• 한국물환경학회지
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• 제36권5호
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• pp.373-384
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• 2020

Hydrological models are based on a combination of parameters that describe the hydrological characteristics and processes within a watershed. For this reason, the model performance and accuracy are highly dependent on the parameters. However, model uncertainties caused by parameters with stochastic characteristics need to be considered. As a follow-up to the study conducted by Choi et al (2020), who developed a relatively simple semi-distributed hydrological model, we propose a tool to estimate the posterior distribution of model parameters using the Metropolis-Hastings algorithm, a type of Markov-Chain Monte Carlo technique, and analyze the uncertainty of model parameters and simulated stream flow. In addition, the uncertainty caused by the parameters of each version is investigated using the lumped and semi-distributed versions of the applied model to the Hapcheon Dam watershed. The results suggest that the uncertainty of the semi-distributed model parameters was relatively higher than that of the lumped model parameters because the spatial variability of input data such as geomorphological and hydrometeorological parameters was inherent to the posterior distribution of the semi-distributed model parameters. Meanwhile, no significant difference existed between the two models in terms of uncertainty of the simulation outputs. The statistical goodness of fit of the simulated stream flows against the observed stream flows showed satisfactory reliability in both the semi-distributed and the lumped models, but the seasonality of the stream flow was reproduced relatively better by the distributed model.

• 농업과학연구
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• 제45권3호
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• pp.521-532
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• 2018

In recent decades, the dry stream phenomena of small and medium sized rivers have been attracting much attention as an important social problem. To prevent dry stream phenomena, it is necessary to build an infrastructure that manages rivers. To accurately determine the progress of dry stream phenomena, it is necessary to continuously measure the discharge and other hydrological factors for small and medium sized rivers. However, until now, the flow data for small and medium rivers in Korea has been insufficient. To overcome the lack of supporting data for supporting rational decision-making in policy and project implementation, a short- and long-term hydrological model was developed that takes into consideration hydrological changes such as the increase of the impervious area due to urban development and groundwater pumping, the construction of a large-scale sewage treatment plant, the maintenance of stream-oriented rivers, etc. In the developed model, the distributed grid is represented by three layers: Surface flow, interflow, and groundwater flow. The surface flow and intermediate flow flowed along the flow direction, and the groundwater flow was calculated by a two-dimensional groundwater analysis model such that the outflow occurred in all directions without a specific flow direction. The effects of land use and cover on evapotranspiration and infiltration and the effects of multiple landscapes can be simulated in the developed model.

• 한국지리정보학회지
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• 제9권2호
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• pp.144-159
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• 2006

수문모형은 많은 물리적, 식생적, 기후적, 인위적 요소들의 결과로 기인하는 수문학적 특성을 나타내는 유역의 복잡한 시스템을 현실적으로 표현하는 도구로써 인식되어 왔다. 공간적으로 분포된 수문모형들은 1960년대 처음으로 개발되었으며, 수문학과 수자원관리 분야에서 원격탐사데이터와 지리정보시스템의 역할은 급속도록 증가하였다. 비록 원격탐사자료가 수문학분야에 실제 적용된 경우는 매우 적지만, 그 효용성은 크다고 할 수 있다. 수문 모델링과 모니터링분야에서 원격탐사자료를 이용함에 있어 가장 큰 장점 중의 하나는 시공간적인 정보를 지속적으로 생산할 수 있게 되었다는 점이다. 이와 같은 능력은 성공적인 모형의 분석과 예측, 검증을 위한 작업에 필수적이다. 본 연구는 준 분포형 수문학적 모형인 SLURP 모형을 경안천 유역을 대상으로 적용하였으며, MODIS 위성영상을 이용하여 제작한 엽면적지수(LAI), 정규식생지수(NDVI)를 수문모형의 입력자료로 활용하여 경안 수위표 지점에서 일 유출량 모의를 실시하였다. 또한, 각각의 원격탐사자료가 모의된 증발산량의 민감도에 어떤 영향을 미치는 가를 분석하였다.

• 한국습지학회지
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• 제21권1호
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• pp.1-8
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• 2019

본 연구에서는 다중최적화기법을 이용하여 2가지 수문학적 과정을 통하여 유출량을 산정하는 수문모형의 모형 최적화를 시도하였으며, 수문모형으로는 융설량과 유출량을 동시에 산정할 수 있는 분포형 수문모형인 HL-RDHM을 이용하였다. 대상유역으로는 융설량 자료를 수집할 수 있는 미국 콜로라도의 Durango River 유역을 선정하였다. 다중최적화기법으로는 MOSCEM을 활용하였으며, 융설과 관련된 매개변수 5개와 유출에 관련된 매개변수 13개를 선정하여 매개변수 보정과 수문모형 최적화를 시도하였다. 모형 최적화를 위해 2004 - 2005년의 자료가 활용되었고, 2001 - 2004년 자료를 이용하여 검증하였다. 융설량과 유출량을 동시에 최적화함으로써 RMSE 기준으로, 3개의 SNOTEL 지점에서 초기해에 의한 모의치 보다 7% - 40%까지 RMSE 오차를 줄일 수 있었고, 유출구의 USGS 관측점에서 초기해에 비해 약 40% 값이 개선됨을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.220-224
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• 2005

칼만필터 알고리즘을 분포형 유출모형에 적용하였다. 관측 유량과 상태변수인 유역내 저류량을 갱신하고자 Q-S curve를 도입하였고, 갱신된 저류량과 모형에 의해 모의된 저류량의 비율을 유역 내 각 지점의 수위에 적용하므로써 분포화 된 상태변수를 효율적으로 갱신하였다. 갱신된 상태변수와 상태변수 오차의 시간갱신은 몬테 카를로 시뮬레이션을 이용하여 모의하였다.

• Water Engineering Research
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• 제6권4호
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• pp.179-187
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• 2005

This paper introduces the Cheonggye-cheon restoration project. The restoration project aims to revive the 600-year-old city of Seoul by recovering the historical heritage, guaranteeing safety from the deteriorated covering structures, creating the environment-friendly space, and revitalizing the neglected city centers. In order to understand the current hydrological cycle of the Chenggye-cheon watershed, the annual water balance of the region was calculated using the observed data including precipitation, runoff, water supply and sewage, and the changes in the groundwater level. The $2001{\sim}2002$ data were used to calibrate the WEP, and the $2003{\sim}2004$ data were used to verify the WEP. The calibration and validation results for the flood hydrograph how a reasonable value (at Majanggyo station, the R2 for the calibration period was 0.9, and that for the validation period was 0.7). According to the annual water balance of the Cheonggye-cheon watershed for 2004, the amount of surface runoff, infiltration, and evapotranspiration was 1,097mm, 216mm and 382mm, respectively, for an annual precipitation of 1,499mm. The application results from WEP, a distributed hydrological model, provide more detailed information of the watershed, and the model will be useful for improving the hydrological cycle in urban watershed.

• 한국물환경학회지
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• 제27권5호
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• pp.587-596
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• 2011

The interest in hydrological modeling has increased significantly recently due to the necessity of watershed management, specifically in regards to lumped models, which are being prosperously utilized because of their relatively uncomplicated algorithms which require less simulation time. However, lumped models require empirical coefficients for hydrological analyses, which do not take into consideration the heterogeneity of site-specific characteristics. To overcome such obstacles, a distributed model was offered as an alternative and the number of researches related to watershed management and distributed models has been steadily increasing in the recent years. Thus, in this study, the feasibility of a grid-based rainfall-runoff model was reviewed using the flood runoff process in the Han River basin, including the ChungjuDam, HoengseongDam and SoyangDam watersheds. Hydrological parameters based on GIS/RS were extracted from basic GIS data such as DEM, land cover, soil map and rainfall depth. The accuracy of the runoff analysis for the model application was evaluated using EFF, NRMSE and QER. The calculation results showed that there was a good agreement with the observed data. Besides the ungauged spatial characteristics in the SoyangDam watershed, EFF showed a good result of 0.859.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.633-641
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• 2018

최근 들어 홍수와 가뭄과 같은 자연 재해의 위험이 증가하고 있다. 이러한 위험을 저감하기 위하여 신뢰할 수 있는 수문자료는 수자원 분석 및 수공구조물 설계에 있어 매우 중요하다. 한국의 중부에 위치한 용담 구량천 유역은 K-water와 UNESCO IHP의 연구유역으로써 신뢰 할 수 있는 강수량, 유출량, 증발산량 등의 수문자료를 제공하고 있다. 본 연구는 실측된 수문자료를 바탕으로 우리나라의 산지 유역의 유출 특성을 분석하기 위하여 용담 구량천 유역에서의 유출특성을 Probability Distributed Model을 적용하여 분석하였다. 분석 결과, 유역 유축을 홍수기(6월-9월), 평수기(10-5월)로 기간 분리하여 분석하는 것이 필요함을 확인하였다. 유역 유출비가 홍수기에는 0.27~0.41, 평수기에는 0.30~0.45의 분포를 나타내고 있다. Probability Distributed Model은 적용기간에 따라 차별화된 검정 매개변수를 제시하고 있다. 또한, 2015년 평수기를 제외하고 다른 기간은 유역의 유출을 모두 적합(Nash Surcliffe Efficiency >0.7)하게 모의하고 있어 모형의 적용성을 확인하였다. 본 연구는 Probability Distributed Model을 활용한 기간분리를 통한 소규모 산지 유역의 유출특성방법을 제시한다.

• 한국농공학회논문집
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• 제57권2호
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• pp.15-26
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• 2015

The purpose of this paper is to develop a software tool, PGA-CC (Projection of hydrology via Grid-based Assessment for Climate Change) to evaluate the present hydrologic cycle and the future watershed hydrology by climate change. PGA-CC is composed of grid-based input data pre-processing module, hydrologic cycle calculation module, output analysis module, and output data post-processing module. The grid-based hydrological model was coded by Fortran and compiled using Compaq Fortran 6.6c, and the Graphic User Interface was developed by using Visual C#. Other most elements viz. Table and Graph, and GIS functions were implemented by MapWindow. The applicability of PGA-CC was tested by assessing the future hydrology of South Korea by HadCM3 SRES B1 and A2 climate change scenarios. For the whole country, the tool successfully assessed the future hydrological components including input data and evapotranspiration, soil moisture, surface runoff, lateral flow, base flow etc. From the spatial outputs, we could understand the hydrological changes both seasonally and regionally.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권3D호
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• pp.431-436
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• 2008

최근, GIS기술의 급속한 발전에 따라 다양한 공간 수문 자료들이 속성정보와 결합되어 다루는 것이 가능해졌고, 집중형 유출모형보다 유역 유출량의 시 공간적인 변동을 고려할 수 있는 분포형유출 모형의 구축이 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 장기 유출량의 시공간적 분포를 파악할 수 있도록 지표 및 하도흐름해석에 물리적인 운동파(kinematic wave)이론에 근거한 분포형 강우-유출모형을 이용하였다. Hydro-BEAM모형을 근간으로 융설 적설과정 모듈을 추가로 개발하였고, 각종 수문매개변수를 DEM, 토지피복도, 토양도 등의 기본 GIS자료들로 부터 추출, 본 모형의 입력 자료로 사용하였다. 본 모형의 적용성 검증을 위해서 비교적 신뢰할만한 기상자료와 장기간의 수문자료를 보유하고 있는 일본의 쇼나이강 유역(532)을 대상으로 구축하였고, 수문곡선 비교 결과 비교적 재현성 높은 유출 결과를 모의할 수 있었다.