[논문]면적 강우량 산정 기법과 강우-유출 모형이 삼척오십천 유역의 홍수 모의에 미치는 영향

이현지; 신영섭; 강동호; 김병식

doi:10.12652/ksce.2023.43.6.0775

면적 강우량 산정 기법과 강우-유출 모형이 삼척오십천 유역의 홍수 모의에 미치는 영향
Effect of Areal Mean Rainfall Estimation Technique and Rainfall-Runoff Models on Flood Simulation in Samcheok Osipcheon(Riv.) Basin 원문보기

KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research = 대한토목학회논문집, v.43 no.6, 2023년, pp.775 - 784

이현지 (강원대학교 도시환경재난관리전공) , 신영섭 ((주)동진이엔시) , 강동호 (강원대학교 AI 기후재난기술융합연구소) , 김병식 (강원대학교 AI소프트웨어학과)

초록
AI-Helper

홍수관리 측면에선 시공간 관점의 정량적인 강우·유출 해석과 단기간 내 집중되는 강우사상에 대한 유출 해석이 필요하다. 강우-유출 모형은 종류와 입력자료에 따라 모의·해석 결과가 달라진다. 특히 강우자료는 중요한 요소이기 때문에 면적 강우량 산정 기법이 매우 중요하다. 본 연 구는 산악지형에 위치한 삼척오십천 유역의 면적 강우량을 산술평균법, 티센 가중법 그리고 등우선법을 이용하여 산정하였으며, 분포형 모형인 S-RAT과 집중형 모형인 HEC-HMS에 적용하여 각 강우 유출 결과를 비교했다. 시간 전이성 검토 결과 분포형 모형과 등우선법 조합이 MAE 64.62 m³/s, RMSE 82.47 m³/s로 통계 성능이 가장 우수하였고, R² 와 NSE도 각각 0.9383, 0.8547로 높게 나왔다. 본 연구는 관측 유량과 모의 유량의 첨두홍수량 발생 시간이 1시간 이내이므로 적절하게 분석되었다고 판단된다. 따라서 연구 결과는 향후 빈도 해석에 활용할 수 있으며, 이를 토대로 경사가 급한 산악지형의 유역에 첨두홍수량 및 첨두홍수 발생 시간 모의 정확도를 개선할 수 있을 것으로 사료된다.

Abstract ▼ AI-Helper

In terms of flood management, it is necessary to analyze quantitative rainfall and runoff from a spatial and temporal perspective and to analyze runoff for heavy rainfall events that are concentrated within a short period of time. The simulation and analysis results of rainfall-runoff models vary depending on the type and input data. In particular, rainfall data is an important factor, so calculating areal mean rainfall is very important. In this study, the areal mean rainfall of the Samcheok Osipcheon(Riv.) watersheds located in the mountainous terrain was calculated using the Arithmetic Mean Method, Thiessen's Weighting Method, and the Isohyetal Method, and the rainfall-runoff results were compared by applying the distributional model S-RAT and the lumped model HEC-HMS. The results of the temporal transferability study showed that the combination of the distributional model and the Isohyetal Method had the best statistical performance with MAE of 64.62 m3/s, RMSE of 82.47 m3/s, and R2 and NSE of 0.9383 and 0.8547, respectively. It is considered that this study was properly analyzed because the peak flood volume occurrence time of the observed and simulated flows is within 1 hour. Therefore, the results of this study can be used for frequency analysis in the future, which can be used to improve the accuracy of simulating peak flood volume and peak flood occurrence time in mountainous watersheds with steep slopes.

주제어

표/그림 (19)

그림 Fig. 1. Calculation Method of Flow Direction and Flow Accumulation Using D-8 Direction Method (Modified from Kim et al., 2010)
그림 Fig. 2. Schematic Representation of Model Interaction Among Soil, Vegetation and Atmosphere at the Local Scale (Modified from Kim et al., 2010)
표 Table 1. Configuring the HEC-HMS Model
그림 Fig. 3. Study Flow Chart
그림 Fig. 4. Study Area Characteristics Analysis: (a) DEM, (b) Slope, (c) Landcover, (d) Soil
그림 Fig. 5. Location of Study Area and Nearby AWS(Yellow), Water Level Observation Station(Blue)
그림 Fig. 6. Visualizing Areal Mean Rainfall Estimation Techniques Using AWS Precipitation: (a) Thiessen's Weighting Method, (b) Isohyetal Method
그림 Fig. 7. Results of Rainfall-runoff Simulation by each Areal MeanRainfall Estimation Technique on the Distributed Model
표 Table 2. Statistical Performance Evaluation of Areal Mean Rainfall Estimation for Distributed Model
그림 Fig. 8. Results of Parameter Calibration in the Distributed Model
그림 Fig. 9. Results of Rainfall-runoff Simulation by each Areal Mean Rainfall Estimation Technique on the Lumped Model
그림 Fig. 10. Results of Parameter Calibration in the Lumped Model
표 Table 3. Before and after Parameter Calibration in the Distributed Model
표 Table 4. Before and after Statistical Performance in the Distributed Model
표 Table 5. Statistical Performance Evaluation of Areal Mean Rainfall Estimation for Lumped Model
표 Table 6. Before and after Parameter Calibration in the Lumped Model
그림 Fig. 11. Results of Rainfall-runoff Simulation by a Verification Rainfall Event: (a) Case II Typhoon Haishen, (b) Case III Typhoon Hinnamnor
표 Table 7. Before and after Statistical Performance in the Lumped Model
표 Table 8. Statistical Performance Evaluation of a Verification Rainfall Event

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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