• 환경영향평가
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• 제20권4호
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• pp.509-521
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• 2011

The purpose of this study is to estimate overall reliability and applicability of the watershed modeling for systematic management of point and non-point sources via water quality analysis and prediction of runoff discharge within watershed. Recently, runoff characteristics and pollutant characteristics have been changing in watershed by anomaly climate and urbanization. In this study, the effects of watershed scale were analyzed in runoff and water quality modeling using HSPF. In case of correlation coefficient, its range was from 0.936 to 0.984 in case A(divided - 2 small watersheds). On the other hand, its range was form 0.840 to 0.899 in case B(united - 1 watershed). In case of Nash-Sutcliffe coefficient, its range was from 0.718 to 0.966 in case A. On the other hand, its range was from 0.441 to 0.683 in case B. As a result, it was judged that case A was more accurate than case B. Therefore, runoff and water quality modeling in minimum watershed scale that was provided data for calibration and verification was judged to be favorable in accuracy. If optimal watershed dividing and parameter optimization using PEST in HSPF with more reliable measured data are carried out, more accurate runoff and water quality modeling will be performed.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권5B호
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• pp.405-414
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• 2011

본 연구에서는 유역에서 관측되는 강우량과 유출량의 시계열 자료를 바탕으로 최근 시계열 예측 및 시스템 제어 분야에서 성공적으로 적용되고 있는 적응형 네트워크 기반 퍼지추론 시스템(ANFIS)을 갑천 유역에 적용하여 시유출량을 모델링하였다. 입력구조, 소속함수 종류와 개수 등을 다양하게 변화시켜 ANFIS 모형을 학습하고, 평균제곱근오차(RMSE), 평균첨두유량오차(PE) 및 평균첨두시간오차(TE)를 이용하여 ANFIS의 유출해석에 대한 적용성을 평가하였다. 현재시간의 시유출량 Q(t)에 대한 ANFIS의 적용성은 우수한 것으로 평가되었으며, ANFIS 모형은 관측유출량을 적절히 모의하였다. 입력구조가 다른 입력모형을 구성하여 최대 8시간까지 ANFIS의 유출예측 적용성을 평가하였다. 예측시간 증가에 따라서 ANFIS의 유출예측 정확도는 감소하여 예측시간 4시간 이상의 시유출량에 대한 ANFIS의 유출예측 적용성은 제한적이었다. ANFIS는 입력과 출력 자료들만 이용하므로 물리기반 모형에 비교하여 모형구축이 비교적 손쉽기 때문에 홍수 유출모델링에 ANFIS을 유용하게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권1D호
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• pp.177-184
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• 2006

본 연구는 평택시($12.2km^2$)를 대상으로 시내의 각 도로를 따라 흐르는 홍수유출을 모의하기 위하여 분포형 도시홍수 유출 모형을 개발하고, 그 적용가능성을 제시하고자 하였다. 도로를 따라 유출이 모의되는 것을 처리하기 위하여 도로망을 이용하여 Agree burn한 수치표고모델의 준비를 제안하였으며, 본 연구에서는 모형의 입력자료로 적합한 도로해상도를 15m로 결정하였다. 모형의 적용가능성을 평가하기 위하여 32개의 도로지점을 선정하여 각 도로지점별 유출곡선을 모의한 결과, 고지대에서 저지대로의 도로유출이 합리적으로 모의되었으며, 도로에서의 빗물배제량을 고려한 도로지점별 모의결과도 합리적으로 모의됨을 확인할 수 있었다.

• 지질공학
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• 제10권3호
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• pp.263-272
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• 2000

본 연구의 목적은 GlS와 수문모형(HIS)을 이용하여 오원천 유역에서 강우와 유출량의 관계를 산정하기 위함이다. 본 연구에서 유역인자와 지형인자는 GIS를 이용하여 DEM으로부터 추출하였으며, 그 외의 자료들은 1:50,000 지형도를 이용하여 추출하였다. 수문모형에서 이용되는 변수인 유역면적(A), 유로연장, SCS CN 값 등은 대상유역에서 GIS을 이용하여 추출하였으며, 추출된 변수들을 수문모형에 적용하여 강우-유출량의 관계를 모의하는데 이용하였다. 그리고 계산된 유출량과 관측 유량을 이용하여 매개변수를 최적화하였다. 그리고 모의된 매개변수를 토대로 수문모형에 적용하여 강우-유출량 관계를 확정하였다. 그 결과 수문모형은 강우-유출량의 관계를 성공적으로 모의하였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제25권4호
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• pp.545-553
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• 2020

Rainfall-Runoff modeling plays a crucial role in various aspects of water resource management. It helps significantly in resolving the issues related to flood control, protection of agricultural lands, etc. Various Machine learning and statistical-based algorithms have been used for this purpose. These techniques resulted in outcomes with an acceptable rate of success. One of the pertinent machine learning algorithms namely Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) has been reported to be a very effective tool for the purpose. However, the computational complexity of ANFIS is a major hindrance in its application. In this paper, we resolved this problem of ANFIS by incorporating one of the evolutionary algorithms known as Particle Swarm Optimization (PSO) which was used in estimating the parameters pertaining to ANFIS. The results of the modified ANFIS were found to be satisfactory. The performance of this modified ANFIS is then compared with conventional ANFIS and another popular statistical modeling technique namely ARIMA model with respect to the forecasting of runoff. In the present investigation, it was found that proposed PSO-ANFIS performed better than ARIMA and conventional ANFIS with respect to the prediction accuracy of runoff.

• 한국농공학회논문집
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• 제60권1호
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• pp.47-57
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• 2018

This study implemented the rainfall-runoff analysis of the Mekong River basin using the SWAT (Soil and Water Assessment Tool). The runoff analysis was simulated for 2000~2007, and 11 parameters were calibrated using the SUFI-2 (Sequential Uncertainty Fitting-version 2) algorithm of SWAT-CUP (Calibration and Uncertainty Program). As a result of analyzing optimal parameters and sensitivity analysis for 6 cases, the parameter ALPHA_BF was found to be the most sensitive. The reproducibility of the rainfall-runoff results decreased with increasing number of stations used for parameter calibration. The rainfall-runoff simulation results of Case 6 showed that the RMSE of Nong Khai and Kratie stations were 0.97 and 0.9, respectively, and the runoff patterns were relatively accurately simulated. The runoff patterns of Mukdahan and Khong Chaim stations were underestimated during the flood season from 2004 to 2005 but it was acceptable in terms of the overall runoff pattern. These results suggest that the combination of SWAT and SWAT-CUP models is applicable to very large watersheds such as the Mekong for rainfall-runoff simulation, but further studies are needed to reduce the range of modeling uncertainty.

• 한국환경과학회지
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• 제12권9호
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• pp.949-955
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• 2003

The subject basin of the research was the basin of Yeongcheon Dam located in the upper reaches of the Kumho River. The parameters of the model were derived from the results of abstracting topological properties out of rainfall-runoff observation data about heavy rains and Digital Elevation Modeling(DEM) materials. This research aimed at suggesting the applicability of the CELLMOD Model, a distribution-type model, in interpreting runoff based on the topological properties of a river basin, by carrying out runoff interpretation far heavy rains using the model. To examine the applicability of the model, the calculated peaking characteristics in the hydrograph was analyzed in comparison with observed values and interpretation results by the Clark Model. According to the result of analysis using the CELLMOD Model proposed in the present research for interpreting the rainfall-runoff process, the model reduced the physical uncertainty in the rainfall-runoff process, and consequently, generated improved results in forecasting river runoff. Therefore it was concluded that the algorithm is appropriate for interpreting rainfall-runoff in river basins. However, to enhance accuracy in interpreting rainfall-runoff it is necessary to supplement heavy rain patterns in subject basins and to subdivide a basin into minor basins for analysis. In addition, it is necessary to apply the model to basins that have sufficient observation data, and to identify the correlation between model parameters and the basin characteristics(channel characteristics).

• 한국지형학회지
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• 제15권2호
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• pp.37-53
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• 2008

본 연구는 장기적인 기상 자료(meterological data)와 하천 유출량 자료(stream run off data)의 획득이 가능한 충청도 병천천 유역에 대해 BROOK90 4.4e 물리 결정 물 수지 모델(physical deterministic water balance model)을 사용하여 '병천천 유역의 물 수지 모델'을 수립한 것이다. 모델 조작 매개변수(model fitting parameter)를 교정(calibration)한 비준 모델(validation model)을 가지고 기상 자료(meterological data)가 있지만 하천 유출량 자료(stream runoff data)는 없는 시기에 대한 장기적인 물 수지를 수립하였다. 연구의 결과는 a priori 모의 단계에서 실측 하천 유출량(measured stream runoff data)과 모의 하천 유출량(simulated stream runoff data)이 유사하게 나옴으로써 물 수지 모의 실험(experiment for water balance modeling)이라는 연구 성격으로서 목표하는 첫 번째 기대 수준에 도달하고 있다. 모델 조작 매개변수(model fitting parameter)를 확정하고 수행한 비준 모의(validated simulation)를 통해 과거 9년(1998년 ~ 2006년)의 물 수지가 복원되었다. 이 유역의 지형(geomophology), 식생(vegetation), 토양(soil), 토지이용(land use) 상황이 변하지 않는다면 기상자료(meterological data)만 가지고서 언제나 하천 유출량(stream runoff amount), 토양수량(siol water amount) 그리고 증발산량(evapotranspiration) 등 다양한 수문기후 자료를 생산할 수 있다. 이 연구는 현재 한국의 물 수지(water balance) 수립은 물론이고 과거의 물 수지 복원(water balance reconstruction) 분야에 또 하나 새로운 지평을 열었다. 이러한 연구 결과는 한반도에서의 기후(climate)와 식생(vegetation)의 변화에 따른 미래 물 수지(water balance) 예측 분야에서도 널리 활용할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권9호
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• pp.703-713
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• 2009

유역에서의 댐은 이수와 치수 측면에서 매우 큰 역할을 담당하고 있으며, 특히 집중호우 기간 동안의 댐 방류는 강우에 의해서 발생되는 유출과 더불어 댐 하류의 홍수조절에 직접적인 영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 댐 방류와 강우에 의한 유출의 영향을 동시에 받는 댐 하류 지점에 대한 유출모의를 위해서 HyGIS (Hydro Geographic Information System) 환경에서 운영되는 분포형 강우-유출 모형인 GRM (Grid based Rainfall-runoff Model)을 적용하고 이에 대한 적용성을 평가하고자 한다. 대상 유역은 한강 수계의 여주 수위관측소 상류로 선정하였으며, 충주 조정지댐과 횡성댐의 방류량 및 강우의 영향을 반영하여 유출모의를 수행하고, 이를 여주 수위관측소에 대해서 검증 하였다. 모형의 적용결과 모의된 유출 수문곡선은 관측 수문곡선을 잘 재현하였으며, 이를 통해서 GRM 모형은 댐방류와 강우가 유역유출에 미치는 영향을 적절히 모의할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2005년도 학술발표논문집
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• pp.288-293
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• 2005

In this study, SWAT model was applied to the Soyang Dam upstream watershed in order to evaluate the model applicability for estimating runoff, sediment, and nutrients loadings from the watershed. By trial and error method, the model parameters related with runoff, sediment, nitrogen and phosphorus were calibrated step by step. Then the simulated runoff, sediment, and nutrients loadings by the model were compared with the observed data measured at the Soyang Dam, the outlet of the watershed. And several statistical criteria were calculated to evaluate the model performance. From the comparison and statistical criteria, good agreement between simulated and observed stream flows was found. For sediment and nutrients, it was not reliable to quantitatively model the observed values, but the model could simulate the trend with reasonable accuracy. Hence, it was concluded that the model can be applied for the long-term non-point modeling in a large watershed.