• 제목/요약/키워드: actual evapotranspiration

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NOAA/AVHRR 위성영상을 이용한 한반도 증발산량 산정 (Estimation of Spatial Evapotranspiration of Korean Peninsula using NOAA/AVHRR Satellite Images)

  • 권형중;임혁진;신사철;김성준
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 2003년도 학술발표논문집
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    • pp.239-242
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    • 2003
  • The purpose of this study is to estimate monthly evapotranspiration (ET) using normalized difference vegetation index (NDVI) from NOAA/AVHRR Korea peninsula images. Morton actual ET for land surface conditions was evaluated by using 73 daily meteorological data, and the monthly averaged Morton ETs for each land cover were compared with the monthly maximum NDVIs of a year, 2001. There was a high correlation between monthly maximum NDVI and monthly averaged Morton ET. It was concluded that the monthly ET can be estimated from the NDVI information of NOAA/AVHRR.

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Estimation of Water Balance based on Satelite Date in the Korean Peninsula

  • Shin, Sha-Chul;Sawamoto masaki, Sawamoto-Masaki
    • Korean Journal of Hydrosciences
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    • 제8권
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    • pp.97-110
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    • 1997
  • Quantifying water balance components is crucial to understanding the basic hydrology and hydrochemistry. An importance of water balace studies has been emphasized from the need to grasp the actual condition of water resources and environmental changes including climatic changes. This paper proposes a method for evaluating water balance components based on the vegetation monitor using remote sensing data. Here, the evapotranspiration model adopts a direct method by using NDVI(Normalized Difference Vegetation Index) calculated from NOAA/AVHRR data and a detailed descriptionof water balance by using the evapotranspiration over the Korean Peninsula. In the study, areal distribution data sets of water balance components are produced using NDVI and a simplified water balance model. This method enables one to discuss the hydrological problems for North Korea where insufficient meteorological and hydrological data exist. The results obtained indicate the specific regional features on water inventory and fluctuation in water balance.

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Reassessment on SEBAL Algorithm and MODIS Products

  • 오랑치맥 솜야;권현한;김현묵;김윤희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.230-230
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    • 2016
  • Hydrological modeling is a very complex task dealing with multi-source of data, but it can be potentially benefited from recent improvements and developments in remote sensing. The estimation of actual land surface evapotranspiration (ET), an important variable in water management, has become possible based entirely on satellite data. This study adopted a Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) with the use of MODerate Resolution Imaging Spectrometer (MODIS) satellite products. The SEBAL model is one of the commonly used approach for the ET estimation. A primary advantage of the SEBAL model is rather its minimum requirement for ground-based weather data. The MODIS provides ET (MOD16) product that is based on the Penman-Monteith equation. This study aims to further develop the SEBAL model by employing a more rigorous parameterization scheme including the estimation of uncertainty associated with parameter and model selection in regression model. Finally, the proposed model is compared with the existing approaches and comprehensive discussion is then provided.

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설마천유역 혼효림에서 실측된 증발산과 토양수분을 이용한 SWAT모형의 적용성 평가 (Evaluation of Evapotranspiration and Soil Moisture of SWAT Simulation for Mixed Forest in the Seolmacheon Catchment)

  • 조형경;이지완;신형진;박근애;김성준
    • 한국농림기상학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.289-297
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    • 2010
  • 국내 수문관측자료의 부족으로SWAT(Soil Water Assessment Tool) 모형의 적용성 평가는 대부분 유출자료만을 사용하여 이루어진다. 본 연구는 실측된 여러 수문자료가 SWAT수문모형의 불확실성 및 오차의 감소를 위해 어떻게 이용될 수 있는 지에 대하여 알아보고자 하였다. 이를 위해 전형적인 산지 유역인 설마천 유역을 대상으로 준분포형 장기강우유출모형인 SWAT 모형을 적용하여 수문성분의 특성을 살펴보았다. 먼저 모형의 입력자료인 기상자료 및 지형자료를 획득하여 구축하였고, 모형의 검 보정 위하여 유출, 증발산, 토양수분 실측자료를 획득하였다. SWAT 모형은 유츨량, 증발산, 토양수분 자료가 동시에 측정된 2007년 자료를 사용하여 보정된 후, SWAT 모형의 모의값은 유출량은 2003~2008년, 증발산과 토양수분은 2008년의 관측값과 비교, 분석한 뒤 전체적인 검증을 통해 모형의 적용성 평가를 실시하였다. 유출량의 검 보정 이용한 모의결과보다 다른 실측자료를 이용한 모의결과가 신뢰성이 높게 나타났다(결정계수($R^2$) 상향: 유출량은 0.72에서 0.76, 토양수분은 0.49에서 0.59, 증발산은 0.52에서 0.59). 유역의 실제적인 상황을 근접하게 모의하기 위해서는 다른 수문성분의 정확하고 신뢰성 있는 자료의 구축과 적용이 매우 중요하다고 판단된다.

기상자료(氣象資料)에 의(依)한 배추 생육시기별(生育時期別) 토양수분(土壤水分), 증발산량(蒸發散量) 및 수량(收量)의 추정모형(推定模型) (Modeling of Estimating Soil Moisture, Evapotranspiration and Yield of Chinese Cabbages from Meteorological Data at Different Growth Stages)

  • 임정남;류순호
    • 한국토양비료학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.386-408
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    • 1988
  • 본(本) 연구(硏究)는 배추를 대상(對象)으로 1986년(年)부터 1986년(年)까지 6년간 Lysimeter시험(試驗)과 포장시험(圃場試驗)을 통하여 기상자료(氣象資料)로 부터 생육시기별(生育時期別) 증발산량(蒸發散量)과 수량(收量)을 추정(推定)하는 모형(模型)을 개발(開發)할 목적(目的)으로 실시(實施)하였다. Lysimeter 시험(試驗)에서는 잠재증발산량(潛在蒸發散量)과 최대증발산량(最大蒸發散量)을 측정(測定)하였고, 관개포장시험(灌漑圃場試驗)에서는 시기별(時期別) 토양수분(土壤水分)을 측정(測定)하여 실증발산량(實蒸發散量)을 계산(計算)하고 수량(收量)을 조사(調査)하였다. 시험(試驗)을 통(通)하여 얻어진 성적(成績)과 기상자료(氣象資料)의 상호관계(相互關係)를 다각적(多角的)으로 비교(比較)하여 증발산량(蒸發散量)과 수량추정모형(收量推定模型)을 설정(設定)하고 검정(檢定)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 잠재증발산(潛在蒸發散)의 5년간(年間) 측정치(測定値)의 평균치(平均値)는 4월초순(月初旬) 2.38mm/day 에서 시일(時日)이 경과(經過)함에 따라 점점(漸漸) 증가(增加)되어 6월중순(月中旬)에 3.98로 최고치(最高値)를 보이고 다시 감소(減少)되어 11월중순(月中旬)에는 1.06으로 떨어졌다. 기존(旣存) 공식(公式)에 의한 잠재증발산추정치(潛在蒸發散推定値)는 실측치(實測値)에 비(比)하여 Penman법(法), Radiation법(法), Blaney-Criddle법(法)은 과다(過多)하게 추정(推定)되고, Pan evaporation법(法)은 과소(過少)하게 추정(推定)되는 경향을 보였다. 추정치(推定値)와 실측치간(實測値間)에는 전체적(全體的)으로 보아 고도(高度)의 유의(有意)한 상관(相關)이 있었으나, Blaney-Criddle법(法)은 7, 8월(月)에 상관(相關)이 없다는 것이 특이(特異)하였다. 2. 기상요인중(氣象要因中) 잠재증발산량실측치(潛在蒸發散量實測値)와 유의(有意)한 상관(相關)이 있는 것은 기온(氣溫), 대기포차(大氣飽差), 일조시수(日照時數), 일사량(日射量), Pan증발량(蒸發量)이었으며, 이들 요인(要因)을 고려(考慮)한 다중회귀식(多重回歸式)은 PET산정식(算定式)으로 활용(活用)이 가능(可能)하였다. 잠재증발산량(潛在蒸發散量) 추정모형(推定模型)으로서는 Pan 증발량(蒸發量)(Eo)을 사용(使用)한 회귀식(回歸式)이 가장 간편(簡便)하고 정확(正確)하였다. PET= 0.712 + 0.705 Eo 3. 잠재증발산량(潛在蒸發散量)에 대한 최대증발량(最大蒸發量)(ETm)의 비(比)로 정의(定義)된 작물계수(作物係數)(Kc)는 배추생육초기(生育初期)에 0.5~0.7 범위(範圍)이었으며, 생육중기(生育中期)부터는 0.9~1.2범위(範圍)로 유지(維持)되었다. 작물계수(作物係數)는 생육진도(生育進度)(G ; 0~1.0)의 2차함수(次函數)로부터 추정(推定)할 수 있었다. 봄배추 : $$Kc=0.598+0.959G-0.501G^2$$ 가을배추 : $$Kc=0.402+1.887G-1.432G^2$$ 4. 최대증발산량(最大蒸發散量)에 대(對)한 실증발산량(實蒸發散量)의 비(比)로 정의(定義)된 토양수분계수(土壤水分係數)(Kf)는 근권(根圈)의 유효수분률(有效水分率)(f)이 임계치(臨界値)(fp)이상(以上)에서는 1.0 수준(水準)으로 유지(維持)되다가 그 이하(以下) 에서는 f에 따라 직선적(直線的)으로 감소(減少)되었다. Kc와 f와의 관계(關係)에 있어서 fp와 직선함수(直線函數)의 기울기는 재배시기(栽培時期)와 PET에 따라 각각 다르게 나타났다. Kf=1.0, if $$f{\geq}fp$$ $$Kf=a+b{\cdot}f$$, if f<fp 5. 층위별(層位別) 토양수분함량(土壤水分含量)으로부더 근권(根圈)의 물보유량변화(保有量變化)(${\Delta}S$) 계산(計算)에 있어서 모관수(毛管水)의 상승(上昇)과 배수량(排水量)은 무시(無視)할 정도(程度)로 적었다. 침투량(浸透量)(I)이 있을때 표토(表土) 5cm에 보유(保有)되었다가 증발(蒸發)되어 버리는 물량(量)(Es)은 실증발산(實蒸發散) 추정한형(推定漢型)에서 별도로 고여(考濾)되어야 하며, Es는 근권(根圈)의 유효수분율(有效水分率)로부터 추정(推定)된 표사(表士) 5cm에서 증발가능(蒸發可能)한 최대(最大) 물량(Esm)과 I을 비교(比較)하여 결정(決定)할 수 있었다. Es = I if I < Esm Es = Esm if < Esm 380 6. 실증발산최(實蒸發散最)(ETa) 추정모형(推定模型)은 물수지식(收支式)에 근거(根據)하여, 모관수(毛管水)의 상하이동양(上下移動量)은 무시(無視)하고 잠재증발산양(潛在蒸發散量)(PET), Kc, Kf, Es를 고려(考慮)하여 아래식(式)으로 설정(設定)되었다. $$ETa=PET{\cdot}Kc{\cdot}Kf+Es$$ 7.배추의 상대수양(相對收量)(Y/Ym) 추정모형(推定模型)은 재배기간중(栽培期間中)의 ETa의 대수함수(對數函數)의 형태(形態)로 설정(設定)되었다. $$Y/Ym=a+b{\cdot}{\ell}n(ETa)$$ 봄배추 : a=0.07, b =0.73 가을배추 : a=0.37, b =0.66 8. 설정(設定)된 모형(模型)에 의해 추정(推定)된 실증발산양(實蒸發散量)과 상대수양(相對收量)을 실측치(實測値)와 비교(比較)하여 본 결과(結果), 실증발산추정치(實蒸發散推定値)의 평균편차(平均偏差)는 봄배추에서는 0.29mm/day, 가을배추에서는 0.19mm/day이었으며, 상대수양추정치(相對收量推定値)의 평균편차(平均偏差)는 봄배추에서는 0.14, 가을배추에서는 0.09이었다. 9. 모형설정(模型設定)이 완료(完了)된 이후(以後) 별도(別途)로 3작기(作期)에 대(對)한 실측치(實測値)와 추정치간(推定値間)의 편차(偏差)도 모형설정기간(模型設定期間)의 것보다 오히려 더 적게 나오는 경향(傾向)을 보였다. 따라서 본추정모형(本推定模型)은 실제(實際) 활용가치(活用價値)가 있다고 판단(判斷)된다.

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밭 관개의 계획용수량 및 시설용량의 정립에 관한 연구 -증발산량 실측에 의한 밭용수량의 추정에 관하여- (Study on the Establishment of Project Duty of Water and Facility Capacity in Upland Irrigation - On the Estimation of Duty of Water for the Upland Crops by the Measurement of Evapotranspiration -)

  • 김시원;김선주
    • 한국농공학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.23-44
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    • 1988
  • The evaportranspiration of upland crops was measured by four types of lysimeter and water consumption characteristics together with the optimum irrigation point by the crops was defind. Among the evapotranspiration estimation formulas, the constant of wind function in the modified Penman equation was corrected to agree with the meteorological conditions of Korea. The evapotranspiration of the crops in the project standard year was estimated according to the cropping system of the project area in Chungju, and from the estimated evapotras - spiration, net duty of water per one time and irrigation in tervals were investigated. The results obtained are summarized as follows: 1. The evapotranspiration of the same crop measured at the same plot was slightly different by the lysimetric methods, and among the four types of lysimeter, the accuracy of the floating lysimeter was the highest. 2. The yields among the watering treatments showed the significance of 5% in the expe- riment with red cabbage and Chinese cabbage, and significance of 1% in the crisphead lettuce, and the optimum irrigation point for the tested crops was defined ad pF 2.0 by the least squre difference test. 3. The evapotranspiration of the crops in the mid-season stage showed maximum among the growing stages, and the average daily evapotranspiration by the crops over the growing seasons of cabbage, crisphead lettuce, Chinese cabbage, summer cucumber, tornato, salary and autumn cucumber was 4.18mm, 4.77mm, 3.9qrnm, 5.68mnn, joonim, 4.26mm and 3.3qrnn, respectively. 4. From the investigated soil moisture extration pattern(SMEP) of the crisphead lettuce, cucumber and tomato, the proportion of the first layer in the initial stage showed over so%, and the SMEP of the lowest fourth layer during the late-season stage in the experiment cabbage and Chinese cabbage was 15.8% and 16.9, respectively, with showed that the root elongated th the lowest soil layer. 5. The total available moisture(TAM) of clay loam was 21.2-23.3mm and that of sandy loam was 16.1 - 19.0mm under the optimum irrigation point of pF. 2.0, and the total readily available moisture( TRAM) of the crops cultivated in the clay loam soil was larger than that cultivated in the sandy loam soil, and the TRAM during the mid-and late-season were larger than that of the inital and crop development stage. 6. The estimated evapotranspration by the corrected Pennam equation, whkh corrected the constant of the wind function in the modified Penman equation, was nearly agreed with the actually measured evaporanspiration of grass. 7. Among the several evaportranspiration estimation methods, the evapotranspiration es- timated by the corrected Pennam equation was closed to the actual evapotranspiration of reference crop (grass) evapotranspiration, therefore it is suggested to use the corrected Penman equation to determine the duty of water of corps. 8. The average crop coefficient (Kc) of cabbage by the corrected Penman equation was 0.94 and that of crisphead lettuce, summer cucumber, tomato, salary, Chinese cabbage and autumn cucumber was 1.07, 1.22, 1.02, 1.01, 1.35, 1.09, respectively 9. The estimated total evapotranspiration of cabbage in the project area( Chungju) by the corrected Penman equation was 223.9mm and that of crisphead lettuce, Chinese cabbage, summer cucumber, tomato, salary and auturun cucumber was 215.7mm, 205.9mm, 359.Omrn, 300.9mm, 332.lmm and 202.7mm, respectively. 10. The net duty of water per one time of the crops cultivated in the sandy loam soil, and the net duty of water per one time in the mid-season & late-season showed larger than that of the initial stage. 11. The shortest irrigation interval of cabbage in the project area was 4.2 days, and that of crisphead lettuce, Chinese cabbage, cucumber, tomato and salary was 1.2days, 2.3days, 1.8days, 2.2days and 2.7days, respectively.

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배추의 최적급수계획 연구 (A Study on the Optimal Irrigation Scheduling of Chinese cabbage)

  • 정하우;박상현
    • 한국농공학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.50-58
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    • 1989
  • An approach to irrigation scheduling for chinese caggage is presented, and a crop yield response function to soil moisure is derived from irrigation experiments, based on a root- zone water balance method. The paper concludes that crop yield can be estimated by allowable depletion and actual evapotranspiration in 3 cropping stages, and presents the optimal allowalbe depletion, irriga- tion frequency and the amount of irrigation water to get the maximum crop yield and opti- mal irrigation policy.

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연별 및 월별 FAO Penman-Monteith 기준증발산 추세 분석 (Trends of Annual and Monthly FAO Penman-Monteith Reference Evapotranspiration)

  • 임창수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권1B호
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    • pp.65-77
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    • 2008
  • 본 연구에서는 지리 및 지형적 특성과 도시화에 따른 기후변화가 기준증발산량에 미치는 영향을 파악하기 위하여 FAO P-M 기준증발산식을 이용하여 연별 및 각 월별 기준증발산량과 기준증발산식의 에너지항 및 공기동력항 변화추세를 분석하였다. 추세분석을 위하여 전국 21개 연구지역에서 일별 기후자료를 수집하여 Spearman 순위상관분석, Sen분석(Sen's estimator of slope) 그리고 실제변화율분석과 선형회귀분석 등을 실시하였다. 또한 도시지역 특성에 따라 21개 연구지역을 군집화하였고, 각 군집에 따른 기준증발산과 기준증발산식의 에너지항 및 공기동력항의 변화를 분석하였다. 연구결과에 의하면 도시화정도는 기준증발산, 에너지항 및 공기동력항의 변화추세 및 크기에 밀접한 영향이 있으나, 변화추세 정도(Sen's slope)에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 에너지항의 경우 해안지역에서는 주로 증가추세를 보이는 반면, 내륙지역에서는 일부 월을 제외하고 감소추세를 보이고 있다. 또한 지역 경사도는 에너지항보다는 공기동력항 변화추세 정도(Sen's slope)에 더 큰 영향력을 보이는 것으로 판단된다. 공기동력항의 경우 해안 및 내륙지역에서 증가추세를 보이고 있고, 내륙지역이 해안지역보다 더 큰 공기동력항의 증가추세를 보이고 있다.

기후학적 물수지에 의한 유역의 건조 및 습윤 상황 감시 기법 개발 (Development of a Monitoring Technique of Dryness and Wetness in Watershed using Climatic Water Budget)

  • 신사철;황만하;고익환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권2호
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    • pp.173-184
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    • 2008
  • 본 연구에서는 기후학적 물수지 방법을 실제 유역에 적용하여 유역 상황을 모니터링하는 방법으로 구축하였다. 이 기후학적 물수지로부터 생성되는 과잉수분량은 유역에서의 지표면 유출 성분을 반영하여 홍수유출의 유추, 치수 구조물의 설치 및 운영에 관한 지표로 활용할 수 있으며, 부족수분량은 가뭄에 대한 정보를 취득할 수 있음을 알 수 있었다. 특히 이러한 두 가지 지표를 합성하여 얻어지는 습윤지표는 유역의 습윤상황뿐만 아니라 건조상황까지도 고려할 수 있으며, 이로부터 2001년 실제 가뭄현상에 대한 분석을 실시한 결과 이 습윤지표가 실제 현상을 잘 반영하고 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 유역의 습윤 및 건조상황 감시를 위하여 NOAA/AVHRR자료에 근거한 증발산량 산정결과를 토대로 지표면의 건습을 평가하였으며, 이러한 위성자료의 이용이 가뭄이 되풀이 되고 있는 우리나라에서 가뭄의 조기경보를 위해 효과적인 도구로서 이용될 수 있음을 확인하였다.

산림식생에 따른 유역 물수지 영향 평가 (Assessment of Forest Vegetation Effect on Water Balance in a Watershed)

  • 김철겸;김남원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제37권9호
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    • pp.737-744
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    • 2004
  • 본 연구에서는 산림식생에 따른 장기적인 측면에서의 유역 물수지 영향을 살펴보기 위하여 보청천 유역을 대상유역으로 선정하고, 준분포형 매개변수 모형인 SWAT 모형을 적용하여, 침엽수와 활엽수에 따른 증발산, 지표유출, 중간유출, 기저유출, 총 유출의 차이를 검토하였다. 먼저 SWAT 모형내 식생 생장 알고리즘을 수정하여 연중 일정한 엽면적지수를 갖는 국내 침엽수림의 생장 특성을 반영할 수 있도록 하였으며, 대상유역을 하나의 토지피복을 갖는 가상의 유역으로 설정한 후, 수정된 SWAT 모형을 적용하여 각 물수지 요소 변화를 모의한 결과, 침엽수가 활엽수에 비해 증발산 증가 및 유출 감소에 더 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나, 보다 정량적인 규명과 유출모형의 불확실성을 보완하기 위해서는 수종 외에 수령, 식재밀도, 식재위치, 토양특성자료 등 다양한 조건이 충분히 고려되어야 할 것이다.