• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.17 no.1
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• pp.129-143
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• 2014

The purpose of this study is to evaluate the availability of dual-polarization radar rain for flood routing in Chungju Dam watershed($6,625.8km^2$) using KIMSTORM (Grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model). The Sobaek dual-polarization radar data for 1 heavy rain and 3 typhoon(Khanun, Bolaven, and Sanba) events in 2012 were obtained from Han River Flood Control Office. The spatio-temporal patterns between the two data were similar showing the ratio of radar rain to ground rain with 0.97. The KIMSTORM was set to $500{\times}500m$ resolution and a total of 45,738 cells(198 rows${\times}$231 columns) for the watershed. For radar rain and 41 ground rains, the model was independently calibrated using discharge data at 3 streamflow gauging stations(YW1, YC, and CJD) with coefficient of determination($R^2$), Nash and Sutcliffe Model Efficiency(ME), and Volume Conservation Index(VCI). The $R^2$, ME, and VCI 0.80, 0.62 and 1.08 for radar rain and 0.83, 0.68 and 1.10 for ground rain respectively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.738-743
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• 2008

최근 기상이변으로 인한 돌발홍수의 빈번한 발생으로 인해 신속하고 정량적인 강우예측의 필요성이 대두되고 있으며 강우의 거동을 실시간으로 관측하여 예측이 가능한 강우레이더의 활용성이 높아지고 있다. 또한, 1Km 해상도의 격자형으로 제공되는 강우레이더를 효과적으로 활용하기 위해 격자단위의 분석이 가능한 분포형 수문모형의 활용이 증가하고 있다. 본 연구를 위한 선행연구로 배영혜 등(2007)은 레이더 강우와 물리적 기반의 분포형 모형인 $Vflo^{TM}$을 이용하여 임진강 유역에 대한 강우-유출 모의를 실시하였으며 분포형 모형의 입력 자료로 활용된 임진강 유역의 공간자료는 임진강 유역조사 성과 및 GIS/RS를 자료를 이용하여 구축하였다. 배영혜 등(2007)이 모의한 임진강 유역의 홍수 유출 모의 결과 모의치와 관측치 사이의 첨두값은 일치하나 지체 시간의 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 이러한 오차의 원인을 파악하기 위해 북한의 하천과 연결되지 않은 임진강 영중지점을 대상으로 홍수 유출 모의를 실시한 결과 지상 강우계를 이용한 레이더 강우의 보정 유무보다는 GIS 수문매개변수의 불확실성이 오차에 큰 영향을 주는 것으로 나타났으며 특히 토양분류 체계가 상이하고 현시성이 결여된 토양도의 활용이 수리전도도를 비롯한 토양 매개변수에 불확실성을 초래하여 첨두 유량과 지체시간 등에 영향을 준 것으로 파악되었다. 본 연구에서는 유역면적의 약 2/3가 미계측 지역인 임진강 유역의 지리적 특성과 현지조사가 필수적인 토양도의 재구축이 현실적으로 어렵다는 점을 고려하여 상대적으로 단순한 가 분포형(Quasi-distributed) 수문 모형인 ModClark 모형을 이용하여 2006년 7월 사상에 대하여 홍수 유출 모의를 실시하였으며 그 결과를 선행연구를 통해 모의한 $Vflo^{TM}$ 모형의 유출 모의 결과와 비교하였다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.1 no.2
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• pp.142-150
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• 1999

During the past three decades after the first attempt to use satellite imagery or derived cloud products for rainfall estimation, much is known and understood concerning the scope and difficulties of satellite rainfall monitoring. After a brief general introduction this paper reviews recent progress in this field with special reference to improvement of algorithms, inter-comparison projects, integrative use of data from different sources, increasing lengths of data records and derived products, and interpretability of rainfall results. Also the paradigm of TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) which is the first space mission(1997) dedicated to measuring tropical and subtropical rainfall though microwave and visible/infrared sensors, including the first spaceborne rain radar was introduced, and the potential applicability to the field of agriculture and water resources by combining satellite imagery is described.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.9-9
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• 2021

기후변화의 영향으로 과거에 경험하지 못한 이상강우 발생 증가로 댐 및 수자원 관리에 어려움이 증대되고 있다. 특히, 강우의 시·공간적 변동성 심화로 기존 지상강우계만으로는 정확한 유역 단위의 강우량 추정이 어려우며 관측강우자료의 불확실성은 댐 운영의 부정확성을 야기할 수 있다. 최근 지상강우계의 대안으로 시·공간 해상도가 우수한 강우레이더의 활용 및 현업적용이 증대되고 있다. 본 연구에서는 안정적인 수력댐 운영 및 수재해 예방을 위해 고해상도 강우레이더와 지상관측 강우자료를 활용하여 수력댐 유역의 강우추정 정확도를 개선하고자 하였다. 이를 위해 환경부 합성레이더 강우자료와 지상강우관측자료를 이용하여 조건부 합성기법으로 격자강우자료의 정확도를 개선하였다. 대상 유역은 한국수력원자력(주)의 수력발전용댐(팔당, 의암, 춘천, 화천, 청평, 도암, 괴산, 섬진강, 보성강댐) 이다. 특히, 레이더 오차 분석을 통해 지형효과의 고려가 필요한 수력댐 유역을 선정하여 고도영향 조건부합성기법을 적용하도록 하였다. 이를 통해 수력댐 유역의 지형 및 기상 특성을 차별화한 보정이 가능하였다. 또한, 소유역별 레이더 유역평균강우의 오차를 실시간으로 저감하기 위해 화음탐색법과 칼만필터 기법을 적용하여 수력댐 수계 내 172개 소유역의 유역평균강우량을 실시간으로 최적화 할 수 있도록 하였다. 본 연구를 통해 개발된 수력댐 유역의 고해상도 강우 정보를 기반으로 GIS 웹 표출 시스템에 개발하여 수력댐 운영 업무활용 할 수 있도록 지원하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.187-187
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• 2021

최근 기후 변화로 인한 한반도의 극한 홍수 및 가뭄의 발생 빈도가 급증하고 있다. 이와 같은 이상 기후의 발생으로 연간 강수량의 편차가 더 커지면서 장래 물 부족 문제가 더욱 심화될 전망이다. 따라서 본 연구에서는 한강 유역의 수문 모형 구축을 통해 미래 물수지 변화를 정량적으로 예측함으로써 기후 변화가 한강 유역의 수문순환요소와 수자원에 미치는 영향을 분석하고 평가하였다. 레이더 강우 시계열 자료의 활용을 위하여 격자 단위로 분석이 가능한 분포형 수문 모형 VIC (Variable Infiltration Capacity)을 사용하였고 모형 구축에는 레이더 강우와 종관기상관측소의 강우 자료에 조건부 합성 기법(Conditional Merging, CM)을 적용하여 보정된 강우 자료를 사용하였다. 제공되는 VIC의 토양, 식생 변수는 공간 해상도가 너무 낮고 유역 내에서도 공간적인 변동성이 크지 않아 침투에 관련된 매개변수를 토지 피복과 연관 지어 격자마다 적정한 매개변수를 회귀 분석하여 새로 산정하였다. 먼저 보정 기간 6년(2009-2014)에 대해 보정을 하고 이후 검증 기간 6년(2014-2019)에 대해 검증을 진행하였다. 보정, 검증 기간에 대한 NSE 값은 각각 0.968, 0.569로 양호한 결과를 보여주었다. 구축된 수문 모형에 기후 변화를 고려하기 위해 GCM 기반의 CMIP6 미래기상자료를 입력해서 미래의 물 수지와 수문순환요소의 변화를 모의하였고 모의 결과, 미래 기간에는 강수의 편차가 더욱 심화되면서 가뭄이 더 빈번하게 발생하는 경향을 보였다.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.7 no.4
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• pp.88-97
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• 2004

A Grid-based distributed evaporation prediction model which calculates temporal and spatial evaporation with a heat balance method was developed. And, the model was considered as the integration with distributed hydrological model in near future. 'This model was programmed by fortran language and used ASCII formatted map data of DEM (Digital Elevation Model) and land cover map extracted by remote sensing data. Also, temporal variations and spatial distributions of evaporation are presented by using GIS. To verify the applicability of the model, it was applied to the Shonai river basin ($532km^2$) which has sufficient meteorological and hydrological data, Japan. The result shows that the estimated mean annual evaporation was 825.4mm, and this value is estimated as suitable things in considering rainfall and discharge data in study area.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.17 no.3
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• pp.68-81
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• 2014

This study aims to apply and evaluate the automatic DAD analysis method, which is able to establish the depth-area relationship more efficiently and accurately for point-to-areal rainfall conversion. First, the proposed automatic DAD analysis method tracks the expansion route of area from the storm center, and it is divided into Box-tracking, Point-tracking, Advanced point-tracking according to tracking method. After applying the proposed methods to 10 events occurred in Yongdam-watershed area, we confirmed that the Advanced point-tracking method makes it possible to estimate the maximum average areal rainfal(MAAR) more accurately with consideration of the storm movement and the multi-centered storm. In addition, Advanced point-tracking could reduce the errors of the estimated MAAR induced by increasing the area because it can estimate MAAR for each storm center and compare them at the same time. Finally, the DAD curve for the study area could be derived based on the DAD analysis of the selected 10 events.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.6B
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• pp.709-721
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• 2008

This paper is to test the applicability of ModKIMSTORM (Modified KIneMatic Wave STOrm Runoff Model) by applying it to Namgangdam watershed of $2,293km^2$. Model inputs (DEM, land use, soil related information) were prepared in 500 m spatial resolution. Using five typhoon events (Saomi in 2000, Rusa in 2002, Maemi in 2003, Megi in 2004 and Ewiniar in 2006) and two storm events (May of 2003 and July of 2004), the model was calibrated and verified by comparing the simulated streamflow with the observed one at the outlet of the watershed. The Pearson's coefficient of determination $R^2$, Nash and Sutcliffe model efficiency E, the deviation of runoff volumes $D_v$, relative error of the peak runoff rate $EQ_p$, and absolute error of the time to peak runoff $ET_p$ showed the average value of 0.984, 0.981, 3.63%, 0.003, and 0.48 hr for 4 storms calibration and 0.937, 0.895, 8.08%, 0.138, and 0.73 hr for 3 storms verification respectively. Among the model parameters, the stream Manning's roughness coefficient was the most sensitive for peak runoff and the initial soil moisture content was highly sensitive for runoff volume fitting. We could look into the behavior of hyrologic components from the spatial results during the storm periods and get some clue for the watershed management by storms.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.9
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• pp.895-905
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• 2008

To analyze hydrologic processes in a watershed requires both various geographical data and hydrological time series data. Recently, not only geographical data such as DEM(Digital Elevation Model) and hydrologic thematic map but also hydrological time series from numerical weather prediction and rainfall radar have been provided as grid data, and there are studies on hydrologic analysis using these grid data. In this study, GRM(Grid based Rainfall-runoff Model) which is physically-based distributed rainfall-runoff model has been developed to simulate short term rainfall-runoff process effectively using these grid data. Kinematic wave equation is used to simulate overland flow and channel flow, and Green-Ampt model is used to simulate infiltration process. Governing equation is discretized by finite volume method. TDMA(TriDiagonal Matrix Algorithm) is applied to solve systems of linear equations, and Newton-Raphson iteration method is applied to solve non-linear term. Developed model was applied to simplified hypothetical watersheds to examine model reasonability with the results from $Vflo^{TM}$. It was applied to Wicheon watershed for verification, and the applicability to real site was examined, and simulation results showed good agreement with measured hydrographs.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.37 no.11
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• pp.969-978
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• 2004

According to the report of hydrologic modeling study, from a quantitative point of view, a lumped model is more efficient than a distributed model. A distributed model has to simplify geospatial characteristics for the shake of restricted application on computer calculation and field observation. In this reason, a distributed model can not help having some errors of water quantity modelling. However, considering a distribution of rainfall-runoff reflected spatial characteristics, a distributed model is more efficient to simulate a flow of surface water, The purpose of this study is modeling of spatial rainfall-runoff of surface water using grid based distributed model, which is consisted of storage function model and essential basin-channel parameters( slope, flow direction & accumulation), and that procedure is able to be executed at a personal computer. The prototype of this model is developed in Heongseong Multipunose Dam basin and adapted in Hapchon Multipurpose Dam basin, which is larger than the former about five times. The efficiency coefficients in result of two dam basin simulations are more than about 0.9, but ones at the upstream water level gauge station meet with bad result owing to overestimated rating curves in high water level. As a result of this study, it is easily implemented that spatially distributed rainfall-runoff model using GIS, and geophysical characteristics of the catchment, hereafter it is anticipated that this model is easily able to apply rainfall data by real time.