최근 우리나라의 계절적 강우변동폭이 점점 커져 홍수 및 가뭄의 발생빈도와 심도가 증가하고 있다. 특히, 도시화에 따른 토지이용변화, 산업구조변화 등은 수자원의 수요량 및 공급량 불균형으로 이어져 수자원 관리에서 제약조건으로 작용하고 있다. 유역 내의 물순환 평가에 있어서 물수지 모델 구축과 함께 정확한 강우-유출 분석은 매우 중요한 분석단계라 할 수 있다. 이러한 점에서 본 연구에서는 국내외 주요 연속강우-유출모형의 특성을 파악하고 소양강댐 유역에 대해서 적합성을 평가하였다. 미계측유역의 불확실성을 고려한 유량 시나리오를 제시하기 위하여 다수의 모형을 활용하는 앙상블 개념을 도입하였으며, 향후 미계측유역에 대한 적용을 위한 모형의 확장성을 고려하여 매개변수 개수 및 관측 유량에 대한 재현능력 특성 등을 종합적으로 평가하였다. 본 연구에서는 40개 이상의 국내외 연속강우-유출모형을 소양강댐에 적용하였으며, 통계적 지표를 이용하여 9개의 모형을 1차적으로 선정하였다. 선정된 모형을 대상으로 매개변수의 개수 및 저유량, 중간유량, 고유량으로 분리하여 재현성을 평가하고 최종적으로 앙상블모형을 제시하였으며, 단일 모형에 비해 개선된 관측유량 재현효과를 확인할 수 있었다.
The sediment transportation caused by soil erosion due to rainfall-discharge in the large watershed scale plays critical role in human society. The relationship between rainfall-discharge-sediment transportation is depending on the start time of rainfall and end of rainfall but, the studies related with rainfall characteristics are insufficient. In this study, The Soil and Water Assession Tool (SWAT) model was used to study the relationship between rainfall-discharge-sediment transportation at the Sook river watershed which is monitored by the Ministry of Environment. To do this, first of all, the sensitivity analysis about model attributes was performed using monitored data. The accuracy analysis of SWAT model was conducted using the model's efficiency index (Nash and Sutcliffe model efficiency; NSE) and the coefficient of determination (R2). After that, it was studied what results could be obtained according to changes in rainfall timing and end points. In the result of discharge simulation, the modified rainfall values (sum of total rainfall starting time and end time) showed more high accuracy values (R2:0.90, NSE: 0.8) than original rainfall values (R2:0.76, NSE: 0.72). In the result of sediment transportation simulation, during calibration had more resonable results(R2:0.87, NSE: 0.86) than compared with original rainfall values (R2:0.44, NSE: 0.41). However, validation results of sediment transportation simulation showed low accuracy values compared with calibration results. This results maybe cause monitoring periods of sediment flow compared with discharge monitoring periods. Nevertheless, since rainfall characteristic plays critical rule in model results, continuous research on rainfall characteristic is needed.
RUSLE(Revised Universal Soil Loss Equation) is one of empirical models for estimating the soil loss effectively, when there is no measured data from the study areas. It has been researching into application and estimation of the RUSLE parameters in Korea. As one of the RUSLE parameters, the rainfall-runoff erosivity factor R, is closely connected hydrologic characteristics of the study areas. It requires a continuous record of rainfall measurement at a minute time step for each storm to calculate an accurate R factor by the RUSLE methodology and it takes a lot of time to analyze it. For the more simplified and reasonable estimation of the rainfall erosivity, this study researched for correlation between the rainfall erosivity and mean annual precipitation used 122 data from the existing studies in Korea. Considering hydrologic homogeneity, new regression equations are presented and compared with other annual erosive empirical index for the test of application. As the results, the study presents the isoerodent map at 59 sites in Korea, using annual rainfall data by the Korea Meteorological Administration from 1978 to 2007.
In order to determine the prediction possibility of heavy rainfall, a variety of analyses was conducted by using three-dimensional data obtained from Korea Local Analysis and Prediction System (KLAPS) re-analysis data. Strong moisture convergence occurring around the time of the heavy rainfall is consistent with the results of previous studies on such continuous production. Heavy rainfall occurred in the cloud system with a thick convective clouds. The moisture convergence, temperature and potential temperature advection showed increase into the heavy rainfall occurrence area. The distribution of integrated liquid water content tended to decrease as rainfall increased and was characterized by accelerated convective instability along with increased buoyant energy. In addition, changes were noted in the various characteristics of instability indices such as K-index (KI), Showalter Stability Index (SSI), and lifted index (LI). The meteorological variables used in the analysis showed clear increases or decreases according to the changes in rainfall amount. These rapid changes as well as the meteorological variables changes are attributed to the surrounding and meteorological conditions. Thus, we verified that heavy rainfall can be predicted according to such increase, decrease, or changes. This study focused on quantitative values and change characteristics of diagnostic variables calculated by using numerical models rather than by focusing on synoptic analysis at the time of the heavy rainfall occurrence, thereby utilizing them as prognostic variables in the study of the predictability of heavy rainfall. These results can contribute to the identification of production and development mechanisms of heavy rainfall and can be used in applied research for prediction of such precipitation. In the analysis of various case studies of heavy rainfall in the future, our study result can be utilized to show the development of the prediction of severe weather.
수문학적 물순환과정에서 강우는 여러 기상학적 인자들과 밀접한 관련을 갖으며 발생한다. 따라서 본 연구에서는 대표적인 수문기상인자인 해수면온도와 한반도에 발생하는 월강우량 사이의 관계에 대하여 분석하였다. 우리나라의 61개 지점의 월평균 강우량과 위도 및 경도 자료를 이용하여 군집분석을 수행하였다. 군집 분석 결과에서 우리나라의 월강우자료를 이용하여 크게 4개의 군집으로 구분할 수 있었다. 군집별로 구분된 강우관측소의 월강우량 자료들을 주성분을 추출하였다. 추출된 주성분과 해수면온도와의 상관성 분석을 수행하였다. 상관성 분석 결과에서 양(+)의 상관관계가 음(-)의 상관관계보다 더 크게 나타났다. 또한, 상관관계가 가장 큰 지점의 해수면온도를 이용하여 3개월의 월강우량을 지역가중다항식을 통해 예측하였다. 지역가중다항식을 통한 예측 결과는 군집에 따라 정확성에 차이는 있으나, 정량적인 예측이 가능한 것으로 판단되었다. 따라서 해수면온도와 같은 수문기상인자를 통한 강우량의 예측에 대한 지속적인 연구가 필요하다.
Using hydrometric data from an upland river in North Wales, a relationship between rate of river flow and water stored within the catchment area (catchment storage) is assumed to exist, and is evaluated from an analysis of winter recession curves. This storage/river flow relationship, when combined with water balance equations, produces a set of equations which may be used for "routing" input of rainfall through a storage with defined outflow characteristics, providing a straightforward method of flood prediction and analysis from rainfall data. Recorded and predicted flood hydrographs are compared, and the effectiveness and limitations of the method are considered. The development of a complete mathematical model, embodying the storage/river flow relationship, and suitable for generation of continuous run-off records from rainfall and evaporation data, is also considered.
수자원 분야에서 대부분의 수문해석은 강우자료의 수집 및 분석으로부터 시작되며, 지점 강우량으로부터의 면적 평균강우량 추정 및 결측치에 대한 자료보완 기법은 여러 가지가 있다. 이러한 강우분석 기법으로 기존에 사용되어온 티센법 및 RDS법은 전통적인 자료보완 기법으로 매개변수의 특성이 관측소간 거리에만 의존하며, 공간적인 연속성을 가질 수 없다는 단점이 있다. 본 연구에서는 이러한 전통 기법들의 단점을 보완하고 강우의 공간적인 통계특성을 반영하기 위하여 크리깅 기법을 낙동강 유역의 강우해석에 적용하였다. 공간상관 및 반분산 분석으로 낙동강 유역 강우의 지역적인 통계특성을 파악하였으며, 낙동강 유역 격자시스템에 대한 크리깅 분석을 통하여 공간격자 강우량 및 소유역별 평균강우량을 산정하였다. 또한, 크리깅 기법의 공간추정 오차 분석으로 시강우량에 대한 격자별 내삽오차 및 소유역별 평균오차를 제시하여 낙동강 유역의 강우관측 취약지역을 파악할 수 있었다.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제10권2호
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pp.445-456
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2003
Spatial data are usually obtained at selected locations even though they are potentially available at all locations in a continuous region. Moreover the monitoring locations are clustered in some regions, sparse in other regions. One important goal of spatial data analysis is to predict unknown response values at any location throughout a region of interest. Thus, an appropriate space model should be set up and their estimates and predictions must be accompanied by measures of uncertainty. In this study we see that a space model proposed allows a best interpolation to annual rainfall data in South Korea.
The Doam Lake watershed has a significant impact on the downstream water system due to nutrients and sediment outflow during rainfall caused by steep slopes, soil losses, and fertilization. These non-point sources are unclear in the discharge area and are affected by land use patterns, soil characteristics, and topographical features of the watershed. Therefore, this study conducted rainfall monitoring from July to October 2019 in Songcheon upstream of the Doam Lake watershed, one of the non-point pollution source management areas. Then, after analyzing rainfall runoff, Event Mean Concentration (EMC) and Mass First Flush ratio (MFFn) were calculated to compare and analyze the characteristics of rainfall and the non-point pollutant discharge. As a result of the analysis, it showed various non-point pollutant emission characteristics for each rainfall event. In addition, the concentration of EMC and the MFFn were affected by the average rainfall intensity and the maximum rainfall intensity, and were not significantly affected by the number of antecedent drying days. In the future, it is expected that effective non-point source reduction measures and management measures according to rainfall intensity through continuous monitoring and analysis will be needed.
본 연구에서는 강우가 석산개발 주변에 위치한 하천의 오염도에 미치는 영향을 평가하기 위하여, 강우량과 중금속 오염도의 관계 및 강우량과 수질 오염도의 관계를 분석하였다. 석산개발 부지 인근의 하천에 대한 중금속 오염도 조사 결과, 매립부지에 사용된 전석, 잔사 및 석분이 직접적인 오염원으로 작용한 것으로 분석되었다. 또한 강우량 증가에 따른 하천 내 유수량이 중금속 오염도에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 수질오염도는 우기철에서 건기철로 변화되는 시기에 증가하였으며, 강우량이 증가하면서 과거 석산개발 부지로부터 많은 부유물질이 배출된 후, 강우가 감소함에 따라 하천에 저류되어 오염도가 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 S하천에서 지속적인 중금속 오염 및 수질오염이 발생하고 있는 원인으로는 과거 석산개발 완료 후, 매립층에 사용된 재료 및 석산개발 부지에서 오염원이 강우에 의해 배출되는 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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