• 한국수자원학회논문집
• /
• 제48권11호
• /
• pp.925-936
• /
• 2015

본 연구의 목적은 이중편파 레이더 강우자료와 격자기반 분포형 강우-유출 모형인 KIMSTORM(KIneMatic wave STOrm Runoff Model)을 이용하여 유출해석을 수행하고, 침수실적자료와의 비교를 통해 레이더 강우자료의 효용성을 검토하는데 있다. 남강댐유역($2,293km^2$)을 대상으로, 2012년 4개의 강우 이벤트(집중호우, 카눈, 볼라벤, 산바)에 대하여 비슬산 레이더 강우자료를 사용하였다. 분포형 모형은 28개 지점 강우와 레이더 강우를 이용하여 보정되었으며, $R^2$(coefficient of determination), ME(model efficiency), VCI(volume conservation index)를 이용하여 적용성을 평가하였다. 모형의 보정결과, $R^2$, ME, VCI의 평균이 지점강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 1.09, 레이더 강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 0.96의 결과를 보였다. 태풍 산바에 의한 하천범람 침수실적자료의 두 침수지역(신연지구와 문대/신기지구)과 레이더와 지상강우에 의한 유출분석 결과를 비교하였다. 신연지구와 문대/신기지구 두 침수지역에서 레이더강우가 지상강우보다 더 많은 지역강우를 발생시켜 지표유출량을 더 크게 모의하는 것을 확인할 수 있었다. 특히 수위관측소가 존재하는 문대/신기지구의 경우, 지점강우보다 레이더 강우가 침수지역내 수위관측소의 실제 첨두유량에 가깝게 모의하였으며, 하천수위도 0.72m 높게 모의하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권6호
• /
• pp.775-784
• /
• 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
• /
• 제47권9호
• /
• pp.767-776
• /
• 2014

최근 기후변화에 의한 기상이변이 발생하고 국지적 집중호우로 인한 홍수피해가 심각하게 증가하고 있다. 이러한 피해를 경감하기 위한 방법으로 정확한 홍수유출량 예측을 통한 홍수예경보 구축이 필요시 된다. 정확한 홍수유출량 예측을 위해 수문기상학적 요소와 특성인자들의 정확한 상호 연관성 규명과 공간적 변동성 해석은 강우-유출 모형에서 발생하는 불확실성을 감소시키는데 중요한 요소로 작용하게 된다. 본 연구에서는 정확한 홍수유출량을 산정하기 위한 강우-유출모형을 이용한 입력자료의 해상도에 따른 불확실성을 감소시키기 위해 강우격자 해상도와 지형인자 격자 해상도에 따라 강우-유출모형이 어떻게 반응하는지 분석하였다. 분포형 강우-유출 모형인 GRM 모형을 이용하여 내성천 및 감천 유역을 대상으로 이벤트를 산정하여 홍수유출 모의 및 검증을 실시하였다. GRM 모형 구성을 위한 입력자료(강우, DEM, 토지이용도, 토양도)의 해상도 격자크기는 500m 격자크기를 기본으로 각각 1 km, 2 km, 5 km, 10 km, 12 km 격자크기의 지형자료를 사용하여 유출모의를 실시하고 유출량 변화를 모의하였다. 입력자료별 모의결과로 DEM의 분석결과는 모든 시험유역에서 공통적으로 DEM의 격자크기가 증가할수록 첨두유량과 총유출량이 일정하게 감소하는 경향을 나타내고 있다. 나머지 입력자료로 토지이용 및 토양도에 격자크기에 따른 모의결과는 DEM과는 상반되게 일정한 경향성을 나타나지 않는 것으로 분석되었다. 특히 일정한 경향성이 나타나는 DEM의 분석결과는 DEM의 격자크기가 증가할수록 수평거리가 증가하여 경사도는 감소하는 특징으로 인해 나타나는 결과인 것으로 판단된다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.848-854
• /
• 2011

The objective of this research was to experimentally test the effect of rice straw mats on the reduction of runoff, sediment and discharge under a laboratory scale with different rainfall intensity and slopes. We used the small runoff plots of $1m{\times}1m{\times}0.65m$ ($L{\times}W{\times}H$) in size were filled with loamy sand. Experimental treatments were bare (control), rice straw mats + PAM(SP), rice straw mats + PAM + sawdust(SPS) and rice straw mats + PAM + rice husks(SPR); slope of 10% or 20%; and rainfall intensity of 30 or 60 mm/hr. Runoff volume and coefficient from covered plots were significantly lower than those from control plots. Under the 30 mm/hr and 10% simulations, average runoff coefficient of covered plots decreased more than 92%. Under 60 mm/hr and 20% simulations, the ratios were between 39.8~58.1%. Under the condition of 30 mm/hr rainfall and 10% slope, sediment discharge from covered plots was practically zero. And at 20% plots, sediment reduction ratio was more than 95%. Under the condition of 60 mm/hr rainfall, sediment reduction ratio of 10 and 20% plots ranged between 86.3~95.3% and between 79.8~86.5%, respectively. The differences in initial runoff time, runoff and sediment discharge among different cover materials were not significant. Rainfall intensity showed higher impact on initial runoff time, runoff, and sediment discharge than slope. It was also shown that even if runoff reduction by surface cover were low, sediment discharge reduction could be very significant and contribute to improve the water quality of streams in sloping agricultural regions. It was concluded that the use of straw mat and PAM on sloping agricultural fields could reduce soil erosion and muddy runoff significantly and help improve the water quality and aquatic ecosystem in receiving waters.

• 한국물환경학회지
• /
• 제27권4호
• /
• pp.425-432
• /
• 2011

To control non-point source pollution at a watershed scale, rainfall-runoff characteristics from forest watersheds should be investigated since the forest is the dominant land use in Korea. Long-term monitoring would be an ideal method. However, computer models have been utilized due to limitations in cost and labor in performing long-term monitoring at the watersheds. In this study, the Geo-spatial interface to the Water Erosion Prediction Project (GeoWEPP) model was evaluated for its runoff prediction from a coniferous forest dominant watersheds. The $R^2$ and the NSE for calibrated result comparisons were 0.77 and 0.63, validated result comparisons were 0.92, 0.89, respectively. These comparisons indicated that the GeoWEPP model can be used in evaluating rainfall-runoff characteristics. To estimate runoff changes from a coniferous forest watershed with various cover degree scenarios, ten cover degree scenarios (10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100%) were run using the calibrated GeoWEPP model. It was found that runoff increases with decrease in cover degree. Runoff volume was the highest ($206,218.66m^3$) at 10% cover degree, whereas the lowest ($134,074.58m^3$) at 100% cover degree due to changes in evapotranspiration under various cover degrees at the forest. As shown in this study, GeoWEPP model could be efficiently used to investigate runoff characteristics from the coniferous forest watershed and effects of various cover degree scenarios on runoff generation.

• 한국환경과학회지
• /
• 제23권3호
• /
• pp.511-520
• /
• 2014

The MFFn(Mass first flush), EMCs(Event mean concentrations) and runoff loads were analyzed for various rainy events(monitoring data from 2011 to 2012) in transportation area(rail road in station). The pollutant EMCs by volume of stormwater runoff showed the BOD5 9.6 mg/L, COD 29.9 mg/L, SS 16.7 mg/L, T-N 3.271 mg/L, T-P 0.269 mg/L in the transportation areas(Railroad in station). The average pollutant loading by unit area of stormwater runoff showed the BOD5 $27.26kg/km^2$, COD $92.55kg/km^2$, SS $50.35kg/km^2$, T-N $10.13kg/km^2$ and T-P $10.13kg/km^2$ in the transportation areas. Estimated NCL-curve(Normalized cumulated-curve) was evaluated by comparison with observed MFFn. MFFn was estimated by varying n-value from 10% to 90% on the rainy events. The n-value increases, MFFn is closed to '1'. As time passed, the rainfall runoff was getting similar to ratio of pollutants accumulation. The result of a measure of the strength of the linear relationship between observed data and expected data under model was good.

• 한국지리정보학회지
• /
• 제8권2호
• /
• pp.125-135
• /
• 2005

비점오염 발생은 강우에 의한 지표면 유출과 밀접한 관련이 있는 관계로 모형을 이용한 비점오염 해석은 먼저 유역의 강우-유출의 명확한 관계해석을 필수조건으로 한다. 본 연구는 비점오염 모의에 많이 사용되고 있는 AnnAGNPS 모형의 다양한 유역특성별 강우-유출해석능력을 평가해 보았다. 결과를 통해 AnnAGNPS 모형은 대유역 모의에 적합하며 소유역 및 강우에 대한 유역의 반응시간이 짧은 불투수층이 많은 유역에 적용하는 것은 적합하지 않은 것으로 드러났다. 특히, AnnAGNPS 모형은 모의에 사용하는 시간간격 이 일단위(daily basis)이므로 하루보다 짧은 지속시간의 복합첨두치(mutiple peak flow)를 가지는 강우사상을 표현하는 기능이 없으며 따라서 첨두유량 예측에 상당한 오차 발생의 원인으로 드러났다. 또한 유출해석에 사용되는 CN방법은 지역적인 특성에 맞게 구축된 CN정보가 없는 관계로 초기치 선택에 신중함이 요구되며, 강우의 분포형과 더불어 반드시 주요 검정대상으로 다루어져야 할 매개변수였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제37권2호
• /
• pp.163-172
• /
• 2004

본 연구에서는 우수유출수의 도시하천 유지유량 활용을 위한 지하저류시스템을 개발하고 실험을 통하여 적용성을 검토하였다. 이를 위해 5m${\times}$5m 크기의 유출면적에 인공강우장치와 지하저류시설을 설치하고, 인공강우 실험과 실제 강우 실험을 통하여 유출수의 수질개선 효과와 저류 효과를 분석하였다. 강우강도를 20mm/hr, 30mm/hr, 40mm/hr, 50mm/hr로 조절하여 인공강우 실험을 실시한 결과, 지하저류시스템에 의한 유출수의 SS농도 저감은 평균 68%로 나타났으며, 저류율은 42.8%∼79.9%로 나타났다. 총 3회에 걸친 실제강우 실험에서는 BOD, CO $D_{Mn}$ , SS, T-N, T-P의 평균 여과율은 각각 30%, 42%, 68%, 39%, 26%로 나타났다. 본 실험을 통하여 지하저류시스템에 의한 우수유출수의 수질개선과 유출량 저감 효과가 상당히 큰 것으로 나타났으며, 지하저류시설에 저류된 우수유출수는 하천유지용수 등으로 사용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제39권7호
• /
• pp.575-581
• /
• 2006

본 연구에서는 강우로 인한 유출 유량의 수질 조절 시스템의 경제적인 설계절차를 제시하였다. 유출수의 수질 조절 시스템 계획을 위해서는 전 기간치의 국지 연속강우기록에 대한 강우-유출 과정의 모의를 하여야 한다. 본 연구에서 강우의 확률분포는 지수감소함수를 따른다고 가정하여 적용함으로서 비 초과확률 분포를 설명할 수 있는 정규곡선을 유도하였다. 또한 유출수의 수질 조절시스템의 저류용량 및 유량 결정을 위하여 월류 위험도를 기반으로 최적곡선을 유도하였다. 최적 저류용량 및 유량의 적용성을 강우 유출 모형인 ILLUDAS에 의한 분석결과와 비교하였으며 본 연구에서와 같이 최적 CSOs(Combined Sewer Overflows)을 지역별로 유도하게 되면 강우로 인한 유출 유량의 수질 조절시스템을 적은 노력과 시간으로 위험도를 기반으로 계획에 이용 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제41권6호
• /
• pp.605-617
• /
• 2008

본 연구에서는 우리나라 홍수유출의 특성을 종합적으로 표현할 수 있는 홍수지수를 개발하였다. 홍수유출특성을 종합적으로 지수에 반영하기 위하여 유출곡선으로 표현되는 홍수유출의 특성을 홍수수문곡선의 상승률, 첨두유량, 홍수 응답시간, 첨두발생 전 홍수용적 등 4가지의 특성인자로 표현하였다. 이러한 유출특성인자를 객관적인 상대심도로 표현하기 위하여 본 연구에서는 특성인자의 분포함수를 표준정규분포함수로 변환하여 특성지수를 산정하였다. 본 연구에서 산정한 종합홍수지수(Comprehensive Flood Index, CFI)는 기존의 돌발홍수지수(Flash Flood Index, FFI)의 문제점을 보완한 것으로 홍수의 심도를 유역별로 상대평가할 수 있는 특징이 있다. 본 연구에서는 한강과 설마천 유역에 대하여 CFI를 산정하고, 상관분석과 회귀분석을 통해 FFI와 비교 평가하였다. CFI는 산정과정에서 특정 홍수유출 특성에 지배받지 않아 종합적으로 홍수유출특성을 표현할 수 있고, FFI에 비해 강우-유출관계를 효과적으로 설명할 수 있었다.