유역 내 토양수분의 시공간적 변동 특성을 반영한 시단위 유출량 예측 기술 개발 및 평가 = Hourly rainfall-runoff simulation considering spatio-temporal variability of soil moisture in the watershed
저자
이서로 ( Seoro Lee ) ; 신승훈 ( Seunghun Sin ) ; 이관재 ( Gwanjae Lee ) ; 임경재 ( Kyoung Jae Lim ) ; 김종건 ( Jonggun Kim )
발행기관
학술지명
한국농공학회 학술대회초록집(Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference)
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
130-130(1쪽)
제공처
최근 들어 국지성 호우로 인한 유출과 오염물질 발생 및 이동 특성은 강우량보다는 강우강도에 의해 급격하게 변화하는 양상을 보이고 있기에 정확한 시단위 유출량 예측을 통한 유역 관리 대책 수립이 중요한 실정이다. 이에 따라 국내·외 많은 연구에서는 시단위 강수에 따른 유역에서의 유출 및 비점오염원 거동 특성 분석을 위해 SWAT 모델을 널리 활용하고 있다. 그러나 SWAT 모델에서는 간단한 저류추적법에 의해 토양층에서의 토양수분이 일단위로 모의되기 때문에 시강우량에 따른 토층별 토양수분의 거동을 해석하는데 어려움이 있다. 또한 동일한 토양 속성을 가지는 수문반응단위에 대해서 토양수분 관련 매개변수가 일괄적으로 적용되기 때문에 실제 유역 내 토양수분의 공간적 분포를 반영한 유출량 예측에 한계가 있다. 실제 토층 내 토양수분의 거동 특성은 시간 강우, 지표온도, 공극 및 다짐 상태 등에 따라 달라지기 때문에 정확한 시단위 유출 예측을 위해서는 유역 내 토양수분의 시공간적 변동 특성이 반영될 필요가 있다. 이에 본 연구는 SWAT 모델과 리차드 방정식 기반으로 시단위 토양수분의 물리적 프로세스 모의가 가능한 Noah LSM 모델을 연계하여 지표하 흐름 프로세스를 개선하였다. 또한 Sentinel-1 원격탐사자료를 통해 추출 된 유역 내 토양수분에 대한 공간적 분포 자료를 토양의 물리적 속성 DB를 구축하는데 활용하였으며, 두 모델의 다이나믹한 연계 과정에서 사용자의 선택에 따라 호출될 수 있도록 모델을 개선하였다. 경기도 이천시에 위치한 석원천 유역을 대상으로 연계 모델의 적용성을 평가한 결과, 기존 SWAT 모델(R<sup>2</sup> 0.58, NSE 0.41)보다 유출량 예측 성능(R<sup>2</sup> 0.65, NSE 0.56)이 향상된 결과를 보였다. 비록 본 연구에서는 유출량 및 토양수분에 대한 검보정을 수행하지 않았으나, 향후 실측 자료 확보를 통해 추가 검증이 이루어진다면, 본 연구에서 개발 된 모델은 국내 유역에서의 정확한 토양수분 거동을 바탕으로 한 첨두 유출량 및 수질 예측에 활용될 수 있을 것이라 판단된다.
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