• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.8
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• pp.747-755
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• 2010

Distributed Models have relative weak points due to the amount of computer memory and calculation time required for calculating water flow using a numerical analysis based on kinematic wave theory when compared to the conceptual models used so far. Typically, the distributed models have been mainly applied to small basins. It was necessary to decrease the resolution of the grid to make it applicable for large scale watersheds, and because it would take up too much time to calculate using a higher resolution. That has been one of the more difficult factors in applying the model for actual work. In this paper, MPI (Message Passing Interface) technique was applied to solve the problem of calculation time as it is one of the demerits of the distributed model for performing physical and complicated numerical calculations for large scale watersheds. The comparison studies were performed a single domain and a divided small domain in Yongdam Dam watershed in case of typoon 'Ewiniar' at 2006. They were compared to analyze the application effects of parallelization technique. As a result, a maximum of 10 times the amount of calculation time was saved but keeping the level of quality for discharge by using parallelization code rather than a single processor.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.6 s.155
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• pp.495-504
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• 2005

The objective of this study is to estimate the impacts of land cover change on the runoff behavior using Hydrologic Simulation Program-Fortran (HSPF) model and Landsat images. Land cover maps were prepared using three every ten years from 1980 to 2000 of the upper watershed ($258\;km^2$) of Gyeongan stream. Hydrologic parameters of HSPF were calibrated using observed data (1999 - 2000) and validated using observed data (2001, 2003) at Gyeongan gauge station. The simulation results showed that runoff volume and peak rate increased as $15.0\;km^2$ forest areas decreased and $19.3\;km^2$ urban areas increased for 20 years land use changes. The runoff volume showed a higher rate of increase in wet year (2003, 1709.4 mm) than in dry year (2001, 871.2 mm). The peak runoff increased $13.3\;\%$ in normal year (2000, 1257.3 mm) because the year has the highest rain intensity (241.3 mm/hr) among the test years. The runoff volume of a dry season and a wet season (May - September) in normal year 2000 increased $4.4\;\%$ and decreased $8.1\;\%$, respectively.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.8 s.157
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• pp.605-616
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• 2005

In this paper, runoff curve numbers (CN's) for a small forested mountainous catchment are estimated using rainfall-runoff data measured at Sulma experimental catchment every 10 minutes and a new guideline for applying the antecedent rainfall conditions (ARC's) for small mountainous watersheds in Korea is proposed. Sulma experimental catchment is a typical natural mountainous basin with $97\%$ of forested land cover and CN's are estimated to be in the range between 51 and 89 with median value of 72. The test hypothesis stating as 1-day ARC is better than 5-day ARC in determining CN's for a small mountainous watershed is shown to be acceptable. Also, linear regression equations for the estimation of CN's for small mountainous catchments are proposed. As there is no significant investigations available on CN's for small mountainous catchments, the newly proposed relationships between CN's and ARC may be used as a preliminary guideline to assign CN's for the estimation of floods from rainfall data on mountainous regions.

• Journal of Wetlands Research
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• v.20 no.1
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• pp.94-104
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• 2018

In general, the rainfall-runoff simulation is performed using rainfall data from meteorological and observational rain gauge stations. However, if we only use rainfall data from meteorological and observational rain gauge stations for runoff simulation of a large watershed, the problem in the reliability of the simulated runoff can be occurred. Therefore, this study examined the influence of the rainfall data on the simulated runoff volume by a Semi-distributed model. For this, we used rainfall data from meteorological stations, meteorological and observational stations, and a spatially distributed rainfall data from hypothetical stations obtained by kriging method. And, we estimated the areal rainfall of each sub-basin. Also the estimated areal rainfall and the observed rainfall were compared and we compared the simulated runoff volumes using SWAT model by the rainfall data from meteorological and observational rain gauge stations and runoff volume from the estimated areal rainfall by Kriging method were analyzed. This study was performed to examine the accuracy of calculated runoff volume by spatially distributed areal rainfall. The analysis result of this study showed that runoff volume using areal rainfall is similar to observed runoff volume than runoff volume using the rainfall data of weather and rain gauging station. this means that spatially distributed rainfall reflect the real rainfall pattern.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.6 s.179
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• pp.431-446
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• 2007

Groundwater flow in a basin is greatly affected by many hydrogeological and hydrological characteristics of the basin. A groundwater flow model for the Kap-cheon basin ($area=648.3km^2$) in the Geum river basin was established using MODFLOW by fully considering major features obtained from observed data of 438 wells and 24 streams. Furthermore, spatial groundwater recharge distribution was estimated employing accurately calibrated watershed model developed using SWAT, a physically semi-distributed hydrological model. Model calibration using observed groundwater head data at 86 observation wells yielded the deterministic coefficient of 0.99 and the water budget discrepancy of 0.57%, indicating that the model well represented the regional groundwater flow in the Kap-cheon basin. Model simulation results showed that groundwater flow in the basin was strongly influenced by such factors as topological features, aquifer characteristics and streams. The streams in mountainous areas were found to alternate gaining and losing steams, while the streams in the vicinity of the mid-stream and down-stream, especially near the junction of Kap-cheon and Yudeong-cheon, areas were mostly appeared as gaining streams. Analysis of water budget showed that streams in mountainous areas except for the mid-stream and up-stream of Yudeong-cheon were mostly fed by groundwater recharge while the streams in the mid and down-stream areas were supplied from groundwater inflows from adjacent sub-basins. Hence, it was concluded that the interactions between surface water-groundwater in the Kap-cheon basin would be strongly inter-connected with not only streams but also groundwater flow system itself.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.52 no.11
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• pp.931-940
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• 2019

In hydrologic models, parameters are mainly used to reflect hydrologic elements or to supplement the simplified models. In this process, the proper selection of the parameters in the model can reduce the uncertainty. Accordingly, this study attempted to quantify the uncertainty of SWAT parameters using the General Likelihood Uncertainty Estimation (GLUE). Uncertainty analysis on SWAT parameters was conducted by using the formal and informal likelihood measures. The Lognormal function and Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) were used for formal and informal likelihood, respectively. Subjective factors are included in the selection of the likelihood function and the threshold, but the behavioral models were created by selecting top 30% lognormal for formal likelihood and NSE above 0.5 for informal likelihood. Despite the subjectivity in the selection of the likelihood and the threshold, there was a small difference between the formal and informal likelihoods. In addition, among the SWAT parameters, ALPHA_BF which reflects baseflow characteristics is the most sensitive. Based on this study, if the range of SWAT model parameters satisfying a certain threshold for each watershed is classified, it is expected that users will have more practical or academic access to the SWAT model.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.424-424
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• 2015

본 연구에서는 소유역에서 발생하는 오염물질의 정량화를 위해 오염원 그룹별 발생부하와 배출부하를 분석하고자 하였다. 대상유역은 경기도 가평군 일대이며, 소유역을 8개의 세유역으로 구분하여 발생부하와 배출부하를 산정하였다. 오염원 현황자료는 2012년 전국오염원 조사자료를 기초로 하였으며, 행정구역 단위의 오염원 조사 및 행정구역과 유역의 경계가 일치 하지 않는 경우의 오염원별 점유율은 토지종합정보망(Land Management Information System, LMIS)의 연속지적도 자료를 이용하여 면적비로 산정하였다. 또한 발생원 단위는 실측자료를 우선으로 하되 실측자료가 없는 경우 수질오염총량관리기술지침에서 제시하는 발생원단위를 적용하였다. 대상유역 내에는 산업계, 양식계, 매립계의 오염원은 없었으며, 생활계와 축산계, 토지계 중 축산계의 발생부하량이 BOD, T-N, T-P 모두 가장 높은 것으로 분석되었다. 대상유역의 BOD 발생부하량은 총 891.51kg/day로 산정되었으며, 이 중 축산계가 포함되어 있는 유역의 BOD 발생부하량이 전체의 76.4%에 해당하는 680.70kg/day로 가장 높게 나타났다. 반면, 배출부하량은 생활계, 축산계, 토지계 중 BOD와 T-N은 토지계 배출부하량이 차지하는 비율이 가장 높았으며, T-P의 경우 축산계의 발생부하량이 가장 높은 것으로 나타났다. 유역의 BOD 배출부하량은 총 89.84kg/day로 산정되었으며, 이중 유역 하류에 위치하고 있는 세부 소유역의 BOD 배출부하량이 전체의 30.5%에 해당하는 27.4kg/day로 가장 높게 나타났다. 그러나 총 T-P 발생부하량은 14.12kg/day로 산정되었으며, 축산계가 포함되어 있는 소유역의 T-P 발생부하량은 전체의 64.3%에 해당하는 9.08kg/day로 가장 높았다. 이는 대상유역 내 축산농가의 분뇨가 위탁 처리됨에 따라 발생 부하량에 비해 배출부하량은 상당량 감소하는 것으로 분석되었다. 특히, BOD와 T-N의 경우 축산농가의 영향이 적었지만, T-P의 경우 자연농도가 낮기 때문에 축산농가의 배출부하량이 높은 비중을 차지하는 것으로 판단된다. 그러나 오염원의 정량적인 발생원 규명을 위해서는 오염원 그룹이 포함되어있는 지역에 대하여 장기적인 실측 모니터링 결과를 바탕으로 오염부하를 산정하여 비교?분석하는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.498-498
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• 2016

광역상수원으로 활용되는 주암댐 저수지 및 동복댐 저수지가 위치하고 있는 유역을 대상으로 유역모형을 적용하여 비점오염 저감시설에 따른 수지개선효과를 분석하였다. 주암댐 유역은 보성강 수계에 위치하고 있으며 전체 유역면적은 약 $1,010km^2$으로 담양군, 보성군, 장흥군, 화순군 및 순천시에 걸쳐 위치하고 있다. 비점오염원 설치지점을 고려하기 위하여 소유역별 비점오염원 부하량 산정이 가능하고 BMPs 효과분석 모의가 가능한 HSPF 유역모델을 적용하여 2011~2012년을 대상으로 유량, BOD, TN, TP 재현성을 검증하였다. 29개 소유역별 비점오염원 부하량 평가를 통해 중점관리지역을 선정하였으며 비점오염원 저감시설 설치 시나리오 4개를 적용하여 수질개선 효과를 비교 분석하였다. BOD, TN, TP 모두 주암호 유역 상류에 위치하는 보성강댐 소유역에서 상대적으로 높은 비점오염원 부하량이 유출되는 것으로 분석되었으며 특히, TN에서 가장 뚜렷하게 나타났다. 비점오염 저감시설의 누적유출고와 배수면적을 고려하여 비점오염 저감시설로 저류지를 선정하였으며 누적유출고 5 mm/d와 전체유역면적을 고려한 시나리오 1, 누적유출고 5mm/d와 산림을 제외한 유역면적을 고려한 시나리오 2, 누적유출고 24.5 mm/d와 전체유역면적을 고려한 시나리오 3, 누적유출고 24.5 mm/d와 산림을 제외한 유역면적을 고려한 시나리오 4로 구분하여 적용하였다. BOD의 경우, 2011년 조건에서 시나리오 1은 각 소유역별 평균 13.1%, 시나리오 2는 3.7%, 시나리오 3은 15.8%, 시나리오 4는 4.4%의 비점오염원 부하량 저감효과가 나타났으며 2012년 조건에서는 각 시나리오별로 평균 13.1%, 3.6%, 15.7%, 4.3%의 저감효과가 나타나는 것으로 분석되었다. TN의 경우, 2011년 조건에서 시나리오별로 평균 10.9%, 3.0%, 13.0%, 3.6%, 2012년 조건에서도 유사한 범위로 비점오염원 부하량 저감효과가 분석되었다. TP의 경우, 2011년 조건에서 시나리오별로 평균 13.7%, 3.8%, 16.5%, 4.6%, 2012년 조건에서는 13.7%, 3.8%, 16.4%, 4.6%로 분석되었다. 주암댐 유역의 중점 관리지역을 선정하여 누적유출고 24.5mm/d와 전체유역면적을 고려한 저류지를 설치할 경우 효과가 가장 큰 것으로 나타났으며 평균 BOD 15.8%, TN 13.3%, TP 16.5%의 저감효과로 분석되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.429-429
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• 2018

성덕댐은 기존 농업용 저수지였던 수락저수지를 다목적댐으로 재개발한 우리나라 최초의 사례로 2006년 11월에 착공하였다. 댐재개발 사업은 장랠 물 부족이 예상되나, 현재 마땅한 댐 개발적지가 부족하여 수자원 확보를 위해 기존의 댐을 재개발하는 것으로, 기 개발된 수자원의 활용도 제고 및 환경적으로 건전하고 지속 가능한 수자원을 개발하는 사업을 말한다. 기존의 수락저수지의 재원은 높이 19.0m, 길이 150.0m, 총 저수량 $806,000m^3$이었으며, 성덕다목적댐으로 재개발 되면서 증가된 주요재원은 높이 58.5m, 길이 274.0m, 총 저수량 $27,900,000m^3$이다. 성덕다목적댐 건설이 완료됨에 따라 기존의 농업용수($8,400m^3$/일) 공급뿐만 아니라 하천유지용수 $5,800m^3$/일 및 경북 청송, 영천, 경산지역에 생활용수와 공업용수를 $42,300m^3$/일를 공급할 수 있게 되었으며, 홍수조절용량 $4,200,000m^3$을 확보하여 유역의 홍수예방에도 기여할 수 있다. 댐의 운영기준을 수립하기 위해서는 적어도 20년 이상의 댐 유입량 자료가 필요하지만 성덕댐의 경우 댐 유입량 자료의 확보가 쉽지 않은 상황이다. 이에 K-water에서 개발하고 다양한 다목적 댐 유역에 적용한 경험이 있는 격자기반 강우-유출 모형인 K-DRUM(K-water Distributed Rainfall rUnoff Model)을 이용하여 성덕댐 유역의 장기유출모형을 구축하였다. 격자기반 수문모형의 장점은 공간적인 비균질성을 고려하여 물리적인 유출과정을 모형화할 수 있고, 이로 인해 신뢰성 있는 수문해석이 가능하기 때문이다. 성덕댐 유역의 K-DRUM 모형을 구축하기 위해서 토지이용도, 토양도(종류, 유효토심), 하천차수도, 유역도, 표고분포도 등을 수집하였으며, 격자는 60m의 정사각형 격자로 약 11,500개를 구성하여 적용하였다. 기상자료로는 안동, 의성, 영천 기상대의 강우자료와 안동 기상대의 기상자료를 활용하였다. 모형의 보정을 위해서는 2016년을 시단위로 모의하였으며 성덕댐 유입량와 비교하여 매개변수를 보정하였고, $R^2$는 0.72, NSE는 0.70, RMSE는 1.82로 신뢰도 높은 보정결과를 획득할 수 있었다. 보정된 매개변수를 성덕댐 유역의 장기유출에 적용하였으며, 1997년부터 2017년까지 총 21년 장기유출 모의를 수행하였으며, 모의결과는 댐 운영기준의 기초자료로 활용하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.5
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• pp.321-334
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• 2021

A fixed reflectivity-rainfall relationship approach, such as the Marshall-Palmer relationship, for an entire year and different seasons, can be problematic in cases where the relationship varies spatially and temporally throughout a region. From this perspective, this study explores the use of long-term radar reflectivity for South Korea to obtain a nationwide calibrated Z-R relationship and the associated uncertainties within a Bayesian inference framework. A calibrated spatially structured pattern in the parameters exists, particularly for the wet season and parameter for the dry season. A pronounced region of high values during the wet and dry seasons may be partially associated with storm movements in that season. Overall, the radar rainfall fields based on the proposed modeling procedure are similar to the observed rainfall fields. In contrast, the radar rainfall fields obtained from the existing Marshall-Palmer relationship show a systematic underestimation. In the event of high impact weather, it is expected that the value of national radar resources can be improved by establishing an active watershed-level hydrological analysis system.