[논문]SWAT과 HSPF의 유출특성 비교

황하선; 윤춘경

[국내논문] SWAT과 HSPF의 유출특성 비교
A Comparative Study on the Runoff Characteristics from Watershed Using SWAT and HSPF 원문보기

황하선 (건국대) , 윤춘경 (건국대)

Development and application of nonpoint pollutant source model need pertinent runoff simulation for expecting good simulation result of yield of nonpont pollutant and it's move. this study purpose was compare to runoff height among Observed of Regression, HSPF and SWAT in hukchun basis loacated Gyeonggi province yangpeong-gun in two years($1998{\sim}1999$). Result, runoff height were Regression, SWAT, HSPF is 2578.96, 2526.44, 2547.21mm respectively, Nash-Schutcliff' simulation efficiency, compare to observed, was 70.22, 73.71% respectively so two simulation run off height was pertinent. If Regression method use excess observed arrange, it include error. so it's importance using pertinent arrange of observed runoff height.

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

따라서 본 연구는 경기도 양평군에 위치한 흑천 유역을 대상으로 1998-1999년 2년간 Rating Curve 에 의한 실측유량과 BASINS(Better Assessment Science Integrating Point and Nonpoint Source) 내의 수질모형인 HSPF와 SWAT에 의한 모의 유량을 비교하고자 한다.

제안 방법

경기도 양평군에 위치한 혹천 유역을 대상으로 1998-1999년 2년간 회귀법과 HSPF와 SWAT에 의한 모의 유량을 비교하였으며 그결과는 다음과 같다.

대상 데이터

모형의 적용을 위한 유역은 경기도 양평군에 위치한 흑천 유역이며, 유역면적은 303.3km², 수로연장 37.7km로서 지천을 중심으로 17개의 소유역으로 구분하였다. 연구 유역은 특성은 전형적인 비도시지역으로, 주거지역면적이 8.
7km로서 지천을 중심으로 17개의 소유역으로 구분하였다. 연구 유역은 특성은 전형적인 비도시지역으로, 주거지역면적이 8.7km² (3%), 농지가 56.3km² (19%), 산지가 229.2km² (76%), 하천이 6km² (2%)으로 산지가 대부분을 차지한다. 연 평균 강우량은 1,034mm이며, 년 평균 온도와 상대습도는 각각 67%이다.
실측 유량 자료는 한강홍수통제소에서 제공하는 수위, 유량자료를 사용하였다.

데이터처리

2과 같다. 두 모형의 보정과 검정은 혹천교 지점에서 1998-1999년 2년간 실측자료를 이용하였으며, 보정에는 실측치와 계산치의 회귀분석을 통해 절대적인 오차의 정도를 나타내는 RMSE와 모형의 효율성을 나타내는 Nash-SchutcHff의 모형(Nash and Schutcliff, 1970)의 효율(E²)값을 이용하였다.

이론/모형

3.2a로부터 구하였으며, 유역 delineati이!과 하천도는 BASINS-Delineation tool로부터 구하였으며, 토지이용도는 M.O.E (Ministry of Environment)에서 제공하는 것을 사용하였으며, 토양도는 개략토양도를 적용하였고, 기상자료는 시, 일단위 기상자료를 사용하였다.
수문모형의 보정기법에는 최적화 기법과 단순시행착오법이 있는데, (Kkn, 1998) 본 연구에서는 간편하고 많이 사용되고 있는 단순 시행착오법을 이용하였으며 그 결과는 Fig. 2과 같다. 두 모형의 보정과 검정은 혹천교 지점에서 1998-1999년 2년간 실측자료를 이용하였으며, 보정에는 실측치와 계산치의 회귀분석을 통해 절대적인 오차의 정도를 나타내는 RMSE와 모형의 효율성을 나타내는 Nash-SchutcHff의 모형(Nash and Schutcliff, 1970)의 효율(E²)값을 이용하였다.
SWAT 모형에서 유출량은 소유역 내에서 토양과 토지이용조건에 의해 결정되는 HRU(Hydrologic Response Unit)단위로 SCS의 CN법을 이용하여 지표유출량을 계산하고, 중간유출과 지하수 흐름을 고려하여 하천 유출량이 계산되며, HSPF 모형은 침투방정식은 Philips 를 사용하며, Chezy-Manning equation에 의해 지표유출을 모의한다. 모형의 보정을 위해서는 입력계수의 적절한 선택이 필요한데 본 연구에서는 SWAT 의 경우는 CANMX(Maximum Canopy Strage), Gw-Delay(Groundwater Delay), SH ALLST (Initial depth of water in the shallow aquifer), HSPF의경우는 INFILT(mean soil infiltration rate), AGWRC(Groundwater recession rate), UZSN(Nominal upper zone soil moisture storage )을 중심으로 보정하였고, 증발산량은 Penman-Monteith법을 이용하였다.
equation에 의해 지표유출을 모의한다. 모형의 보정을 위해서는 입력계수의 적절한 선택이 필요한데 본 연구에서는 SWAT 의 경우는 CANMX(Maximum Canopy Strage), Gw-Delay(Groundwater Delay), SH ALLST (Initial depth of water in the shallow aquifer), HSPF의경우는 INFILT(mean soil infiltration rate), AGWRC(Groundwater recession rate), UZSN(Nominal upper zone soil moisture storage )을 중심으로 보정하였고, 증발산량은 Penman-Monteith법을 이용하였다.

성능/효과

실측자료와 비교시 Nash-Schutcliff의 모형(Nash and Schutcliff, 1970)의 효율(E²)과 RMSE가 SWAT의 경우 70.22%, 153.74mm이며, HSPF의 경우 73.71%, 135.75mm로 나타났다. 모의발생기간동안 총 유출량은 실측치와 비슷한 값을 나타내었으며, E2가 두 모형다 70%이상으로 두 모형다 유역의 유출현상을 비교적 적절히 모의 발생함을 알 수 있다.
Table 2와 같다. 1998년 8월 8일 강우량보다 회귀법에 의해 산정된 유출고가 매우 높게 나타났으며, 회귀법에 사용된 실측자료를 일평균 유출고로 환산할 경우 548.48mm로써 모형에 의해 산정된 실측유출고 보다 크게 벗어난 것으로 보아 외삽에 의한 오차에 의해 과대평가 된 것으로 생각된다.
1. 회귀법 SWAT, HSPF에 의해 산정된 유출고는 2578.96, 2526.44, 2547.21 와 같았으며 회귀법을 기준으로 모델 효율은 각각 70.22%, 73.71%로 나타나 유역의 유출현상을 비교적 적절히 모의한 것으로 판단된다.
2. 회귀법은 회귀법에 사용된 실측치의 범위를 벗어날 경우 외삽에 의한 오차를 포함하는 것으로 나타났으며, 우리나라와 같이 연간유출이 하루 이틀사이의 집중강우에 의해 대부분이 발생하는 것을고려해볼 때, 첨두유출에 대한 실측자료를 포함하여야만 회귀법에 의한 유출량을 합리적으로 산정할수 있을 것으로 판단된다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

[국내논문] SWAT과 HSPF의 유출특성 비교
A Comparative Study on the Runoff Characteristics from Watershed Using SWAT and HSPF 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

[국내논문] SWAT과 HSPF의 유출특성 비교 A Comparative Study on the Runoff Characteristics from Watershed Using SWAT and HSPF 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

대상 데이터

데이터처리

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

[국내논문] SWAT과 HSPF의 유출특성 비교
A Comparative Study on the Runoff Characteristics from Watershed Using SWAT and HSPF 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper