• 제목/요약/키워드: mid-size watershed

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WEPP 모형을 이용한 밭포장과 밭유역의 토양 유실량 추정 (Applications of WEPP Model to a Plot and a Small Upland Watershed)

  • 강민구;박승우;손정호;강문성
    • 한국농공학회논문집
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    • 제46권1호
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    • pp.87-97
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    • 2004
  • The paper presents the results from the applications of the Water Erosion Prediction Project (WEPP) model to a single plot, and also a small watershed in the Mid Korean Peninsula which is comprised of hillslopes and channels along the water courses. Field monitoring was carried out to obtain total runoff, peak runoff and sediment yield data from research sites. For the plot of 0.63 ha in size, cultivated with com, the relative error of the simulated total runoff, peak runoff rates, and sediment yields using WEPP ranged from -16.6 to 22%, from -15.6 to 6.0%, and from 23.9 to 356.4% compared to the observed data, respectively. The relative errors for the upland watershed of 5.1 ha ranged from -0.7 to 11.1 % for the total runoff, from -6.6 to 35.0 % for the sediment yields. The simulation results seem to justify that WEPP is applicable to the Korean dry croplands if the parameters are correctly defined. The results from WEPP applications showed that the major source areas contributing sediment yield most are downstream parts of the watershed where runoff concentrated. It was suggested that cultural practice be managed in such a way that the soil surface could be fully covered by crop during rainy season to minimize sediment yield. And also, best management practices were recommended based on WEPP simulations.

공간확장자료를 이용한 지역빈도분석 : II. 미계측 유역의 홍수빈도 추론 (Regional frequency analysis using spatial data extension method : II .Flood frequency inference for ungaged watersheds)

  • 김남원;이정은;이정우;정용
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권5호
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    • pp.451-458
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    • 2016
  • 본 연구에서는 미계측유역에서의 빈도홍수량을 추정하기 위해 지역홍수빈도분석의 표준방법인 지수홍수법을 이용하였다. 이를 위해 충주댐 상류유역을 대상으로 공간확장한 22개 지점의 연최대홍수량 자료을 활용하였으며, 구축된 다지점의 자료계열을 이용하여 지수홍수법의 주요인자인 평균홍수량의 지역화 과정를 수행하였다. 지역화를 위한 방법으로는 홍수량과 유역면적과의 관계가 멱함수 법칙(power law)를 따른다는 이론에 근거한 경험관계를 유도하였다. 충주댐 상류유역 전체를 하나의 그룹, 3개의 중권역을 각각 하나의 그룹으로 구분하여 분석하였다. 도출된 결과에 따르면 평균홍수량과 유역면적과의 관계를 멱함수 법칙으로 설명할 수 있었다. 또한, 미계측 지점의 홍수량 추정시에는 가까운 계측지점 즉, 직상하류 유역의 비유량의 관계를 사용하는 것이 타당함을 증명하였다. 따라서, 미계측 유역을 위한 지역빈도해석은 지역홍수빈도해석 절차 자체도 중요하지만, 지역의 세밀한 구분과 그에 따른 지역화 경험관계 개발과정도 중요한 절차임을 확인할 수 있었다.

유전자알고리즘을 이용한 저수지(貯水池)의 방류량(放流量) 추정(推定) 프로그램 개발 연구 (A Study on Development of Program for Estimating Reservoirs Outflow using Genetic Algorithm)

  • 안상대;김원일;안병찬;안원식
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.153-159
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    • 2009
  • 본 연구에서 하천 홍수위 예측을 위해 미계측 유역내에 위한 저수지에서의 하천 방류를 추정하는 수문학적 저수지 추적 기법을 저수위 관측데이터와 여수로 게이트 개방 데이터를 토대로 저수지 방류량을 추정하는 알고리즘을 수립하고, 이를 반영한 유전자 알고리즘 기반의 프로토타입을 개발하여 유역매개변수를 실시간으로 자동보정할 수 있도록 하였다. 대상 유역과 저수지에서 기왕의 호우발생시의 관측 데이터를 적용하여 프로토타입에 적용성을 검토한 결과, 유의성이 있는 것으로 나타났다.

낙동·고령 중권역의 표층 퇴적물 입도 조성 및 유기물질 분포 특성 변화 (The Distribution Characteristics of Grain Size and Organic Matters of Surface Sediments from the Nakdong-Goryeong Mid-watershed)

  • 김신;안정민;김형근;권헌각;김경훈;신동석;양득석
    • 한국환경과학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.411-423
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    • 2018
  • To investigate the distribution characteristics of grain size and organic matter of surface sediments from the Nakdong-Goryeong Mid-watershed, surface sediments were collected and analyzed. The samples were collected from six sited at four different times between May 2013 and May 2014. The were analyzed for grain size, water content, ignition loss, chemical oxygen demand, total organic carbon and total nitrogen. The surface sediments were mainly composed of medium sand (mean 44.7%) and coarse sand (mean 32.8%) and became coarser in May 2014. Fine sediments at the site NG-2 were poorly sorted and positively skewed, and occur in a tributary environment that is relatively low-energy compared with the other sites. The water content at the studied sites (15.3 ~ 34.9%) averaged 20.25%, and ignition loss (0.4 ~ 5.8%) and total nitrogen (274 ~ 2493 mg/kg) averaged 1.33% and, 696 mg/kg, respectively. These values indicated that the sediments were not seriously contaminated when compared with the sediment pollution evaluation standard of the National Institute of Environmental Research. The chemical oxygen demand (mean 0.17%) was at the non-polluted level compared with United States Environmental Protection Agency sediment quality standards. The total organic carbon (mean 0.18%) at all sites except site NG-2 (lowest effect level) was the no effect level of the Ontario sediment quality guidelines. The COD/IL (0.02 ~ 0.20) and C/N (0.73 ~ 6.76) were less than 1 and 10, respectively. Organic matter in the study area produced naturally from aquatic organisms. Results of principal component analysis showed that fine sediments (very fine sand and silt) were significantly affected by organic matters (ignition loss, chemical oxygen demand, total organic carbon and total nitrogen). In addition, the highest organic matters content in the study area occurred at the site with the finest sediments (NG-2).

흑천수계의 어류상 및 군집분석 (Fish Fauna and Community Analysis in Heuck Stream Watershed)

  • 문운기;한정호;안광국
    • 생태와환경
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    • 제43권1호
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    • pp.69-81
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    • 2010
  • 흑천수계를 구성하는 흑천 6개의 본류 및 14개의 지류 하천을 대상으로 어류군집의 분포특성을 분석한 결과, 총 9과 26종의 서식이 확인되었으며, 이 중 Cyprinidae 어류가 15종으로 다양하게 분포하였다. 흑천수계에서 우점종은 갈겨니 (29%), 피라미 (22%), 버들치 (21%) 등의 순으로나타났다. 또한, 흑천 본류에서 이들 우점종의 분포특성은 최상류역은 버들치, 상류역은 갈겨니, 중-상류역은 갈겨니, 피라미, 중-하류역은 피라미에 의해 하천특성이 결정되는 것으로 나타났다. 서식이 확인된 어류 중 한국고유종은 한강납줄개 등 7과 13종 (50%)로 고유종의 구성비가 높게 나타나 한반도 평균적인 고유종 빈도인 23%에 비해 매우 높은 것으로 나타났다. 하천차수별 어류의 분포특정은 하천차수가 증가할수록 종수 및 개체수가 증가하는 것으로 경향을 보였는데 이는 하천크기의 영향보다는 지점간의 이격거리 및 지류하천의 지리적 위치에 따른 차이가 어류 분포에 있어서 더 많은 영향을 주는 것으로 사료되었다. 또한, 내성도 빛 트로픽 길드를 분석한 결과에서는 하천차수가 증가함에 따라 민감종 및 충식종은 다소 감소하는 경향을 보이는 것으로 분석되였으며, 내성종 빛 잡식종은 하천차수가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보이는 것으로 분석되었다. 특히, 민감종 및 충식종 비율이 50% 이상 되는 구간들이 많은 것으로 분석되어 혹천수계가 하천의 자연성 및 서식환경의 보존가치가 높은 수계로 사료된다.

공간확장자료를 이용한 지역빈도분석 : I. 지역홍수빈도분석의 실증적 검토 (Regional frequency analysis using spatial data extension method : I. An empirical investigation of regional flood frequency analysis)

  • 김남원;이정은;이정우;정용
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권5호
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    • pp.439-450
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    • 2016
  • 본 연구에서는 미계측유역에서의 수공구조물의 설계를 위한 홍수량을 추론하는데 있어, 공간자료 확장기법에 의해 모의된 다지점의 첨두홍수량 자료를 이용한 지역홍수빈도분석의 가능성을 검토하였다. 충주댐 상류유역을 대상으로 지역홍수빈도분석의 표준방법인 지수홍수법을 중심으로 공간확장 자료의 활용에 대한 타당성을 입증하고, 대상유역 내 22개 지점의 확장자료를 이용하여 지역홍수빈도분석을 수행하였다. 지역의 동질성 가정을 구체적으로 검토하기 위해 수문학적 개념의 누가유역과 독립적인 자체유역으로 구분하여 분석을 시도하였다. 자체유역에 대한 지역의 동질성 분석결과는 이질지역으로 평가되었으며, 이러한 가장 큰 원인은 강우의 공간적인 불균등한 분포에서 기인한 것으로 분석되었다. 지역확률분포형을 선정하기 위해 적합성척도와 Floodfreq (Cost action ES0901)에서 제시한 가중이동평균(WMA) 방법으로 검토한 결과, 홍수빈도해석에 널리 이용되는 GEV 분포가 적정 확률분포형으로 채택되었으며, 그에 따른 유역의 무차원 성장곡선(분위수)을 제시하였다. 본 연구는 미계측유역에 대한 빈도홍수량 추정을 위해 지역홍수빈도분석을 중심으로 국내 관측자료의 한계를 극복하기 위한 시도이다.

분포형 유출모형을 이용한 홍수유출해석 (Flood Runoff Analysis using a Distributed Rainfall Runoff Model)

  • 조홍제;조인률
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제31권2호
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    • pp.199-208
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    • 1998
  • 유역의 지형특성에 근거를 두고 유출기여면적의 변화를 고려한 분포형 모형인 TOPMODEL을 이용하여 홍수유출해석에 대한 적용성을 연구하였다. 건설교통부에서 설치운영중인 위천대표시험유역의 소유역인 동곡 및 고로지점을 분석대상유역으로 선정하였으며, 1/25,000 지형도를 이용하여 수치고도지도를 작성하였고 지형인자분석은 지리정보 시스템 도구인 Arc/Info를 이용하였다. 두 소유역의 지형상수가 서로 비슷하였고 각 연도별 동일호우사상에 대한 모형매개변수도 서로 유사한 특성을 나타내었다. TOPMODEL을 이용한 홍수유출에 대한 첨두유량의 모의 결과는 관측치와 비교할 때 그 재현성이 매우 우수하였다. 격자의 크기별로 유역을 분할하고 그에 따른 첨두유량과 발생시각의 변화를 동곡소유역은 100,120,240m, 고로유역은 120,200,360m 격자로서 분석한 결과 두 유역 모두 격자 크기의 증가에 따라 첨두유량은 증가하고 발생시각은 격자의 크기와 관계없이 일정한 것으로 나타났다.

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우리나라 다목적댐 인공호들의 규모에 따른 연별.계절별 수질변이 및 상.하류간 종적구배 특성 (Interannual and Seasonal Variations of Water Quality in Terms of Size Dimension on Multi-Purpose Korean Dam Reservoirs Along with the Characteristics of Longitudinal Gradients)

  • 한정호;이지연;안광국
    • 생태와환경
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    • 제43권2호
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    • pp.319-337
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    • 2010
  • 본 연구는 우리나라 인공호들에서 연별 계절별 수질변이 특성 및 상 하류 간 수질의 종적구배 특성을 파악하기 위해 2003~2007년의 자료(물환경정보시스템)의 월별, 연별, 공간별(유수대, 전이대, 정수대)의 수질자료를 비교 평가하였다. 10개의 물리적, 화학적, 생물적 수질 변수를 이용하였으며, 인공호들의 일반 수질 특성, 수리수문학적 수질 특성, 시간적 수질변이 특성, 공간적 수질 변이 특성을 분석하였다. 저수면적, 유역면적, 유입량, 방류량을 기준으로 9개의 인공호에 대하여 유사도 분석을 실시하였으며, 그 결과 대형인공호(충주호, 대청호, 소양호), 중형인공호(안동호, 용담호, 주암호, 합천호), 소형인공호(횡성호, 부안호)로 크게 3개 그룹으로 나누어졌고, 유역 크기별로 비슷한 수질 양상을 나타냈다. 홍수의 해(2003년)와 가뭄의 해(2005년)로 대별하여 수질 자료를 분석한 결과, pH, DO, BOD, SS, TN, TP, CHL, EC는 Rz에서 Lz으로 갈수록 값이 감소하였고, SD는 LZ으로 갈수록 값이 증가하였다. 이러한 결과는 인공호내의 영양물질과 부유물질의 침강작용 및 광제한으로 인한 CHL의 감소가 SD 값의 증가에 영향을 미친 것으로 사료되었다. 각 지점별 pH, DO, SS, SD, EC는 가뭄의 해인 2005년에 컸고, BOD, COD, TN, TP, CHL은 홍수의 해인 2003년에 높게 나타났다. 공간적인 수질분포 특성을 분석하기 위하여 9개 인공호의 Rz, Tz, Lz에서의 TN, TP, CHL, SD의 수치를 비교하였다. 그 결과, TN, TP, CHL은 Rz에서 Lz으로 갈수록 침강작용에 의해 그 값이 감소하였고, SD는 반대 양상을 보였다. TN과 TP 사이에서 상관 관계를 분석한 결과, 두 수질 변수 사이의 상관성은 유의하지 않은 것으로 나타났다. 대형 인공호의 CHL-SD 모델에서 Rz, Lz의 경우를 제외하고, TP-CHL, CHL-SD는 유의한 상관성이 있는 것으로 나타났으며, TP-CHL의 상관관계는 중형인공호의 Rz ($R^2$=0.2401, p<0.0001, N=239)에서 유의한 상관성을 보이는 것으로 나타났다. CHL-SD의 상관관계에서도 중형인공호가 가장 높게 나타났으나 TP-CHL의 상관관계와는 반대되는 역상관 관계를 나타냈다. 대청호, 안동호, 횡성호를 Rz, Tz, Lz에서 수질자료를 분석한 결과, 대청호에서 수질자료의 값이 구간별로 큰 변이성을 보이는 것으로 나타났는데, 이는 대청호가 대형인공호로서 구간 간 거리가 멀고, 수심이 깊어 Rz, Tz, Lz의 구간 간 특성이 뚜렷하게 구분된 것으로 사료되었다.

지형학적 인자에 따라 군집화된 중소규모유역의 합성단위도법 제시 (Estimation of Synthetic Unit Hydrograph by Cluster Analysis Using Geomorphic Characteristics of Mid-size Watershed)

  • 김진겸;김종민;강부식
    • 대한토목학회논문집
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    • 제36권3호
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    • pp.439-449
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    • 2016
  • 유역의 지형학적특성을 이용한 합성단위도법을 제시하였다. 합성단위도 산정을 위하여 19개 유역에 대하여 6개 지형학적 인자를 사용하였으며, 전체유역을 유역면적 $ 200km^2$을 기준으로 2개의 군집으로 분류하였다. 19개 유역을 대상으로 군집별로 표준화된 지형학적 인자와 유역별 대표단위도의 첨두비유량 및 첨두시간과의 회귀식을 제시하였으며, Nash와 Clark 단위도를 유도하였다. 합성단위도의 모의정확도 검증을 위해 추가적으로 선택한 6개 유역에서 2010-2011년에 발생한 145개 강우-유출사상에 적용하여 경험식을 사용한 Clark모형의 적용결과와 비교하였다. 검증결과 기존의 합성단위도법에 비해 높은 정확도를 나타내었으며, 이러한 결과는 미계측 유역에서의 적용 가능성을 보여주었다.

홍수피해 감소를 위한 지역규모 기상모델의 적용성 분석 (Analysis of Regional-Scale Weather Model Applicabilities for the Enforcement of Flood Risk Reduction)

  • 정용;백종진;최민하
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권5B호
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    • pp.267-272
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    • 2012
  • 기후변화로 증가하는 홍수피해를 대처하기 위해 여러 예측 방법들이 개발되고 있다. 홍수예측의 가장 핵심 요소는 홍수예측을 위한 수문모델의 입력자료로 사용하는 강우에 대한 정확하고 신속한 예측이다. 기존의 레이더 강우를 이용한 Nowcasting 보다 더 많은 대응시간을 확보할 수 있는 중소규모의 기후모델인 WRF(Weather Research Forecast)-ARW(Advanced Research WRF)를 소개하고, 이를 한반도 중부지방의 청미천 지역에 적용하려 한다. WRF-ARW의 적용기간은 2006년 7월 11일부터 7월 23일까지이며 이 결과를 청미천 유역에 있는 강우 관측소들(생극, 삼죽, 설성)의 실제 강우관측소의 관측 값과의 비교에 의해 이 강우 사상에 대해 Thomson scheme(미세물리)와 Kain-Frisch scheme(적운형 매개변수)의 조합이 청미천유역에서 가장 적합한 기후물리 조합이며 Mean Absolute Relative Error를 통해 세 개의 강우관측지점이 0.45 이상의 값을 나타내었다.