AWS 강우정보의 실시간 유량예측능력 평가

이병주,최재천,최영진,배덕효,Lee, Byong-Ju,Choi, Jae-Cheon,Choi, Young-Jean,Bae, Deg-Hyo 한국수자원학회 2012 한국수자원학회논문집 Vol.45 No.6

본 연구는 AWS 관측강우정보를 이용하여 실시간 유량예측을 수행할 경우 적용가능한 예측선행시간 및 정확도를 평가하고자 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 남한강 상류유역을 대상유역으로 선정하였으며 2006~2009 홍수기간에 대해 SURF 모형을 구축하였다. 관측유량 자료동화 수행 유무에 따른 모의유량은 관측유량을 잘 모의하며 유효성지수를 이용하여 자료동화 효과를 분석한 결과에서 충주댐 32.08%, 달천 51.53%, 횡성 39.70%, 여주 18.23%가 개선된 것으로 나타났다. 첨두유량 발생시간 이전 가상의 현재시점까지의 AWS 관측강우정보를 이용하여 유량예측 적용성을 평가한 결과 허용오차 20% 범위 내에서 첨두유량은 충주 11시간, 달천 2시간, 횡성 3시간, 여주 5시간, 유출용적은 충주 13시간, 달천 2시간, 횡성 4시간, 여주 9시간 이내에서 예측이 가능한 것으로 나타났다. 따라서 유역의 지체효과로 인해 관측강우만을 이용하여 적정 예측시간에 대해서 실시간 첨두유량 예측이 가능할 것으로 판단된다. The objective of this study is to evaluate the valid forecast lead time and the accuracy when AWS observed rainfall data are used for real-time river flow forecast. For this, Namhan river basin is selected as study area and SURF model is constructed during flood seasons in 2006~2009. The simulated flow with and without the assimilation of the observed flow data are well fitted. Effectiveness index (EI) is used to evaluate amount of improvement for the assimilation. EI at Chungju, Dalcheon, Hoengsung and Yeoju sites as evaluation points show 32.08%, 51.53%, 39.70% and 18.23% improved, respectively. In the results of the forecasted values using the limited observed rainfall data in each forecast time before peak flow occur, the peak flow under the 20% tolerance range of relative error at Chungju, Dalcheon, Hoengsung and Yeoju sites can be simulated in forecast time-11h, 2h, 3h and 5h and the flow volume in the same condition at those sites can be simulated in forecast time-13h, 2h, 4h and 9h, respectively. From this results, observed rainfall data can be used for real-time peak flow forecast because of basin lag time.

미계측유역에서의 유출모형 매개변수 추정을 위한 군집분석의 적용

이병주(Lee Byong Ju),정일원(Jung Il Won),배덕효(Bae Deg Hyo) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

강남지역 홍수영향예보를 위한 침수특성 분석

이병주(Byong-Ju Lee) 한국기상학회 2017 대기 Vol.27 No.2

TOPLATS 지표해석모형 기반의 고해상도 수문성분 평가

이병주(Byong-Ju Lee),최영진(Young-Jean Choi) 한국기상학회 2012 대기 Vol.22 No.3

SWAT 모형을 이용한 비점오염 물질의 공간적 특성 분석

이병주(Byong Ju Lee),김남원(Nam Won Kim),배덕효(Deg Hyo Bae) 대한토목학회 2007 대한토목학회 학술대회 Vol.2007 No.10

물수지와 에너지수지 해석에 따른 수문기상성분 평가

지희숙,이병주,남경엽,이철규,정현숙,Ji, Hee Sook,Lee, Byong Ju,Nam, Kyung Yeub,Lee, Chul Kyu,Jung, Hyun Sook 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.1

본 연구는 TOPLATS 지표해석모형의 물수지와 에너지수지 해석에 따른 수문기상성분 비교를 통해 그 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 대상지역은 낙동강유역을 선정하였으며 2003~2012년에 대해 1시간, 1 km의 고해상도 수문기상성분을 산출하였다. 안동댐과 합천댐유역의 관측 일/월단위 댐유입량과 모의유량 비교하여 두 유역의 모의치가 관측값과 유사함을 보였다. 또한 C3와 C4지점의 에너지성분에 대한 Diurnally 분석을 수행한 결과 에너지수지 해석에 따른 순복사량, 현열, 잠열의 일중 변화패턴이 물수지 결과에 비해 정확도가 높은 것으로 나타났다. 특히 C4지점의 순복사량과 잠열의 평균제곱근 오차는 각각 22.18 $W/m^2$와 7.27 $W/m^2$로 매우 낮게 나타났다. 여름철과 겨울철의 계절평균 토양수분과 증발산량은 각각 36.80%, 33.08%와 222.40 mm, 59.95 mm로 산정되었다. 이상의 결과로부터 고해상도의 수문기상성분 모의 시 에너지수지 해석방법을 이용하는 것이 더 합리적인 것으로 판단되며 본 연구 결과는 공간수문기상정보를 활용한 홍수 및 가뭄 등의 재해기상 감시 및 예측에 활용할 수 있을 것으로 판단된다. The objective of this study is to evaluate TOPLATS land surface model performance through comparison of results of water and energy balance analysis. The study area is selected Nakdong river basin and high resolution hydrometeorological components of which spatio-temporal resolution is 1 hr and 1 km are simulated during 2003 to 2013. The simulated daily and monthly depth of flows are well fitted with the observed one on Andong and Hapcheon dam basin. In results of diurnally analysis of energy components, change pattern throughout the day of net radiation, latent heat, sensible heat, and ground heat under energy balance analysis have higher accuracy than ones under water balance analysis at C3 and C4 sites. Especially, root mean square errors of net radiation and latent heat at C4 site are shown very low as 22.18 $W/m^2$ and 7.27 $W/m^2$, respectively. Mean soil moisture and evapotranspiration in summer and winter are simulated as 36.80%, 33.08% and 222.40 mm, 59.95 mm, respectively. From this result, when we need high resolution hydrometeorological components, energy balance analysis is more reasonable than water balance analysis. And this results will be used for monitor and forecast of weather disaster like flood and draught using spatial hydrometeorological information.

인공신경망을 이용한 최적 모의유량 산정에 관한 연구

이문환(Lee Moon Hwan),배덕효(Bae Deg Hyo),이병주(Lee Byong Ju),김광천(Kim Kwang Cheon) 대한토목학회 2009 대한토목학회 학술대회 Vol.2009 No.10

댐 유역 가뭄 관리를 위한 강수량 임계수준 결정에 관한 연구

이경도,손경환,이병주,Lee, Kyoung Do,Son, Kyung Hwan,Lee, Byong Ju 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.4

This study determined appropriate threshold level (cumulative period and percentage) of precipitation for drought management in dam basin. The 5 dam basins were selected, the daily dam storage level and daily precipitation data were collected. MAP (Mean Areal Precipitation was calculated by using Thiessen polygon method, and MAP were converted to accumulated values for 6 cumulative periods (30-, 60-, 90-, 180-, 270-, and 360-day). The correlation coefficient and ratio of variation coefficient between storage level and MAP for 6 cumulative periods were used to determine the appropriate cumulative period. Correlation of cumulative precipitation below 90-day was low, and that of 270-day was high. Correlation was high when the past precipitation during the flood period was included within the cumulative period. The ratio of variation coefficient was higher for the shorter cumulative period and lower for the longer in all dam, and that of 270-day precipitation was closed to 1.0 in every month. ROC (Receiver Operating Characteristics) analysis with TLWSA (Threshold Line of Water Supply Adjustment) was used to determine the percentage of precipitation shortages. It is showed that the percentage of 270-day cumulative precipitation on Boryung dam and other 4-dam were less than 90% and 80% as threshold level respectively, when the storage was below the attention level. The relationship between storage and percentage of dam outflow and precipitation were analyzed to evaluate the impact of artificial dam operations on drought analysis, and the magnitude of dam outflow caused uncertainty in the analysis between precipitation and storage data. It is concluded that threshold level should be considered for dam drought analysis using based on precipitation.

지표해석모형을 이용한 포화강우량 산정에 관한 연구

지희숙(Ji, Hee Sook),이병주(Lee, Byong Ju),남경엽(Nam, Kyung Yeub),최영진(Choi, Young Jean) 대한토목학회 2012 대한토목학회 학술대회 Vol.2012 No.10

공간모의유량을 이용한 갈수량 거동 특성에 관한 연구

김남원(Kim Nam Won),이병주(Lee Byong Ju),이정은(Lee Jeong Eun) 대한토목학회 2007 대한토목학회논문집 B Vol.27 No.4B

국내 중소하천의 경우 갈수기 관측유량의 부재로 인해 관측유량을 이용한 갈수량 분석은 상당히 어려운 실정이다. 따라서 본 연구에서는 준 분포형 강우-유출 모형인 SWAT을 이용하여 공간 모의유량을 생성하고 이를 이용하여 갈수량 산정 및 갈수량의 공간적 거동특성을 분석하고자 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 SWAT 모형을 충주댐 유역에 구축하여 충주댐 지점과 상류 수위관측소 지점에 대해 모의된 일유량과 유황을 관측치와 비교하였으며 모의결과의 정확성을 검증하였다. 평균 갈수량의 비유량을 분석한 결과 면적이 증가함에 따라 비유량이 대체로 증가하는 것으로 나타났으며 각 소유역의 경사 및 포화수리전도도와 연계하여 특성을 분석하였다. 또한 기존연구와의 비교를 통해 관측유량을 이용할 경우 갈수량이 과대 산정될 수 있음을 확인하였다. 이 방법은 미계측 지점의 갈수량 산정시 과거 면적 비유량법으로부터 산정한 갈수량에 비해 합리적인 결과를 제시할 뿐만 아니라 갈수량의 특성을 물리적으로 평가할 수 있을 것으로 판단된다. The drought flow analysis for small and medium sized river is very difficult because of the scarcity of drought flow observation data. This study concerns the generation of areal simulated flow from SWAT-the semi distributed hydrologic model, the estimation of drought flow and the analysis of its areal characteristics. The SWAT model is set up for the Chungju Dam basin and is verified by comparing the observation-simulation daily flow of Dam site with upper stream station. The specific flow rate of mean drought flow is increased with the area, which is identified from the slope of each subbasin and the areal characteristics of saturated hydraulic conductivity. It is also proved that the drought flow can be overestimated using observed flow data by comparing with previous results. This method can represent more reasonable drought flow than thereby areal-specific flow rate method. The physical characteristics of drought flow also can be evaluated by these results.