• 한국물환경학회지
• /
• 제36권5호
• /
• pp.373-384
• /
• 2020

Hydrological models are based on a combination of parameters that describe the hydrological characteristics and processes within a watershed. For this reason, the model performance and accuracy are highly dependent on the parameters. However, model uncertainties caused by parameters with stochastic characteristics need to be considered. As a follow-up to the study conducted by Choi et al (2020), who developed a relatively simple semi-distributed hydrological model, we propose a tool to estimate the posterior distribution of model parameters using the Metropolis-Hastings algorithm, a type of Markov-Chain Monte Carlo technique, and analyze the uncertainty of model parameters and simulated stream flow. In addition, the uncertainty caused by the parameters of each version is investigated using the lumped and semi-distributed versions of the applied model to the Hapcheon Dam watershed. The results suggest that the uncertainty of the semi-distributed model parameters was relatively higher than that of the lumped model parameters because the spatial variability of input data such as geomorphological and hydrometeorological parameters was inherent to the posterior distribution of the semi-distributed model parameters. Meanwhile, no significant difference existed between the two models in terms of uncertainty of the simulation outputs. The statistical goodness of fit of the simulated stream flows against the observed stream flows showed satisfactory reliability in both the semi-distributed and the lumped models, but the seasonality of the stream flow was reproduced relatively better by the distributed model.

• 한국물환경학회지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.587-596
• /
• 2011

The interest in hydrological modeling has increased significantly recently due to the necessity of watershed management, specifically in regards to lumped models, which are being prosperously utilized because of their relatively uncomplicated algorithms which require less simulation time. However, lumped models require empirical coefficients for hydrological analyses, which do not take into consideration the heterogeneity of site-specific characteristics. To overcome such obstacles, a distributed model was offered as an alternative and the number of researches related to watershed management and distributed models has been steadily increasing in the recent years. Thus, in this study, the feasibility of a grid-based rainfall-runoff model was reviewed using the flood runoff process in the Han River basin, including the ChungjuDam, HoengseongDam and SoyangDam watersheds. Hydrological parameters based on GIS/RS were extracted from basic GIS data such as DEM, land cover, soil map and rainfall depth. The accuracy of the runoff analysis for the model application was evaluated using EFF, NRMSE and QER. The calculation results showed that there was a good agreement with the observed data. Besides the ungauged spatial characteristics in the SoyangDam watershed, EFF showed a good result of 0.859.

• 대한지리학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.233-252
• /
• 1994

토지이용수문학을 위한 하나의 대안으로, 모형의 단순성, 모형변형의 용이성, 그리 고 모의된 모형으로부터 지속적인 유량 예측 능력을 지닌 Lumped모형을 이용해 토지이용 변화에 따른 수문특성의 변화를 추적하였다. Blackie(1972)의 모형을 근간으로, R1131(11-parameter, 3-storage, l-input option) 모형을 구축하였다. 연구 대상 유역분지는 케냐에 있는 Kimakia Catchement K11이며, 이곳의 토지이용은 3번 변화하였다. 3단계의 토 지이용 기간에 대해 모형을 보정한 결과, 모형유효도는 96.78%, 97.20%, 94.62%이며, 전체유 량오차는 각각 -1.78%, -3.36%, 5.32% 였다. 보정된 모형을 이용해 각 토지이용 단계별로 확장유출량을 발생시키고, 빈도해석을 시도했다. 홍수 규모가 작은 경우 식생변화에 따라 31.3%와 32.1% 정도로 홍수량이 줄어들었으나, 홍수 규모가 커짐에 따라 홍수량의 감소 정 도는 점차 작아지고 있다. 이와 같은 현상은 갈수량의 변화에서도 발견된다. 또한 식생이 어 느 정도까지 성장한 이후에는 계속된 식생 성장에도 불구하고 홍수량과 갈수량은 큰 변화가 없다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.243-243
• /
• 2015

Low-flow simulation and forecasting is one of the emerging issues in hydrology due to the increasing demand of water in dry periods. Even though low-flow simulation and forecasting remains a difficult issue for hydrologists better simulation and earlier prediction of low flows are crucial for efficient water management. The UN has never stated that South Korea is in a water shortage. However, a recent study by MOLIT indicates that Korea will probably lack water by 4.3 billion m3 in 2020 due to several factors, including land cover and climate change impacts. The two main situations that generate low-flow events are an extended dry period (summer low-flow) and an extended period of low temperature (winter low-flow). This situation demands the hydrologists to concentrate more on low-flow hydrology. Korea's annual average precipitation is about 127.6 billion m3 where runoff into rivers and losses accounts 57% and 43% respectively and from 57% runoff discharge to the ocean is accounts 31% and total water use is about 26%. So, saving 6% of the runoff will solve the water shortage problem mentioned above. The main objective of this study is to present the hydrological modelling approach for low-flow simulation and forecasting using a model that have a capacity to represent the real hydrological behavior of the catchment and to address the water management of summer as well as winter low-flow. Two lumped hydrological models (GR4J and CAT) will be applied to calibrate and simulate the streamflow. The models will be applied to Seolmacheon catchment using daily streamflow data at Jeonjeokbigyo station, and the Nash-Sutcliffe efficiencies will be calculated to check the model performance. The expected result will be summarized in a different ways so as to provide decision makers with the probabilistic forecasts and the associated risks of low flows. Finally, the results will be presented and the capacity of the models to provide useful information for efficient water management practice will be discussed.

• 물과 미래
• /
• 제22권3호
• /
• pp.307-313
• /
• 1989

본 연구의 목적은 일단위 장기유출량 모의 모형을 개발하는 것이다. 모형을 구성하여 실제유역에 적용하고 그 합리성을 검토 하였다. 제안된 모형은 비선형 중함(lumped)모형이며 준선형화(Quasilinearization)기법에 의해 모형을 검정하였다. 이용된 자료는 금강수계의 하나인 보청천 유역의 강우, 유출 및 증발량 자료이다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제54권9호
• /
• pp.681-692
• /
• 2021

식생 프로세스는 증발산 제어를 통해 강우 유출 프로세스에 상당한 영향을 미치지만, 개념적인 집중형 수문 모형에서는 거의 고려되지 않는다. 본 연구는 인공위성에서 원격으로 감지된 엽면적지수 자료를 표현하는 생태 모듈을 수문 분할 모듈에 통합하여 합천댐 유역에 대한 모형 성능을 평가하였다. 제안된 생태 수문 모형은 습윤 지역의 생태수문 프로세스를 더 잘 표현하기 위하여 크게 세 가지 주요한 특징을 가진다. 1) 식생의 성장률은 유역의 물 부족 스트레스에 의해 제약을 받는다. 2) 식생의 최대 성장은 유역 기후에 의한 에너지에 의해 제약을 받는다. 3) 식생과 대수층의 상호작용이 반영된다. 제안된 모형은 유역 단위의 수문 성분과 식생 동역학을 동시에 모의한다. SCEM 알고리즘에 의해 추정된 모형 매개변수를 이용한 검증 결과로부터 아래와 같은 발견할 수 있었다. 1) 엽면적지수와 하천유량 자료를 이용하여 생태수문모형의 매개변수를 추정하는 것이 생태 모듈이 없는 수문 모형과 비슷한 정확도 및 견고함으로 하천유량을 예측할 수 있다. 2) 필터링이 안된 원격으로 감지된 엽면적지수를 그대로 입력자료로 이용하는 것은 하천유량 예측에 도움이 안된다. 3) 통합된 생태수문모형은 엽면적지수의 계절적인 변동성에 대한 우수한 추정치를 제공할 수 있다.

• 한국습지학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.15-23
• /
• 2020

본 연구에서는 다중최적화기법을 이용하여 분포형 수문모형의 매개변수 보정 과정에서 분포형의 정도가 융설과 유량의 최적화에 어떠한 영향을 미치고 있는 가를 연구하였다. 분포형 수문모형으로는 HL-RDHM를 이용하였고, 분포형 정도에 따라 집중형, 준분포형, 완전분포형 등 3개의 모형을 구성하여 최적 매개변수를 산정하였다. 유역은 108개의 격자로 구성되며, 격자별로 융설과 관련하여 15개, 유출량 관련 13개의 매개변수를 다중최적화기법인 MOSCEM를 이용하여 최적화하였다. 최적 매개변수 산정을 위하여 2004-2005년의 기상학적 자료와 융설량과 유출량 관측자료가 이용되었고, 최적화된 매개변수를 2001-2004년의 자료를 이용하여 검증하였다. 다중최적화기법 적용 결과 집중형의 경우, 초기 값에 의한 결과로 부터 RMSE 값이 융설량은 평균 35%, 유출량은 약 42% 개선되었고, 준분포형과 완전분포형의 경우는 융설량은 평균 40%, 유출량은 약 43% 정도의 RSME 값이 향상되었다. 전반적으로 집중형보다는 분포형 모형이 최적화 과정에서 융설과 유출량 예측에 더 나은 성과를 보여주었지만, 준포형과 완전분포형의 경우 최적화 성과에서 큰 차이를 보이지 않았고, 유출보다는 융설에서 분포형 정도에 따른 모형의 민감도가 더 높은 것을 확인되었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권3D호
• /
• pp.431-436
• /
• 2008

최근, GIS기술의 급속한 발전에 따라 다양한 공간 수문 자료들이 속성정보와 결합되어 다루는 것이 가능해졌고, 집중형 유출모형보다 유역 유출량의 시 공간적인 변동을 고려할 수 있는 분포형유출 모형의 구축이 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 장기 유출량의 시공간적 분포를 파악할 수 있도록 지표 및 하도흐름해석에 물리적인 운동파(kinematic wave)이론에 근거한 분포형 강우-유출모형을 이용하였다. Hydro-BEAM모형을 근간으로 융설 적설과정 모듈을 추가로 개발하였고, 각종 수문매개변수를 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료들로 부터 추출, 본 모형의 입력 자료로 사용하였다. 본 모형의 적용성 검증을 위해서 비교적 신뢰할만한 기상자료와 장기간의 수문자료를 보유하고 있는 일본의 쇼나이강 유역(532)을 대상으로 구축하였고, 수문곡선 비교 결과 비교적 재현성 높은 유출 결과를 모의할 수 있었다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제54권1호
• /
• pp.27-38
• /
• 2012

This study is to analyse the hydrological behavior of agricultural reservoir using CAT (Catchment hydrologic cycle Assessment Tool). The CAT is a water cycle analysis model in order to quantitatively assess the characteristics of the short/long-term changes in watershed. It supports the effective design of water cycle improvement facilities by supplementing the strengths and weaknesses of existing conceptual parameter-based lumped hydrologic models and physical parameter-based distributed hydrologic models. The CAT especially supports the analysis of runoff processes in paddy fields and reservoirs. To evaluate the impact of agricultural reservoir operation and irrigation water supply on long-term rainfall-runoff process, the CAT was applied to Idong experimental catchment, operated for research on the rural catchment characteristics and accumulated long term data by hydrological observation equipments since 2000. From the results of the main control points, Idong, Yongdeok and Misan reservoirs, the daily water levels of those points are consistent well with observed water levels, and the Nash-Sutcliffe model efficiencies were 0.32~0.89 (2001~2007) and correlation coefficients were 0.73~0.98.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
• /
• pp.200-204
• /
• 2012

In engineering hydrology, an estimation of precipitation loss is one of the most important issues for successful modeling to forecast flooding or evaluate water resources for both surface and subsurface flows in a watershed. An accurate estimation of precipitation loss is required for successful implementation of rainfall-runoff models. Precipitation loss or hydrological abstraction may be defined as the portion of the precipitation that does not contribute to the direct runoff. It may consist of several loss elements or abstractions of precipitation such as infiltration, depression storage, evaporation or evapotranspiration, and interception. A composite loss rate model that combines four loss rates over time is derived as a lumped form of a continuous time function for a storm event. The composite loss rate model developed is an exponential model similar to Horton's infiltration model, but its parameters have different meanings. In this model, the initial loss rate is related to antecedent precipitation amounts prior to a storm event, and the decay factor of the loss rate is a composite decay of four losses.