대한토목학회논문집 (KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research)

  • 제28권2B호
  • /
  • Pages.215-224
  • /
  • 2008
  • /
  • 1015-6348(pISSN)
  • /
  • 2799-9629(eISSN)
대한토목학회 (Korean Society of Civil Engeneers)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

미래토지이용 및 기후변화에 따른 하천유역의 유출특성 분석

Analysis of Future Land Use and Climate Change Impact on Stream Discharge

  • 안소라 (건국대학교 대학원 사회환경시스템공학과) ;
  • 이용준 (건국대학교 대학원 사회환경시스템공학과) ;
  • 박근애 (건국대학교 대학원 지역건설환경공학과) ;
  • 김성준 (건국대학교 생명환경과학대학 사회환경시스템공학과)
  • 투고 : 2007.09.04
  • 심사 : 2008.02.05
  • 발행 : 2008.03.31
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

SLURP 준 분포형 수문모형을 이용하여 예측된 토지이용 자료와 미래 기후변화 시나리오에 의한 기상자료 및 식생지수 정보를 고려한 상태에서 하천유역의 유출에 미치는 영향을 분석하였다. 경안천 경안수위관측소 상류유역($260.4km^2$)을 대상으로 4개년(1999-2002) 동안의 일별 유출량 자료를 바탕으로 모형의 보정(1999-2000)과 검증(2001-2002)을 실시하였다. 토지이용 예측은 1996년, 2000년, 2004년의 Landsat TM 및 ETM+ 위성영상을 이용하여 CA-Markov 기법으로 검증(2004)을 실시한 후, 미래의 토지이용(2030, 2060, 2090)을 예측하였다. 예측된 토지이용은 시간이 경과할수록 산림과 논은 지속적으로 감소하고 도시, 초지, 나지 등은 증가하는 경향을 보였다. 미래의 식생정보 예측을 위하여 NOAA/AVHRR 위성영상으로부터 추출된 월별 NDVI(1998-2002)와 월평균기온간의 선형 회귀식을 도출하여 미래의 식생지수 정보(2030, 2060, 2090)를 추정하였다. IPCC SRES A2, B2 기후변화 시나리오에 대한 CCCma CGCM2 모의결과 값(2030s, 2060s, 2090s)을 Stochastic Spatio-Temporal Random Cascade Model(SST-RCM) 기법을 이용하여 downscaling 한 뒤 하천유출의 변화를 분석한 결과, 기후변화에 따른 하천유출율은 1999-2002년의 59%에 비해 미래에는 13%~34%로 감소하는 것으로 모의되었고, 반면에 토지이용의 변화에 대한 유출율은 0.1%~1% 증가하였다.

The effect of streamflow considering future land use change and vegetation index information by climate change scenario was assessed using SLURP (Semi-distributed Land-Use Runoff Process) model. The model was calibrated and verified using 4 years (1999-2002) daily observed streamflow data for the upstream watershed ($260.4km^2$) of Gyeongan water level gauging station. By applying CA-Markov technique, the future land uses (2030, 2060, 2090) were predicted after test the comparison of 2004 Landsat land use and 2004 CA-Markov land use by 1996 and 2000 land use data. The future land use showed a tendency that the forest and paddy decreased while urban, grassland and bareground increased. The future vegetation indices (2030, 2060, 2090) were estimated by the equation of linear regression between monthly NDVI of NOAA AVHRR images and monthly mean temperature of 5 years (1998-2002). Using CCCma CGCM2 simulation result based on SRES A2 and B2 scenario (2030s, 2060s, 2090s) of IPCC and data were downscaled by Stochastic Spatio-Temporal Random Cascade Model (SST-RCM) technique, the model showed that the future runoff ratio was predicted from 13% to 34% while the runoff ratio of 1999-2002 was 59%. On the other hand, the impact on runoff ratio by land use change showed about 0.1% to 1% increase.

키워드

참고문헌

  1. 강부식, 문태환, 황만하(2007) 유역수문예측을 위한 통계적 기법의 활용, 한국수자원학회지, 한국수자원학회, Vol. 40, No. 8, pp. 24-31
  2. 김병식, 김형수, 서병하, 김남원(2004) 기후변화가 용담댐 유역의 유출에 미치는 영향, 한국수자원학회지, 한국수자원학회, Vol. 37, No. 2, pp. 185-193
  3. 김성준, 이용준(2007) 면적규모 및 공간해강도가 CA-Markov 기법에 의한 미래 토지이용 예측 결과에 미치는 영향, 한국지리정보학회지, 한국지리정보학회, Vol. 10, No. 2, pp. 57-69
  4. 김성태(2003) SLURP 모형을 이용한 하천 유출량 모의, 석사학위논문, 인하대학교
  5. 안재현, 윤용남, 이재수(2001) 지구온난화에 따른 수문환경의 변화와 관련하여 : 국지규모 모형을 이용한 한반도 기온의 변화 분석, 한국수자원학회지, 한국수자원학회, Vol. 34, No. 4, pp. 347-356
  6. 한국과학기술연구원(1995) 기후변화가 한반도에 미치는 영향과 지구환경 관련 대책 연구, 과학기술처
  7. 한국환경정책.평가연구원(2004) 기후변화영향평가모형 개발-물 관리 부문을 중심으로 -, RE-10
  8. Chiew, F.H.S. and McMahon, T.A. (1993) Detection of trend or change in annual flow of australian rivers, International Journal of Climatology, Vol. 13, pp. 643-653 https://doi.org/10.1002/joc.3370130605
  9. Duan, Q., Sorooshian, S.S., and Gupta, V.K. (1994) Optimal use of the SCE-UA global optimization method for calibrating watershed models, Journal of Hydrology, Vol. 158, pp. 265-284 https://doi.org/10.1016/0022-1694(94)90057-4
  10. Kang, B. and Ramirez, J.A. (2002) Stochastic space-time downscaling for GCM precipitation, 2002 American Geophysycal Meeting (AGU) Spring Meeting, Washington, DC
  11. Kang, B. and Ramirez, J.A. (2001) Conparative study of the statistical features of random cascade models for spatial rainfall downscaling, Proc. AGU Hydrology Days 2001, Hydrology Days Publications, Fort Collins, CO, pp. 151-164.
  12. Kite, G.W. (1975) Performance of two deterministic hydrological models, IASH-AISH Publication, Vol. 115, pp. 136-142
  13. Kite, G.W. (1998) Land surface parameterizations of GCMs and macroscale hydrological models, Journal American Water Resources Association, Vol. 34, No. 6, pp. 1247-1254 https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1998.tb05428.x
  14. Kite, G.W., Dalton, A., and Dion, K. (1994) Simulation of streamflow in a macroscale watershed using general circulation model data, Water Resources Research, Vol. 30, No. 5, pp. 1547-1559 https://doi.org/10.1029/94WR00231
  15. Kite, G.W., Ellehoj E., and Dalton, A. (1996) GIS for large-scale watershed modelling, in Geographical Information Systems in Hydrology. Singh, V.P.; Fiorentino, M (eds). Kluwer Academic Publishers, Netherlands
  16. Leung, L.R., Hamlet, A.F., Lettenmaier, D.P., and Kumar, A. (1999) Simulations of the ENSO hydroclimate signals in the pacific northwest columbia river basin, Bull. Amer. Meteorol. Soc., Vol. 80, pp. 2313-2328 https://doi.org/10.1175/1520-0477(1999)080<2313:SOTEHS>2.0.CO;2
  17. Nash, J.E. and Sutcliffe, J.V. (1970) River flow forecasting through conceptual models; Part 1 - A discussion of principles, Journal of Hydrology, Vol. 10, No. 3, pp. 282-290 https://doi.org/10.1016/0022-1694(70)90255-6
  18. Sandra, L. and Woo, M.K. (2003) Application of hydrological models with increasing complexity to subarctic catchments, Journal of Hydrology, Vol. 270, pp. 145-157 https://doi.org/10.1016/S0022-1694(02)00291-3
  19. Sefton, C.E.M. and Boorman, D.B. (1997) A resinal investigation of climate change impacts on UK streamflows, Journal of Hydrology, Vol. 195, pp. 26-44 https://doi.org/10.1016/S0022-1694(96)03257-X
  20. Wood, A.W., Maurer, E.P., Kumar, A., and Lettenmaier, D.P. (2002) Long-range experimental hydrologic forecasting for the eastern United States, J. Geophys. Res.-Atmos., Vol. 107, pp. 4429 https://doi.org/10.1029/2001JD000659