• 한국물환경학회지
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• 제26권5호
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• pp.802-809
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• 2010

An automatic calibration tool of Hydrological Simulation Program-Fortran (HSPF), Parameter Estimation (PEST) program, was applied at the Imha lake watershed to get optimal hydrological parameters of HSPF. Calibration of HSPF parameters was performed during 2004 ~ 2008 by PEST and validation was carried out to examine the model's ability by using another data set of 1999 ~ 2003. The calibrated HSPF parameters had tendencies to minimize water loss to soil layer by infiltration and deep percolation and to atmosphere by evapotranspiration and maximize runoff rate. The results of calibration indicated that the PEST program could calibrate the hydrological parameters of HSPF with showing 0.83 and 0.97 Nash-Sutcliffe coefficient (NS) for daily and monthly stream flow and -3% of relative error for yearly stream flow. The validation results also represented high model efficiency with showing 0.88 and 0.95, -10% relative error for daily, monthly, and yearly stream flow. These statistical values of daily, monthly, and yearly stream flow for calibration and validation show a 'very good' agreement between observed and simulated values. Overall, the PEST program was useful for automatic calibration of HSPF, and reduced numerous time and effort for model calibration, and improved model setup.

• 물과 미래
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• 제18권3호
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• pp.243-251
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• 1985

우리나라에서 증발량의 시간적 공간적 분포를 4대강 유역과 영동지방으로 나누어 기후자료를 이용하여 분석하고, 호수면 증발량과 증발산위량을 계산하여 다른 증발량 및 강수량과 비교함으로서 지역별 물수지요소의 변화를 조사하였다. 또한 증발에 영향을 미치는 기상요소와의 관계를 분석함으로서 기후관측요소 상호간의 관계를 규명하였다. 소형증발계에 가장 큰 영향을 미치는 기상요소는 일사량이며, 다음은 기온이나 풍속 및 상대습도 등은 그 월별값을 나타낼 때 거의 기여도가 없었다. 소형증발량과 대형증발량 및 호수면증발량은 서로 그 월별값의 상관이 0.90을 상회함으로 어느 한 증발량으로부터 유추할 수 있고, 년 소형증발계에 대한 대형증발량 및 호수면 증발량의 비는 각각 73% 및 55%정도이나, 산지에서는 그보다 약 10% 정도가 낮았다. 증발산위량은 작물생육기에 소형증발량의 약 80%에 달하나 년 평균치는 약 70% 정도이며, 강수량의 40∼60%에 달한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.71-84
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• 1998

낙동강 유역의 저수유출 해석을 위해 IS(integrated snowband) 유역모형이 포함된 SSARR 모형을 적용하였다. IS유역모형은 증발산, 침투 및 장기회귀 지하수 추적기능이 추가된 최신 버전으로서 연물수지분석에 관한 정보가 출력되며 대화식 구동방식인 IA(interactive)방식도 내재되어 있다. 고수시와 저수시 민감한 매개변수를 민감도 분석결과 도출할 수 있었고, 이를 토대로 모형의 보정이 이루어졌다. 7개 제어지점에서 유량의 관측치와 계산치를 비교하여 고수시 상대오차와 저수시 절대오차를 통하여 모형의 검증을 수행하였다. IS 유역모형을 사용하여 월별 물수지 분석을 수행하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권3호
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• pp.41-50
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• 2017

The purpose of this study were to evaluate the effect of best management practices (BMPs) of Haean highland agricultural catchment ($62.8km^2$) under future climate change using SWAT (Soil and Water Assessment Tool). Before future evaluation, the SWAT was setup using 3 years (2009~2011) of observed daily streamflow, suspended solid (SS), total nitrogen (T-N), and total phosphorus (T-P) data at three locations of the catchment. The SWAT was calibrated with average 0.74 Nash and Sutcliffe model efficiency for streamflow, and 0.78, 0.63, and 0.79 determination coefficient ($R^2$) for SS, T-N, and T-P respectively. Under the HadGEM-RA RCP (Representative Concentration Pathway) 4.5 and 8.5 scenarios, the future precipitation and maximum temperature showed maximum increases of 8.3 % and $4.2^{\circ}C$ respectively based on the baseline (1981~2005). The future 2040s and 2080s hydrological components of evapotranspiration, soil moisture, and streamflow showed changes of +3.2~+17.2 %, -0.1~-0.7 %, and -9.1~+8.1 % respectively. The future stream water quality of suspended solid (SS), total nitrogen (T-N), and total phosphorus (T-P) showed changes of -5.8~+29.0 %, -4.5~+2.3 %, and +3.7~+17.4 % respectively. The future SS showed wide range according to streamflow from minus to plus range. We can infer that this was from the increase of long-term rainfall variability in 2040s less rainfalls and 2080s much rainfalls. However, the results showed that the T-P was the future target to manage stream water quality even in 2040s period.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권6호
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• pp.844-847
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• 2010

우리나라의 7지역을 대상으로 하여, 노지재배 고추의 조숙재배와 반촉성 재배의 경우 지역별 및 생육시기별 물요구량의 변화양상을 산정한 결과, 최근 30년간 기상자료 분석에 의한 고추 생육기간인 3월 중순~10월 중순의 일평균 PET는 2.65 mm $day^{-1}$이었다. 반촉성재배 노지 고추는 생육기간 전체 (3월 중순~10월 중순) 평균 일 물요구량이 2.3 mm $day^{-1}$으로 나타났으며, 전 생육기 누적 물요구량 (AWR)은 482.9 mm이었다. 또, 조숙재배 노지 고추는 생육기간 전체 (5월 상순~10월 중순) 평균 일 물요구량은 2.4 mm $day^{-1}$이었으며, 전 생육기 누적 물요구량 (AWR)은 374.9 mm이었다. 고추의 생육단계를 5단계로 나누어서 보면, 생육 중기 (S-3)단계에서 물요구량이 가장 많았다.

• 한국농공학회논문집
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• 제63권4호
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• pp.55-64
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• 2021

The expansion of upland crop cultivation in rice paddy fields is recommended by the Korean government to solve the problem of falling rice price and reduction of rice farmer's income due to oversupply of rice. However, water use efficiency is significantly influenced by the land use change from paddy field to upland. Therefore, this study aimed to evaluate the water budget of soybean grown in using APEX (Agricultural Policy and Environmental eXtender) model. The amount of runoff was measured in a test bed located in Iksan, Jeollabu-do and used to calibrate and validate the simulated runoff by APEX model. From 2019 to 2020, the water budget of soybean grown in uplands were estimated and compared with the one grown in paddy fields. The calibration result of AP EX model for runoff showed that R² (Coefficient of determination) and NSE (Nash-Sutcliffe efficiency) were 0.90 and 0.89, respectively. In addition, the validated results of R² and NSE were 0.81 and 0.62, respectively. The comparative study of each component in water budget showed that the amounts of evapotranspiration and percolation estimated by APEX model were 549.1 mm and 375.8mm, respectively. The direct runoff amount from upland was 390.1 mm, which was less than that from paddy fields. The average amount of irrigation water was 28.7 mm, which was very small compared to the one from paddy fields.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.119-119
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• 2023

본 연구에서는 Terra MODIS(MODerate resolution Imaging Spectroradiometer) 위성영상과 토양수분 부족지수(Soil Water Deficit Index, SWDI)를 이용하여 2012년부터 2022년까지 한반도 전국의 1km 공간 증발산량을 산정하였다. 공간 증발산량을 산정하기 위한 과정은 크게 두 가지로 구분된다. 첫 번째로 MODIS의 LST(Land Surface Temperature), NDVI(Normalized Difference Vegetation Index), 선행강우 및 무강우 누적일수를 이용해 1 km 공간 토양수분을 산정하였다. 농촌진흥청 토양수분관측망 자료 중 토지피복, 토양 속성을 고려하여 선정된 70개소 토양수분 실측데이터와 비교한 결과 지점별 평균 R² 0.63~0.90으로 유의미한 상관성을 나타내었다. 산정된 공간 토양수분은 생장저해수분점과 초기위조점의 관계를 이용한 SWDI로 변환하였다. 두 번째로 순 복사량, 기온 및 NDVI의 적은 수문인자를 통해 증발산량 산정이 가능한 MS-PT(Modified Satellite-based Priestley-Taylor) 모형을 기반으로 계절별 식생과 토양수분 상태를 고려하여 1 km 공간 증발산량을 산정하였다. MS-PT 모형에서 가정한 대기 증발 변수 Diurnal temperature (DT)와 지표 수분의 상관성 문제를 해결하기 위해 DT를 SWDI로 적용하였다. 모형 결과의 검증을 위해 국내 플럭스 타워 (설마천, 청미천, 덕유산) 증발산량 관측자료와의 결정계수(Coefficient of determination, R²), RMSE(Root Mean Square Error) 및 IOA(Index of Agreement)를 산정하였다. 본 연구의 결과로 생산되는 국내 증발산량의 시, 공간적 변동성은 증발산량을 통한 수문학적 가뭄지수 및 급성 가뭄을 파악하는데 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.326-326
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• 2021

장기간에 걸쳐 넓은 지역에 대해 발생하는 가뭄을 예측하기위해 많은 학자들의 기술적, 학술적 시도가 있어왔다. 본 연구에서는 복잡한 시계열을 가진 가뭄을 전망하는 방법 중 시나리오에 기반을 둔 가뭄전망 방법과 실시간으로 가뭄을 예측하는 비시나리오 기반의 방법 등을 이용하여 미래 가뭄전망을 실시했다. 시나리오에 기반을 둔 가뭄전망 방법으로는, 3개월 GCM(General Circulation Model) 예측 결과를 바탕으로 2009년도 PDSI(Palmer Drought Severity Index) 가뭄지수를 산정하여 가뭄심도에 대한 단기예측을 실시하였다. 또, 통계학적 방법과 물리적 모델(Physical model)에 기반을 둔 확정론적 수치해석 방법을 이용하여 비시나리오 기반 가뭄을 예측했다. 기존 가뭄을 통계학적 방법으로 예측하기 위해서 시도된 대표적인 방법으로 ARIMA(Autoregressive Integrated Moving Average) 모델의 예측에 대한 한계를 극복하기위해 서포트 벡터 회귀(support vector regression, SVR)와 웨이블릿(wavelet neural network) 신경망을 이용해 SPI를 측정하였다. 최적모델구조는 RMSE(root mean square error), MAE(mean absolute error) 및 R(correlation Coefficient)를 통해 선정하였고, 1-6개월의 선행예보 시간을 갖고 가뭄을 전망하였다. 그리고 SPI를 이용하여, 마코프 연쇄(Markov chain) 및 대수선형모델(log-linear model)을 적용하여 SPI기반 가뭄예측의 정확도를 검증하였으며, 터키의 아나톨리아(Anatolia) 지역을 대상으로 뉴로퍼지모델(Neuro-Fuzzy)을 적용하여 1964-2006년 기간의 월평균 강수량과 SPI를 바탕으로 가뭄을 예측하였다. 가뭄 빈도와 패턴이 불규칙적으로 변하며 지역별 강수량의 양극화가 심화됨에 따라 가뭄예측의 정확도를 높여야 하는 요구가 커지고 있다. 본 연구에서는 복잡하고 비선형성으로 이루어진 가뭄 패턴을 기상학적 가뭄의 정도를 나타내는 표준강수증발지수(SPEI, Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)인 월SPEI와 일SPEI를 기계학습모델에 적용하여 예측개선 모형을 개발하고자 한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제39권4호
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• pp.299-311
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• 2006

본 논문은 비산출률을 모르는 관측정에서 지하수함양량을 산정하기 위해 물수지분석법의 매개변수를 지하수위상 승량으로 추정하는 방법을 제시하고, 제주도 북부지역의 2개 관측정에 적용하였다. 식생근계의 토양에 대한 물수지가 일단위로 분석되었다. 직접유출랑은 SCS방법으로 계산하고, 실제증발산량은 Penman-Monteith식으로 산정한 잠재증발산량에 작물계수와 수분스트레스계수를 곱하여 산정하였다. 강수량과 이전 토양수분량에서 직접유출량과 잠재증발산량을 제하였으며 토양수분보유능을 초과하는 수량을 지하수함양으로 보았다. SCS 유출곡선지수, 토양수분 보유능, 작물계수 등의 매개변수는 강우사상 동안의 함양량과 지하수위상승량의 선형관계를 이용하여 추정하였다. 관측정이 위치한 지점에서 출현가능한 비산출률의 최대한계값($n_m$)을 강수량과 지하수위상승량 관계로부터 유도하였다. 관측된 지하수위상승량과 함양량 계산값의 선형관계로부터 비산출률과 결정계수($R^2$)를 산정하고, 계산된 비산출률이 최대한계값($n_m$)이내에 위치하며 $R^2$이 가장 큰 매개변수값을 모의를 통하여 선정하였다. 사례지역에 적용한 결과 추정된 매개변수로 산정한 함양량이 지하수위상승량의 변동을 81%이상 설명하는 것으로 나타나 지하수위 자료는 지하수함양량 산정을 위한 물수지분석법의 매개변수 추정에 유용한 것으로 판단된다.

• 한국농공학회지
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• 제31권1호
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• pp.31-44
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• 1989

In the vinyl house cultivation, the water consumption, evapotnanspirafion ratio, growth condifion by the growing stages and yields of tomato and cucumber were investigated when they cultivated by nutriculture, rice hull charcoal culture and NFF culture. The results obtained are summarized as follows: 1. The mean air temperature in the vinyl house during the experimental perica j was 1.9$^{\circ}$C higher than the outdoor air temperature, the rrnocirnum and minimum air temperature in the vinyl house was 4.6C and 1.7$^{\circ}$C higher than the outdoor temperature, respectively, and the mean daily evaporation in the vinyl house during the experimental period was 4.3rnm that is 02rnrn more than the outdoor evaporation 2. In the tomato cultivation, the growth of rice hull charcoal culture was the best among the three methods, and the growth of NFT culture and nutriculture were worse than the soil cultivation which is standard, and among the nutriculture, the growth of EC 1.3m.mho plot was the best. 3. In the cucumber cultivation, the growth of rice hull charcoal culture was the best, and while the growth condition of NFT culture was worse than the standard soil cultivation, the growth of nutriculture was better than the standard soil cultivation, and the growth of EC 1.3m.mho plot was the highest among the different treatments in the nutriculture. 4. In the tomato cultivation, the total water consumption of rice hull charcoal culture plot was 1107.5rnm which is the highest amount among the three methods, and in the nutriculture, the total water consumption of EC 1.3m.mho plot was 22lAmm which is the highest among the three different treatments. 5. In the cucumber cultivation, the total water consumption of rice hull charcoal culture was 11762rnm which is the highest, and the total water consumption of EC 1.3m.mho plot was 284.9rnm which is more than the 278.9mm of EC 1.Smmho plot and 262.9mm of EC 1.7rnmho plot. 6. The crop coefficient(Kc) of tomato was 0.82 in NFT culture, 4.67 in rice hull charcoar culture and 0.86~0.91 in nutriculture. 7. The crop coefficient(Kc) of cucumber was higher than tomato as 1.13 in NFT culture, 520 in rice hull charcoal culture and 1.08~1.19 in nutriculture. 8. The evapotranspiration ratio in the mid and late season were higher than the beginning and elongation stage, and the average evaportranspiration ratio of tomato and cucumber was 3.81 and 424, respectively, in the rice hull charcoal culture plot. 9. In the tomato cultivation, the total yield per plant of rice bull charcoal culture was 1443.Og which is the highest, and in the nutriculture, their yields were worse because of the damage of downy nidew disease. 10. In the cucumber cultivation, the total yield per plant of rice hull charcoal culture was 1965.7g which is the highest, and while the yield of NFT culture was ahout 25% lower than the stadard soil cultivation, the yield of nutriculture was higher than the standard soil cultivation, and among the treatments in the nutriculture, the yield of EC 1.3m.mho plot was the highest.