• 제목/요약/키워드: Peak Discharge

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유전자 알고리듬을 이용한 저류함수모형의 매개변수 추정에 관한 연구 (A Study on Parameters Estimation of Storage Function Model Using the Genetic Algorithms)

  • 박봉진;차형선;김주환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권4호
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    • pp.347-355
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    • 1997
  • 본 연구에서는 자연계의 적응 및 도태에 의한 Darwin의 진화과정을 수학적으로 체계화시킨 유전자 알고리듬(genetic algorithm)을 다목적댐의 홍수추적모형으로 사용되고 있는 저류함수법의 매개변수 추정에 적용하였다. 유전자 알고리듬은 생명체의 자연도태 원리를 수학적인 학습영역으로 적용한 탐색 알고리듬의 일종으로 매개변수의 추정은 개체유전과 적자생존법칙을 통해 설정된 모형의 성능을 개선시켜 나감으로써 최적값에 도달하게 된다. 수문순환계의 복잡한 과정을 개념적으로 모형화한 저류함수모형에 대한 유전자 알고리듬의 적용성을 평가하기 위하여 대청댐의 홍수기록을 선정하여 매개변수를 조정하고 검증을 위하여 사용하였다. 여기서, 각 홍수사상은 기존의 경험공식에 의해 산정된 매개변수값으로 모의하였고 유전자 알고리듬에 의한 매개변수의 보정은 50세대로 한정하여 3회씩 실시하여 비교·분석하였다. 그 결과 유전자알고리듬을 적용했을 때에 보정전과 비교하여 첨두홍수량 및 첨두홍수량의 도달시간 등 모든 면에서 향상되었으며 민감도 분석결과에서는 매개변수 Rsa, f1의 민감도가 가장 큰 것으로 나타났다. 이를 토대로 수문계에서 강우-유출모형인 저류함수법의 매개변수 산정에 대한 유전자 알고리듬의 적용성을 입증하였으며, 저류함수모형의 적용시 매개변수 산정을 위하여 사용되고 있는 경험공식과 비교·검토함으로써 홍수조절업무에 개선에 활용하고자 하였다.

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기상레이더와 지형정보시스템을 이용한 분포형 강우-유출 유역모형의 개발과 검정 (Distributed GIS-Based Watershed Rainfall-Runoff Model Development and Its Calibration using Weather Radar)

  • ;최우희;김민환;김성균
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제36권2호
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    • pp.285-300
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    • 2003
  • 기상레이더와 지형정보 시스템을 이용한 홍수사상에 기초하고, 운동역학적이며, 초과강우가 고려된 분포형 강우-유출 유역모형이 개발되었다. 이 유역모형에서 강우로 인한 지표면 유출 및 지표면 흐름과 관련된 각종 변수의 공간적 변동성과 불확실성을 인식하고 설명한다. 개발된 모형은 래스터 지형정보시스템과 공간적ㆍ시간적으로 변하는 강우자료와 호환된다. 몬테칼로 모의와 우도값이 이 모형의 검정을 위하여 이용되었으며, 검정 모형으로부터 반응되는 시스템의 가능범위가 허용되었다. 레이더-강우 추정에 대한 보정으로 강우계가 이용되고, 복잡한 토지이용 상태인 미국 덴버시 도시배수홍수조절 구역내에 있는 두 개 유역들(Ralston Creek와 Goldsmith Gulch 유역)의 제한된 기왕 홍수사상에 이 모형이 적용되었다. 제한된 수의 몬테칼로 모의들과 고려된 홍수사상들을 근거로 관측수문곡선과 계산수문곡선을 비교하여, Nash와 Sutcliffe 효율점수의 범위를 얻게 되었으며, 그 범위는 Ralston Creek과 Goldsmith Gulch 유역에 대한 검정모형들로부터 각각 -0.19∼0.95와 -0.75∼0.81이다. 또 한, Ralston Creek과 Goldsmith Gulch 유역의 Nash와 Sutcliffe 효율점수는 유출용적에 대해 각각 0.88과 0.1, 첨두유량에 대해 0.14와 0.71, 첨두유량 도달시간에 대해 0.99와 0.95로 평가되었다.

유역형상을 고려한 도시 단위 소유역의 유출 해석 (Runoff Analysis for Urban Unit Subbasin Based on its Shape)

  • 허성철;박상식;이종태
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권5호
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    • pp.491-501
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    • 2008
  • 도시 배수구역의 유출특성을 해석하기 위하여서는 유역의 지형특성 및 유출경로를 고려하여 소유역을 분할하고 배수계통에 대한 유출량을 분석하게 되며, 이 과정에서 각 소유역의 도달시간과 시간-면적곡선은 유역형상에 따라 상이하게 구성되므로, 이로 인한 유출특성 또한 크게 변화하게 된다. SWMM 및 ILLUDAS 모형에서는 유역형상을 단순 직사각형으로 가정하여 해석함으로써 유역의 기하학적 형상이 지표면 유출에 미치는 영향을 충분히 반영하지 못하는 한계를 개선하기 위하여, 국토해양부의 FFC2Q 모형 개발연구에서는 유역형상을 고려하여 지표면 유출해석을 실시함으로써 유출분석의 정확도를 향상시키는 기법을 도입하였다. 즉, 지표면 유출해석을 위한 시간-면적곡선법의 적용에서 단위 소유역의 형상을 대칭형(사각형, 타원형, 마름모꼴), 분산형(삼각형, 사다리꼴), 집중형(역삼각형, 역사다리꼴) 형태로 각각 유형화하여 지표면 유출해석을 하였으며, 그 결과를 비교 분석한 결과 유역의 형상에 따라 유출특성이 크게 상이함을 알 수 있었다. 실제로 배수구역(군자 배수구역)에 적용한 결과 유역형상을 직사각형 보다는 마름모꼴로 적용한 경우에 첨두유출량과 유출수문곡선의 형태에서 실측치에 보다 접근하고 있음을 보여 줌으로 써 개선된 결과를 제시하였다. 또한, 유역형상을 고려한 경우에는 첨두유출량의 경우 분할 수에 큰 영향이 없이 실측치와 유사한 안정된 값을 나타내고 있으나, 사각형으로 단순화한 경우에서는 유역 분할 수가 계산 결과치에 민감한 영향을 주었다.

유역 특성과 유출추적에 의한 단위도 해석에 관한 고찰 (A Study on the Interpretalion of the Synthetic Unit Hydrograph According to the Characteristics of catchment Area and Runoff Routing)

  • 서승덕
    • 한국농공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1088-1096
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    • 1966
  • The following is a method of synthetic unitgraph derivation based on the routing of a time area diagram through channel storage, studied by Clark-Jonstone and Laurenson. Unithy drograph (or unitgraph) is the hydrograph that would result from unit rainfall\ulcorner excess occuring uniformly with respect to both time and area over a catchment in unit time. By thus standarzing rainfall characteristics and ignoring loss, the unitgraph represents only the effects of catchment characteristics on the time distribution of runoff from a catchment The situation abten arises where it is desirable to derive a unitgraph for the design of dams, large bridge, and flood mitigation works such as levees, floodways and other flood control structures, and are also used in flood forecasting, and the necessary hydrologie records are not available. In such cases, if time and funds permit, it may be desirable to install the necessary raingauges, pruviometers, and stream gaging stations, and collect the necessary data over a period of years. On the otherhand, this procedure may be found either uneconomic or impossible on the grounds of time required, and it then becomes necessary to synthesise a unitgraph from a knowledge of the physical charcteristics of the catchment. In the preparing the approach to the solution of the problem we must select a number of catchment characteristic(shape, stream pattern, surface slope, and stream slope, etc.), a number of parameters that will define the magnitude and shape of the unit graph (e.g. peak discharge, time to peak, and base length, etc.), evaluate the catch-ment characteristics and unitgraph parameters selected, for a number of catchments having adequate rainfall and stream data and obtain Correlations between the two classes of data, and assume the relationships derived in just above question apply to other, ungaged, Catchments in the same region and, knowing the physical characteritics of these catchments, substitute for them in the relation\ulcorner ships to determine the corresponding unitgraph parameters. This method described in this note, based on the routing of a time area diagram through channel storage, appears to provide a logical line of research and they allow a readier correlation of unitgraph parameters with catchment characteristics. The main disadvantage of this method appears to be the error in routing all elements of rainfall excess through the same amount of storage. evertheless, it should be noted that the synthetic unitgraph method is more accurate than the rational method since it takes account of the shape and tophography of the catchment, channel storage, and temporal variation of rainfall excess, all of which are neglected in rational method.

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사과나무 갈색무늬병의 발생생태 (Ecology of Marssonina Blotch Caused by Diplocarpon mali on Apple Tree in Kyungpook, Korea)

  • 김동아;이순원;이준탁
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제16권
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    • pp.84-95
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    • 1998
  • 1960년대까지 우리나라 전역에 걸쳐 발생하여 큰 피해를 초래했던 사과나무 갈색무늬병은 후지 등의 새로운 사과 품종 도입과 농약의 개발로 크게 문제되지 않았으나, 최근 1990년대에 들어서면서 후지 등의 신품종에도 발병되기 시작하여 농약 관행방제 과수원에서도 조기낙엽 등의 큰 피해를 일으키고 있다. 1992년부터 1995년까지 경북지역 사과주산지를 중심으로 갈색무늬병의 발생상황과 포자비산상황 등 발생생태와 기상, 재배품종, 재배관리 및 방제방법 등에 따른 갈색무늬병의 다발생요인을 조사하여 분석한 결과, 갈색무늬병은 6월부터 발생하기 시작하여 8월이후 대부분의 과수원에서 발생하였고, 9월이후에는 발병율이 급격히 증가하였으며, 기온이 낮고 강우량이 많은 해에 발생이 많았다. 병원균의 포자비산은 5월부터 시작되어 10월까지 계속되었고, 8월에 최고의 peak를 나타내었으며, 연도에 따른 차이는 있으나 대체로 8~9월에 전체 포자비산량의 70% 이상이 비산되었는데 강우가 많을 때 비산량이 많은 것으로 나타났다. 경북지역에 있어서 북부 산간지역인 영주, 청송, 안동에서 대체로 갈색무늬병의 발생이 많았고, 남부지역인 군위와 영천에서는 상대적으로 발병이 낮았다. 재배품종별로는 홍옥에서 발생이 가장 많았고, 조나골드과 세계일은 중간 정도이며, 다음으로 주품종인 후지, 쓰가루 순이었다. 갈색무늬병은 관수와 배수가 불량하고 밀식으로 투광, 통풍이 잘 되지 않으며, 시비관리가 제대로 되지 않는 등 전반적으로 재배관리상태가 나쁜 과수원에서 발생이 많았으며, 방제에 있어서는 약제살포량이 적고, 약제살포간격이 길어 방제가 소홀한 과수원에서 발생이 많은 것으로 나타났다.

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위천유역(渭川流域)의 가능최대홍수량(可能最大洪水量) 특성(特性) (The Characteristics of Probable Maximum Flood on Wi Stream Watersheds)

  • 최경숙;서승덕
    • Current Research on Agriculture and Life Sciences
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    • 제16권
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    • pp.37-44
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    • 1998
  • 낙동강 지류중 하나인 위천유역 및 동성유역권의 수공구조물 설계시 설계홍수량 결정을 위한 기본자료를 제공하고자 시간분포의 유형과 기저유량의 변화에 따른 가능최대홍수량의 양상을 분석하였다. 먼저 수문기상학적인 방법으로 PMP를 추정하고, Blocking방법의 central, advanced 그리고 delayed type를 각각 이용하여 시간 분포시킨 호우를 Clark방법을 이용하여 PMF를 산정한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. PMP시간분포형에 따라서 첨두 PMF는 기저유량에 따라 advanced일 때 3145.3~3348.3cms, central일 때 3774.6~3977.7cms, delayed일 때 3814.6~4017.3cms로 나타났다. 여기서 강우의 시간분포가 advanced type이고 기저유량이 Minimum일 때 central과 delayed에 비하여 첨두PMF가 670cms정도 작게 나타남을 알수 있었다. 따라서 최대 첨두PMF와 최소 첨두PMF는 각각 delayed와 advanced일 때의 4017.3cms와 3145.3cms이며, 결과에 의한 평균 PMF는 3653.6cms로서 이 결과가 위천유역의 설계홍수량으로 타당하다고 사료된다. 2. 평균PMF와 가지야마에 의한 결과치와는 가지야마 값보다 1.7배 큰값으로 나타났고 이는 1,000년에서 10,000년 빈도사이의 홍수량으로 추정된다.

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격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM의 개선(I) - 이론 및 모형 - (A Modified grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model (ModKIMSTORM) (I) - Theory and Model -)

  • 정인균;이미선;박종윤;김성준
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권6B호
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    • pp.697-707
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    • 2008
  • 격자기반 운동파 강우유출모형 KIMSTORM(grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model)은 유역의 지표흐름, 지표하흐름 및 하천흐름의 시간적 변화와 공간적 분포를 모의할 수 있다. 본 모형은 유닉스 운영체제의 C++언어로 개발되었으며, 각 셀에서의 흐름을 모의하기 위하여 단방향흐름 알고리즘과 격자기반 수문학적 물수지요소를 채택하고 있으나 운영에 몇몇 제약사항이 있다. 본 연구에서는 기존모형을 개선하고자 하였으며, MS Windows 운영체제에서 실행 가능하도록 FORTRAN 90 언어를 이용하여 ModKIMSTORM을 개발하였다. 기존모형에 비해 개선된 주요사항으로, 물리적 기반의 침투기법인 GAML(Green-Ampt & Mein-Larson) 침투모형 추가, 격자 유출심과 Manning 조도계수에 의한 논에서의 지표유출 제어, 지표격자의 기저유출 요소 추가, 공간강우와 지점강우의 처리, 전 후 처리부문 개발, 5개 평가항목(피어슨의 결정계수 $R^2$, Nash & Sutcliffe 모형효율 E, 유출용적 편차 $D_v$, 첨두유출의 상대오차 $EQ_p$, 첨두시간의 절대오차 $ET_p$)을 이용한 모의결과의 자동 평가 기능을 개발하였다. 추가적으로, 모형의 계산효율을 향상시키고 지표격자의 기저유출을 하천격자로 이송하기 위하여 쉘정렬 알고리즘을 채택하였다. 모형의 입력자료는 ESRI ArcInfo W/S 또는 ArcView와 같은 GIS 소프트웨어 및 MS Excel을 이용하여 간단히 구축할 수 있으며, 모의결과의 공간적 분포를 확인할 수 있는 토양수분, 지표유출, 유출심 및 유속분포도는 BSQ, ESRI ASCII Grid, ESRI Binary Grid 및 IDRISI Raster 형식으로 출력할 수 있도록 개선하였다.

독립 호우사상에 대한 이변량 강우빈도해석 및 강우-유출해석 (Bivariate Rainfall Frequency Analysis and Rainfall-runoff Analysis for Independent Rainfall Events)

  • 박철순;유철상;전창현
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권7호
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    • pp.713-727
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    • 2012
  • 본 연구에서는 독립 호우사상을 이용하여 이변량 빈도해석 및 유출해석을 수행하고, 이를 기존 단변량 빈도해석 결과와 비교 평가하였다. 본 연구는 규모가 다른 중랑천, 청계천, 우이천유역 등 세 유역에 대해 수행되었다. 유출모형으로 Clark 모형을 이용하였고, 유효우량은 SCS 방법을 적용하여 계산하였다. 강우의 시간분포 모형으로 교호블록 방법 및 Huff 방법을 적용하여 그 결과가 비교될 수 있도록 하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 연최대치 독립 호우사상계열의 이변량 빈도해석 결과, 지속기간이 짧은 경우에는 단변량 빈도해석 결과와의 차이가 매우 크나 지속기간이 길어짊에 따라서 그 차이가 현저히 줄어드는 것으로 나타났다. 아울러 지속기간이 짧은 경우, 단변량 빈도해석 결과가 이변량 빈도해석 결과보다 더욱 크게 나타났으나 특정 지속기간 이상부터 그 결과가 역전되는 것으로 나타났다. (2) 교호블록 시간분포 방법을 적용하는 경우가 Huff 방법을 적용한 경우보다 더욱 큰 첨두유출량을 발생시키는 것으로 나타났다. 아울러 교호블록 방법을 적용하는 경우에는 강우 지속기간의 증가에 따라서 첨두유출량이 점차 증가하는 것으로 나타났으나, 강우 지속기간이 대략 24시간 정도 되었을 때 그 값이 거의 수렴하는 것으로 나타났다. (3) 중랑천 유역에 대해 Huff 방법을 적용하여 유출해석을 수행한 결과에서는 이변량 설계강우를 적용한 경우가 단변량 설계강우를 적용한 경우보다 더욱 큰 홍수량을 발생시키는 것으로 나타났다. 반면에 청계천 및 우이천 유역의 경우에는 이변량 설계강우를 적용한 경우보다 단변량 설계강우를 적용한 경우의 홍수량이 다소 큰 것으로 나타났다. 그러나 교호블록 방법을 적용한 경우에서는 모든 유역에 대해 이변량 설계강우를 적용한 경우가 단변량 설계강우를 적용한 경우보다 큰 홍수량을 발생시키는 것으로 나타났다.

마취된 흰 쥐 시상의 복후내측핵내 유해성 뉴론의 특성 (RESPONSE CHARACTERISTICS OF VENTRAL POSTEROMEDIAL THALAMIC NOCICEPTIVE NEURONS IN THE ANESTHETIZED RAT)

  • 이형일;박수정
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제27권6호
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    • pp.587-599
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    • 2002
  • Extracellular single unit recordings were made from the ventral posteromedial thalamic (VPM) nociceptive neurons to determine mechanoreceptive field (RF) and response properties. A total of 44 VPM thalamic nociceptive neurons were isolated from rats anesthetized with urethane-chloralose. Based on responses to various mechanical stimuli including touch, pressure and pinch applied to the RF, 32 of 44 neurons were classified as nociceptive specific (NS) neuron. The other 12 neurons, classified as wide dynamic range (WDR), showed a graded response to increasingly intense stimuli, with a maximum discharge to noxious pinch. The VPM nociceptive neurons showed various spontaneous activity ranged from 0-6 Hz. They were located throughout the VPM, and had an contralateral RF including mainly intraoral (and perioral) regions. The RF size was relatively small, and very few neurons had a receptive field involving 3 trigeminal divisions. The NS neurons activated only by pressure and pinch stimuli had high mechanical thresholds compared to WDR neurons activated also by touch stimuli. The VPM nociceptive neurons were tested with suprathershold graded mechanical stimuli. Most of 21 NS and 8 WDR neurons showed a progressive increase in number of spikes as mechanical stimulus intensity was increased. In some neurons, the responses reached a peak before the highest intensity was given. Application of 5 mM $CoCl_2{\;}(10{\;}{\mu}\ell)$ solution to the trigeminal subnucleus caudalis did not produce any significant changes in the spontaneous activity, RF size, mechanical threshold, and response to suprathreshold mechanical stimuli of 9 VPM nociceptive neurons tested. 17 of 33 VPM nociceptive neurons responded to noxious heat as well as noxious mechanical stimuli applied to their RF. Application of the mustard oil, a small-fiber excitant and inflammatory irritant, to the right maxillary first molar tooth pulp induced an immediate but short-lasting neuronal discharges upto approximately 4 min in 16 of 42 VPM nociceptive neurons. These results suggest that VPM thalamic nucleus may contribute to the sensory discriminative aspect of orofacial nociception.

XP-SWMM 모형을 적용한 도시지역의 침수해석 (Flood Inundation Analysis using XP-SWMM Model in Urban Area)

  • 이종형;연기석
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권5호
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    • pp.155-161
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    • 2008
  • 도시유역은 자연하천유역에 비해 다른 유형의 홍수피해를 보여주고 있다. 최근에 불투수면적의 증가로 홍수도달시간의 감소와 높은 첨두유량의 발생을 가져오면서 도시홍수피해의 원인이 되고있다. 본 연구에서는 XP-SWMM모형을 적용하여 침수심, 침수 면적을 시간대별로 침수해석을 수행하였으며, 침수해석시 건물의 영향을 고려하였다. XP-SWMM모형의 보정 및 검증을 위해 두 개의 강우사상(2005.06, 2005.07)을 적용하였고, 하천 외수위의 변하는 HEC-RAS모형을 통해 산정하였다. 모의결과 실제 관측된 침수면적(21.41ha)에 비해 산정된 침수구역의 면적은 23.45%로서 9.5% 과다하게 모의되었다. 또한 XP-SWMM모형의 DTM(DigitalTerrain Model)을 구축하여 주요 시간대별 건물의 영향에 따른 침수범위를 분석하였다.