• 한국농공학회지
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• 제32권3호
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• pp.87-101
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• 1990

The purpose of this study is to estimate the flood discharge and runoff volume at a stream by using geomorphologic parameters obtained from the topographic maps following the law of stream classification and ordering by Horton and Strahier. The present model is modified from Cheng' s model which derives the geomorphologic instantaneous unit hydrograph. The present model uses the results of Laplace transformation and convolution intergral of probability density function of the travel time at each state. The stream flow velocity parameters are determined as a function of the rainfall intensity, and the effective rainfall is calculated by the SCS method. The total direct runoff volume until the time to peak is estimated by assuming a triangular hydrograph. The model is used to estimate the time to peak, the flood discharge, and the direct runoff at Andong, Imha. Geomchon, and Sunsan basin in the Nakdong River system. The results of the model application are as follows : 1.For each basin, as the rainfall intensity doubles form 1 mm/h to 2 mm/h with the same rainfall duration of 1 hour, the hydrographs show that the runoff volume doubles while the duration of the base flow and the time to peak are the same. This aggrees with the theory of the unit hydrograph. 2.Comparisions of the model predicted and observed values show that small relative errors of 0.44-7.4% of the flood discharge, and 1 hour difference in time to peak except the Geomchon basin which shows 10.32% and 2 hours respectively. 3.When the rainfall intensity is small, the error of flood discharge estimated by using this model is relatively large. The reason of this might be because of introducing the flood velocity concept in the stream flow velocity. 4.Total direct runoff volume until the time to peak estimated by using this model has small relative error comparing with the observed data. 5.The sensitivity analysis of velocity parameters to flood discharge shows that the flood discharge is sensitive to the velocity coefficient while it is insensitive to the ratio of arrival time of moving portion to that of storage portion of a stream and to the ratio of arrival time of stream to that of overland flow.

• 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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• 제51권2호
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• pp.121-129
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• 2018

도시 지역의 불투수층에 내린 강우는 지표면을 따라 흐르다가 대부분 우수관으로 유입되어 유역에서 배출된다. 그러므로 도시 우수관의 설계빈도를 결정하고 설계홍수량을 결정하는 일은 도시 홍수 저감을 위한 구조적인 대책 중 가장 우선적으로 고려되어야 하고, 또 가장 중요한 대책이기도 하다. 그러나 최근 들어 기후변화 등으로 인해 짧은 시간에 큰 강우강도의 호우가 발생하는 일이 잦아지고 있다. 이런 형태의 호우는 불투수면이 많은 도시 지역에서 갑작스럽게 유출량을 증가시켜 증가된 유출량이 일시에 우수관으로 유입되지 못하고 일시적이고 국부적인 홍수를 야기하기도 한다. 그러므로 도심지의 홍수 저감을 위해 우수관망의 적절한 설계가 매우 중요하다. 그러나 무한정 큰 관경의 우수관을 건설하는 것은 경제적으로 타당한 방법이 될 수 없으므로, 적절한 크기의 우수관을 설계하고 유출해석의 신뢰도를 높이기 위한 노력이 필요하다. 그러므로 본 연구에서는 과거 홍수피해가 빈번히 발생했던 도시유역들 중 유역면적과 우수관망의 구조가 다른 4개의 도시를 서울과 부산지역에 선정하여 다양한 강우에 따른 유출해석을 실시하였다. 서울과 부산 기상관측소의 과거 호우 자료에 대한 EPA-SWMM 모형에서의 유출해석 결과, 첨두강우량의 변화에 따른 첨두유출량의 변화를 선형회귀모형으로 분석하였다. 회귀모형의 결정계수와 95% 신뢰구간 및 변동계수를 비교하고, 수계밀도 개념을 적용하여 첨두유출량의 변화를 해석한 결과, 우수관망이 조밀하게 건설되어 수계밀도가 높을수록 증가된 첨두강우량에 따라 함께 증가하는 첨두유출량의 예측이 상대적으로 정확하게 가능함을 확인하였다. 이는 수계밀도가 높을수록 유출응답이 빨라지고 국부적인 우수관의 통수능 부족으로 발생하는 침수의 발생 가능성이 낮아지기 때문인 것으로 보이며, 갑작스러운 강우에 대한 대응이 수월함을 의미한다. 이러한 우수관의 구조적인 특성에 따른 유출 응답 속도를 고려하여 우수관을 설계한다면, 보다 효율적인 우수관 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제7권4호
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• pp.67-74
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• 2007

합리식은 구조가 간단하고 사용하기 편리하기 때문에 소배수유역의 우수관거 설계에 가장 많이 사용되고 있다. 합리식을 이용한 유출해석에서 가장 중요한 요소인 유출계수 값은 강우강도, 재현기간, 강우의 지속시간, 지표특성 등에 따라 달라지지만 토지이용도에 따라 제시된 일정한 값을 그대로 사용하고 있다. 그러므로 실무자들이 합리식을 이용하여 우수관거 설계를 위한 적정 설계홍수량 산정을 위해서는 유출계수에 영향을 미치는 중요한 인자들을 고려한 통합유출계수의 산정이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 합리식에 대한 기본이론을 검토하고 유출계수에 영향을 미치는 주요인자와 유출과의 관계를 연구하여 합리식에서의 유출계수(C)와 강우지속시간, 재현기간(T) 및 NRCS(Natural Resources Conservation Service)방법에서 CN(유출곡선지수)와의 관계를 연구하여 보다 합리적으로 유출계수를 산정할 수 있도록 하였다.

• 물과 미래
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• 제29권3호
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• pp.207-216
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• 1996

본 연구에서는 기존의 주택지외곽의 하천 하류부 저지대를 대규모로 개발하여 택지를 조성하는 사업이 진행되고 있는 인천시 부평구 관내의 동수천유역을 대상으로 장차 하류부 전체에 대해 택지개발이 계획되고 있는 점을 고려하여, 이 유역의 개발로 인한 총유출량과 첨두유량 및 첨두도달시간의 변화정도를 도시화단계별, 재현기간별, 강우분포형태별로 살펴보았다. ILLUDAS 모형을 사용하여 유출해석을 하고 도시화단계를 3가지 단계로 나누고 7가지 재현기간에 따라 설계강유량을 Huff의 4분위법으로 분포시켜 유출해석한 결과, 강우분포형별 첨두유량의 크기는 Huff 4 분포, Huff 2 분포, Huff 3 분포, Huff 1 분포형순으로 나타났다. 강우분포형별로 도시화단계 70%를 기준으로 80, 90%에 따른 총유출량의 평균증가율은 3.5, 5.5% 였고, 첨두유량의 평균증가율은 4. 2%, 8.8%로 나타났으며, 첨두도달시간의 감소율은 4.4, 10.1%로 나타났다. 또한 각 재현기간별로는 도시화단계 80, 90%에 의한 총유출량의 평균증가율은 3.0, 5.4%였고, 첨두유량의 평균증가율은 3.9%, 8.0%로 나타났다.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2002년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.281-284
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• 2002

Geographic Information System (GIS) has advantage of analyzing spatial distributed data and handling spatial data for hydrologic analysis. Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling System(HEC-HMS) with HEC-GeoHMS was used to analyze flood runoff at agricultural small watershed. HEC-GeoHMS, which is an ArcView GIS extension designed to process geospatial data for HEC-HMS, is a useful tool for storing, managing, analyzing, and displaying spatially distributed data. Hydroligical component including peak discharge, time to peak, direct runoff, baseflow for Balhan study watershed, which is located in Whasung city, Kyunggi province, having an area of $29.79km^2$, were calculated using the HEC-HMS model with HEC-GeoHMS.

• 물과 미래
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• 제25권4호
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• pp.97-107
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• 1992

본 연구의 목적은 강우에 따른 하천에서의 직접유출에 대한 해석을 위하여 Horton과 Strahler의 하천분석 및 차수의 법칙에 따라 지형도로부터 얻은 지형학적 자료와 토양, 수리, 및 기후학적 자료를 가지고 Interactive Program을 사용하여 미계측소유역의 유출량과 단위도를 산정하는 것이다. 이 모델은 각 지점의 유하시간을 Laplace 변환과 확률밀도함수의 집적된 겨로가로 이용되었다. 이 Program을 이요하여 금강수계내의 보청천 대표유역내의 최상류지점인 산성지점에 대하여 직접유출량과 Peak 시간에 있어서 홍수량을 산정하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.307-319
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• 2002

본 연구에서는 WGR 강우모형으로부터 모의된 공간적으로 분포된 강우자료를 수정Clark방법으로 유출 해석하여 면적평균강우의 추정에 따른 오차와 유출오차사이의 관계론 고찰해 보았다. 이러한 관계는 강우관측소의 밀도를 다양하게 변화시켜가며 아울러 호우의 방향을 여러 가지 경우로 가정하여 살펴보았으며, 그 결과를 정리하면 다음과 같다. (1) 면적평균강우의 추정오차 및 이에 따른 유출오차는 강우관측소의 밀도가 높아짐에 따라 지수함수적으로 줄어들고 있으며, 어떤 밀도 이상이 되면 그 감소 폭이 크게 둔화되는 것으로 나타났다. (2) 면적평균강우의 추정오차는 강우관측소의 밀도가 작을수록 유출에 보다 큰 영향력을 미치고 있음을 알 수 있었다. 그러나 면적평균 강우-유출의 관계에서는 그 오차의 비가 1.0이하로 유역면적평균강우 추정시의 오차가 유출에 감소되어 전달되는데 비해 첨두유출량에는 그대로 또는 경우에 따라 증폭되어 전달됨을 파악할 수 있었다. (3) 호우의 방향성에 따른 강우오차는 크게 영향 받지 않는 것으로 판단된다. 그러나, 유출오차는 호우의 방향이 유역의 배수방향에 일치하는 경우에 더 크게 나타나고 있으며, 특히 수문곡선의 형상적인 측면에서보다는 첨두유출량에 더 많은 영향력을 미치고 있는 것으로 보여진다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권5B호
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• pp.535-546
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• 2008

도시화는 유출량의 증가와 도달시간의 감소에 영향을 미치고 있으며, 이는 하류 지점의 빈번한 범람을 야기시키고 있다. 따라서 유역내에 침투시설과 저류시설 등 유출저감효과를 기대할 수 있는 여러 가지 시설을 이용하여 유출량을 저감시킬 수 있는 각종 규모의 지체저류시설을 활용하게 되었다. 본 연구에서는 세가지의 형태(세장형(SF=0.204), 집중형(SF=0.782), 중간형(SF=0.567))로 유역을 가정하여 일반적으로 유역 말단에 설치하던 유수지(저류지)를 유역내의 임의의 위치에 설치하여 단일저류지와 복수 저류지에 대해 각각 유출저감효과를 분석하고, 이들 저류지의 위치관련변수와 수문학적으로 분석하였다. 단일 저류지의 위치에 따른 유출저감효과를 분석하기 위해 유역의 형상에 따라 저류지의 위치는 전체 유역면적에 대한 저류지 상류부 면적의 비(이하 저류지 상류부 면적비, DUAR(Dimensionless Upstream Area Ratio)이라 한다)를 20%, 40%, 60%, 80%로 변동시키면서 모의분석을 수행하였으며, 복수 저류지의 위치에 따른 유출저감효과를 분석하기 위해 단일 저류지 분석시 적용한 유역형상 중 중간형 유역을 대상으로 하여 방류구조와 유역의 제반사항은 단일 저류지의 모의시와 동일하게 가정하였고, 저류지가 분담하는 유역의 면적비를 바탕으로 하여 DUAR 60%, 80%, 100%, 120%, 140%의 경우에 대해 분석하였다. 이 때 저류지 바닥면적(Ab)의 크기는 유역면적에 대해 각각 1%와 0.5%를 취하는 경우의 두 가지로 구분지어 모의분석을 실시하였다. 저류지의 위치에 따른 유출저감효과를 분석한 결과 세장형의 유역이 적은 저류량에 대해 유출저감효과가 우수하였으며, 저류지의 위치 관련변수의 관계도 및 관계식을 제시하였고, 이를 시험유역에 적용시켜 검증하였다. 저류지 위치 관련변수의 관계도 및 관계식을 이용하여 단일 저류지와 복수 저류지의 개략적인 위치선정 기준을 제안하였다.

• 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.