• 한국수자원학회논문집
• /
• 제51권12호
• /
• pp.1195-1205
• /
• 2018

본 연구에서는 보령댐 유역($163.6km^2$)을 대상으로 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 모델, GCM (General Circulation Model) 기후변화 시나리오와 다중회귀분석으로 산정한 미래 방류량을 활용하여 극한 기후변화 사상이 반영된 보령댐의 물부족을 평가하였다. 유역의 물수지 분석을 위해 보령댐 유역을 대상으로 기상자료, 보령댐 운영자료를 수집하였으며, SWAT 모형의 신뢰성 있는 유출량 보정을 위해 보령댐의 실측 방류량을 이용하여 댐 운영모의를 고려하였고 유입량 및 방류량 자료를 활용하여 모형의 보정(2007~2010)과 검증(2010~2016)을 실시하였다. 기후변화를 반영하기 위해 APCC의 26개 CMIP5 GCM 자료 중 RCP (Representative Concentration Pathway)4.5와 RCP 8.5 시나리오를 SPI와 극한 가뭄지수로 분석하여 RCP 8.5 BCC-CSM1-1-M을 극한 가뭄 시나리오로 선정하였다. 2005년부터 2016년까지의 일별 관측자료로 다중회귀분석하여 월별 방류량 추정식을 만들었고, 1월부터 12월까지 각 식들의 결정계수 $R^2$는 0.57 이상으로 나타났다. 선정된 극한 가뭄 시나리오 기상자료를 방류량 추정식에 대입하여 미래기간 일별 방류량을 구축하였다. SWAT 수문평가 결과, S3 (2037~2046) 기간 봄철 저수량이 34.0% 감소하는 것으로 분석되었다. Runs 이론을 바탕으로 물부족의 심도를 구한 다음 재현기간에 따른 빈도해석을 하였다. 5~10년 빈도의 심도로 발생하는 물부족이 미래기간에 발생하는 빈도로 보령댐의 물부족을 평가하였다. 물부족 평가 결과, S3 (2037~2046) 기간에서 5~10년 빈도의 심도를 가지는 물부족이 기준기간(2007~2016) 보다 2회 더 발생하였으며 S3 (2037~2046)에 물부족 계획 수립이 필요하다고 판단하였다.

• 한국토양비료학회지
• /
• 제9권1호
• /
• pp.47-55
• /
• 1976

수원지방(水原地方)의 잠재적(潛在的) 증발산량(蒸發散量)을 파악(把握)하고 또 그의 합리적(合理的)인 산출방법(算出方法)을 기존공식(旣存公式)에서 찾기 위(爲)하여 1964년(年)부터 1973년(年)까지 10개년간(個年間)에 걸쳐 조사(調査)된 기상자료(氣象資料)를 토태(土台)로 Blanney-Criddle을 비롯한 Thornthwaite, Penman, Jensen-Haise, Truc 공식(公式)을 적용(適用)하여 잠재적(潛在的) 증발산량(蒸發散量)을 산출(算出)함과 동시(同時) 이들을 상호(相互) 비교(比較)하였는바 그 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 수원지방(水原地方)의 잠재적 증발산량(蒸發散量)은 성하기(盛夏期) 7, 8월(月)을 정점(頂點), 동기(冬期) 1월(月)과 12월(月)을 기점(基點)으로 한 uni-modal distribution을 하고있으며 Blanney-Criddle 공식(公式)에 의(依)한 연증발산량(年蒸發散量)은 1,377mm 그리고 다른 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 연증발산량(年蒸發散量)은 714mm에서 896mm 범위(範圍)에 있다. 2. Blanney-Criddle 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量)은 다른 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 것 보다 많은 한편 다른 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量) 간(間)에는 대동소리(大同小異)하다. 그러나 이들 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量)의 평균치(平均値)와 Blanney-Criddle 공식(公式)의 증발산량(蒸發散量) 간(間)에는 고도(高度)의 상관(相關)이 있다. 3. 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量)과 기존(旣存)에 표발(表發)된 수도(水稻)에 대(對)한 실제적(實際的) 증발산량(蒸發散量) 간(間)의 관계(關係)에 있어서 Blanney-Criddle 공식(公式)을 기준(基準)으로 할 경우(境遇) 일반품종(一般品種)에는 보정계수(補正係數) 0.8 그리고 통일품종(統一品種)에는 1.0을 대입(代入)하므로서 양자간(兩者間)에는 근사(近似)한 치(値)를 갖게되며 다른 네 공식(公式)의 평균치(平均値)를 기준(基準)으로 할 경우(境遇) 일반품종(一般品種)에는 1.2 그리고 통일품종(統一品種)에는 1.5를 대입(代入)하므로서 상호근사(相互近似)한 치(値)를 갖게된다. 따라서 수원지방(水原地方)의 잠재적(潛在的) 증발산량(蒸發散量)은 Blanney-Criddle과 다른 네 공식(公式)에서 산출(算出)된 증발산량(蒸發散量)의 중간치(中間値)라고 생각된다. 4. 증발산량(蒸發散量) 산출(算出)에 있어서는 공식(公式) 상호간(相互間)에 연관성(連關性)이 있으므로 어느 공식(公式)이든 적용(適用)할 수 있으나 Blanney-Criddle에 의(依)한 증발산량(蒸發散量) 산출(算出)은 다른 네 공식(公式)에 비(比)하여 간단(簡單)하고 용이(容易)하므로 Blanney-Criddle 공식(公式)에 보정계수(補正係數)를 조정(調整)하여 활용(活用)하는 것이 보다 효과적이라고 생각한다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제9권4호
• /
• pp.34-44
• /
• 2006

환경모델링 기법은 비선형 오염유출현상을 구조화하여 배출특성 규명 및 정책대안의 영향예측 도구로서 활용도가 증가하고 있다. 반면 복잡한 입력 매개변수의 구성은 모형운영에 있어 비정량적 수치의 적용가능성을 내포하고 있다. 이러한 한계성을 극복하기 위해 최근 들어 GIS와 정보기술의 연계를 통한 자료관리 및 모형 매개변수 산출을 위한 연구들이 활발히 진행 중에 있다. 이에 본 연구의 목적은 NGIS사업을 통해 축척된 지형공간 자료와 GIS의 공간분석기능을 연계하여 유역 오염유출모형인 HSPF의 운영정보 생성을 지원하는 정보시스템을 개발하는데 있다. 주 연구내용은 시스템 분석 및 설계, 기초 데이터 수집과 DB 구축, 지형 매개변수 산정을 위한 GIS-HSPF의 통합 인터페이스 구축이다. 개발된 KBASIN-HSPF는 EPA에 의해 개발된 BASIN의 유역분할, 하천망생성, 지형특성계수 산정 기능과 함께 우리나라의 지형 오염원 기상정보의 저장구조를 고려한 데이터 모델링, Thiessen망에 준한 강우자료 보정 그리고 HSPF 모형운영정보 생성 및 전환기능을 포함하고 있다. KBASIN-HSPF는 기존의 오염유출모델링을 위해 자료준비부터 정보연계, 모형운영까지 분산된 환경에서 수행되었던 것을 통합환경하에서 진행함으로써 정보의 질적보장과 정보전환의 표준화방안을 제시하는 정보분석시스템이다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제37권3호
• /
• pp.549-559
• /
• 2017

잠재증발산($ET_P$)과 실제증발산($ET_A$) 사이의 보완관계 가설을 국내 다목적댐 유역에 적용하여, 각 유역의 기상 수문 관측자료를 기반으로 잠재 및 실제 증발산사이의 보완관계 성립을 검증하고자 하였다. 연단위 실제증발량($ET_A$)은 총강수량과 총유출량의 차이로서 간접추정하였으며, 가용수분량은 연강수량으로 대체하여 사용하였다. 이때, 팬증발량 보정에 사용된 팬계수(kp)는 홍수기 및 비홍수기로 구분하여 $ET_{pan}$과 FAO Penman-Monteith 식으로 계산된 증발량($ET_{PM}$)의 비를 통해 산정하였다. 각 다목적댐 유역에서 관측자료 기반의 독립적으로 계산된 $ET_P$와 $ET_A$를 통해 보완관계를 산정한 결과, 대부분의 유역에서 가용수분량이 증가할수록 $ET_P$는 감소함과 동시에 $ET_A$는 증가하는 일반적인 보완관계의 패턴을 잘 보였고, 강수량의 증가에 따라 평형증발산량($ET_W$)의 수렴을 확인할 수 있었다. 하지만, 주암댐의 경우 $ET_A$가 다른 댐 유역에 비해 크게 산정되어 가용수분량이 큰 구간에서 $ET_P$를 초과하는 경우도 발생하였다. 이는 주암댐 유역의 강수량의 과다산정 혹은 유입량의 과소산정의 가능성을 보여주는 결과로 해석될 수 있다. 증발산 보완관계를 수문학적 물수지검증을 위한 기준으로 활용한다면 홍수기 다목적댐 유입량 산정의 불확실성을 제어하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
• /
• pp.395-395
• /
• 2018

기후변화 및 토지이용변화에 따라 강우량 및 증발산량 등과 같은 물순환계 구성요소가 변화하면 유역에서의 물순환계가 영향을 받게 된다. 이렇게 변화된 유역의 물순환계를 종합적으로 관리하기 위해서는 물순환 개선 기술을 통한 지속가능하고 건전한 물순환체계의 구축이 필요하다. 유역 물순환 개선 기술은 기후변화가 진행 중에 있거나 예상되는 지역에 대하여 강우-유출수를 지연, 저류, 침투시켜 지속가능한 물순환체계를 유지 회복하도록 하는 기술이라 할 수 있다. 한국건설기술연구원에서는 기후변화 대비 수자원 적응기술 개발 연구단(CCAW, Climate Change Adaptation for Water resources)의 연구비 지원을 받아 유역 건전성 및 취약성을 평가 하고 취약한 유역에 대한 물순환 개선기술을 확보하기 위한 연구를 수행 중에 있다. 특히, 수년간 국가연구개발사업을 통해 개발되고 사업화에 성공한바 있는 유역 물순환 평가 모형인 CAT(Catchment hydrologic cycle Assessment Tool)을 수정 개선하여 수요자 중심의 활발한 현장 적용을 도모하고 있다. 본 연구에서는 개발된 유역 물순환 개선 및 평가시스템의 적용성 평가를 위하여 대상유역으로 태국의 Lam Takhong 저수지 유역을 선정하였다. Lam Takhong 저수지 유역은 유역면적은 $1,423km^2$이며 저류량은 약 $440{\times}106m^3$이다. 입력자료인 DEM, Land Cover 자료는 USGS Hydro1K (https://earthexplorer.usgs.gov/), 하천망 및 유역경계 자료는 USGS HydroSHEDS (https://hydrosheds.cr.usgs.gov/dataavail.php), 기상 및 관측 유입량, 저수지 제원 등의 자료는 APEC 기후센터의 협조를 받아 1976년부터 2016년까지의 일단위 자료를 이용하였다. 모의결과는 저수지 월별 관측 유입량과 상류 유역의 모의 유출량을 이용하여 비교-분석 하였다. Lam Takhong 저수지 상류 유역은 APEC 기후센터에서 SWAT 모형을 이용하여 저수지 유입량 분석을 수행한 바 있다. 따라서 본 연구의 결과를 SWAT 모의결과와 비교하여 그 적용성을 검증하였다. 월별 관측 유입량과 저수지 상류 유역 모의 유출량을 비교한 결과 CAT의 경우 결정계수(R2) 값이 0.86, SWAT은 0.76으로 나타나 CAT의 적용 결과가 좀 더 우수한 것으로 나타났다. 모의 결과는 매개변수 최적화 과정을 거치지 않은 결과이며 SWAT 모형과의 결과 비교를 위하여 매개변수는 동일하게 적용하였다. 향후 매개변수 최적화 모듈을 통해 검 보정 단계를 거친다면 정밀한 분석이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.53-69
• /
• 2020

산업화와 도시개발로 인한 불투수층 면적의 증가는 수문순환 체계를 왜곡시켜 심각한 건천화를 야기한다. 이를 관리하기 위해 건천화의 정량적인 평가 및 예측이 가능한 하천건천화 영향평가 기술이 필요하다. 본 연구에서는 분포형 수문모형(Drying Stream Assessment Tool and Water Flow Tracking, DrySAT-WFT)과 시계열 GIS자료를 활용하여 전국 5대강 유역의 댐·보 유역을 대상으로 하천유입량 감소원인 평가를 실시하였다. 이를 위해 5개 하천건천화 영향요소(토양침식, 산림성장, 도로-하천 단절, 지하수이용, 도시개발)를 선정하여 1976년부터 2015년까지 GIS 기반의 시계열 공간자료를 연대별로 구축하였다. DrySAT-WFT는 2005~2015년까지 8개의 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하댐, 합천댐, 섬진강댐, 주암댐, 용담댐) 및 4개의 유량 관측지점(오수천, 미호천, 마륵, 초강)에 대해 하천유량 검보정을 실시하였고, 검보정 결과 결정계수(R²)는 평균 0.76(0.66~0.84), Nash-Sutcliffe 모형효율은 평균 0.62(0.52~0.72)의 값을 보였다. 이를 토대로 2010년대(2006~2015)의 기상조건을 기준으로 연대별(1980년대: 1976~1985, 1990년대: 1986~1995, 2000년대: 1996~2005, 2010년대: 2006~2015) GIS자료를 이용하여 댐·보 유역의 하천유입량 변화를 계산하므로서 각 영향요소별 하천유입량 감소 기여비율을 산정하였다. 모의결과, 1980년대를 기준으로 5대강 유역평균 2010년대 풍수량(Q95)은 4.1~6.3%의 감소율을 보였고, 평수량(Q185)은 6.7~9.1%의 감소율을 보였으며, 갈수량(Q355)은 8.4~10.4%의 감소율을 보였다. 하천건천화 영향요소 중에서 지하수 이용량의 증가로 인한 기저유량 감소(하천건천화 기여율: 40.5%)가 가장 큰 영향을 주었으며, 다음으로는 산림성장에 의한 증발산량 증가(하천건천화 기여율: 29.0%)로 나타났다.

• 한국농림기상학회지
• /
• 제23권4호
• /
• pp.306-315
• /
• 2021

본 연구는 유리온실 내에서 초분광 영상을 취득하였을 때 차광 커튼과 할로겐이 DN value스펙트럼에 미치는 영향에 관한 것이다. 국립식량과학원 남부작물부 유리온실에 설치된 자동영상취득시스템을 이용하였으며 30° 기울어진 보정용 Tarp (1.4×1.4 m, 12%)를 설치한 후 하우징과 거리별(0.7~2.1 m) 영상데이터를 4가지 조건으로 3반복 취득했다. 차광 커튼과 할로겐을 모두 사용하지 않고 영상을 취득하였을 경우, 직달광부분과 그림자부분은 550 nm를 기준으로 스펙트럼의 변동성이 커졌다. 직달광부분과 그림자부분의 평균 변동계수(Coefficient of variation, CV)값은 각각 1.8%, 4.2%이며 그림자 유무에 관계없이 CV값을 계산 할 경우 12.5%로 증가되었다. 차광 커튼을 사용하지 않고 할로겐만을 이용한 경우 직달광부분과 그림자 부분의 CV 값은 2.6%, 10.6%이고 그림자 유무에 관계없이 CV 값을 계산할 경우 11.2%로 나타났으며 하우징과 거리에 따른 할로겐 보광량 차이로 인해 스펙트럼 변화폭이 증가되었다. 차광커튼만을 사용한 경우 CV 값은 1.6%이며 직달광과 그림자부분의 구분이 사라졌다. 차광 커튼과 할로겐을 모두 사용한 경우 하우징과 거리에 따른 할로겐의 보광량 차이로 CV 값은 10.2%로 증가했다. 할로겐과 차광 커튼을 모두 사용한 영상의 높이 범위 별 CV 값을 계산하였을 때 0.1 m 범위는 1.4%, 0.2 m범위는 1.9%, 0.3 m 범위는 2.6%, 0.4 m 범위는 3.3%로 나타났다. 따라서 온실에서 표준화된 영상데이터를 취득하기 위해서는 차광 커튼을 이용해 광을 균일하게 해야하고 할로겐램프를 이용해 보광 할 경우 대상의 수직 높이가 0.2 m 미만이며 대상과 하우징의 거리가 일정하게 유지 되었을 때 유효하다고 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제56권9호
• /
• pp.543-551
• /
• 2023

눈은 기후계와 지표면 에너지 평형에 영향을 끼치는 필수 기후 인자이며, 겨울 동안 저장한 고체 형태의 물을 봄에 유출, 지하수 함양 등에 제공하여 물 평형에도 결정적인 역할을 한다. 본 연구에서는 Local Data Assimilation and Prediction System (LDAPS), Modern.-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, version 2 (MERRA-2), ERA5-Land 적설심 자료의 통계 분석을 통해 남한에서의 활용 가능성을 평가하였다. 기상청에서 제공하는 Automated Synoptic Observing System (ASOS) 지상관측자료와 재분석자료간의 통계분석 결과, LDAPS와 ERA5-Land의 상관계수가 0.69 이상으로 상관성이 높게 나타났으나 LDAPS는 RMSE가 0.79 m로 오차가 크게 나타났다. MERRA-2의 경우 일부 기간 동안 일정한 값이 연속적으로 산출되어 자료간 증감 추이를 적절하게 모의하지 못하였기에 상관계수가 0.17로 상관성이 낮게 나타났다. LDAPS와 ASOS의 지점별 통계분석 결과 상대적으로 평균 강설량이 높게 나타나는 강원도 인근에서 성능이 높게 나타났으며, 평균 강설량이 낮게 나타나는 남부 지역에서 성능이 낮게 나타났다. 마지막으로, triple collocation (TC)를 통해 본 연구에서 활용된 4개의 독립적인 적설심자료 간의 오차 분산을 산정하였으며, 나아가 가중치 산정을 통해 융합된 적설심 자료를 생산하였다. 재분석자료는 LDAPS, MERRA-2, ERA5-Land 순으로 오차 분산이 높게 나타났으며, LDAPS의 경우 오차 분산이 높게 산정되어 가중치가 낮게 산정되었다. 또한, ERA5-Land 적설심 자료의 공간 분포가 변동성이 적게 나타나, TC로 융합된 적설심 자료는 저해상도 영상인 MERRA-2와 유사한 공간 분포가 나타났다. 자료의 상관성, 오차, 불확실성을 고려하였을 때, ERA5-Land 자료가 남한을 대상으로 적설 관련 분석을 하기 적합한 것으로 판단된다. 또한, 타 자료와 경향성은 높게 나타나나 과대 산정되는 경향이 있는 LDAPS 자료를 대상으로 적절한 보정이 수행될 시, 지역 및 기후적 다양성을 높은 해상도로 표출할 수 있는 LDAPS 자료를 적극적으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.