• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.449-453
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• 2007

Has been being operated since 1974, recently, the flood forecasting and warning system is applied in almost all the rivers in Korea, and the Storage Function Method(SFM) is used for flood routing. The SFM which was presented by Toshimitsu Kimura(1961) routes floods in channels and basins with the storage function as the basic equation. A watershed is devided into two zone, runoff and percolation area and Runoff is occured when cumulated rainfall is not exceed saturation rainfall, but exceed, runoff is occured from percolation area, too. Runoff area is given and not changed, runoff ratio is constant. In routing process, runoff from runoff and percolation area is routed seperately with nonlinear cenceptual reservior having same characteristics and it is unreasonable assumption. Modified SFM is proposed with storage function and continuity Equation which has no assumption for routing process and effective rainfall is calculated by SCS Method. For Wi Stream, comparision of Kimura and Modified SFM is conducted and It could be seen that Modified SFM is more improvemental and easily applicable method.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.7
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• pp.523-532
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• 2007

It has been operated since 1974, recently, the flood forecasting and warning system is applied in almost all the rivers in Korea, and the Storage Function Method (SFM) is used for flood routing. The SFM which was presented by Toshimitsu Kimura (1961) routes floods in channels and basins with the storage function as the basic equation. A watershed is divided into two zone, runoff and percolation area and runoff from runoff area is occurred when cumulated rainfall is not exceed saturation point, but exceed runoff is occurred from percolation area, too. Runoff area is given and not changed, runoff ratio is constant. In routing Process, runoff from runoff and percolation area is routed seperately with nonlinear conceptual reservoir having the same characteristics and it is unreasonable assumption. A modified SFM is proposed with storage function and continuity equation which has no assumption for routing process and effective rainfall is calculated by SCS Method. For Wi-stream, comparison of Kimura and the modified SFM is conducted, and it could be seen that the modified SFM is more improvable and applicable method easily by reducing the parameters.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.6
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• pp.501-511
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• 2014

The effects of initial conditions and input values of the rainfall-runoff model were studied in the applications of a lumped concept model for flood event data extension. For the initial conditions of the rainfall-runoff model, baseflow effects and spatial distributions of saturation points ($R_{sa}$) for the storage function methods (SFM) were analyzed. In addition, researches on the effects of rainfall data conditions as input values for the rainfall-runoff model were performed. The Chungju Dam watershed was selected and divided into 3 catchments including smaller size of 22 sub-catchments. The observed discharge and inflow amounts at Yeongwol 1, Chungju Dam, and Yeongwol 2 water level stations were individually operated as criteria for flood data extension in 30 flood events from 1993 to 2009. Direct and base flow were distinguished from a stream flow. In order to test capability of flood data extension, obtained base flow was applied to the rainfall-runoff model for three water level stations. When base flow was adopted in the model, the Nash-Sutcliffe Efficiency(NSE) was increased. The numbers of over satisfaction for model performance (>0.5) were increased over 10%. Saturation points ($R_{sa}$) which strongly influence the runoff amount when rainfall starts were optimized based on the runoff amount at three water level stations. The sizes of saturation points for three locations were similar which means saturation point size is not depending on the runoff amount. The effects of rainfall information for flood runoff were tested at 2002ev1 and 2008ev1. When increased the amount of rainfall information, the runoff simulations were closer to the simulations with full of rainfall information. However, the size of improvement was not substantial on rainfall-runoff simulations in terms of the size of total amount of rainfall.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1990.07a
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• pp.49-52
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• 1990

강우강도가 큰 집중호우가 지표면에 도달하게 되면 강우량중 상당 부분이 수문학적 손실성분인 침수, 증발산, 차단 및 저류등으로 시간에 따라 분포된다. 이 가운데 지표면에 분포된 식생계 및 낙엽등에 의한 차단(canopy interception effect)과, 지표가 포화시의 증발산(wetted environmental evapotranspiration) 및 각종 저류, 즉 지표면 저류(depression storage), 지표토양층에의 저류(retention storage) 성분 등을 들 수 있으며 이들 각 손실성분은 직접유출로 나타나는 초과우량의 발생시간을 지체시켜 주는 역할을 하나 차단성분 및 저류성분은 시간이 경과함에 따라 결국은 증발산 또는 침투성분으로 흡수된다. 따라서 침투성분은 초과우량 추정에 매우 큰 영향을 줄 뿐 아니라 지표면 아래의 흙의 변형을 야기시키며, 중간유출 및 지하수유출에 기여 한다. 대부분의 호우사상은 강우초기에 강우강도가 지표 흙의 침수계수(hydraulic conductivity)보다 작기 때문에 모두 각 손실성분에 의해 손실되며, 강우강도가 점차 커져 침수능을 초과하면 지표면에 순간적으로 물이 고이게 되는데 이것을 지표심수(surface ponding)라하고, 강우시작부터 이 때까지가 침수시간(ponding time)이 된다. 이 지표침수가 나타나는 순간이 곧 직접유출 시작 시간으로 볼 수 있을 뿐 아니라, 침수시간은 지표면의 물수지면에서 볼 때 초기손실량 및 침수율 결정에 중요한 인자가 된다. 본 연구에서는 각 손실 성분별로 유역의 제반 특성을 고려하여 구한 매개변수로부터 시간에 대한 손실율을 결정하여 산지 하천유역에 발생하는 부정강우사상(unsteady rainfall)의 초과우량을 추정하는 모델을 유도하였다. 대상유역으로는 현재 건설부에서 수행하고 있는 국제수문개발계획(IHP) 대표시험유역 가운데 평창강 수계내의 장평유역으로서, 본 유역은 자기 우량계 및 자기 수위계가 운용되고 있고, 인접 대관령 측후소로부터 기상자료를 획득, 이용할 수 있는 비교적 분석에 양호한 조건을 지닌 유역이다. 모델의 유도 과정은 대상유역 식생계로 피복된 산지유역임으로, 식생차단 저류효과를 고려해서 지표면의 흙에 도달되는 순강우주상도를 얻고 이로부터 침수시간 및 침투율을 결정해서 초과우량을 산정하는 모델을 유도하였다. 강우 지속시간내 즉, 유역이 완전 포화시의 증발산율의 결정은 Morton 모델로부터, 침수시간 및 침투율 결정은 Green-Ampt 방정식을 부정강우사상에 적용할 수 있도록 수정된 모델을 사용하였으며, 분석에 이용된 호우는 1986 ~ 1987년도 발생된 호우사상 가운데 강우강도 및 총 강우량이 비교적 큰 7개 강우사상을 선정하였다. 각 호우사상별로 손실율울 지표면에서 물수지개념을 이용하여 계산하고 산술지상에 구성시킨 결과는 다음 그림과 같다. 이 그림에서 굵은 실선으로 나타낸 곡선(B. L. R)은 각 손실을 곡선을 시간축에 따라 산술평균한 대표손실율곡선이다. 이 대표손실율곡선은 역지수함수형으로서 곡선식의 유도는 회기분석을 이용하였다. 초과우량 주상도를 얻기 위하여 이 대표손실을 곡선을 관측 강우주상도에 적용시켜 본 결과 식생계에 의한 차단 저류율은 약 6mm/hr 정도인 것으로 나타났으며, 이로 인한 침수시간 지체효과는 1~3시간 정도로서 비교적 그 영향이 큼을 알았다. 또한 각 호우사상별 침수시간 계산 결과 그 변동이 큰 것으로 나타났는데 이는 초기 강우강도에 민감하기 때문인 것으로 판단되낟. 한편 유역 포화시의 증발산율은 우기의 기상자료를 이용하여 구한 결과 0.05 - 0.10 mm/hr 의 범위로서 이로 인한 강우손실량은 큰 의미가 없음을 알았다.

• Water for future
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• v.23 no.3
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• pp.351-361
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• 1990

Considering the hydrological los components such as evapotranspiration, interception, surface storage and infiltration, a rainfall excess model for forest watersheds is derived. The Morton model is adopted to estimate the evapotranspration under the wetted environmental conditions. Canopy effects and ground cover interception storage rates are used to determine the net rainfall rates arrived on the surface soil. The infiltration capacity on the permeable surface is estimated from the revised Green-Ampt model derived for the natural unsteady rainfall events. The rainfall excess model derived is applied with the data from Jangpyung watershed, one of the representative watersheds of IHP. Parameters which are calibrated with the data from ten storms, the hydrometeorological, land use and soil informations, and other researchers' papers are presented.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.31 no.2
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• pp.167-176
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• 1998

On steep hillslopes, saturation zone formations and subsurface flows were monitored through the observation systems of observation wells, tensiometers and trenches. By the 103 mm rain which had fallen on the hillslope with dry soil moisture, the saturation zone began to be formed at the top of hillslope during the rain and developed to be formed within a few hours after the end of rain on all hillslope. Subsurface water outflowed mainly from the soil profile of 0-40 cm depth, but did not outflow from the one of 40-80 cm depth. This saturation zone seemed to be formed by partially saturation of soil. This resulted for two reasons. Firstly, the saturation zone was formed by a smaller amount of rain than that required. Secondly the soil at a certain depth below the water table was unsaturated. Saturation zones formed by pre-rains responded rapidly to rains and subsurface water outflowed mainly from the soil profile of 40-80 cm depth simultaneously with the rising of the water level. The rates of subsurface discharge from the soil profile of 40-80 cm depth to the precipitation were related to the antecedent precipitation although the maximum water levels of saturation zone formed by four rains were similar.

• Water for future
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• v.24 no.1
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• pp.109-117
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• 1991

The governing equation of flow in porous media is developed on the bases of the continuity equation of fluid for transient flow through a saturated-unsaturated zone, and substitution of Darcy's law. The numerical solutions are obtained by finite element method based on the Galerkin principles weighted residuals. The analysis are carried out by using the unsteady storm data observed and rainfall intensities which are obtained by using the rainfall excess model in considering of the initial losses. The functional relationships between the hydraulic conductivity, capillary pressure head and volumetric water content are applied to the flow of water through unsaturated soil varied with changes of water content.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.248-248
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• 2012

산사태나 토석류와 같은 산지재해가 빈발하고 인명과 재산의 피해가 증가함에 따라 적절한 대책이 시급하게 요구되고 있다. 이런 대책 중에서 신뢰도 높은 산지재해 예, 경보시스템을 구축하는 것은 매우 중요하다. 산림청에서는 산사태 예, 경보 발령을 위한 기준을 마련하고 있으나, 좀더 신뢰도 높은 기준을 필요로 한다고 생각된다. 본 연구에서는 강우분석을 통해서 우리나라의 자연사면에서 토석류, 산사태를 일으키는 강우의 특성을 파악하고, 나아가 산지토사재해 예, 경보시스템에 적절하게 활용될 수 있는 기준을 마련하고자 하였다. 이를 위해서 회귀분석, 판별분석을 적용하여 평가하였고, 보다 개선된 기준으로서 토양우량지수를 제시하였다. 토양우량지수는 강우에 의해 지반이 어느 정도 포화되어 있는가를 계산하여, 토사재해발생의 위험성을 나타낸 것이다. 본 연구에서는 2001년에서 2009년 사이에 충북 제천시 일대의 강우자료를 조사하여 탱크모델에 적용하여 각 탱크에서의 저류량을 계산하여 토양우량지수를 결정하였다. 세 개의 탱크 중에서 두 번째 탱크에서의 저류량 (S2)과 전체 탱크에서의 저류량 (TS)을 이용하여 상위에 랭크된 이력순위를 분석한 결과, S2에서는 산사태가 발생한 2009년 이력이 3번째 높은 수준으로 기록되며, 산사태 미발생의 2007년 강우는 5번째로 기록되었다. 그리고 TS의 경우 2009년 강우가 2002년에 이어 3번째 높은 수준으로 기록되었으며, 2007년 강우는 9번째로 기록되었다. 이러한 결과를 볼 때 토양우량지수의 이력순위는 산지토사재해의 발생을 잘 반영하는 것으로 나타났다. 또한 2011년 발생한 우면산 산사태를 대상으로 토양우량지수를 적용하여 예, 경보시스템의 적용가능성을 판단하였다.

• Water for future
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• v.28 no.6
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• pp.229-236
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• 1995

The physically based heavy rainfall model developed by Ceon(1994) for storm events is modified in this study. The main parts of this paper are composed of modeling saturation vapor pressure, cloud thickness, cloud top pressure. In a different way from the previous model, cloud top temperature and albedo measured by satellite are used as input data to the model. In this paper, the defect of saturation vapor pressure equation in the previous model was improved. Furthermore, the parameters for temperature and pressure on cloud top are eliminated as well as the time of calculation in the model is decreased. Also, the results show that there are very small gab between the hourly calculated.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1991.07a
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• pp.88-101
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• 1991

충주댐 및 소양강댐 유역에 대해 현재 한국수자원공사에서 개발 사용되고 있는 저류함수 유출모형에 최적화 기법을 적용하여 모형을 효율적으로 자동보정 하기위함이 본 연구의 목적이다. 최적화 기법으로는 다양한 조건하에서도 해의 안정성이 Gradient-Based 방법보다 우수한 직접 탐색법(Direct Search Method)의 하나인 Pattern-Search법으로 선정하였으며 목적함수로는 산정된 유출과 관측치의 편차의 제곱에 대한 누계치로 정의하였다. 합성유입량(Synthetic Inflow)을 이용한 민감도 분석에 의해 매개변수 5개(유역 저류상수 및 지체시간, 포화우량, 하도의 지체시간)를 결정변수로 선정하였다. 또한 실시간 모형의 보정을 위하여 최적화 모형의 수렴조건을 분석한 결과 P-S 법의 증분 감소횟수 2회가 합리적으로 나타났다. 본 모형을 충주댐 및 소양강댐의 과거 홍수사상에 대해 적용하였으며 댐지점에서 전체유역을 일괄 보정하는 방법과 댐 상류 수위국을 기준으로 나눈 중유역별로 일괄 보정하는 방법을 채택하여 분석하였다. 실시간 보정된 모형의 예측기능을 시험한 결과 상당한 오차발생의 여지가 충분하며 중유역별 매개변수의 보정은 대유역 일괄보정에 비해 예측에 따른 오차를 줄일 수 있는 방법의 하나이다. 또한 최적화 기법에 의한 매개변수의 자동 보정은 시행착오에 의한 수동보정의 경우보다 시간 및 노력면에서 효율적이며 보다 신뢰성 있는 보정을 실시 할 수 있다.