인공신경망과 TANK 모형의 결합을 통한 강우-유출 해석

김마가 ( Maga Kim ),최진용 ( Jin-yong Choi ) 한국농공학회 2023 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2023 No.0

유역 유출은 농업 수문계획 수립에서 중요한 요소로 홍수 조절, 수자원 보존, 수질 등 많은 부분에 영향을 미치며, 유역 내 수자원을 효율적으로 관리하기 위해 필수적인 역할을 한다. 유출은 강우에 따른 유역의 반응으로 발생하는데 유역의 지형, 식생, 토지이용, 기상인자, 수문인자 등 복잡한 관계에 따라 강우에 따른 유출은 비선형성, 불확실성을 지닌다. 이러한 비선형적 특성으로 인해 강우-유출의 물리적 현상을 수학적으로 표한하기가 어려우며, 매개변수 보정을 위해 많은 노력을 필요로 한다. 인공신경망 (Artificial Neural Network, ANN)은 자료를 기반으로 학습하는 모형으로 비선형적인 자연현상을 모의하기에 적합하다고 알려져 있다. 인공신경망 모형은 물리적 현상을 수학적으로 표현하지 않고, 자료를 기반으로 하여 접근이 용이하다는 장점이 있으나, 물리현상을 모형 내부에 반영하기가 어려우며 자료 품질에 따른 영향을 크게 받는다. 또한 입력자료의 구성에 따라 모형 성능에 차이가 있는데, 일 유출량 예측의 경우 선행 유출량이 중요한 역할을 하고 있어, 모형 성능을 높이기 위해서 선행 유출량이 중요한 역할을 한다. TANK 모형은 유역을 3~4개의 개념적인 탱크로 가정하고 매개변수를 최적화하여 강우-유출을 분석하는 개념모형이다. TANK 모형은 다른 강우-유출 모형에 비해 간단하고 더 적은 매개변수를 필요로 한다는 장점이 있으며, 필요한 입력자료와 매개변수가 적어 유역의 관측 자료가 부족한 경우에도 활용할 수 있다. 그러나 매개변수가 추정되지 않은 유역에 대해서는 모형의 신뢰도가 다소 낮으며 유역 특성에 맞추어 매개변수의 보정이 필요하다. TANK 모형은 물리적인 강우-유출 과정을 개념적으로 표현한 것으로 TANK 모형을 결과를 ANN 모형의 입력자료로 활용하여 강우에 대한 유역의 물리적 반응을 모형에 반영할 수 있으며, 입력자료 중 선행 유출량을 TANK 모형 산정 결과로 대체할 경우 선행 유출량 자료 없이 ANN 모형의 적용이 가능하다. 따라서 본 연구에서는 ANN과 수정 3단 TANK 모형을 결합하여 강우-유출 해석을 수행하고 모형 성능을 향상하고자 하였다. ANN 모형은 ReLU (Rectified Linear Unit) 함수를 활성화 함수로 하는 단순 신경망을 이용하였으며, 입력자료로 기상자료와 선행 유출량 자료를 활용하였다. 이때 선행 유출량 자료로 관측 유출량과 수정 3단 TANK에 의해 모의된 유출량을 활용하였으며, 그에 따른 모형의 성능을 비교하였다. 또한 TANK 모형에 의한 강우-유출해석 결과와 ANN-TANK 결합 모형에 의한 강우-유출 해석 결과를 비교 평가하였다.

단기 홍수 사상의 특성과 ReFH 강우유출모형 검정의 관계 - 증평 유역 -

Hyung Joon Chang,Hyosang Lee,Kazimierz Banasik,Pavol Miklanek 위기관리 이론과 실천 2015 Crisisonomy Vol.11 No.1

최근 급증하는 이상 기후 및 기후 변화의 영향 등으로 인하여 수자원관리의 어려움이 증대되고 있다. 유역의 수자원관리는 강우 유출모형의 적용을 바탕으로 하고 있으며, 개념적 강우 유출모형은 실무에 많이 적용되고 있다. 본 연구에서는 단기 홍수 수문사상의 특성이 강우유출모형의 매개변수 검정에 미치는 영향을 평가 한다. 대표적인 개념적 강우 유출모형(ReFH)을 한국의 증평 유역의 최근 10개 홍수사상(2000-2013년)에 적용하여 평가한다. 증평 유역의 단기 홍수 수문특성을 유출비, 첨두 강우-홍수량의 시간차 ,최대 강우 강도 등으로 평가했으며, 이러한 특성과 모형의 성능(NSE*) 및 매개변수의 검정치의 상관관계를 분석하였다. 분석결과, 사상의 양적 크기(첨두홍수량, 최대 강우 강도 등)가 증가 할수록 모의 성능이 개선되는 것으로 확인되었으나 선행 강우량은 뚜렷한 상관관계를 보이지 않고 있는 것으로 확인되었다. 또한 모형의 매개변수(Cmax)들은 홍수사상과 무관하게 일정한 값을 제시하여, 유역의 고유한 유출 특성을 잘 반영하고 있다고 판단된다. 본 연구 결과는 향후 강우 유출 모형의 지역화 연구 기초 자료로 활용될 수 있는 것으로 판단된다. Rainfall runoff models have been used as main tool for water management in the catchment. The majority of the practical models in water managements are a type of conceptual models. This study aim to define relationships between characteristics of short term flood events and calibration of the ReFH(Revitalized Flood Hydrograph model). Ten flood events of Jeungpyeong in the period of 2000 and 2013 are analyzed with model performances and characteristics of flood, such as the maximum rainfall intensity, runoff ratio, peak rainfall-flood time difference and etc. the. The results indicate that a larger quantitative magnitude of the event(flood peak, maximum rainfall intensity, etc.) better performance in calibration. However, prior rainfall to flood events does not show a clear correlation. The calibrated parameters of the model(i.e., Cmax,) of flood events are consistent, which reflect the unique characteristics of the watershed. The results of this study are used as a basis for future studies of regionalization of rainfall runoff model for Geum river region.

강우-유출 모형의 불확실성을 고려한 돌발홍수기준

이건행,김형수,김수전,김병식 한국습지학회 2010 한국습지학회지 Vol.12 No.3

돌발홍수는 짧은 지속기간, 급격한 경사와 불투수층에 대해 강한 강우로 인하여 피해를 유발하는 홍수를 말한다. 돌발홍수는 강우가 돌발홍수기준(Flash Flood Guidance)을 초과하는 경우에 발생하게 되며, 따라서 돌 발홍수기준을 정확히 산정하는 것이 돌발홍수예보의 정확성에 크게 기여한다. 즉, 강우-유출관계가 갖고 있는 불확실성(uncertainty)을 최소화 할수록 돌발홍수기준을 정확하게 산정할 수 있으며, 강우-유출 모형은 각각 고 유의 매개변수와 특성을 갖고 있으므로 어떠한 강우-유출 모형을 사용하여 강우-유출관계를 도출하느냐에 따라 불확실성의 정도가 크게 좌우된다. 본 연구에서는 4개의 강우-유출모형(HEC-HMS 모형, 저류함수모형, SSARR 모형 , TANK 모형)의 모의값에 Monte Carlo 모의 방법을 적용하여 95%신뢰수준에 대한 신뢰한계를 추정하여 제시하였다.

분포형 강우-유출 모형의 입력자료 해상도에 따른 유출변동 연구

정충길,문장원,이동률 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.9

최근 기후변화에 의한 기상이변이 발생하고 국지적 집중호우로 인한 홍수피해가 심각하게 증가하고 있다. 이러한 피해를 경감하기 위한 방법으로 정확한 홍수유출량 예측을 통한 홍수예경보 구축이 필요시 된다. 정확한 홍수유출량 예측을 위해 수문기상학적 요소와 특성인자들의 정확한 상호 연관성 규명과 공간적 변동성 해석은 강우-유출 모형에서 발생하는 불확실성을 감소시키는데 중요한 요소로 작용하게 된다. 본 연구에서는 정확한 홍수유출량을 산정하기 위한 강우-유출모형을 이용한 입력자료의 해상도에 따른 불확실성을 감소시키기 위해 강우격자 해상도와 지형인자 격자 해상도에 따라 강우-유출모형이 어떻게 반응하는지 분석하였다. 분포형 강우-유출 모형인 GRM 모형을 이용하여 내성천 및 감천 유역을 대상으로 이벤트를 산정하여 홍수유출 모의 및 검증을 실시하였다. GRM 모형 구성을 위한 입력자료(강우, DEM, 토지이용도, 토양도)의 해상도 격자크기는 500m 격자크기를 기본으로 각각 1 km, 2 km, 5 km, 10 km, 12 km 격자크기의 지형자료를 사용하여 유출모의를 실시하고 유출량 변화를 모의하였다. 입력자료별 모의결과로 DEM의 분석결과는 모든 시험유역에서 공통적으로 DEM의 격자크기가 증가할수록 첨두유량과 총유출량이 일정하게 감소하는 경향을 나타내고 있다. 나머지 입력자료로 토지이용 및 토양도에 격자크기에 따른 모의결과는 DEM과는 상반되게 일정한 경향성을 나타나지 않는 것으로 분석되었다. 특히 일정한 경향성이 나타나는 DEM의 분석결과는 DEM의 격자크기가 증가할수록 수평거리가 증가하여 경사도는 감소하는 특징으로 인해 나타나는 결과인 것으로 판단된다. Changes in climate have largely increased concentrated heavy rainfall, which in turn is causing enormous damages to humans and properties. Floods are one of the most deadly and damaging natural disasters known to mankind. The flood forecasting and warning system concentrates on reducing injuries, deaths, and property damage caused by floods. Therefore, the exact relationship and the spatial variability analysis of hydrometeorological elements and characteristic factors is critical elements to reduce the uncertainty in rainfall-runoff model. In this study, grid resolution depending on the topographic factor in rainfall-runoff models presents how to respond. semi-distribution of rainfall-runoff model using the model GRM simulated and calibrated rainfall-runoff in the Gamcheon and Naeseongcheon watershed. To run the GRM model, input grid data used rainfall (two event), DEM, landuse and soil. This study selected cell size of 500 m(basic), 1 km, 2 km, 5 km, 10 km and 12 km. According to the resolution of each grid, in order to compare simulation results, the runoff hydrograph has been made and the runoff has also been simulated. As a result, runoff volume and peak discharge which simulated cell size of DEM 500 m~12 km were continuously reduced. that results showed decrease tendency. However, input grid data except for DEM have not contributed increase or decrease runoff tendency. These results showed that the more increased cell size of DEM make the more decreased slope value because of the increased horizontal distance.

Estimation of optimal runoff hydrograph using radar rainfall ensemble and blending technique of rainfall-runoff models

Lee, Myungjin,Kang, Narae,Kim, Jongsung,Kim, Hung Soo 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.3

최근 기후변화로 인한 국지성 호우 및 태풍 피해가 자주 발생하고 있다. 이와 같은 피해를 저감하기 위해서는 정확한 강우의 예측과 홍수량 산정이 필요하다. 그러나 지점 및 레이더 강우 시 ․ 공간적 오차를 포함하고 있고, 유출 모형에 의한 유출수문곡선 역시 보정을 실시하더라도 관측유량과 오차를 가지고 있어 불확실성이 존재한다. 따라서 본 연구에서는 확률론적 강우 앙상블을 생성하여 강우의 불확실성을 확인하였다. 또한 유출 결과를 통해 수문 모형의 불확실성을 확인하였고, 블랜딩 기법을 이용하여 하나의 통합된 유출 수문곡선을 제시하였다. 생성된 강우앙상블은 강우강도 및 지형적인 영향으로 레이더가 과소 관측이 될 때, 강우 앙상블의 불확실성이 큰 것을 확인하였고, 블랜딩 기법을 적용하여 산정된 최적 유출 수문곡선은 유출모형의 불확실성을 크게 줄이는 것으로 나타났다. 본 연구 결과를 활용한다면, 정확한 홍수량 산정 및 예측을 통해 집중호우로 인한 피해를 줄일 수 있을 것으로 판단된다. Recently, the flood damage by the localized heavy rainfall and typhoon have been frequently occurred due to the climate change. Accurate rainfall forecasting and flood runoff estimates are needed to reduce such damages. However, the uncertainties are involved in guage rainfall, radar rainfall, and the estimated runoff hydrograph from rainfall-runoff models. Therefore, the purpose of this study is to identify the uncertainty of rainfall by generating a probabilistic radar rainfall ensemble and confirm the uncertainties of hydrological models through the analysis of the simulated runoffs from the models. The blending technique is used to estimate a single integrated or an optimal runoff hydrograph by the simulated runoffs from multi rainfall-runoff models. The radar ensemble is underestimated due to the influence of rainfall intensity and topography and the uncertainty of the rainfall ensemble is large. From the study, it will be helpful to estimate and predict the accurate runoff to prepare for the disaster caused by heavy rainfall.

지상강우와 레이더강우를 이용한 남강댐유역 분포형 유출해석

안소라 ( So Ra Ahn ),하림 ( Rim Ha ),임혁진 ( Hyuk Jin Lim ),한명선 ( Myoung Sun Han ),김성준 ( Soeng Joon Kim ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-

본 연구에서는 2012년 강우 및 태풍사상에 대하여 레이더 강우자료와 지점 강우자료를 비교분석하고, 이를 격자기반 분포형 강우-유출모형인 KIMSTORM(Grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model)에 적용하여 유역 내에의 홍수진행상황을 공간적으로 파악하고 레이더 강우의 활용성을 분석하였다. 낙동강 비슬산 이중편파 강우레이더에 의해 관측되는 반경 100 km 내에 포함되는 남강댐 유역을 대상유역으로 선정하였으며, 4개의 강우 이벤트(카눈, 집중호우, 볼라벤, 산바)에 대하여 한강홍수통제소로부터 보정된 레이더 강우자료를 제공받아 사용하였다. 레이더 강우를 분포형 모형에 적용하기 위해 LCC(Lambert Conformal Conic Projection) 좌표를 Bessel TM(Transverse Mercator) 좌표체계로 투영하고, 1시간 단위, 500 m 격자로 재구축하여 준비하였다. 먼저 레이더 강우와 지점 강우를 비교분석한 결과, 유출량산정 지점별 면적평균 강우량은 대체적으로 레이더가 지점 강우보다 더 낮은 값으로 예측되었지만, 강우의 패턴은 상당히 일치하는 것으로 나타났으며, 평균 R²는 0.97, 편차가 0.84로 매우 우수하게 분석되었다. 공간분포를 비교한 결과 특히 집중호우의 경우 실제 유역에 지점 관측소의 부재로 인해 남강댐을 통과하는 호우를 레이더는 잘 나타내고 있지만 지점 강우는 잘 재현하지 못하였다. 이후 분포형 유출해석을 위해 KIMSTORM을 이용하였으며, 지형 자료로 DEM, 흐름방향도, 토지피복도, 유효토심도, 토양종류도, 유역경계를 준비하고 5개의 유역(AU, SC, SA, CC, NR)으로 분할하였다. 최종적으로 격자크기 500×500m 해상도의 156행×137열의 총 21,372개의 셀로 모형을 구축하였다. 지점강우를 이용하여 모형의 보정을 수행하였으며, 상류부터 안의(AU), 산청(SC), 신안(SA), 창촌(CC), 유역 출구점인 남강 댐방수로 지점(NR)의 유량자료를 비교한 결과 R², ME, VCI의 평균은 각각 0.85, 0.78, 1.09 %로 모의유량이 관측유량을 잘 재현하였다. 첨두유량도 비교적 잘 모의하였으며, 유출용적편차가 10% 이내로 분석되었다. 레이더와 지점 강우를 분포형 모형에 적용하여 유출을 비교분석한 결과 평균 R²는 0.85로 같은 값을 보였고, ME는 레이더와 지점 강우 각각 0.79, 0.78로 레이더가 우수한 결과로 나타났다. 유출용적오차는 레이더가 4 %, 지점 강우가 9 %로 유출해석에 있어 레이더의 활용성이 매우 우수한 것으로 분석되었다.

모의조건에 따른 홍수 유출자료의 공간적 확장 영향분석

김남원,정용,이정은 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.6

The effects of initial conditions and input values of the rainfall-runoff model were studied in the applications of a lumped concept model for flood event data extension. For the initial conditions of the rainfall-runoff model, baseflow effects and spatial distributions of saturation points (Rsa) for the storage function methods (SFM) were analyzed. In addition, researches on the effects of rainfall data conditions as input values for the rainfall-runoff model were performed. The Chungju Damwatershed was selected and divided into 3 catchments including smaller size of 22 sub-catchments. The observed discharge and inflow amounts at Yeongwol 1, Chungju Dam, and Yeongwol 2 water level stations were individually operated as criteria for flood data extension in 30 flood events from 1993 to 2009. Direct and base flow were distinguished from a stream flow. In order to test capability of flood data extension, obtained base flow was applied to the rainfall-runoff model for three water level stations. When base flowwas adopted in the model, the Nash- Sutcliffe Efficiency(NSE) was increased. The numbers of over satisfaction for model performance (>0.5) were increased over 10%. Saturation points (Rsa) which strongly influence the runoff amount when rainfall starts were optimized based on the runoff amount at three water level stations. The sizes of saturation points for three locations were similar which means saturation point size is not depending on the runoff amount. The effects of rainfall information for flood runoff were tested at 2002ev1 and 2008ev1. When increased the amount of rainfall information, the runoff simulations were closer to the simulations with full of rainfall information. However, the size of improvement was not substantial on rainfall-runoff simulations in terms of the size of total amount of rainfall. 일괄형1) 수문모형(Lumped Model)을 활용한 홍수 유출자료의 공간확장에 영향을 미치는 강우-유출모형의 초기조건과 입력자료의 영향에 대해 연구하였다. 강우-유출모형의 초기조건으로는 기저유량 정보의 모형모의에 대한 영향과 저류함수법의 포화우량(Rsa)의 공간분포에 대한 분석을 실시하였으며, 강우-유출모형의 입력자료로서 강우정보의 영향을 자료의 유무에 관련한 과거자료의 조건을 중심으로 그 영향을 분석하였다. 이를 위해 충주댐유역을 선정하였으며, 충주댐 유역을 대규모유역으로 정하고 이를 기준으로 3개 중규모유역과 22개의 소유역으로 구분하였다. 영월1, 충주댐, 영월2의 수위관측소를 70년대 수문자료 유무에 따라 중심 수위관측소로 선정하였으며 이들을 개별적 중심축으로 삼고 1993년부터 2009년까지 30개의 홍수사상을 이용해 홍수유출자료 확장의 특성을 분석하였다. 관측유출을 직접유출과 기저유출로 분류하고 산정된 기저유출을 강우-유출모의에적용하였다. 기저유출의 적용 유무조건하에서 세 곳의 수위관측소를 중심으로각각의 자료 확장성을 파악하였다. 기저유출을 고려한 모델 모의시 Nash-Sutcliffe Efficiency (NSE) 값은 모델 모의 만족범위를 넘어서는 사상이 10% 이상 증가되었다. 강우에 대한초기유출의양을 결정하는포화우량(Rsa)의 분포는 세 곳수위관측소의 유량값을 중심으로중권역의 포화우량(Rsa)을 최적화 하는 경우, 중권역의 최적화된포화우량(Rsa) 값은 큰차이를보이지않으며포화우량(Rsa) 분포가강우사상과 유출량의크기분포에큰 영향을 받지 않았다. 홍수 유출자료의강수자료 영향은 30개의 홍수사상 자료에서 자료의 이상치를제외한 17개홍수사상을 이용해 검증하였으며 강우자료가 많아질수록 오차 범위가 줄어듦을 보였다. 하지만, 전체 홍수사상의 규모에 비해 그 영향이 크지 않는 것으로 파악되었다.

분포형 강우유출모형 KIMSTORM을 이용한 침수실적자료와의 비교를 통한 레이더강우의 효용성 연구

안소라,정충길,김성준 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.11

본 연구의 목적은 이중편파 레이더 강우자료와 격자기반 분포형 강우-유출 모형인 KIMSTORM (KIneMatic wave STOrm Runoff Model)을 이용하여 유출해석을 수행하고, 침수실적자료와의 비교를 통해 레이더 강우자료의 효용성을 검토하는데 있다. 남강댐 유역(2,293 km²)을 대상으로, 2012년 4개의 강우 이벤트(집중호우, 카눈, 볼라벤, 산바)에 대하여 비슬산 레이더 강우자료를 사용하였다. 분포형 모형은 28개 지점 강우와 레이더 강우를 이용하여 보정되었으며, R² (coefficient of determination), ME(model efficiency), VCI (volume conservation index)를 이용하여 적용성을 평가하였다. 모형의 보정결과, R², ME, VCI의 평균이 지점강우 를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 1.09, 레이더 강우를 이용한 경우 각각 0.85, 0.78, 0.96의 결과를 보였다. 태풍 산바에 의한 하천범람 침수실적자료의 두 침수지역(신연지구와 문대/신기지구)과 레이더와 지상강우에 의한 유출분석 결과를 비교하였다. 신연지구와 문대/신기지구 두 침수지역에서 레이더강우가 지상강우보다 더 많은 지역강우를 발생시켜 지표유출량을 더 크게 모의하는 것을 확인할 수 있었다. 특히 수위관측소가 존재하는 문대/신기지구의 경우, 지점강우보다 레이더 강우가 침수지역내 수위관측소의 실제 첨두유량에 가깝게 모의하였으며, 하천수위도 0.72 m 높게 모의하였다. The purpose of this study is to explore the effectiveness of dual-polarization radar rainfall by comapring with the flood inundation record map through KIMSTORM (Grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model). For Namgang dam (2,293km²) watershed, the Bisl dual-polarization radar data for 3 typhoons (Khanun, Bolaven, Sanba) and 1 heavy rain event in 2012 were prepared. For both 28 ground rainfall data and radar rainfall data, the model was calibrated using observed discharge data at 5 stations with R², Nash and Sutcliffe Model Efficiency (ME) and Volume Conservation Index (VCI). The calibration results of R², ME and VCI were 0.85, 0.78 and 1.09 for ground rainfall and 0.85, 0.79, and 1.04 for radar rainfall respectively. The flood inundation record areas (SY and MD/SG district) by typhoon Sanba were compared with the distributed modeling results. The spatial distribution by radar rainfall produced more surface runoff from the watershed and simulated higher stream discharge than the ground rainfall condition in both SY and MD/SG district. In case of MD/SG district, the stream water level by radar rainfall near the flood inundation area showed 0.72 m higher than the water level by ground rainfall.

토양저류함수 모형을 이용한 개념적 강우 유출모형의 장기 유출 모의 적용성 평가

장형준,이효상 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.4

금강유역의 특성인자 기반의 유역그룹과 토양저류함수모형기반의 개념적 강우유출모형의 적용관계를 평가하였다. 3개의 유역 그룹은금강 22개 계측 유역의 주요 유역특성인자(면적, 경사도, SCS-CN)의 수문학적 거리산정방법으로 산정하였다. 개념적 강우유출모형은3개의 토양저류 함수 모형(확률분포모형(PDM), 유역습윤지수 모형(CWI), 수정팬맨 모형(MP))과 3개의 개념적 유역유출모형(2선형저류지 유출 모형(2PAR), 표면하 흐름을 고려한 2선형저류지 모형(2PMP), 3선형저류지 모형(3PAR)의 조합형으로 9개의 모형을 적용하였다. 대상 모형은 2006년~2012년의 기간, 2001-2005년의 기간의 일자료를 대상으로 각각 검정(Monte Carlo method-Uniform Random Sampling) 및 검증을 수행하였다. 모형의 성능은 Nash Sutcliffe Efficiency 목적함수로 평가하였다. 금강의 유역그룹과 토양저류함수모형의 모형성능과의 뚜렷한 상관성을 확인할 수 없다. 따라서 금강유역을 단일 유역그룹으로 적용할 수 있음을 제시하였다. 검정/검증 성능 및 검정매개변수의 개수를 바탕으로 한 적용성 평가 결과에서 확률분포모형(PDM)이 금강 22개 유역에 대하여 전반적으로 적용성이 우수함을 확인하였다. 따라서 확률분포모형(PDM)과 2선형 저류지 유출 모형(2PAR)을 금강 강우유출모형개발을 위한기본모형으로 제시하고, 향후 이를 바탕으로 금강유역의 바탕으로 금강유역의 대표 강우유출모형을 개발 하고자 한다. This study assesses a relationship between catchment groups and model performance of nine Conceptual Rainfall Runoff models at 22 Guem river sub catchments. Three catchment groups (H1, H2 and H3) are derived from Hydrological distance measuring based on three catchment characteristics (i.e. Area, slope and SCS-CN). 9 CRR models, which are combined from 3 Soil Moisture Accounting models (Probability Distributed Model, Catchment Wetness Index model, Modified Penman type model) and 3 Routing models (2- conceptual reservoirs in parallel, 2-conceptual reservoirs in parallel with Macro-pre Approach, 3-conceptual reservoirs in parallel) in Rainfall-Runoff Modeling Toolkit. The models are calibrated and validated in the period of 2006-2012 and 2001-2005 respectively. The model performance in Nash Surcliffe Efficiency is compared in terms of model structures and catchment groups. The results show that there is no significant relationship between catchment groups and model structures and suggest one group for Guem river region. However, PDM-SMA Models show generally good performances in calibration, validation and Number of calibrated model parameters. PDM with 2PAR model is recommended as a rainfall runoff model for Guem river region.

An Assessment of Continuous Streamflow Simulation at Imjin River Shared by South and North Korea

Moo-Kyeong Lee,Hyo-Sang Lee,Suk-Hwan Jang,Jae-Kyoung Lee 위기관리 이론과 실천 2017 Crisisonomy Vol.13 No.7

임진강은 북한과 남한이 공유하고 있는 하천으로 북에서 남으로 흐르는 하천이다. 상류유인인 북한의 신뢰할 수 있는 관측 유량은 남한 지역의 수자원관리에 필수적이다. 그러나 이러한 수문자료는 정치적인상황 등으로 공유되지 않고 있으며, 남한지역의 홍수 및 가뭄관리에 어려움이 증대되고있다. 본 연구는 개념적 강우-유출 모형인 Probability Distributed Model (PDM)을 임진교 유역에 적용, 대상 유역의 장기 유출량(2001~2015년)을 모의하며, 황강댐 개발에 따른 대상 유역의 영향을 평가한다. 대상 유역은 2007년 말 임진강 상류 북한 지역의 황감댐 건설 이후 유출량 감소 및 유출 특성의 변화를 보이고 있다. 또한 2011~2015년의 유역 유출 모의 결과, 관측 유량이 모의 유량보다 8% 작게 관측되며, 이는 상류에 위치한 댐의 저류에 의한 영향으로 판단할 수 있다. 향후 북한 지역 유역의 자료를 추가 확보하여, 본 연구의 성과를 검증하며, 유량 산정의 신뢰성을 확보하고자 한다. Imjin River is shared by North and South Korea. As Imjin river flows from North Korea to South Korea, reliable estimates on the observational flow of the North Korean catchment are essential for water resource management in South Korea. Since such hydrological information is not shared with South Korea, there is an increasing risk of failure in flood and drought prevention in South Korea. This study simulates a long-term continuous streamflow at Imjingyo catchment, one of the upstream catchments of Imjin river. It also estimates the effect of Hwanggang dam in North Korea on the South Korean catchment in Imjin River. A Probability Distributed Model (PDM), which is a conceptual rainfall-runoff model, is applied to hydrological data from 1998-2015 at Imjinkyo catchment. The model estimates 8% reduction in streamflow in 2011-2015, which may result from the changes in runoff characteristics after the construction of Hwanggang dam. Further study should focus on validating the results of this study and obtaining the reliability of its runoff estimation using additional data on the North Korean catchment.