Abstract
This study is to evaluated the impact of varying spatial resolutions of DEM (2 m, 10 m, and 30 m), land use (QuickBird, 1/25,000 and Landsat), and soil data (1/25,000 and 1/50,000) on the uncertainty of Soil and Water Assessment Tool (SWAT) predicted streamflow, sediment, T-N, and T-P transport in a small agricultural watershed ($1.21\;km^2$). SWAT model was adopted and the model was calibrated for a $255.4\;km^2$ watershed using 30 m DEM, Landsat land use, and 1/25,000 soil data. The model was run with the combination of three DEM, land use, and soil map respectively. The SWAT model was calibrated for 2 years (1999-2000) using daily streamflow and monthly water quality (SS, T-N, T-P) records from 1999 to 2000, and verified for another 2 years (2001-2002). The average Nash and Sutcliffe model efficiency was 0.59 for streamflow and the root mean square error were 2.08, 4.30 and 0.70 tons/yr for sediment, T-N and T-P respectively. The hydrological results showed that output uncertainty was biggest by spatial resolution of land use. Streamflow increase the watershed average CN value of QucikBird land use was 0.4 and 1.8 higher than those of 1/25,000 and Landsat land use caused increase of streamflow.
본 연구는 SWAT(Soil and Water Assessment Tool) 모형에서 공간입력자료의 다양한 해상도에 의한 수문-수질 모의결과를 비교분석 하고자 하였다. 경안천유역 상류의 농촌 소유역($1.21\;km^2$)을 대상으로 Case A(2m DEM, QucikBird 토지이용도, 1/25,000 토양도), Case B(10m DEM, 1/25,000 토지이용도, 1/25,000 토양도), Case C(30m DEM, Landsat 토지이용도, 1/25,000 토양도)에 해당하는 해상도별 공간입력자료를 구축하였다. 모형의 적용성 평가를 위해 먼저, 경안수위관측소 상류유역($255.44km^2$)을 대상으로 $1999{\sim}2002$년까지 4개년의 자료를 이용하여 유출량 및 Sediment, T-N, T-P에 대한 모형의 검보정을 실시하였다. 유출량에 대한 Nash-Sutcliffe 모형효율은 평균 0.59의 결과를 얻었으며, Sediment, T-N, T-P는 각각 2.08 tons/yr, 4.30 tons/yr, 0.70 tons/yr의 RMSE 오차로 검보정되었다. 모형의 검보정 후, 농촌 소유역을 대상으로 다양한 공간자료(Case A, B, C)를 적용하여 수문, 수질모의를 실시한 결과, 유출량은 토지이용도 해상도에 의한 모의결과의 불확실성이 가장 큰 것으로 분석되었다. QuickBird 토지이용의 유역평균 CN값이 1/25,000과 Landsat 토지이용에 비해 0.4, 1.8 더 크게 분석됨으로서 총유출량도 증가하였다. 유사량과 영영물질 오염부하량에 대한 수질모의 결과는 USLE 인자의 평균 LS 및 K, CFRG 값의 순서로 해상도별 모의결과의 불확실성이 가장 컸으며 토지이용도에 의한 평균 C값에는 큰 변화가 없는 것으로 분석되었다. Case A의 유사량은 B와 C에 비해 23.7%, 50.6% 증가하는 것으로 나타났으며, 유사량 증가에 따른 T-N, T-P 부하량 역시 Case A, B, C 순으로 높게 평가되었다.
