• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.9
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• pp.707-718
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• 2004

This study is to analyze the Probable Maximum Flood(PMF) as a part of counterplan for the disaster prevention of hydraulic structures such as dams, according to recent unfavorable weather conditions. During the period of typhoon RUSA in August 2002, the rainfall recorded in Gang-loeng Province was 880mm a day and exceeded the scale of PMP made in 2001. Accordingly, the reconsideration of hydrologic criteria for dam design was inevitable. In the design of dams for flood controls, the design flood must be determined by introducing the concept of maximum values. When the duration of design rainfall is determined, it needs to use the critical duration which causes the maximum flood by the maximum runoff. In this study, we Investigate the variation of critical duration with hydrologic parameters used in three different synthetic unit hydrographs(Clark, Nakayasu and SCS methods). As a result, the total runoff calculated from 24-hour duration is larger than that calculated from the critical duration. We calculate also the hydrographs with three different time distribution models(Huff's 4-quartile, IDF curve and Mononobe) and compare those with measured hydrograph data. From this comparison, we propose that the Huff's 4-quartile model must be used to obtain the desirable data in the hydrologic design of dams.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.168-168
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• 2016

도시화는 수문학적으로 산림이나 농경지와 같은 투수지역을 건물, 도로 등의 불투수 지역으로 변화시키는 것이며, 이로 인하여 홍수파의 도달시간이 줄어들고 첨두유량이 증가하는 등의 수문변화를 수반하게 된다. 도로나 건물 등이 대부분을 차지하고 있는 도시지역에서는 지표면이나 식생으로부터 대기 중으로 방출되는 증발산량이 농촌이나 산림지역보다 상대적으로 적으며, 강우시 토양중의 침투량과 지표면의 저류량도 도시지역에서는 매우 적게 나타난다. 도시화 전 후의 물순환특성을 평가하기 위해서는 도시 개발 전 후의 장단기 수문 관측 결과를 기초로 물순환계를 구성하는 인자간의 관계를 정량적으로 분석하고 물순환계 구성요소의 일부 변화가 다른 부분에 미치는 영향을 평가할 필요가 있다. 즉, 도시화가 물순환 구조 변동에 미치는 영향을 정량적으로 평가함으로써 유역 전체의 건전한 물순환 체계를 유지할 수 있는 대책 수립이 가능하다. 본 연구에서는 판교신도시 개발에 따른 유역에서의 홍수 및 유출특성 변화의 정량적 규명을 목적으로 두고 집중형 모형인 HEC-HMS모형과 물리적 기반의 준분포형 모형인 CAT을 이용하여 판교신도시 개발전의 정량적 물순환 특성을 평가하였다. 대상유역은 지방 2급 하천 탄천의 지류인 운중천, 금토천이 포함된 판교유역이며, 유역면적은 약 $25km^2$이다. 이 중 유역면적의 38 %에 해당하는 지역이 개발되었으며 개발된 지역은 하류부근에 위치한다. 강우자료는 지상 강우관측소인 수원 관측소의 지점강우 자료를 이용하였다. 도시 개발 전 단계에 해당하는 2006년, 2007년 호우사상 중 누적강우량 50 mm 이상인 호우사상을 추출하여 모의를 수행하였다. 유출 특성 분석을 위해 12개의 소유역과 5개의 하도로 구성하였으며 HEC-HMS의 손실량 산정방법으로는 SCS Curve Number법을 사용하였고, 단위도는 Clark 단위 도법을 적용하였다. CAT모형에서 침투는 Rainfall Excess방법, 하도추적은 Muskingum 방법을 적용하였다. 관측치와 모의치의 적합도 검증을 위해 RMSE (Root Mean Square Error), NSE (Nash Sutcliffe Efficiency), $R^2$값을 산정하여 비교 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1807-1811
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• 2006

본 연구에서는 홍수유출예측을 위해서 국제수문계획(IHP) 대표시험유역인 위천유역을 대상으로 집중모형인 HMS모형의 SCS단위도법과 분포모형인 TOPMODEL을 이용하여 홍수유출을 비교분석한 결과 TOPMODEL이 현실에 더욱 적합하였다. TOPMODEL의 매개변수는 물리적 의미를 가지고 있으며, 유천유역의 14개 호우사상으로부터 추정한 매개변수로 다른 5개 호우사상에 적용한 결과 홍수사상을 비교적 정확히 모의한 것으로 봐서 국내 홍수예경보모델의 일부로 사용될 때 그 역할을 훌륭히 수행할 수 있다고 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.1341-1345
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• 2010

본 연구에서는 부산시 44개 지방하천을 대상으로 하여 홍수량 산정지점을 기준으로 175개의 소단위지구의 한계유출량을 산정하기 위하여 지형상관인자를 소단위지구별로 조사하였다. 한편, 한계유효강우는 한계홍수량에 해당하는 돌발홍수능(FFG, Flash Flood Guidance)을 산정하기 위한 전단계로 김홍태(2009) 등이 지형수문단위도 개발에서 제시한 KGCUH 공식을 이용하여 유역규모 $50km^2$을 기준으로 구분하여 적용하였다. 빈도별 지속시간별 한계유효강우를 산정하였으며, SCS유효우량 산정법을 이용하여 부산시 44개 지방하천 175개의 소단위지구별 및 빈도별(2, 10, 30, 50, 80, 100년) 돌발홍수능을 산정하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.942-942
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• 2012

강우-유출에 대한 수문해석에 있어 유효강우량 산정방법으로는 여러 가지가 있으나 국내외로 미농무부(United States Department of Agriculture)에서 제안한 NRCS-CN 방법이 널리 사용되고 있다. SCS-CN 방법은 1개의 매개변수만을 사용하여 방법이 간략하고 유역 토양특성의 반영이 가능하다는 장점이 있으나 공간적 규모에 따른 효과반영이 불가하고 초기손실우량비를 0.2로 고정하는 가정의 문제점 등이 있다. 많은 연구자들이 SCS-CN 방법의 문제점을 보완하고자 다양한 방법을 제시하였으며 특히 Michel 등(2005)은 토양수분계산가정(Soil Moisture Accounting Procedure)에서 유출기준저류고를 새로운 매개변수로 제안하여 초기손실우량비 가정의 불합리성을 개선하고 새로운 AMC 조건식을 산정하였다. 그러나 범용적인 AMC 조건식을 제안하고자 140개 유역에 적용한 결과를 통해 유출기준저류고는 토양의 최대잠재보유수량의 1/3으로 일괄 적용하는 문제점이 있으며, 민감도분석을 통해 전체 결과의 효율이 좋은 값으로 선정하였다. 이에 본 연구에서는 일 단위 집중형 장기유출모형인 GR4J(Ge'nie Rural a' 4 parame'tres Journalier)를 Michel이 제안한 모형을 적용하기 위해 선정하였으며 토양수분계산과정에서 새로운 매개변수인 유출기준저류고를 최적화기법인 화음탐색법을 적용하여 결정하였다. 적용대상은 국내의 달방댐, 횡성댐, 섬진강댐, 청주댐, 대청댐유역에 적용하였으며 본 연구에서 제안한 방법이 강우-유출 결과의 정확성을 향상시키는 것을 볼 수 있었다. 최종적으로 최적화된 유출기준저류고와 유역크기와의 상관성분석을 통하여 관계식을 도출하였다. 토양수분과정에 대한 고려는 유출량을 산정하는 데 있어서 정확성을 높이는 데 기여할 수 있으며 더불어 본 연구에서 제안한 관계식을 통하여 유출기준저류고와 유역특성과의 연관성을 확인할 수 있었다.

• Korean Journal of Soil Science and Fertilizer
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• v.43 no.3
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• pp.363-373
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• 2010

"Curve number" (CN) indicates the runoff potential of an area. The US Soil Conservation Service (SCS)'s CN method is a simple, widely used, and efficient method for estimating the runoff from a rainfall event in a particular area, especially in ungauged basins. The use of soil maps requested from end-users was dominant up to about 80% of total use for estimating CN based rainfall-runoff. This study introduce the use of soil maps with respect to hydrologic and watershed management focused on hydrologic soil group and a case study resulted in assessing effective rainfall and runoff hydrograph based on SCS-CN method in a small watershed. The ratio of distribution areas for hydrologic soil group based on detailed soil map (1:25,000) of Korea were 42.2% (A), 29.4% (B), 18.5% (C), and 9.9% (D) for HSG 1995, and 35.1% (A), 15.7% (B), 5.5% (C), and 43.7% (D) for HSG 2006, respectively. The ratio of D group in HSG 2006 accounted for 43.7% of the total and 34.1% reclassified from A, B, and C groups of HSG 1995. Similarity between HSG 1995 and 2006 was about 55%. Our study area was located in Sosu-myeon, Goesan-gun including an approx. 44 $km^2$-catchment, Chungchungbuk-do. We used a digital elevation model (DEM) to delineate the catchments. The soils were classified into 4 hydrologic soil groups on the basis of measured infiltration rate and a model of the representative soils of the study area reported by Jung et al. 2006. Digital soil maps (1:5,000) were used for classifying hydrologic soil groups on the basis of soil series unit. Using high resolution satellite images, we delineated the boundary of each field or other parcel on computer screen, then surveyed the land use and cover in each. We calculated CN for each and used those data and a land use and cover map and a hydrologic soil map to estimate runoff. CN values, which are ranged from 0 (no runoff) to 100 (all precipitation runs off), of the catchment were 73 by HSG 1995 and 79 by HSG 2006, respectively. Each runoff response, peak runoff and time-to-peak, was examined using the SCS triangular synthetic unit hydrograph, and the results of HSG 2006 showed better agreement with the field observed data than those with use of HSG 1995.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.2
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• pp.404-411
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• 2019

In this study, the HEC-HMS was applied to determine rainfall-runoff processes for the Gokgyuchun basin. Several sub-basins have large-scale reservoirs for agricultural needs and they store large amounts of initial runoff. Three infiltration methods were implemented to reflect the effect of initial loss by reservoirs: 'SCS-CN'(Scheme I), 'SCS-CN' with simple surface method(Scheme II), and 'Initial and Constant rate'(Scheme III). Modeling processes include incorporating three different methods for loss due to infiltration, Clark's UH model for transformation, exponential recession model for baseflow, and Muskingum model for channel routing. The parameters were calibrated using an optimization technique with trial and error method. Performance measures, such as NSE, RAR, and PBIAS, were adopted to aid in the calibration processes. The model performance for those methods was evaluated at Gangcheong station, which is the outlet of study site. Good accuracy in predicting runoff volume and peak flow, and peak time was obtained using the Scheme II and III, considering the initial loss, whereas Scheme I showed low reliability for storms. Scheme III did not show good matches between observed and simulated values for storms with multi peaks. Conclusively, Scheme II provided better results for both single and multi-peak storms. The results of this study can provide a useful tool for decision makers to determine master plans for regional flood control management.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.997-1001
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• 2009

GIS 기반의 HEC-HMS를 이용하여 유량자료가 있는 소하천인 정자천 유역을 대상으로 장기 강우 유출 분석을 하였다. 일반적으로 홍수량 산정은 단기해석으로 분석하나 평 갈수기와 홍수기 때의 하천 유황이 다르기 때문에 매개변수가 불일치할 것이라 생각되고, 이에 대한 보정이 필요한지 판단이 필요하다. 이를 위해 장기 연속모의를 통하여 매개변수의 보정 필요성을 검토하였다. 연구는 수치지도를 조합하여 ARC-VIEW로부터 Map파일 및 Basin파일을 생성하였고, 토지이용도와 토양도를 ARC-VIEW를 이용하여 CN value를 추출하였다. 계산조건중 손실량 산정방법은 SCS Curve Number법으로 하였고, 단위도 방법은 Clark UH법, 하도추적방법은 Muskingum방법, 기저유량산정방법은 Constant monthly로 설정하였다. 유역면적, 도달시간자료, 저류상수 값 등의 추출은 GIS기법을 이용하여 추출하였다. HEC-HMS의 장기 연속모의(Continuous Simulation)로 얻어진 Element Graph를 보면 대략적인 형태가 일치하나 2006년도에 대한 모의에서는 홍수기의 결과만 일치하는 것으로 보이고, 2007년도에 대한 모의에서는 평 갈수기와 홍수기의 그래프 형태가 유사하게 나타났다. 실측 유량보다 유량 값이 약간 크게 산출되어 홍수량 산정에서 볼 때 안정성에 무리가 없다고 판단되지만, 평 갈수기 기간에서 볼 때 연마다 하천의 매개변수가 일치하지 않는다고 생각되며, 홍수 후 유역의 변화로 매개변수가 변화한 것이라 생각된다. 향후 정자천유역의 보다 많은 강우사상과 실측유량을 통해 HEC-HMS의 유출량을 비교 분석하면 보다 더 정확한 해석이 가능할 것이며, 홍수가 빈번한 지역의 경우 유수지의 검토와 저수지의 시간당 방류량을 알 수 있다면 오차의 범위를 줄일 수 있다고 생각된다. 더 나아가 우리나라에 적합한 매개변수와 GIS 프로그램이 개발된다면 보다 쉽고 정확한 해석이 가능할 것이라고 생각된다.

• Water for future
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• v.9 no.2
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• pp.76-86
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• 1976

The 30-year design flood hydrograph for the Musim Representative Basin, one of the study basins of the International Hydrological Program, is synthesized by the method of unit hydrograph. The theory of unit hydrograph has been well known for a long time. However, the synthesis of flood hydrograph by this method for a basin with insufficient hydrologic data is not an easy task and hence, assumptions and engineering judgement must be exercized. In this paper, the problems often encountered in applying the unit hydrograph method are exposed and solved in detail based on the theory and rational judgement. The probability rainfall for Cheonju Station is transposed to the Musim Basin since it has not been analyzed due to short period of rainfall record. The duration of design rainfall was estimated based on the time of concentration for the watershed. The effective rainfall was determined from the design rainfall using the SCS method which is commonly used for a small basin. The spatial distribution of significant storms was expressed as a dimensionless rainfall mass curve and hence, it was possible to determine the hyetograph of effective design storm. To synthesize the direct runoff hydrograph the 15-min. unit hydrograph was derived by the S-Curve method from the 1-hr unit hydrograph which was obtained from the observed rainfall and runoff data, and then it was applied to the design hyetograph. The exsisting maximum groundwater depletion curve was derived by the base flow seperation. Hence, the design flood hydrograph was obtained by superimposing the groundwater depletion curve to the computed direct runoff hydrograph resulting from the design storm.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.941-941
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• 2012

최근 이상기후로 인한 강우량 증가와 집중호우가 빈번히 발생하고 있는 추세이다. 작년 서울지역의 하루 강우량은 301.5mm, 1시간 최대 강우량이 113mm를 기록하였고, 침수와 산사태 인한 인적, 물적 피해가 나타나면서 재해위험이 크고 예측한계를 벗어난 특이기상 발생빈도가 증가했다. 강수일수 또한 1980년대 36일에서 2011년 48일로 빠르게 증가하고 있다. 본 연구에서는 특이기상 발생 원인을 강우량으로 고정하여 확률강우량 증가에 따라 홍수량의 변화양상을 해석하였다. 변화한 홍수량이 홍수위에 미치는 변화양상을 분석하기 위해 금강수계의 무심천유역에 위치한 청주강우관측소를 선정하였고, 대상유역의 확률강우량을 증가시켜 빈도해석을 통한 각각의 재현기간에 발생한 면적확률강우량을 산정하였다. 또한 GIS 프로그램을 이용해 지형인자를 추출하고 추출된 지형인자를 이용하여 매개변수를 산정하였다. HEC-HMS 모형의 계산조건에서 손실우량은 SCS CN, 유출변환은 Clark 단위도법을 적용하였다. 그리고 HEC-RAS 모형에서는 자연하천에 주로 적용하는 부등류 모델링을 수행하여 결과값의 조건별 양상을 분석하였다. 분석결과 확률강우량 증가율에 대한 홍수량은 비슷한 변화율을 보여주었고, 홍수량 증가에 대한 홍수위 변화율은 동일한 비율만큼 반영되지 않음을 판단할 수 있었다.