• 제목/요약/키워드: Soil water balance model

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토양-식생기반의 수문모델 BAGLUVA를 적용한 토지이용별 물수지 분석 방법론 (Landuse oriented Water Balance Analysis Method by the Hydrological Model BAGLUVA based on Soil and Vegetation)

  • 권경호
    • 한국조경학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.98-111
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    • 2015
  • 도시개발과 기후변화로 인해 증가하는 도시침수, 지하수 고갈, 하천오염 그리고 도시 열섬 현상 등의 환경문제는 도시 물순환 회복을 통해 경감시킬 수 있다. 효과적인 물순환 회복 계획수립을 위해서는 개별 사업이나 소규모 시설에 대해 물수지 현황과 변화를 면적으로 나타낼 수 있는 지도형태의 분석틀이 필요하다. 이를 위해, 토양-식생 기반의 물수지 모델 BAGLUVA의 구조를 분석하고, BAGLUVA 모델의 수문요소와 입력자료와 관련된 우리나라 관련 연구결과에 대해 조사하였다. BAGLUVA 모델은 기후, 토지이용, 지형, 토양수문 그리고 관개 등의 5가지 부문으로 구성된다. 5가지 구성요소의 상호 연계 구조와 개별 입력데이터 그리고 지형 계수, 최대증발산 비율, 유효근권 등의 개념과 적용 방법을 비교 분석하였다. 그리고, 실제 증발산량-잠재증발산량-강수량 간의 관계를 매개하는 Bagrov 계수의 산정 방식을 나타내었다. 면적단위의 토지이용별 물순환지도(Hydrotope Map)를 통해, 임의의 소규모 지역 물수지 현황을 효과적으로 파악할 수 있다. 그리고, 물순환 보전 및 관리를 위한 분산형 빗물관리, 저영향개발(LID) 시설의 계획 설계 상의 목표량 설정을 공정하고 용이하게 수행할 수 있다. 또한, 수자원 관리를 조경 및 도시계획에 통합시키는 유용한 도구이다.

산림식생에 따른 유역 물수지 영향 평가 (Assessment of Forest Vegetation Effect on Water Balance in a Watershed)

  • 김철겸;김남원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제37권9호
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    • pp.737-744
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    • 2004
  • 본 연구에서는 산림식생에 따른 장기적인 측면에서의 유역 물수지 영향을 살펴보기 위하여 보청천 유역을 대상유역으로 선정하고, 준분포형 매개변수 모형인 SWAT 모형을 적용하여, 침엽수와 활엽수에 따른 증발산, 지표유출, 중간유출, 기저유출, 총 유출의 차이를 검토하였다. 먼저 SWAT 모형내 식생 생장 알고리즘을 수정하여 연중 일정한 엽면적지수를 갖는 국내 침엽수림의 생장 특성을 반영할 수 있도록 하였으며, 대상유역을 하나의 토지피복을 갖는 가상의 유역으로 설정한 후, 수정된 SWAT 모형을 적용하여 각 물수지 요소 변화를 모의한 결과, 침엽수가 활엽수에 비해 증발산 증가 및 유출 감소에 더 영향을 미치는 것으로 나타났다. 그러나, 보다 정량적인 규명과 유출모형의 불확실성을 보완하기 위해서는 수종 외에 수령, 식재밀도, 식재위치, 토양특성자료 등 다양한 조건이 충분히 고려되어야 할 것이다.

일 유출모형의 물수지 분석에 의한 지하수 함양량 추정 (Estimation of Groundwater Recharge by the Water Balance Analysis using DAWAST Model)

  • 이덕주;이호천;이순광;김태철
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 2003년도 학술발표논문집
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    • pp.431-434
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    • 2003
  • This research developed a method for the estimation of groundwater recharge by yielding daily soil moisture content and watershed evapotranspiration from the water balance concept of the unsaturated and saturated layers in rainfall-runoff model called DAWAST. The goal of the research is to estimate the groundwater recharge fulfilling conditions of the safe discharge for any season. To meet this goal, the data of groundwater level and stream flow rate have been monitored in a study area and used to validate the model.

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농경지 양분수지 개선에 대한 소비자 지불의사 분석 (An Analysis of Consumer's Willingness to Pay for the Improvement of Agricultural Land's Nutrition Balance)

  • 조우영;이슬비;박혜진;김길원;김태영
    • 한국유기농업학회지
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    • 제31권3호
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    • pp.167-189
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    • 2023
  • Korea has become the highest nitrogen balance (228 kg/ha) among 34 OECD member countries, and has the stigma of being a 'Nutrient overload country' as of 2019. Accordingly, research on the derivation and utilization of nutrient balance indicators and the 'regional nutrient management system' are being promoted to improve Korea's nutrient balance. It is necessary to support these policies and studies, form a public consensus on improving the nutrient balance, and evaluate the function of the public benefit. This paper aims to estimate the public benefit value of improving the nutrient balance based on an analysis of consumers' willingness to pay and recognition of Korea's nutrient excess for 600 consumers nationwide. As results, 21.2% of the respondents said they were aware of excessive nutrients in Korea, and 76.7% of the respondents said they were aware of the need for nutrient management. The average amount of intention to pay for the improvement of three pollution (soil, water quality, and air) that can occur due to a nutrient overload was ₩2,321.1 for soil pollution improvement, ₩2,391.2 for water pollution improvement, and ₩2,377.9 for air pollution improvement. The average willingness to pay for the three pollution reduction was ₩6,002.3. These results are expected to be used to form a public consensus on the balance of payments and to establish measures to enhance public interest values in the future.

고해상도 기상자료와 토양수분모형을 이용한 고추의 관개량 산정 (Estimation of Irrigation Requirements for Red Pepper using Soil Moisture Model with High Resolution Meteorological Data)

  • 신용훈;최진용;이승재;이성학
    • 한국농공학회논문집
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    • 제59권5호
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    • pp.31-40
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    • 2017
  • The aim of this study is to estimate net irrigation requirements for red pepper during growing period using soil moisture model. The soil moisture model based on water balance approach simulates soil moisture contents of 4 soil layers in crop root zone considering soil moisture extraction pattern. The LAMP (Land-Atmosphere Modeling Package) high resolution meteorological data provided from National Center for AgroMeteorology (NCAM) was used to simulate soil moisture as the input weather data. Study area for the LAMP data and soil moisture simulation covers $36.92^{\circ}{\sim}37.40^{\circ}$ in latitude and $127.36^{\circ}{\sim}127.94^{\circ}$ in longitude. Soil moisture was monitored using FDR (Frequency Domain Reflectometry) sensors and the data were used to validate the simulation model from May 24 to October 20 in 2016. The results showed spatially detailed soil moisture pattern under different weather conditions and soil texture. Net irrigation requirements were also different by location reflecting the spatially distributed weather condition. The average of the requirements was 470.7 mm and averages about soil texture were 466.8 mm, 482.4 mm, 456.0 mm, 481.7 mm, and 465.6 mm for clay loam, sandy loam, silty clay loam, clay, and sand respectively. This study showed spatial differences of soil moisture and the irrigation requirements of red pepper about spatially uneven weather condition and soil texture. From the results, it was demonstrated that high resolution meteorological data could provide an opportunity of spatially different crop water requirement estimation during the irrigation management.

Simulation of Soil Hydrological Components in Chuncheon over 30 years Using E-DiGOR Model

  • Aydin, Mehmet;Jung, Yeong-Sang;Yang, Jae-E.;Lee, Hyun-Il;Kim, Kyung-Dae
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권4호
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    • pp.484-491
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    • 2012
  • The hydrological components of a sandy loam soil of nearly level in Chuncheon over 30 years were computed using the E-DiGOR model. Daily simulations were carried out for each year during the period of 1980 to 2009 using standard climate data. Reference evapotranspiration and potential soil evaporation based on Penman-Montheith model were higher during May to August because of the higher atmospheric evaporative demand. Actual soil evaporation was mainly found to be a function of the amount and timing of rainfall, and presumably soil wetness in addition to atmospheric demand. Drainage was affected by rainfall and increased with a higher amount of precipitation and soil water content. Excess drainage occurred throughout rainy months (from July to September), with a peak in July. Therefore, leaching may be a serious problem in the soils all through these months. The 30-year average annual reference evapotranspiration and potential soil evaporation were 951.5 mm and 714.2 mm, respectively. The actual evaporation from bare soil varied between 396.9-528.4 mm and showed comparatively lesser inter-annual variations than drainage. Annual drainage rates below 120 cm soil depth ranged from 477.8 to 1565.9 mm. The long-term mean annual drainage-loss was approximately two times higher than actual soil evaporation.

Application of Grid-based Kinematic Wave Storm Runoff Model

  • Kim, Seong-Joon;Kim, Sun-Joo;Chae, Hyo-Seok
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권S1호
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    • pp.20-27
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    • 2000
  • The grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model(Kim, 1998; Kim, et al., 1998) which predicts temporal variation and spatial distribution of saturated overland flow, subsurface flow and stream flow was evaluated at two watersheds. this model adopts the single overland flowpath algorithm and simulates surface and/or subsurface water depth at each cell by using water balance of hydrologic components. the model programmed by C-language uses ASCII-formatted map data supported by the irregular gridded map of the GRASS (Geographic Resources Analysis Support System) GIS and generates the spatial distribution maps of discharge, flow depth and soil moisture of the watershed.

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Sensitivity and Effects of Moving Water Table on Recharge Estimates

  • 이광열
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제9권2호
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    • pp.65-69
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    • 1993
  • 강우에 의해 발생되는 토양(soil)에서의 Recharge를 구하기 위해 두가지 모델 즉, ((i) Simple Mass Balance Model (ii) Numerical Model : UNSAT 1)을 사용했는데, 이 두 모델들은 불포화상태의 흙(unsaturated zone : above groundwater table)에서 그의 가정과 개념에 약간 차이가 있다. Unsaturated Zone에서의이 두 모델의 적용에 있어서 몇가지 중요한 사항이 지적되고 있는데, 균질의 불포화 영역(unsaturated zone)의 토양에서 Mass Balance Model을 사용함으로써 얻은 Recharge는 UNSAT 1(numerical model)을 통해 얻은 결과와 비교할 때 서로 상이한 결과를 보였다. 또한, Recharge의 계산에 있어서 지하수위의 변화에 따른 영향을 알아보기 위해 Sensitivity Analysis를 수행하였다. 즉, 고정수위(fixed groundwater table)로 가정했을 때 발생되는 오차를 한개의 수리학적 계수(hydraulic parameter)의 함수로 보고 계산을 했으며 이 결과를 그림으로 나타내어 보았다. 이 연구의 결과는 Model Simulation에 있어서 수리학적 경계조건을 결정하는데 큰 도움이 될 것이며, 또한 이 연구에서는 Unsaturated-Saturated Flow Model이나 Drainage Model을 함께 병행시켜 Simulation을 수행하는데 촛점을 두고 있다.

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비포화대 지연배수 효과를 고려한 지하수위 변동모델의 개선 및 적용 (A Modification of Water Table Fluctuation Model Considering Delayed Drainage Effect of Unsaturated Zone)

  • 김성한;박은규;김용성;김남진
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제16권3호
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    • pp.17-27
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    • 2011
  • Recently, a physically based model of water-table fluctuation due to precipitation is developed based on aquifer water balance model. In the model, it was assumed that the water infiltration into ground surface is advection dominant and immediately reaches to water-table. The assumption may be suited for the sites where the water-table is shallow and/or the permeability of the unsaturated zone is high. However, there are more cases where the model is not directly applicable due to thick and low permeable unsaturated zone. For the low permeability unsaturated zone, the pattern of water flux passing through unsaturated zone is diffusive as well as advective. In this study, to improve the previously developed water-table fluctuation model, we combined the delayed drainage model, which has long been used in well hydraulics, to the water-table fluctuation model. To test the validity of the development, we apply the developed model to 5 different domestic sites. The model parameters are calibrated based on the groundwater hydrograph and the precipitation time series, and the correlation analyses among the parameters are pursued. The overall analyses on the delineated model parameters indicate that the delayed drainage parameters or delay index used in the developed model are able to reveal drainage information in the unsaturated zones.

물수지 방정식의 안정상태간의 평균 천이시간 및 불확실성에 관한 연구 (Analysis of mean Transition Time and Its Uncertainty Between the Stable Modes of Water Balance Model)

  • 이재수
    • 물과 미래
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    • 제27권2호
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    • pp.129-137
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    • 1994
  • 넓은 지역의 지표면 수문은 추계학적 변동에 의해 야기되는 안정된 상태간의 천이와 함께 몇 개의 선호되는 안정된 상태의 영향을 받기가 쉬운데 그 이유는 지표면과 대기 상호관계의 밀접한 조합과도 관계가 있다. 흥미있고 중요한 과제가 각 안정상태에서의 체류기간 즉 가뭄기나 홍수기의 지속기간이라 할 수 있는데 안정상태의 평균 천이시간이 다른 모델 변수나 기후 형태에 대하여 분석하였다. 본 연구에서 보여준 기후 상황에 대해 미분 방정식의 해는 함수비 상태가 두 개의 최빈수를 갖는 확률 분포를 보여 주고 있다. 모델 변수와 관련하여 불확실성 분석을 Monte-Carlo 모의 방법을 사용하여 수행하였다. 본 연구에서 수행된 방법은 넓은 지역에 대한 토양 수분이나 강우 특히 매우 다양한 지속 시간을 보이는 토양 수분이나 강우에 있어서의 급격한 변화와 관련된 중요한 특성을 보여준다고 하겠다.

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