초록 ▼

Ⅰ. 제 목
응용기상기술개발연구(I) - 수문기상기술개발
Ⅱ. 연구의 필요성
○ 모델기반 수문기상정보 생산 및 평가를 위해 수문기상 관측망 구축 및 적정성 분석 필요
○ 국가 재해기상 감시 및 예측을 위한 맞춤형 수문기상정보 생산기술 필요
○ 국지성 호우로 인한 돌발홍수 피해발생 저감을 위해 돌발홍수 예측방법 개발 필요
○ 상세유역 물관리를 위한 레이더기반 고해상도 강수지도 작성 필요
Ⅲ. 연구개발 목표
○ 수문기상 감시망 구축 및 실시간 모니터링 시스템 구축
○ TOPLATS 지표해

Ⅰ. 제 목
응용기상기술개발연구(I) - 수문기상기술개발
Ⅱ. 연구의 필요성
○ 모델기반 수문기상정보 생산 및 평가를 위해 수문기상 관측망 구축 및 적정성 분석 필요
○ 국가 재해기상 감시 및 예측을 위한 맞춤형 수문기상정보 생산기술 필요
○ 국지성 호우로 인한 돌발홍수 피해발생 저감을 위해 돌발홍수 예측방법 개발 필요
○ 상세유역 물관리를 위한 레이더기반 고해상도 강수지도 작성 필요
Ⅲ. 연구개발 목표
○ 수문기상 감시망 구축 및 실시간 모니터링 시스템 구축
○ TOPLATS 지표해석모델 매개변수 최적화
○ 돌발홍수 예측을 위한 한계강우량 산출기술 개발
○ 시단위 레이더 강수지도 산출 기술 개발
Ⅳ. 연구 내용 및 결과
1. 안동댐 수문기상 감시망 운영 및 자료분석
수문기상 감시를 위해 2011년에 4개 지점에 AWS를 설치하였고, 2012년에 1개 지점에 AWS, 2개 지점에 AWS와 플럭스타워를 설치하였다. 수문기상 감시망 구축으로 기상 및 에너지요소를 관측한다. 기상요소는 강수, 기온, 상대습도, 풍향, 풍속,토양수분, 지중온도, 시정이며, 에너지 요소는 순복사량, 잠열, 현열 및 지열플럭스이다. 기상 및 에너지요소 분석에 앞서, 현열과 잠열플럭스의 효율적인 이용을 위해 품질보정을 수행하였다. 품질관리(Quality control) 방법은 원시자료 품질검사와 플럭스자료 품질검사로 구분되며, 원시자료 품질검사에서는 최대 및 최소값 확인, 이상치(Spike) 제거, 왜곡도, 첨도도, 경향성 평가를 통해 원시자료 중 가용자료를 선정한다. 플럭스자료 품질검사에서는 좌표변환 후 주풍향을 재산정하고, 수증기 및 이산화탄소 농도를 보정하며, 정상성, 난류현황, 경향성 평가를 통해 플럭스 자료의 가용성을 판단한다. 플럭스자료의 품질관리 후 기상요소 및 플럭스자료 분석을 수행하였다. 기상요소의 분석기간은 2012년 12월부터 9월까지이며, 플럭스자료는 자료의 가용기간을 고려하여 2013년 3월부터 9월까지이다.
각 관측지점의 월 강수량을 살펴보면 남면리를 제외한 도천리, 상리, 가송리, 풍호리, 원천리에서 6월에 가장 큰 강수가 발생하였으며, 각 지점에 따라 월 강수량은 152.0 mm, 161.0 mm, 184.0 mm, 174.5 mm, 202.5 mm이며, 남면리의 월 최대 강수량은 9월에 발생하였으며 153.5 mm였다. 기온의 경우 옥동, 원천리, 도천리, 가송리 순으로 높게 나타났으며, 상대적으로 상리와 남면리가 낮게 나타났다. 각 관측지점의 고도는 옥동 89 m, 원천리 180 m, 도천리 216 m, 가송리 221 m, 상리와 남면리는 각각 356 m, 364 m로 고도와 기온이 반비례 관계임을 확인할 수 있다. 습도는 전반적으로 여름철에 높고 겨울철에 낮다는 것을 알 수 있다. 습도의 일평균 값의 변화 폭은 여름철이 겨울철에 비해 작다는 것을 확인할 수 있다. 한편, 8월 초부터 중순까지 습도가 일시적으로 낮게 나타나며, 이 시기는 무강수 기간으로 높은 기온과 많은 일사량으로 인해 증발 등이 발생하여 습도가 감소한 것으로 판단된다.
풍향 및 풍속은 강수, 기온, 습도 등과 달리 지형의 영향을 많이 받는다. 도천리는 지역적 특성상, 바람이 주로 산기슭에서 강을 따라 이동함으로써 북서풍이 주를 이룬다. 상리는 남서풍과 북동풍이 주로 나타나고 있는데, 1 m/s 이상의 바람은 남서풍이 주로 나타나며, 0.5 m/s 이하의 바람은 북동풍이 지배적이다. 남면리의 경우 다양한 풍향을 나타내는데, 이는 남면리가 고도가 낮은 산으로 둘러싸인 분지에 위치해 있기 때문인 것으로 판단된다. 가송리의 경우 도천리와 유사하게 북서풍이 우세하며, 이는 북서쪽을 제외하고 산지로 둘러 싸여있는 지형적 특성이 반영된 것으로 판단된다. 토양수분의 경우 대부분의 관측지점에서 지중깊이가 깊어질수록 증가하는 경향을 보이며, 강수발생시 증가하는 경향을 보인다. 도천리에서는 강수가 발생 시 토양수분이 증가하였다가 바로 감소하는 경향을 보이는데, 이는 관측지점이 투수가 매우 심한 지역이라 간주할 수 있으며, 가용 토양수분자료를 확보하기 위해서는 장비의 이전이 필요하다고 판단된다. 상리와 남면리, 가송리에서는 겨울철에서 봄철이 되면서 토양수분은 서서히 증가하는 경향을 보이며, 지중깊이 50 cm, 100cm의 토양수분은 4∼5월에 대부분 포화되는 경향을 보인다. 풍호리의 경우 사질토의 특성으로 강수 발생시 토양수분이 급격히 증가하나 투수로 인해 다시 빠르게 감소하는 경향을 보인다. 원천리의 경우 분석기간 동안 지중깊이 100 cm의 토양수분이 포화되어있다. 옥동의 경우 다른 지점과 상이하게 지중깊이 50 cm의 토양수분이 30 cm 보다 낮게 관측되어 깊이별 경향이 다소 약한 편이며, 지중깊이 100 cm의 토양수분이 30 %정도로 강수에 민감하게 반응하지 않는다. 지중깊이 100 cm의 토양수분 센서를 확인 및 보정할 필요성이 있다고 판단된다.
플럭스자료 분석결과, 원천리와 옥동의 순복사량과 지열플럭스는 유사하게 나타났으나, 현열플럭스의 경우 원천리가 더 크게 나타났으며, 잠열플럭스의 경우 옥동이 더 크게 나타남을 확인하였다. 이는 옥동의 관측지점이 논으로 둘러싸여있기 때문인 것으로 판단된다.
에너지수지 분석결과 원천리의 R2(순복사량과 지열플럭스의 차와 현열과 잠열플럭스의 합의 상관계수)는 0.79이며, 옥동의 R2는 0.75로 관측된 에너지요소의 가용성을 확인하였다. 현열과 잠열 시계열 분석결과 현열은 봄철에 높게 나타나며 여름철에 감소하는 경향을 보인다. 잠열의 경우 현열과 반대로 봄철에 낮게, 여름철에 높게 나타나는 경향을 보인다. 증발산량 산정결과 3∼6월까지 옥동이 원천리보다 약 40%높게 나타나고 7∼9월에는 약 3배 높은 것으로 나타났다.
2. TOPLATS 지표해석모델 매개변수 최적화
본 연구에서는 분포형 지표해석모형인 TOPLATS 모델 기반의 수문기상정보 정확도 검증을 위해 관측 에너지 플럭스자료를 이용하여 지표해석모델의 물수지 및 에너지 수지와 관련된 최적 매개변수를 재추정하고 수문기상정보를 평가하였다.
국립기상연구소에서는 낙동강 유역의 국지기상 관측을 위하여 2011년 7월부터 강정보지점(N3, N7)과 칠곡보지점(C3, C4)에 플럭스타워 각 2소를 설치하여 운영 중에 있으며 플럭스타워 관측자료를 이용하여 모의에너지 성분들에 대한 정확도 평가를 수행하였다.
본 연구에서는 평가지점에서 가장 근접한 대구기상대의 일운량이 2 이하인 날을 맑은 날로 규정하여 분석을 수행하였다. 2011년 7월부터 2012년 3월까지의 분석기간 내 운량이 2이하인 날은 54일(1296시간)이였으며 C3지점은 2012년 1∼2월동안 결측으로 조사되어 배제하였으며 분석기간은 27일(648시간)이다. 일반적으로 에너지성분은 일중 변화가 일정한 패턴을 가지기 때문에 시계열 자료의 비교분석보다 일중 시간에 따른 변화를 볼 수 있는 Diurnally 분석을 수행하였다.
C3지점의 경우 모의치가 전체적으로 관측치에 비해 과소추정 되었는데 이는 순복 사량이 과소추정 되어 나머지 요소들도 에너지수지에 따라 과소추정 된 것으로 판단된다. C3지점의 관측 잠열은 일 중 변화가 일정하지 않는 것으로 나타나 관측값 품질에 대해서 재고할 필요가 있을 것으로 판단된다. C4지점은 C3지점에 비해 매개 변수 추정 후의 모의결과가 관측치와 더 유사한 거동을 보였다. 순복사량과 현열의 일중 변화가 관측치와 거의 동일하였으며 오차도 30 W m^-2 이내로 나타났다. 특히 잠열의 경우 기존 매개변수를 적용한 모의값은 관측치에 비해 과소추정 되었으나 매개변수 최적화를 통한 모의값은 관측값과 매우 유사한 거동을 보였다. 지열의 경우 C4 지점의 관측치는 일 중 변화가 나타나지 않았으며 0 이하의 값을 갖는 것으로 나타나 관측자료의 검토가 필요할 것으로 판단된다(그림4).
C4지점은 매개변수 보정 후 모의결과의 평균제곱근오차가 더 낮았으며 특히 순복 사량의 평균제곱근오차는 22.18 W m^-2, 잠열의 평균제곱근오차는 7.27 W m^-2 로 나타나 적절하게 모의된 것으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 물수지와 에너지수지를 동시에 만족하는 TOPLATS 지표해석모델 매개변수를 추정하여 신뢰도 높은 수문기상정보를 산출한 것으로 판단된다.
3. 자연지역 한계강우량 산출기술 기반 연구
본 연구에서는 국내 지형 및 수문환경 특성을 반영한 돌발홍수 예측방법 개발을 위하여 국내외 연구동향을 파악하고 현시점에서 돌발홍수를 일으키는데 필요한 강우량인 한계강우량 산정기법을 개발하였다.
한계강우량 산정을 위한 돌발홍수 발생기준을 설정하기 위하여 돌발홍수 발생 사례를 수집하였으며 수집된 사례를 이용하여 돌발홍수와 수문기상정보의 상관성을 분석하였다. 그림 5는 돌발홍수 발생 지점에 대한 지표해석모형 기반 격자 수문성분을 시계열로 도시한 결과이다. 수문성분으로 토양수분비와 지표유출량을 분석하였다. 지표해석모형 기반 수문성분은 TOPLATS (TOPmodel based Land Atmosphere Transfer Scheme) 지표해석모델과 기상청 현업에서 활용되고 있는 초단기 기상분석 및 예측시스템(Korea Local Analysis and Prediction System, KLAPS)을 이용하여 산출되었으며 시공간 해상도는 1시간, 5 km이다.
돌발홍수 사고 발생시점을 전후로 모든 사례에 대하여 지표유출량이 발생하는 것으로 나타났다. 지표유출량은 토양수분이 포화되거나 토양의 침투능을 초과하는 강수량이 발생할 경우 나타나는 수문성분으로 특정 시점에서의 지표 상태를 가장 잘반영하는 성분이라 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 돌발홍수의 발생기준, 즉 한계강우량의 기준을 지표유출량 발생 이전까지의 강수량으로 설정하였다. 특정시점에서 지표유출량을 발생시키는데 필요한 강우량이 한계강우량이 되고 한계강우량을 상회하는 강수량이 발생할 시에 돌발홍수가 발생하는 것으로 간주하였다. 한계강우량 산정을 위하여 돌발홍수 사고발생 시간부터 3시간, 6시간 전시간을 기준으로 각각 지속시간에 강우시나리오를 적용하여 지표해석모형의 모의를 수행하였다. 5 mm에서 60 mm까지 5 mm씩 강수량을 임의로 증가시키는 시나리오를 적용하였으며 지표유출량을 발생시키는 강수량을 한계강우량으로 채택하였다. 앞서 수집한 돌발 홍수 사례를 이용하여 검증한 결과 사례1은 지속시간 6시간의 경우 한계강우량이 40 mm로 나타났으며 동네예보 강수량은 6시간 동안 42.3 mm로 나타나 한계강우량보다 동네예보 강수량이 더 많이 발생한 것으로 나타났다. 사례2는 3시간 지속시간 한계강우량과 동네예보 강수량은 각각 20, 28.6 mm로 사례 1과 마찬가지로 실제로 한계강우량보다 큰 강수량이 발생한 것으로 나타났다. 사례 3은 한계강우량이 20 mm, 사례4는 15 mm로 산정되었으며 동네예보 강수량은 각각 21.5, 26.2 mm로 나타났다. 한계강우량보다 동네예보 강수량이 크게 발생하여 두 사례에 대하여 적절하게 산정된 것으로 판단된다.
4. 유역별 시간단위 레이더 강수지도 산출 기술 개발
수문학적 활용을 위해 고해상도의 레이더 자료를 이용하여 유역별 시간단위의 레이더 강수지도를 산출하였다. 공간 보정 알고리즘을 적용하여 2009년 여름철(6~8월)에 대해서 정량적 레이더 강수량을 산출하고, 지상 강수량과 비교하여 검증하였다.
2009년 여름철동안의 유역별 시간단위 레이더 강수량을 비교한 결과, RMSE가 평균적으로 Rraw는 3.5 mm/h, Rrar는 3.2 mm/h, Rsc는 1.8 mm/h로 Rsc가 지상 평균면적 강수량과 비교하여 가장 유사한 결과를 나타내었다. 각 유역에 대한 RMSE는 그림 6과 같으며, 그림 5에서 보이는 바와 같이 Rsc가 가장 낮은 RMSE를 나타내었다. 수문학적 적용성을 평가하기 위해서 2007~2009년의 여름철 세 기간을 선정하여 지상 및 레이더 강수량 자료를 이용하여 충주댐의 유량을 모의하고 실제 관측된 유량과 비교하였다. 그림 7은 2007년 8월 1일 ~ 15일 사례에 대한 평균 면적 강수량(위)과 유량(아래)의 시계열을 나타낸다. 펑균면적강수량의 편차와 유량의 편차를 살펴보면, Rraw는 -1.6 mm/h, -576.3 m³/s, Rsc는 1.0 mm/h, 74.8 m³/s로 나타났다.
Rsc가 실제 유량에 대해 다소 과대 모의되는 경향이 있지만 지속적인 개선 연구를 통하여 더 정확한 정량적 강수량 산출하고, 이를 수문학적으로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.
Ⅴ. 기대 효과 및 활용 방안
본 연구에서 수행된 안동댐유역 수문기상 관측자료 분석, TOPLATS 지표해석모델 매개변수 최적화, 한계강우량 산출기술 개발 및 시단위 레이더 강수지도 산출기술 개발을 통해 도출된 주요연구결과의 기대효과와 활용방안은 다음과 같다.
- 수문기상 관측자료 분석기술은 불확실성이 높은 관측자료에 대한 정확도 평가 및 개선기술로서 관측자료의 신뢰도를 평가하는데 필요한 기술임
- 지표해석모델 매개변수 최적화는 지표해석모형 기반 수문기상정보의 정확도를 높이는 기술로서 신뢰성 높은 정보를 제공할 수 있으며 수문기상감시를 비롯하여 돌발홍수와 가뭄예측에 활용 가능함
- 한계강우량 산출기술 개발은 국내 지형 및 수문환경을 반영한 돌발홍수 예측방법의 기반 기술로서 예측강우와의 비교를 통한 돌발홍수 예보에 활용 가능함
- 시단위 레이더 강수지도 산출기술 개발은 고해상도 강수량정보를 제공함으로써 지상관측소의 밀도가 낮은 지역에 대한 수자원 현황 파악과 강수변동성 분석에 활용 가능함

Abstract ▼

Ⅰ. Title
Advanced Research on Applied Meteorology(I): Hydrometeorology Research
Ⅱ. Necessity of the Research
○ To construction of hydrometeorological station network and analysis of their propriety for model based Hydrometeorological information estimation
○ To develop customized hydrome

Ⅰ. Title
Advanced Research on Applied Meteorology(I): Hydrometeorology Research
Ⅱ. Necessity of the Research
○ To construction of hydrometeorological station network and analysis of their propriety for model based Hydrometeorological information estimation
○ To develop customized hydrometeorological information production technology for monitoring and forecasting weather disasters
○ To develop flash flood forecasting method for decrease damage from flash flood by regional heavy rainfall
○ To develop radar based high resolution precipitation map for water management on detailed basins
Ⅲ. Objectives of the Research
○ Establishment of hydrometeorological observation network and real-time monitoring system
○ Optimization of TOPLATS land surface model's parameters
○ Technical development of threshold rainfall computation for forecasting flash flood
○ Development of computation technique of hourly radar precipitation map
Ⅳ. Research Contents and Results
1. Analysis of hydrometeorological data observed at the Andong dam
The observation sites were strategically constructed near the Andong dam for two reasons. First of all, given that there is a lack of dense observation networking systems in mountainous regions, the sites were chosen to enhance the hydrometeorological monitoring capabilities in such area. Secondly, since the flow discharge can be accurately measured in the dam area, the establishment of the sites near the Andong dame can make the observation process more efficient and feasible. In order to collect hydrometeorological data, four observation sites - Dochoen-ri, Sang-ri, Nammyeon-ri, Gasong-ri - and three monitoring sites - Pungho-ri, Woncheon-ri, Ok-dong - were built in 2011 and 2012 respectively.
Hydrometeorological and energy variables observed at theses sites include precipitation, air temperature, relative humidity, wind speed and direction, soil temperature and moisture, net radiation, geothermal, latent and sensible heat flux, and so on. In this research, meteorological variables obtained from Dec.
2012 to Sep. 2013 were analyzed and energy variables from Mar. to Sep. 2013 were examined.
Regarding wind speed and direction, they can be significantly influenced by geographical features. In Docheon-ri, prevailing wind is a northwesterly wind which blows down the foot of a mountain and then moves to a river. As for Sang-ri, both the southwesterly and northeasterly winds are commonly observed.
In this region, relatively strong wind is often identified as the southwesterly wind, while relatively weak wind (below 0.5 m/s) is generally defined as the northeasterly wind. Concerning Nammyeon-ri, prevailing wind direction varies, because the region is surrounded by low mountains of similar height. In Gasong-ri, as the region is enclosed by mountains except the northwest corner, a northwesterly wind is dominant. As for Pungho-ri, westerly wind is commonly witnessed and in Woncheon-ri, the southwesterly wind is commonly observed. In Ok-dong, both the northerly and westerly winds are commonly observed.
As for precipitation, In Jun 2013, the highest precipitation amounts were recorded at the observation sites in Docheon-ri (152.0 mm), Sang-ri (161.0 mm), Gasong-ri (184.0 mm), Pungho-ri (174.5 mm) and Woncheon-ri (202.5 mm). In Sep. 2013, however, the highest precipitation amounts were registered at the observation site in Nammyeon-ri (153.5 mm). In Ok-dong, multisensor for observing precipitation wasn't connected M2M server. Precipitation will be analyzed after repair.
As for air temperature, data registered at the observation sites in Ok-dong, Woncheon-ri, Docheon-ri and Gasong-ri show high temperatures, whereas those recorded at the observation sites in Sang-ri and Nammyoen-ri demonstrate relatively low temperatures. Given that the observation sites in Ok-dong, Woncheon-ri, Docheon-ri and Gasong-ri are located at lower elevations (at elevations of 89 m, 180 m, 216 m and 221 m respectively) and the sites in Sang-ri and Nammyoen-ri are situated at higher elevation (at elevations of 356 m and 364 m respectively), the observed data may suggest an existence of a significant inverse relation between air temperature and elevation.
For relative humidity, it tends to be high in the summer and low in the winter. This tendency is mainly caused by seasonal characteristics of precipitation in the Korean peninsula. Nevertheless, relative humidity decreases temporarily from early to mid August when no rainfall occurs. The possible explanation for this is that a sharp increase in air temperature as well as solar radiation can lead to a rise in the rate of evaporation, bringing a decline in relative humidity as a result.
Concerning soil moisture, it is measured at several depths (at depths of 10, 30, 50 and 100 cm). Soil moisture is generally variable in relation to rainfall. At the observation site in Docheon-ri, no significant correlation is reported. It can be attributable to the features of strong water permeability at the site. At the sites in Sang-ri, Nammyeon-ri and Gasong-ri, soil moisture at each depth is sensitive to rainfall. As for Pungho-ri, soil moisture is generally variable in relation to rainfall, except soil moisture at 10 cm depth which tends to be under-measured.
At the sites Woncheon-ri and Ok-dong, a good correlation between soil moisture and rainfall is observed at each depth.
Energy factors are measured in Woncheo-ri and Ok-dong. The values of net radiation and soil heat flux demonstrates similarities between two sites. however sensible heat flux value is higher in Woncheon-ri than value in Ok-dong, latent heat flux value is higher in Ok-dong than value in Woncheon-ri. Result of energy balance, it show R2 in Woncheon-ri and in Ok-dong are evaluated 0.79 and 0.75. The values of sensible heat flux in both sites are highest in spring. As for latent heat flux in both sites are highest in summer.
2. Optimization of TOPLATS land surface model's parameters
In this study, we estimated optimum parameters related water and energy balance using observed energy flux data and evaluated hydrometeorological information for accuracy verification of TOPLATS model based hydrometeorological information.
Evaluation sites are C3 and C4 in Chilgok-bo managing National Institute of Meteorological Research. For analysis, we selected clear day as below two on daily amounts of cloud. Observed data at C3 site was missed during specific period (2012.1∼2), so Clear days are 27 days (648 hour). Clear days at C4 site are 54 days (1296 hour) in analysis period (2011.7~2012.3). We carried out diurnally analysis of energy components possible to confirm pattern in daytime.
At C3 site, simulated results are underestimated compared with Observed data.
Because net radiation was underestimate, the remainder ones were underestimate according to energy balance. It is need to quality control of observed data at C3 site because observed latent heat at C3 site was not consistent pattern in daytime. Simulated one after re-estimating parameters at C4 were well fitted to the observations compare with one at C3 site. Especially, pattern in daytime of net radiation and sensible heat are well fitted to observed data and error is below 30 W m^-2. Simulated latent heat is fitted to observed one before re-estimating parameters. Observed ground heat at C4 site is no change pattern in daytime and below zero. At C4 site, RMSE of simulated results after re-estimating parameters is smaller, especially, net radiation's one is 22.18 W m^-2, latent heat's one is 7.27 W m^-2.
Therefore, in this study, we estimated parameters of TOPLATS land surface model according to water and energy balance and computed accurate hydrometorological information.
3. Technical development of threshold rainfall computation for forecasting flash flood
In this study, we comprehend domestic and foreign research trend and develop to threshold rainfall computation technique for flash flood forecasting method considering domestic topography and hydrological environment.
Threshold rainfall means amount of rainfall required to flash flood in current soil moisture conditions. For setting of flash flood occurrence criteria in order to computation threshold runoff, we collected case of flash flood and analyze correlations flash flood and hydrometeorological information. Fig. 5 is time series results of gridded hydro components based land surface model. Hydro components are soil moisture and surface runoff. Hydro components based land surface model are simulated using TOPLATS (TOPmodel based Land Atmosphere Transfer Scheme) land surface model and Korea Local Analysis and Prediction System (KLAPS) applicate to KMA work-site operation, and temporal and spatial resolution of components are 1 hour, 5 km.
In all of collected flash flood case, Surface runoff occurred. Surface runoff is a hydro component from precipitation on saturation of soil moisture or excess infiltration capacity and it is best hydro component reflected surface conditions.
Therefore, in this study, flash flood occurrence criteria, in other words, criteria of threshold runoff set amount of rainfall before the occurrence of surface runoff.
From time of flash flood occurrence, before 3 hours, 6 hours, surface runoff simulated apply to rainfall scenario during duration time. Rainfall scenario is increasing rainfall by 5 mm form 5 mm to 60 mm, Rainfall that generate surface runoff use to threshold runoff. Results of verification using flash flood cases, in case of 6 hours duration time, threshold rainfall (TR) is 40 mm and Digital Forecast System (DFS) precipitation is 42.3 mm in case 1, in other words, DFS precipitation excceed TR. TR is 20 mm, DFS precipitation is 28.6 mm in 3 hours duration time in case 2. TR is 20 mm, DFS precipitation is 21.5 mm in case of 3. Also TR is 15 mm, DFS precipitation is 26.2 mm in case of 4. All of cases, DFS precipitation that means actual precipitation exceed TR, and TR is computed appropriately.
4. Development of computation technique of hourly radar precipitation map
The hourly quantitative radar precipitation was computed using spatial correction method to utilize the hydrological parts. The grid- and basin-based radar precipitations were calculated every hour during summer (Jun. to Aug.) 2009. The results of basin-based radar precpitations during their period, the averaged RMSEs of Rraw, Rrar and Rsc compared with ground mean areal precipitation (MAP) were 3.5, 3.2 and 1.8 mm/h, respectively. As shown Fig. 5, Rsc is lowest RMSE at almost basin except for Imjin river basin. To evaluate the hydrological utilizability, flows were simulated from rain gage and three radar precipitations about three cases, which are 1-15 Aug. 2007, 18-27 Jul. 2008, 8-17 Jul. 2009, and compared with flow observed at the Chungju Dam. Fig. 6 is the time-series of MAP and flow (observed and simulated values) during first case period. Mean error of MAP and flow of Rraw and Rsc are -1.6 mm/h, -576.3 m3/s and 1.0 mm/h, 74.8 m3/s, respectively. Although Rsc is slightly overestimated, we are continuously researched for improving the accuracy, and then their data will be used for hydrological purposes.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구보고서 ... 2
• 목차 ... 4
• 표 목차 ... 7
• 그림 목차 ... 8
• 요약문 ... 12
• Summary ... 22
• 제 1 장 서론 ... 32
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 32
• 제 2 절 국내·외 연구 동향 ... 34
• 제 2 장 안동댐 수문기상 감시망 운영 및 자료분석 ... 38
• 제 1 절 연구개요 ... 38
• 제 2 절 국내외 연구동향 ... 39
• 제 3 절 안동댐 수문기상 감시망 운영현황 ... 40
• 1. 감시망 운영 현황 ... 40
• 제 4 절 플럭스 관측자료 품질보정 이론 ... 43
• 1. 원자료 보정 ... 44
• 2. 플럭스자료 보정 ... 48
• 제 5 절 관측자료 분석 ... 54
• 1. 기상자료 분석 ... 54
• 2. 플럭스자료 분석 ... 71
• 제 6 절 요약 및 토의 ... 75
• 제 3 장 TOPLATS 지표해석모델 매개변수 최적화 ... 78
• 제 1 절 연구개요 ... 78
• 제 2 절 국내·외 연구동향 ... 79
• 제 3 절 TOPLATS 지표해석모형 이론 ... 80
• 제 4 절 대상유역 선정 및 입력자료 구축 ... 86
• 1. 대상유역 ... 86
• 2. 입력자료 구축 ... 87
• 제 5 절 TOPLATS 지표해석모형 정확도 평가 ... 89
• 1. 유출량 ... 89
• 2. 에너지플럭스 ... 92
• 제 6 절 요약 및 토의 ... 96
• 제 4 장 자연지역 한계강우량 산출기술 기반 연구 ... 97
• 제 1 절 연구개요 ... 97
• 제 2 절 국내·외 연구동향 ... 98
• 제 3 절 돌발홍수 예측기법 개발 ... 107
• 제 4 절 대상유역 선정 및 입력자료 구축 ... 109
• 1. 대상유역 ... 109
• 2. 입력자료 구축 ... 110
• 제 5 절 한계강우량 산정 및 분석 ... 114
• 1. 돌발홍수 발생사례 수집 ... 114
• 2. 수문기상정보와 돌발홍수 상관성 분석 ... 115
• 제 6 절 요약 및 토의 ... 124
• 제 5 장 유역별 시간단위 레이더 강수지도 산출 기술 개발 ... 125
• 제 1 절 서론 ... 125
• 제 2 절 대상 지역 및 자료 ... 127
• 1. 대상 지역 ... 127
• 2. 자료 ... 128
• 제 3 절 방법 ... 130
• 1. 시간단위 레이더 강수량 산출 ... 130
• 2. 유역별 평균 면적강수량 산출 ... 133
• 3. 검증 ... 134
• 제 4 절 유역별 시간단위 레이더 강수지도 검증 ... 136
• 1. 기상학적 평가 ... 136
• 2. 수문학적 평가 ... 144
• 제 5 절 요약 및 향후 계획 ... 150
• 제 6 장 요약 및 향후계획 ... 152
• 참고문헌 ... 154
• 부록 1 2013년도 연구성과 ... 160
• 부록 2 2013년도 학술용역 과제(수문기상모델 개선을 위한 요소기술 개발) ... 165
• 끝페이지 ... 319