4차 하천유역 GIUH 유도 및 초기확률 보정에 관한 연구 = Study on Deriving 4th Order Basin GIUH and Improving the Initial State Probability

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this research, the GIUH of 4th order basin was derieved mathematically in order to solve the problem of the pre-existing Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph(GIUH) expressed in empirical formula. In case of the pre-existing method which calculated the initial state probability by using area ratio and bifurcation ratio, the former part of IUH came out in negative numbers. This is because the initial state probability came out in negative numbers and in order to solve this problem initial state probability was calculated with direct draining area ratio by using ArcVeiw GIS 3.2. IUH was estimated by applying this method to the International Hydrological Program(IHP) basin. The parameter of study basin is showed differently accordingin the resolution and in this research, each parameters were estimated by classifying study basin into 2nd, 3rd and 4th order stream. Each study basin achieved its stream network map and geomorphological data by using the ArcView 3.2 program and Extension (Hec-GeoHms 1.1) on the 1:5,000 DEM data of space resolution 30m×30m (Water Management Information System). As a result, it was able to solve the problem of IUH‘s initial portion becoming negative numbers. Also, as a result of comparing the GIUH with revision made in initial state probability, it was confirmed that there showed big difference in initial state probability according to correction. Moreover, when estimating initial state probability through direct draining area, among bifurcation ratio(), length ratio(), area ratio(), mean length of 1st stream() and velocity() which are needed in calculating GIUH, calculation of area ratio becomes unnecessary. Runoff hydrograph was estimated through this IUH and by comparing this with the real runoff hydrograph, it became possible to analyze the problem of the pre-existing empirical formula and also prove the adaptability of the derived 4th order basin formula. The adaptability of GIUH can be improved through this research.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 4차이상 하천유역의 Geomorphological Instantaneous Unit Hydrograph(GIUH)를 간략식으로 표현하던 기존 GIUH의 문제점을 해결하고자 4차하천유역에 대한 GIUH를 수학적으로 유도하였다. 면적비와 분기비를 사용하여 초기확률을 계산하던 기존의 방법의 경우 단위도의 전반부가 음수로 발생하였다. 이는 초기확률이 음수로 발생하였기 때문이며, 이 문제를 해결하기 위하여 ArcVeiw GIS 3.2를 사용하여 직접유출면적비로 초기확률을 계산하였다. 제안된 방법을 International Hydrological Program(IHP) 유역에 적용하여 순간단위도를 산정하였다. 대상유역의 매개변수는 해상도에 따라 다르게 나타나며, 본 연구에서는 대상유역을 2, 3, 4차 하천으로 분류하여 매개변수를 각각 산정하였다. 각 대상유역은 공간해상도 30m×30m의 1:5,000 DEM자료(국가 수자원관리 종합정보시스템)를 ArcView 3.2 프로그램과 Extension (Hec-GeoHms 1.1)을 사용하여 대상유역의 하천망도 및 지형자료를 얻어내었다. 그 결과 단위도의 전반부가 음수가 되는 문제점을 보완 할 수 있었다. 또한 초기확률의 보정을 통한 GIUH의 비교 결과 보정 여부에 따라 초기유출에서 큰 차이를 보임이 확인되었다. 뿐만 아니라, 직접유출면적으로 초기확률을 산정할 경우 GIUH의 산정에 필요한 분기비(), 길이비(), 면적비(), 1차하천 평균길이(), 유속() 중 면적비의 산정이 불필요하게 된다. 이렇게 유도된 단위도를 통하여 유출수문곡선을 산정하였으며, 실제 유출수문곡선과의 비교를 통해 기존 간략식의 문제점을 분석하고 유도된 4차식의 적용성을 입증하였다. 본 연구를 통하여 GIUH의 적용성이 향상될 것으로 판단된다.