The relation of catchment shape descriptors to lag time

집수형상디스크립터와 지체시간 사이의 관계

One of the most important hydrological response characteristics is the lag time. It is well known as being under the influence of the morphometric properties of the basin, which could be expressed by catchment shape descriptors. In this paper, the geometric characteristics of an equivalent ellipse proposed by Moussa(2003) is applied for the lag time analysis. The lag time is obtained from the rainfall-runoff observed data by the method of moments suggested by Nash(1960) and the relationships between the basin morphometric properties and the lag time are discussed as applied to 3 catchments in Korea. Additionally, the shapes of equivalent ellipse are examined how they are transformed from upstream area to downstream one. As a result, the relationship between descriptors based on a equivalent ellipse a+b and $a+b+{\epsilon}OM$, and the lag time is shown to be close and the shape of ellipse is presented to approach a circle along the river downwards. Also, the notion of compactness which is used to express the shape of an irregular plan-form is tried to apply.

지체시간은 중요한 수문학적 응답특성 중의 하나로서, 유역의 형태적 특성으로부터 영향을 받는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 유역의 형상은 집수평면에 대한 각종 형상디스크립터를 통하여 표현할 수 있다. 본 논문에서는 최근 집수평면에 대한 새로운 형상지수로서 Moussa(2003)에 의하여 제안된 등가타원의 기하학적 특성을 지체시간 해석에 적용하였다. 강우-유출 관측자료의 지체시간은 Nash(1960)의 적률법을 이용하여 추정하였고. 우리나라의 3개 유역에 대한 사례분석을 통하여, 유역의 형태적 특성과 지체시간 사이의 관계를 분석하였다. 또한 상류지역으로부터 하류지역까지 등가타원의 형상이 변환되어 가는 양상을 고찰하였다. 그 결과, 등가타원을 기반으로 한 신집수형상디스크립터 a+b 및 $a+b+{\epsilon}OM$와 지체시간 사이에는 비교적 양호한 상관관계가 존재함을 확인할 수 있었고 등가타원의 형상은 하류방향을 따라 인의 형태로 접근해 감을 알 수 있었다. 또한 불규칙한 평면의 형상을 표현하기 위한 밀집도의 개념을 적용해 보고자 시도하였다.