• Title/Summary/Keyword: 저류함수모형

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Inference of natural flood frequency for the region affected by dams in Nam Han River (남한강 유역 댐 영향 지역의 기본홍수량 추론)

  • Kim, Nam Won;Lee, Jeong Eun;Lee, Jeongwoo
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.49 no.7
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    • pp.599-606
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    • 2016
  • The objective of this study is to estimate the unregulated flood frequency from Chungju dam to Yangpyung gauging station for the region affected by dams based on the peak discharges simulated by storage function routing model. From the flood frequency analyses, the quantiles for the unregulated flood frequency at 6 sites have similar pattern to each other, and their averaged quantile almost matched to the result from the regional flood frequency analysis. The quantile and annual mean discharge for the unregulated flood frequency for the downstream of Chungju dam show the similar behaviour to those for the upstream area. While the quantile and the annual mean discharge for the regulated flood frequency are significantly different from those for the unregulated flood frequency. In particular, the qunatile shows severe difference as the return period increases, and the annual mean discharge has a tendency to approach to the natural flood as the distance from dam increases.

Application of LSTM and Hydrological Data for Flood Level Prediction (홍수위 예측을 위한 수문자료와 LSTM 기법 적용)

  • Kim, Hyun Il;Choi, Hee Hun;Kim, Tae Hyung;Choi, Kyu Hyun;Cho, Hyo Seop
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.333-333
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    • 2021
  • 최근 전 지구적인 기후변화 및 온난화의 영향으로 태풍 및 집중호우가 빈번하게 일어나고 있으며, 이로 인한 한천범람 등 홍수재해로 인명 및 재산 피해가 크게 증가하고 있다. 우리나라에서도 태풍 및 집중호우로 인한 호수피해는 매년 발생하고 있으며, 피해 빈도와 강도가 증가하고 있는 실정이다. 이러한 현실을 고려하였을 때에 하천 인근 주민의 생명과 재산을 보호하기 위하여 실시간으로 홍수위 예측을 수행하는 것은 매우 중요하다 할 수 있다. 국내에서 수위예측을 위하여 대표적으로 저류함수모형(Storage Function Model, SFM)을 채택하고 있지만, 유역면적이 작아 홍수 도달시간이 짧은 중소하천에서는 충분한 선행시간과 정확도를 확보하기 어려운 문제점이 있다. 이는 유역면적이 작은 중소하천에서는 유역 및 기상 특성과 관련된 여러 인자 사이의 비선형성이 대하천 유역에 비해 커지는 문제점이 있기 때문이다. 본 연구에서는 위와같은 문제를 해결할 수 있도록, 수문자료와 딥러닝 기법을 적용하여 실시간으로 홍수위를 예측할 수 있는 방법론을 제시하였다. 지난 태풍 및 집중호우로 인하여 급격한 수위상승이 있던 낙동강 지류하천에 대하여 LSTM(Long-Short Term Memory) 모형 기반 실시간 수위예측 모형을 개발하였으며, 선행시간 30~180분 별로 홍수위를 예측하고 관측 수위와 비교함으로써 모형의 적용성을 검증하였다. 선행시간 180분 기준으로 영강 유역 수위예측 결과와 실제 관측치의 평균제곱근 오차는 0.29m, 상관계수는 0.92로 나타났으며, 밀양강 유역의 경우 각각 0.30m, 0.94로 나타났다. 본 연구에서 제시된 딥러닝 기반모형에 10분 단위 실시간 수문자료가 입력된다면, 다음 관측자료가 입력되기 전 홍수예측 결과가 산출되므로 실질적인 홍수예경보체계에 유용하게 사용될 수 있을 것이라 보인다. 모형에 적용할 수 있는 더욱 다양한 수문자료와 매개변수 조정을 통하여 예측결과에 대한 신뢰성을 더욱 높일 수 있다면, 기존의 저류함수모형과 연계하여 홍수대응 능력을 향상시키는데 도움이 될 수 있다.

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Integrated Storage Function Model with Fuzzy Control for Flood Forecasting (II) - Theory and Proposal of Model - (홍수예보를 위한 통합저류함수모형의 퍼지제어 (II) - 이론의 모형의 수립 -)

  • Lee, Jeong-Gyu;Kim, Han-Seop
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.33 no.6
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    • pp.701-709
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    • 2000
  • Integrated storage function model (ISFM) is applied to some rainfall-runoff events of the selected basins in Korea to show validity of the proposed model. Comparing the numerical results of the model with the field measurements, the simulated hydrographs and peak flood discharges for the most part showed good agreements, except the occurrence time of the peak discharges which showed a bit discrepancy, and they showed it was very hard to have a sufficient lead-time to forecast the flood when the upstream inflow of the channel reach was more dominant than the inflow from the residual watershed of the channel.hannel.

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The optimal parameter estimation of storage function model based on the dynamic effect (동적효과를 고려한 저류함수모형의 최적 매개변수 결정)

  • Kim Jong-Rae;Kim Joo-Cheal;Jeong Dong-Kook;Kim Jae-Han
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.39 no.7
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    • pp.593-603
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    • 2006
  • The basin response to storm is regarded as nonlinearity inherently. In addition, the consistent nonlinearity of hydrologic system response to rainfall has been very tough and cumbersome to be treated analytically. The thing is that such nonlinear models have been avoided because of computational difficulties in identifying the model parameters from recorded data. The parameters of nonlinear system considered as dynamic effects in the conceptual model are optimized as the sum of errors between the observed and computed runoff is minimized. For obtaining the optimal parameters of functions, the historical data for the Bocheong watershed in the Geum river basin were tested by applying the numerical methods, such as quasi-linearization technique, Runge-Kutta procedure, and pattern-search method. The estimated runoff carried through from the storage function with dynamic effects was compared with the one of 1st-order differential equation model expressing just nonlinearity, and also done with Nash model. It was found that the 2nd-order model yields a better prediction of the hydrograph from each storm than the 1st-order model. However, the 2nd-order model was shown to be equivalent to Nash model when it comes to results. As a result, the parameters of nonlinear 2nd-order differential equation model performed from the present study provided not only a considerable physical meaning but also a applicability to Korean watersheds.

Flood Forecasting for Pre-Release of Taech'ong Reservoir (대청댐 예비 방류를 위한 홍수 예보)

  • Lee, Jae-Hyeong;Sim, Myeong-Pil;Jeon, Il-Gwon
    • Water for future
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    • v.26 no.2
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    • pp.99-105
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    • 1993
  • A practical flood forecasting model(FFM) is suggested. The output of the model is the results which the initial condition of meteorological parameters and soil moisture are projected on the future. The physically based station model for rainfall forecasting(RF) and the storage function model for runoff prediction(RP) are adopted respectively. Input variables for FFM are air temperature, pressure, and dew-point temperature at the ground level and the flow at the rising limb(FRL). The constant parameters for FFM are average of optimum values which the past storm events have. Also loss rate of rainfall can predicted by FRL.

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Estimation of the Confidence Interval for Flash Flood Analysis (돌발홍수분석을 위한 강우-유출관계의 신뢰구간 추정)

  • Lee, Keon-Haeng;Kim, Hung-Soo;Kim, Soo-Jun;Kim, Byung-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.169-173
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    • 2009
  • 돌발홍수는 급격한 경사와 많은 불투수층을 포함하고 있는 좁은 지역에서 짧은 지속기간의 강우강도를 가진 큰 강우가 내리는 경우 발생한다. 이러한 돌발홍수가 발생할 수 있는 강우의 양을 파악하기 위해서 돌발홍수기준(Flash Flood Guidance)을 산정하여 활용하고 있다. 돌발홍수기준은 수문모형으로부터 도출되는 강우-유출관계곡선에서 한계유출량에 대응되는 강우량을 의미한다.따라서 강우-유출관계가 갖고 있는 불확실성(uncertainty)을 최소화 할수록 돌발홍수기준을 정확하게 산정할 수 있으며, 수문모형은 각각 고유의 매개변수와 특성을 갖고 있으므로 어떠한 수문모형을 사용하여 강우-유출관계를 도출하느냐에 따라 불확실성의 정도가 크게 좌우된다. 본 연구에서는 네 개의 수문모형(HEC-HMS 모형, 저류함수모형, SSARR 모형, TANK 모형)의 모의값에 Monte Carlo 모의 방법을 적용하여 네 개의 수문모형에 대한 신뢰구간을 추정하여 제시하였다.

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Improvement of Hydrologic Flood Forecasting Model for Flood Forecasting System in the Geum River (금강홍수예보시스템의 수문학적 홍수예측모형 개선)

  • Yeo, Kyu-Dong;Yoon, Kwang-Seok;Song, Jae-Hyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.746-750
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    • 2007
  • 금강홍수통제소는 금강 유역의 홍수피해 경감을 목적으로 1990년 출범하였으며, 개소된 이래로 현재까지 홍수예보 및 수문 관측 업무를 수행하여 왔다. 금강홍수예보시스템의 유출모형은 이미 구축되어 있던 홍수예보 시스템과 마찬가지로 저류함수법과 단위도법에 의한 홍수 유출 모형을 근간으로 구성되어 있다. 최근 증설된 수문관측소를 반영하여 소유역을 재분할하고, 변화된 유역환경을 반영하여 저류함수모형에 대한 상수를 개선하고자 하였다. 소유역 및 하도분할과 티센계수 산정 등을 통해 저류함수법을 이용하기 위한 저류상수를 산정하기 위해 기존의 일반 종이지도로 제작된 지형도(1:50,000), 녹지자연도, 개략토양도 등을 이용하는 대신 수치지도를 이용하여 저류상수를 산정하였다. 새롭게 산정된 유역특성변수를 이용하여 유역의 저류상수를 산정하고 강우에 의한 유출량을 결정하였다. 변화된 유역 조건을 가지고 금강 유역의 전체 유역 및 하도유출계산을 수행한 후, 측정 결과가 있는 지점의 수문곡선과 비교하여 모형상수가 적절히 산정되었는지 검토하고, 개선된 모형상수를 제시하였다.

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Real-Time Runoff Simulation of Youngju Dam Basin Using Data Assimilation (자료동화기법을 이용한 영주댐 유역 실시간 유출해석)

  • Lee, Dae Eop;Lee, Gi Ha;Lee, Kyoung Sang
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.554-554
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    • 2016
  • 본 연구의 대상지역인 영주댐은 낙동강 중 하류지역의 수질 개선을 위한 하천유지용수 공급 및 최근 이상기후에 의한 홍수피해경감, 경상북도 북부지역의 안정적인 용수공급을 목적으로 건설된 다목적댐으로 상기의 목적달성 및 효과의 증대를 위해 댐유입량을 정확하게 산정 또는 예측할 필요가 있다. 이를 위해서 유출모형을 이용한 유출예측이 필요하지만 어떤 유출모형이라 할지라도 실제의 시스템을 오차 없이 모의할 수는 없으며, 하나의 사상에 대해 좋은 결과를 보이는 모형도 다른 사상에 대해 큰 오차를 유발할 수 있다. 이러한 오차를 줄이기 위해 대상 연구지역의 다양한 특성을 반영 할 수 있는 인자의 수집과 이를 통한 모형의 보정 및 적용의 과정이 필요하게 된다. 본 연구는 영주댐 유역의 장 단기 유역유출해석 시스템 구축을 목적으로 하고 있으며, 이를 위해 개념적 강우-유출 모형인 저류함수모형 및 탱크모형을 자료동화기법인 칼만 필터(Kalman Filter) 기법과 결합하여 실시간 보정을 통해 영주댐 유역 유출해석을 수행하였다.

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