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경기도(京畿道) 광릉(光陵)의 활엽수림(闊葉樹林)과 침엽수림(針葉樹林) 유역(流域)의 유출량(流出量) 산정(算定)을 위한 준분포형(準分布型) 수문모형(水文模型)(TOPMODEL)의 적용(適用) (Application of The Semi-Distributed Hydrological Model(TOPMODEL) for Prediction of Discharge at the Deciduous and Coniferous Forest Catchments in Gwangneung, Gyeonggi-do, Republic of Korea)

  • 김경하;정용호;박재현
    • 한국산림과학회지
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    • 제90권2호
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    • pp.197-209
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    • 2001
  • 준분포형 수문모형인 TOPMODEL은 산림유역의 유출량, 주 유출경로 및 수질을 공간적으로 예측하는데 많이 적용된다. TOPMODEL은 물리모형이 아니라 일종의 개념모형이며 주요 구성요소는 지형지수와 토양의 수평전달계수로 각각 지표면과 지표하 유출의 기여면적을 계산하는데 이용된다. 본 연구는 우리나라의 소규모 산림유역에서 TOPMODEL의 적용성을 검증하기 위하여 수행되었다. 시험지는 1979년부터 임업연구원에서 운용하고 있으며 서울 근교 경기도 광릉시험림에 위치해 있다. 활엽수림 유역은 임령이 약 80년, 유역면적이 22.0ha이고, 침엽수림 유역은 임령이 약 22년, 유역면적이 13.6ha이다. 관측자료는 활엽수 유역의 경우 1995년 7월과 2000년 6월에 발생한 2개 강우-유출사상이고 침엽수 유역의 경우 1995년과 1999년 7월 그리고 2000년 8월의 3개 강우-유출사상을 이용하였다. 지형지수는 $10m{\times}10m$의 수치지형도를 만들어 계산하였다. 지형지수 분포는 활엽수림 유역의 경우 2.6에서 11.1, 침엽수림 유역은 2.7에서 16.0으로 나타났다. 모형의 예측 효율성을 목적함수로 최적화한 결과 모형매개변수(m)와 유역의 평균 포화수평전달계수($lnT_0$)가 높은 민감도를 나타내었다. 매개변수의 최적값은 활엽수림 유역의 경우 m값은 0.034와 0.038 그리고 $lnT_0$값은 8.672와 9.475였으며, 침엽수 유역의 경우 m값은 0.031, 0.032, 0.033 그리고 $lnT_0$값은 5.969, 7.129, 7.575였다 이들 값을 이용하여 모의한 결과 모형의 예측 효율성은 활엽수림 0.958과 0.909 그리고 침엽수림 0.825, 0.922와 0.961로서 비교적 높게 나타났다. 강우-유출량 관측치와 모의치를 이용하여 강우-수문곡선을 작성한 결과 두 유역 모두 유출지연시간은 잘 일치하였다. 일부 강우-유출사상의 경우 총유출량과 첨두유량의 관측치와 모의치 간에 다소 차이를 보였지만 TOPMODEL은 전반적으로 10% 이하의 오차범위에서 총유출량과 첨두유량을 예측할 수 있었다. 결론적으로 TOPMODEL은 우리나라의 미계측 산림유역에서 유출량을 산정하는데 유용한 수문모형이다.

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남한의 기후와 지형적 특성에 근거한 주요 식물군락의 분포 (Distribution of Major Plant Communities Based on the Climatic Conditions and Topographic Features in South Korea)

  • 양금철;심재국
    • 환경생물
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    • 제25권2호
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    • pp.168-177
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    • 2007
  • 남한 전 지역을 대상으로 구축된 위도, 고도, 경사, 사면방위, 온량지수, 한랭지수, 연평균기온과 수치 현존식생도에서 추출한 주요 17군락을 MGE프로그램을 이용하여 중첩분석을 통해 17군락의 지형적, 기후적 공간분포 특성과 분포역 및 특성을 결정하는 요인을 밝히고자 하였다. 온량지수(WI)는 수평적으로 위도 $1^{\circ}증가에 $5.27^{\circ}C{\cdot}month$, 수직적으로 표고 100 m 상승함에 따라서 $3.41^{\circ}C{\cdot}month$ 체감하고, WI와 CI사이의 관계는 선형 회귀식 $WI=116.01+0.96{\times}CI,\;R^2=0.996$으로 표현되었다. WI값이 낮은 곳에서 높은 곳으로 분포하는 식물 군락은 Abies nephrolepis, Taxus cuspidata, Abies koreana, Quercus mongolica, Carpinus laxifora, Q. dentata, C. tschonoskii, Q. serrata, Pinus densiflora, Q. aliena, Q. variabiiis, Q. acutissima, P. thunbergii, Q. acuta, Castanopsis cuspidata var. sieboldii, Camellia japonica, Machilus thunbergii community 순으로 나타났다. 신갈나무림은 건조한 남사면이나 남서사면보다 비교적 적습한 서북, 남동사면 등에 분포하며, WI가 $70{\sim}80^{\circ}C{\cdot}month$인 곳에 많이 분포하는 것으로 나타났다. 졸참나무림은 WI $90{\sim}100^{\circ}C{\cdot}month$의 범위를 갖는 대부분의 북서 사면과 서사면에 분포하였다. 굴참나무림과 상수리나무림은 WI $95{\sim}100^{\circ}C{\cdot}month$의 남동 사면에 높은 분포빈도를 보였다. 경사도에 따른 식물군락의 분포를 급경사에서 완경사순으로 1. Abies nephrolepis, Machilus thunbergii, 2. Taxus cuspidata, Abies koreana, Quercus mongolica, Q. dentate, Q. serrata, Q. variabilis, Castanopsis cuspidata var. sieboldii 3. Pinus densiflora, Q. aliena, Q. acutissima, P. thunbergii, Q. acuta 4. Carpinus laxiflora, Camellia japonicas. C. tschonoskii community의 5개 그룹으로 나타났다.