• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권5호
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• pp.505-516
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• 2012

본 연구에서는 국내외에서 범용되고 있는 단일강우사상 모형인 미육군공병단의 HEC-1 모형을 이용하여 대청댐 유역의 실측 강우-유출 사상을 중심으로 강우-유출 모의를 수행하였으며, 매개변수 검정에는 실제 대청댐의 시간당 유입량을 기준으로 검정을 실시하였다. HEC-1 모형에는 매개변수를 자동으로 최적화시키는 프로그램이 내장되어 있으나 본 연구의 대상유역과 같이 다수의 소유역이 있는 경우, 매개변수 추정시 매개변수 중 일부는 수렴되지 못하고 발산하는 문제가 있었으며, 첨두유량의 추정능력 역시 저하되는 문제를 보였다. 따라서 이러한 HEC-1 모형의 매개변수의 불확실성을 고려하기 위한 방안으로 Bayesian 모형을 HEC-1모형에 연동시켜 활용하였으며, 기존 HEC-1 강우-유출 모형에 적용할 수 있는 매개변수 최적화 및 불확실성 정량화를 위해 HEC-1 강우-유출 모형 매개변수는 SCS 1개, Clark 단위도 2개를 Bayesian MCMC 기법을 적용하여 매개변수간 조건부확률로 모의발생을 한 후, Bayesian 모형으로부터 각 매개변수의 사후분포(posterior distribution)를 추정하여 사후분포의 추정이 매개변수의 불확실성 정량화를 수행하였다. 본 연구를 통해 제안된 BHEC-1 모형을 대상으로 대청댐 유역에 실측 강우-유출사상에 대해서 모형의 적합성을 평가한 결과, 7개 유역의 21개의 매개변수가 해의 발산 없이 안정된 매개변수 추정이 가능하였다. 한편, Bayesian 모형을 근간으로 하기 때문에 최종결과로서 매개변수들의 사후분포(posterior)의 추정이 가능하여 향후 홍수빈도곡선 유도, 댐 위험도분석과 기후변화 문제와 같은 다양한 수문학적 문제의 연구에 적용 가능할 것으로 전망된다.

• 자원환경지질
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• 제42권4호
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• pp.343-356
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• 2009

제주도의 토지이용 변화에 대한 직접유출량의 변화를 알아보기 위하여 SCS 방법에 의한 직접유출량을 산정하였다. 토지이용자료는 국토해양부에서 운영하는 국가수자원관리종합정보시스템(WAMIS)에서 제공하는 1975년부터 2000년까지 5년 주기의 위성 영상으로부터 추출 분류된 자료들을 이용하였으며, 토양도, 투수성 지질구조 분포를 토대로 수문학적 토양군을 분류하였다. 제주도의 1975년부터 2000년까지 토지이용은 도시화 및 지역 개발 등에 의한 산림지역의 감소와 시가화 지역과 농지 증가가 뚜렷하게 나타나고 있다. 그에 따라 제주도의 평균 유출곡선지수는 1975년에 65.3이었던 것이 2000년에는 69.6으로 지속적으로 증가되었다. 유출곡선지수의 증가로 인하여, 년간 직접유출량은 1995년도의 강우량을 적용했을 때 299.0 mm에서 351.6 mm로, 직접유출률은 15.1%에서 17.7%로 증가된 것으로 산정되며, 2000년도의 강우량을 적용했을 때에는 직접유출량이 년간 136.9 mm에서 161.5 mm로, 직접유출률은 9.7%에서 11.5%로 증가된 것으로 평가되었다. 이러한 직접유출량의 변화는 지하수 함양량과 지하수 개발 가능량의 변화로 이어지기 때문에, 합리적인 물관리에 있어서 토지이용변화, 지역개발에 의한 물수지 변화 등을 면밀하게 검토할 필요가 있다.

• 대한공간정보학회지
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• 제11권3호
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• pp.47-53
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• 2003

격자크기에 따른 경사도 분석과 소유역에 대하여 축척별 격자크기(cell size)가 수문인자 결정에 어떠한 영향을 미치는지 연구하고자, 본 연구에서는 수영강 유역의 토지이용도 및 토양도를 분류 선정한 후 GIS를 이용하여 CN을 계산하고, 이 값을 이용하여 수영강 유역의 유출모형을 분석하는데 요구되는 수문학적 지형인자의 결정에 기초자료로 활용하고자 한다. 각 격자크기에 따라 CN을 산정한 결과, 본 연구에서는 격자크기가 $100m{\times}100m$인 경우 가장 최적인 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권6호
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• pp.597-606
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• 2012

DEM(Digital Elevation Model) 크기의 변화에 따라 특정 지역에 많은 규격의 수문 데이터가 존재할 수 있기 때문에, 어느 지역, 어느 기상 데이터에도 작동할 수 있는 수문 모형의 개발이 절실히 필요하게 되었다. 이와 같은 필요성을 설명하기 위해서 객체지향(object-oriented)적인 프로그래밍 기술을 적용한 GHISMO(Geographic and Hydrologic Information System Modeling Objects)라는 수문모형(hydrologic model)을 개발하였다. GHISMO의 가장 핵심적인 수문학적 접근방법은 저류-배출(storage-release)과 지표면 유효 강수량을 구하기 위하여 SCS curve number 방법을 사용한 것이다. 이 연구에서 수문모형의 모의실험 결과를 제공할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.1558-1562
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• 2007

우리나라 지형은 전체의 70%가 산지로 이루어져 있다. 특히 강원도 지역과 같이 산지가 대부분인 지역에서는 경사도에 따라 강우에 의한 유출특성이 크게 달라질 수 있으므로 지형의 경사가 고려된 유출량 산정방식이 필요하다. 현재 유출량 산정 방식에 많이 이용되고 있는 SCS의 CN값은 미국의 중서부 지역과 같이 경사도 5%미만인 지역에서의 유출량 산정에 적합한 유출곡선지수이다. 경사도 5%에서 유출량 산정에 적합한 CN값을 우리나라의 강원도 지형과 같이 복잡하고 경사도가 심한 지역에 적용하기에는 부적합하다. 따라서 본 연구에서는 연구대상지역인 도암댐 유역의 평균 25.8% 경사도를 고려한 직접유출량을 산정하여 기존 평균 경사도 5%일 때의 직접유출량과 비교분석하였다. 본 연구의 비교분석에 있어서 직접유출의 모의가 가능한 Long-Term Hydrologic Impact Assessment (L-THIA) ArcView GIS 모델을 사용하였고 모델의 적용성 평가를 위해 수문분석에 사용되고 있는 WHAT 모듈을 이용하여 분리된 직접유출과 비교하였다. 그 결과 유출량 산정을 위해 CN값 산정시 강원도 지형과 같이 지형이 복잡하고 경사가 심한 지형에 있어서는 유역의 경사도를 고려하여 유출을 모의해야 한다는 것을 알 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.576-580
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• 2010

NRCS의 유출곡선지수 산정법(CN; Runoff Curve Number method)은 유역내의 토지 이용 및 토지 피복, 토양특성, 수문학적 조건 등을 이용하여 총 강우량으로부터 유효 유출량을 계산하는 방법으로서 이론의 간편성과 적용성으로 인하여 여러 분야에 적용되고 있다. 그러나, 유출곡선지수의 특성상 지역적인 특성에 따라 차이가 발생할 수 밖에 없음에도 국내에서는 대부분 미국 NEH(National Engineering Handbook)에서 제시한 기준을 이용하고 있는 실정이다. 이에 대하여 본 연구에서는 국내 유역의 강우-유출 특성을 반영한 유출곡선지수를 산정하고 강우에 따른 직접 유출량을 모의하기 위한 방법을 연구하였다. 이를 위하여 보청천 유역의 관측 강우-유출 자료에 Hawkins et al(1993)등이 제시한 점근 유출곡선지수방법을 적용하고 이를 국가수자원관리종합정보시스템(WAMIS)에서 제시한 값과 비교하였다. 또한 유역의 대표 유출곡선지수에 대한 회귀식을 유도하고 이를 이용하여 보청천 유역의 하계 유출을 모의하고 그 결과를 비교 분석 하였다. 연구결과 대표 유출곡선지수식을 이용한 유역의 직접유출 모의결과가 단일 유출곡선지수시의 모의결과보다 더 우수한 결과를 나타내었다.

• 지질공학
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• 제10권3호
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• pp.263-272
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• 2000

본 연구의 목적은 GlS와 수문모형(HIS)을 이용하여 오원천 유역에서 강우와 유출량의 관계를 산정하기 위함이다. 본 연구에서 유역인자와 지형인자는 GIS를 이용하여 DEM으로부터 추출하였으며, 그 외의 자료들은 1:50,000 지형도를 이용하여 추출하였다. 수문모형에서 이용되는 변수인 유역면적(A), 유로연장, SCS CN 값 등은 대상유역에서 GIS을 이용하여 추출하였으며, 추출된 변수들을 수문모형에 적용하여 강우-유출량의 관계를 모의하는데 이용하였다. 그리고 계산된 유출량과 관측 유량을 이용하여 매개변수를 최적화하였다. 그리고 모의된 매개변수를 토대로 수문모형에 적용하여 강우-유출량 관계를 확정하였다. 그 결과 수문모형은 강우-유출량의 관계를 성공적으로 모의하였다.

• 한국농공학회논문집
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• 제55권1호
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• pp.17-29
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• 2013

Long-Term Hydrologic Impact Assessment (L-THIA) model which is a distributed watershed model was applied to analyze the spatial distribution of surface runoff and nonpoint source pollutant loading from Imha watershed during 2001~2010. L-THIA CN Calibration Tool linked with SCE-UA was developed to calibrate surface runoff automatically. Calibration (2001~2005) and validation (2006~2010) of monthly surface runoff were represented as 'very good' model performance showing 0.91 for calibration and 0.89 for validation as Nash-Sutcliffe (NS) values. Average annual surface runoff from Imha watershed was 218.4 mm and Banbyun subwatershed was much more than other watersheds due to poor hydrologic condition. Average annual nonpoint source pollutant loading from Imha wateshed were 2,295 ton/year for $BOD_5$, 14,752 ton/year for SS, 358 ton/year for T-N, and 79 ton/year for T-P. Amount of pollutant loading and pollutant loading rates from Banbyun watershed were much higher than other watersheds. As results of analysis of loading rate from grid size ($30m{\times}30m$), most of high 10 % of loading rate were generated from upland. Therefore, major hot spot area to manage nonpoint source pollution in Imha watershed is the combination of upland and Banbyun subwatershed. L-THIA model is easy to use and prepare input file and useful tool to manage nonpoint source pollution at screening level.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권11호
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• pp.955-962
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• 2005

선행함수조건(AMC)에 따라 유출용적이 매우 다르게 나타날 수 있음에도 불구하고 우리나라에서의 강우-유출 해석에는 그 적용성에 대한 평가 없이 미국에서 개발된 AMC조건(SCS, 1972)이 일반적으로 그대로 이용되고 있다. 본 연구에서는 SCS의 CN 결정과정을 그대로 따라 평창강 유역의 장평 소유역에 대해 CN 값을 추정하고 이를 이용하여 AMC 조건을 평가하였다. 그 결과 CN(I), CN(II), CN(III)가 각각 72.1, 79.3, 76.7로 추정되었다. CN(II)의 경우는 기존 보고서와 유사한 값을 보여주고 있으나 나머지 값의 경우는 이론적인 값과 매우 동떨어진 결과를 나타내고 있다. 그러나 CN의 평가만으로 AMC 조건의 적절성을 판단하는 것은 어려우며, 오히려 AMC 조건의 발생 빈도를 검토하여 AMC 조건의 적절성은 판단하는 것이 바람직하다. 본 연구에서도 AMC 조건별로 호우사상의 발생빈도를 히스토그램으로 작성/비교하였으며, AMC-III 조건은 상향될 필요가, 반대로 AMC-I 조건은 하향될 필요가 있음을 확인하였다.