[논문]수문모형과 수문학적 민감도분석을 이용한 유량변동 요인의 정량적 분리

김형배; 김상욱; 이철응

doi:10.3741/jkwra.2017.50.3.139

수문모형과 수문학적 민감도분석을 이용한 유량변동 요인의 정량적 분리
Quantitative separation of impacting factors to runoff variation using hydrological model and hydrological sensitivity analysis 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.50 no.3, 2017년, pp.139 - 153

김형배 (강원대학교 공과대학 토목공학과) , 김상욱 (강원대학교 공과대학 토목공학과) , 이철응 (강원대학교 공과대학 토목공학과)

초록
AI-Helper

우리나라는 지난 30년 동안 기후변화 및 도시화 등으로 인한 변화가 급격하게 진행된 바 있으므로, 두 가지 요소들로 인한 유량의 변동량을 정량화하여 분석할 필요가 있다. 그러나 유량의 변동량을 특정 원인별로 구분하여 분석하고자 하는 국내 연구는 매우 미미한 형편이며, 다양한 시간단위를 이용한 원인별 유량 변동량의 산정에 관한 연구는 더욱 찾아보기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 기후변화 및 인간활동으로 인한 유량 변동량을 정량적으로 분리하기 위하여 수문모형을 이용한 방법과 수문학적 민감도(hydrological sensitivity) 분석 방법을 소양강 상류유역 및 섬강 유역에 대해 적용하고 유량 변동량의 결과를 월별, 분기별 및 연별로 구분하여 제시하였다. 인간활동으로 인해 발생되는 급진적인 변동점을 탐색하기 위해 이중누가곡선, Pettitt 검정 및 베이지안 변동점(Bayesian change point) 분석을 시행하였으며, 탐색된 변동점을 활용하여 변동점 이전 구간에 대해 보정 및 검증된 SWAT모형과 6가지의 Budyko 곡선 함수들로부터 각각 유량 변동량을 산정하여 수문모형에 의한 유량 변동량을 검증하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The variation in runoff due to global climate change and urbanization should be identified quantitatively because these two factors have been significantly accelerated during the last three decades in South Korea. However, only a few research to analyze the impacts due to two factors over different time scales can be found. Therefore, in this study, the hydrological model based approach and the hydrological sensitivity approach were used to separate relative impacts by two factors on monthly, seasonal, and annual time scales at the Soyang River upper basin and the Seom River basin in South Korea. The 3 techniques such as the double mass curve method, the Pettitt's test, and the BCP analysis were performed to detect change point occurred by abrupt change in the collected observed runoff. After detection of change ponts, SWAT models calibrated on the natural periods were used to calculate the changes due to human activities. Also, 6 Budyko based methods were auxiliary to verify the results from hydrological based approach.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유량자료란 무엇인가?	유량자료는 특정 유역 내에서 발생되는 하천정비사업, 보의 설치, 준설, 도시개발사업 등과 같은 인간의 활동에 의한 변화 및 온도의 증가나 강수의 변화 등과 같은 자연적 요소에 의한 변화를 모두 포함한 결과로 볼 수 있으며, 시·공간적으로 변화된다. 물순환에 영향을 미치는 요인을 분석하기 위한 기존 연구는 수문학적 요인들과 자연적 요인 및 인위적 요인들 사이의 관계를 규명하는 데 초점을 두고 진행되었다(Pike, 1964; Nash and Gleick, 1991; Burn, 1994).
	변동점 탐색은 어떤 통계량을 주로 이용하는가?	이와 같은 급진적 변동을 분석하기 위해서는 변동점 탐색이 시행된다. 변동점 탐색은 Pettitt (1979)이 개발한 비모수검정통계량을 이용하는 경우가 많다. Rouge et al.
	수문학적 민감도 분석의 시행을 위한 기초적인 이론을 제공하는 연구들에는 어떤 것들이 있는가?	수문학적 민감도 분석 방법을 이용한 유량변동량의 산정 연구는 수문학적 민감도 분석의 시행을 위한 기초적인 이론을 제공하는 연구들이다. Koster and Suarez (1999)는 토양수분의 흐름을 단순구조로 파악하고 기초적인 변화를 탐색하는 연구를 수행하였다. Zhang et al. (2001)은 유역 단위에서 식생의 변화에 따른 연평균 증발산의 반응에 연구하였고, 연구결 과를 바탕으로 식생계수를 제안하였다. Arora (2002)는 건조 지수(aridity index)를 이용해 기후변화로 인해 영향을 받는 연유량을 평가한 바 있다.

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