초록 ▼

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
가. 안동댐유역 수문기상 관측자료 분석
- 안동댐 유역은 2016년 1032.4 mm의 연강수량을 보였으며, 4월과 7월에 강수량이 높게 나타났으며, 기온 증가 현상은 확인되지 않았음.

- 2013년부터 2016년까지의 수문기상관측요소에 대한 분석 결과 강수량은 2015년까지 계속 감소하다 2016년에 증가하는 경향을 보였으나, 최대 증발산량은 A6지점과 A7지점 각각 2015년과 2014년에 나타났으며, 토양수분은 거의 일정한 평균값을 보임을 확인하였음.

나. Offli

Ⅳ. 연구 내용 및 결과
가. 안동댐유역 수문기상 관측자료 분석
- 안동댐 유역은 2016년 1032.4 mm의 연강수량을 보였으며, 4월과 7월에 강수량이 높게 나타났으며, 기온 증가 현상은 확인되지 않았음.

- 2013년부터 2016년까지의 수문기상관측요소에 대한 분석 결과 강수량은 2015년까지 계속 감소하다 2016년에 증가하는 경향을 보였으나, 최대 증발산량은 A6지점과 A7지점 각각 2015년과 2014년에 나타났으며, 토양수분은 거의 일정한 평균값을 보임을 확인하였음.

나. Offline JULES 지면모델 구축
- 현업 국지예보모델 (LDAPS) 분석장 기반 기상 강제자료를 활용하여 고해상도 토지피복도, 토양속성정보를 탑재한 전국 유역의 Offline JULES 모델링 체계를 구축하였음.
- 모델 시험가동 결과 연강수량과 연증발산량의 비가 40.34%로 합리적으로 도출되었으며, 추후 검증 및 개선 요망.

다. 돌발홍수 예측기술 개발(현업화과제)
- 전국 유역에 대해 현업 국지예보모델 자료를 활용하여 TOPLATS 지면모델 기반의 1.5 km 해상도 격자 수문기상정보를 생산하였음.

- 생산된 수문기상정보를 이용하여 한계강우량(특정시점에서 3∼6시간 이내 지표유출을 발생킬수 있는 강수량)을 산출하고 2013-2015년 기간 동안 전국유역에 대한 돌발홍수 사례에 대해 예측 적용성을 평가함.

- 모든 사례에서 한계강우량보다 현업 국지예보모델의 3시간, 6시간 예측 누적강수량의 크기가 큰 것으로 나타나 본 연구에서 개발된 한계강우량 기반 돌발홍수예측기술이 전국 유역에 대해 활용 가능함을 확인함.

- 토양수분 뿐만 아니라 지표면에서의 물의 수평수송이 고려된 기상-수문결합모델 (WRF-Hydro)을 이용하여 남강댐 유역에서 발생한 돌발홍수 사례에 대해 적용가능성을 평가함.

- WRF-Hydro 내의 유량의 부피 및 첨두유량을 제어하는 매개변수에 대한 민감도 실험을 통해 남강댐 유역에 적용가능한 최적의 매개변수를 도출하였으며 이를 통해 모의된 강수량을 돌발홍수예측에 적용 결과 만족할 만한 성능을 얻었음.

라. 가뭄 대응 기반기술 개발 연구
- 기상학적 가뭄지수 간 같은 가뭄상황에 대한 표현의 차이를 분석하여 단일 가뭄지수 활용의 위험성과 지속기간에 따른 적합 가뭄지수 확인하였음.

- 기상학적 가뭄이 발생한 계절에 따라 댐과 농업용 저수지의 저수율 변동경향이 상이하게 나타남. 강수량이 높은 시기의 강수량 부족 시 농업용 저수지의 저수율이 댐 저수율보다 크게 감소하였으나, 강수량이 낮은 시기에는 강수량 부족에도 불구하고 농업용 저수지 저수율은 증가하고 댐 저수율은 감소하는 것으로 나타남.

- 현업모델 기반의 수문기상정보를 직접 활용하기 위한 방안으로 전지구 현업모델 기반 GDAPS와 GloSea5의 개선된 토양수분 정보를 토양속성에 따른 토양수분인덱스로 변환하여 한반도의 수문기상관측자료와 비교 분석하였음.

마. GloSea5의 하천유출모델(TRIP) 결합모듈 개선 연구
- 기상청 장기예측시스템 (GloSea5)내에 탑재되어 구동 중인 TRIP 모델의 해양출구구현 모듈을 수정하여 동아시아 부근의 염도 분포를 현실적으로 개선하였으며 이를 통한 한반도 주변 해역의 해류 변화를 확인하였음.
- 관측해수면 온도와의 비교 검증 결과 개선된 염도분포를 통해 한반도 주변 해역의 SST의 시/공간분포가 개선되었음.

바. 수문기상모델 개선을 위한 요소기술 개발(학술연구용역)
- 보도된 가뭄정보와 가뭄 기록보고서를 토대로 기상학적/농업적/수문학적 가뭄현황 DB를 구축하였으며, 정량화 표준강수지수(QSPI: Quantitative Standardized Precipitation Index)를 개발하여 적용성을 확인함.
- JULES 매개변수 민감도 실험을 통해 도시지역에 대한 최적화 매개변수를 제시함.
- 하천유출모형(TRIP)의 해상도 고도화(0.125°)를 통하여 한반도 중심 고해상도 수문기상정보 산출 및 검증을 수행함.
- 안동댐유역 수문기상관측망 자료를 활용한 생태환경 분석과 농작물 생산량 및 작물별 가상수 산정 등 관측자료 활용기술을 개발함.

(출처 : 요약문 10p)

Abstract ▼

Ⅳ. Results
A. Hydrometeorological observation data analysis in 2016
- Around Andong Dam basin, the annual precipitation in 2016 is 1032.4 mm.
It experiences relatively high precipitation in April and July compared to the precipitation climatology.

- Based on the analysis of hydromet

Ⅳ. Results
A. Hydrometeorological observation data analysis in 2016
- Around Andong Dam basin, the annual precipitation in 2016 is 1032.4 mm.
It experiences relatively high precipitation in April and July compared to the precipitation climatology.

- Based on the analysis of hydrometeorological observed factors from 2013 to 2016, it is found that precipitation decreased until 2015 then increases in 2016. Evapotranspiration at A6 and A7 was highest in 2015 and 2014 respectively. No significant change of soil moisture at the A6 and A7 from 2013 to 2016 is reported.

B. Development of Offline JULES land surface modelling system
- Offline JULES modelling system has been developed for Korean peninsula using LDAPS analytical field and high resolution land cover and soil properties.

- As a result of offline JULES simulation, annual evapotranspiration is 40.34 % of annual precipitation under 2015 meteorological condition. Verification and improvement are needed for other case studies.

C. Flash flood forecasting techniques
- TOPLATS model based gridded hydrometeorological information with 1.5 km horizontal grid spacing using the LDAPS over the Korean peninsula has been generated.

- The threshold rainfall (the amount of precipitation that can make occur surface runoff within 3∼6 hours at the present time) is defined using the gridded soil moisture data information and its application to flash flood events in Korea from 2013 to 2015 has been evaluated.

- In the collected flash flood cases, the rainfall predicted by LDAPS is greater than the threshold rainfall and we confirm the applicability of the threshold rainfalll based flash flood forecasts in Korea.

- The WRF-Hydro hydrometeorological modelling system, which consider the current state of soil moisture and the horizontal exchange of water storage by runoff for flash flood forecasting, has been applied to simulate a flash flood event in Namgang Dam basin.

- As a result of sensitivity tests, the parameters controlling the infiltration capacity excess from precipitation and channel roughness data influencing the temporal distribution play an important role on applying WRF-Hydro to flash flood forecasting in mountainous basins.

D. Understanding meteorological drought characteristics in Korea to develop a drought prevention technique
- Comparison studies of meteorological drought indexes for same climate conditions presents that the longer drought duration time the better SPEI agree with the observed meteorological drought phenomena.

- The observation based analysis of the correlation of the changes in agricultural reservoir and dam storage and meteorological drought shows that reservoir storage levels decrease more dramatically compared to dam storage levels in wet season. On the contrary, for dry season, agricultural reservoir storage levels is raised despite of precipitation deficit.

- In order to use KMA operational model output such as GDAPS and GloSea5 to drought monitoring and prediction directly, we have derived Soil Moisture Index (SMI) depending on soil type and applied for the Korea peninsula and the East Asian region.

E. Implementation of hydrological modules to KMA seasonal forecasting model
- To present the realistic atmospheri-land(hydrology)-ocean coupling over the East Asian region in KAM operational GloSea5 model, the ancillary files related river routing model (TRIP) has been imporved and analyzed the impact on the change of salinity and SST.

- Improvement of the river mouth of TRIP module induce the change in SST by salinity distribution, directly. Then, the bias and rmse of SST is reduced and improved results are more comparable to the OISST observation data compared to the old simulation.

F. Technical Development of components for improving the hydrometeorological model (research project)
- Meteorological, agricultural, hydrological drought data base (DB) during the period from 1970 to 2015 has been constructed and new drought index (Quantitative Standardized Precipitation Index (QSPI)) has been suggested to compensate the weakness of the commonly used SPI index.

- Based on Eunpyung new town urban observation data, the urban related parameters in JULES model have been optimized as a result of parameter sensitivity tests.

- To present high resolution horizontal water transport in JULES model, the TRIP model has been implemented to 0.125° horizontal grid spacing.

- Application study of hydrometeorological observation data to ecological change, crop yields and virtual water contents for crop has been done using Andong hydrometeorological observation network data.

(출처 : Summary 15p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구 보고서 ... 2
• 목차 ... 4
• 표목차 ... 6
• 그림목차 ... 7
• 요약문 ... 10
• Summary ... 14
• 제 1 장 서론 ... 20
• 제 2 장 안동댐유역 수문기상 관측자료 분석 ... 22
• 제 1 절 2016 수문기상 관측자료 분석 ... 22
• 1. 수문기상요소 ... 22
• 2. 에너지요소 ... 23
• 제 2 절 수문기상 관측자료의 변화분석 ... 26
• 제 3 장 Offline JULES 지면모델 구축 ... 30
• 제 1 절 현업모델 기반의 Offline JULES 구동 체계 구축 ... 31
• 1. Offline JULES 개요 ... 31
• 2. 실험 영역 및 기상입력자료 선정 ... 32
• 3. Ancillary 입력자료 구축 ... 33
• 제 2 절 시험구축 결과 ... 35
• 제 4 장 돌발홍수 예측기술 개발 ... 36
• 제 1 절 현업 수치모델 기반 전국 돌발홍수 예측기술 개발 ... 37
• 1. 수문기상정보 생산체계 구축 ... 37
• 2. 한계강우량 기반 돌발홍수 예측기술 적용 ... 38
• 제 2 절 돌발홍수 예측을 위한 기상-수문결합 모델 적용 ... 44
• 1. 기상-수문결합 모델 설정 및 입력자료 ... 44
• 2. 기상-수문결합 모델 민감도 평가 ... 47
• 제 5 장 가뭄 대응 기반기술 개발 연구 ... 52
• 제 1 절 기상학적 가뭄의 특성 분석 ... 52
• 1. 기상학적 가뭄지수들 (SPI와 SPEI) 의 통계적 분석 ... 53
• 2. SPI와 SPEI에 대한 기상인자 기반 분석 ... 54
• 제 2 절 기상학적 가뭄에 따른 저수율 변동 특성 분석 ... 56
• 1. 강수량-저수율 연계성 분석 ... 56
• 2. 기간별 저수율 변동특성 ... 58
• 제 3 절 현업모델 기반 동아시아 수문기상정보 산출 ... 60
• 1. 토양속성에 따른 토양수분 인덱스 산출 및 분석 ... 61
• 제 6 장 GloSea5의하천유출모델(TRIP) 결합모듈개선연구 ... 64
• 제 1절 TRIP 보조자료 개선 및 모델 적용 ... 65
• 제 2 절 영향 분석 및 검증 ... 67
• 제 7 장 요약 및 결론 ... 71
• 참고 문헌 ... 73
• 끝페이지 ... 76