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제안 방법
- 이외에도 관측소의 위치정보를 나타내는 입력자료 및 관측 유출량 자료 그리고 저수지 수위 등에 따라 선택적으로 요구된다. 4개 주요하천 유역의 모델 적용기간을 과거와 현재로 구분하여 적용하였으며, 각 유역에 적용기간과 강우량자료 보유현황은 [표 1]과 같다.
- 제주도 하천 특성에 맞추어 건천인 유역과 비건천인 유역을 나누어서 민감도 분석을 실시하였으며, 건천인 유역에는 직접 유출량을 기준으로 하여 민감하게 영향을 주는 매개 변수를 추출하였다. 또한 비건천인 유역에는 각각의매개변수가 직접유출, 총 유출량에 대하여 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 민감도 분석을 하였다. 그 결과 직접유출에 가장 많은 영향을 미치는 매개변수는 CN2로 나타났으며, 전체유출에 영향을 미치는 매개변수로는 CN2, SOL_AWC, ESCO 등으로 나타났다.
- 이 유역에 대한 SWAT 모델의 입력자료인 수문 · 기상자료(precipitation, solar radiation, wind speed, climate, humidity)와 100m 격자크기의 지형자료, 토지피복도, 토양도 자료를 30년 전의 과거 자료와 현재 자료를 구분하여 구축하였다. 또한, 모델의 보정 및 검증을 위하여 외도천유역의 유출에 대한 현장 실측을 실시하고 정리하였다.
- 매개변수 7개의 기준값을 정하여 (±25%)씩 단계 적으로 변화시키면서 실시하였다.
- 본 연구에서는 준 분포형 강우-유출 모형인 SWAT 모형을 적용하여 유역의 개발과 도시화에 따른 토지 이용변화로 인한 직접유출량을 제주도 주요 하천인천미천, 외도천, 옹포천, 연외천에 과거와 현재를 구분하여 산정한 결과는 다음과 같다.
- 연구대상유역에 매개변수 민감도 분석을 실시하였으며, 직접유출에 민감하게 영향을 주는 매개변수와 전체유출에 영향을 주는 매개변수를 각각 추출하여 현재의 유출량에 대하여 검·보정 작업을 수행하였다.
- SWAT 모형에 필요한 GIS 입력자료는 크게 5가지(DEM, 토지피복도, 토양도, 유역의 경계, 하천의 형태) 나누어진다. 유역의 경계와 하천의 형태는 모형 내부에서도 모의되기 때문에 DEM, 토지피복도, 토양도 자료를 구축하였다. 이 유역에 대한 SWAT 모델의 입력자료인 수문 · 기상자료(precipitation, solar radiation, wind speed, climate, humidity)와 100m 격자크기의 지형자료, 토지피복도, 토양도 자료를 30년 전의 과거 자료와 현재 자료를 구분하여 구축하였다.
- 이 유역에 대한 SWAT 모델의 입력자료인 수문 · 기상자료(precipitation, solar radiation, wind speed, climate, humidity)와 100m 격자크기의 지형자료, 토지피복도, 토양도 자료를 30년 전의 과거 자료와 현재 자료를 구분하여 구축하였다.
- 매개변수 7개의 기준값을 정하여 (±25%)씩 단계 적으로 변화시키면서 실시하였다. 제주도 하천 특성에 맞추어 건천인 유역과 비건천인 유역을 나누어서 민감도 분석을 실시하였으며, 건천인 유역에는 직접 유출량을 기준으로 하여 민감하게 영향을 주는 매개 변수를 추출하였다. 또한 비건천인 유역에는 각각의매개변수가 직접유출, 총 유출량에 대하여 어떠한 영향을 미치는지에 대하여 민감도 분석을 하였다.
- 제주도 하천유출 특성에 맞추어 직접유출과 전체 유출로 구분하여 매개변수 민감도 분석을 실시하였으며, 직접유출에 민감하게 영향을 주는 매개변수와 전체유출에 영향을 주는 매개변수를 각각 추출하여 현재의 유출량에 대하여 정우열·양성기의 방법과 같이 검 · 보정 작업을 수행하였다.
대상 데이터
- 이들 하천은 지형과 강우의 형태에 따라 크게 다른 특성을 보이는데, 남 · 북사면방향으로 급한 경사를 가지며, 산지 형 · 직류형에 속하고 있다. 본 연구에서는 143개의 하천 중 제주도 동부지역의 천미천, 북부지역의 외 도천, 서부지역의 옹포천, 남부지역의 연외천을 연구 대상 유역으로 선정하였다(그림 1).
- 연구대상 유역의 DEM은 환경부에서 제공하는 30m×30m 해상도의 DEM을 arcinfo를 이용해 가공하여 사용하였으며(그림 2), 토양도 자료는 농업과학기술원에서 제공하는 농업토양정보시스템(ASIS) 을 통해 1:25,000 정밀 토양도를 토양통별로 구분하여 100m×100m 격자의 크기로 구축하여 모형의 입력자료로 사용하였다(Fig. 2)
- 옹포천 유역은 2002~2003년의 유출량 자료를 이용하였으며, 연외천 유역은 2003년 유출량 자료를 이용하여 모형을 검·보정한 결과 우수한 결과를 보였다.
- 토지피복도는 환경부에서 제공하는 1975년과 2000년 Landset 위성영상을 이용하여 피복분류한 자료를 이용하여 Arcview 프로그램을 이용하여 100m×100m 격자 크기로 구축하여 모형의 입력자료를 사용하였다(그림 4～5).
데이터처리
- 또한 현재의 유출량 보정을 통하여 산정된 매개변수를 과거에 적용하여 과거와 현재의 유출모의 결과를 비교 · 분석하였다.
이론/모형
- 제주도의 하천은 제주와 서귀포를 중심으로 남·북부 지역에 지방하천과 소하천을 포함하여 총 143개가 분포하고 있다. 이들 하천 중 도시화의 영향을 조사하기 위하여 과거와 현재의 토지이용변화에 따른 유출량을 비교하기 위하여 천미천과 상시유출 하천인 외도천, 옹포천, 연외천을 연구대상유역으로 선정하여 SWAT모형을 적용하였다. 유역의 물리적 특성을 반영하는 모형의 효율성을 높이기 위해서는 GIS와 연계된 자료의 구축이 매우 중요하다.
- 토지피복도는 환경부에서 제공하는 1975년과 2000년 Landset 위성영상을 이용하여 피복분류한 자료를 이용하여 Arcview 프로그램을 이용하여 100m×100m 격자 크기로 구축하여 모형의 입력자료를 사용하였다(그림 4～5). 지표면 유출은 수정 CN 법, 하도추적은 Muskingum 방법, 잠재 증발산량은 Penman-Monteith 방법으로 모형을 적용하였다.
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