• 제목/요약/키워드: catchment

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Hack의 법칙과 집수평면의 기하학적 특성 (Hack's Law and the Geometric Properties of Catchment Plan-form)

  • 김주철;이상진
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권9호
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    • pp.691-702
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    • 2009
  • 본 연구에서는 집수평면의 신장도에 대한 검토와 함께 자연유역의 자기유사성 및 자기상사성을 고려하여 Hack의 법칙에 대한 체계적인 접근을 수행하여 보았다. DEM으로부터 추출된 대상유역의 집수평면들은 Hack의 법칙에 대한 두 가설이 상호작용을 할 경우 나타날 수 있는 유역 형상들에 대한 모집단처럼 나타났다. 유역면적에 따른 집수평면 신장도의 변화를 도시해 본 결과 유로연장을 기반으로 한 고전적인 지형인자들보다는 관성적률을 기반으로 한 신장도가 보다 직관적인 결과를 줄 수 있을 것으로 판단되었다. Hack의 법칙에 대한 지수 h는 Gray (1951)의 연구결과와 유사하게 산정됨을 확인할 수 있었다. 하지만 대상유역들에 대한 Hurst의 지수 H는 0.96으로 나타나 본 연구에서 고려한 집수평면들은 규모에 따라 등방성 성장률을 가지고 있는 것으로 사료되었다. 이로부터 본 연구의 대상유역들의 형상은 집수평면의 자기유사성보다는 유로연장의 자기상사성에 더 영향을 받는 것으로 추론할 수 있었다.

몽골 북부 흡수굴호의 홀로세 동안의 고환경 변화 (Holocene paleoenvironmental changes in the Lake Khuvsgul, Northern Mongolia)

  • 어르헌셀렌게;카시와야;오치아이;크리워너거브;나카무라
    • 한국제4기학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.28-36
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    • 2008
  • The present study has focused on the environmental changes and evidences for sedimentation in the Lake Khuvsgul catchment during the Holocene period, inferred from short core sediment (BO03) from the eastern shore of Borsog Bay, which were analyzed in order to review records of the Holocene climatic evolution and Holocene history in Northern Mongolia. For the purpose of reconstruction of natural phenomenon that occurred in the lake catchment system during the Holocene, physical and chemical properties including HCl-soluble material, biogenic silica, organic matter and grain size distribution of minerals in the core sediments have been analyzed in this study. The vertical variations in composition for these properties show distinctly that five lines of paleoenvironmental evidence occurred in the lake catchment during the Holocene. A modified age model resulting from AMS carbon dating for the BO03 core sediment shows timings of these environmental events at 9.5 Kyr BP, 8.0 Kyr BP, 5.6 Kyr BP and 3.2 Kyr BP, respectively. Paleoenvironmental changes in the Lake Khuvsgul catchment system during the Holocene highlight distinctive features of the hydrological regime and geomorphologic evolution in the lake catchment due to regional landscape and global climatic changes corresponding with the Holocene optimum and thermal optimum. In particular, the change of hydrologic regime based on the sedimentological evidence has been caused by not only overland flow due to melting water, but also base flow due to thick permafrost around Khuvsgul region.

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일본 칸사이 지방 타나카미 산지의 황폐지 복구 산림유역 내 황(黃)순환에 관한 연구 (Sulfur Cycle in the Rehabilitated Forest Catchment in Tanakami Mountain, Kansai District, Japan)

  • 김수진;오테노부히토;박종관
    • 대한지리학회지
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    • 제44권4호
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    • pp.429-446
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    • 2009
  • 본 연구는 일본 시가현(자하현(滋賀懸)) 기류(동생(桐生))수문시험지의 1차곡 소유역인 마쯔자와 유역에서 유역 내 수문과정과 토양수, 지하수, 계류수의 수질 등의 관측을 실시, 산림유역 내 황(黃) 플럭스를 수문지형학적 관점에서 해석하여 온대 산림유역 내의 황 순환 과정을 밝히고자 실시하였다. 유역 상부 교란 구역의 토양은 ${SO_4}^{2-}$의 공급원으로 작용하고 있었으며, 사면 수문과정을 통해 유역 중부와 하부의 심층토양 및 지하수대에 ${SO_4}^{2-}$가 저장되고 있었다. 계류수의 ${SO_4}^{2-}$ 농도는 지하수위 변동과 음의 상관을 나타내고 있는 바, 이는 심층지하수에 저장된 ${SO_4}^{2-}$가 가뭄 등의 저수위시 혹은 평수위시에 유출되고 있음을 의미한다. 본 연구의 결과로부터 산림유역 내 각 수문과정이 ${SO_4}^{2-}$의 저장과 유출에 중요한 역할을 하고 있다는 것이 정량적으로 밝혀졌다.

GIS 기반의 하천망분석도 집수구역 자동 분할을 위한 알고리듬 및 모듈 개발 (GIS based Development of Module and Algorithm for Automatic Catchment Delineation Using Korean Reach File)

  • 박용길;김계현;유재현
    • 한국지리정보학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.126-138
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    • 2017
  • 최근 환경에 대한 국민적 관심이 증대되고 있으며 물환경 관련 문제에 대한 신속하고 정확한 대응을 위해 GIS를 활용한 물환경데이터의 분석에 대한 지원요구가 증가함에 따라 물환경데이터의 공간분석을 지원하는 공간네트워크 데이터기반의 하천망분석도를 개발하여 제공하고 있다. 그러나 오염사고 등 사용자의 필요에 따라 수시로 요구되는 공간자료인 집수구역의 분할에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 수치표고모델 및 흐름방향도를 이용한 집수구역 자동 분할 알고리듬 및 모듈 개발을 포함하는 자동분할 프로그램의 개발이 이루어졌다. 집수구역 자동분할 프로그램의 개발은 집수구역 분할 방법 설계, 알고리듬 개발, 모듈 개발의 순서로 진행하였다. 집수구역 분할을 위해 수치표고자료와 이를 기반으로 제작된 흐름방향도를 활용하였다. 집수구역 분할을 위한 알고리듬은 집수구역 격자추출단계, 경계점 추출단계 및 경계선 분할 단계의 3단계로 개발되었으며 집수구역 분할모듈은 프로그램의 생산성과 활용성을 고려하여 ESRI사의 ArcGIS를 기반으로 하는 Add-in 모듈로 개발하였다. 집수구역 자동분할 모듈을 이용하여 실제 집수구역을 분할하였으며, 현재 활용중인 집수구역과 비교 분석하였다. 집수구역 분할 결과 수치표고자료 기반의 집수구역 분할이 원활하게 이루어지는 것을 확인하였다. 특히 지형학적 경사가 명확한 지역은 집수구역의 분할이 정확하고 신속하게 이루어지는 것을 확인할 수 있었다. 논, 밭, 도심지역 등 평평한 곳이나 배수시설이 정비된 지역의 경우 집수구역의 분할이 이루어지지 않는 경우가 있었으나 전반적으로 기존 집수구역의 분할시간을 줄이는데 기여가 클 것으로 판단되었다. 향후에는 보다 정밀한 수치표고자료의 활용이 가능하면서 자료 크기로 인한 계산 시간을 줄이기 위한 알고리듬의 개발이 필요하다.

제주도 단성화산 소유역에서의 강우의 분배 - 한라산 어승생오름을 사례로 - (Rainfall Partitioning in a Small Catchment of a Monogenetic Volcano in Jeju Island: Case Study on Eoseungsaeng-oreum of Mount Halla)

  • 안중기;김태호
    • 한국지역지리학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.212-223
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    • 2008
  • 한라산 어리목의 어승생오름 표고 $965{\sim}1,169m$에 위치하는 실험 유역의 수문 자료와 인근 어리목 관측소의 기상 자료를 이용하여 제주도 단성화산에서 일어나는 강우의 분배 특성을 검토하였다. 어승생오름은 스코리아콘으로 실험 유역의 면적은 $51,000m^2$이며 식생은 낙엽활엽수인 서어나무와 졸참나무가 우점하고 있다. 수문 자료의 일부 결측으로 인하여 전반기(2007년 4월 30일$\sim$9월 12일)와 후반기(10월 7일$\sim$11월 19일)로 관측 기간을 구분하여 분석하였다. 실험 유역에서는 총강우량 2,296.5mm 가운데 20.2%에 해당하는 465mm가 유역 유출량으로 분배되며, 실제 증발산량은 강우량의 25.9%를 차지하는 595mm이다. 깊은 침루량은 1,236.5mm로서 총강우량의 53.8%가 실험 유역 하부의 지하로 이동하며, 특히 우기인 여름철에는 깊은 침루율이 62.2%로 높아진다. 한반도 편마암 유역에 비하여 적어도 2배 이상 높은 실험 유역의 지하수 함양률은 투수성이 높은 제주도의 화산 지질 특성을 잘 반영하고 있다.

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수정 3SFCA 모형을 활용한 응급의료서비스 접근성 분석: 충청남도를 사례로 (Measures of Spatial Accessibility to Emergence Medical Services with a Modified Three-Step Floating Catchment Area Model : A Case Study of the Chungnam Province)

  • 박정환;우현지;김영훈
    • 한국지역지리학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.388-402
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    • 2017
  • 본 연구는 중력모델 기반의 접근도 분석 모델을 수정 보완하여 연령별 응급의료 서비스의 접근도를 분석한 내용이다. 보건의료 접근도 분석에 적용되고 있는 Two-Step Floating Catchment Area(2SFCA) 모델을 보완하여 임계거리 차별화, 거리조락 반영, 연령별 응급의료 이용가중치, 관내 응급의료기관 선택가중치 등을 반영하였다. 개선된 접근도 모델(Modified Three-Step Floating Catchment Area model, M3SFCA)을 통해 충청남도 응급의료기관의 공간적 접근성 분석을 하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 유소년층, 청장년층, 노년층 모두 응급의료기관을 중심으로 접근성이 높고, 임계거리가 중첩되는 지역에서 접근성이 높았다. 둘째, 시군 연령별 공간적 접근성은 연령대별로 지역차가 뚜렷하며, 전반적으로 북부지역이 남부지역보다 접근성이 높게 나타났다. 셋째, 연령별로 접근성 차이가 발생한 이유는 연령별 임계거리, 응급의료기관 이용비중, 관내 기관 이용비중이 각각 다르며, 연령별 총 인구수의 차이로 나타났다. 마지막으로 본 연구는 응급의료 접근도 모델 개선을 통해 이론적 연구를 통한 실제 현장의 활용성의 가능성과 잠재성을 확인하였다. 연구 결과를 바탕으로 보건의료 및 응급의료 관련 정책 개발 및 활용에 기여할 것으로 기대한다.

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침엽수인공림에서 임분 성장 및 간벌이 장기 물수지에 미치는 영향 (Effect of Forest Growth and Thinning on the Long-term Water Balance in a Coniferous Forest)

  • 최형태
    • 한국농림기상학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.157-164
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    • 2011
  • 침엽수인공림에서 임분 성장 및 간벌이 장기 물수지에 미치는 영향을 파악하기 위하여 광릉 침엽수인공림유역 및 활엽수천연림유역에서 1982년부터 2009년까지 28년에 걸쳐 관측한 연강수량 및 연유출량의 변화를 분석하였다. 광릉 침엽수인공림유역은 1976년에 유역 전반에 걸쳐 잣나무와 전나무, 리기다소나무가 3,000본/ha의 밀도로 식재되었으며, 1996년에 잔존 본수의 약 45%를 간벌하였다. 1982년부터 2009년까지의 기간을 광릉 침엽수인공림유역 내 침엽수림의 영급을 기준으로 4개 기간으로 구분하여 연평균 강수량 및 유출량을 비교한 결과, 활엽수천연림유역의 기간별 연평균 유출량은 강수량이 증가함에 따라 동일하게 증가하는 추세를 보였으나, 침엽수인공림유역에서는 임령증가 및 간벌 실시에 따라 증감을 반복하는 것으로 나타났다. 간벌을 실시하지 않은 침엽수인공림은 임령이 증가할수록 높은 식재밀도로 인해 수관울폐도가 과도하게 높아지고 이로 인해 수관차단 및 증산량 증가 등 물손실이 커진다. 본 연구에서도 간벌 실시전 침엽수인공림유역의 연평균 유출량이 감소하였으나 간벌 실시 후에는 간벌 전에 비해 연평균 유출량이 약 1.7배 증가하는 등 유출량 증가 경향이 뚜렷하였다. 이러한 경향은 연강수량 및 연유출량의 이중 누가곡선 비교분석에서도 동일하게 나타났다. 본 연구에서는 간벌 후 약 10년 경과시 연강수량의 뚜렷한 증가 경향에도 불구하고 침엽수인공림유역의 유출량이 다시 감소하였는데, 이는 임분이 성장함에 따라 수관차단 등 물손실량이 다시 증가하기 때문이다. 따라서, 침엽수인공림유역에서 지속적인 수자원 확보를 위해서는 10년 이내의 간격으로 적정한 밀도의 간벌을 반복해서 실시하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.

추론모델을 통한 강우-유출모형 매개변수의 간접추정법 적용 (Application of Inference Models for Estimating Parameters of a Catchment Modelling System)

  • 최경숙
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제36권4호
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    • pp.587-596
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    • 2003
  • 모델의 적용에 있어서 안정성과 신뢰성 있는 예측치를 얻기 위해서는 그 유역의 장기간의 강우-유출 기록자료들이 필요하다. 그러나 대부분의 유역들은 계측이 이루어지지 않아 수문기록 자료들을 전혀 보유하고 있지 않거나, 설사 있다하더라도 모델검정에 필요한 충분한 자료들을 보유하고 있지 않은 실정이므로 이러한 유역들에 있어 모델적용은 상당한 어려움을 수반한다. 본 연구에서는 이러한 미계측 유역 및 기록자료들이 미비한 계측유역의 모델적용에 있어서 정확한 모델변수추정을 꾀하고 이로 인한 모델의 신뢰도를 높이기 위하여 추론모델을 통한 매개변수추정을 도모한 간접추정법을 개발하였다. 수량 및 수질 모의에 가장 민감하게 영향을 미치는 토지이용인자를 주 요소로 하여 유도된 추론 모델은 현재 널리 사용되고 있는 SWMM(Storm Water Management Model)의 매개변수 추정에 사용할 수 있도록 유도되었으며, 추론모델의 적용성 효과를 최대화하기 위하여 추론모델에 필요한 유역의 지형특성인자들은 지리정보시스템을 이용하여 추출하였다. 제안된 방법의 적용성 실험은 호주 시드니에 위치한 센테니얼 파크 유역 (Centennial Park catchment)을 대상으로 하였다. 간접추정법을 적용한 경우 기존의 모델 검정방법을 통해 모델 변수를 추정한 경우보다 모델 예측치의 신뢰도를 월등히 높일 수 있었음은 물론, 제안된 추정법의 적용에 의한 각 소유역내의 상당한 수의 지형특성변수들의 추정에 드는 엄청난 시간과 노력을 최소화 할 수 있었다.

유역 특성과 유출추적에 의한 단위도 해석에 관한 고찰 (A Study on the Interpretalion of the Synthetic Unit Hydrograph According to the Characteristics of catchment Area and Runoff Routing)

  • 서승덕
    • 한국농공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.1088-1096
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    • 1966
  • The following is a method of synthetic unitgraph derivation based on the routing of a time area diagram through channel storage, studied by Clark-Jonstone and Laurenson. Unithy drograph (or unitgraph) is the hydrograph that would result from unit rainfall\ulcorner excess occuring uniformly with respect to both time and area over a catchment in unit time. By thus standarzing rainfall characteristics and ignoring loss, the unitgraph represents only the effects of catchment characteristics on the time distribution of runoff from a catchment The situation abten arises where it is desirable to derive a unitgraph for the design of dams, large bridge, and flood mitigation works such as levees, floodways and other flood control structures, and are also used in flood forecasting, and the necessary hydrologie records are not available. In such cases, if time and funds permit, it may be desirable to install the necessary raingauges, pruviometers, and stream gaging stations, and collect the necessary data over a period of years. On the otherhand, this procedure may be found either uneconomic or impossible on the grounds of time required, and it then becomes necessary to synthesise a unitgraph from a knowledge of the physical charcteristics of the catchment. In the preparing the approach to the solution of the problem we must select a number of catchment characteristic(shape, stream pattern, surface slope, and stream slope, etc.), a number of parameters that will define the magnitude and shape of the unit graph (e.g. peak discharge, time to peak, and base length, etc.), evaluate the catch-ment characteristics and unitgraph parameters selected, for a number of catchments having adequate rainfall and stream data and obtain Correlations between the two classes of data, and assume the relationships derived in just above question apply to other, ungaged, Catchments in the same region and, knowing the physical characteritics of these catchments, substitute for them in the relation\ulcorner ships to determine the corresponding unitgraph parameters. This method described in this note, based on the routing of a time area diagram through channel storage, appears to provide a logical line of research and they allow a readier correlation of unitgraph parameters with catchment characteristics. The main disadvantage of this method appears to be the error in routing all elements of rainfall excess through the same amount of storage. evertheless, it should be noted that the synthetic unitgraph method is more accurate than the rational method since it takes account of the shape and tophography of the catchment, channel storage, and temporal variation of rainfall excess, all of which are neglected in rational method.

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폐쇄집수역의 냉기호 모의를 통한 일 최저기온 분포 추정 (A Quantification Method for the Cold Pool Effect on Nocturnal Temperature in a Closed Catchment)

  • 김수옥;윤진일
    • 한국농림기상학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.176-184
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    • 2011
  • 본 연구에서는 폐쇄집수역의 냉기호 현상을 기존의 냉기집적효과와 연계하여 일 최저기온 분포를 모의할 수 있는 방법을 제시하였다. 집수역 내 찬 공기가 담길 '그릇'의 용적을 계산하고 '그릇'안에 집적되는 냉기량을 고도에 따라 표현하였다. 기존의 계곡지형 냉기류에 냉기호를 합산하여 냉기집적으로 인한 기온하강분을 계산하였다. 이때 냉기호의 '수면'은 일교차 조건에 따라 변화시켰다. 이 방법을 검증하기 위해 경남 하동군 악양계곡의 200m 이하 냉기호 형성지역에 기상관측기 10대에서 1분 단위로 기온을 측정하였다. 5월 17일 새벽에는 형제봉 정상에서 적외선 영상 복사계로 지면온도분포를 획득하였다. 개선된 소기후 모형을 적용하여 0530 LST의 기온 분포를 30m 해상도로 추정한 결과 그 양상이 적외선 열영상 분포와 유사하였다. 10개 기상관측지점에 해당하는 격자의 기온추정값을 추출하여 실측값과 비교한 결과, MAE는 1.01에서 0.60으로, RMSE 1.30에서 0.71으로 감소하여 집수역 출구에 가까운 저지대 평야부분에서 발생하는 기존 방법에 의한 오차가 개선되었다.