분포형 FLO-2D 수문모형에서 초기토양함수가 유출결과에 미치는 영향

이길하,Lee, Khil-Ha 한국환경과학회 2021 한국환경과학회지 Vol.30 No.8

Soil water enters the atmosphere via evapotranspiration, where it transforms into atmospheric water vapor and plays important role in the surface-atmosphere energy exchange. Soil conditions have a direct influence on the effective rainfall, and initial soil moisture conditions are important for quantitatively evaluating the effective rainfall in a watershed. To examine the sensitivity of the initial saturation to hydrologic outflow, a two-dimensional distributed FLO-2D hydrologic model was applied to a small watershed. The initial saturation was set to 0.3, 0.5, and 0.7 and the obtained results were compared. The Green-ampt model was chosen to calculate the penetration loss. Depending on the initial soil moisture, the peak flow rate varied by up to 60%, and the total water volume in the watershed by approximately 40%.

지구기후모형 기온변화에 따른 미래 하천생태환경에서의 수온 예측

이길하 ( Khil Ha Lee ) 한국환경과학회 2016 한국환경과학회지 Vol.25 No.6

To project the effects of climate-induced change on aquatic environments, it is necessary to determine the thermal constraints affecting different fish species and to acquire time series of the current and projected water temperature (WT). Assuming that a nonlinear regression between the WT at individual stations and the ambient air temperature (AT) at nearby weather stations could represent the best relationship of air-water temperature, This study estimates future WT using a general circulation model (GCM). In addition, assuming that the grid-averaged observations of AT correspond to the AT output from GCM simulation, this study constructed a regression curve between the observations of the local WT and the concurrent GCM-simulated surface AT. Because of its low spatial resolution, downscaling is unavoidable. The projected WT under global warming scenario A2 (B2) shows an increase of about 1.6 (0.9 ) for the period 2080-2100. The maximum/minimum WT shows an amount of change similar to that of the mean values. This study will provide guidelines for decision-makers and engineers in climate-induced river environment and ecosystem management.

유역 내 강우관측소의 공간분포 특성을 고려한 레이더 강우추정에 관한 연구

이길하(Khil-Ha Lee),김태국(Tae-Kook Kim),고익환(Ick-Hwan Ko),김우구(Woo-Koo Kim) 대한토목학회 2005 대한토목학회 학술대회 Vol.2005 No.10

우리나라 연안의 팬증발량 변화 양상 분석

이길하(Lee, Khil-Ha),오남선(Oh, Nam-Sun),정신택(Jeong, Shin-Taek) 한국해안해양공학회 2007 한국해안해양공학회 논문집 Vol.19 No.3

장기간에 걸친 증발량의 변화는 지표-대기간의 수문반응을 변화시키고, 농작물의 경작에도 영향을 미치며, 해안지방에서는 하천유입량 등의 변화로 생태계의 변화를 가져올 수 있다. 최근의 기후 상승에 따라 실제 증발량이 증가할 것으로 판단되나, 외국의 다양한 연구는 남반구와 북반구에 걸쳐 팬증발량이 감소하는 추세를 보여주었다. 이러한 현상은 기후 변화와 어느 정도 관련이 있을 가능성이 충분히 있으므로 외국의 연구 결과에 부응하여 우리나라에서도 팬증발량이 감소하는 추세를 보여 왔는가를 확인할 필요가 있다. 이 연구에서는 우리나라 14개 지점에서의 1970년도부터 2000년도까지의 증발량 관측치를 선정하여 심도있게 분석하였으며, 우리나라 해안지역과 내륙지역의 팬증발량 변화를 비교하였다. 증발량 1차 추세선 분석 결과 14개의 지점 중 청주, 여수, 진주를 제외한 11개 지점이 감소하는 추세를 보여주었다. 14개 지점의 총 평균에서는 연간 1.6 mm/yr 감소하는 추세를 보여주었으며, 이는 전체 자료의 기간인 30년 동안 연평균 팬증발량 약 50 mm의 감소한 것이다. 연평균증발 산량의 값은 내륙지역에 비하여 해안지역에서 10% 가량 큰 값을 보이는 것으로 나타났으며, 증발산량의 연변화량은 내륙지방의 연간 -0.82 mm/yr에 비하여 해안지방에서 연간 -2.46 mm/yr으로 훨씬 빠르게 감소하는 경향을 보였다. Mann-Kendall trend test 결과는 95% 유의수준 내에서 4개 지점이 감소를 보여주며 10개 지점은 95% 유의수준 내에서 변하지 않는 것으로 나타났다. 그러나 전 지역에 대한 평균값은 감소추세를 보이는 것으로 나타났다. 이 결과는 외국의 기존 연구 결과와 일치하는 것으로 앞으로 우리나라 기후변화에 따른 다양한 연구에 기여할 것으로 기대한다. A long-term change in the evaporation rate have an influence on the hydrologic processes at the interface between the land surface-air and crop yield. Several previous studies have reported declines in pan evaporation rate, while actual evaporation rate is expected to increase due to anthropogenic global change in the future. The decreasing trend of pan evaporation rate might be involved with global warming and accordingly the trend of annual pan evaporation rate also needs to be checked here in Korea. In this study, 14 points of pan evaporation observation are intensively studied to investigate the trend of pan evaporation for the time period of 1970-2000. Annual pan evaporation is decreasing at the rate of 1.6mm/yr, which corresponds to approximately 50mm for 30 years. Annual pan evaporation rate is larger by ∼10% at the coastal area and decreasing rate is faster as -2.46 mm/yr per year, while that is -0.82 mm/yr per year at the in-land area. The results of the Mann-Kendall trend test shows 4 points are decreasing and 10 points are unchanged with 95% confidence interval. But national annual average values show the decreasing trend of pan evaporation rate as a whole, which corresponds to general trend all over the world. This study will contribute to a variety of studies on water resources, hydrology, agricultural engineering, meteorology, and coastal engineering in association with future global climate change.

연안 해역의 미래 기온변화 예측을 위한 GCM 자료 Downscaling 기법의 신뢰수준 분석

이길하(Lee, Khil-Ha),조홍연(Cho, Hong-Yeon),조범준(Cho, Beom-Jun) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.1

미래 연안 생태환경변화 예측을 위한 기후변화에 따른 수온변화 예측이 필요하며, 연안 수온변화는 GCM 자료에서 제공하는 미래 기온변화 예측자료를 국지적인 기온자료로 Downscaling 기법을 적용하여 사용할 수 있다. 본 연구에서는 선형회귀분석기법을 이용하여 2000년~2005년 우리나라 평균기온자료를 연안해역의 국지적인 기온자료로 Downscaling 하는 방법을 제안하고, 제안한 방법의 검증을 수행하였다. Downscaling 방법의 보정과정에서의 RMS오차 평균은 1.584정도이며, 2006년~2007년 자료를 이용한 검정과정에서의 RMS 오차 평균은 1.675, 1.448 정도로 추정오차는 보정과정에서의 오차수준을 유지하고 있는 것으로 파악되었다. 또한, NSC 값도 보정과정에서는 0.962, 2006년~2007년 자료를 이용한 검정과정에서는 0.955, 0.963으로 보정과정에서의 일치수준을 유지하고 있는 것으로 파악되어 선형회귀분석 기법을 이용한 우리나라 연안의 국지적인 기온은 RMS 오차 1.0~2.0?C 수준으로 전국 평균기온을 이용하여 추정할 수 있다. Future impact of anthropogenic climate-induced change on ecological regime has been an issue and information on water temperature is required for estimating coastal aquatic environment. One way to induce water temperature is to relate water temperature to air temperature and GCM is able to provide future air temperature data to do this. However, GCM data of low spatial resolution doesn't incorporate local or sitespecific air temperature in need of application, and downscaling processes are essential. In this study, a linear regression is used to relate nationally averaged air temperature to local area for the time period of 2000-2005. The RMSE for calibration (2000-2005) is 1.584, while the RMSE for validation is 1.675 for the year 2006 and 1.448 for the year 2007. The NSC for calibration (2000-2005) is 0.962, while the NSC for validation is 0.955 for the year 2006 and 0.963 for the year 2007. The results show that the linear regression is a good tool to relate local air temperature to nationally averaged air temperature with 1.0~2.0?C of RMSE. The study will contribute to estimate future impact of climate-induced change on aquatic environment in Korean coastal zone.

수질 영향평가 신뢰수준 향상을 위한 낙동강 유역 미관측 지점에서의 일사량 추정 수정형 Angstrom모형과 투과율모형의 비교

이길하 ( Khil Ha Lee ) 한국환경영향평가학회 2012 환경영향평가 Vol.21 No.1

Daily solar radiation is essential for water resources planning and environmental impact assessment. However, radiation data is not commonly available in Korea other than in big cities, and there has been no direct measurement for rural areas where water resources planning and environmental impact assessment is usually most needed. In general, missing radiation data is estimated from nearby regional stations within a certain distance, and this study compared two dominant methods (modified Angstrom equation and transmittance interpolation method) at six stations in Nakdong River watershed area. Two methods shows a similar level of accuracy but the transmittance interpolation method is likely to be superior in that there is no need for any measurement element since the modified Angstrom equation require the sunshine hour measurement. This study will contribute to improve water resource and water quality management in Nakdong River watershed.

논문 : 시나리오에 따른 백두산 천지의 외륜산 붕괴에 의한 홍수재해 모의

이길하 ( Khil Ha Lee ),김상현 ( Sang Hyun Kim ),최은경 ( Eun Kyeong Choi ),김성욱 ( Sung Wook Kim ) 대한지질공학회 2014 지질공학 Vol.24 No.4

화구호를 가지고 있는 화산에서 분화는 단순히 화산분출물에 의한 피해와 더불어 칼데라 호수에 저장된 많은 양의 물이 방류하여 대규모의 재해를 유발한다. 최근 백두산 분화의 전조가 관측되고 있고 백두산의 분화 시 천지칼데라호로 인해 예상되는 화산성 홍수의 피해를 추정하고 화산 재해에 대비하여 사회적, 경제, 문화, 정치적 파급 효과에 대한 정보와 적절한 대응방안의 마련이 필요하다. 백두산의 화산활동으로 인하여 천지의 외륜산이 붕괴되고 천지에 저장된 물이 방류될 경우를 가정하여 2차원평면 흐름 수치모형을 이용하여 잠재적 홍수피해 위험지역을 파악하였다. 방류되는 물의 양은 외륜산 붕괴 메커니즘을 표현하는 미분방정식을 풀어 시간의 함수로 유량곡선을 작성하였다. 구성된 유량곡선을 수치모형의 상류부 경계조건으로 하였고, 하류 부 경계조건은 백산수고의 수위를 설정하여 10일 동안 송화강 유역으로 흐르는 홍수피해 지역을 모의하였다. 지형자료는 USGS의 SRTM3 수치 표고 자료를 바탕으로 100 m × 100 m의 격자(Grid)를 생성하였다. 지표면 특성은 인공위성 MODIS자료를 사용하여 유출곡선지수와 조도계수를 산정하였다. FLO-2D로 모의한 침수지역을 위성영상과 중첩하여 침수면적을 계산한 결과, 외륜산(outer rim) 붕괴가 발생하고 붕괴율이 10 m/hr인 경우 이도백하부근 도심지 면적 22.4 km2 중 80%정도가 침수되며, 붕괴 율이 100 m/hr인 경우 98%의 지역이 침수되는 것으로 나타났다. Volcanic eruptions alone may lead to serious natural disasters, but the associated release of water from a caldera lake may be equally damaging. There is both historical and geological evidence of the past eruptions of Mt. Baekdusan, and the volcano, which has not erupted for over 100 years, has recently shown signs of reawakening. Action is required if we are to limit the social, political, cultural, and economic damage of any future eruption. This study aims to identify the area that would be inundated following a volcanic flood from the Cheon-Ji caldera lake that lies within Mt. Baekdusan. A scenario-based numerical analysis was performed to generate a flood hydrograph, and the parameters required were selected following a consideration of historical records from other volcanoes. The amount of water at the outer rim as a function of time was used as an upper boundary condition for the downstream routing process for a period of 10 days. Data from the USGS were used to generate a DEM with a resolution of 100 m, and remotely sensed satellite data from the moderate-resolution imaging spectroradiometer (MODIS) were used to show land cover and use. The simulation was generated using the software FLO-2D and was superposed on the remotely sensed map. The results show that the inundation area would cover about 80% of the urban area near Erdaobaihezhen assuming a 10 m/hr collapse rate, and 98% of the area would be flooded assuming a 100 m/hr collapse rate.

우리나라 기준 증발산량 산정을 위한 Hargreaves 계수 산정

이길하(Lee Khil-Ha),박재현(Park Jae-Hyeon) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 B Vol.28 No.6B

기상자료가 부족하거나 결측인 지역의 기준 증발산량 산정을 위해서는 Hargreaves 공식의 매개변수 추정을 수행할 필요가 있다. 본 연구에서는 우리나라 전역에 걸쳐 1997년-2006년 기상자료를 바탕으로 Hargreaves 공식을 이용하여 기준 증발산량(이하 ETo)을 산정하였다. 각 지점별로 PM공식에 의해 산정한 값을 증발산량의 정해로 가정하여 Hargreaves 매개변수를 지점별로 추정하였다. 최소의 오차가 발생하도록 Hargreaves 계수를 조정한 후 Root Mean Square Error와 Nash Sutcilffe Coefficient of Efficiency분석을 통하여 추정효율이 크게 향상되는 것을 알 수 있었다. 또한 추정된 매개변수를 바탕으로 기온 자료만의 의한 Hargreaves 증발산량을 추정할 수 있도록 일반화된 하나의 회귀직선을 도출하여 보았다. 온도­Hargreaves 계수의 선형 상관관계를 이용한 Hargreaves 계수의 일반화에서는 개선의 여지가 있지만 만족스러운 결과를 보여주는 것으로 나타났다. 이 연구결과는 우리나라의 수자원, 관개분야 및 환경 운용에 많은 도움이 될 것으로 판단된다. In this study, the daily-based reference evapotranspiration was evaluated with Hargreaves equation at the 23 meteorological stations for the time period of 1997-2006. The Hargreaves coefficient was self-calibrated to give the best fit with Penman-Monteith evapotranspiration, being regarded as a reference. On the basis of the estimated parameter set, a generalized regression was conducted to estimate the Hargreaves evapotranspiration by just using temperature data. This study will contribute to water resources planning, irrigation schedule, and environmental management.

드론 원격정보 격자크기가 실제증발산량 산정에 미치는 영향

이길하 ( Lee Khil-ha ) 한국환경과학회 2018 한국환경과학회지 Vol.27 No.2

The specification of surface vegetation is essential for simulating actual evapotranspiration of water resources. The availability of land cover maps based on remotely collected data makes the specification of surface vegetation easier. The spatial resolution of hydrologic models rarely matches the spatial scales of the vegetation data needed, and remotely collected vegetation data often are upscaled up to conform to the hydrologic model scale. In this study, the effects of the grid scale of of surface vegetation on the results of actual evapotranspiration were examined. The results show that the coarser resolution causes larger error in relative terms and that a more realistic description of area-averaged vegetation nature and characteristics needs to be considered when calculating actual evapotranspiration.

파이핑에 의한 댐붕괴 및 침수 현황 경주 산대저수지를 중심으로

이길하 ( Khil Ha Lee ),손명호 ( Myung Ho Son ),김성욱 ( Sung Wook Kim ),최은경 ( Eun Kyeung Choi ),김진만 ( Jin Man Kim ),조진우 ( Jin Woo Cho ) 대한지질공학회 2014 대한지질공학회 학술발표회논문집 Vol.2014 No.1