• 제목/요약/키워드: Simulated rainfall

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하천 유출량 산정을 위한 GIUH모델 (GIUH Model for River Runoff Estimation)

  • 이순탁;박종권
    • 물과 미래
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    • 제20권4호
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    • pp.267-278
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    • 1987
  • 본 연구는 유역의 지형인자를 대기행렬이론(Queueing theory)에 적용하여 하천유역의 강우-유출 고나계를 해석하고, 미 계측 유역이나 자료가 결핍된 유역에 적용할 수 있는 GIUH(Geomorphologic Instantaneous Unit Hydrograph) 모델의 매개변수를 결정하는 데 그 목적을 두었다. GIUH모델의 개념은 유역 시스템내의 강우의 지속기간동안 유역의 출구에서 가능한 많은 경로를 추적 할 수 있을 것이라는 강우-대기행렬이론의 원리에 기초를 두었으며, 적용기법은 분할법(Sub-area method)과 평균치법(Mean-value method)을 적용하였다. GIUH모델의 적용성을 증명하기 위해서, 낙동강 ndlcjsdb역(유역면적 472.53$\textrm{km}^2$)에 적용하였으며, 분할법과 평균치법은 유역의 분할을 위해서 채택하였다. 계산된 직접 유출수문곡선과 관측 직접 유출 수문곡선을 비교한 결과는 첨두 유출량, 도달시간, 효율계수가 매우 근접한 결과를 나타내고 있었다. 따라서, GIUH모델은 미 계측 유역이나 자료가 결핍된 유역의 유출량 산정에 광범위하게 적용할 수 있음을 알 수 있었다.

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USLE를 활용한 만경강 상류지역에서의 토양침식량 산정에 관한 연구 (A Study on the Estimation of Soil Erosion Quantity Using USLE in the Upper Region of ManKyoung River Basin)

  • 이재혁;심은증;이연길;김태웅
    • 한국습지학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.317-328
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 범용토양유실예측공식을 활용하여 모형의 적정성을 분석하고, 그 자료를 축적하는데 있다. 봉동 수위관측소의 유역면적은 $342.27km^2$이며, 유역에서의 유사유출량을 모의하고 이를 실측치와의 비교 분석하였다. 또한 토양침식량 산정에 있어 가장 큰 영향을 미치는 강우침식인자를 산정하기 위해 연도별 강우사상을 활용하였고, 연평균토양침식량 산정을 위해 공간적인 분포를 나타낼 수 있는 격자기반의 토양침식도를 생성하여 산정하였다. 토양침식도($30m{\times}30m$)는 강우침식인자(R), 지형인자(LS), 토양침식인자(K), 식생피복인자(C), 침식조절인자(P)를 ArcView Map Calculator에서 각각의 인자들을 곱하여 생성하였다. 그 결과 대부분의 유역에서 토양침식이 이루어지지 않음을 확인할 수 있었다.

해안도시지역 홍수범람모의에 관한 연구: 경상남도 거제시 고현천 적용사례 (A Study on Numerical Simulation of Flood Inundation in a Coastal Urban Areas: Application to Gohyun River in Geoje City, Kyungnam Province)

  • 정우창
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권11호
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    • pp.1093-1105
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    • 2012
  • 본 연구에서는 하천 범람에 따른 도시지역 내 홍수흐름의 특성을 수치적으로 모의하고 이에 대한 결과를 분석하였다. 적용된 수치모형은well-balanced HLLC 기법에 근간을 둔 2차원 유한체적모형이다. 대상영역은 경상남도 거제시에 위치한 고현천주변의 도시지역으로 2003년 9월에 발생한 태풍 "매미" 기간동안 집중호우로 인해 하천이 범람되어 피해가 발생되었다. 본 연구에서는 도시지역 내 범람에 대한 홍수흔적 자료를 이용하여 수치모형을 검증하였으며, 향후 발생 가능한 집중호우의 강도의 증가 또는 감소에 의한 유입량의 변화에 따른 도시지역 내에서의 홍수흐름의 특성에 대한 모의 및 분석을 수행하였다.

농업소유역의 홍수유출량 추정을 위한 단위도 모형 비교연구 (A Comparative Study of Unit Hydrograph Models for Flood Runoff Simulation at a Small Watershed)

  • 성충현;김상민;박승우
    • 한국농공학회논문집
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    • 제50권3호
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    • pp.17-27
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    • 2008
  • In this study, three different unit hydrograph methods (Snyder, SCS, Clark) in the HEC-HMS were compared to find better fit with the observed data in the small agricultural watershed. Baran watershed, having $3.85km^2$ in size, was selected as a study watershed. The watershed input data for HEC-HMS were retrieved using HEC-GeoHMS which was developed to assist making GIS input data for HEC-HMS. Rainfall and water flow data were monitored since 1996 for the study watershed. Fifty five storms from 1996 to 2003 were selected for model calibration and verification. Three unit hydrograph methods were compared with the observed data in terms of simulated peak runoff, peak time and total direct runoff for the selected storms. The results showed that the coefficient of determination ($R^2$) for the observed peak runoff was $0.8666{\sim}0.8736$ and root mean square error, RMSE, was $5.25{\sim}6.37\;m^3/s$ for calibration stages. In the model verification, $R^2$ for the observed peak runoff was $0.8588{\sim}0.8638$ and RMSE was $9.57{\sim}11.80\;m^3/s$, which were slightly less accurate than the calibrated data. The simulated flood hydrographs were well agreed with the observed data. SCS unit hydrograph method showed best fit, but there was no significant difference among the three unit hydrograph methods.

APPLICATION AND EVALUATION OF THE GLEAMS MODEL TO A CATTLE GRAZING PASTURE FIELD IN NORTH ALABAMA

  • Kang, M. S.;P. prem, P.-Prem;Yoo, K. H.;Im, Sang-Jun
    • Water Engineering Research
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    • 제5권2호
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    • pp.55-68
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    • 2004
  • The GLEAMS (Groundwater Loading Effects of Agricultural Management System, version 3.0) water quality model was used to predict hydrology and water quality and to evaluate the effects of soil types from a cattle-grazed pasture field of Bermuda-Rye grass rotation with poultry litter application as a fertilizer in North Alabama. The model was applied and evaluated by using four years (1999-2002) of field-measured data to compare the simulated results for the 2.71- ha Summerford watershed. $R^2$ values between observed and simulated runoff, sediment yields, TN, and TP were 0.91, 0.86, 0.95, and 0.69, respectively. EI (Efficiency Index) of these parameters were 0.86, 0.67, 0.70, and 0.48, respectively. The statistical parameters indicated that GLEAMS provided a reasonable estimation of the runoff, sediment yield, and nutrient losses at the studied watershed. The soil infiltration rates were compared with the rainfall events. Only high intensity rainfall events generated runoff from the watershed. The measured and predicted infiltration rates were higher during dry soil conditions than wet soil conditions. The ratio of runoff to precipitation was ranging from 2.2% to 8.8% with average of 4.3%. This shows that the project site had high infiltration and evapotranspiration which generated the low runoff. The ratio of runoff to precipitation according to soil types by the GLEAMS model appeared that Sa (Sequatchie fine sandy loam) soil type was higher and Wc (Waynesboro fine sandy loam, severely eroded rolling phase) soil type relatively lower than the weighted average of the soil types in the watershed. The model under-predicted runoff, sediment yields, TN, and TP in Wb (Waynesboro fine sandy loam, eroded undulating phase) and Wc soil types. General tendency of the predicted data was similar for all soil types. The model predicted the highest runoff in Sa soil type by 105% of the weighted average and the lowest runoff in Wc soil type by 87% of the weighted average

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성숙기전후의 강우처리가 소맥의 품질에 미치는 영향 (The Effect of Simulated Rainfall Treatment at Later Maturing Period on the Quality of Korean Wheat Varieties)

  • 이강세
    • 한국작물학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.46-56
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    • 1979
  • 우리나라 소맥의 품질특성과 내우변질성에 관한 평가를 목적으로 한국의 1일품종군(육성003, 영광 장광, 진광), 신품종군(원광, 신광, 조광, 올밀, 수원 20002, 수원 209호) 및 일본대표품종(농림6001, Shirogane-Komugi,, Mikuni-Komugi)을 공시하여 1977년 구주농업시험장 소맥육종연구실에서 주로 Brabender특성치들을 조사하였던 바 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 제분율 : 구품종군이 신품종군 및 일본품종 보다 높았으며 강우처리에 의하여 증加 또는 감소된 품종이 있었으나 그 정도는 크지 않았다. 2 분의 색 : 구품종군이 백도(R455)가 좋고 황색미(D554-D44)가 적었으나 명도(R554)는 대차 없었다. 원광은 백발, 황색미 모두 현저히 낮았으나 Mikuni-Komugi는 백도가 특히 좋았다. 처리에 의하여 백도, 명도는 열화되었고 황색미도 증가되었으나 그 정도 5% 내외로 품종군간 일정한 경향은 없었다. 3. Amylogram : 일반적으로 구품종군은 신품종군에 비하여 최고점도(MV)가 낮아 적용에 적합한 것으로 보였다. 강우처리에 의한 열화정도는 순품종군에서 적었으며 최고점도시의 온도(MVT) 도 비숫한 경향이었다. 한국의 신품종군은 농림 6001 Shirogane-Komugi에 일일품종군은 Mikuni-Komugi에 각각 유사하였다. 4. Farinogram : 여상 또는 종래의 보고예와는 달리 처리에 의하여 흡수율(DT)은 전품종 공히 대폭 증가되었고, 안정도(Stab), VV는 감소된 품종뿐 아니라 증가된 품종도 있었다. 약화도(Wk)는 다소 증가되었다. 5. Extensogram : 면적(A), 신장저항(R) 및 형상계수(R/E)는 대개 구품종군이 크고 길었다. 처리에 일본품종이 신품종군보다 적었다. 특히 R/E는 경시초기에는 신, 구품종간 반응차가 적었으나 135분 시점에서 구품종군에서 큰 값을 보였으며 신품종군에서는 수원 20002를 제외하면 모두 1이하의 극히 낮은 값을 보였다.

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SWAT을 이용한 충주댐 유역의 유출곡선지수 산정 방안 (Estimation of Runoff Curve Number for Chungju Dam Watershed Using SWAT)

  • 김남원;이진원;이정우;이정은
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제41권12호
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    • pp.1231-1244
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    • 2008
  • 본 연구에서는 기후조건, 토지이용 및 토양조건 등의 유역의 비균질성을 고려할 수 있는 SWAT 모형을 이용하여 홍수량 계산에 활용될 수 있는 유출곡선지수를 산정하는 방법을 제시하였다. 이 방법은 Hawkins 등(1993)이 제시한 점근 유출곡선지수 산정법을 기반으로 하되, 실측 홍수량 시간자료를 직접 이용하지 않고 SWAT에 의한 모의 지표 유출량 일자료를 이용하는 점이 특징이다. SWAT 모형이 지표유출성분량을 산정할 수 있고 소유역 분할에 따른 공간모의 및 유역의 비균질 특성을 반영할 수 있는 장점을 이용한 것이며, 또한 일자료를 이용함으로써 단기사상 자료의 오류에 따른 영향을 최소화할 수 있다. 이 방법에 의해 산정된 유출곡선지수는 모형에 의한 유출량 모의치와 관측치의 적합 과정을 거친 것으로 대상 유역의 유출 특징이 반영된 것이다. 본 제안 방법을 충주댐 상류유역에 대해 적용하여 전체유역 및 임의 소유역의 유출곡선지수를 산정하였고, 이를 강우량에 따라 지수함수형으로 감소하는 회귀식을 제시하였다.

섬강시험유역에서 SWAT-CUP을 이용한 SWAT모형 매개변수 추정 (Parameter Estimation of SWAT Model Using SWAT-CUP in Seom-river Experimental Watershed)

  • 최흥식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권2호
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    • pp.529-536
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    • 2013
  • 본 연구는 준분포형 강우-유출 모델인 SWAT 모형을 섬강시험유역에 적용하였다. 대상기간 강우-유출모의에 앞선 선행모의 기간에 따른 유출량의 변화는 나타났지만 선행모의 기간에 따른 총 유출량의 변화는 크지 않았다. 선행모의의 필요성은 없는 것으로 판단된다. 토양이용도 사용층의 개수에 따른 총 유출량의 변화가 다소 있었지만, 층수의 사용개수에 따른 총 유출량의 변화는 크지 않았다. 유출량을 지배하는 7가지 매개변수(CANMX, $CN_2$, ESCO, GW_REVAP, SOL_ALB, SOL_AWC, SOL_K)의 확인과 민감도 분석을 실시하였다. SWAT-CUP 모형의 SUFI-2 알고리즘을 이용하여 SWAT 모형의 최적매개변수를 도출하였다. 모의값과 실측값과의 비교분석결과 NS, $R^2$은 각각 0.92, 0.98로 잘 일치하는 것으로 나타났다. 모형의 불확실도를 나타내는 지표 P-factor와 R-factor는 각각 0.85, 0.06으로 모형의 신뢰성이 높게 나타났다. SWAT-CUP의 SUFI-2에 의해 산정한 매개변수의 적용결과에서 RMSE의 개선이 있어 모형의 적용성이 높은 것으로 판단된다.

실내 인공강우를 이용한 강원도 고랭지 토양의 토성 및 경사도별 농약 이동특성 (Mobility of pesticides in different slopes and soil collected from Ganwon alpine sloped-land under simulated rainfall conditions)

  • 김성수;김태한;이상민;박동식;;허장현
    • 농약과학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.316-329
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    • 2005
  • 강원도 고랭지 경사지 경작지에서 채취한 토양의 토성(미사질식양토, 태백; 사양토, 횡성) 및 경사도(15%, 30%, 45%)별로 carbendazim, carbofuran, chlorpyrifos, cypermethrin, dimethomorph, diniconazole, endosulfan 등 7종의 농약을 처리한 실내 시험구에 인공강우하여 유출수 및 용탈수 그리고 강우 종료 후 토양 시료를 채취하였고, 이들 각각의 시료 중 농약 잔류량을 근거로 농약 이동특성을 파악하고자 본 연구를 수행하였다. 유출수 중 시간에 따른 농약 잔류량을 비교한 결과, 토성이 다른 두 토양과 모든 경사도에서 유사한 경향으로 수용해도가 가장 낮은 cypermethrin을 제외한 6종의 농약이 시료채취 초기 60분 이내에 최고 96% 이상 검출되었다. 용탈수 중 농약의 잔류량은 유출수와 유사한 경향을 보였으나 다소 낮은 농도로 검출되었으며, 특히 수용해도가 낮은 chlorpyiifos, cypermethrin, diniconazole 및 endosulfan은 시료채취 60분 이후에 검출되어 물 시료 중 농약 잔류량은 농약의 수용해도와 관련이 있음을 확인하였다. 토양 시료 중 농약 잔류량은 두 토양과 모든 경사도에서 $0{\sim}5$ > $5{\sim}10$ > $10{\sim}15$ cm의 순으로 표토에서 많이 검출되었으며, clay 함량이 높은 미사질식양토에서 더 높은 농약 잔류를 보였다. 경사도 및 시험구 상, 하단의 비교에서는 두 토양 모두에서 특별한 경향을 보이지 않았다. 물과 토양 시료 중 농약 이동성 비교 결과, 미사질식양토에서는 토양, 사양토에서는 물 시료로 더 많이 이동하는 것으로 나타나 두 시료간의 비교에서는 수용해도 보다 토성에 우선하는 것으로 나타났다.

인공강우에 의한 alachlor, ethalfluralin, ethoprophos 및 pendimethalin의 토양표면 유출 (Runoff and Erosion of Alachlor, Ethalfluralin, Ethoprophos and Pendimethalin by Rainfall Simulation)

  • 김찬섭;임양빈;이영득;오병렬
    • 한국환경농학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.306-315
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    • 2006
  • 강우에 의한 경사지 토양으로부터의 농약 유출양상을 파악하고 그에 대한 농약의 특성, 환경적 요인 및 영농방법 등의 영향 정도를 평가하기 위하여 토양흡착실험과 인공강우유출실험을 수행하였다. 흡착실험을 수행하여 농약의 이동 가능성과 이동형태를 파악하고 인공강우시설을 이용한 유출실험으로 강우양상 및 경사도의 영향 정도를 파악하여 농약의 표면유출에 의한 유실 수준을 평가하고자 하였다. 각 농약의 Freundlich 흡착계수 K는 ethoprophos $1.2{\sim}2.2$, alachlor $1.5{\sim}2.6$, ethalfluralin $56{\sim}94$ 및 pendimethalin $104{\sim}189$ 순이었다. 일반적인 흡착실험 방법인 용액에 존재하는 농약을 토양에 흡착시키는 방법보다 농약을 토양에 혼화처리한 후 탈착시키는 방법에서 흡착계수 값이 높았고, Freundlich 등온흡착식의 직선성을 나타내는 1/n 값은 탈착방법의 경우 $0.96{\sim}1.02$이었고 흡착방법의 경우는 $0.87{\sim}1.02$로 나타나 탈착방법에 의한 흡착계수 측정방법이 물질의 처리농도에 의하여 영향을 적게 받는 것으로 확인되었다. 영국 SSLRC의 이동성 분류기준으로 판단하면 alachlor와 ethoprophos는 moderately mobile$(75{\leq}Koc<500)$ 등급에 해당하였으며, ethalfluralin 및 pendimethalin은 Koc 4000을 초과하여 non-mobile 등급에 속하였다. 인공강우 처리구의 유출수 및 유실토양에 의한 농약 유실율은 각각 alachlor $1.0{\sim}6.4%$$0.3{\sim}1.2%,\;ethalfluralin\;1.0{\sim}2.5%$$1.7{\sim}10.1%,\;pendimethalin\;1.3{\sim}2.9%$$3.8{\sim}10.8%,\;ethoprophos\;0.6{\sim}2.7%$$0.1{\sim}0.3%$이었다. 인공강우실험 후 공약의 토심별 분포를 살펴 본 결과 alachlor와 ethopropho는 토심 $10{\sim}15cm$까지 이동하였고, ethalfluralin과 pendimethalin는 대부분 토심 5 cm 이내에 잔류하였다. 경사도 30%의 경우가 10%에 비하여 각 농약의 유실량이 $0.2{\sim}1.9$ 배 증가하였는데 유출수에 의한 농약의 유실량 차이는 유출수 중 농도 차이로 판단되며, 유실토양에 의한 농약 유실량 차이는 토양 유실량과 관계되는 것으로 생각되었다. 농약의 강우에 의한 유실은 복잡하게 작용하는 많은 환경적 요인에 의하여 영향을 받지만 정교하게 구성된 환경 시나리오에 의하여 예측 가능할 것으로 판단되었다.