• Water for future
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• v.27 no.1
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• pp.141-150
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• 1994

The purpose of this study is develope the algorithm of channel routing model which can be used for flood forecasting. In routing model, the hydrulic technique of the implicit scheme in the dynamic equation is chosen to route the unsteady varied flow. The channel routing model is connected with conceptual watershed model which is able to compute the flood hydrograph from each subbasin. The comparative study shows that the conceptual model can simulate the watershed runoff accurately. As a result of investigating the channel routing model, the optimal weighting factor $\theta$ which fixes two points between time line is selected. And also, the optimal error tolerance which satisfies computing time and converge of solution is chosen.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.236-236
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• 2019

전 세계 인구의 90% 이상은 북반구 지역에 거주하고 있으며, 약 67%는 해안 지역에 거주하고 있다. 최근 기후변화로 인해 해수면 높이가 상승하고 있으며, 태풍, 폭풍해일 등의 자연재해로 인해 해안 지역의 인명과 재산 피해가 점점 증가하고 있는 추세이다. 특히 조석의 영향에 따라 수위 및 유량이 변동하는 특성을 가지고 있는 감조하천의 경우, 만조시에 하천의 유량이 배수되지 않아 홍수피해가 가중되기도 한다. 본 연구에서는 조위의 영향을 받는 감조하천의 수위-유량 관계곡선식을 개발하였다. 이를 위해 울산 수위시계열을 wavelet 분석, curve fitting, high pass filter 방법을 이용하여 4가지의 성분(조석 성분, 파고성분, 강우-유출 성분, 잡음 성분)으로 분리하고, 분포형 모형인 GRM 모형을 통해 유출량을 산정하였다. 모의 유출량과 강우-유출 성분을 이용하여 수위-유량 관계곡선식을 개발하고, 모의 유출량에 따른 수위를 추정하였다. 나머지 3가지 성분과 합하여 통합 수위를 산정하고 관측 유량과 비교한 결과 오차가 약 10%이내로 감조 하천의 수위를 정확하게 예측할 수 있었다. 본 연구를 통해 감조하천에서 수위-유량 관계곡선식을 개발할 수 있었으며, 본 연구 결과를 활용하여 유량에 따른 수위를 예측하고 추가적인 다른 성분의 영향을 고려한다면 홍수기에 감조하천의 수위를 원활하게 관리할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.382-382
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• 2023

기존의 GRM(Grid based rainfall-Runoff Model)에서는 강우-유출 사상에 대한 유출 모의를 주요 대상으로 하였다. 본 연구에서는 GRM 모형에서 연속형 모의가 가능하도록 차단, 증발산, 융설을 모의할 수 있는 모듈을 개발하였다. 차단은 LAI의 연최댓값과 해당월의 값의 비율을 이용해서 계산하며, 증발산은 Blaney-Criddle, Hamon, Hargreaves, Priestly-Taylor 방법을 적용하였다. 융설은 Anderson에 의해서 제안된 방법을 적용하였다. 연속형 모의를 위한 모델 매개변수 설정 인터페이스를 추가하였으며, 기온, 일사량, 일조시간 등의 기상자료를 입력할 수 있게 하고, 계산된 각 수문성분을 출력할 수 있도록 GRM 모형의 입력과 출력 모듈을 개선하였다. 충주댐 유역을 대상으로 개선된 모형을 적용하였다. 공간자료의 해상도는 500m × 500m로 구축하였으며, 수문학적 지형정보와 토양도, 토지피복도를 구축하였다. 기상자료를 강수량, 일최고 기온, 일최저 기온, 일조시간, 일사량을 적용하였다. 증발산은 Hargreaves 방법을 이용하여 모의하였다. 모의 기간은 2001년 ~ 2018년이며, 이 중 2004년까지의 4년은 모델 warming up 기간으로 하고, 적합도 평가는 2005년 ~ 2018년의 모의결과를 이용하였다. 충주댐 유입량 모의결과를 관측값과 비교하였을 때 Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient(NSE) 0.84, 상관계수 0.92, 총용적 오차는 0.26%를 나타내어 관측유입량을 잘 재현하였다. 그러므로 본 연구에서 개발된 차단, 증발산, 융설 모의 기법은 적절히 구현된 것으로 판단되며, GRM을 이용한 연속형 모의가 가능한 것으로 나타났다. 향후 연구에서는 좀 더 다양한 유역에 대해 GRM을 이용한 연속형 유출모의 결과를 평가할 필요가 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.100-100
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• 2020

감조하천은 일반하천과 달리 다양한 수문 요소에 영향을 받아 비선형적인 수문 특성을 보이고 있기 때문에 수위-유량 관계곡선식이 개발되어 있지 않다. 본 연구에서는 조위의 영향을 받는 감조하천에서 강우의 영향으로 인한 수위-유량 관계곡선식의 작성 방법론을 제안하고자 하였다. 이를 위해 울산 수위시계열을 wavelet 분석, curve fitting, high pass filter 방법을 이용하여 4가지의 성분(조석 성분, 파고 성분, 강우-유출 성분, 잡음 성분)으로 분리하고, 분포형 모형인 GRM 모형을 통해 유출량을 산정하였다. 모의 유출량과 강우-유출 성분을 이용하여 수위-유량 관계곡선식을 개발하고, 모의 유출량에 따른 수위를 추정하였다. 나머지 3가지 성분과 합하여 통합 수위를 산정하고 관측 유량과 비교한 결과 오차가 약 10% 이내로 본 방법론이 적용성이 있음을 확인하였다. 본 연구결과를 활용한다면 홍수기에 감조하천에서 수위를 정확히 예측하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.242-242
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• 2016

낙동강 하류구간인 남강합류점에서 낙동강하구둑까지는 하상경사가 약 1/10,000보다 작은 매우 완만한 경사를 이루고 있으므로 홍수기 고수위를 장시간 유지하는 등 홍수소통에 불리한 조건을 가지고 있다. 이처럼 하상경사가 매우 완만한 하천에서는 홍수파의 전파 특성이 하상경사, 수심경사, 그리고 이송가속도와 국부가속도 경사 등 운동량 방정식의 각 항 모두에 영향을 크게 받는 것으로 알려져 있다. 따라서, 낙동강 하류구간의 홍수분석 정확도 개선을 위해서는 대상구간에 유입하는 홍수수문량의 크기 및 변화를 정확히 반영하는 것이 무엇보다 중요하다. 하천 본류로 유입하는 지류의 홍수량을 산정하는 보편적인 방법은 지류 하류의 수위관측소에서 구축된 수위-유량관계곡선을 이용하는 것이다. 그러나 본류 수위의 배수영향을 받는 지류 하류 구간에서는 단일 수위-유량관계의 결정이 불가능하므로 지류 유출량 산정을 위한 새로운 방법이 필요하다. 본 연구에서는 낙동강 하류구간(창녕 함안보~낙동강하구둑) 유역면적의 약 45% 이상을 차지하는 밀양강 유역의 홍수기 유출량 산정을 위하여 HPG(Hydraulic Performance Graph)를 이용하였다. HPG는 배수영향을 받아 시시각각 수리특성이 변화하는 구간에서도 유량 및 상하류 수위 등 수리특성 추정에 합리적인 결과를 제공하는 것으로 알려져 있다. 2012년 태풍 산바 사상을 대상으로 HPG를 이용하여 산정한 밀양강 홍수량과 기존 수위-유량관계로 산정한 홍수량을 각각 경계조건으로 사용한 경우로 구분하여, 낙동강 하류구간 주요 지점인 삼랑진과 구포의 홍수위 예측 정확도를 비교하였다. 비교결과, 기존 방법과 HPG를 이용한 방법 모두 예측시점이 첨두발생 시각에 가까워질수록 평균오차가 감소하는 것으로 분석되었다. 그러나 기존 방법은 예측시점에 따라 평균오차의 변화가 단조롭지 않고 진동이 발생한 반면, HPG를 이용한 방법은 기존 방법보다 오차의 감소가 단조롭고 지속적인 것으로 나타났으며 평균오차 또한 작았다. 본 연구결과, 배수영향을 받는 지류 하류구간에서 HPG를 이용한 유입량 산정은 본류 홍수위 예측 정확도 개선을 위한 경제적인 대안이 될 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.33 no.2
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• pp.159-167
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• 2000

The purpose of this study is to estimate the stochastic monthly runoff model for the Kunwi south station of Wi-stream basin in Nakdong river system. This model was based on the theory of Box-Jenkins multiplicative ARlMA and the state-space model to simulate changes of monthly runoff. The forecasting monthly runoff from the pair of estimated effective rainfall and observed value of runoff in the uniform interval was given less standard error then the analysis only by runoff, so this study was more rational forecasting by the use of effective rainfall and runoff. This paper analyzed the records of monthly runoff and effective rainfall, and applied the multiplicative ARlMA model and state-space model. For the P value of V AR(P) model to establish state-space theory, it used Ale value by lag time and VARMA model were established that it was findings to the constituent unit of state-space model using canonical correction coefficients. Therefore this paper confirms that state space model is very significant related with optimization factors of VARMA model.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.6
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• pp.439-446
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• 2011

In this research, enhanced land-cover classification methods using high-resolution satellite image (HRSI) and GIS in terms of practicality and accuracy was proposed. It aims for understanding non-point pollutant origin/loading, assessment the efficiency of rainfall storage/infiltration facilities and sounds water-environment management. The result of applying enhanced land-cover classification methods to the urban region verifies that roof and road area are including various vegetations such as roof garden, flower bed in the median strip and street tree. This accounts for 3% of total study area, and more importantly it was counted as impervious area by GIS alone or conventional indoor work. The feasibility of the method was assessed by applying to rainfall-runoff analysis for three weak rainfall in the range of 7.1-10.5 mm events in 2000, Chiba, Japan. A good agreement between simulated and observed runoff hydrograph was obtained. In comparison, the hydrograph simulated with land-use parameters by the detailed land-use information of 10m grid had an error between 31%~71%, while enhanced method showed 4% to 29%, and showed the improvement particularly for reproducing observed peak and recession flow rate of hydrograph in weak rainfall condition.

• Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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• v.29 no.4
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• pp.381-392
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• 2011

Pollutant loads calculated with unit factor method can not identity seasonal variations of pollutant inputs. Estimation of pollutant loads considering rainfall runoff can overcome these limits. SCS curve number method was applied to estimate runoff of each event of Koeup watershed of Koheung estuary lake. SCS curve numbers were calculated based upon land use, soil types of the catchment using GIS. Point and nonpoint source pollutant loads were summed up for total loads estimation. Those from nonpoint source were estimated by multiplying the calculated runoff and expected mean concentrations (EMC) presented by the Minister of Environment of Korea. DEM can present three dimensional views of a terrain, identity stream networks and flow accumulation. Furthermore, it can examine accumulated pollutant loads of specific point of a catchment. Therefore, cell based pollutant load estimation was attempted using DEM. ArcView was utilized to collect, store and manipulate spatial and attribute data of pollutant sources and features of the catchment. Cell-based DEM which was established by the GRID module of ARC/INFO was employed to estimate flows and pollutant loads.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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• v.18 no.4
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• pp.21-30
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• 2010

In this paper, the parallel distributed rainfall runoff model(K-DRUM) using MPI(Message Passing Interface) technique was developed to solve the problem of calculation time as it is one of the demerits of the distributed model for performing physical and complicated numerical calculations for large scale watersheds. The K-DRUM model which is based on GIS can simulate temporal and spatial distribution of surface flow and sub-surface flow during flood period, and input parameters of ASCII format as pre-process can be extracted using ArcView. The comparison studies were performed with various domain divisions in Namgang Dam watershed in case of typoon 'Ewiniar' at 2006. The numerical simulation using the cluster system was performed to check a parallelization effectiveness increasing the domain divisions from 1 to 25. As a result, the computer memory size reduced and the calculation time was decreased with increase of divided domains. And also, the tool was suggested in order to decreasing the discharge error on each domain connections. The result shows that the calculation and communication times in each domain have to repeats three times at each time steps in order to minimization of discharge error.

• Korean Journal of Remote Sensing
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• v.38 no.6_1
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• pp.1479-1488
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• 2022

Accidents in which oil spills occur intermittently in the ocean due to ship collisions and sinkings. In order to prepare prompt countermeasures when such an accident occurs, it is necessary to accurately identify the current status of spilled oil. To this end, the Coast Guard patrols the target area with a fixed-wing airplane or helicopter and checks it with the naked eye or video, but it was difficult to determine the area contaminated by the spilled oil and its exact location on the map. Accordingly, this study develops a technology for direct ortho-rectification by automatically geo-referencing aerial images collected by the Coast Guard without individual ground reference points to identify the current status of spilled oil. First, meta information required for georeferencing is extracted from a visualized screen of sensor information such as video by optical character recognition (OCR). Based on the extracted information, the external orientation parameters of the image are determined. Images are individually orthorectified using the determined the external orientation parameters. The accuracy of individual orthoimages generated through this method was evaluated to be about tens of meters up to 100 m. The accuracy level was reasonably acceptable considering the inherent errors of the position and attitude sensors, the inaccuracies in the internal orientation parameters such as camera focal length, without using no ground control points. It is judged to be an appropriate level for identifying the current status of spilled oil contaminated areas in the sea. In the future, if real-time transmission of images captured during flight becomes possible, individual orthoimages can be generated in real time through the proposed individual orthorectification technology. Based on this, it can be effectively used to quickly identify the current status of spilled oil contamination and establish countermeasures.