 확인할 수 있었다. 하지만 습윤한 기후를 가진 서울과 건조한 기후를 가진 대구에서는 각각 연 강우량이 많거나 연 강우량이 적은 해에 Horton 지수에 미치는 기후의 계절성의 영향력이 줄어듦을 살펴볼 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제30권5B호
• /
• pp.471-477
• /
• 2010

본 연구에서는 개념적인 토양수분수지 모형을 구성하여 유역에서의 물의 기화량과 유역의 습윤량의 비인 Horton 지수의 변동성을 살펴보고 있다. 제안된 모형으로부터 다양한 수문기상학적 변수들 및 유역 특성변수를 반영한 토양수분 확률밀도함수가 유도되며, 강수현상을 구성하는 두 가지 주요 인자인 강수발생빈도와 우기일의 평균 강수량의 변화에 따른 Horton지수의 민감도가 탐색된다. 수치모의결과를 통하여 Horton 지수는 강수량의 연간변동성보다 약 절반가량 낮았으며 둘 사이에는 강한 역 상관관계가 있음을 살펴볼 수 있다. 또한 강수량이 일정하더라도 강수발생빈도와 우기일 강수량 평균에 따라 서로 다른 Horton 지수를 가질 수 있음이 보여진다. 마지막으로 Horton 지수와 강수 프로세스를 구성하는 두 가지 주요 성분과는 어떤 한계점을 기준으로 비례/반비례 관계가 전환되는 비선형적인 관계를 가지고 있음을 살펴볼 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제46권7호
• /
• pp.735-744
• /
• 2013

본 연구에서는 기후와 지형특성에 따라 유역의 수문학적 분할과 식생이 어떠한 영향을 받는지가 분석된다. 수문학적 분할은 Horton 지수를 이용하여 정량화되며, 지역의 기후특성과 Horton 지수 사이의 관계가 탐색된다. 또한 지역 기후특성을 이용한 Horton 지수의 예측력과 지역 기후특성뿐만 아니라 지형특성을 이용한 Horton 지수의 예측력을 비교함으로써 지형특성이 수문학적 분할에 미치는 상대적인 공헌도가 분석된다. 마지막으로 정규화 식생지수에 대한 건조지수와 Horton 지수의 예측력을 살펴봄으로써, 식생반응에 대한 기후 및 지형특성의 영향이 추정된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제43권6호
• /
• pp.533-541
• /
• 2010

강우-유출모형에 의해서 유역내 강우로부터 직접 유출량을 산출하는 것은 홍수량 예측에 기초가 된다. 직접 유출량은 강우-유출모형에 의해서 초과우량 또는 유효우량으로부터 산출된다. 시간별 초과우량은 시간별 총 강우에서 강우의 손실량을 제하여 산출한다. 이 손실량은 강우-유출모형 내 여러 손실 중에 비중이 큰 침투 손실량과 같도록 취급할 수 있다. 여기서 초과우량 또는 유효우량 산출을 위해서 실용적으로 간편한 $\Phi$지수법, W지수법 또는 이의 수정법이 적용되어 왔다. 본 연구에서는 한 유역 내 강우 손실의 시간적 변화는 잘 알려진 Horton 침투 과정으로 간주하여 Horton 침투모형의 매개변수 값이 주어진 경우에 시간 단위별 침투손실 및 초과우량을 산출하는 절차와 적용 원칙을 제시하고 적용결과를 $\Phi$지수 방법의 적용결과에 비교하였다. 본 연구에서 산출한 강우사상에서 시간 단위의 Horton 침투량 값은 시간에 따라 지수적으로 감쇠되는 Horton 모형의 침투 과정을 잘 보여 준다.

• 한국습지학회지
• /
• 제13권1호
• /
• pp.35-44
• /
• 2011

기후변동에 따른 식생반응 및 그에 따른 물수지 동역학의 변화를 살펴볼 목적으로 본 연구에서는 식생의 물 이용가능성과 식생 생산량의 지역별 연별 변동성을 분석하였다. 유역의 식생 물이용의 대리변수로서 습윤량에 대한 기화량의 비로 표현되는 Horton 지수의 계산을 통하여 유역에서의 수문 분할과 그에 따른 식생의 물 이용 가능성에 대한 정량화를 시도하였다. 연별 Horton 지수의 추정결과 기후의 변동성과 비교하여 볼 때 상대적으로 일정한 값을 유지하고 있는 것을 살펴볼 수 있다. 이와 더불어 Horton 지수와 식생의 강우이용효율을 비교한 결과, 물 이용가능성에 따른 식생의 물 이용에 대한 흥미로운 패턴이 있음을 살펴볼 수 있었다. 물이 식생 성장에 제한요소가 될 경우 식생의 강우이용효율은 공통적인 최대값으로 수렴한다는 선행연구들의 결과를 본 연구를 통해서도 확인할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제34권3호
• /
• pp.785-794
• /
• 2014

유역에서의 수문반응은 기후요소뿐만 아니라 토지이용, 토양, 식생 등의 여러 가지 요소에 의한 복합적 상호작용에 의해 결정된다. 따라서 유역의 수문반응을 효과적으로 파악하기 위해서는 기후요소와 다른 외부요소에 대한 특성이해가 필요하다. 본 연구에서는 수문지수(건조지수, Horton 지수)를 적용하여 유역 수문반응에 영향을 미치는 기후 및 유역 특성의 상대적 영향력을 확인하고자 하였다. 우리나라 자연 유역에서는 건조지수보다는 Horton 지수를 이용하여 유역의 수문반응을 평가하는 것이 효과적이었다. 또한 기후상태에 따라 기후요소와 유역특성이 미치는 상대적인 영향력이 달라지는데, 건조한 기후상태에서는 기후요소가 지배적으로 수문반응에 영향을 미쳤으나 기후가 습윤한 상태로 갈수록 유역특성의 역할이 상대적으로 증가하고 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제39권11호
• /
• pp.977-984
• /
• 2006

최적화 방법을 이용하여 대표적 침투 모형으로 잘 알려진 Horton모형의 최적 매개변수를 결정하였다. Horton침투 모형내 초기 침투능은 10일 단위 선행 강수량과 선형 조합의 관계를 갖는다고 가정하였다. 그리고 종기 침투능과 감쇄지수 값은 유역내 하나의 대표치로 결정하였다. 이렇게 하여 유역을 대표하는 모형의 매개변수 최적치를 얻었고 호우 사상별로 Horton의 침투식을 결정하였다. 본 연구에서 적용한 10개의 호우 자료는 임진강 내에 있고 배수 면적이 $8.5km^2$되는 설마천 시험 유역내 전적비교 지점에서 관측된 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 1980년도 제22회 수공학 연구발표회 논문초록집
• /
• pp.51-52
• /
• 1980

하천형태학적 특성은 유역의 수문학적 특성 및 수리학적 특성과 밀접한 관계를 가진다. 본 논문은 하천형태학적 특성과 빈도유량 및 하도의 수리기하학적 특성간의 상관성을 금강수계를 대상으로 분석하였으며 이들 연구의 목적은 미계측지점에 대한 이수계획을 수립하는데 필요한 자료를 제공하는데 있다. 금강수계의 하천형태학적 특성분석은 Horton의 하천차수개념을 이용하여 하천지형의 3대 법칙에 의하여 분석하였으며 분석결과는 Horton의 법칙과 잘 일치하였다. 또한 유역특성과 수로특성간의 상관분석인 하천연장-유역면적관계와 상대고도-상대고도관계분석에서도 밀접한 상관성을 보여 주었다. 금강수계내의 5개수위표 지점에서 생기빈도 0.1~0.9의 유량자료를 사용하여 얻는 각 지점의 유량빈도곡선은 대체로 지수함수관계로 표시할 수 있었다. 하천형태학적 특성을 연속적으로 표시하기 위하여 비례하천차수를 도입하였으며 이를 이용하여 유량 = 생기빈도 - 비례하천차수간의 관계에 대한 수학적 모형을 정립하였다. 또한 서로 다른 두 축척에 따라 하천차수는 달라지나 하천형태학적 특성에 관한 Horton의 3대법칙에는 근본적으로 영향이 없음을 알 수 있었다. 유역의 하천형태학적 특성을 매개변수로 하여 빈도유량과 수리기하학적 인자간의 관계, 유역면적과 수리기하학적 인자간의 관계 및 연평균 유출용적과 수리기하학적 인자간의 관계를 분석하여 각각에 대한 수학적 모형을 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.62-62
• /
• 2023

강우가 지표면 아래로 침투할 때 초기에는 투수층이 불포화 상태이어서 부압이 작용하면서 침투할 것이다. Richards 식(Richards, 1931)을 써서 불포화 투수층의 침투를 모의할 수 있다. 강우가 지속되는 동안 하상 아래 어느 구간은 포화 상태가 되어 Richards 식을 더 이상 사용할 수 없다. 하지만 현재까지의 연구는 Richards 식을 사용하여 침투를 모의하는 오류를 범하고 있다. 강우에 의한 침투를 예측할 때 지표면에서의 침투율 q_b 가 필요한 데 현존하는 연구에서는 Horton 식(Horton, 1941)을 사용하여 초기 침투율 f_o 와 장시간 후 침투율 f_c 와 시간에 따라 지수함수로 감소하는 계수 k 의 3가지 계수값을 실험이나 현장 관측값에서 찾아서 쓰고 있다. 그런데, 이 계수값은 강우강도 r_i 가 클수록 침투율 q 가 커지는 물리 현상을 반영하지 못하는 한계가 있다. 본 연구에서 먼저 포화 투수층에서의 침투를 모의하는 식을 개발하였다. 지표면 아래에서 불포화 투수층에는 Richards식을 사용하고 포화 투수층에는 개발한 식을 사용하여 침투를 모의하였다. 또한 지표면에서의 침투율 q_b 를 구하는 공식을 개발하였다. 하상에서의 침투율의 최대값은 $q_{bmax}=-{\lambda}{\sqrt{2g(s-b)}}$ 일 것이다. 여기서 λ 는 투수층의 공극율, s 는 유출수면의 위치, b 는 지표면의 위치이다. 지표면에서의 침투율의 최소값 q_bmin 은 지표면 바로 아래 지점에서의 침투율일 것이다. 지표면에서의 침투율 q_b 로 q_bmax 와 q_bmin 사이의 적절한 값을 선택한다. 강우강도를 r_i 라고 하면 지표면 위 유출수의 연속방정식은 다음과 같다: $s-b={\int}(r_i-{\mid}q_b{\mid})dt$. 즉, 유출수면의 위치 s 는 강우강도 r_i 가 클수록 또는 지표면에서의 유출율의 크기 |q_b| 가 작을수록 크다. 또한 지표면에서의 침투율 q_b 와 지표면 아래에서의 침투율 q 는 s - b 가 클수록 크다. 따라서, 강우강도 r_i 가 클수록 침투율 q_b, q 가 큰 현상이 잘 반영되었다. 강우-침투-유출 모형실험을 수행하여 강우강도에 따라 침투율과 유출량이 다른 현상을 관측하여 수치실험 결과와 비교·검증하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제2권1호
• /
• pp.1-17
• /
• 1982

하천형태학적(河川形態學的) 특성(特性)은 유역(流域)의 수문학적(水文學的) 특성(特性) 및 수리학적(水理學的) 특성(特性)과 밀접(密接)한 관계(關係)를 가진다. 본(本) 연구(硏究)에서는 하천형태학적(河川形態學的) 특성(特性)과 빈도유량(頻度流量) 및 수리기하(水理幾何)의 관계(關係) 그리고 빈도유량(頻度流量)과 수리기하학적(水理幾何學的) 특성간(特性間)의 상관성(相關性)을 금강수계(錦江水系)를 대상(對象)으로 분석(分析)하였으며, 이들 연구(硏究)의 목적(目的)은 미계획지점(未計劃地點)에 대한 이수계획(利水計劃)을 수립(樹立)하는데 필요한 자료(資料)를 제공(提供)하는데 있다. 금강수계(錦江水系)의 하천형태학적(河川形態學的) 특성분석(特性分析)은 Horton의 하천차수개념(河川次數槪念)을 이용(利用)하여 하천지형(河川地形)의 3대법칙(大法則)에 의거 분석(分析)하였으며 분석결과(分析結果)는 Horton의 법칙(法則)과 잘 일치(一致)하였다. 금강수계내(錦江水系內)의 5개(個) 수위표지점(水位標地點)에서 생기빈도(生起頻度) 0.1~0.9의 유량자료(流量資料)를 사용(使用)하여 얻은 각(各) 지점(地點)의 유량빈도곡선(流量頻度曲線)은 대체(大體)로 지수관계(指數關係)로 표시(表示)할 수 있었다. 하천형태학적(河川形態學的) 특성(特性)을 연속적(連續的)으로 표시(表示)하기 위하여 비례하천차수(比例河川次數)를 도입(導入)하였으며 이를 이용(利用)하여 유량(流量)-생기빈도(生起頻度)-비례하천차수간(比例河川次數間)의 관계(關係)에 대한 수학적(數學的) 모형(模型)을 정립(定立)하였다. 유역(流域)의 하천형태학적(河川形態學的) 특성(特性)을 매개변수(媒介變數)로 하여 빈도유량(頻度流量)과 수리기하학적(水理幾何學的) 인자간(因子間)의 관계(關係), 유역면적(流域面積)과 수리기하학적(水理幾何學的) 인자간(因子間)의 관계(關係)를 분석(分析)하여 각각(各各)에 대한 수학적(數學的) 모형(模型)을 제안(提案)하였다.