• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.217-217
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• 2015

The objective of this study was mainly to evaluate the water resources potential of Lake Tana Basin (LTB) by using Soil and Water Assessment Tool (SWAT). From SWAT simulation of LTB, about 5236 km2 area of LTB is gauged watershed and the remaining 9878 km2 area is ungauged watershed. For calibration of model parameters, four gauged stations were considered namely: Gilgel Abay, Gummera, Rib, and Megech. The SWAT-CUP built-in techniques, particle swarm optimization (PSO) and generalized likelihood uncertainty estimation (GLUE) method was used for calibration of model parameters and PSO method were selected for the study based on its performance results in four gauging stations. However the level of sensitivity of flow parameters differ from catchment to catchment, the curve number (CN2) has been found the most sensitive parameters in all gauged catchments. To facilitate the transfer of data from gauged catchments to ungauged catchments, clustering of hydrologic response units (HRUs) were done based on physical similarity measured between gauged and ungauged catchment attributes. From SWAT land use/ soil use/slope reclassification of LTB, a total of 142 HRUs were identified and these HRUs are clustered in to 39 similar hydrologic groups. In order to transfer the optimized model parameters from gauged to ungauged catchments based on these clustered hydrologic groups, this study evaluates three parameter transfer schemes: parameters transfer based on homogeneous regions (PT-I), parameter transfer based on global averaging (PT-II), and parameter transfer by considering Gilgel Abay catchment as a representative catchment (PT-III) since its model performance values are better than the other three gauged catchments. The performance of these parameter transfer approach was evaluated based on values of Nash-Sutcliffe efficiency (NSE) and coefficient of determination (R2). The computed NSE values was found to be 0.71, 0.58, and 0.31 for PT-I, PT-II and PT-III respectively and the computed R2 values was found to be 0.93, 0.82, and 0.95 for PT-I, PT-II, and PT-III respectively. Based on the performance evaluation criteria, PT-I were selected for modelling ungauged catchments by transferring optimized model parameters from gauged catchment. From the model result, yearly average stream flow for all homogeneous regions was found 29.54 m3/s, 112.92 m3/s, and 130.10 m3/s for time period (1989 - 2005) for region-I, region-II, and region-III respectively.

• 한국물환경학회지
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• 제29권6호
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• pp.730-738
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• 2013

In recent years, low impact development (LID) has emerged as an effective approach to control stormwater in an urban area, and watershed and stormwater managers need modeling tools to evaluate alternative plans for controlling stormwater. This study illustrates how to design and evaluate the effect of non-point pollutant management using SUSTAIN which is developed by USEPA. SUSTAIN can provide evaluating, selecting, and placing LID facilities in an urban catchment based on user-defined cost-effectiveness criteria. Also, this paper suggests a minimal methodology for estimating model parameters for modeling an ungauged urban catchment to reflect the situation of typical Korean urban interested catchments which are usually ungauged. In addition, the optimal length of various LID facilities and the optimal number of units in our test catchment are estimated.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권4호
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• pp.353-365
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• 2010

하천의 유량 측정은 대부분 홍수 예보지역, 댐 상류지역, 대하천 및 유역내 주요 지점을 위주로 수행되고 있으며, 이에 따라서 중소하천과 소유역에 대한 유량 산정에 어려움이 있다. 물리적 기반의 분포형 모형에서는 유역의 지형학적 매개 변수를 기반으로 강우-유출 현상을 해석하고 있으며, 특정 지점에 대해서 최적화된 매개변수를 이용하여 유역 내 모든 지점에 대한 유량을 모의할 수 있다. 본 연구에서는 물리적 기반의 분포형 모형인 GRM(Grid based Rainfall-runoff Model)을 이용하여 유출구 지점에 대해서 모형을 보정하고, 이를 통해서 상류의 하천지점에 대한 유량을 추정함으로써 동일 수계에서 유량 측정이 이루어지지 않는 중소하천의 소유역에 대한 모형의 지역화 가능성을 평가하고자 한다. 대상 유역은 낙동강의 위천 유역과 유등천의 복수 유역을 선정하였으며, 무성과 복수 수위관측소에 대해서 추정된 매개변수를 이용하여 미성 및 신대 수위관측소의 유량을 모의하였다. 연구결과 미성 및 신대 수위관측소의 모의결과는 첨두유량 및 첨두시간에 대해서 관측 수문곡선을 잘 재현하였으며, 총유출량과 첨두유량 및 첨두시간에 대해서 관측값과 선형의 높은 상관성을 일관되게 보이고 있다. 따라서 동일 수계에 있는 상류 미계측 중소유역의 유량 추정시 GRM은 충분히 적용성이 있는 것으로 나타났다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.63-72
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• 2019

최근 이상기후로 집중호우 및 태풍 등과 같은 극한홍수사상의 발생으로 인한 인적 및 물적 피해가 과거와 비교하여 증가되고 있다. 이러한 피해를 예방하기 위하여 유역 수문분석이 필요하지만, 미계측 유역에서는 수문분석을 위한 수문 자료의 관측이 비교적 제한적이다. 이에 본 연구에서는 수문 자료가 제한적인 미계측 유역의 태풍사상에 의한 피해에 대비하기 위하여 개념적 강우-유출 모형의 지역화 모형을 개발하였다. 개발된 지역화 모형의 검증을 통하여 유역을 대표하는 모형 매개변수를 산정할 수 있다고 판단하였다. 향후 하천관리 및 수방시설물 설계에 기초 자료로 활용될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.368-368
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• 2022

The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) has been widely used to simulate the long-term hydrological conditions of a catchment. Two output variables, outflow and sediment yield have been widely investigated in the field of water resources management, especially in determining the conditions of ungauged subbasins. The presence of missing data in weather input data can cause poor representation of the climate conditions in a catchment especially for large or mountainous catchments. Therefore, in this study, a custom module was developed and evaluated to determine the efficiency of utilizing basic spatial interpolation methods in the estimation of weather input data. The module has been written in Python language and can be considered as a pre-processing module prior to using the SWAT model. The results of this study suggests that the utilization of the proposed pre-processing module can improve the simulation results for both outflow and sediment yield in a catchment, even in the presence of missing data.

• Water Engineering Research
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• 제6권2호
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• pp.91-99
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• 2005

One of the most important factors for estimating a flood runoff from streams is the lag time. It is well known that the lag time is affected by the morphometric properties of basin which can be expressed by catchment shape descriptors. In this paper, the notion of the geometric characteristics of an equivalent ellipse proposed by Moussa(2003) was applied for calculating the lag time of geomorphologic instantaneous unit hydrograph(GIUH) at a basin outlet. The lag time was obtained from the observed data of rainfall and runoff by using the method of moments and the procedure based on geomorphology was used for GIUH. The relationships between the basin morphometric properties and the hydrological response were discussed based on application to 3 catchments in Korea. Additionally, the shapes of equivalent ellipse were examined how they are transformed from upstream area to downstream one. As a result, the relationship between the lag time and descriptors was shown to be close, and the shape of ellipse was presented to approach a circle along the river downwards. These results may be expanded to the estimation of hydrological response of ungauged catchment.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.99-104
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• 2023

최근 들어 이상기후 발생이 급증하여 집중호우의 발생 빈도가 증가하고 있다. 이로 인해 안정적인 수자원관리가 어려운 실정이며, 인적·물적 피해가 과거에 비해 늘어나고 있다. 집중호우로 인한 피해저감을 위해 여러 대책을 마련하고 있으나 소규모 산지유역의 경우 상대적으로 기본계획 수립부재 등으로 인하여 관리에 어려움을 겪고 있다. 본 연구는 안전한 국립공원의 관리를 위한 기초 연구로서 소백산 국립공원 내 연화동 유역을 대상으로 강우-유출모형을 활용해 유출량을 산정하였다. 소백산 연화동 유역은 재현빈도 50년 이상의 강우가 발생했을 때의 홍수위와 과거 발생한 홍수흔적수위를 비교했을 때 모형의 적합성을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권4호
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• pp.587-596
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• 2003

모델의 적용에 있어서 안정성과 신뢰성 있는 예측치를 얻기 위해서는 그 유역의 장기간의 강우-유출 기록자료들이 필요하다. 그러나 대부분의 유역들은 계측이 이루어지지 않아 수문기록 자료들을 전혀 보유하고 있지 않거나, 설사 있다하더라도 모델검정에 필요한 충분한 자료들을 보유하고 있지 않은 실정이므로 이러한 유역들에 있어 모델적용은 상당한 어려움을 수반한다. 본 연구에서는 이러한 미계측 유역 및 기록자료들이 미비한 계측유역의 모델적용에 있어서 정확한 모델변수추정을 꾀하고 이로 인한 모델의 신뢰도를 높이기 위하여 추론모델을 통한 매개변수추정을 도모한 간접추정법을 개발하였다. 수량 및 수질 모의에 가장 민감하게 영향을 미치는 토지이용인자를 주 요소로 하여 유도된 추론 모델은 현재 널리 사용되고 있는 SWMM(Storm Water Management Model)의 매개변수 추정에 사용할 수 있도록 유도되었으며, 추론모델의 적용성 효과를 최대화하기 위하여 추론모델에 필요한 유역의 지형특성인자들은 지리정보시스템을 이용하여 추출하였다. 제안된 방법의 적용성 실험은 호주 시드니에 위치한 센테니얼 파크 유역 (Centennial Park catchment)을 대상으로 하였다. 간접추정법을 적용한 경우 기존의 모델 검정방법을 통해 모델 변수를 추정한 경우보다 모델 예측치의 신뢰도를 월등히 높일 수 있었음은 물론, 제안된 추정법의 적용에 의한 각 소유역내의 상당한 수의 지형특성변수들의 추정에 드는 엄청난 시간과 노력을 최소화 할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권3호
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• pp.325-340
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• 2008

본 연구는 저수량 지역 빈도분석(regional low flow frequency analysis)을 수행하기 위하여 일반최소자승법(ordinary least squares method)을 이용한 Bayesian 다중회귀분석을 적용하였으며, 불확실성측면에서의 효과를 탐색하기 위하여 Bayesian 다중회귀분석에 의한 추정치와 t 분포를 이용하여 산정한 일반 다중회귀분석의 추정치의 신뢰구간을 비교분석하였다. 각 재현기간별 비교결과를 보면 t 분포를 이용하여 산정된 평균 추정치와 Bayesian 다중회귀분석에 의한 평균 추정치는 크게 다르지 않았다. 그러나 불확실성 측면에서 평가해볼 때 신뢰구간의 상한추정치와 하한추정치의 차이는 Bayesian 다중회귀분석을 사용한 경우가 기존 방법을 사용한 경우보다 훨씬 작은 것으로 나타났으며, 이로부터 저수량(low flow) 지역 빈도분석을 수행하는 경우 Bayesian 다중회귀분석이 일반 회귀분석보다 불확실성을 표현하는데 있어서 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 낙동강 유역에 2개의 미계측 유역을 선정하고 구축된 Bayesian 다중회귀모형을 적용하여 불확실성을 포함한 미계측 유역에서의 저수량(low flow)을 추정하였으며 이와 같은 방법이 미계측 유역에서의 저수(low flow) 특성을 나타내는 데 있어서 효과적일 수 있음을 입증하였다.

• 대한공간정보학회지
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• 제21권3호
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• pp.37-46
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• 2013

유역의 수문학적 유사성 평가는 계측지역의 홍수량 정보를 미계측 유역에서 활용하는 지역화 연구의 기초로서 다양하게 연구되고 있다. GIS 기반의 유역 특성인자를 기반으로 대표적인 수문학적 거리산정법을 활용하여 금강유역의 25개 소유역을 대상으로 유역 그룹화를 수행하고, 이를 유황곡선의 관련 계수(저류계수, 갈수계수, 홍수계수, 풍수계수, 유황계수, 하상계수)를 바탕으로 한 결과와 비교하여 유역 유사성 평가의 효용성을 확인하였다. 수문학적 거리산정을 위하여 영국의 FEH(Flood Estimation Handbook)에서 제안하는 유클라디안 거리법을 적용하였으며, 유황관련계수의 군집화를 위하여 SPSS프로그램을 사용하여 계층적 군집분석의 Ward법을 적용하였다. 유역 그룹화를 수행한 결과 유역특성인자를 반영한 수문학적 거리(유사성 척도)에 의한 그룹은 총 3개(H1, H2, H3)이며, 유황관련계수에 의한 그룹은 총 4개(F1, F2, F3, F4)로 분류되었다. 두 그룹들을 대응하여 비교분석한 결과 H1그룹의 7개 유역 중 6개 유역과 H3의 모든 유역이 F1그룹과 대응하였고 H2그룹의 5개 유역 중 4개 유역이 F2그룹과 대응하였으므로 본 연구의 유사성 척도에 의한 유역 그룹화가 효용성이 있음을 확인하였다.