초록 ▼

유역 수문해석을 위한 기상정보의 활용 및 연계기술 개발
기상청 현업에서 제공되는 강우수치자료의 실무적 활용을 위한 시스템 구축
강우수치 예측모의 결과의 정확도 개선을 위한 강수진단모형 설계 및 적용
기상청 월강수전망을 활용한 중장기 강우시계열 예측 시스템 구축
강우수치 예측모의 결과의 오차보정 및 신뢰도 분석 수행
유역 유출 모의 운영 기술 적용
기상전망자료와 유출모형의 연계를 통한 금강수계 주요 지점별 및 년, 월, 일별 유출량 산정
산정된 유출량의 수문학적 성분과 이용 용수별 유출

유역 수문해석을 위한 기상정보의 활용 및 연계기술 개발
기상청 현업에서 제공되는 강우수치자료의 실무적 활용을 위한 시스템 구축
강우수치 예측모의 결과의 정확도 개선을 위한 강수진단모형 설계 및 적용
기상청 월강수전망을 활용한 중장기 강우시계열 예측 시스템 구축
강우수치 예측모의 결과의 오차보정 및 신뢰도 분석 수행
유역 유출 모의 운영 기술 적용
기상전망자료와 유출모형의 연계를 통한 금강수계 주요 지점별 및 년, 월, 일별 유출량 산정
산정된 유출량의 수문학적 성분과 이용 용수별 유출성분 분류
GIS자료와 유출모형의 연동화 체제 구축 및 유역 저수지군 운영 계획 수립을 위한 유출지표체계 확립을 위한 기술 개발
각종 용수수요를 고려한 유출예측시스템으로 확장 및 보완 수행
장단기 댐군 연계 운영 모형 기술 적용
1단계에서 개발된 저수지 운영 모의 모형과 최적운영모형의 안정화 및 적용을 통한 개선 효과 정량화
월중 수문상황을 고려한 저수지 운영을 통해 월별 최적화 모형의 운영 효과 제시
일별 최적화 모형에서는 저수지 운영 효과를 개선하기 위해 추계학적 요소를 고려한 모형으로 확장
유역 내 물 배분 시나리오에 대한 종합적인 효과 평가 방안 제시
유역 물 관리를 위한 수질예측 기술 적용
저수지 운영을 지원하는 하천수질평가시스템 개발 및 적용
탁수의 실시간 감시를 위한 실시간 저수지 탁수 감시 및 예측시스템 개발
저수지 폭기를 통한 저수지 수질 개선 방안 수립
Web/GIS 기반 유역 통합 물 관리 의사결정시스템 개발
1단계에서부터 지속적으로 개발되어온 ‘실시간 물관리 운영 시스템’의 실제 운영을 통한 시스템의 안정화 도모
개발된 각각의 모형의 GUI 강화

Abstract ▼

In the second-year study of the second phase, the application and verification of IRWMS developed in the first phase was carried out for its practical use. In addition performing the development, application and evaluation of basin scale real-time operation system for water management, we will try t

In the second-year study of the second phase, the application and verification of IRWMS developed in the first phase was carried out for its practical use. In addition performing the development, application and evaluation of basin scale real-time operation system for water management, we will try to increase the efficiency of water distribution and the contents of major detailed researches are following:
The mid- and long-term streamflow prediction system using the numerical weather prediction (NWP) and weather outlook provided by Korean MeteorologicalAdministration (KMA). The original NWP consists of RDAPS for 2-day forecast and GDAPS for 10-day forecast. The Quantitative Precipitation Model (QPM) was developed for producing downscaled precipitation field for a specific watershed. Then the Quantile Mapping technique was applied to remove systematic biases embedded in QPM. The QPM output was converted into basinwide rainfall information and the streamflow was estimated using the Rainfall-Runoff Forecast System (RRFS) which was SSARR-based rainfall-runoff model and customized to Korean watershed in this project. The cumulative probability distribution functions were derived by sub-basins and forecast times using the observed and simulated precipitation from Jan. 1 to Sep. 31, 2006. Then Quantile Mapping was implemented. As a result, RQPM showed 90% of observed precipitation in terms of total precipitation during the period above, which is quite reasonable. The COE and R2 are increasing more in the Gyuam (downstream site) than in Yongdam (upstream site). The results of RMSE and MAE show that the forecast accuracy is inceased in downstream area except for the Gongju site. The Ensemble Streamflow Prediction (ESP) scheme was proposed for utilizing the domestic monthly weather outlook for hydrologic purposes. Through cluster analysis using 10-day accumulated precipitation, the temporal grouping was implemented based on the seasons which have similar statistical characteristics. The weights for the ensemble members were estimated by deriving probability distribution function for seasonal 10-day accumulated precipitation. The ESP results are provided as the form of cumulative probability function made using the weights based on the weather outlook. During the flood season, the pdf-weighted ESP is improved 15.8% over the evenly weighted pdf in 2004 and 4% in 2005, which is 10.8% overall sense. This means that the weather outlook in flood season is more reliable and effective than in dry season. Considering it has been pointed out that the existing ESP is less reliable for the streamflow prediction during flood season, the result in this research is judged promising improvement. The future improvement of weather outlook in meteorologic area will lead to the advance of hydrologic ESP.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...3
• 보고서초록 ...5
• 요약문 ...7
• SUMMARY ...14
• 목차 ...19
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...55
• 제1절 연구개발의 필요성 ...55
• 제2절 연구개발의 목표 ...55
• 제3절 연구개발의 범위 ...57
• 1. 유역 수문해석을 위한 기상정보의 활용 및 연계기술 개발 ...57
• 2. 실시간 유역유출 모의 기술 적용 ...58
• 3. 장ㆍ단기 댐군 연계운영 모형 기술 적용 ...59
• 4. 실시간 물관리를 위한 수질 예측 기술 적용 ...60
• 5. GIS 기반 실시간 물관리 의사결정지원시스템 개발 ...60
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...62
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...65
• 제1절 개요 ...65
• 제2절 유역 수문해석을 위한 기상정보의 활용 및 연계기술 개발 ...69
• 1. 기상정보의 활용 및 연계기술개발 ...70
• 가. 정량적 강수예측 및 정량적 확률 강수예측 현황 ...71
• 나. 강우수치예보모델과 강수진단모델(QPM)의 연계 시스템 구축 ...73
• 다. 강우수치예보모델과 강수진단모델(QPM)의 연계시스템 시범운영 및 수문학적/기상학적 검증 ...94
• 라. 요약 및 결론 ...114
• 2. 정량적 강수예측을 이용한 중기유출예측 ...116
• 가. 유량예측시스템 구성 ...116
• 나. 분위사상법(Quantile Mapping)을 이용한 유량예측의 후처리과정 ...117
• 다. 유량예측 ...126
• 라. 요약 및 결론 ...144
• 3. 기상전망을 이용한 하천월유량예측 ...145
• 가. 월 강수전망의 활용 ...146
• 나. 기상전망을 이용한 장기유출예측 ...147
• 다. 군집분석을 통한 계절구분 ...149
• 라. 앙상블유량예측(ESP) 결과평가 ...154
• 마. 요약 및 결론 ...161
• 제3절 실시간 유역유출 모의 기술 적용 ...162
• 1. 주요 제어지점의 유량측정 및 검증 ...162
• 가. 주요 제어지점 및 유출량 검증지점의 일반 현황 ...163
• 나. 기 구축 관측유출량 자료의 평가 및 현장 유량측정 ...176
• 2. 유역 유출모의시스템 안정화 및 GUI 개선 ...208
• 가. 유역 유출모의시스템(RRFS) 안정화 ...208
• 나. 유역 유출모의시스템(RRFS) GUI 개선 ...236
• 3. 유역 유출모의시스템 Validation Test ...246
• 가. 일유량에 대한 모의결과 분석 ...246
• 나. 총유량에 대한 모의결과 분석 ...262
• 4. 유출모의시스템을 이용한 유출예측 ...273
• 가. 각 방법별 월 예측 유출량 산정 절차 ...274
• 나. 각 기법별 유출량 예측 결과 및 비교 ...279
• 다. 월별 예측 유출량 결과 분석 ...288
• 라. 분석 결과 ...304
• 5. 기후학적 물수지 ...304
• 가. NOAA 위성과 식생지수(NDVI) ...311
• 나. 기후학적 물수지를 위한 입력자료 구축 ...330
• 다. 유역의 습윤상황 모니터링 ...375
• 라. 기후학적 물수지 프로그램 ...409
• 마. 결론 ...414
• 6. 유역유출지표 개발 ...415
• 가. 용수이용량 분석 ...415
• 나. 유역유출지표 체계 ...437
• 다. 지점별 유역유출지표 ...438
• 라. 소유역별 유역유출지표 ...465
• 마. 소유역별 유출성분분석에 의한 유출지표 ...479
• 바. 유역유출지표별 통합 프로그램 ...484
• 사. 유역유출지표 적용사례 ...487
• 제4절 장단기 댐군 연계운영 모형 기술 개발 ...490
• 1. 추계학적 특성 및 불확실성을 고려한 댐군 최적연계운영기술개발 및 활용성 평가 ...490
• 가. 최적화 모형 ...490
• 나. 현실성 있는 목적함수 및 제약조건의 구성 ...492
• 다. 월중 수문상황을 반영한 ESP 정확도 개선 및 운영률 산정 ...501
• 라. 연계운영 효과의 정량화 ...516
• 마. 예측정확도가 댐 운영에 미치는 영향의 정량화 ...521
• 바. 가뭄대비 SSDP 모형 개선 ...528
• 사. Graphic User Interface (GUI) 개선 ...561
• 2. 불확실성을 고려한 일별 저수지군 최적 연계운영 모형 개발 ...564
• 가. CoMOM 4.0 개선 및 일반화 ...564
• 나. 불확실성을 고려한 실시간 모의 운영 ...568
• 다. 용수 공급 능력평가 ...579
• 라. 다단계 추계학적 선형 계획 모형 ...585
• 3. 장단기 댐군 모의 운영 모형 ...591
• 가. 모형의 사용을 위한 편의성 증대 ...592
• 나. 발전량 산정을 위한 발전 매개변수 안정화 ...593
• 다. 모형의 일반화 ...594
• 4. 경제성 및 지표수-지하수 연계운영을 고려한 의사결정지원시스템 개발 ...603
• 가. 의사결정지원시스템의 필요성 ...603
• 나. 의사결정지원시스템 요소모형 ...604
• 다. 새로운 모의운영모형의 필요성 ...606
• 라. 모의운영모형 개발 현황 ...607
• 마. 한국형 모의운영모형 개발 ...617
• 바. KModSim 모형 ...618
• 사. Network Flow 모델링 ...626
• 아. 모형의 입출력 구조, GUI 및 DBMS ...639
• 자. 금강유역에서의 KModSim Network 검정 ...657
• 차. KModSim 모형 모의운영 ...699
• 카. 수자원 분석 시스템 적용 ...717
• 제5절 실시간 물관리를 위한 수질예측 기술 개발 ...766
• 1. 하천수질 평가시스템 ...767
• 가. 정상 및 비정상상태 수질모형의 비교 ...767
• 나. 대청댐 상류 용담-대청구간 동적 수질모형 구축 ...778
• 다. 대청댐 하류구간 지류별 오염부하량 산정 ...795
• 라. 용담-대청구간 하천수질 예측 ...839
• 마. 월별수질예측 및 수질을 고려한 적정방류량산정 ...876
• 바. 금강 및 미호천의 수질보전 필요유량의 산정 ...880
• 사. 비정상상태모형 개선 및 적용 ...886
• 2. 실시간 저수지 탁수 감시 및 예측시스템 개발 ...887
• 가. 탁수 발생 및 유입특성 수리, 수질 조사분석 ...887
• 나. 저수지 탁수 예측 2차원 수치모형 구축 ...894
• 다. 수온, 탁도 예측 모듈 개발 및 검증 ...905
• 라. 실시간 저수지 탁수 감시 및 예측시스템(RTMMS) 개발 ...909
• 마. 저수지 탁수 조절 대안 평가 및 댐 운영 방안 제시 ...932
• 바. SWAT 모델 구축 및 적용 ...940
• 3. 탈성층의 수리적 영향인자 분석 ...967
• 가. 탈성층의 수리적 영향인자 분석 ...967
• 나. 저수지 탈성층 수리적 설계안 제시 ...982
• 다. 수질조건을 고려한 폭기방안 평가 ...992
• 라. 전산유체를 이용한 저수지 수중폭기 설계/운영 방안 ...1006
• 제6절 GIS기반 실시간 물관리 의사결정시스템 개발 ...1035
• 1. 기상예보/분석 자료와 유역유출모형의 연계기술 개발 ...1035
• 2. 하천 유출량 산정/평가 시스템 구축 ...1039
• 3. 해석모형의 기능 고도화 및 연계시스템 구축 ...1042
• 가. 유역 유출 모의 시스템 구축 및 확장 ...1042
• 나. 통합 댐군 연계운영 시스템 구축 ...1046
• 다. 저수지 및 하류하천의 수질 예측 시스템 구축 및 확장 ...1051
• 라. 통합 물관리 시스템 개발 및 기능 고도화 ...1053
• 4. PC 기반의 범용해석 프로그램 개발 ...1059
• 가. 범용 RRFS ...1059
• 나. QUAL2E-PLUS ...1060
• 다. KORIV1-PLUS ...1065
• 5. 실시간 저수지 탁수 모니터링 연계 시스템구축 ...1068
• 가. 실시간 탁수 감시 시스템 ...1070
• 나. 실시간 탁수 모델링 & 모니터링 시스템 구축(RTMMS) ...1072
• 6. GIS기반 실시간 물관리 의사결정 지원 시스템 개발 및 모의운영 기술 개발 . 1075...1075
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...1077
• 제1절 목표달성도 ...1077
• 제2절 관련분야의 기여도 ...1079
• 제5장 연구개발 활용계획 ...1082
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...1086
• 제1절 분포형 수문 모형의 적용 ...1086
• 1. 모형 검정(Model Calibration) ...1087
• 2. 결언 ...1088
• 제2절 MODSIM 하천-대수층 모의모듈 ...1088
• 참고문헌 ...1093