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소유역 별 기저유출 감수상수를 적용한 유량 및 기저유출 모의
Baseflow and Streamflow Simulation Applying Baseflow Recession Constants in Individual Sub-watersheds 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.59 no.6, 2017년, pp.101 - 108  

한정호 (Department of Regional Infrastructures Engineering, Kangwon National University) ,  임경재 (Department of Regional Infrastructures Engineering, Kangwon National University) ,  정영훈 (Department of Construction & Disaster Prevention Engineering, Kyungpook National University)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study attempted to improve the accuracy of streamflow and baseflow prediction of Soil and Water Assessment Tool (SWAT) by applying baselfow recession constants for each sub-watershed. This study set two different scenarios (S1 and S2) to evaluate the impact of application of baseflow recession ...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구의 목적은 1) 각 소유역별 관측유량자료로 부터 산정된 기저유출 감수상수를 적용하여 유량 모의에 대한 기저유출 감수상수 영향을 분석하고, 2) 유량 모의 결과로 부터 기저유출을 분리하여 기저유출 모의에 있어서 기저유출 감수상수의 영향을 분석하는 것이다.
  • 본 연구에서는 수문곡선의 감수부 모의 정확도 향상을 위해서 기저유출 감수상수의 영향을 분석하고자 하였다. 이를 위해 평창강 유역을 대상으로 각 소유역별 관측유량자료로부터 산정된 기저유출 감수상수를 각 소유역별로 적용하여 유량 모의에 대한 기저유출 감수상수 영향을 분석하였다.
  • 넓은 유역의 경우 소유역별로 토지이용도, 토성, 경사도 등 수문순환에 영향을 주는 물리적 특성이 다양할 수 있기 때문에 최종 유출구에서 산정된 기저유출 감수상수를 유역 전체에 획일적으로 적용하는 것은 유량 및 기저유출 모의에 있어서 불확실성을 증가시킬 수 있다. 이에 본 연구에서는 최종유출구의 기저유출 감수상수를 전체 소유역에 일괄적으로 적용한 결과와 각 소유역에 대해서 산정된 기저유출 감수상수를 각각의 소유역에 개별적으로 적용한 결과를 비교하여 유량 및 기저유출 모의 정확도에 어떠한 영향을 미치는지를 분석하고자 하였다.

가설 설정

  • 기저유출은 발생특성으로 인해 실제 하천에서 관측하는 것은 기술적인 한계가 있기 때문에 대부분의 연구에서는 기저유출 분리 방법을 적용하여 관측유량자료로부터 산정된 기저유출을 실측 자료로 가정하였다 (Ahiablame et al., 2013; Arnold et al., 2000; Jung et al., 2014; Zhang et al., 2011). 본 연구에서도 WHAT 시스템을 이용하여 관측유량자료로부터 분리한 기저유출을 관측 기저유출이라 가정하였다.
  • , 2011). 본 연구에서도 WHAT 시스템을 이용하여 관측유량자료로부터 분리한 기저유출을 관측 기저유출이라 가정하였다.
  • 하지만 기저유출의 유출 특성으로 인해 실제 하천에서 장기간에 걸친 기저유출 관측은 기술적으로 한계가 있다 (Cho, 2006). 이러한 이유로 대부분의 기저유출 연구에서는 계측 유역에서 관측된 유량자료로부터 분리한 기저유출을 관측 기저유출 자료로 가정하여 연구를 진행하였다. 또한 관측 유량 자료가 존재하지 않는 미계측 유역에 대해서는 강우유출 모형을 이용하여 유량을 예측한 후 예측된 유량자료로부터 기저유출을 추정 하는 방법이 많이 이용되고 있다 (Han et al.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
SWAT-CUP은 무엇을 제공해주는가? 본 연구에서는 SWAT 모형의 자동보정모듈인 SWAT-CUP (Calibration and Uncertainty Program)을 이용하여 유량 모의 결과를 보정하였다. SWAT-CUP은 목적함수를 기준으로 사용자가 선택한 매개변수에 대하여 최적의 값을 제공해준다. 본 연구에서는 모형 보정 결과를 평가하기 위해 결정계수(R2)과 모델효율성지수 (Nash-Sutcliffe Efficiency; NSE)를 이용 하였으며, 각각의 산정방법 아래와 같다 (Nash and Sutcliffe, 1970).
기저유출 감수상수의 값이 의미하는 것은 무엇인가? 기저유출 감수상수는 관측 유량자료를 이용하여 산정할 수 있으며, 0에서 1사이의 값을 가진다. 0에 가까울수록 기저유출의 감수가 느리게 진행되는 것을 의미하고 1에 가까울수록 기저유출의 감수가 빠르게 진행되는 것을 의미한다.
데스크탑 기반의 RECESS 프로그램의 단점은 무엇인가? USGS에서 개발한 RECESS 프로그램은 데스크탑 기반의 MS-DOS 프로그램으로 여러 가지의 부프로그램으로 구성되어 있다. 데스크탑 기반의 RECESS 프로그램은 전체 기간의 수문곡선 중에서 감수특성을 분석하고 싶은 감수곡선을 사용자가 직접 선택해야 했기 때문에 장기간에 대한 분석을 위해서는 많은 시간이 소요되는 단점이 있었다. Lee et al.
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참고문헌 (18)

  1. Ahiablame, L.M., B.A. Engel, and I. Chaubey, 2013. Effectiveness of low impact development practices in two urbanized watersheds: Retrofitting with rain barrel/cistern and porous pavement, Journal of environmental management 119(15): 151-161. 

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  3. Boskidis, I., G.D. Gikas, G.K. Sylaios, and V.A. Tsihruntzis, 2012. Hydrologic and water quality modeling of lower nestos river basin. Water Resource Management 26: 3023-3051. 

  4. Cho, S.H. 2006. Computation of baseflow contribution to streamflow using environmental tracers in three small catchments Yuseong, Daejeon. PhD Diss, Choongnam National University, Deajeon (in Korean). 

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  9. Lee, G., Y. Shin, and Y. Jung, 2011. Development of webbased RECESS model for estimating baseflow using SWAT. Sustainability 6(4): 2357-2378. 

  10. Lee, S.C., H.Y. Kim, H.J. Kim, J.H. Han, S.J. Kim, J. Kim, and K.J. Lim, 2017. Analysis of baseflow contribution based on time-scales using various baseflow separation methods, Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers 59(2): 1-11 (in Korean). 

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  14. Neitsch, S., J. Arnold, J. Kiniry, R. Srinivasan, and J. Williams, 2010. Soil and water assessment tool. user's manual, version 2009. Texas Water Resources Institute, Technical Report. 

  15. Parajuli, P.B., N.O. Nelson, L.D. Frees, and K.R. Mankin, 2009. Comparison of AnnAGNPS and SWAT model simulation results in USDA­CEAP agricultural watersheds in south-central Kansas. Hydrological Processes 23(5): 748-763. 

  16. Santhi, C., J.G., Arnold, J.R., Williams, W.A., Dugas, R. Srinivasan, and L.M. Hauck, 2001. Validation of the SWAT model on a large river basin with point and nonpoint sources. Journal of the American Water Resources Association 37: 1169-1188 (in Korean). 

  17. Yi, J., S. Kim, T. Lee, and J. Ji, 2012. Design flood estimation for pyeongchang river basin using fuzzy regression method. Journal of Korea Water Resources Association 45(10): 1023- 1034 (in Korean). 

  18. Zhang, X., R. Srinivasan, J. Arnold, R.C. Izaurralde, and D. Bosch, 2011. Simultaneous calibration of surface flow and baseflow simulations: a revisit of the SWAT model calibration framework. Hydrological Processes 25(14): 2313-2320. 

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