유효토심을 적용한 유출해석 결과의 왜곡 분석
Analysis of Bias in the Runoff Results Due to the Application of Effective Soil Depth
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초록
본 연구에서는 토심 대신 유효토심을 사용함에 따라 발생하는 강우-유출 해석과정의 문제를 VIC(Variable Infiltration Capacity) 모형을 가지고 살펴보았다. 이러한 연구목적을 달성하기 위해 모형의 매개변수를 다음과 같이결정하였다. 먼저, 가용한 수치 정보를 이용하여 결정할 수 있는 매개변수는 고정하였다. 직접유출 및 기저유출 등에관여하는 매개변수는 VIC 모형의 추천값을 적용하였다. 토심의 경우 (1) 유효토심을 적용하는 경우, (2) 토양층 연직구조 특성을 반영하여 유효토심의 1.5배를 적용하는 경우 및 (3) 유효토심의 1.25배를 가정한 토심을 적용하는 경우, (4) 유효토심의 2.0배를 가정한 토심을 적용하는 경우 총 4가지를 고려하였다. 본 연구는 한강 유역의 충주댐 유역및 소양강댐 유역을 대상으로 1983년에서 2020년까지의 기간에 대해 모의를 수행하였다. 연구 결과, 토심 대신 유효토심을 적용하는 경우 직접유출과 기저유출에는 정반대의 영향을 미치며, 직접유출에는 3% 이상의 증가, 기저유출에는 동일 규모의 감소가 발생하는 것을 확인하였다. 추가로 충주댐과 소양강댐 유역의 유효토심 추정에 있어 가장 큰영향을 미치는 것은 암석노출지의 비중으로 나타났으며, 그 영향으로 두 유역의 직접유출률과 기저유출률의 차이가크게 다른 것으로 확인할 수 있었다.
Abstract
This study examines the possible problem in the rainfall-runoff analysis process using the VIC (Variable Infiltration Capacity) model caused by using the effective soil depth instead of the soil depth. The parameters of the model are determined as follows. First, parameters that can be determined using available numerical information are fixed. For parameters related to direct runoff and base runoff, the recommended values of the VIC model are applied. In the case of soil depth, four cases are considered: (1) the effective soil depth is applied as the soil depth, (2) 1.5 times of the effective soil depth is applied as the soil depth by reflecting the vertical structure of the soil layer, (3) 1.25 times of the effective soil depth, and (4) 2.0 times of the effective soil depth as alternative soil depths. This study simulates the rainfall-runoff for the period from 1983 to 2020 targeting the Chungju Dam and Soyang River Dam basins of the Han River system. As a result of the study, it is confirmed that when the effective soil depth is applied instead of the soil depth, direct runoff and baseflow have opposite effects, and direct runoff increases by more than 3% while base runoff decreases by the same scale. In addition, the most influential factor in the estimation of the effective soil depth in the Chungju Dam and Soyanggang Dam basins is found to be the proportion of rock outcrop area. The difference between the direct runoff ratio and the base runoff ratio in the two basins is conformed significantly different due to the influence of the rock outcrop area.
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