월별 FAO Penman-Monteith 기준증발산량 변화 연구

임창수(Rim Chang-Soo) 대한토목학회 2007 대한토목학회 학술대회 Vol.2007 No.10

지역특성을 고려한 pan 증발량 산정식 평가

임창수(Rim Chang-Soo),윤세의(Yoon Sei Eui),송주일(Song Ju Il) 대한토목학회 2009 대한토목학회논문집 B Vol.29 No.1B

지구가 온난화됨에 따라서 발생되는 기후변화는 증발과 같은 수문순환과정에 직접적인 영향을 주는 것으로 보고된 바 있다(IPCC, 2001). 또한 지역특성에 따른 기후변화가 증발에 미치는 영향을 파악하는 것은 필요하다. 본 연구에서는 지리지형적 특성을 고려하면서, 연별 pan 증발량을 모의하기 위한 6개 증발식들의 적용성을 비교 검토하였다. 이를 위하여, 전국 56개 연구지역을 지리지형적 특성(도시화율, 해안근접성, 지역 평균경사, 수역면적)에 따라서 분류하고, 기존에 제안된 증발식(Penman, Kohler-Nordenson-Fox(KNF), DeBruin-Keijman, Priestley-Taylor, Hargreaves, Rohwer)을 적용하여 pan 증발량과 비교 검토하였다. 또한 Penman 증발식의 풍속함수를 보정하고 보정된 식의 적용성을 검증하였다. 연구결과에서 KNF식은 가장 pan 증발량과 유사한 결과를 보여서 8.72%의 상대오차를 보였고, 그 다음으로 Penman 식은 8.75%의 상대오차를 보였으며 , 반면에 질량이동에 근거한 Rohwer 식이 기장 큰 상대오차(33.47%)를 보였다. 그리고 풍속함수와 풍속과의 상관관계가 높게 나타나는 경우 Penman 식의 풍속함수 보정을 통하여 증발량 산정의 정확도를 높일 수 있었다. The climate change caused by global warming may affect on the hydro-meteorologic factor such as evaporation (IPCC, 2001). Furthermore, it is also necessary that the effect of climate change according to geographical condition on evaporation should be studied. In this study, considering geographical and topographical conditions, the 6 evaporation equations that have been applied to simulate annual and monthly pan evaporation were compared. 56 climatologic stations were selected and classified, basing on the geographical and topographical characteristics (urbanization, topographical slope, proximity to coast, and area of water body). The evaporation equations currently being used are applied. These evaporation equations are Penman, Kohler-Nordenson-Fox (KNF), DeBruin-Keijman, Priestley-Taylor, Hargreaves, and Rohwer. Furthermore, Penman equation was modified by calibrating the parameters of wind function and was verified using relative error. The study results indicate that the KNF equation compared best with the pan: relative error was 8.72%. Penman equation provided the next-best values for evaporation relative to the pan: relative error was 8.75%. The mass-transfer method (Rohwer) provided the worst com-parison showing relative error of 33.47%. In case that there is a close correlation between wind function and wind speed, modified Penman equation provided a better estimate of pan evaporation.

연별 및 월별 FAO Penman-Monteith 기준증발산 추세 분석

임창수(Rim Chang-Soo) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 B Vol.28 No.1B

본 연구에서는 지리 및 지형적 특성과 도시화에 따른 기후변화가 기준증발산량에 미치는 영향을 파악하기 위하여 FAOP-M 기준증발산식을 이용하여 연별 및 각 월별 기준증발산량과 기준증발산식의 에너지항 및 공기동력항 변화추세를 분석하였다. 추세분석을 위하여 전국 21개 연구지역에서 일별 기후자료를 수집하여 Spearman 순위상관분석, Sen분석(Sen'e estimator of slope) 그리고 실제변화율분석과 선형회귀분석 등을 실시하였다. 또한 도시지역 특성에 따라 21개 연구지역을 군집화하였고, 각 군집에 따른 기준증발산과 기준증발산식의 에너지항 및 공기동력항의 변화를 분석하였다. 연구결과에 의하면 도시화정도는 기준증발산, 에너지항 및 공기동력항의 변화추세 및 크기에 밀접한 영향이 있으나, 변화추세 정도(Sen’s slope)에는 큰 영향이 없는 것으로 나타났다. 에너지항의 경우 해안지역에서는 주로 증가추세를 보이는 반면, 내륙지역에서는 일부 월을 제외하고 감소추세를 보이고 있다. 또한 지역 경사도는 에너지항보다는 공기동력항 변화추세 정도(Sen’s slope)에 더 큰 영향력을 보이는 것으로 판단된다. 공기동력항의 경우 해안 및 내륙지역에서 증가추세를 보이고 있고, 내륙지역이 해안지역보다 더 큰 공기동력항의 증가추세를 보이고 있다. The effects of climatic changes owing to urbanization, geographical and topographical conditions on annual and monthly FAO Penman-Monteith (FAO P-M) reference evapotranspiration, and energy and aerodynamic terms of FAO P-M reference evapotranspiration were studied. In this study, 21 climatological stations were selected. The statistical methods applied for trend analysis are Spearman rank test, Sen's test, linear regression analysis and analysis of actual variation ratio. Furthermore, the cluster analysis was applied to cluster 21 study stations by considering the geographical and topographical characteristics of study area. The study results indicate that urbanization affects the trend and amount of FAO P-M reference evapotranspiration, energy term and aerodynamic term; however, the result of Sen's test indicates that urbanization does not significantly affect the magnitude of trend (Sen's slope). The energy term increased at study stations located in coastal area; however, decreased at study stations located in inland area. The topographical slope of study area did not significantly influence on the trend of energy term. The aerodynamic term increased in both coastal area and inland area, indicating much significantly increasing trend in inland area, and it was also affected by the topographical slope of the study area.

우리나라 증발접시 증발량과 Penman 증발량 추세 비교분석

임창수(Rim Chang-Soo) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 B Vol.30 No.5B

본 연구에서는 연 및 월별 기후요소와 지역특성이 증발접시 증발량과 Penman 증발량에 미치는 영향 차이를 분석하였다. 이를 위하여 우리나라 전국 52개 기상관측지점에서 관측된 연 및 월별 기후자료를 수집하여 추세분석을 실시하였고, 다변량 회귀분석 등을 실시하여 연구지역의 지리적 요소와 기후요소가 증발접시 및 Penman 증발량에 미치는 영향을 비교분석하였다. 단계입력방식의 다변량회귀분석 결과에 의하면 년별 증발접시 증발량의 경우 지리적 요소로서 도시화율이, 기후요소로서 기온, 습도, 풍속, 일사량 등이 포함되어 이들 지리적 및 기후요소의 영향을 받는 것으로 나타났고, 풍속에 의해서 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 한편 Penman 증발량은 지리적 요소가 회귀식에 포함되지 않아서 지리적 요소의 영향을 받지 않는 것으로 나타났으나, 강수량을 제외한 다른 기후요소(기온, 습도, 풍속, 일사량)가 회귀식에 포함되어 이들 기후요소에 의해서 유의한 수준에서 영향을 받는 것으로 나타났다. 특히 풍속에 의해서 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 또한 증발접시 증발량 추세의 경우 7월에 지리적 요소로서 해안근접성이 회귀식에 포함되어 증발접시 증발량 추세에 영향을 미치는 것으로 나타났지만 연별 및 다론 계절에서는 지리적 요소 및 기후요소가 회귀식에 포함되지 않아서 증발접시 증발량 추세에 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 한편 Penman 증발량 추세는 년별 및 월별 모두에서 지리적 요소가 회귀식에 포함되지 않아서 이들 지리적 요소에 의해서 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. The effects of geographical and climatic factors on annual and monthly pan and Penman evaporation were analyzed. 52 climatological stations were selected and trend analyses were performed. Furthermore, cluster analysis and multiple linear regression analysis were performed to understand the effects of geographical and climatic factors on pan and Penman evaporation. Based on stepwise multiple linear regression analysis, annual pan evaporation is proved to be mainly controlled by urbanization as geographical factor, and annual pan evaporation is also controlled by temperature, relative humidity, wind speed, and solar radiation as climatic factor. Especially wind speed is considered to be most significant climatic factor which affects pan evaporation. Meanwhile, Penman evaporation is not affected by geographical factors but it is affected by climate factors such as temperature, relative humidity, wind speed, and solar radiation except precipitation. Furthermore, the study results show that only proximity to coast affects pan evaporation trend on July; however, geographical and climatic factors do not affect pan evaporation trends in annual basis and monthly basis (January, April, and October). On the other hand, Penman evaporation trends were not affected by geographical factors in annual and monthly basises.

중소하천(요천)에서 지배유량 연구

임창수(Chang-Soo Rim),이준호(Joon-Ho Lee) 충남대학교 농업과학연구소 2011 농업과학연구 Vol.38 No.2

The purpose of this study is to select the dominant discharge which mostly affects the formation of the channel shape in Yo-Stream. So far, three different discharge conditions such as bankfull discharge, discharge of a specific recurrence interval, and effective discharge have been considered as an indicator of dominant discharge. Therefore, three different discharge conditions were studied and based on the study results, dominant discharge was selected for Yo-Stream. When comparing bankfull discharge and effective discharge at Beonam stream gaging station, it has turned out that effective discharge was 10 ㎥/sec, which is 6 times greater than bankfull discharge of 58.83 ㎥/sec. Furthermore, when comparing bankfull discharge and discharge of a specific recurrence interval, bankfull discharge was quite similar to discharge with recurrence interval of 1.52 years. Previous study results also indicate that dominant discharge occurs with recurrence interval of similar duration. Therefore, discharge of 58.83 ㎥/sec was considered as a dominant discharge, which corresponds to discharge with recurrence interval of 1.52 years.

기후변화를 고려한 pan 증발량 산정식 검토

임창수(Rim Chang-Soo),윤세의(Yoon Sei Eui),송주일(Song Ju Il) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

국내유역의 하천분류 및 하도진화모형 적용

임창수(Rim Chang-Soo),이준호(Lee Joon Ho),정재욱(Jung Jae Wook),윤세의(Yoon Sei Eui) 대한토목학회 2008 대한토목학회논문집 B Vol.28 No.6B

본 연구에서는 금강유역의 제 1지류인 지천과 섬진강유역의 제 1지류인 요천에 대해서 하천분류를 실시하고 하도진화모형의 적용성을 검토하였다. Rosgen과 한국건설기술연구원에서 제안된 하천분류방법을 적용하여 하천분류를 수행하였고, Schumm 등 (1984)에 의해서 연구 제안된 하도진화모형 결과를 바탕으로 지천과 요천 연구구간의 하도진화단계를 비교ㆍ검토하였다. Rosgen 하천분류 적용결과에 따르면 지천과 요천의 경우, 전체적으로 자갈이 혼재하는 산지하천의 특성을 보이고 있다. 하도진화모형 적용결과 지천 및 요천의 현재 하천상태는 Schumm 등 (1984)에 의해서 제시된 하도진화과정에 따르면 유사공급과 유사이송능력 사이에 평형이 발생하여 동적 평형상태가 이루어지고 있다. 본 연구의 결과는 치수사업의 계획, 하천복원 사업, 바람직한 하도계획 등에 필요한 기초자료를 제공할 것으로 생각된다. In this study, classification of streams was conducted for Ji Stream, a tributary to the Geum River and Yo Stream, a tributary to the Seomjin River, and in addition, channel evolution model to the same streams was applied. The classification approaches suggested by Rosgen and Korea Institute of Construction Technology (KICT) were conducted. The channel evolution model suggested by Schumm et al. (1984) was applied. Based on the application results of Rosgen approach, Ji Stream and Yo stream show the characteristics of mountainous stream with pebbles. The application results of channel evolution model indicated that the current condition of Ji Stream and Yo Stream is a state of equilibrium, balancing the sediment supply and sediment transport capacity. The results of this study can be used as a fundamental data for water control project, liver restoration and appropriate channel planning.

증발량 산정을 위한 입사태양복사식 비교

임창수(Chang-Soo Rim) 충남대학교 농업과학연구소 2011 농업과학연구 Vol.38 No.1

In this study, to select the incoming solar radiation equation which is most suitable for the estimation of Penman evaporation, 12 incoming solar radiation equations were selected. The Penman evaporation rates were estimated using 12 selected incoming solar radiation equations, and the estimated Penman evaporation rates were compared with measured pan evaporation rates. The monthly average daily meteorological data measured from 17 meteorological stations (춘천, 강능, 서울, 인천, 수원, 서산, 청주, 대전, 추풍령, 포항, 대구, 전주, 광주, 부산, 목포, 제주, 진주) were used for this study. To evaluate the reliability of estimated evaporation rates, mean absolute bias error(MABE), root mean square error(RMSE), mean percentage error(MPE) and Nash-Sutcliffe equation were applied. The study results indicate that to estimate pan evaporation using Penman evaporation equation, incoming solar radiation equation using meteorological data such as precipitation, minimum air temperature, sunshine duration, possible duration of sunshine, and extraterrestrial radiation are most suitable for 11 study stations out of 17 study stations.

도시화에 따른 기후요소 장기추세 분석

임창수(Rim Chang-Soo) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

기후요소와 증발량 상관성분석

임창수(Rim Chang-Soo),윤세의(Yoon Sei Eui),송주일(Song Ju Il) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10