• 제목/요약/키워드: 유출계산

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하구사주의 생성 및 발달을 해석하기 위한 수치모델의 개발 (Development of a Numerical Model to Analyze the Formation and Development Process of River Mouth Bars)

  • 김연중;우정운;윤종성;김명규
    • 한국해안·해양공학회논문집
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    • 제33권6호
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    • pp.308-320
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    • 2021
  • 해안침식의 근본적 대책으로서 감소한 공급 토사량 회복을 포함한 종합 토사관리 대책이 유효하지만, 계획에 있어서는 하천에서 바다로 유출된 토사 가운데 어느 정도의 양이 어느 정도의 속도로 해안에 다시 공급되는 토사량의 평가와 이를 위해서는 하천과 바다의 결절점인 하구지역에서 발생하는 토사의 이동 메커니즘 분석이 매우 중요하다. 하지만 지금까지 홍수 시의 하구사주 붕괴(flushing) 과정을 해석하는 수치모델에 관한 연구는 진행되고 있지만 하구사주의 형성 및 발달 과정을 해석하는 수치모델은 아직 확립되어 있지 않은 것이 현재의 연구 진행상태이다. 본 연구에서는 종합토사관리를 위해 유출된 토사가 회복되는 토사량의 평가를 위해 파랑변형, 유황계산 및 지형변화 모델을 구축하여 하구사주의 생성과정을 수치해석을 통한 재현을 목적으로 한다. 하구사주의 생성과정을 모의하였으며 에너지 파랑 및 작용 시간의 개념을 도입하여 장기간 표사이동의 예측을 실시하였다. 계산에 필요한 외력조건은 하구사주가 지배적으로 발달하는 동계시 작용하는 파랑조건과 하천의 유량을 고려하였으며 초기지형은 홍수시 마읍천의 하구사주가 붕괴(flushing)된 직후의 지형정보를 초기조건으로 설정하였다. 그 결과 입사파향에 따라 해빈류에 의해 하구사주의 발달과 생성과정을 재현하였으며 초기지형으로부터 약 66시간 경과 후 맹방하구 사주의 형태로 발달되는 것으로 나타났다.

농업용 저수지 운영을 고려한 SWAT 모형의 수문학적 거동 분석 (Analysis of Hydrologic Behavior Including Agricultural Reservoir Operation using SWAT Model)

  • 이용준;박민지;박기욱;김성준
    • 한국지리정보학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.20-30
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    • 2008
  • 본 연구에서는 SWAT 모형을 이용하여 유역내 농업용 저수지의 운영이 유역 출구인 하천 지점에서의 유출에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 안성천 유역 공도수위관측소의 상류 유역을 대상으로, 유역내 고삼과 금광 농업용 저수지의 방류량 고려시와 미고려시에 대한 공도지점에서의 각각의 하천유출 거동을 분석하였다. SWAT 모형에서 저수지 물수지 분석모듈을 수정하여, 저수지의 일별 관측 저수위로부터 계산된 저수량과 수표면적을 이용하여 저수지의 일 방류량 자료를 생성하였다. 이를 이용하여 공도수위관측소의 5개년(1997~2001) 동안의 일별 하천 유출량 자료를 대상으로 모형의 보정(1997, 1998, 1999년)과 검증(2000, 2001년)을 실시하였다. 검증기간에 대한 Nash-Sutcliffe 모델효율은 0.55, RMSE는 2.33 mm/day로 나타났다. 한편, 두 저수지의 방류량을 고려하지 않은 상태에서의 모의결과는 한 결과, Nash-Sutcliffe 모델효율은 0.37로, RMSE는2.91 mm/day로 나타나 저수지 고려시의 결과와 비교하면 각각 0.18의 모델효율 저하, 0.58%의 오차증가를 보였다. 따라서 농업용 저수지가 있는 유역에서는 SWAT 모형의 활용시, 저수지 유역에서의 저수지에 의한 저류효과 및 방류 영향을 고려하여야 하는 것으로 나타났다.

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국제무역에 함유된 지구온난화 가스 배출의 국제연관구조와 경제적 유인정책의 효과 (International Linkage of CO2 Emissions from Fossil Fuels as Embodied in Foreign Trade and Effects of Economic Policy Measure)

  • 정현식
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제13권4호
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    • pp.621-655
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    • 2004
  • 교토 메커니즘에 따른 국제적 배출권 거래 제도의 지구온난화 가스 저감 효과는 부속서 I 국가들의 무역을 통한 탄소 유출(carbon leakage) 정도에 따라 크게 달라지게 될 것이다. 그리고 무역을 통한 탄소 유출의 정도는 각국의 경상 수지, 배출 수지, 배출 교역 조건 등에 의해 간접적으로 표출될 것이다. 이 논문에서는 부속서 I 국가들과 비부속서 I 국가들 간의 탄소 유출의 정도를 분석하기 위해 각국의 경상 수지와 무역에 함유된 $CO_2$배출량, 배출 수지, 배출 교역 조건 등을 국제 투입-산출 통계 등을 이용하여 계산하였다. 외국의 기존 연구에서는 일부 선진국들을 중심으로 배출 수지가 추정된 적은 있으나, 한국을 포함한 세계 전체의 무역을 통한 배출 수지에 대한 분석이 이루어진 적은 없었다. 이 논문은 세계 주요 배출국의 하나로서 한국을 포함한 세계 각 국 지역 간의 경상수지와 무역에 함유된 배출 수지, 배출 교역 조건 등에 대한 비교 분석을 국내에서는 처음으로 시도한 논문이다. 화석 연료의 대부분을 수입에 의존하는 한국으로서 GHGs 특히 $CO_2$의 배출 저감은 기후변화협약상의 저감 의무와 별개로 그 자체로서 매우 중요하다. 뿐만 아니라 한국도 교토 메커니즘을 활용할 수 있는 부속서 I 국가로서의 지위를 조만간 부여 받지 않을 수 없을 것으로 보아 한국과 교역 대상국 간의 배출 수지에 대한 분석 결과는 한국이 국제적 배출권 거래 제도 등을 이용하는데 유익한 자료가 될 것이다.

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확률적 극점자취방법을 통한 움직임열화가 발생한 영상에서의 파라메터 추출 (Estimation of Motion-Blur Parameters Based on Stochastic Peak-Trace Algorithm)

  • 최병철;강문기
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 1999년도 학술대회
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    • pp.99-104
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    • 1999
  • 영상을 획득하는 과정에 있어, 영상획득 장치 또는 피사체의 흔들림으로 인해 발생되는 움직임 열화(motion-blur)현상은 영상의 선명도를 크게 떨어뜨리는 주된 원인이 된다. 손상된 영상은 그 영상자체로부터 움직임의 각도와 길이를 추출 함으로서 복원될 수 있다. 본 논문에서는 움직임 열화의 각도와 길이를 추정하기 위한 방법 중, 본 저자가 제안 했던 극점자취방법에, 확률적인 개념을 적용한 새로운 확률적 극점자취 방법을 소개한다. 기존의 방법은 신호지배영역이 올바로 지정되지 않았을 경우, 오차를 수반하기도 한다. 이러한 문제를 해결 하기 위해, 본 연구에서는 maximum likelihood(ML) 분류방법을 이용해 적절하지 않은 극점자취점의 영향을 선택적으로 작게 하여, 신호지배 영역의 설정 없이, 저주파 영역에서의 올른 극점자취의 검출이 가능하도록 하였다. 또한, Auto-regressive(Ah) 모델을 이용한 선형예측방법을 통해 극점 검출과정에서 불규칙하게 발생하는 특이점들이 극점으로 검출되지 못하도록 하여, 정밀한 움직임 방향의 추정이 가능하게 하였다. 또한, 움직임 길이의 검출에 있어서는, 노이즈에 의해 영향을 무시할 수 없는 기존의 영점교차점 방법을 보완한, 새로운 이동평균최소(MALM)법을 정의하였다 이 방법은 움직임 열화가 발생한 영상의 주파수 영역단면 패턴을 이용한 것으로서, 2차원적인 sinc함수를 1차원적인 표현으로 바꾸어주는 이동평균함수를 사용하여, 쉽게 부극점(sub-peak point)을 찾을 수 있도록 한다 부극점 또한 노이즈에 의한 영향을 받지 않고, 이동평균최소법 자체에 노이즈를 제거하는 과정에 포함되어있으므로. 이 방법을 사용하게 되면, 심한 노이즈 환경에서도 적절한 움직임의 길이 값을검출할 수 있다. 이렇게 얻어진 길이와 방향의 파라메터를 이용하여, 실제 실험에 사용된 손상되어진 영상을 효과적으로 복원할 수 있었다.>$\bigcirc$ 펄라이트 : 합섬A(비스코스+레이온)급액천의 유입은 소(1$\times$60cm)에서 21.8ml, 중(2$\times$60cm) 33.5ml, 대(3$\times$60cm) 43.4ml가 통과되었고 합섬(폴리에스텔)에서는 19.0~30.7ml로서 급액천의 규격에 따라 통과되는 차이가 있었다. 배지가 규격화되어 있어 급액천의 규격별로 일정하게 유입되었으며 급액천의 재질이 유입에 영향을 미친 것으로 사료되었다. (2) 급액관과 베드상과의 높이에 따른 유출양 : 급액과 베드상과의 낙차가 클수록 유출이 증가함을 알수 있었으나 합섬C(인견)실험구에서는 낙차가 유출에 영향을 미치지 않았다. (4) 급액된 양액의 EC 및 pH조사 : 급액된 양액의 EC 및 pH에 전혀 변화가 없어 재배 적응에 문제가 없을것으로 사료되었다.이가 가장 이상적인 것으로 생각된다.세포수에 대한 내부세포괴세포(ICM/total cells)가 20~40% 범주에 드는 비율은 처리구가 대조구보다 낮은 결과를 나타냈다. 결론적으로 돼지난포란을 이용하여 체외성숙을 유기할 때 효과적인 cysteamine의 농도는 50$\mu$M이 적당하며, 초기배발달을 유기할 때의 효과적인 cysteamine의 농도는 25~50$\mu$M인 것으로 판단된다.N)A(N)/N을 제시하였다(A(N)=N에 대한 A값). 위의 실험식을 사용하여 헝가리산 Zempleni 시료(15%$S_{XRD}$)의 기본입자분포로부터 %$S_{XRD}$를 계산한 결과, 16%$S_{XRD}$의 결과값을 얻을 수 있었다. 따라서, 본 연구에서 도출한 관계식들이 유효함을 확인할 수 있었다.계식들이 유효함을 확인할 수 있었다.할 때 약간의 증가를 나타냈다.". And

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분포형 광역 수문모델 개발 및 한강유역 미래 기후변화 수문영향평가 (Development of a Meso-Scale Distributed Continuous Hydrologic Model and Application for Climate Change Impact Assessment to Han River Basin)

  • 김성준;박근애;이용관;안소라
    • 한국지리정보학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.160-174
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    • 2014
  • 본 연구의 목적은 광역의 일단위 수문순환을 모의할 수 있는 격자기반의 분포형 모델을 구축한 후, 이를 미래 기후변화에 따른 광역적 수문영향을 평가하는데 있다. 격자별로 지표 유출층, 지표하 불포화 및 포화 토양층의 3단으로 구성하여 일별 물수지를 계산하며, 증발산량은 Penman-Monteith방법을 사용하였고, 지표 및 지표하유출은 지체계수(lag coefficient)와 감수곡선 계수(recession curve slope)를 적용하였다. 모델의 검보정을 위하여 한강유역의 충주댐과 소양강댐을 대상으로 9개년(2001-2009)의 댐유입량 자료를 이용하여 모델의 6개 주요매개변수를 보정하였으며, Nash-Sutcliffe 모델효율 (NSE)은 각각 0.57, 0.71의 값을 보였으며, 결정계수($R^2$)는 각각 0.65, 0.72의 값을 보였다. 5개의 IPCC SRES A1B 기후변화 시나리오자료(CSIRO MK3, GFDL CM2_1, CONS ECHO-G, MRI CGCM2_3_2, UKMO HADGEMI)를 적용한 결과, 미래 유출량의 변화는 강수량과 비슷한 경향을 보이면서 전체적으로 7.0%~27.1% 증가하였고, 증발산량도 미래 기온의 증가경향으로 일부 경우를 제외하고 증가하는 경향을 나타내었으며, 이들의 공간적 변화를 제시하였다.

연속 생물반응기 안에서 유출 발효에 의한 알코올 생산 (Alcohol Production by Extractive Fermentation in a Continuous Bioreactor)

  • 김재형;전순배이기영김동운
    • KSBB Journal
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    • 제4권1호
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    • pp.21-30
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    • 1989
  • Lauryl alcohol을 추출제로 사용한 에탄올 추출발효를 통하여 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1. GC를 이용한 분배계수의 측정은 Fredenslund의 UNIFAC법을 이용한 계산치보다는 고천 낮은 값을 보이나 Minier의 측정치와는 잘 일치하고, 에탄올 농도 2-10%일때 분배계수는 0.6에 달했다. 2. 물과 에탄올은 비점이 비슷하여 95% 이상의 고순도 에탄올을 단증류로 얻기 어렵지만, LaOH는 비점($225^{\circ}C$)이 높아 에탄올과 비점차가 많이 나므로 대기압하에서 단 한번의 단증류로 87% 이상의 에탄올을 거의 모두 회수할 수 있었다. 3. TBP의 경우와 마찬가지로, LaOH의 농도가 높아 질수록 lag phase는 연장도지만, 기질 소모속 도는 추출제가 없는 경우와 비교했을때 크게 변하지 않았으며, 적응과정을 거침으로써 LaOH에 의한 lag phase 지연호과가 제거되었고, 고정화 방법 또한 lag phase를 줄이는데 교과적인 방법이었다. 4. $400\;g/\;{\ell}$ 포도당 용액의 회분 추출발생에서 LaOH/medium의 비가 4였을때 포도당은 거의 전화가 되었으며, 전체에탄올생산성은 $2.75g/\;{\ell}.hr$로 비유출의 $0.99g/\;{\ell}{\cdot}hr$보다 2.78배 증가하였다. 5. 고정화 연속 혼합 발효조에서 기질유량 $25\;{m{\ell}}/hr$, LaOH유량 $100\;{m{\ell}}/hr$일때 생산성은 $5.23\;g/{\ell}.hr$로 비유출의 $3.06\;g/{\ell}.hr$보다 1.7배 증배하였다. 6. film fermentor에서 기질농도 $200\;g/{\ell}$, 기질유출 $25\;{m{\ell}}/hr$, LaOh 유량 $100\;{m{\ell}}/hr$일때 생산성이 $5.01\;g/{\ell}.hr$로 연속 혼합 발효조에서 보다 낮은 값을 보였으나, 대체로 비슷한 양상을 보였으며, 비에탄올생산성은 고천 더 놓은 값을 나타내었고, 연속 혼합 발효조 안의 bead 내 효모보다 낮은 전단력을 받기 때문에 세포가 덜 유출되었다.

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수문모형의 최적 운영을 위한 수문자료 연산 프로그램(HydroDB Solution) 개발 (Hydrology data operation program (HydroDB Soultion) development for Optimum condition of hydrology model)

  • 김유진;윤원진;김남일;고익환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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    • pp.1440-1444
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    • 2005
  • 본 연구는 일반적인 수문모형 및 수자원 관련 모형들의 초기세팅시 모형별로 사용되는 각기 다른 형태의 입력자료 대한 활용성을 용이하게 하고 실제 시스템에 적용하여 모형의 활용성을 높이고자 하는데 있다. 특히 현재 한국수자원공사 데이터베이스의 수문자료는 각종 수문모형 및 수자원 관련 시스템에 직접 사용하기에는 모형의 입력 포맷 형태가 너무나 다양하기 때문에 그 한계가 있다. 자료의 형태 대부분이 Raw data의 형식으로 이루어져 있어 모형 입력을 위한 선행 자료처리가 불가피하며, 이로 인해 실질적인 유출해석의 정확성을 높이는 연구 또는 수문학적 분석을 위한 연구등의 학술적인 측면에 초점이 맞추어지기보다 오히려 입력자료 구축에 많은 시간이 투입되는 것이 사실이다. 그 예로 실시간 물관리 운영 시스템(IRWMS)에서 유역유출 모형으로 사용 중인 SSARR모형의 강우 입력자료로는 유역평균강우량(MAP)이 사용된다. 한편 데이터베이스에는 지점 강우자료가 저장되어 있으며, 이를 사용하기 위해서는 다시 티센법(Thiessen Method), 유역평균법 등을 이용하여 지점강우에서 MAP로 환산 후 활용해야한다. 또한 이러한 선행 작업들은 모형 수행자마다 반복적으로 이루어지는 작업이므로 변환 프로그램에 의해 자동으로 계산하여 DB 등에 저장하고 사용한다면 수문자료 분석에 소모되는 시간과 비용을 절감할 수 있을 것이다. 현재 데이터베이스 내부에는 이러한 자료변환 알고리즘이 포함되어 있지 않으며 원시자료인 지점 강우자료가 데이터베이스에 저장되어 활용하고 있다. 따라서 수자원 전문가들에게 분석하고자 하는 유역별 모형별로 입력자료의 형태가 변환되어 자료를 실시간으로 제공하고, 또한 전산전문가가 아닌 수자원 전문가에 의해 관리 될 수 있는 데이터베이스 관리프로그램이 필요하다. 이러한 데이터베이스 관리프로그램의 역할가운데 주요사항으로 수문 자료를 활용한 수자원 관련 프로그램에 해당 실무 차원에서 작성, 검토, 사용을 위한 수자원 공사의 Raw Data 가공이 사용자의 요구에 따라 이루어져야 한다. 사용자의 요구에 따라 가공된 데이터는 다시 데이터베이스에 저장되어 다른 모형에서 해당 자료를 필요로 하게 될 경우 사용자들은 데이터를 손쉽게 받아 사용할 수 있다. 저장된 자료들은 검$\cdot$보정 기능을 포함하여 신뢰성을 확보하고 유출모형의 입력자료를 동일한 수준으로 유지하게 된다. 특히 IRWMS(Integrated Real-time Water Manage System)를 물관리 센터에서 실질적으로 운영하기 위해서는 신뢰성 있는 수문자료의 확보가 반드시 필요하다. 초기 입력자료의 신뢰성에 따라 시스템 전체에 미치는 영향이 상당히 크기 때문이다. 따라서 이러한 수문자료 연산 프로그램(JydroDB Solution)은 수문자료의 신뢰도를 분석할 수 있을뿐만 아니라 IRWMS 내부의 여러 모형과 연동이 가능하도록 개발하였고 수자원 전문가에 의해 테이터베이스관리가 손쉽게 이루어지도록 구성하였다.

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지표수-지하수 통합모형을 이용한 무심천 유역의 수문과정 해석 (Analysis of Hydrological Processes for Musim River Basin by Using Integrated Surface water and Groundwater Model)

  • 김남원;정일문;이정우;원유승
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권5호
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    • pp.419-430
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    • 2007
  • 지표수와 지하수의 통합모델링은 지속가능한 수자원과 수질개선에 대한 점증하는 요구를 만족시키기 위해 점차 중요성을 더해가고 있다. 본 연구에서는 준분포형 유역유출모형인 SWAT과 완전분포형 지하수 모형인 MODFLOW의 통합모형을 무심천 유역에 작용하여 유역단위의 수문과정을 재생하였다. 모의결과 2001-2004년의 관측수문곡선과 모의유량수문곡선간의 적합이 잘 나타나는 한편 계산된 지하수위 분포와 관측지하수위와의 보정결과도 양호하게 나타났다. 통합모형은 서로 다른 기간의 강수평균이 하천유출, 침루, 함양, 지하수 유출의 동적과정에 미치는 영향을 평가하는데도 활용되었다. 나아가, 윌별강수와 각 수문성문간의 관계를 살펴보고 함양량의 시공간적 변동성을 분석하기 위한 종합적인 모의를 수행한 결과, 수문성분 상호간에 높은 상관성을 보이며 소유역경사, 토지이용, 토양종류 같은 유역특성의 비균질성이 함양량의 공간변화에 주요 원인인 것으로 확인됐다. 통합모형은 시공간적으로 변모하는 유역단위의 지표수와 지표하 수문과정을 전반적으로 잘 표현하는 것으로 나타났다.

SWAT-CUP을 이용한 대청호 유역 장기 유출 유량 보정 및 검증 (Flow Calibration and Validation of Daechung Lake Watershed, Korea Using SWAT-CUP)

  • 이은형;서동일
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권9호
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    • pp.711-720
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    • 2011
  • 본 연구에서는 용담댐 하류부터 대청댐상류까지 총 유역면적 3108.29 $km^2$ 유역을 대상으로 SWAT 모델을 적용하여 유출유량모의를 실시하는데 있어서최적의매개변수를추정하는방법을보고하고있다. SWAT 모델의 모의를 위해서는 방대한 양의 매개변수가 요구되며 이러한 매개변수의 최적값을 산정하는 것은 어려운 실정이다. 본 연구에서는 SWAT-CUP에서 제공하는 4가지 통계 알고리즘 중에서 GLUE와 SUFI-2의 2가지 내부 프로그램을 이용하여 각각 2,000회의 반복계산 결과를 통해 SWAT 모델을 최적으로 보정하기 위한 매개변수를 산정하고자 하였다. SUFI-2 및 GLUE 적용결과 선정된 매개변수 값에 의한 유출 결과는 실측 유량값과 비교하였을 때, NS (Nash-Sutcliffe) 값과 $R^2$값은 각각, 0.87 및 0.89 범위로 거의 같으며 두 가지 방법 모두 매우 우수한 모의결과를 나타내었다. RMSE, MSE 값 또한 거의 유사한 값을 나타내어 두 프로그램의 성능은 차이를 나타내지 않은 것으로 판단된다. SWAT-CUP 프로그램은 국내에서 현재까지 적용사례가 많지 않으나, 방대한 매개변수를 필요로 하고, 보정시 많은 시간과 반복 작업을 필요로 하는 모델을 보정하는 경우에 특히 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 판단되며, 모델 사용이 익숙하지 않는 경우에도 유용하게 사용될 수 있을 것으로 보인다.

수치표고모형(DEM)의 해상도가 물리 결정 일괄 매개변수 수문모형의 모의 결과에 미치는 영향 평가 (Assessment of the Effect of Digital Dlevation Model(DEM) Resolution on Simulation Results of the Physical Deterministic Lumped Parameters Hydrological Model)

  • 김만규;박종철
    • 한국지리정보학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.151-165
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    • 2008
  • 지형경사와 사면방향은 BROOK90 Model과 같은 물리 결정 물수지 모델에서 증발산과 융설, 순복사 등을 계산하기 위해서 사용하는 중요한 매개변수가 된다. 본 연구에서는 수치표고모형(DEM)을 제작하고, DEM의 해상도가 달라짐에 따라서 유역 평균 지형경사와 유역 평균 사면방향이 어떻게 달라지는지, 그리고 이 차이는 물리 결정 일괄 매개변수 물수지 모델인 BROOK90의 물수지 모의 결과에 어떤 영향을 미치는지를 평가하였다. 충청도 병천천 유역을 대상으로, DEM은 1:25,000 수치지형도를 이용하여 TIN과 Topo To Raster 방법으로 제작하였다. 각각의 방법으로 10m~100m 해상도의 DEM을 10m 간격으로 10개씩 총 20개의 DEM을 제작하였다. DEM의 해상도가 높아지면 병천천 유역의 평균 지형경사가 커져서 이는 병천천 유역의 증산량을 증가시키고 하천유출량을 감소시켰다. 이것은 평지보다 경사지가 직달복사량을 많이 받는 물리적 특성이 모델에 반영되어 있기 때문이다. 한편, DEM의 해상도가 낮아지면 병천천 유역에서는 평균 사면방향이 남동방향에서 남향으로 이동하는 경향이 있었다. 이에 따라 증발산량이 증가하고 하천유출량은 감소하는 것으로 나타났다.

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