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지표수문해석모형을 활용한 동아시아 유출해석 및 평가

Runoff Analysis and Assessment Using Land Surface Model on East Asia

  • 손경환 (세종대학교 토목환경공학과) ;
  • 이문환 (세종대학교 토목환경공학과) ;
  • 배덕효 (세종대학교 물자원연구소.토목환경공학과)
  • 투고 : 2011.11.01
  • 심사 : 2011.12.12
  • 발행 : 2012.02.29

초록

본 연구에서는 지표수문해석모형을 활용한 동아시아 지역의 유출해석을 수행하고 그 적용성을 평가하였다. 이에 전지구자료를 수집한 후 모형의 입력자료로 재구성하였으며, 모의 결과의 검증을 위해 GRDC에서 제공하는 국외 34개 지점의 관측유량자료를 수집하였다. 쾨펜의 기후대 구분을 통한 매개변수 전이 방법을 이용하여 미계측지역의 유출 매개변수를 결정하였으며, 동아시아지역에 유출해석을 수행하였다. 그 결과 미계측지역으로 가정한 17개 유역에서 모의치가 관측치와 유사하게 거동하는 것으로 나타나 결과의 신뢰성이 높음을 확인하였다. 최종 결정된 매개변수로부터 동아시아 전역에 수문성분을 산정하였으며, 대체로 동아시아 지역의 국가들의 수문성분 거동은 계절별로 유사한 것으로 확인되었다. 또한, 중국의 남부지역, 일본 및 대만은 동아시아 내에서도 유출의 발생이 가장 높은 반면, 몽골 및 중국 북부지역에서는 매우 낮은 것으로 분석되었다.

The objective of this study is to evaluate the applicability of Land Surface Model (LSM) for estimating the runoff on East Asia. Global geographical and weather data are used as input for the model and for the model verification, the simulated runoff results are compared with observed data from 34 global observation stations provided by Global Runoff Data Center (GRDC). K$\ddot{o}$ppen's climate zone is used to calculate the model parameter for ungaged basins. As a result, the simulated runoff shows good performance comparing with observed data in 17 basins assumed as ungaged basins. The Hydrologic components on East Asia area are estimated from the model and the continental water balance components are seasonally similar to each country. Also, it reveals that runoffs from southern China, Japan and Taiwan are much higher than those from mongolian and northern China.

키워드

참고문헌

  1. 과학기술부(2007). 기후변화에 의한 수자원 영향평가 체계 구축. 세종대학교, 수자원의 지속적 확보기술개발 사업, 연구보고서.
  2. 배덕효, 정일원, 권원태(2007). "수자원에 대한 기후변화 영향평가를 위한 고해상도 시나리오 생성(I): 유역별 기후시나리오 구축." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제40권, 제3호, pp. 191-207. https://doi.org/10.3741/JKWRA.2007.40.3.191
  3. 손경환, 이종대, 배덕효(2010). "전지구 수문해석 모형의 국내 적용성 평가." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제43권, 제12호, pp. 1063-1074. https://doi.org/10.3741/JKWRA.2010.43.12.1063
  4. 손경환, 배덕효, 정준석(2011). "지표수문해석모형을 활용 한국내가뭄해석적용성평가." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제44권, 제8호, pp. 667-681.
  5. 이병주, 정일원, 배덕효(2009). "다변량 통계분석을 이용한 준분포형 유출모형 매개변수 지역화." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제42권, 제2호, pp. 149-160. https://doi.org/10.3741/JKWRA.2009.42.2.149
  6. 정일원, 배덕효, 임은순(2007). "수자원에 대한 기후변화 영향평가를 위한 고해상도 시나리오 생성(II): 유역별 유출시나리오 구축." 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제40권, 제2호, pp. 147-158.
  7. Cosby, B.J., Hornberger, G.M., Clapp, R.B., and Ginn, T.R. (1984). "A statistical exploration of the relationships of soil moisture characteristics to the physical properties of soils." Water Resources Research, Vol. 20, No. 6, pp. 682-690. https://doi.org/10.1029/WR020i006p00682
  8. Fan, Y., and Van den Dool H. (2004). "The CPC global monthly soil moisture data set at $\frac{1}{2}$ degree resolution for 1948-present." Journal of Geophysical Research, 109:D10102, doi:1029/2003JD004345. https://doi.org/10.1029/2003JD004345
  9. Hansen, M.C., Defies, R.S., Townshend, J.R.G., and Sohlberg, R. (2000). "Global land cover classification at 1 km spatial resolution using a classification tree approach." International Journal of Remote Sensing, Vol. 21, No. 6-7, pp. 1331-1364. https://doi.org/10.1080/014311600210209
  10. Hubert, B., Francois, L., and Strivay, W.D. (1998). "Stochastic generation of meteorological variable and effects on global models of water and carbon cycles in vegetation and soils." Journal of hydrology, Vol. 212, No. 213, pp. 318-334. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00214-5
  11. IPCC(2007). climate Change 2007: The Scientific Basis, Summary for Policy Makers. Cambridge University Press, Cambridge.
  12. Koppen, W. (1936). Das geographische System der Klimate. In: Koppen, W., Geiger, R. (Eds.). Handbuch der Klimatologie, 1Part C. Gebr. Borntraeger, Berlin.
  13. Liang, X., Lettenmaier, D.P., Wood, E.F., and Burges, S.J. (1994). "A simple hydrologically based model of land surface water and energy fluxes for general circulation models." Journal of Geophysical Research, Vol. 99, No. 7, pp. 14415-14428. https://doi.org/10.1029/94JD00483
  14. Liang, X., Jianzhong, G., and Ruby Leung, L. (2004). "Assessment of the effects of spatial resolutions on daily water flux simulations." Journal of Hydrology, Vol. 298, Issues. 1-4, pp. 287-310. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2003.07.007
  15. Nijssen, B., Lettenmaier D.P., Liang, X,. Suzanne, W., and Wetzel, F.W. (1997). "Streamflow simulation for contiental-scale river basins." Water Resource Research, Vol. 33, Issue 4, pp. 711-724 https://doi.org/10.1029/96WR03517
  16. Nijssen, B., Schnur, R., and Lettenmaier, P. (2001). "Global Retrospective Estimation of Soil Moisture Using the Variable Infiltration Capacity Land Surface Model, 1980-93." Journal of Climate, Vol. 14, Issue. 8, pp. 1790-1808. https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)014<1790:GREOSM>2.0.CO;2
  17. Oki T., and Kanae, S. (2006). "Global Hydrological Cycles and World Water Resources." Science, Vol. 314, No. 5804, pp. 1387-1388.
  18. Rawls, W.J., Ahuja, L.R., Brakensiek, D.L., and Shirmohammadi, A. (1993). "Infiltration and soil water movement." Handbook of Hydrology, D.R. Maidment, McGraw-Hill, New York, pp. 5-51.
  19. Sheffield, J., and Wood, E.F. (2008). "Global trends and variability in soil moisture and drought characteristics, 1950-2000, from observation-driven simulations of the terrestrial hydrologic cycle." Journal of Climate, Vol. 21, No. 3, pp. 432-458. https://doi.org/10.1175/2007JCLI1822.1
  20. Xie, Z., Yuan, F., Duan, Q., Zheng, J., Liang, M., and Chen, F. (2007). "Regional Parameter Estimation of the VIC Land Surface Model: Methodology and Application to River Basins in China." Journal of Hydrometeorology, Vol. 8, Issue. 3, pp. 447-468. https://doi.org/10.1175/JHM568.1