조건부 합성기법과 레이더 강우자료를 이용한 분포형 강우유출모형 KIMSTORM2의 홍수모의 적용성 평가

• 영문명: The Applicability of KIMSTORM2 for Flood Simulation Using Conditional Merging Method and Radar Rain Data
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 정충길(Jung Chung gil) 김성준(Kim Seong joon) 이용관(Lee Yong gwan) 이동률(Lee Dong ryul) 김세훈(Kim Se hoon)
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』 17권6호, 483~494쪽, 전체 12쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2017.12.30

국문 초록

본 연구에서는 기존의 Radar 자료와, IDW 기법에 의해 보정된 Radar 자료(IDW) 및 조건부 합성(Conditional Merging, CM) 기법을 적용한 Radar 자료(Cm Radar)를 각각 활용하여 격자기반 분포형 강우-유출 모형(KIneMatic wave STOrm Runoff Model2, KIMSTORM2)을 이용해 남강댐 유역(2,293 ㎢)을 대상으로 유출해석을 수행하였다. 모형의 유출 해석은 2014년 8월에 발생한 태풍 나크리(NACRI)와 집중호우(Heavy Rain)를 대상으로 하였으며, 강우자료의 보정은 유역 내 21개 지점의 지상강우자료와 Radar 자료를 이용하여 CM 기법을 적용하였다. 각각의 세 가지 공간강우자료에 유출 검보정은 남강댐 유역 내 3개의 수위관측 지점(SC, CC, NR)을 대상으로 실시하였으며 목적함수로는 결정계수(Coefficient of determination, R²), Nash의 모형효율계수(NSE) 및 유출용적지수(Volume Conservation Index, VCI)를 산정하였다. 그 결과, 평균 R², NSE 및 VCI는 Radar의 경우 0.86, 0.82, 0.99, IDW의 경우 0.92, 0.90, 1.01, CM Radar 0.91, 0.89, 1.01로 산정되었다. 최종 검보정 결과는 공간강우자료가 정량적으로 큰 편차를 갖고 있더라도 유출모형 매개변수의 조정으로 유출총량 및 첨두유출의 향상이 가능하다는 것을 보여준다. 그러나, 강우 및 유출패턴을 고려할 경우, CM Radar은 지상관측 강우의 총량은 유지하면서 결측 강우 지점을 보완하고, Radar 강우의 공간분포를 반영하는 결과를 나타냈다. 최종적으로, CM 기법을 적용하여 기존 Radar 자료와의 비교검토 결과 공간강우와 분포형 모형에 의한 공간유출 및 첨두유출의 합리적인 재현 가능성을 나타낼 수 있었다.

영문 초록

This study performed a distributed storm runoff modeling of a watershed (2,293 ㎢) with radar rainfall data (Radar), interpolated rainfall data (Inverse Distance Weighting, IDW), and regenerated radar data (CM Radar) by conditional merging (CM) with ground station data at each time step. For the regeneration of radar data, the CM technique was applied for runoff modeling. The distributed model KIMSTORM2 (grid-based KIneMatic wave STOrm Runoff Model2) was adopted for prediction of hydrologic components. For the data preparation, the Biseulsan dual polarization radar data and ground rainfall data at 21 stations by KMA (Korea meteorological Administration) in 2 (1 typhoon and 1 heavy rain in 2014) events were used. The CM Radar rainfall results showed that volume and spatial pattern of the Radar data were complemented. For the KIMSTORM2 modeling, the peak discharge and total runoff volume were the main target through the modeling. The modeling results of R² (coefficient of determination), NSE (Nash model efficiency), and VCI (volume conservation index) were 0.90, 0.87, 0.88 for Radar data, 0.94, 0.93, 0.94 for IDW data and 0.92, 0.91, 0.95 for CM Radar data respectively. Although the results of rainfall volume and peak rainfall by original Radar data were underestimated relative to observed rainfall data, the KIMSTORM2 could estimate the runoff discharges for both cases by separately calibrating model parameters of Manning’s roughness coefficient and initial soil moisture contents. The CM was applied to rainfall correction process, and it showed the possibility of reasonable reproduction for the spatial pattern and volume.

목차

Abstract

요지

1. 서론

2. 재료 및 방법

3. 결과 및 고찰

4. 결론

감사의 글

References

키워드

격자기반 분포형 수문모형 조건부 합성 Radar Grid-based Distributed Model KIMSTORM2 IDW Conditional Merging