• 대한토목학회논문집
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• 제43권6호
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• pp.775-784
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• 2023

홍수관리 측면에선 시공간 관점의 정량적인 강우·유출 해석과 단기간 내 집중되는 강우사상에 대한 유출 해석이 필요하다. 강우-유출 모형은 종류와 입력자료에 따라 모의·해석 결과가 달라진다. 특히 강우자료는 중요한 요소이기 때문에 면적 강우량 산정 기법이 매우 중요하다. 본 연 구는 산악지형에 위치한 삼척오십천 유역의 면적 강우량을 산술평균법, 티센 가중법 그리고 등우선법을 이용하여 산정하였으며, 분포형 모형인 S-RAT과 집중형 모형인 HEC-HMS에 적용하여 각 강우 유출 결과를 비교했다. 시간 전이성 검토 결과 분포형 모형과 등우선법 조합이 MAE 64.62 m³/s, RMSE 82.47 m³/s로 통계 성능이 가장 우수하였고, R² 와 NSE도 각각 0.9383, 0.8547로 높게 나왔다. 본 연구는 관측 유량과 모의 유량의 첨두홍수량 발생 시간이 1시간 이내이므로 적절하게 분석되었다고 판단된다. 따라서 연구 결과는 향후 빈도 해석에 활용할 수 있으며, 이를 토대로 경사가 급한 산악지형의 유역에 첨두홍수량 및 첨두홍수 발생 시간 모의 정확도를 개선할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.701-709
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• 2000

통합저류함수모형을 IHP 대표유역인 위천과 보청천유역 그리고 대유역인 남한강유역과 낙동강유역의 강우-유출사상에 적용하여 모형의 타당성을 검토하였다. 제안된 모형에 의한 예측 결과와 관측치를 비교해 볼 때 전체적인 수문곡선의 재현성 및 첨두홍수량의 예측에 있어서 상당히 우수한 결과를 나타내었다. 그러나 첨두홍수 발생시간에서는 퍼지제어의 효과로 인해 다소 오차가 발생하였다. 또한 상류단 유입량이 잔유역 유입량에 비하여 상당히 큰 경우에는 충분한 예보선행시간을 확보하기 어려운 문제점이 나타났다.

• 한국농공학회논문집
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• 제58권6호
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• pp.93-100
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• 2016

This study conducted a quantitative assessment on the environmental flows associated with climate change in the Gosam Reservoir, Korea. The application of RCP 8.5 climate change scenario has found that the peak value of High Flow Pulses has increased by 36.0 % on average compared to historical data (2001 ~ 2010), which is likely to cause disadvantage on flood control and management but the increase in peak value is expected to make a positive impact on resolving the issue of green algal blooms, promoting vegetation in surrounding areas and encouraging spawning and providing habitats for native species by releasing a larger amount of landslides as well as organic matters than the past. However, the decreasing pattern of the peak value of High Flow Pulses is quite apparent with the trend of delay on the occurrence time of peak value, necessitating a long-term impact analysis. The peak value of Large Floods shows a clear sign of decrease against climate change scenario, which is expected to lead to changes in fish species caused by degraded quality of water and decreasing habitats. A quicker occurrence of Small Floods is also expected to make an impact on the growth cycle of aquatic plants, and the reduction in occurrence frequency of Extreme Low Flows is to contribute to increasing the population of and raising the survival rate of native fish, greatly improving the aquatic ecosystem. The results of this study are expected to be useful to establish the water environment and ecological system in adapting or responding to climate change.

• 한국농공학회지
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• 제38권5호
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• pp.64-73
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• 1996

When typhoon occurs, the meteorological conditions get worse and can cause a large damage from storm and flood . This damage, however, can be minimized if a precise analysis of the runoff characteristics by typhoon tracks is used in the flood contorl This paper aims at the analysis of storm occurrence and runoff characteristics by typhoon tracks in Nakdong river basin. Therefore, the data of 14 typhoons which invaded Nakdong river basin during the period from 1975 to 1991 were collected, analyzed, and studied. The major results of this study are as followings; 1) The frequency of the typhoon occurrence here in Korea was affected by the storms three times a year on the average. The highest-recorded frequency was during the months of July to September. 2) The survey of the track characteristics depending on the forms of the storm in the Nakdong river basin showed that typhoon storm advanced from the south of the basin to the north, while the frontal type storm was most likely to advanced from the west to the north. 3) Typhoon tracks are classified into three categories, 6 predictors with high correlation coefficient are finally selected, and stepwise multiple regression method are used to establish typhoon strom forecasting models. 4) The riview on the directions of progress of the storm made it clear that the storm moving downstream from upstream of the basin could develop into peak discharge for ca short time and lead to more flood damage than in any other direction.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.417-424
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• 2018

본 연구에서는 농업용 저수지의 저수율, 선행토양함수조건(AMC) 및 Huff 시간분포가 첨두유출량에 미치는 영향을 몬테칼로 시뮬레이션을 통해 분석하였다. 저수지 저수율, 선행토양함수조건 및 Huff 시간분포의 적용에 따라 4가지 경우에 대해 첨두홍수량을 산정하고 비교한 결과, 50~300년 빈도의 첨두홍수량은 저수율 100% 또는 AMC­III로 일괄 적용했을 때 각 조건의 발생확률을 고려한 첨두홍수량에 비해 20~30% 크게 산정되었다. Huff 3분위를 일괄 적용했을 때의 첨두홍수량은 발생확률을 고려한 Huff 분위 적용에 비해 5% 크게 산정되어, AMC와 저수지 저수율에 비해 첨두홍수량에 미치는 영향이 적었다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권4호
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• pp.411-420
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• 2017

This research aims at comparing the accuracy of flood discharge estimation. For this, we focused on the Oedo watershed of Jeju Island and compared flood discharge by analyzing the values as follows: (1) the concentration of the lumped model (HEC-HMS) and distributed model (Vflo), and (2) the in-situ data using Fixed Surface Image Velocimetry (FSIV). The flood discharge estimation from the HEC-HMS model is slightly larger than the Vflo model results. This result shows that the estimations of the HEC-HMS are larger than the flood discharge data by 4.43 to 36.24% and that of the Vflo are larger by 8.49 to 11%. In terms of the error analysis at the peak discharge occurrence time of each mapping, HEC-HMS is one hour later than the measured data, but Vflo is almost the same as the measured data.

• 한국제4기학회지
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• 제17권2호
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• pp.79-84
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• 2003

This study revealed the differences in runoff processes of granite drainage basins in Korea and Mongolia by hydrological measurements in the field. The experimental drainage basins are chosen in Korea (K-basin) and Mongolia (M-basin). Occurrence of intermittent flow in K-basin possibly implies that very quick discharge dominates. The very high runoff coefficient implies that most of effective rainfall quickly discharge by throughflow or pipeflow. The Hortonian overlandflow is thought to almost not occur because of high infiltration capacity originated by coarse grain sized soils of K- basin. Very little baseflow and high runoff coefficient also suggest that rainfall almost does not infiltrate into bedrocks in K-basin. Flood runoff coefficient in M-basin shows less than 1 %. This means that most of rainfall infiltrates or evaporates in M-basin. Runoff characteristics of constant and gradually increasing discharge imply that most of rainfall infiltrates into joint planes of bedrock and flow out from spring very slowly. The hydrograph peaks are sharp and their recession limbs steep. Very short time flood with less than 1-hour lag time in M-basin means that overland flow occurs only associating with rainfall intensity of more than 10 mm/hr. When peak lag time shows less than 1 hour for the size of drainage area of 1 to 10 km2, Hortonian overland flow causes peak discharge (Jones, 1997). The results of electric conductivity suggest that residence time in soils or weathered mantles of M-basin is longer than that of K-basin. Qucik discharge caused by throughflow and pipeflow occurs dominantly in K-basin, whereas baseflow more dominantly occur than quick discharge in M-basin. Quick discharge caused by Hortonian overlandflow only associating with rainfall intensity of more than 10 mm/hr in M-basin.

• 한국지리정보학회지
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• 제11권3호
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• pp.52-67
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• 2008

최근 기상이변으로 인한 이상홍수의 빈번한 발생으로 인해 신속하고 정량적인 강우예측의 필요성이 대두되고 있으며 강우의 거동을 실시간으로 관측하여 예측이 가능한 강우레이더의 활용성이 높아지고 있다. 이와 더불어 1km 해상도의 격자형으로 제공되는 강우레이더를 효과적으로 활용하기 위해 격자단위의 분석이 가능한 분포형 수문모형의 활용이 증가하고 있다. 분포형 수문모형을 활용하기 위해서는 대상 유역에 대한 격자형 공간자료가 요구되며 유출모의의 신뢰도를 높이기 위해서는 현시성 있고 정밀한 자료의 활용이 필요하다. 본 논문에서는 유역면적의 약 2/3가 미계측 지역인 임진강 유역을 대상으로 물리적 기반의 $Vflo^{TM}$ 모형과 가 분포형(Quasi-distributed) 수문모형인 ModClark 모형을 이용하여 홍수유출 모의를 실시하고 결과를 비교하였다. 연구의 공간적 범위를 미계측 지역을 포함한 임진강 전 유역과 비교적 정확하고 현시성 있는 자료의 확보가 가능한 임진강 남한 유역으로 구분하였으며 각 유역에 대해 모의한 모형별 첨두유량과 지체시간을 비교하여 지형매개변수 및 토양매개변수의 불확실성이 유출모의에 미치는 영향을 분석하고 미계측 지역의 유출모의를 위한 효과적인 방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.3-12
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• 1998

호우의 강우강도는 홍수 수문곡선의 첨두유량이나 도달시간에 영향을 미치는 주요 인자이므로 그 영향을 강우-유출 모형의 매개변수나 모형의 지배방정식에 반영하는 것이 합리적이다. 본 논문에서는강우강도의 변호를 탱크모형 최상단 탱크의 유출공 승수 변화에 반영하는 방안을 연구하였다. 탱크의 구조는 표준4단 탱크에서 최상단 유출공의 승수를 같도록 하고 1,2단 탱크의 유출에 지체시간을 부여한 수정형태이다. 내린천 유역의 여러 홍수에 대하여 최상단 탱크의 유출공 승수와 강우강도의 관계를 분석한 결과 강우강도가 증가할 때 승수 a1도 증가하는 경향이 있으나 그 정도는 다소 약하였다.이 경향을 a1=kI$(I:강우강도,k,m:계수)의 근사식으로 작성하여 모형 검증에 사용하였다. 이때 평균강우강도 I(t)는 시각 t에서 몇 시간 전까지의 이동평균을 사용하고, 계산된 a1이 그 전 값보다 크면 a1의 a1을 갱신하여 처음부터 시각 t까지의 강우량으로 다시 유출을 모의하였다. 검증 결과 강우강도를 반영한 유출공 승수 a1의 적용이 고정된 값의 사용에 비하여 홍수모의 오차를 크게 축소할 수 있었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.73-82
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• 2019

최근 이상기후로 인한 집중호우에 따른 하천변 사회기반시설의 침수피해가 증가하고 있으며, 침수 가능성 여부에 대한 신속한 예 경보가 필요한 실정이다. 일반적인 홍수 예 경보는 하천수위를 이용하고 있으며, 수치모형을 이용하여 하천수위를 예측하는 연구가 대부분이었다. 그러나 수치모형을 이용한 하천수위 예측은 결과가 정확한 반면 수치모의 시간이 오래 소요된다는 한계점이 있어 최근에는 인공신경망 등을 적용한 자료기반의 수위예측 모형이 많이 이용되고 있다. 하지만 기존의 인공신경망을 활용한 수위예측 연구는 시간적 매개변수를 고려하지 못하였다는 한계점이 존재한다. 본 연구에서는 시간적 매개변수(Time delay= 2시간)를 고려한 NARX 신경망 모형을 사용하여 한강대교의 수위를 예측하였다. 또한 NARX 모형의 적합성을 판단하기 위하여 인공신경망(ANN) 모형과, 순환신경망(RNN)모형의 결과와 비교하였다. 2009년에서 2018년까지 10년간의 수문자료를 이용하여 70%를 학습시키고 검정과 평가에 15%를 사용하여 2018년의 한강대교 3시간 후 수위를 예측한 결과 평균제곱근오차(RMSE)의 경우 ANN, RNN, NARX model이 각각 0.20 m, 0.11 m, 0.09 m, 평균절대오차(MAE)의 경우, 각각 0.12 m, 0.06 m, 0.05 m, 첨두수위 오차(Peak Error)는 각각 1.56 m, 0.55 m, 0.10 m로 나타났다. 연구 대상지역에 대한 시간적 매개변수를 고려한 예측 결과의 오차분석을 통하여 NARX 신경망 모형을 사용하는 것이 수위예측 모형 구축이 가장 적합한 것으로 나타났다. 이는 NARX 신경망 모형이 과거의 입력자료를 고려함으로써 시계열 자료의 변동 추세도 학습 할 수 있으며, 또한 모형 내 활성함수를 쌍곡선탄젠트(Hyperbolic tangent) 및 Rectified Linear Unit(ReLU) 함수를 사용하여 고수위 예측 시에도 정확한 예측 값을 도출할 수 있기 때문이다. 그러나 NARX 신경망 모형은 시퀀스 길이가 길어짐에 따라 기울기 소실문제(Vanishing gradient)가 발생하는 한계점이 있어 향후에는 이를 보완한 LSTM(Long Short Term Model)모형을 이용하여 수위예측의 정확도를 검토하고자 한다.