• 제목/요약/키워드: Soil moisture model

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최적화기법에 의한 관개저수지의 실시간 홍수예측모형 (Real-time Flood Forecasting Model for Irrigation Reservoir Using Simplex Method)

  • 문종필;김태철
    • 한국농공학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.85-93
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    • 2001
  • The basic concept of the model is to minimize the error range between forecasted flood inflow and actual flood inflow, and forecast accurately the flood discharge some hours in advance depending on the concentration time(Tc) and soil moisture retention storage(Sa). Simplex method that is a multi-level optimization technique was used to search for the determination of the best parameters of RETFLO (REal-Time FLOod forecasting) model. The flood forecasting model developed was applied to several strom event of Yedang reservoir during past 10 years. Model perfomance was very good with relative errors of 10% for comparison of total runoff volume and with one hour delayed peak time.

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최적화기법을 이용한 관개저수지의 실시간 홍수예측모형(수공) (Real-time Flood Forecasting Model for Irrigation Reservoir Using Simplex Method)

  • 문종필;김태철
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 2000년도 학술발표회 발표논문집
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    • pp.390-396
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    • 2000
  • The basic concept of the model is minimizing the error range between forecasted flood inflow and actual flood inflow, and accurately forecasting the flood discharge some hours in advance depending on the concentration time(Tc) and soil moisture retention storage(Sa). Simplex method that is a multi-level optimization technique was used to search for the determination of the best parameters of RETFLO (REal-Time FLOod forecasting)model. The flood forecasting model developed was applied to several strom events of Yedang reservoir during past 10 years. Model perfomance was very good with relative errors of 10% for comparison of total runoff volume and with one hour delayed peak time.

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지하수위 변동 예측 및 비포화대 함수모델을 이용한 지하수 함양율 산정 연구 (A Study on Delineation of Groundwater Recharge Rate Using Water-Table Fluctuation and Unsaturate Zone Soil Water Content Model)

  • 조진욱;박은규
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권1호
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    • pp.67-76
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    • 2008
  • 본 연구에서는 지하수위 변동모델과 비포화대 함수모델을 적용한 지하수 함양율 산정 기법을 제안하였다. 기법의 적용성을 살펴보기 위하여 연구지역인 국내 4개 국가지하수 관측소를 선정하였으며 1996년부터 2005년에 이르는 국가 지하수 관측망(포항 연일, 기북, 순천 외서, 홍천 홍천) 수위자료와 포항, 순천, 홍천의 기상청 강우자료가 이용되었다. 각 관측소 주변 토양형에 따른 지하수 함양율은 홍천 관측소가 최소 0.5%에서 최대 61.4%, 포항 연일 관측소는 1.1%에서 27.4%, 포항 기북 관측소는 5.1%에서 41.4%, 및 순천 외서 관측소는 1.1%에서 8.3%의 분포를 보였다. 본 연구에서 이용된 지하수위 변동예측 모델은 지하수위 변동이 강우에 의해서만 발생하는 것으로 가정하였으며 향후 보다 정확한 지하수위 예측을 위해서 지하수 채수나 증발산의 영향을 추가 고려할 필요가 있을 것이라 판단된다. 또한 제안된 기법의 보다 넓은 범위의 적용을 위해서는 비포화 암반의 함수 모델을 도입할 필요가 있을 것이라 판단된다. 현재 본 연구를 공간적으로 확장하여 지역화 하기 위한 연구가 진행 중이다. 본 연구에서 제안하는 지하수 함양율 산정 기법은 가정을 최소화함으로써 방법론적으로 합리적이며 실제 지하수 시스템을 잘 반영하는 과학적인 모델로 기존 지하수 함양율 산정 기법을 충분히 대체할 수 있을 것이라 판단된다.

대규모 육지수문모형에서 사용 가능한 지표면 및 지표하 연계 물흐름 모형의 개발: II. 모형적용 (Development of a Conjunctive Surface-Subsurface Flow Model for Use in Land Surface Models at a Large Scale: Part II. Model Implementation)

  • 최현일
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권3호
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    • pp.23-27
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    • 2008
  • 대규모 육지수문모형(Land Surface Model, LSM)에서 종합적인 육지 물흐름 및 에너지흐름의 예측을 위해 새로운 지표면-지표하 연계 물흐름 모형이 지표하 물흐름 모의를 위한 3차원 체적평균 토양수분 이송방정식(Volume Averaged Soil-moisture Transpor, VAST)을 지표수 흐름모의를 위한 1차원 확산방정식과 연계하여 개발되었다. 각 흐름특성에 맞는 복합적인 수치해석법이 적용되어, 시간분할 방법에 의해 3차원 VAST 방정식의 종방향 흐름이 완전음해법에 의해 해석된 후, 횡방향 흐름이 양해법으로 구해지며, 그 후에 1차원 확산방정식은 MacCormack 유한차분법으로 계산한다. 이 새로운 흐름연계모형은 최신의 육지수문모형인 CLM(Common Land Model)내의 기존 1차원 수리수문계산부분을 대체하게 된다. CLM과 결합된 새로운 연계흐름모형은 오하이오 계곡부근의 시험유역에 적용되었으며, 모의결과는 지표면-지표하 물흐름 상호작용의 모의와 지표수 흐름추적방법을 사용한 새로운 모형의 유출예측이 실측치에 더 근접함을 보여준다. 이 개선된 육지수문모형은 지역적, 대륙적, 그리고 지구전체를 다루는 수문기상연구와 기후변화로 인한 재해예방을 위하여 기상모형인 CWRF(Climate extension of the next-generation Weather Research and Forecasting)와 연계될 예정이다.

입상토질의 노상토 회복탄성계수의 계절적 변화 (Seasonal Variation of Resilient Modulus of Granular Subgrade Soils)

  • 진명섭;이강원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제13권3호
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    • pp.69-78
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    • 1993
  • 본 연구의 목적은, 입상토질의 노상토에 대한 회복탄성계수의 계절적 변화를 측정하기 위한 실험적 방법을 제시함에 있다. 노상토의 현지 온도와 함수비를 측정키 위해 현장 두 곳에 노상토 온도, 함수비 측정기기를 매설했다. 이러한 계절적 요인을 고려한 회복탕성계수를 결정하기 위해 다회귀분석에 의한 방정식을 유도했다. 응력해석결과, 평균유효응력 깊이에서의 유효회복탄성계수를 사용하는 것이 전 노상토의 특성을 대표할 수 있음을 아울러 찾아내었다. 또한, 온도와 함수비 등 계절적 변화에 따른 회복탄성계수를 예측키 위한 이론적 모델을 본 연구를 통해 제시했다.

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컴퓨터 모의시험에 의한 트랙터견인형 액상가축분뇨 살포기의 적정용량 예측 (Prediction of Optimum Capacity for Tractor Drawn Liquid Manure Tank Spreader by Computer Simulation)

  • 이규승
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.135-144
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    • 2002
  • 본 연구는 농촌지역에 많이 보급되어 있는 50 마력급 트랙터의 견인 및 주행성능을 우리나라의 주요 수도 포장을 대상으로 컴퓨터 모의 시험을 통해 예측하여 최근 이용이 증대되고 있는 액상가축분뇨 살포기의 적정용량을 구하기 위해 수행되었다. 모의 시험은 액상가축분뇨 살포기의 용량에 영향을 미치는 토양인자와 차량인자를 포함하는 수학적 모델을 이용하였다. 토양 물리적 특성은 우리나라 수도재배의 대표적인 지역중의 일부라고 볼 수 있는 이리, 남양간척지, 아산만지역, 평택, 밀양, 상주, 김해, 김포, 안동, 강화 지역에서 3곳의 서로 다른 면 단위 지역을 선택하여 측정하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 28개 조사지역의 토성은 미사질양토(SiL) 지역이 19곳으로 제일 많았으며 미사질식양토(SiCL), 사질양토(SL), 양토(L)가 한두 곳으로 조사지역의 대부분 토양은 양토 계통이었다. 이들 지역에서 경운정지 시기의 토양수분 함량은 주로 30~40%의 범위이었으며, 드물게 20% 범위의 지역과 50%가 넘는 지역이 한두 곳 있었다. 겉보기밀도는 대부분 1,500~l,700 kg/㎥의 범위이었다. 원추지수는 1부터 18kg/$\textrm{cm}^2$ 이상까지 넓은 범위에 걸쳐 나타났으며, l0cm와 15cm 사이에서 원추지수가 급격히 증가하여 이 깊이에서 경반이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 2. 논토양의 토양물리성을 고려한 액상가축분뇨 살포기의 용량은 슬립에 따라 차이는 있으나, 아주 연약한 지역을 제외하고는 대부분의 지역에서 3,000kg$_{f}$ 이상이었으며, 대부분 4,000~6,000kg$_{f}$ 의 범위에 있었다. 그러나 안동 일부지역과 남양만 지역과 같이 아주 연약한 지역에서는 액상가축분뇨 살포기의 용량이 1,000kg$_{f}$ 전후이거나 음의 값을 갖는 경우도 있어 이 지역에서의 액상가축분뇨 살포기의 용량은 다른 지역에 비해 적게 설계하거나 액상가축분뇨 살포기의 사용에 문제가 있을 수 있다고 판단된다.본 연구는 농촌지역에 많이 보급되어 있는 50 마력급 트랙터의 견인 및 주행성능을 우리나라의 주요 수도 포장을 대상으로 컴퓨터 모의 시험을 통해 예측하여 최근 이용이 증대되고 있는 액상가축분뇨 살포기의 적정용량을 구하기 위해 수행되었다. 모의 시험은 액상가축분뇨 살포기의 용량에 영향을 미치는 토양인자와 차량인자를 포함하는 수학적 모델을 이용하였다. 토양 물리적 특성은 우리나라 수도재배의 대표적인 지역중의 일부라고 볼 수 있는 이리, 남양간척지, 아산만지역, 평택, 밀양, 상주, 김해, 김포, 안동, 강화 지역에서 3곳의 서로 다른 면 단위 지역을 선택하여 측정하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 28개 조사지역의 토성은 미사질양토(SiL) 지역이 19곳으로 제일 많았으며 미사질식양토(SiCL), 사질양토(SL), 양토(L)가 한두 곳으로 조사지역의 대부분 토양은 양토 계통이었다. 이들 지역에서 경운정지 시기의 토양수분 함량은 주로 30~40%의 범위이었으며, 드물게 20% 범위의 지역과 50%가 넘는 지역이 한두 곳 있었다. 겉보기밀도는 대부분 1,500~l,700 kg/$m^3$의 범위이었다. 원추지수는 1부터 18kg/$cm^2$ 이상까지 넓은 범위에 걸쳐 나타났으며, l0cm와 15cm 사이에서 원추지수가 급격히 증가하여 이 깊이에서 경반이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 2. 논토양의 토양물리성을 고려한 액상가축분뇨 살포기의 용량은 슬립에 따라 차이는 있으나, 아주 연약한 지역을 제외하고는 대부분의 지역에서 3,000$kg_f$ 이상이었으며, 대부분 4,000~6,000$kg_f$의 범위에 있었다. 그러나 안동 일부지역과 남양만 지역과 같이 아주 연약한 지역에서는 액상가축분뇨 살포기의 용량이 1,000$kg_f$ 전후이거나 음의 값을 갖는 경우도 있어 이 지역에서의 액상가축분뇨 살포기의 용량은 다른 지역에 비해 적게 설계하거나 액상가축분뇨 살포기의 사용에 문제가 있을 수 있다고 판단된다.

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불포화대중 휘발성 유기화합물 가스의 이동지연현상 (Retardation of Mobility of Gaseous VOCs in the Unsaturated Zone)

  • 이창수;배우근
    • 한국토양환경학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.103-111
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    • 1999
  • 본 연구는 지표면 부근의 함수율이 아주 작은 불포화대중 휘발성 유기화합물가스의 이동에서 토양흡착으로 인해 발생하는 지연현상을 수학적으로 정식화하였으며, 이의 적합성을 검토하기 위하여 모델토양으로 glass bead 또는 규사를 채운 칼럼실험을 수행하여 지연계수를 적용한 이론계산과 기존의 지연식을 적용하여 구한 계산결과와 비교하였다. 그 결과 불포화 다공대중에서의 TCE가스의 이동현상은 가스로 부터 토양으로의 흡착을 고려한 지연계수를 적용한 계산결과가 기존의 지연계수를 적용한 계산 결과보다 실험결과를 잘 재현함을 알 수 있었다.

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풀밭에서의 마이크로파 편파별 산란 계수 계산용 Radiative Transfer 모델의 정확성검토 (Examination of the Radiative Transfer Model for Computing Microwave Polarimetric Scattering Coefficients of Vegitation Canopies)

  • 김재형;이진원;오이석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권5호
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    • pp.763-772
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    • 2000
  • 본 논문에서는 잔디, 채소 등으로 덮힌 풀밭의 마이크로파 편파별 산란 늑성을 분석하는데 이용되는 Radiative Transfer Model(RTM)의 정확성을 검토하였다. 풀팥지역에서의 잎은 사각형 형태의 resistive sheet으로 간주하였고, 잎의 크기와 방향은 불규칙적으로 분포한다고 가정하였다. 지표면의 수분 함유량과 표면 거칠기도 고려하였으며, 이러한 지역에서의 후방 산란 계수의 값들을 계산하였다. 풀밭 변수들과 레이더 변수들에 따른 15GHz 대역의 polarimetric scatterometer 시스템을 사용하여 풀 층에서의 후방 산란계수를 측정하고 이 RTM의 계산 결과와 측정값을 비교하여 RTM 모델의 정확성을 검토하였다.

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GIS기반 K-DRUM을 이용한 금강권 대유역 홍수유출 적용 (Application of Flood Discharge for Gumgang Watershed Using GIS-based K-DRUM)

  • 박진혁;허영택
    • 대한공간정보학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.11-20
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    • 2010
  • 지금까지 국내에서 개발된 분포형 강우-유출모형은 입력 자료의 구축에 많은 시간과 노력이 필요하며, 유출과정에서 운동역학적인 이론에 근거하여 물의 흐름을 수치해석으로 추적해 나가는데 많은 계산시간이 소요되는 단점이 있었다. 그래서 지금까지 분포형모형의 적용유역은 대부분 일정규모 이내의 유역에 국한되어 적용되어왔다. 하지만, 최근 유역관리 개념의 변화에 따라 통합유역관리의 필요성이 증대되면서 댐의 상.하류를 포함한 유역전체의 유출계산이 요구되었다. 본 논문은 자체개발한 GIS기반의 물리학적 분포형 강우-유출모형인 K-DRUM을 국내 대유역인 금강권수계 전체를 대상으로 모의하여 홍수유출시 대유역에 대하여 분포형모형의 실무에서의 적용 가능성을 검토하였다. GIS수문매개변수를 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료들로부터 추출하여 모형의 입력인자로 사용하였으며, 초기 토양함수조건을 설정하는데 있어서 자동보정기법을 적용함으로써 기존의 시행착오법으로 인해 소요되는 시간과 부정확한 설정으로 인해 발생될 수 있는 문제점을 해결하였다. 태풍 "에위니아"를 대상으로 용담, 대청, 공주 지점에서의 유출량 모의 결과 체적오차백분율은 13.3~25.6%, 첨두유량오차백분율은 5.4~22.8%, 총유출량오차는 7.3~12.5%로 실무적용 가능성이 충분한 것으로 판단된다.

강우에 의한 사면붕괴에 관한 2차원 수치모의 (Two-dimensional Numerical Simulation of Rainfall-induced Slope Failure)

  • 램 크리쉬나 레그미;정관수;이기하
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.34-34
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    • 2012
  • Heavy storms rainfall has caused many landslides and slope failures especially in the mountainous area of the world. Landslides and slope failures are common geologic hazards and posed serious threats and globally cause billions in monetary losses and thousands of casualies each year so that studies on slope stability and its failure mechanism under rainfall are being increasing attention of these days. Rainfall-induced slope failures are generally caused by the rise in ground water level, and increase in pore water pressures and seepage forces during periods of intense rainfall. The effective stress in the soil will be decreased due to the increased pore pressure, which thus reduces the soil shear strength, eventually resulting in slope failure. During the rainfall, a wetting front goes downward into the slope, resulting in a gradual increase of the water content and a decrease of the negative pore-water pressure. This negative pore-water pressure is referred to as matric suction when referenced to the pore air pressure that contributes to the stability of unsaturated soil slopes. Therefore, the importance is the study of saturated unsaturated soil behaviors in evaluation of slope stability under heavy rainfall condition. In an actual field, a series of failures may occur in a slope due to a rainfall event. So, this study attempts to develop a numerical model to investigate this failure mechanism. A two-dimensional seepage flow model coupled with a one-dimensional surface flow and erosion/deposition model is used for seepage analysis. It is necessary to identify either there is surface runoff produced or not in a soil slope during a rainfall event, while analyzing the seepage and stability of such slopes. Runoff produced by rainfall may result erosion/deposition process on the surface of the slope. The depth of runoff has vital role in the seepage process within the soil domain so that surface flow and erosion/deposition model computes the surface water head of the runoff produced by the rainfall, and erosion/deposition on the surface of the model slope. Pore water pressure and moisture content data obtained by the seepage flow model are then used to analyze the stability of the slope. Spencer method of slope stability analysis is incorporated into dynamic programming to locate the critical slip surface of a general slope.

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