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Development of a Grid-based Daily Watershed Runoff Model and the Evaluation of Its Applicability (분포형 유역 일유출 모형의 개발 및 적용성 검토)

  • Hong, Woo-Yong;Park, Geun-Ae;Jeong, In-Kyun;Kim, Seong-Joon
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.30 no.5B
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    • pp.459-469
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    • 2010
  • This study is to develop a grid-based daily runoff model considering seasonal vegetation canopy condition. The model simulates the temporal and spatial variation of runoff components (surface, interflow, and baseflow), evapotranspiration (ET) and soil moisture contents of each grid element. The model is composed of three main modules of runoff, ET, and soil moisture. The total runoff was simulated by using soil water storage capacity of the day, and was allocated by introducing recession curves of each runoff component. The ET was calculated by Penman-Monteith method considering MODIS leaf area index (LAI). The daily soil moisture was routed by soil water balance equation. The model was evaluated for 930 $km^2$ Yongdam watershed. The model uses 1 km spatial data on landuse, soil, boundary, MODIS LAI. The daily weather data was built using IDW method (2000-2008). Model calibration was carried out to compare with the observed streamflow at the watershed outlet. The Nash-Sutcliffe model efficiency was 0.78~0.93. The watershed soil moisture was sensitive to precipitation and soil texture, consequently affected the streamflow, and the evapotranspiration responded to landuse type.

Comparison and Analysis of Field Hydraulic Tests to Evaluate Hydraulic Characteristics in Deep Granite Rockmass (심부 화강암반의 수리특성 평가를 위한 현장수리시험 비교 및 해석 연구)

  • Dae-Sung Cheon;Heejun Suk;Seong Kon Lee;Tae-Hee Kim;Ki Seog Kim;Seong-Chun Jun;SeongHo Bae
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.34 no.4
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    • pp.393-412
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    • 2024
  • In selecting a disposal site for high-level radioactive waste, the hydrogeological research of the site is very important, and the hydraulic conductivity and the storage coefficient are key parameters. In this study, the hydraulic conductivity obtained by two different types of field hydraulic test equipment and methods was compared and analyzed for the deep granite rockmass in the Wonju area to understand the hydraulic characteristics of the deep granite rockmass. One was to perform the lugeon test, constant pressure injection test, and slug test at a maximum depth of 602.0 m by using the auto pressure/flow injection system, and the calculated hydraulic conductivity ranged from 1.26E-9 to 4.16E-8 m/s. In the overall depth, the maximum and minimum differences of the hydraulic conductivity were found to be about 33 times, and in the same test section, the difference by test method or analysis method was 1.13 to 8.25 times. In the other, the hydraulic conductivity calculated by performing a constant pressure injection test and a pulse test at a maximum depth of 705.1 m using the deep borehole hydraulic testing system was found to be 1.60E-10 to 2.05E-8 m/s, and the maximum and minimum differences were found to be about 130 times. In the constant pressure injection test, the difference depending on the analysis method was found to be 1.02 to 2.8 times. The hydraulic conductivity calculated by the two test equipment and methods generally showed similar ranges as E-9 and E-8 m/s, and no clear trend was observed according to depth. It was found that the granite rockmass in the Wonju area where the field hydraulic test was conducted showed low or very low rockmass permeability, and although there are differences in the range of hydraulic conductivity and the depth of application that can be measured depending on the applied test equipment and test method, it is generally believed that reliable results were presented.

A Study on the Generalization of Multiple Linear Regression Model for Monthly-runoff Estimation (선형회귀모형(線型回歸模型)에 의한 하천(河川) 월(月) 유출량(流出量) 추정(推定)의 일반화(一般化)에 관한 연구(硏究))

  • Kim, Tai Cheol
    • Korean Journal of Agricultural Science
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    • v.7 no.2
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    • pp.131-144
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    • 1980
  • The Linear Regression Model to extend the monthly runoff data in the short-recorded river was proposed by the author in 1979. Here in this study generalization precedure is made to apply that model to any given river basin and to any given station. Lengthier monthly runoff data generated by this generalized model would be useful for water resources assessment and waterworks planning. The results are as follows. 1. This Linear Regression Model which is a transformed water-balance equation attempts to represent the physical properties of the parameters and the time and space varient system in catchment response lumpedly, qualitatively and deductively through the regression coefficients as component grey box, whereas deterministic model deals the foregoings distributedly, quantitatively and inductively through all the integrated processes in the catchment response. This Linear Regression Model would be termed "Statistically deterministic model". 2. Linear regression equations are obtained at four hydrostation in Geum-river basin. Significance test of equations is carried out according to the statistical criterion and shows "Highly" It is recognized th at the regression coefficients of each parameter vary regularly with catchment area increase. Those are: The larger the catchment area, the bigger the loss of precipitation due to interception and detention storage in crease. The larger the catchment area, the bigger the release of baseflow due to catchment slope decrease and storage capacity increase. The larger the catchment area, the bigger the loss of evapotranspiration due to more naked coverage and soil properties. These facts coincide well with hydrological commonsenses. 3. Generalized diagram of regression coefficients is made to follow those commonsenses. By this diagram, Linear Regression Model would be set up for a given river basin and for a given station (Fig.10).

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A Modeling Study on the AVO and Complex Trace Analyses of the Fracture Bone Reflection (파쇄대 반사에너지의 AVO 및 복소트레이스 분석에 관한 모형연구)

  • Han Soo-Hyung;Kim Ji-Soo;Ha Hee-Sang;Min Dong-Joo
    • Geophysics and Geophysical Exploration
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    • v.2 no.1
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    • pp.33-42
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    • 1999
  • AVO and complex trace analyses mainly used to characterize natural gas reservoir were tested in this paper for a possible application to detection of major geological discontinuities such as fracture zones. The test data used in this study were calculated by utilizing a viscoelastic numerical program which was based on the generalized Maxwell body for a horizontal fracture model. In AVO analysis of a horizontal fracture zone, p-wave reflection appears to be variant depending upon the acoustic-impedence contrast and the offset distance. The fracture zone is also effectively clarified both in gradient stack and range-limited stack in which fracture zone reflection is attenuated with the increasing offset distance. In complex attribute plots (instantaneous amplitude, frequency, and phase), the top and bottom of the fracture Tone are characterized by a zone of strong amplitudes and an event of the same phase. Low frequency characteristics appear at the fracture zone and the underneath. Amplitude attenuation and waveform dispersion are dependent on Q-contrast between the fracture zone and the surrounding media. They were properly compensated by optimum inverse Q-filtering.

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A Study on the Design of Artificial Stream for Riverbed Filtration in Multi-purpose Filtration Pond (다목적 여과저류지에서의 하상여과용 인공하천 설계연구)

  • Sohn, Dong-Hoon;Park, Jae-Young;Kim, Seung-Hyun
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.33 no.7
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    • pp.536-543
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    • 2011
  • In order to find the best design of artificial stream for the riverbed filtration in multi-purpose filtration pond, a mathematical model was developed employing the energy line and the Manning's formula and was analyzed by the Euler's technique. Various design factors were investigated through scenario analyses of the artificial stream using the model. Results showed that the appropriate slope of the stream bottom was 2/10,000 and the appropriate infiltration rate at the streambed was $2.5m^3/m^2-day$ for the pond with the area of 100 ha, and that the Manning's roughness coefficient in this case was expected to be about 0.026 and the maximum water-depth was less than 1m. It was also shown that the longer the artificial stream the more advantageous it became for the riverbed filtration. Furthermore, results showed that it was not an efficient way to prevent clogging of the streambed by increasing the flow velocity of the stream and that the performance was higher near a weir with a large head drop.

Friction loss of multi-purpose stormwater tunnel simulated by Flow 3D (Flow 3D를 이용한 다목적 수로 터널의 마찰 손실 산정)

  • Lee, Du Han;Kim, Jung Hwan;Chung, Gunhui
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.3
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    • pp.14-21
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    • 2017
  • The extreme floods recently are have been attributed global warming, The development of a canal tunnel to prevent floods by making a bypass or undercurrent to flood discharge in a major flooding area is required because urban flooding in heavy rainfall occurs frequently, increasing the impermeability according to lack of capacity in sewage to urbanization by the existing urban basin. In this study, a numerical simulation was performed to support design standards for a multi-purpose waterway tunnel combined road tunnel of canal tunnel. The numerical simulation showed that the size of the friction loss occurring in the tunnel section of the same channel occurred more than the theoretically calculated frictional loss derived from the numerical simulations. This is probably due to the additional frictional loss caused by the change in the flow structure due to the geometry of the pipe when the shape of the channel is non-circular. The increase in friction loss was more pronounced in the laminar flow than in the turbulent flow. Depending on the shape of the conduit, the friction loss should be adjusted for accurate flow calculations. This result can provide the basin information about the design of flood by a pass conduit.

An Analysis of the down stream impact of dam Characteristics of Dam Using Indicators of Hydrologic Alterations (수문변화지표법을 이용한 댐 특성요소별 하류하천에 미치는 영향분석)

  • Kang, Ki-Ho;Park, Bong-Jin;Jung, Kwan-Sue
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1948-1952
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    • 2008
  • 본 연구에서는 수문변화 지표법을 적용하여 광동댐 등 12개 용수 전용댐의 연 최소 최대유량 크기와 지속기간, 고 저맥파 빈도와 주기, 수문곡선 변화 비율과 빈도, 유량변화정도 등을 분석하여 댐이 하류하천에 미치는 영향을 수치로 제시 하였다. 광동댐 등 12개 댐의 월 유량변화를 산정한 결과, 갈수기에 해당하는 10월부터 다음해 6월까지 8개월간의 댐건설전 월평균 방류량은 $0.64\;m^3/sec{\sim}3.05\;m^3/sec$이었으나, 댐건설후 월평균 방류량은 $0.33\;m^3/sec{\sim}2.99\;m^3/sec$$-69.7%{\sim}167.8%$의 분포를 나타내고 있으며, 12월과 1월을 제외하면 댐건설 이후 오히려 $6.8%{\sim}69.7%$가 감소하였다. 우기철인 7월부터 9월까지 3개월간은 댐건설전 월평균 방류량이 $6.82\;m^3/sec{\sim}7.67\;m^3/sec$이었으나, 댐건설후 월평균 방류량은 $4.12\;m^3/sec{\sim}4.35\;m^3/sec$$51.0%{\sim}55.1%$가 감소하여 저수지 공용량을 이용한 저류효과가 다소 있었던 것으로 분석되었다. 연 최소 최대유량 크기와 지속기간 분석결과 1일, 3일, 7일, 30일, 90일 최소유량은 광동댐 등 10개 댐이 댐건설 전후 모두 $0.0\;m^3/sec$로 증감이 없었으며, 달방댐의 경우 30일 최소유량이 $0.026\;m^3/sec$에서 $0.000\;m^3/sec$로 99.11%가 감소하였다. 영천댐의 경우도 30일 최소유량이 $0.101\;m^3/sec$에서 $0.067\;m^3/sec$로 33.73%가 감소 하였으며, 90일 최소유량의 경우 달방댐은 $0.067\;m^3/sec$에서 $0.031\;m^3/sec$로 53.48%가 영천댐은 $0.219\;m^3/sec$에서 $0.150\;m^3/sec$로 31.29%가 감소하였다. 12개 용수 전용댐중 유지용수공급이 계획되어 있는 영천댐과 달방댐을 제외하고는 댐하류 방류량이 없이 건천화 되었다는 사실을 알 수 있다. 고 저맥파의 빈도와 주기 분석결과 댐건설 이후 수문곡선이 25% 이하로 떨어지는 저맥파는 $72.99%{\sim}98.52%$가 감소하였으며, 저맥파의 기간은 $-80.0%{\sim}4,423.3%$까지 분포하여 상당히 증가하였다. 수문곡선이 75%를 초과하는 고맥파의 발생 횟수는 댐건설 이후 $34.28%{\sim}91.67%$가 감소하였으며, 고맥파의 기간은 $-64.31%{\sim}135.62%$로 증가 또는 감소하였다.

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A study on the Derivation of GIUH-Clark Model (GIUH-Clark 모형의 유도에 관한 연구)

  • Lee, Byung Woon;Jang, Dae Won;Kim, Hung Soo;Seoh, Byung Ha
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2004.05b
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    • pp.731-736
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    • 2004
  • 강우-유출과정의 수문학적 현상을 보다 정확히 분석하고 예측하는 기법으로 강우에 의한 유출의 반응을 나타내는 지체시간, 도달시간 등 수문학적 반응시간을 유역의 지형형태학적 인자들과 연계하는 방법이 많이 이용되고 있다. 이에 본 연구에서는 Clark방법과 지형형태학적 순간단위도(GIUH)를 이용하여 계측유역의 강우-유출반응을 모의하였고, 이를 관측된 값과 비교하여 미계측유역의 적용성 여부를 검토해보았다. 대상 유역의 하상지형인자 및 지형형태학적 특성은 Arc-View를 이용하여 구하였으며, 이를 기존의 문헌자료와 비교해보았다. Clark방법의 매개변수의 결정에 있어서 시간-면적곡선은 HEC-1의 무차원 식을 이용하였고, 도달시간은 Kirpich 공식을 이용하여 구하였으며, 저류상수는 Clark방법에 의해 추정된 순간단위도의 첨두유량이 Horton의 차수비의 함수로 구한 철두유량과 같아지는 값으로 결정하였다. 본 연구는 전적비교를 출구점으로하는 유역면적 $8.5km^2$인 설마천을 대상유역으로 하였으며, 모의된 강우-유출반응과 비교하기 위해 사용된 강우사상은 2002년의 8월 4일과 2002년 10월 6일의 10분 단위 우량이다. Clark방법과 GIUH를 이용하여 모의한 유출곡선과 관측된 유출곡선을 비교해본 결과 첨두유량은 8월의 강우사상 때는 $21\%$크게, 10월의 강우사상 때는 $35\%$작게 나타났다. 첨두시간은 모의된 경우가 각각 10분, 20분 빨리 도달하였다. 또한 이러한 결과는 유역의 도달시긴에 가장 민감하게 반응함을 알 수 있었다. 따라서, 유역의 도달시간 산정에 주의를 요한다면 프랙탈 차원이 유사한 미계측유역의 수문곡선 산정에 있어서 Clark방법과 GIUH를 이용하는 방법도 유용하다고 사료된다. 주는 각 수문인자 중 강우시간분포와 유효우량 산정방법 그리고 유출모형에 대해 자자 검토하였으며, 최종적으로 면적에 따른 임계지속기간과 유출량의 변화를 검토해 보았다.이를 각각의 경우의 해석해 결과와 비교${\cdot}$분석하였다. 후방추적 퍼프모형은 전방추적 퍼프모형에 비하여 사용된 퍼프수와 관계없이 작은 오차를 발생하였으며, 전체적으로 퍼프 모형이 입자모형보다는 훨씬 적은 수의 계산을 통해서도 작은 오차를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Gaussian 분포를 갖는 퍼프모형은 전단흐름에서의 긴 유선형 농도분포를 모의할 수 없었고, 이에 관한 오차는 전단계수가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 향후, 보다 다양한 흐름영역에서 장${\cdot}$단점 분석 및 오차해석을 수행한 후에 각각의 Lagrangian 모형의 장점만을 갖는 모형결합 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.mm/$m^{2}$로 감소한 소견을 보였다. 승모판 성형술은 전 승모판엽 탈출증이 있는 두 환아에서 동시에 시행하였다. 수술 후 1년 내 시행한 심초음파에서 모든 환아에서 단지 경등도 이하의 승모판 폐쇄 부전 소견을 보였다. 수술 후 조기 사망은 없었으며, 합병증으로는 유미흉이 한 명에서 있었다. 술 후 10개월째 허혈성 확장성 심근증이 호전되지 않아 Dor 술식을 시행한 후 사망한 예를 제외한 나머지 6명은 특이 증상 없이 정상 생활 중이다 결론: 좌관상동맥 페동맥이상 기시증은 드물기는 하나, 영유아기에 심근경색 및 허혈성 심근증 또는 선천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하

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Sensitivity Analysis of the MUSIC Model Parameters (MUSIC모형의 매개변수에 관한 민감도 분석)

  • Im, Jang-Hyuk;Yeoun, Ji-Woong;Park, Sung-Sik;Song, Jai-Woo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.236-240
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    • 2007
  • 최근 집중호우에 의한 피해가 증가함에 따라 도시화에 따른 불투수 면적이 유출량 증가의 주요한 원인으로 지목되고 있으며 도시의 인구집중으로 인한 지하수의 난개발로 지하수 오염 및 고갈이 빠르게 진행되고 있다. 이에 도시의 지속적이고 건전한 물 관리를 위하여 우수유출저감시설이 고려되고 있으며, 정량적인 저감효과의 분석방법이 요구되고 있다. 따라서, 본 연구에서는 호주에서 물관리 및 우수유출저감을 고려한 도시유역계획을 위해 이용되고 있는 모형에 대한 민감도 분석을 실시하였으며, 이러한 결과를 바탕으로 MUSIC 향후 국내 우수유출저감시설에 관한 수문 해석시 MUSIC의 적용이 가능할 것으로 판단된다. MUSIC의 매개변수 중 불투수율과 토양특성이 매우 중요한 매개변수로 고려되고 있으므로, 본 연구에서는 투수지역의 최대저류깊이, Soil storage(mm), 강우초기 최대저류깊이의 포화정도 Initial storage(%), 지하수위에 도달할 수 있는 Field capacity(mm), 최대 침투율에 영향을 미치는 건조토양상태의 침투율을 정의하는 계수 a와 함수비 증가에 따른 최대 침투율 감소를 정의하는 지수 b 등의 매개변수에 대해 초기값을 중심으로 일정비율로 각 매개변수를 10단계로 구분하여 민감도 분석을 실시하였다. 주요 매개변수의 민감도 분석 결과로부터 MUSIC의 모의를 위해서는 불투수율의 민감도 변화 범위가 가장 넓고 첨두유출량과 총유출량 변화가 함께 일어나므로, 이를 가장 우선적으로 조정하고 이와 함께 토양특성을 반영하는 Soil storage와 Initial storage를 고려한다면 MUSIC을 이용하여 개발에 의한 유출변화와 다양한 우수침투시설 설치에 따른 저감효과를 합리적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 물 관리를 요구하게 되었다. 우리나라는 현실적으로 매년 홍수 피해가 발생하고 있지만, 다른 한편 인구밀도가 높고 1인당 가용 수자원이 상대적으로 적기 때문에 국지적 물 부족 문제를 경험하고 있다. 최근 국제적으로도 농업용수의 물 낭비 최소화와 절약 노력 및 타 분야 물 수요 증대에 대한 대응 능력 제고가 매우 중요한 과제로 부각되고 있다. 2006년 3월 멕시코에서 개최된 제4차 세계 물 포럼에서 국제 강 네트워크는 "세계 물 위기의 주범은 농경지", "농민들은 모든 물 위기 논의에서 핵심"이라고 주장하고, 전 프랑스 총리 미셀 로카르는 "...관개시설에 큰 문제점이 있고 덜 조방적 농업을 하도록 농민들을 설득해야 한다. 이는 전체 농경법을 바꾸는 문제..."(segye.com, 2006. 3. 19)라고 주장하는 등 세계 물 문제 해결을 위해서는 농업용수의 효율적 이용 관리가 중요함을 강조하였다. 본 연구는 이러한 국내외 여건 및 정책 환경 변화에 적극적으로 대처하고 물 분쟁에 따른 갈등해소 전략 수립과 효율적인 물 배분 및 이용을 위한 기초연구로서 농업용수 수리권과 관련된 법 및 제도를 분석하였다.. 삼요소의 시용 시험결과 그 적량은 10a당 질소 10kg, 인산 5kg, 및 가리 6kg 정도였으며 질소는 8kg 이상의 경우에는 분시할수록 비효가 높았으며 특히 벼의 후기 중점시비에 의하여 1수영화수와 결실율의 증대가 크게 이루어졌다. 3. 파종기와 파종량에 관한 시험결과는 공시품종선단의 파종적기는 4월 25일부터 5월 10일경까지 인데 이 기간중 일찍 파종하는 경우에 파종적량은 10a당 약 8${\ell}$이고 늦은 경우에는 12${\ell}$ 정도였다. 여기서 늦게 파종한 경우 감수의 가장

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A Study on Rainfall-Runoff Analysis by Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph (GIUH) (지형학적 순간단위도(GIUH)에 의한 강우-유출해석)

  • Choi, Hung-Sik;Park, Chung-Soo;Moon, Hyung-Geun
    • Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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    • v.6 no.1 s.20
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    • pp.49-58
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    • 2006
  • Rainfall-runoff characteristics are analysed based on the geomorphological instantaneous unit hydrograph(GIUH) derived by geomorphological parameters using geographical information system in watershed ungaged or deficient of field data. Observed data of Seom river experiment watershed at upstream of Hoengseong dam and variable slope method for hydrograph separating of direct non are used. The 4th stream order of Seom river experimental watershed is developed with a regular correlation referred to the Horton-Strahler's law of stream order. The characteristic velocity to determine shape parameter of GIUH is 1.0m/s and its equation is modified for accurate results. Hydrograph at the outlet of 4th stream order of Maeil gage station and at the outlets of 3rd stream order of Sogun and Nonggeori gage stations show a little differences in falling limb of hydrograph but agree well to the observed data in general. The results by hydrological routing with HEC-HMS to the outlet of 4th stream order of Maeil gage station which the hydrograph by GIUH obtained at Sogun and Nonggeori gage stations of 3rd stream oder are applied as upstream inputs give better agreement with observed data than those by hydrograph by GIUH obtained at Maeil gage station of 4th stream order. In general, the rainfall-runoff by GIUH has applicability to the watershed routing of ungaged project regions.