• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
• /
• pp.98-98
• /
• 2021

동역학파 기반 순간단위도 (Dynamic wave-based Instantaneous Unit Hydrograph)를 이용하여 유역에서의 강우에 의한 유출을 예측하는 기법을 개발하였으며, 국내 실제 자연 유역에 적용하여 기법의 타당성과 적용성을 검증하였다. 본 연구에서 제시한 '동역학파 기반 순간단위도 방법'은 물리기반 수치모형인 동역학파 강우유출모형과 개념적 순간단위도 방법을 결합하여 사용함으로써 물리적으로 정확하면서도 빠르고 안정적으로 강우-유출을 예측하는 것을 목적으로 한다. 유역의 순간단위도는 유역의 지형, 조도계수와 동역학파 강우유출모형인 tRIBS-OFM을 이용하여 계산된 S-수문곡선을 수치적으로 미분함으로써 유도되며, 유도된 순간단위도는 강우강도에 따라 변화하므로 회선적분을 통한 유출수문곡선 예측 시 강우-유출 관계의 비선형성을 고려할 수 있다. 본 연구에서 유도된 순간단위도의 첨두 값과 첨두 발생시간은 강우강도 값과 각각 양과 음의 상관관계를 가졌으며 강우강도 값과 멱 함수 (power function)의 관계를 가졌다. 이는 Paik and Kumar (2004) 등 기존 연구들에서 밝힌 순간단위도의 특성과 일치하였으며, 본 연구에서는 더 나아가 멱함수의 지수를 산정한 후 임의의 강우강도 값에 대응하는 순간단위도를 멱함수 관계를 이용하여 보간할 수 있는 방법을 제시하였다. 실제 유역에 대한 적용은 강원도 인제군에 위치한 내린천 유역을 대상으로 수행하였다. 유역을 여러 개의 소유역으로 분할하여 강우의 공간적 분포를 고려하였으며, 각 소유역에서의 유출량을 동역학파 기반 순간단위도를 이용해 계산한 뒤 물리기반의 하도추적모형을 이용하여 전체 유역에서의 유출수문곡선을 예측했다. 예측된 유출수문곡선을 관측 유출 자료와 비교해본 결과 NSE (Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient)가 0.6 이상으로 측정되어 적절히 유출을 예측한 것으로 판단되었다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2009

In this study a sediment yield is compared by IUSG, IUSG with Kalman filter, tank model and tank model with Kalman filter separately. The IUSG is the distribution of sediment from an instantaneous burst of rainfall producing one unit of runoff. The IUSG, defined as a product of the sediment concentration distribution (SCD) and the instantaneous unit hydrograph (IUH), is known to depend on the characteristics of the effective rainfall. In the IUSG with Kalman filter, the state vector of the watershed sediment yield system is constituted by the IUSG. The initial values of the state vector are assumed as the average of the IUSG values and the initial sediment yield estimated from the average IUSG. A tank model consisting of three tanks was developed for prediction of sediment yield. The sediment yield of each tank was computed by multiplying the total sediment yield by the sediment yield coefficients; the yield was obtained by the product of the runoff of each tank and the sediment concentration in the tank. A tank model with Kalman filter is developed for prediction of sediment yield. The state vector of the system model represents the parameters of the tank model. The initial values of the state vector were estimated by trial and error.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제6권1호
• /
• pp.79-86
• /
• 1986

개념유출모형(槪念流出模型)인 모형(模型)의 매개변수(媒介變數) n, k는 유성면적(流城面積)이 $53.7{\sim}1,361km^2$의 범위에 있는 18개 유역의 강우(降雨)-유출자료(流出資料)로부터 모멘트방법에 의하여 추정(推定)된다. 이들 n, k는 F-test와 더불어 복합상관방법(複合相關方法)에 의하여 유성특성(流城特性) 인자(因子)들만의 함수로 유도된다. 유도된 매개변수(媒介變數)들은 한강(漢江), 금강(錦江) 및 낙동강유성(洛東江流城)에 적용하여 계산된 수문곡선(水文曲線)과 실제자료(實際資料)로부터 유도한 수문곡선(水文曲線)은 비교적 잘 맞았으며, 이는 유성특성(流城特性)만으로 미계측소유성(未計測小流城)의 강우(降雨)-유출자료(流出資料)의 가능(可能)함을 시사한다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제3권4호
• /
• pp.349-356
• /
• 1994

The purpose of this study is to develop a linear reservoir model with Kalman filter using Kalman filter theory which removes a physical uncertainty of :ainfall-runoff process. A linear reservoir model, which is the basic model of Kalman filter, is used to calculate runoff from rainfall in river basin. A linear reservoir model with Kalman filter is composed of a state-space model using a system model and a observation model. The state-vector of system model in linear. The average value of the ordinate of IUH for a linear reservoir model with Kalman filter is used as the initial value of state-vector. A .linear reservoir model with Kalman filter shows better results than those by linear reserevoir model, and decreases a physical uncertainty of rainfall-runoff process in river basin.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.737-742
• /
• 2005

본 연구는 GIUH(Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph) 매개변수와 유역의 지 형특성 인자인 유역면적, 유로연장, 유로경사의 상관성을 분석하여 유역면적과 유로연장의 GIUH 매개변수와의 상관식을 유도하였다. 그리고 대상유역의 Fractal분석도 실시하여 지형상사를 확인하였다. 상관식의 검증을 위해 설마천 유역을 선정하여 결과를 실측치를 계산치와 수정치로 비교하고 계산치와 수정치도 비교하였다. 본 연구의 결과로 산정된 상관식을 사용하여 임의의 미계측 유역의 GIUH매개변수를 산정할 경우 기존의 복잡하고 시간이 많이 소요되는 GIS작업의 번거로움을 최소화할 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
• /
• 대한원격탐사학회 2006년도 Proceedings of ISRS 2006 PORSEC Volume II
• /
• pp.884-887
• /
• 2006

This paper focuses on minimizing flood damage in the Yeongdeok basin of South Korea by establishing a flood prediction model based on a geographic information system (GIS), remote sensing, and geomorphoclimatic instantaneous unit hydrograph (GcIUH) techniques. The GIS database for flash flood prediction was created using data from digital elevation models (DEMs), soil maps, and Landsat satellite imagery. Flood prediction was based on the peak discharge calculated at the sub-basin scale using hydrogeomorphologic techniques and the threshold runoff value. Using the developed flash flood prediction model, rainfall conditions with the potential to cause flooding were determined based on the cumulative rainfall for 20 minutes, considering rainfall duration, peak discharge, and flooding in the Yeongdeok basin.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.219-223
• /
• 2007

관측자료 없이 지형인자만으로 미계측 유역의 유출수문해석이 가능한 GIUH(Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph)의 초기확률을 상안미, 병천, 산계 유역에 대하여 분석하였다. GIUH 이론에서 하천차수가 증가할수록 면적비에 대한 분기비의 영향이 증가하여 대상유역에서의 초기확률이 음수로 발생할 확률이 커진다. 본 연구의 4차하천으로 가정된 모든 대상유역에서의 초기확률 역시 음수로 발생하였다. 뿐만아니라, 3차 하천으로 가정된 경우에도 2차 하천의 합류부에서 유역출구까지의 거리가 짧은 산계유역의 경우에는 면적비에 대한 분기비값이 상대적으로 큰 값을 갖게되어 초기확률이 음수로 발생하였다. 본 연구에서는 초기확률이 음수로 발생하는 문제점을 보완하기 위하여 직접유출면적비를 사용하여 초기확률을 산정하였다. 그 결과, 적절한 초기확률값을 얻을 수 있었으며 순간단위도의 초반부 음수 발생문제를 해결하였다.

• 물과 미래
• /
• 제23권4호
• /
• pp.421-434
• /
• 1990

Horton의 차수법칙을 이용한 지형학적 수문응답모델로서 하천유역 상호간의 수문학정 상사성 문제를 해석하였다. 지형학적 응답함수의 구성은 Nash 모델을 이용하였으며, 응답함수의 최적화는 불완전 감미함수와 Rosso가 유도한 회귀방정식을 이용하였다. 본 방법의 적용성을 검토하기 위해 평창강 유역, 위천유역 그리고 보청천 유역에 대한 실측치를 이용하였으며, 수문응답에 대한 재현성을 모멘트법과 비교하였다. 분석결과 응답모델과 무차원 순간단위도는 미계측 유역의 유출해석이나 유역의 상사상 해석에 대해 적용할 수 있다고 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
• /
• pp.13-17
• /
• 2010

Rodriguez-Iturbe and Valdes(1979)가 제안한 지형형태학적 순간단위도(Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph, GIUH)는 미계측유역에서 지형인자만으로 단위도를 구할 수 있는 장점이 있으나 최고차 하천길이에 따라 단위도의 첨두가 민감하게 영향을 받는다. 그렇기 때문에 적절한 유역출구의 선정이 중요하다. 본 연구에서는 미계측 유역에서 GIUH를 사용하여 단위도를 산정하는 경우, 유역출구를 결정할 수 있는 기준을 제시하고자 한다. IHP 대표유역인 평창강의 상안미 유역에 대하여 유역출구에서부터 최고차 하천길이를 줄여가며 12개 지점을 선정하였으며 GIUH식과 간략식을 사용하여 각 지점에서의 단위도를 산정하였다. 그 결과 최고차 하천의 길이가 11.02km, 총 유하길이의 67%이상인 지점의 단위도는 일정한 첨두값을 주었다. 그러나 최고차 하천의 길이가 이보다 짧은 지점에서는 단위도의 첨두가 150%-3,000% 크게 산정되었다. 본 연구를 통해 미계측유역에서 GIUH를 적용할 때 적절한 유역출구를 결정할 수 있는 기준이 제시될 것이며, 이를 통해 GIUH 모형의 정확성이 향상될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 1987년도 제29회 수공학연구발표회논문초록집
• /
• pp.31-42
• /
• 1987

본 연구는 유역의 지형인자를 대기행렬이론(Queueing theory)에 적용하여 하천유역의 강우-유출 관계를 해석하고, 미 계측 유역이나 자료가 결핍된 유역에 적용할 수 있는 GIUH(Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph)모델의 매개변수를 결정하는데 그 목적을 두었다. GIUH모델의 개념은 유역 시스템내의 강우의 지속기간동안 유역의 출구에서 가능한 많은 경로를 추적 할 수 있을것이라는 강우 대기행렬이론의 원리에 기초를 두었으며, 적용기법은 분할법(Sub-area method)과 평균치법(Mean-value method)을 적용하였다. GIUH모델의 적용성을 증명하기 위해서, 낙동강 위천유역(유역면적 472.53km)에 적용하였으며, 분할법과 평균치법은 유역의 분할을 위해서 채택하였다. 계산된 직접 유출 수문곡선과 관측 직접 유출 수문곡선을 비교한 결과는 첨두 유출량, 도달시간, 효률계수가 매우 근접한 결과를 나타내고 있었다. 따라서, GIUH모델은 미 계측 유역이나 자료가 결핍된 유역의 유출량 산정에 광범위하게 적용할 수 있음을 알 수 있었다.