본 연구는 집중호우에 의한 홍수예측 및 소유역의 유출 거동에 대한 수문학적 민감성(susceptibility)을 규명하기 위한 목적으로 한국건설기술연구원의 대표 시험유역인 설마천 유역의 과거 17년간(1996 ~ 2012)의 10분 간격의 강우량 및 유출량 자료를 수집하여 홍수유출해석을 수행하였다. 홍수유출해석을 위하여 과거 10분 간격의 강우량 자료 중 총 강우량 100㎜/day 이상의 강우사상을 추출하였다. 이 중 가장 큰 홍수사상은 1999년 7월 30일에서 8월 4일까지 발생한 총 강우량 948㎜이며, 가장 큰 유출량은 2011년 7월에 발생한 191.8 ㎥/sec로 나타났다. 또한, 총 강우량 30㎜/day 이상의 강우사상에 대한 유출해석을 수행하였으며 17년간 179개의 홍수사상을 분석하였다. 홍수유출해석은 한국건설기술연구원에서 개발된 유역 물순환 해석모형인 CAT(Catchment hydrological cycle Assessment Tool, 김현준 등)(2011)을 이용하였으며 홍수사상별 토양수분 변화에 따른 유역의 유출거동 민감성을 분석하였다. 분석을 위하여 R-프로그래밍 언어를 이용한 시스템을 개발하였다. R은 통계 계산과 그래픽을 위한 프로그래밍 언어이자 소프트웨어 환경으로 데이터의 조작 및 수치연산, 시각화를 수행할 수 있는 기능을 여러 패키지를 통해 구현할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 R을 이용하여 10분 단위의 강우 및 유출량 자료를 1시간 및 1일 자료로 구축하고 17년간의 과거 홍수사상을 분리하여 추출하는 R 시스템을 개발하였으며 최종적으로 추출된 홍수사상을 관측 유출량 및 관측 토양수분을 포함하여 시각화함으로써 강우 및 토양수분 변화에 따른 홍수사상의 유출거동 민감성을 확인할 수 있었다.

본 연구는 SWAT 모형을 이용하여 설마천 혼효림 유역(8.54 km²)을 대상으로 RCP(AR5) 기후변화 시나리오에 따른 수문순환 영향을 평가하였다. 모형의 불확실성을 효과적으로 줄이기 위해 설마천 유역의 2007년부터 실측된 유량, 증발산량 및 토양수분을 이용하여 모형의 보정(2007～2008) 및 검증(2009～2010)을 수행하였다. 모형의 보정 및 검증 결과 유출량의 R²가 0.74∼0.91로 분석되었고, 증발산량은 0.56∼0.71, 토양수분은 0.45∼0.71로 분석되어 토양수분으로부터 증발산이 발생하고 이로 인해 유출까지 영향을 미치는 물수지 현상을 잘 재현하고 있음을 알 수 있었다. 미래 기후자료로 AR5 RCP 4.5, 8.5 시나리오에 대한 모의결과 값을 이용하였고, 사용된 모델은 한반도 전망자료를 지역기후모델을 이용하여 역학적 상세화하여 기상청에서 제공하는 HadGEM3-RA 모형이며 오차 보정하여 사용하였다. 기후변화 시나리오 분석 결과 두가지 시나리오 모두 미래 기온은 0.9∼4.2℃ 상승하고, 강수량은 7.9∼20.4% 증가하였다. 또한 미래 유출량은 0.6∼15.7% 증가한 반면에 유출률은 3.8∼5.4% 감소하였고, 증발산비는 4.1∼6.8% 증가, 토양수분은 4.3∼5.5% 감소하였다.

In this study, long term semi distributed hydrologic model SWAT-K(Korea) is applied to the Seolma- Cheon watershed to analyze the hydrological components. Seolma-Cheon watershed has been operated as the test watershed of Korea Institute of Constrcution Technology for 13 years. Therefore it has an enough hydrologic data to analyze the hydrologic characteristics of small watershed. Especially, for the proper runoff analysis of steep watershed, calibration is performed reflecting the regression equation of slope and slope length. The simulated discharge shows good agreement with the observed one and the simulated evapotranspiration and groundwater discharge also show satisfactory results. Finally we presents the ratio of major hydrologic components for 3 years with those obsrved ones. This study is the basic research for future analyses such as relationship between hydrologic components and vegetation, watershed sediment nonpoint sources discharge etc.

국내 산지사면에서의 토양수분의 시공간적 분포를 파악하기 위한 동축 다중체계의 TDR (Time Domain Reflectometry)을 설마천 유역의 범륜사 사면에 구축하고 토양수분 집중 모니터링을 실시하였다. 대상사면을 정밀 측량하여 정밀 수치지형모형(Digital Elevation Model)을 구축하고 흐름분배알고리즘에 적용하여 측정지점을 선정하였고 역 측량을 통한 효율적인 측정 체계를 구축하였다. 2003년 11월중의 380시간 동안의 집중 모니

지표하부에 이중 저류체계를 고려해주는 수정 TOPMODEL을 일반화된 지표하 투수량계수 감소함수와 연결시켰으며, 대공극으로의 수직배수 효과, 지표저류 효과, 토양층 내에서의 상대 저류 부족량에 대한 영향을 검토하기 위해 세가지 형태의 지하수 충전함수를 도입하였다. 이러한 접근은 사면 수문학에 대한 30가지 형태의 모형구조를 제공한다. 개발된 모형들은 설마천 유역의 여러 강우사상에 적용되었다. Monte-carlo 모의를 통한 수행결과는 지수함수적 투수량