Interrill erosion on a hillslope results from the combined action of the detachment of soil particles by raindrop impact and the sediment transport of surface runoff. This study newly defined the rainfall power which detaches soil particles and the sheet-flow power contributed to sediment transport in terms of energy expenditure rate of soil erosion and presented the effective power equation for interrill erosion by rainfall-induced sheet flow. The rainfall and sheet-flow power was evaluated by factors related with rainfall, slope, and runoff and coefficients of the power equation were analyzed based on references. Futhermore it was confirmed that the relative scales between the rainfall power and the sheet-flow power according to rainfall intensity reflect on the hydrological response and physical process of interrill erosion. From application of the field data for surface runoff and soil erosion it was verified that the rainfall and sheet-flow power is an appropriate equation to estimate a interrill erosion.
In every summer season, most of the slope failures and debris flows occurr due to seasonal rain, typhoon, and localized extreme rainfall in Gangwon Province where 83% of the area is of mountain region. To investigate the slope-hazard triggering rainfall characteristics in Gangwon Province, slope hazard data, precipitation records, and forest fire data were collected and the DATABASE was constructed. Analysis results based on the DATABASE showed that many slope hazards occurred when there was little rainfall and the preceding rainfall had more effect on the slope hazard than the rainfall intensity at the day of hazard. It also showed that the burned area by forest fire was highly susceptible to slope hazard with low rainfall intensity, and the slope hazard in burned area showed highest frequency, especially, under the rainfall below 2-year return period.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.40
no.1
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pp.111-118
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2020
The rainfall kinetic energy equation derived in the USA has been used in South Korea to quantitatively estimate the amount of soil erosion caused by rainfall for the past 40 years. It is critical to analyze the characteristics of rainfall kinetic energy that causes soil erosion from measured storm events in the study area because the characteristics depend on climate, region, and time. The purpose of this study is to analyze the characteristics in Seoul, South Korea, and the data of the Parsivel rain gauge measured in Seoul for 3 years was used for the current study. This study focuses on deriving the relationship between rainfall kinetic energy and rainfall intensity among the data measured by the Parsivel. The new rainfall kinetic energy equation in Seoul is proposed and compared with the previous equations used in South Korea.
Urbanization caused various environmental problems like destruction of natural water cycle and increased urban flood. To solve these problems, LID(Low Impact Development) deserves attention. The main objective of LID is to restore the water circulation to the state before the development. In the previous studies about the LID, the runoff reduction effect is mainly discussed and the effects of each techniques of LID depending on rainfall types have not fully investigated. The objective of this research is to evaluate the effect of LID using the quantitative simulation of rainwater runoff as well as an amount of infiltration according to the rainfall and LID techniques. To evaluate the water circulation of LID on the development area, new land development areas of Hanam in South Korea is decided as the study site. In this research, hydrological model named STORM is used for the simulation of water balance associated with LID. Rainfall types are separated into two categories based on the rainfall intensity. And simulated LID techniques are green roof, permeable pavement and swale. Results of this research indicate that LID is effective on improvement of water balance in case of the low intensity rainfall event rather than the extreme event. The most effective LID technique is permeable pavement in case of the low intensity rainfall event and swale is effective in case of the high intensity rainfall event. The results of this study could be used as a reference when the spatial plan is made considering the water circulation.
The characteristic of rainfall intensity in short duration is very important to calculate short-term runoff in small watershed by Rational method. Therefore, the purpose of this study is to derive the most proper formula on the probable rainfall intensity in each return period in Daejeon area. And the results of this study could be utilized for the design of drainage-structures in small watershed, drainage system in urban area and flood control in small river basin. The result s of this study are summerized as follows. 1. Gumbel-Chow method which shows the mean value was chosen to calculate the probable rainfall in tensity in each return periods. 2. According to statistical judgement, probable rainfall intensity formula of Japanese type($I={\frac{a}{t+b}}$, see Table-6) shows the most proper one among other types of formula like Talbot type, Sherman type and Characteristic coefficient method. Probable rainfall in tensity value of Japanese type in Daejeon area shows well coincidence with the one obtained by applying prof. Park's n-coefficient to Monobe formula $I=({\frac{R_{24}}{24}})({\frac{T}{t}})^{0.5486}$. On the other hand, the value by Monobe formula with n-coefficient of 2/3 which is being used as a disign criterison by M. O. C. shows large difference from the fore-mentioned results (see Table-7). Consequently the value by Monobe formula might be judged that it is too much overestimated one as a design criterion. 3. Short-term runoff in small water shed could be calculated more reasonably in Daejeon area through this probable rainfall in tensity formula.
This study is to derive the rainfall intensity formula based on the representative probability distribution in Korea. The 11 probability distributions which has been widely used in hydrologic frequency analysis are applied to the annual maximum rainfall. The parameters of each probability distribution are estimated by method of moments, maximum likelihood method and method of probability weighted moments. Four tests such as $x^2$-test, Kolmogorv-Smirnov test, difference test and modified difference test are used to determine the goodness of fit of the distributions. The homogeneous tests (Mann-Whitney U test, Kruskal-Wallis one-way analysis of variance of nonparametric test) are applied to find the stations with rainfall homogeneity. The results of homogeneous tests show that there is no representative appropriate distribution for the whole duration in Korea. The whole region could be divided into five zones for 12-durations. The representative probability distribution of each divided zone for 12-durations was determined. The GEV distribution for I,II,V zones and the 3-parameter Weibull distribution for III,IV zones were determined as the representative probability distribution. The rainfall were obtained from representative probability distribution for the selected return periods. Rainfall intensity formula was determined by linearization technique for the rainfall.
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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v.7
no.2
s.25
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pp.13-24
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2007
This study is to derive the rainfall intensity formula based on the representative probability distribution using multivariate analysis in Korea. The annual maximum rainfall data at 57 stations having more than 30years long records were used for 12 durations(10min, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 18, 24hr). 50 rainfall characteristics elements are analyzed from the collected data. The widely used 14 probability distributions are applied to the basic data in hydrologic frequency analysis. The homogeneous tests(principal component and cluster analysis) are applied to find the rainfall homogeneity. The results of this study are as followings; (1) The homogeneous test shows that there is no appropriate representative distribution for the whole duration in Korea. But hydrological homogeneous regions of point rainfall could be divided by 5 regions. (2) The GEV distribution for zones I, III, IV, V and the Gumbel distribution for zone II are determined as the representative probability distribution. (3) Comparative analysis of the results shows that the probable rainfalls of representative zones are different from those of existing researches. (4) Rainfall intensity formulas are determined on the basis of the linearization technique for the probable rainfall.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2010.05a
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pp.774-778
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2010
Upland erosion pollutes surface waters and often causes serious problems when deposition occurs. This study builds a sediment rating curve using the measured sediment yield and the simulated soil erosion by a GIS-embedded empirical model. The coefficient of determination ($R^2$) between the simulated soil erosion and the measurement sediment yields with rainfall amount are 0.427 for Donghyang and 0.667 for Cheonchen, but the values with rainfall intensity are 0.873 and 0.927 respectively. The data are divided into two groups: one for calibration during 2002-2005 (48 months) and the other for estimation during 2006-2008 (36 months). The first data group (2002-2005) was used to derive the SDR with an aid of soil erosion calculated by the USLE and the measured sediment yield. The mean SDR with rainfall amount is 6.273 and 3.353, respectively, while 4.799 and 2.874 for rainfall intensity. But the standard deviation (STD) with rainfall intensity is 0.930 and 0.407, which is much less than that with rainfall amount (3.746 and 2.090) for both sites. The results show the derived SDR provides reasonable accuracy and rainfall intensity gives better performance in calculating soil erosion than rainfall amount.
Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference
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2000.10a
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pp.187-192
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2000
The severity of drought could be evaluated by the accumulative rainfall method, soil moisture condition method, storage ratio method, and water supply restriction intensity method, etc. The pattern of drought could be forecast with the most similar pattern of accumulative rainfall out of the file of past rainfall history. The information that how much rainfall should be expected to overcome the present drought could be obtained from the reservoir storage ratio and soil moisture condition.
A particular empirical equation for rainfall kinetic energy is needed to compute rainfall erosivity, calculated by the annual sum of the product of total rainfall energy and maximum 30-min rainfall intensity. If rainfall kinetic energy equation was different, rainfall erosivity will be produced differently. However, the previous studies in Korea had little concern about rainfall kinetic energy equation and it was not clear which rainfall kinetic energy is suitable for Korea. The purpose of this study is to analyze and evaluate the difference of the rainfall erosivity based on different rainfall kinetic energy equations obtained from previous studies. This study introduced new rainfall erosivity factors based on rainfall kinetic energy equation of Noe and Kwon (1984) that is only regression model developed in Korea. Data of annual rainfall erosivity for 21 weather stations in 1980~1999 were used in this study. The result showed that rainfall erosivity factors by the previous equations had been about 10~20% overestimated than rainfall erosivity by Noe and Kwon (1984)'s equation in Korea.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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