In recent years satellite data have been increasingly used for the analysis of floodprone areas. This study was carried out to demonstrate the usefulness of repetitive satellite imagery in monitoring flood levels of the Pyungchang watershed. Runoff characteristics parameters were analyzed by Soil Conservation Service(SCS) Runoff Curve Number(RCN) based on Landsat imagery and Digital Terrain Model data. The RCN average within the watershed was calculated from RCN estimates for all the pixels(picture elements) and adjusted by antecedent precipitation conditions. The direct runoff hydrograph was derived from the unit hydrograph using SCS dimensionless unit hydrograph and effective rainfalls estimated by the SCS method. In comparsion of the direct runoff hydrograph with the measured rating curve their peak times differ by one hour and peak discharges differ by 5.9 percents of the discharge from each other. It was shown that repetitive satellite image could be very useful in timely estimating watershed runoffs and evaluating ever-changing surface conditions of a river basin.
There are several methods for separating the baseflow from the hydrograph, and graphical methods (GM) have mostly been used. GMs are those that separate the baseflow from the direct flow simply by connecting rising point with inflection point or points related to some duration from a hydrograph. Environmental tracer method (ETM) is another tool researched and developed under several conditions to estimate the groundwater recharge. The goal of this study is to separate the baseflow component from a storm hydrograph by applying various GMs and ETM, and to compare their results. The baseflow component estimated by ETM was different from the results by GMs in terms of their shapes of fluctuation and flow rates. Another important feature is that the form of the baseflow to which ETM is applied is similar to that of a storm hydrograph. This similarity is presumed to be due to the selection of tracer that respond quickly to rainfall.
본 연구는 유역을 폐선형계로 본 강우와 유출간의 해석으로부터 1시간대표단위유량도를 유도하기 위한 알고리즘을 개발한 것이다. 단위도 유도에 필요한 기저유출과 직접유출의 분리는 본 연구에서 개발된 다변굴곡법에 의하였으며, 종래의 방법들에 비해 비교적 좋은 결과를 주었다. 초과우량의 산정을 위해서는 $\Phi$ index 법의 개념을 각 시간별로 적용하는 수정 $\Phi$ index 법을 개발 적용함으로써 종래의 $\Phi$ index 법의 약점을 보완할 수 있었다. 이와 같은 방법으로 직접유출과 이에 상응하는 초과우량을 결정한 후 각 호우집단별로 1시간단위도의 시간별 종거를 시산에 의해 결정하되 관측수문곡선을 재연토록 함으로써 구간별 지수함수형의 단위도를 유도하였다. 본 연구의 타당성 검정을 위하여 낙동강의 남하 및 동촌 지점과 금강의 용 담 지점의 1시간대표단위도를 유도하고 그 결과를 합성단위도법 및 Nakayasu 방법에 의한 결과와 비교 검토하였으며, 단위도의 유도에 사용하지 않은 호우사상에 대하여 유도된 1시간 대표단위도를 적용함으로써 관측치와 산정치를 비교하였다. 본 해석의 일반화를 위하여 주 프로그램과 3개의 부 프로그램(초과우량 산정, 회선누적, 크기배열)으로 구성되어진 컴퓨터 프로그램을 개발하였으며, 이 프로그램은 타 유역에 그대로 적용이 가능토록 되어 있다.
In general precise estimation of hourly of daily distribution of the long-term run-off should be very important in a design of source of irrigation. However, there have not been a satisfying method for forecasting of stationar'y long-term run-off in Korea. Solving this problem, this study introduces unit-hydrograph method frequently used in short-term run-off analysis into the long-term run-off analysis, of which model basin was selected to be Sumgin-river catchment area. In the estimation of effective rainfall, conventional method neglects the Soil moisture condition of catchment area, but in this study, the initial discharge (qb) occurred just before rising phase of the hydrograph was selected as the index of a basin soil moisture condition and then introduced as 3rd variable in the analysis of the reationship between cumulative rainfall and cumulative loss of rainfall, which built a new type of separation method of effective rainfall. In next step, in order to normalize significant potential error included in hydrological data, especially in vast catchment area, Snyder's correlation method was applied. A key to solution in this study is multiple correlation method or multiple regressional analysis, which is primarily based on the method of least squres and which is solved by the form of systems of linear equations. And for verification of the change of characteristics of unit hydrograph according to the variation of a various kind of hydrological charateristics (for example, precipitation, tree cover, soil condition, etc),seasonal unit hydrograph models of dry season(autumn, winter), semi-dry season (spring), rainy season (summer) were made respectively. The results obtained in this study were summarized as follows; 1.During the test period of 1966-1971, effective rainfall was estimated for the total 114 run-off hydrograph. From this estimation results, relative error of estimation to the ovservation value was 6%, -which is mush smaller than 12% of the error of conventional method. 2.During the test period, daily distribution of long-term run-off discharge was estimated by the unit hydrograph model. From this estimation results, relative error of estimation by the application of standard unit hydrograph model was 12%. When estimating by each seasonal unit bydrograph model, the relative error was 14% during dry season 10% during semi-dry season and 7% during rainy season, which is much smaller than 37% of conventional method. Summing up the analysis results obtained above, it is convinced that qb-index method of this study for the estimation of effective rainfall be preciser than any other method developed before. Because even recently no method has been developed for the estimation of daily distribution of long-term run-off dicharge, therefore estimation value by unit hydrograph model was only compared with that due to kaziyama method which estimates monthly run-off discharge. However this method due to this study turns out to have high accuracy. If specially mentioned from the results of this study, there is no need to use each seasonal unit hydrograph model separately except the case of semi-dry season. The author hopes to analyze the latter case in future sudies.
일반적으로 합성단위도법은 강우-유출기록이 없는 유역의 설계홍수량 산정을 위해 제안되었다. 그러나 국내에서는 아직까지 자료의 부족 등으로 외국에서 개발된 각종 유출모의 모형이 주로 이용되고 있다. 따라서 그 동안 축적된 국내의 강우-유출 자료를 이용하여 국내의 수문특성엥 적합한 유출모형의 개발이 절실한 상황이다. 이를 위해 본 연구에서는 설마천 유역의 2개 지점과 IHP 대표유역인 평강창, 보청천, 위천의 17개 지점에 대해 그 동안 축 (중략) 특성 관련 연구결과를 종합하여 새로운 합성단위도법을 개발하였다. 개발된 합성단위도는 유역특성인자와 단위도치식 치(첨두시간, 첨두유량)와의 다중회귀분석을 통해 유역면적-유로연장-유로경사의 3가지 변수로 구성되는 효 (중략) 전국을 있었다. 따라서 우리나라에서는 아직까지 수계별로 합성단위도를 분리하여 제시하기는 무리라고 보여지 (중략)
하천치수를 고려한 프랙탈 차원의 개념을 실제 강우-유출 모형에 적용시키는 방안으로써 스나이더 합성단위유량 도법을 택하였으며, 5대강 수계의 29개 유역에 대한 지형자료와 관측단위유량도 자료를 이용하여 4가지 형태의 스나이더형 관계식을 유도하였다. 29개 유역에 대한 분석과 2개 유역에 대한 검증 결과 하천길이의 프랙탈적인 성질을 이용하고 기계산된 자료는 기계산된 값을 이용하는 스나이더형 관계식이 가장 좋은 결과를 보여주었다. 하천차수 유역중심에서 출구까지의 하천길이( Lca )중 Lca 는 프랙탈적인 성질이 없고 유역중심의 상류에 해당하는 주하천 구간인 ( Lma - Lca )만이 1.027의 프랙탈 차원을 갖는다는 가정을 하였으며, 이를 이용하여 우리날 수계를 대표 할 수 있으며 작업대상 지형도축척에 의해 발생하는 하천길이의 프랙탈적인 영향을 고려할 수 있는 새로운 스나이더형 공식을 제안하였다.
시간에 따른 하도의 수위 및 유량 변화에 영향을 많이 받는 수리구조물의 설계에 있어서 부정류 흐름 해석은 반드시 필요하다. 일반적으로 부정류 흐름 해석에는 수치모형이 많이 활용되고 있으나 수치모형의 검 보정을 위한 현장 자료의 획득이 어려운 경우가 많다. 또한 자료구축이 가능하더라도 인력과 비용이 많이 소모되며, 측정 정확도를 신뢰하기 어려운 경우가 많다. 이러한 경우 수치모형의 검 보정을 위해 부정류 수리실험을 통해 획득되는 자료를 활용하는 것이 대안이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 형태의 부정류 수문곡선을 실험에서 재현할 수 있는 유량공급장치를 개발하고자하며, 개발된 부정류 유량공급장치를 이용하여 수리실험 수로에서 재현되는 수문곡선과 목표 수문곡선을 비교 분석함으로써 재현 정확도를 정량적으로 평가하고자 한다. 본 연구에서는 유량이 급격하게 증가 또는 감소하는 사각형 형태, 첨두유량 발생 시간이 짧은 삼각형 형태 및 일반적인 홍수 수문곡선 형태의 종(bell) 형태 수문곡선을 대상으로 재현 오차 및 Root Mean Square Error (RMSE)를 분석하였다. 재현 정확도 분석 결과, 사각형 형태의 수문곡선 재현 오차는 약 59% 정도로 가장 크게 나타났으며, 삼각형 형태의 수문곡선은 단일첨두와 이중첨두 형태 모두 약 10% 정도의 재현 오차가 나타났지만 홍수 수문곡선 형태인 종 모양의 수문곡선의 재현 오차는 최대 2% 이내인 것으로 나타났다.
This study was to develop the flood analysis module (FAM) for implementation of a web-based real-time agricultural flood management system. The FAM was developed to apply for an individual watershed, including agricultural reservoir. This module calculates the flood inflow hydrograph to the reservoir using effective rainfall by NRCS-CN method and unit hydrograph calculated by Clark, SCS, and Nakayasu synthetic unit hydrograph methods, and then perform the reservoir routing by modified Puls method. It was programmed to consider the automatic reservoir operation method (AutoROM) based on flood control water level of reservoir. For a $15.7km^2$ Gyeryong watershed including $472{\times}10^4m^3$ agricultural reservoir, rainfall loss, rainfall excess, peak inflow, total inflow, maximum discharge, and maximum water level for each duration time were compared between the FAM and HEC-HMS (applied SCS and Clark unit hydrograph methods). The FAM results showed entirely consistent for all components with simulated results by HEC-HMS. It means that the applied methods to the FAM were implemented properly.
In this study, three different unit hydrograph methods (NRCS, Snyder and Clark) in the HEC-HMS were compared to find better fit with the observed data in the Namgang-Dam watershed. The Sancheong, Shinan, and Changchon in Namgang-Dam watershed were selected as the study watersheds. The input data for HEC-HMS were calculated land use, digital elevation map, stream, and watershed map provided by WAter Management Information System (WAMIS). Sixty six storms from 2004 to 2011 were selected for model calibration and validation. Three unit hydrograph methods were compared with the observed data in terms of simulated runoff volume, and peak runoff for the selected storms. The results showed that the coefficient of determination ($R^2$) for the peak runoff was 0.8295~0.9999 and root mean square error (RMSE) was 0.029~0.086 mm/day for calibration stages. In the model validation, $R^2$ for the peak runoff was 0.9061~0.9916 and RMSE was 0.030~0.088 mm/day which were more accurate than calibrated data. Analysis of variance showed that there was no significant difference among the three unit hydrograph methods.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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