본 연구에서는 국내 미계측유역의 설계홍수량 산정에 있어 실무에서 일관성 있고 최신의 표준화된 플랫폼을 제공하기 위해 GIS 기반으로 운영되는 유역 수문정보구축의 자동화 모듈과 미계측 유역 설계홍수량 산정시스템을 개발하였다. 시스템은 특히, 국내 기존 설계홍수량 산정 시 가장 일반적으로 사용되는 Clark 직접유출과 NRCS-CN ...
본 연구에서는 국내 미계측유역의 설계홍수량 산정에 있어 실무에서 일관성 있고 최신의 표준화된 플랫폼을 제공하기 위해 GIS 기반으로 운영되는 유역 수문정보구축의 자동화 모듈과 미계측 유역 설계홍수량 산정시스템을 개발하였다. 시스템은 특히, 국내 기존 설계홍수량 산정 시 가장 일반적으로 사용되는 Clark 직접유출과 NRCS-CN 유효우량 산정방법에 추가적으로 영국의 설계홍수량 산정가이드라인 FEH-ReFH (Flood Estimation Handbook -REvitalised Flood Hydrograph)의 기저유출 산정방법인 선형저류함수법을 적용하였고 이에 대한 국내 적용성을 평가하였다. DEM, 토지이용 및 토양도 등 기본 GIS 자료와 강우 및 유량자료를 이용하여 대상유역에 대한 유역 및 기상 특성인자를 구축하여 최종적으로 모형의 손실 (CN), 직접 (Tc, K) 및 기저 (BR, BL) 유출 관련 매개변수를 산정하였고 이에 대한 민감도를 분석하였다. 그 결과, 각 매개변수 산정 초기값의 0 ~ 100%에 따른 첨두유량이 유출곡선지수 CN은 최소 0.0%에서 최대 129.2%, 도달시간 Tc는 최소 108.8%에서 최대 86.1%, 저류상수 K는 최소 146.7%에서 최대 70.6%, 기저유출 충진량 BR은 최소 62.7%에서 최대 147.2%로 CN과 BR이 커짐에 따라 첨두유량은 증가하였고 Tc 및 K가 커짐에 따라 첨두유량은 감소하였다. 또한 대상유역의 실측유량에 대한 모형의 검보정 실시를 위해 기존 Clark 직접유출에 실무에서 일반적으로 사용되어온 수평분리법에 의한 기저유출 합성방법과 기존 Clark 직접유출에 본 연구에서 적용한 FEH-ReFH의 선형저류함수법에 의한 기저유출 합성방법을 비교한 결과, 유출 수문곡선의 보정 시 선형저류함수법은 Clark 직접유출곡선의 큰 조정없이 기저유출을 합성함으로서 어느 정도 보정이 되는 반면, 수평분리법은 유역특성인자로 도출된 Clark 직접유출곡선의 많은 조정을 요구하게 되는데 이는 미계측유역의 유출량 산정에 필수적인 유역특성인자를 반영하지 못하기 때문에 적합지 않다고 판단되어진다. 또한 대상유역의 여러 강우사상에 대해 수평분리법은 강우사상과 상관없이 일정한 기저유량을 나타내는 반면, 선형저류함수법은 실측유량 혹은 직접유출량의 함수로서 유출형태에 따라 기저유량의 양상이 유출수문곡선의 형태로 나타나는데 이는 특히 유출곡선 감수부에서의 모형 검보정에 중요한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 본 연구의 설계홍수량 산정시스템은 대상유역에 대한 기본 기상 및 수문 입력자료의 구축, 유역분할, 유역특성인자 및 모형 매개변수 산정, 확률강우량 산정 및 시간적 분포, 강우강도 산정 등 설계홍수량 산정 전 과정의 자동화와 강우사상에 따른 기저유출을 고려하여 향후 설계홍수량 산정을 위한 계획과 설계 등 기존의 홍수대책 수립에 중요한 정보를 일관되게 제공할 것으로 기대된다.
본 연구에서는 국내 미계측유역의 설계홍수량 산정에 있어 실무에서 일관성 있고 최신의 표준화된 플랫폼을 제공하기 위해 GIS 기반으로 운영되는 유역 수문정보구축의 자동화 모듈과 미계측 유역 설계홍수량 산정시스템을 개발하였다. 시스템은 특히, 국내 기존 설계홍수량 산정 시 가장 일반적으로 사용되는 Clark 직접유출과 NRCS-CN 유효우량 산정방법에 추가적으로 영국의 설계홍수량 산정가이드라인 FEH-ReFH (Flood Estimation Handbook -REvitalised Flood Hydrograph)의 기저유출 산정방법인 선형저류함수법을 적용하였고 이에 대한 국내 적용성을 평가하였다. DEM, 토지이용 및 토양도 등 기본 GIS 자료와 강우 및 유량자료를 이용하여 대상유역에 대한 유역 및 기상 특성인자를 구축하여 최종적으로 모형의 손실 (CN), 직접 (Tc, K) 및 기저 (BR, BL) 유출 관련 매개변수를 산정하였고 이에 대한 민감도를 분석하였다. 그 결과, 각 매개변수 산정 초기값의 0 ~ 100%에 따른 첨두유량이 유출곡선지수 CN은 최소 0.0%에서 최대 129.2%, 도달시간 Tc는 최소 108.8%에서 최대 86.1%, 저류상수 K는 최소 146.7%에서 최대 70.6%, 기저유출 충진량 BR은 최소 62.7%에서 최대 147.2%로 CN과 BR이 커짐에 따라 첨두유량은 증가하였고 Tc 및 K가 커짐에 따라 첨두유량은 감소하였다. 또한 대상유역의 실측유량에 대한 모형의 검보정 실시를 위해 기존 Clark 직접유출에 실무에서 일반적으로 사용되어온 수평분리법에 의한 기저유출 합성방법과 기존 Clark 직접유출에 본 연구에서 적용한 FEH-ReFH의 선형저류함수법에 의한 기저유출 합성방법을 비교한 결과, 유출 수문곡선의 보정 시 선형저류함수법은 Clark 직접유출곡선의 큰 조정없이 기저유출을 합성함으로서 어느 정도 보정이 되는 반면, 수평분리법은 유역특성인자로 도출된 Clark 직접유출곡선의 많은 조정을 요구하게 되는데 이는 미계측유역의 유출량 산정에 필수적인 유역특성인자를 반영하지 못하기 때문에 적합지 않다고 판단되어진다. 또한 대상유역의 여러 강우사상에 대해 수평분리법은 강우사상과 상관없이 일정한 기저유량을 나타내는 반면, 선형저류함수법은 실측유량 혹은 직접유출량의 함수로서 유출형태에 따라 기저유량의 양상이 유출수문곡선의 형태로 나타나는데 이는 특히 유출곡선 감수부에서의 모형 검보정에 중요한 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 본 연구의 설계홍수량 산정시스템은 대상유역에 대한 기본 기상 및 수문 입력자료의 구축, 유역분할, 유역특성인자 및 모형 매개변수 산정, 확률강우량 산정 및 시간적 분포, 강우강도 산정 등 설계홍수량 산정 전 과정의 자동화와 강우사상에 따른 기저유출을 고려하여 향후 설계홍수량 산정을 위한 계획과 설계 등 기존의 홍수대책 수립에 중요한 정보를 일관되게 제공할 것으로 기대된다.
In this study, we developed a watershed hydrologic information automation modules and ungauged watershed design flood estimation in GIS-based Operating System to provide a consistent and standardized platform in practice for the design flood estimates of domestic ungauged watershed. In particular, t...
In this study, we developed a watershed hydrologic information automation modules and ungauged watershed design flood estimation in GIS-based Operating System to provide a consistent and standardized platform in practice for the design flood estimates of domestic ungauged watershed. In particular, the system was applied most commonly used Clark direct runoff and NRCS-CN effective rainfall method in the domestic existing design flood estimation. In addition, the linear storage function method for estimating baseflow in the UK design flood estimation guidelines FEH-ReFH (Flood Estimation Handbook -REvitalised Flood Hydrograph) was applied. We used GIS data(DEM, Landuse, Soil) and rainfall and flow data to establish a watershed characteristics and meteorological factors, and finally, the parameters of the model were calculated and analyzed the sensitivity of this As a result, from a minimum of 0% to a maximum of 100% of the initial value of each parameter, the peak flow calculated runoff curve number CN is at least 0.0% up to 129.2%, the travel time Tc is at least 86.1% up to 108.8%, storage constant K is up to 70.6% at least 146.7%, base flow recession BR is at least 62.7% up to 147.2%. Therefore, the peak flow was increased with the CN and the BR becomes larger, and peak flow was decreased with the Tc and K becomes larger. Also to existing Clark direct runoff., the result of comparing the linear storage function of the FEH-ReFH base flow method applied in this study and most commonly used horizontal base flow separation method. Calibration of the runoff hydrograph, while the linear storage function method by synthesizing a base flow without significant adjustment of Clark direct runoff curve, horizontal separation is required a lot of adjustment of Clark direct runoff curves derived by watersheds characteristic factor. Therefore, the horizontal separation method to be determined that is unsuitable because it does not reflect the watershed characteristics factors essential runoff estimation in ungauged watershed. In addition, while the horizontal separation method represents a constant base flow, regardless of rainfall events, linear storage function method is the base flow patterns as a function of the direct runoff was in the form of runoff hydrograph. This was in particular analyzed to have a significant impact to recession of runoff hydrograph on the model calibration. Design flood estimation system of the this study is expected to consistently provide important information to establishing the flood protection on planning and design for the future design flood estimation.
In this study, we developed a watershed hydrologic information automation modules and ungauged watershed design flood estimation in GIS-based Operating System to provide a consistent and standardized platform in practice for the design flood estimates of domestic ungauged watershed. In particular, the system was applied most commonly used Clark direct runoff and NRCS-CN effective rainfall method in the domestic existing design flood estimation. In addition, the linear storage function method for estimating baseflow in the UK design flood estimation guidelines FEH-ReFH (Flood Estimation Handbook -REvitalised Flood Hydrograph) was applied. We used GIS data(DEM, Landuse, Soil) and rainfall and flow data to establish a watershed characteristics and meteorological factors, and finally, the parameters of the model were calculated and analyzed the sensitivity of this As a result, from a minimum of 0% to a maximum of 100% of the initial value of each parameter, the peak flow calculated runoff curve number CN is at least 0.0% up to 129.2%, the travel time Tc is at least 86.1% up to 108.8%, storage constant K is up to 70.6% at least 146.7%, base flow recession BR is at least 62.7% up to 147.2%. Therefore, the peak flow was increased with the CN and the BR becomes larger, and peak flow was decreased with the Tc and K becomes larger. Also to existing Clark direct runoff., the result of comparing the linear storage function of the FEH-ReFH base flow method applied in this study and most commonly used horizontal base flow separation method. Calibration of the runoff hydrograph, while the linear storage function method by synthesizing a base flow without significant adjustment of Clark direct runoff curve, horizontal separation is required a lot of adjustment of Clark direct runoff curves derived by watersheds characteristic factor. Therefore, the horizontal separation method to be determined that is unsuitable because it does not reflect the watershed characteristics factors essential runoff estimation in ungauged watershed. In addition, while the horizontal separation method represents a constant base flow, regardless of rainfall events, linear storage function method is the base flow patterns as a function of the direct runoff was in the form of runoff hydrograph. This was in particular analyzed to have a significant impact to recession of runoff hydrograph on the model calibration. Design flood estimation system of the this study is expected to consistently provide important information to establishing the flood protection on planning and design for the future design flood estimation.
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