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섬강시험유역에서 SWAT-CUP을 이용한 SWAT모형 매개변수 추정
Parameter Estimation of SWAT Model Using SWAT-CUP in Seom-river Experimental Watershed 원문보기

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.33 no.2, 2013년, pp.529 - 536  

최흥식 (상지대학교 건설시스템공학과)

초록
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본 연구는 준분포형 강우-유출 모델인 SWAT 모형을 섬강시험유역에 적용하였다. 대상기간 강우-유출모의에 앞선 선행모의 기간에 따른 유출량의 변화는 나타났지만 선행모의 기간에 따른 총 유출량의 변화는 크지 않았다. 선행모의의 필요성은 없는 것으로 판단된다. 토양이용도 사용층의 개수에 따른 총 유출량의 변화가 다소 있었지만, 층수의 사용개수에 따른 총 유출량의 변화는 크지 않았다. 유출량을 지배하는 7가지 매개변수(CANMX, $CN_2$, ESCO, GW_REVAP, SOL_ALB, SOL_AWC, SOL_K)의 확인과 민감도 분석을 실시하였다. SWAT-CUP 모형의 SUFI-2 알고리즘을 이용하여 SWAT 모형의 최적매개변수를 도출하였다. 모의값과 실측값과의 비교분석결과 NS, $R^2$은 각각 0.92, 0.98로 잘 일치하는 것으로 나타났다. 모형의 불확실도를 나타내는 지표 P-factor와 R-factor는 각각 0.85, 0.06으로 모형의 신뢰성이 높게 나타났다. SWAT-CUP의 SUFI-2에 의해 산정한 매개변수의 적용결과에서 RMSE의 개선이 있어 모형의 적용성이 높은 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The semi-distributed rainfall runoff model of SWAT is applied to the Seom-river experimental watershed. The simulations of various antecedent periods before the targeted simulation periods of 2002 to 2009 are not necessary despite of the slight appearance of corresponding changes in simulated total ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구는 SWAT 모형의 모의에 따른 선행모의기간과 토양층 구성 사용개수의 적절성과 그에 따른 수문학적 순환요소의 해석 결과가 어떻게 변화하는지에 관하여 검토하였다. 또한, SWAT 모형은 많은 매개변수를 다루고 있어 적정한 값의 추정이 어렵고, 대부분의 경우 시행착오의 과정을 통해 매개변수 값들을 추정하게 된다(Kim et al.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SWAT 모형은 무엇인가? SWAT 모형은 미국 농무부(USDA, United States Department of Agriculture)의 농업연구소(ARS, Agricultural Research Service) 에서 개발된 유역 모델로서 Soil and Water Assessment Tool의 약자이다. ArcGIS와 연계되어 SWAT을 사용 가능한 ArcSWAT (Winchell et al.
95PPU는 어떤 기법을 이용하는가? 모형의 보정 및 예측결과의 불확실성 정도는 95% 예측불확실성 구간(95PPU) 내 실측 자료의 백분율로 P-factor에 의해 나타낸다. 95PPU는 Latin-hypercube sampling 기법을 이용하며 얻어진 결과의 2.5% (XL)와 97.
SWAT모형의 매개변수 중 유출에 영향을 가장 많이 미치는 매개변수는 무엇이 있는가? SWAT모형의 각각 매개변수들 마다 최소와 최대값이 정의되어 진다. 시행착오법에 의한 매개변수 민감도 분석결과 유출에 영향을 가장 많이 미치는 매개변수들은 25가지의 항목에서 CANMX, CN2, ESCO, GW_REVAP, SOL_ALB, SOL_AWC, SOL_K, EPCO, GWQMN, SLOPE, SLSUBBSN의 11개로 확인하였다. Figure 5에서와 같이 매개변수 변경에 따른 유출의 비례, 반비례 기타 값에 대한 증감 폭을 도식화 하였다.
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참고문헌 (20)

  1. Abbaspour, K.C., Yang, J., Maximov, I., Siber, R., Bogner, K., Mieleitner, J., Zobrist, J., and Srinivasan, R. (2007). "Spatiallydistributed modelling of hydrology and water quality in the prealpine/alpine Thur watershed using SWAT." Journal of Hydrology, pp. 413-430. 

  2. Abbaspour, K.C. (2008). SWAT-CUP2: SWAT Calibration and Uncertainty Programs - A User Manual. Department of Systems Analysis, Integrated Assessment and Modelling(SIAM), Eawag, Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Duebendorf, Switzerland. 

  3. Abbaspour, K.C. (2011). SWAT-CUP4: SWAT Calibration and Uncertainty Programs - A User Manual. Department of Systems Analysis, Integrated Assessment and Modelling(SIAM), Eawag, Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology, Duebendorf, Switzerland. 

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  19. Winchell, M., Srinivasan, R., Di Luzio, M., and Arnold, J. (2010). ArcSWAT interface for SWAT2009 : User's Guide. USDA Agricultural Research Service. 

  20. Yang, J., Abbaspour, K.C., Reichert, P., and Yang, H. (2008). "Comparing uncertainty analysis techniques for a SWAT application to Chaohe Basin in China." Journal of Hydrology, 358, pp. 1-23. 

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