Assessment of streamflow variation considering long-term land-use change in a watershed

Joonwoo Noh,Yeonsu Kim,Wansik Yu,Jisoo Yu 충남대학교 농업과학연구소 2021 Korean Journal of Agricultural Science Vol.48 No.3

수치모형을 이용한 동화천 감세공 효과분석

노준우(Joonwoo Noh),이배성(Baesung Lee) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10

1차원 비정상 수질모형을 이용한 플러싱방류에 따른 수질개선 효과 분석

노준우(Noh Joonwoo),정성태(Jung Sungtae),조영현(Cho Younghyun),성영두(Sung Youngdu) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

소양강 댐 직하류 하천의 식생 영향에 의한 통수능 분석

노준우(Noh Joonwoo),신현호(Shin Hyunho),김호준(Kim Hojoon) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 B Vol.30 No.6B

최근, 하천변에 분포된 식생관리는 하천의 안정성 뿐만 아니라 하천복원을 위해서도 매우 중요하다. 통상 하천변에 분포된 식생에 의하여 수리학적 저항이 증가되고 통수능이 감소되어 제방 범람을 초래한다. 본 논문에서는 1차원 및 2차원 수리해석 모형을 활용하여 소양강 댐 하류하천을 대상으로 서로 상이한 식생분포에 해당하는 조도계수를 적용함으로써 식생에 의한 제방월류 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 3가지 상이한 조도계수 즉, 관목부, 교목부, 그리고 주수로 부로 구분하여 해당되는 조도계수를 현장측정을 통해 작성한 식생도를 바탕으로 모형에 반영하여 이들에 의한 영향을 고려하였다. 전체적으로 식생에 의하여 약 0.1 m - 0.7 m 수위가 상승하는 것으로 모의되었으며 월류에 취약한 제방의 경우 범람방지를 위해 적절한 대책이 필요한 것으로 분석되었다. Recently management of vegetation distributed in the watercourse is very important not only for safety but also for river restoration. In general, vegetations in the watercourse increase hydraulic resistance and accordingly decrease conveyance capacity which may yield levee overflow. This paper simulates water level rise using 1D and 2D hydro dynamic model to check the possibility of overflow in downstream of the Soyang Reservoir by assigning different roughness coefficient corresponding to different types of vegetation. In this study, 3 different vegetation types of tree, shrub, and main channel were considered and corresponding Manning's roughness coefficient n was assigned based on the vegetation map generated from the site investigation. As results, the water level raised about 0.1 to 0.7 m comparing with the case without considering vegetation and a proper measurements is necessary where overflow occurs due to low level levee.

저수지 운영모형과 연계한 일별 하천수질모의

노준우(Noh Joonwoo),김재희(Kim Jaehee),강신욱(Kang ShinUk),정성태(Jung Sungtae) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

Impacts of GIS data quality on determination of runoff and suspended sediments in the Imha watershed in Korea

Jeongkon Kim,Joonwoo Noh,Kyungho Son,Ikjae Kim 한국지질과학협의회 2012 Geosciences Journal Vol.16 No.2

Excessive soil loss during heavy rainfall results in serious turbid water problem in the reservoir. For the purpose of efficient turbid water management in the upland area of the Imha watershed in Korea, this study applied SWAT (Soil and Water Assessment Tools) for assessment of the soil erosion and attempted to evaluate the impact of GIS data on model response to test the model efficiency. First, the outputs of runoff and suspended sediment were investigated corresponding to the various DEM grid sizes (i.e., 30, 60, 90, 120, and 150 m). Further analysis was based on the 8 different scenarios combining with different scales of land use (i.e., 1:25,000 and 1:50,000) and soil type maps (i.e., 1:50,000 and 1:250,000) associated with two different DEM grid sizes. Statistical analysis of the simulated results revealed that model efficiency improved with 30 m resolution DEMs for estimation of runoff and suspended sediment. However, no significant improvement was expected associated with detailed scales of land cover and soil maps. The findings of this study will contribute to select the quality of GIS data, with no expense of the accuracy of model prediction to simulate runoff and suspended sediments

저수지 내 장기퇴사 및 배사효과 모의

노준우,이경수,허영택,김영성,Noh. Joonwoo,Lee. Kyungsu,Hur. Youngteck,Kim. Youngsung 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.4

본 연구에서는 파키스탄 파트린스 저수지를 대상으로 상류유입 유량, 유사 및 수문 운영에 따른 장기 퇴적양상을 EFDC 3차원 모형을 이용하여 모의하고 배사문 운영에 의한 배사효과를 분석하였다. 5년 동안 모의한 결과 플러싱을 실시하지 않은 경우 저수지 유심부의 퇴적이 약 10 m에 달하였으나 최대유량 직후 플러싱을 시행함으로써 배사문을 통한 퇴적토 배출이 가능함을 알 수 있었다. 플러싱을 시행하면 배사수로가 형성되고 형성된 수로를 따라서 배사가 활발히 이루어지는 것으로 모의되었고 이는 기존 저수지 배사의 물리적 특성을 잘 반영하는 것으로 판단된다. 모의결과로부터 취수구 전단부에서의 입도분포와 특정입경을 가지는 유사의 도달여부 등 다양한 정보를 얻을 수 있었으며 향후 저수지 운영에 필요한 기초자료로 활용도가 높을 것으로 기대된다. This paper presented long-term reservoir sedimentation in the Patrind Reservoir of Pakistan and evaluation of the sediment flushing based on the gate operation corresponding to the upstream discharge and sediment inflow using EFDC 3 dimensional hydrodynamic model. Simulated for five years, the invert level in the middle reach of the reservoir increased up to 10m without flushing, while 5 days flushing after the peak flow in each year contributes to release accumulated sediment through flushing gate. Sediment flushing occurs mainly through the channel formulated during flushing operation. From the results of EFDC simulation it is possible to estimate the fraction of the particle size distribution which exceed 0.2 mm deposited in front of the intake facility since it is known to result in significant turbine damage. The results of this study will contribute to establish a sound reservoir operation plan considering efficient sediment management.

Development of 1D finite volume model for discontinues flow simulation (K-River)

Jeong Anchul,An Hyunuk,Kim Yeonsu,Noh Joonwoo 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.10

국내의 하천에는 많은 수의 보가 설치되어 있으며, 이러한 특성은 국외에서는 흔하지 않은 편이다. 흐름이 보와 같은 구조물을 통과하는 경우에는 불연속 흐름이 발생하게 되며, 수치모의 측면에서는 흐름항과 생성항의 균형 등의 문제로 수치적 안정성에 많은 영향을 준다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 경험식이나 해석기법의 단순화 등에 의존해 왔으며, 최근에 들어서는 보다 정확한 수치해석기법을 이용하려는 연구가 꾸준히 수행 되고 있다. K-River는 국내의 하천 특성을 반영하고, 불연속 흐름을 보다 정확히 계산하기 위한 목적으로 개발되었다. K-River의 검증을 위하여 1) 하상융기가 존재하는 개수로 수치실험 모의, 2) 도수현상 실내실험 모의, 3) 실제 하천의 수문 사상 모의를 수행하였다. 모든 모의에서 해석해 및 관측치와 유사한 결과를 모의하여 K-River의 적용성을 검증하였다. There are a large number of weirs installed in rivers of Korea, and these characteristics are not common in other countries. When the flow passes through a structure such as a weir, discontinuous flow occurs. In terms of numerical simulation, it affects the numerical instability due to the balance between the flow term and the source term. In order to solve these problems, many researchers used empirical formulas or numerical scheme simplification. Recently, researches have been conducted to use more accurate numerical scheme. K-River was developed to reflect the characteristics of domestic rivers and calculate the discontinuous flow more accurately. For the verification of K-River, 1) numerical experiment simulations with a bump in the bed, 2) laboratory experiment of hydraulic jump simulation, 3) real river were performed. K-River verified its applicability by simulating results similar to the exact solution and observed value in all simulations.

SWAT-CUP을 이용한 SWAT 모형 검·보정 II: 모의 실행 및 반복 횟수에 따른 불확실성 분석

유지수,노준우,조영현,Yu, Jisoo,Noh, Joonwoo,Cho, Younghyun 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.5

본 연구에서는 SWAT-CUP 프로그램을 이용한 SWAT 모형 매개변수 검·보정 수행 시 적은 계산 소요시간으로 모의 성능을 극대화할 수 있는 매개변수 보정 방안을 결정하기 위해 모의 실행 횟수에 따라 Case1~3(250, 500, 1,000번) 및 Case4(초기 1,000번, 이후 500번)로 구분하고, 이들 모의의 반복에 따른 보정 결과를 비교하였다. 선정한 목적함수에 대하여 모의 성능을 평가한 결과 각 모의 수행의 4번째 반복 이후 Case2와 Case3의 목적함수가 같은 값(MNS 0.64)에 도달했으며, 8번째 이후부터는 Case1의 목적함수도 유사한 값에 도달하는 것을 확인하였다. 그러나 매개변수의 최종 산정 값은 Case1~3이 모두 상이하게 나타났으며, Case3과 Case4의 결과만 유사하게 수렴되는 것을 확인하였다. 이의 분석을 통해 보정 결과는 매개변수 값 산정을 위한 초기 모의 실행 횟수에 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 반면, 초기의 매개변수 변화 폭과는 다르게 이의 반복을 통한 SWAT 모의 수행 결과는 크게 달라지지 않았다. 이와 같은 결과를 종합하여 Case4와 같이 1,000번 이상의 충분한 모의 실행 횟수 설정 후 초기 1-2회 정도 반복 수행하고, 그 이후는 모의 횟수를 줄여서 반복하는 것을 가장 효율적인 SWAT-CUP을 이용한 SWAT 모형 검·보정 방안으로 제시할 수 있었다.

SWAT-CUP을 이용한 SWAT 모형 검·보정 I: 목적함수에 따른 불확실성 분석

유지수,노준우,조영현,Yu, Jisoo,Noh, Joonwoo,Cho, Younghyun 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.1

This study aims to quantify the uncertainty that can be induced by the objective function when calibrating SWAT parameters using SWAT-CUP. SWAT model was constructed to estimate runoff in Naesenong-cheon, which is the one of mid-watershed in Nakdong River basin, and then automatic calibration was performed using eight objective functions (R², bR², NS, MNS, KGE, PBIAS, RSR, and SSQR). The optimum parameter sets obtained from each objective function showed different ranges, and thus the corresponding hydrologic characteristics of simulated data were also derived differently. This is because each objective function is sensitive to specific hydrologic signatures and evaluates model performance in an unique way. In other words, one objective function might be sensitive to the residual of the extreme value, so that well produce the peak value, whereas ignores the average or low flow residuals. Therefore, the hydrological similarity between the simulated and measured values was evaluated in order to select the optimum objective function. The hydrologic signatures, which include not only the magnitude, but also the ratio of the inclining and declining time in hydrograph, were defined to consider the timing of the flow occurrence, the response of watershed, and the increasing and decreasing trend. The results of evaluation were quantified by scoring method, and hence the optimal objective functions for SWAT parameter calibration were determined as MNS (342.48) and SSQR (346.45) with the highest total scores.