• 한국농공학회지
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• 제38권3호
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• pp.112-126
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• 1996

This study was conducted to develop an optimal runoff bydrograph model by comparison of the peak discharge and time to peak between observed and simulated flows derived by four different models, that is, linear time-invariant, linear time-variant, nonlinear time-invariant and nonlinear time-variant models under the conditions of heavy rainfalls with regionally uniform rainfall intensity in short durations at nine small watersheds. The results obtained through this study can be summarized as follows. 1. Parameters for four models including linear time-invariant, linear time-variant, nonlinear time-invariant and nonlinear time-variant models were calibrated using a trial and error method with rainfall and runoff data for the applied watersheds. Regression analysis among parameters, rainfall and watershed characteristics were established for both linear time-invariant and nonlinear time-invariant models. 2. Correlation coefficients of the simulated peak discharge of calibrated runoff hydrographs by using four models were shown to be a high significant to the peak of observed runoff graphs. Especially, it can be concluded that the simulated peak discharge of a linear time-variant model is approaching more closely to the observed runoff hydrograph in comparison with those of three models in the applied watersheds. 3. Correlation coefficients of the simulated time to peak of calibrated runoff hydrographs by using a linear time-variant model were shown to be a high significant to the time to peak of observed runoff hydrographs than those of the other models. 4. The peak discharge and time to peak of simulated runoff hydrogaphs by using linear time-variant model are verified to be approached more closely to those of observed runoff hydrographs than those of three models in the applied watersheds. 5. It can be generally concluded that the shape of simulated hydrograph based on a linear time-variant model is getting closer to the observed runoff hydrograph than those of three models in the applied watersheds. 6. Simulated hydrographs using the nonlinear time-variant model which is based on more closely to the theoritical background of the natural runoff process are not closer to the observed runoff hydrographs in comparison with those of three models in the applied watersheds. Consequently, it is to be desired that futher study for the nonlinear time-variant model should be continued with verification using rainfall-runoff data of the other watersheds in addition to the review of analyical techniques.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권11호
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• pp.1041-1052
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• 2013

본 연구에서는 범용 매개변수 최적화 모형인 PEST를 이용하여 분포형 수문모형인 GRM(grid based rainfall-runoff model) 모형의 매개변수 및 불확실성 범위를 추정하였다. 특히, 레이더 강우 및 지상 관측 강우를 각각 적용하여, 입력자료 차이가 매개변수 추정에 미치는 영향을 분석하였다. 자동 보정 모형은 GUI (graphic user interface)에 대한 접근 없이 모형구동이 가능하도록 개선된 GRM-MP (multiple projects) 버전과 병렬 PEST 버전을 결합하여 매개변수 추정에 소요되는 시간을 단축시켰다. 이를 낙동강 수계 금호강 유역과 감천 유역에 대해 적용하여, 초기 포화도, 지표면 조도계수 및 토양 투수계수의 보정계수에 대해 매개변수 최적화 및 불확실성 추정을 수행하였다. 강우자료 분석 결과, 레이더와 지상 강우의 유역평균 누적시계열은 비슷하거나 지상 강우가 조금 큰 경향을 보였으나, 공간분포에 있어서는 지상 강우에 비해 레이더 강우에서 큰 변동성이 확인되었다. 보정된 수문모의 결과는 레이더 강우 적용 시, 지상 강우에 비해 비슷하거나 더 나은 정확도를 보였다. 추정된 매개변수는 레이더 강우 적용 시, 토양 투수계수의 보정계수가 일관되게 1보다 작은 경향을 보였으며, 이는 강우강도가 강한 격자가 상당수 존재하기 때문으로 판단되었다. 초기 포화도 및 지표면 조도계수의 보정계수는 레이더 및 지상 강우에서 일정한 경향성을 보이지 않았다. 본 연구의 대상 유역 및 호우사상에 대한 PEST의 최적화 모의 결과, 동일 유역 및 호우사상에 대해서도 강우 추정 방법에 따라 서로 다른 최적 매개변수 값을 갖는 것을 알 수 있었으며, 이는 향후 레이더 강우 자료의 수문 모의 활용 시 유의해야할 점으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.307-316
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• 1994

기상 자료 미계측 지점의 단기 강우 예보 모형을 개발하였다. 본 연구 모형은 강우 모의 모형, 기상학적 동질성, 그리고 기상 변수 예측 및 추정에 관한 몇 가지 가정을 전제로 하였으며 강우의 예보에는 칼만 필터 기법을 사용하였다. 기존 모형의 방정식은 수운적 크기 분포(HSD)가 강우 강도에 종속이므로 강우량에 대하여 비선형이다. 본 연구 모형의 방정식은 HSD를 구름층 저류량의 함수로 구성함으로써 강우량에 대하여 비선형이다. 본 연구 모형의 방정식은 HSD를 구름층 저류량의 함수로 구성함으로써 강우량에 대하여 선형화되었다. 또한 기상 입력 변수는 경험 모형에 의하여 예측되었다. 본 연구 모형을 대청댐 유형의 호우 사상에 적용하였다. 그 결과 예보 및 실측 강우 강도간의 평균 자승 오차는 0.30~1.01 mm/hr이었다. 이 결과로 미루어 볼 때, 본 연구 모형에 수반된 가정은 합리적이며 본 연구 모형은 기상 자료 미계측 지점에서 강우를 단기 예보하는데 유용하다고 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권6B호
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• pp.605-612
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• 2006

본 연구(II)에서는 2002년 8월 집중호우시 낙동강 유역에 대하여 강우예측 신경망 모형을 적용하였다. 예측된 3시간 선행 강우량은 실제 관측된 강우량의 패턴을 잘 따르고 있었으며, 기존의 연구와 비교하여 선행시간을 감안하면 강우예측의 정확성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 또한 동일한 유역의 실제 제방붕괴에 따른 범랑양상을 모의하였다. 이때 예측된 강우량 자료는 유역에서의 홍수량 산정을 위한 기본자료로 이용되었으며, 유역에서의 홍수량은 하도 및 제내지에서의 홍수범람 모의를 위한 경계조건으로 이용되었다. 모의결과는 실제 범람흔적과 하천에서의 홍수위 자료와 비교하여 잘 일치되고 있음을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해서 집중호우나 태풍과 같은 이상강우의 강우예측에 대한 인공위성 자료의 실질적인 활용성을 제공하였으며, 위성자료를 이용한 강우예측 기법과 연계하여 국내 실정에 맞는 홍수유출 및 홍수범람 모형의 개발을 통합함으로써 홍수재해에서의 강우, 유출, 범람에 대한 체계적인 실무적용에 사용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.999-1012
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• 2003

본 논문의 목적은 위성영상 피복분류항목에 대해 통계적 접근법으로부터 산정된 유출곡선지수(CN)를 이용하여 계산 유효우량과 관측 유효우량을 비교함으로써 그 적용성을 검토하는데 있다. 검정을 위한 적용대상지역은 경안천 수위지점 상류유역, 백옥포 수위지점 상류유역, 괴산댐 수위지점 상류유역으로 선정하였으며 각 지역별로 4개의 홍수사상을 선정하였다. CN 값 산정을 위해 2000년에 획득된 Landsat-7 ETM 영상을 이용하여 토지이용도를 구축하였으며 개략토양도로부터 수문학적 토양군을 구축하였다. 유역평균 CN 값은 대상지역별로 71, 63, 66으로 나타났으며 계산 유효우량과 관측 유효우량의 비교결과 약30% 이내의 일정수준의 오차를 가지는 것으로 나타났다. 따라서 위성영상을 이용하여 미계측 유역의 CN 값 산정시 본 논문 I에서 개발한 CN 값을 적용함으로서 기존의 방법에 비해 보다 객관적인 값을 제시해줄 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.252-252
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• 2011

Rainfall-runoff models are calibrated and validated by using a same data set such as observations. The past climate change effects the present rainfall pattern and also will effect on the future. To predict rainfall-runoff more preciously we have to consider the climate change pattern in the past, present and the future time. Thus, in this study, the climate change represents changes in mean precipitation and standard deviation in different patterns. In some river basins, there is no enough length of data for the analysis. Therefore, we have to generate the synthetic data using proper distribution for calculation of precipitation based on the observed data. In this study, Kajiyama model is used to analyze the runoff in the dry and the wet period, separately. Mean and standard deviation are used for generating precipitation from the gamma distribution. Twenty hypothetical scenarios are considered to show the climate change conditions. The mean precipitation are changed by -20%, -10%, 0%, +10% and +20% for the data generation with keeping the standard deviation constant in the wet and the dry period respectively. Similarly, the standard deviations of precipitation are changed by -20%, -10%, 0%, +10% and +20% keeping the mean value of precipitation constant for the wet and the dry period sequentially. In the wet period, when the standard deviation value varies then the mean NSE ratio is more fluctuate rather than the dry period. On the other hand, the mean NSE ratio in some extent is more fluctuate in the wet period and sometimes in the dry period, if the mean value of precipitation varies while keeping the standard deviation constant.

• 한국농림기상학회지
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• 제11권4호
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• pp.247-251
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• 2009

강우가 토양 호흡에 미치는 영향을 평가하기 위해, 일본 서부에 위치한 활엽수림에서 2001년 2월 20일부터 11월 19일까지 강우를 차단한 상태에서 토양 $CO_2$ 플럭스를 측정하였다. 강우가 차단된 관측지의 토양 호흡($F_c$)의 일변화는 0.2m 깊이의 토양 온도의 일변화와 매우 비슷하였으며, 자정에 최고값을 보이고 정오에서 이른 오후 사이에 최저값을 나타내었다. 이러한 뚜렷한 일변화 패턴은 같은 관측지에서 강우가 차단되지 않은 상태에서 관측된 선행연구의 결과(뚜렷한 일변화의 부재)와 대조되었다. 또한, 자연상태의 가능토양호흡(potential soil respiration, $F_{cal}$)의 크기와 비교할 때, 강우가 차단된 관측지의 토양호흡은 매우 큰 차이(예를 들면, 토양수분이이 부족할 때 약 50% 감소)를 보였다. 이 연구결과는 강우가 토양 $CO_2$ 플럭스의 크기뿐만이 아니라 토양온도의 연직 프로파일을 바꿈으로써 토양호흡의 일변화 양상에도 영향을 미침을 보여준다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5B호
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• pp.515-524
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• 2008

합리적인 수공구조물의 설계를 위해서는 안정적인 확률강우량을 산정하는 것은 가장 중요한 과정 중의 하나이다. 확률강우량은 강우관측소에서 관측된 강우자료로부터 각 지속기간에 해당하는 연최대치 강우계열을 구성한 자료의 빈도해석을 통해 산정하게 된다. 연최대치 강우 계열은 대부분 시간강우량 또는 일강우량 자료를 통해 추출하므로, 적절한 고정시간-임의시간 환산계수를 연최대치 강우 계열에 반영할 필요성이 있다. 따라서 본 연구에서는 기상청에서 관측한 37개 지점의 분단위 강우자료와 시간 및 일 단위 강우자료를 활용하여 지속기간별로 고정시간-임의시간 환산계수를 추정하였다. 또한, 추정된 환산계수를 회귀분석하여 지속기간에 따른 고정시간-임의시간 환산계수의 회귀식을 유도하였다. 추정된 환산계수를 연최대치 강우 자료에 반영함으로써 보다 안정적인 확률강우량을 산정하는 기초자료로 활용할 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제14권2호
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• pp.243-254
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• 2012

최근 강우의 공간분포와 이동 및 발달상황을 파악할 수 있는 레이더강우 자료의 활용이 수문학분야에서 주목받고 있지만, 레이더 강우자료는 지상강우자료와 비교하여 자료의 신뢰성 확보가 되지 않아 실제 자료의 운용 및 적용에 어려움이 있다. 따라서 수문해석 분야에서는 레이더 강우를 활용하기 위해 레이더강우를 지상강우와 합성하여 보정하고 있다. 본 연구에서는 MFB(Mean-Field Bias)보정기법과 SOA(Statistical Objective Analysis)보정기법을 이용해 2010년 8월의 강우사상에 대하여 시공간 분포를 적절하게 표현할 수 있는 격자형 레이더 강우시계열자료를 생성하였다. 또한, 기존의 집중형 수문모형보다 유역내의 공간적인 유량변동을 보다 상세하게 고려할 수 있는 격자기반의 분포형모형(Vflo)을 국내 유역(낙동강권역 : 감천유역($1005km^2$))에 적용하여, 모의유출량과 관측유출량의 비교를 통해 레이더강우자료의 활용성 및 보정방법의 정확도를 평가하고자 하였다. 각 보정방법에 의한 첨두유량 오차는 20% 내외, 모델효율은 60~80% 수준으로 나타났으며, 특히 SOA방법을 통해 보정된 격자형 레이더 강우자료는 유출모형의 입력 자료로서 수문학적 활용성이 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.770-774
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• 2006

The determination of feasible design flood is the most important to control flood damage in river management. Model parameters should be calibrated using observed discharge but due to deficiency of observed data the parameters have been adopted by engineer's empirical sense. Storage coefficient in the Clark unit hydrograph method mainly affects magnitude of peak flood. This study is to estimate the storage coefficients based on the observed rainfall-runoff events at the four stage stations in the Hantan river basin. Model calibration is the process of adjusting model parameter values until model results match historical data. An objective function which is the percent difference between the observed and computed peak flows is available for measuring the goodness-of-fit between computed and observed hydrographs. By sensitivity analysis for the storage coefficient, it has been shown that the storage coefficients affect the peak flows. The Clark parameters adopted in the River Rectification Basic Plan have been estimated through an iterative process designed to produce a hydrograph with the peak flow.