SWAT모형과 HEC-HMS모형을 이용한 오수천 유역의 유출특성 분석

Title
SWAT모형과 HEC-HMS모형을 이용한 오수천 유역의 유출특성 분석
Authors
이연근
Keywords
swat모형과hechms모형을이용한오수천유역의유출특성분석
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
강우-유출모형에는 단기 홍수사상 모형과 장기 유출모형이 있는데 단기 홍수 사상 모형은 주로 집중형 모형을 이용하여 하천유량 모의에 중점을 두어 왔고, 장기유출모형은 분포형으로 기저유출 모의에 중점을 두어 왔다. 단기 홍수사상 모형은 유역 전반에 걸친 수자원의 분포특성을 파악하기 힘들다는 단점이 있고, 장기유출모형은 단기 홍수사상을 분석하기 힘들다는 단점이 있다. 이와 같은 상호 간의 단점은 두 모형을 함께 이용하여 보완할 수 있을 것이다. 따라서 본 연구에는 단기 홍수사상모형인 HEC-HMS모형과 장기유출모형인 SWAT모형을 연동하기 위하여 두 모형에 공통으로 적용되는 매개변수 CN값을 이용하였다. 두 모형에서 CN값을 얻는 방법은 첫 번째, HEC-HMS모형의 홍수기 호우사상별 최적평균 CN값을 구하는 것이고, 두 번째, SWAT모형내에서 적용되는 일별 CN값을 구하는 것이다. 두 모형의 매개변수를 이용하여 보정 3년(2002년 ~ 2004년), 검증 2년(2005년 ~ 2006년), 적용 3년(2007년 ~2009년)을 통하여 SWAT-HMS모형의 유출분석 신뢰성을 판단하였다. 보정 3년 결과로 선행 5일강우량 150mm를 기준으로 150mm 이하이면 모의가능하고, 150mm 이상이면 과소 모의되는 SWAT모형의 단점을 알 수 있었다. 검증을 실시한 2년은 SWAT-HMS모형의 중요 매개변수인 CN값을 HEC-HMS모형의 CN값과 SWAT모형의 CN값을 적용한 결과를 비교하여 상관계수 0.90과 0.95를 얻었으며, SWAT-HMS모형에 적용되는 매개변수 CN값은 SWAT모형의 CN값을 사용할 경우 더욱 신뢰할 수 있음을 알았다. 적용 3년은 SWAT모형의 CN값을 SWAT-HMS모형에 적용하여 유출분석을 하였으며, 관측치와 모의치의 상관계수 0.95라는 신뢰할 수 있는 결과를 얻었다. 그리고 관측치와 모의치의 첨두유량은 평균적으로 5% 이내의 차이로 매우 정확하게 모의하였다. 본 연구는 격자분포형 유출모형인 SWAT모형과 집중형 유출모형인 HEC-HMS모형을 두 모형에 공통으로 적용되는 매개변수 CN값을 이용하여 두 모형이 가지는 문제점을 해결하고 신뢰할 수 있는 유출분석 방법을 제시하고자 하였다.
Description
제 1 장 서 론 1 1.1 연구배경 및 목적 1 1.2 연구 동향 2 1.3 연구내용 및 범위 4 제 2 장 SWAT모형과 HEC-HMS모형 6 2.1 SWAT모형 6 2.1.1 수문 부모형 6 2.1.2 토양유실 부모형 14 2.1.3 영양물질 부모형 16 2.1.4 SWAT 하도추적 부모형 17 2.2 HEC-HMS모형 21 2.2.1 HEC-HMS모형의 일반사항 21 2.2.2 HEC-HMS모형의 입력자료 26 2.2.3 HEC-HMS모형을 이용한 유출량 분석절차 36 제 3 장 유출분석을 위한 입력자료 구축 및 적용 38 3.1 대상유역 38 3.2 SWAT모형의 입력자료 구축 40 3.2.1 기상자료 구축 40 3.2.2 수치고도자료 생성 41 3.2.3 하천망도 생성 및 소유역 분할 42 3.2.4 토지이용도 적용 42 3.2.5 토양도 적용 43 3.3 유량자료 44 3.4 SWAT모형의 적용과정 45 3.5 HEC_HMS모형의 입력자료 구축 및 적용과정 50 3.5.1 오수천유역의 기본 모식도 구축 50 3.5.2 오수천유역의 매개변수입력 51 3.5.3 오수천유역의 기상자료입력 52 3.5.4 HEC-HMS모형 실행 52 제 4 장 유출분석 및 결과 고찰 53 4.1 SWAT모형에 의한 유출분석 53 4.1.1 유출량모의 보정 54 4.1.2 유출량의 보정전후 결과 비교 56 4.1.3 보정후 유출량 분석 58 4.2 매개변수 적용을 위한 CN값 계산 61 4.2.1 HEC-HMS모형의 CN값 계산 61 4.2.2 SWAT모형의 매개변수추출 64 4.3 매개변수 적용을 위한 검증 66 4.4 적용결과 및 유출분석 비교 70 제 5 장 결론 75 참 고 문 헌 77
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23004
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College of Engineering(공과대학) > Civil Engineering (사회인프라공학) > Theses(사회인프라공학 석박사 학위논문)
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