설마천유역을 대상으로 SWAT모델 모의를 이용한 실제증발산량 산정을 위한 펜만과 하그리브스 공식들의 비교

정충길 ( Jung Chung Gil ),문장원 ( Moon Jang Won ),김성준 ( Kim Seong Joon ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

본 연구에서는 기상청에서 운영하는 우리나라 전역에 걸쳐 관측한 기상자료를 바탕으로 PM 공식으로 계산한 잠재 증발산량을 정해로 가정하여 Hargreaves 공식의 매개변수를 추정하였다. 매개변수를 조정하여 정해에 가장 가까운 값을 산정하도록 최적화를 실행하였으며 최적화된 매개변수를 SWAT 모형에 적용하여 SWAT 모형에서의 PM방법과 기존의 Hargreaves 방법 그리고 수정된 Hargreaves방법을 통해 모의된 실제 증발산을 비교하여 신뢰성을 평가 후 미래기후변화에 따른 수문성분 변화를 분석하였다. Hargreaves 공식(Hargreaves, 1975: Hargreaves and Samani, 1982; Hargreaves and Samani, 1985)은 원래 농업용수 운용 목적으로 만드어진 증발산량 산정 공식이나 온도에 기초한 증발산량 산정 공식 중 비교적 정확도가 우수한 공식이다. 이 공식을 이용하여 주로일 증발산량을 계산한 후 월 또는 연 평균 증발산량으로 환산하여 사용하는데 다음과 같다.ET_OHarg=C_HargR_e(T+17.8) σ_T 여기서 C_Harg 17.8에 해당하는 값을 전국 기상관측소지점에 걸쳐 지역화하여 각각 0.0017 및 19.8의 값을 추론하였다. 본 연구의 대상유역으로 설마천 유역을 선정하였다. 설마천 유역의 유역면적은 약 8.54 km²이며, 유역내에 강우, 기상, 유출량, 실제증발산 및 토양수분 측정기가 설치되어있다. 모델검보정을 위하여 10개의 매개변수를 선정 민감도 분석을 실시하였다. 본 연구에서는 2000 ∼ 2002년을 모델의 안정화 기간으로 설정하였다. 검보정기간은 실측자료가 측정된 시점 2003년부터 2009년까지 유출 및 증발산량을 기분으로 검보정 실시하였다. 유출검보정 결과 각각 R² (determination coefficient)는 0.76, NSE (Nash-Sutcliffe model Efficiency)는 0.77로 나타났으며 실제증발산량은 평균 R²는 0.60으로 나타났다. 또한, 실제증발산량 모의결과로 Hargreave 계수 지역화한 결과 각각 상수값은 0.0017 및 19.8을 나타내었다. 그 결과 지역화로 수정된 하그리스브 방법(RAH)과 기존 하그리스브방법, 펜만방법(PM)을 각각 모의하였다. 그 결과 PM과 RAH방법으로 모의된 실제증발산량은 거의 비슷하게 나타냈다. 기존 하그리브스 방법은 PM방법에 의한 증발산량에 비해 NSE와 R² -0.4, -0.14 낮게 나타났지만 RAH 모의결과는 기존 하그리브스 방법에 비해 NSE와 R² +0.3, +0.12로 향상됨을 보였다. RCP시나리오를 적용한 결과 미래증발산량을 두 방법(RAH, PM)모두 크게 증가함을 나타냈다.

Landsat 인공위성 이미지를 이용한 경안천 유역 증발산의 생장기와 휴면기 분포 특성 분석

최민하(Choi Minha),황교택(Hwang Kyotaek),김태웅(Kim Tae-Woong) 대한토목학회 2011 대한토목학회논문집 B Vol.31 No.1B

다양한 형태의 지표면에서 일어나는 증발산은 지표면과 대기 사이의 상호작용을 이해하기 위해 꼭 필요한 수문학적 인자이다. 일반적으로 증발산은 증발접시, 침루계 등을 이용하여 경험적으로 측정하는 방법을 쓰고 있지만 한 지점에만 국한되어 적용되는 단점이 있어 외부환경에 대한 변동성이 큰 증발산의 공간적인 분포를 정확하게 알기 어렵다. 따라서 이러한 점들을 보완하고 해결하기 위해 원격탐사를 이용하여 증발산의 공간적인 분포를 산정하였다. 본 연구에서는 에너지 수지 방법을 기반으로 한 원격 이미지 처리 모형인 Mapping EvapoTranspiration with Internalized Calibration(METRIC) 모형을 이용하여 2003년 2월 1일, 2006년 9월 13일 Landsat 위성 관측 이미지를 경안천 유역에 적용, 에너지 수지식의 각 항을 이루는 순복사 에너지, 토양열 플럭스, 현열 플럭스, 잠열 플럭스 및 증발산을 통합적으로 처리하여 지도로 나타냈다. 모형 결과의 검증을 위한 기본 통계분석을 실시하였고 수원 기상청의 증발접시 증발량과 비교하여 각각 22%, 11%의 오차를 보여 모형이 유역 내에서 높은 신뢰성을 보인다는 것을 확인하였다. 또한 토지 피복 현황에 따른 증발산의 공간적 분포 경향을 분석하였고, 그 결과 식생의 밀도가 전반적인 증발산량 분포에 큰 영향을 준다는 것을 확인하였다. 계절적으로는 식생의 활동이 활발하게 일어나는 생장기의 증발산이 휴면기에 일어나는 증발산보다 더 큰 값을 보였다. 작성된 증발산 지도는 향후 유역 내 토지 피복, 식생 분포, 고도, 지형 등 외부 인지들의 변화에 따라 증발산이 어떠한 거동을 보이는지를 파악할 때 유용하게 이용될 것이다. Evapotranspiration (ET) from the various surfaces needs to be understood because it is a crucial hydrological factor to grasp interaction between the land surface and the atmosphere. A traditional way of estimating it, which is calculating it empirically using lysimeter and pan evaporation observations, has a limitation that the measurements represent only point values. However, these measurements cannot describe ET because it is easily affected by outer circumstances. Thus, remote sensing technology was applied to estimate spatial distribution of ET. In this study, we estimated major components of energy balance method (i.e. net radiation flux, soil heat flux, sensible heat flux, and latent heat flux) and ET as a map using Mapping Evapo-Transpiration with Internalized Calibration (METRIC) satellite-based image processing model. This model was run using Landsat imagery of Gyeongan watershed in Korea on Feb 1, 2003 and Sep 13, 2006. Basic statistical analyses were also conducted. The estimated mean daily ETs had respectively 22% and 11% of errors with pan evaporation data acquired from the Suwon Weather Station. This result represented similar distribution compared with previous studies and confirmed that the METRIC algorithm had high reliability in the watershed. In addition, ET distribution of each land use type was separately examined. As a result, it was identified that vegetation density had dominant impacts on distribution of ET. Seasonally, ET in a growing season represented significantly higher than in a dormant season due to more active transpiration. The ET maps will be useful to analyze how ET behaves along with the circumstantial conditions; land cover classification, vegetation density, elevation, topography.

MODIS 위성자료를 이용한 Modified Satellite-Based Priestley-Taylor (MS-PT)의 적용 및 실제 증발산 평가

백종진,박종민,최민하 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.11

Accurate understanding and estimating Evapotranspiration (ET) is essential for understanding the mechanism of water cycle and water budget. ET has been analyzed by many researchers in worldwide while Ground-based ET has limiation in analyzing the spatio-temporal pattrens of ET. Thus, many researches have been conducted to represent the spatio-temporal variation of ET by using hydrometeorological variables estimated from remote sensing datasets. Previous remote sensing based ET algorithms, however, have disadvantage in that various hydrometeological input datasets were required. In this study, actual ET was estimated by MODIS-based Rn and MS-PT algorithm requiring relatively less input data than previous method. The result confirmed that the observed RN and latent heat flux from the eddy-covariance based fluxtowers located at CFK and SMK showed high correlation with the estimated RN and ET. The average determination coefficients (R2) of ET estimated from satellite dataset over study periods were 0.77 (0.72-0.81) in Cheongmi (CFK) and 0.70 (0.67-0.78) in Sulma (SMK), respectively. Comparing with the actual ET of two flux tower sites, however, SMK showed more overestimated patterns than CFK due to the vegetation and radiation related errors. 증발산은 물수지 및 수문순환의 체계를 파악하기 위한 중요한 인자로서 이에 대한 정확한 이해 및 산정이 필요하다. 국내외에서 증발산에 대한 많은 연구들이 수행되었으나, 지점자료만을 이용하여 산정한 증발산은 시·공간적인 변동성을 파악하는데 제약이 발생한다. 이에 따라, 물리식을 기반으로 하여 인공위성에서 산정된 수문기상인자를 활용하여 증발산량의 시·공간적인 표현에 대한 연구가 발전하게 되었다. 그러나 기존에 활용되고 있는 방법들은 상대적으로 많은 입력 자료가 요구된다. 본 연구에서는 MOderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 산출물을 이용하여 순복사에너지를 산정하였으며, 기존에 활용된 인공위성 기반 증발산 알고리즘에 비해 상대적으로 적은 입력 자료를 이용하는 Modified Satellite-Based Priestley-Taylor (MS-PT) 알고리즘을 적용하여 실제증발산을 산정하였다. 또한, MODIS 산출물로부터 계산된 순복사에너지와 실제증발산의 정확성을 확인하기 위하여, 청미천과 설마천의 플럭스 타워에서 관측된 자료와 비교·검증을 실시하였다. 전반적으로 MODIS 자료를 이용하여 산정된 순복사에너지와 실제증발산 값이 두 플럭스 타워에서 관측된 순복사에너지와 실제증발산이 높은 상관성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 특히. 전체 모의기간 동안 인공위성 자료를 이용하여 산정된 실제증발산의 평균 결정계수는 청미천에서 0.77 (0.72-0.81), 설마천에서 0.70(0.67-0.78)로 나타났다. 그러나, 청미천에 비해 설마천에서의 실제증발산 값이 과대산정되는 것을 확인 할 수 있었다. 이러한 이유는 식생에 대한 영향 및 MODIS로부터 산정된 복사에너지에서의 오차로 인해 발생한 것으로 판단된다.

아시아 Fluxnet 자료를 활용한 보완관계 기반 증발산량 추정

서호철,김정빈,박혜선,김연주 대한토목학회 2017 대한토목학회논문집 Vol.37 No.2

Evapotranspiration is a significant hydrologic quantity for understanding the amount of available water resource evaluation, waterbalance analysis, water circulation and energy circulation. Various methods have been developed for estimating the evapotranspiration using data observed at meteorological observatories. Especially, the focus of methods has been on the complementary relationship that the actual evapotranspiration is equal to the difference between the twice of evapotranspiration in the wet condition and the potential evapotranspiration. The Granger and Gary (GG) method is an empirical formula that can be used to estimate the evapotranspirationusing only empirical parameters based on the complementary relationship and using only the net radiation and temperature of the region. In this study, we compared the evapotranspiration data observed at 10 sites in Asia within the dataset of FLUXNET2015, with the evapotranspiration calculated by GG method. The evapotranspiration in inland area was estimated more accurately than that ofcoastal area. Simulated Annealing (SA) was used for the coastal area to modify the parameters. Using the modified GG method, we could improve the statistics such as root mean square error, the coefficient of determination (R2), and the mean absolute |BIAS| of the evapotranspiration estimation in coastal area. 증발산량은 수자원 부존량 평가, 물수지 분석, 지구의 물 순환 및 에너지 순환을 이해하기 위해서 알아야 할 중요한 수문량이다. 실제 증발산량이 습윤조건의 증발산량의 2배에서 잠재 증발산량을 제한 것과 같다는 보완관계(Complimentary relationship)를 기반으로 기상관측망 지점에서 일반적으로 관측되는 기상 자료를 이용해 증발산량을 산정하는 방법이 다양하게 개발되어 왔다. 이 중 Granger and Gary (GG)방법은 보완관계를 기반으로 경험적인 매개변수를 도입하여, 지역의 기온 등의 자료만 활용하여 증발산량을 산정할 수 있도록 하는 경험식이다. 본 연구에서 는 FLUXNET2015 자료 중 아시아 지역 내의 10개 지점에서 에디공분산법을 활용해서 관측된 증발산량 자료를 GG방법을 활용하여 산정한 증발산량과 비교하였다. 내륙지역의 경우 해안지역에 비해 상대적으로 정확하게 증발산량이 추정되었고, 이에 해안지역의 경우에만 담금질 기법(Simulated Annealing, SA)을 활용하여 GG방법의 매개변수를 수정하였다. 수정된 GG방법을 활용하여 증발산량 추정 결과의 Root mean square error, Coefficient of determination(R2), Mean absolute BIAS를 개선할 수 있었다.

제주 한천 및 강정천 유역에 적합한 보완관계법 기반 증발산량 산정 모형

김남원,나한나,이정우,이정은 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.12

본 연구에서는 잠재증발산량과 실제증발산량간의 보완관계 기반의 증발산량 산정 모형인 Brutsaert and Stricker (1979)의 AA 모형과 Morton (1983)의 CRAE 모형을 제주도내 두 개의 상시하천 유역에 처음으로 적용하고 이 지역에 적합한 모형의 매개변수를 제안하였다. AA 모형과 CRAE 모형의 매개변수 검정과 모형의 검증을 위한 대표유역으로 각각 북제주에 위치한 한천 유역과 남제주에 위치한 강정천 유역을 선정하였다. 한천 유역에 대해 AA 모형의 경험상수 α와 이류에너지항 M, CRAE 모형의 경험상수 B1과 b2를 바꾸어가면서 실제증발 산량을 산정하고 이를 유역수문모델링 결과와의 비교를 통해 매개변수 검정을 수행하였다. 그 결과 AA 모형은 α=1.00, M=30.0Wm-2, CRAE 모형은 b1=33.0Wm-2, b2=1.02이 최적의 값으로 산정되었다. 동일한 매개변수를 사용하여 AA 모형과 CRAE 모형의 검증 대상유역인 강정천 유역에 적용한 결과, 두 모형 모두 식생의 성장기 및 비성장기에 유역수문모델링 결과와 유사한 것으로 분석되었다. The complementary relationship-based evapotranspiration models, namely, AA model of Brutsaert and Stricker (1979) and the CRAE model of Morton (1983) was applied to two permanent stream watersheds Jeju island for the first time, and their major optimal parameters were suggested in this study. The representative watersheds for model calibration and validation were selected as the Hancheon watershed located in the northern part of the Jeju island and and the Kangjeongcheon watershed in southern Jeju island, respectively. The estimated actual evapotranspiration for the Hancheon watershed was compared with the result by the hydrological model, and the major parameters of the AA and CRAE models were calibrated until their results match the hydrological simulations. Through the iterative estimations, the optimal parameters were determined as α=1.00, M=30.0Wm-2 of the AA model, and b1=33.0Wm-2, b2=1.02 of the CRAE model. The calibrated AA and CRAE models were applied to the Kangjeongcheon watershed for model validation, and it was found out that both models can accurately produce the actual evaporation on annual and semiannual bases.

보완관계법에 의한 증발산량 산정 모형의 평가 : 복하천 중상류 유역을 중심으로

김남원,이정우 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.6

본 연구에서는 잠재증발산량과 실제증발산량 간의 보완관계식을 이용한 대표적인 증발산량 산정모형인 Brutsaert and Stricker (1979)의 AA 모형과 Morton (1983)의 CRAE 모형의 적용성을 평가하였다. 이를 위해서 두 모형을 복하천 중상류 유역에 적용하여 유역평균 실제증발산량을 산정하고, 유역 물수지 결과와의 비교를 수행하였다. 연구 대상유역은 양질의 하천유량 자료 확보 기간이 짧고, 하천유량 자료 또한 인위적 물이용, 배출로 인해 교란되었기에 강수량, 유출량 등의 관측치 기반의 유역 물수지 결과 보다는 검보정이 잘된 유역수문모형 SWAT-K로 모의한 실제증발산량과의 비교를 통하여 AA 모형과 CRAE 모형으로 산정한 실제증발산량의 적정성을 평가하였다. AA 모형과 CRAE 모형의 의한 실제증발산량 모두 식생성장기에 과다하게 산정되는 경향을 나타내었고, 특히 AA 모형은 건조기간동안 실제증발산량이 과소하게 산정되었다. AA 모형과 CRAE 모형의 정도를 높이기 위해서 매개변수 보정을 수행한 결과, AA 모형의 경우는 건조기간 동안의 적합성을 높이기 위해서 이류항을 추가로 고려하고 Brutsaert and Stricker (1979)의 제안 값 α=1.26 보다는 작은 α=1.08을 사용하였을 때, 그리고 CRAE 모형의 경우에는 Morton(1983)이 제안한 값 b1=14Wm-2, b2=1.12 보다는 각각 다소 크고 작은 값인b1=16Wm-2, b2=1.04를 사용하였을 때에 연단위, 월단위, 그리고 월별 모두 가장 양호한 실제증발산량 값이 산정되었다. The objective of this study is to evaluate the performance of the complementary relationship-based evapotranspiration models, namely, advection-aridity (AA) model of Brutsaert and Stricker and the CRAE model of Morton for estimating actual evapotranspiration. Both models were applied to the Bokhacheon middle-upper watershed, and their estimates were evaluated against the water balance estimate. The calculation was made on a daily basis and comparison was made on monthly and annual bases. For comparison, the water balance estimates were not obtained from the observed precipitation and streamflow data but were based on the simulated data by using integrated watershed model, SWAT-K which is the revised version of SWAT. The reason not to directly use the observed data for water balance estimate is that the credible record period is not sufficient and the streamflow has been altered due to water use and release. Overall, the results showed that both AA model and CRAE model with their original parameters overestimate annual and monthly evapotranspiration, and the large difference between the complementary relationship-based approach and the water balance approach occurs especially for the dry season from Nov. to Mar. It was found out that the parameters, particularly for the advection related parameter, must be recalibrated to accurately produce monthly and annual regional evapotranspiration for this study area.

Reference Evapotranspiration Calculator Software를 이용한 기상관측소 기준증발산 추정

최원호(Choi Wonho),최민하(Choi Minha),오현제(Oh Hyunje),박주양(Park Jooyang) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 B Vol.30 No.2B

Reference Evapotranspiration Calculator Software (REF-ET)는 ASCE 및 FAO 기준증발산량을 포함한 총 17개의 FAO Penman-Monteith (PM) 방정식의 연산을 동시에 수행할 수 있는 프로그램으로서, 본 연구에서는 REF-ET에 대한 상세한 소개와 함께 기상관측소의 관측지료를 이용하여 REF-ET의 효용성을 논하였다. REF-ET는 각종 PM 방정식들에 대한 시일 월 단위 모의와 지역적 특성의 반영 및 결측자료에 대한 보정 등이 가능하다. REF-ET를 이용하여 서울 기상관측소의 29년간 증발산량을 모의한 결과, 일복사량에 주로 좌우되는 FAO24-Rd 식과 1957-Makk 식의 상관계수가 각각 0.89와 0.88로 높게 나타났으며, 이는 소형증발접시를 이용한 기준증발산량 관측값이 공기 동력학적 증발량만을 주로 반영하기 때문인 것으로 사료된다. 또한 RMSE/bias 분석을 통해 기준증발산 방정식들에 의한 계산값이 증발접시로부터의 기준증발산량에 비해 다소 과대평가되는 현상을 나타내었으나, 이 경우에도 1957-Makk 식이 가장 정확한 것으로 나타났다. 일단위 시계열 분석시 1957-Makk 식은 여름철의 증발산량을 저평가하는 경향을 나타내었으나, 전체적으로 1.06 ㎜/day의 오차로 증발산량을 모의 가능하였다. 차후 기상관측자료의 정확도를 높이는 연구들과 REF-ET를 병행한다면, 해당 지역 및 기간에 대한 증발산량 모의 및 관련 특성인자를 파악하는 연구에 활용도가 높을 것으로 기대된다. The Reference Evapotranspiration Calculator Software (REF-ET) supports computational guidelines for the reference evapotranspiration using seventeen FAO Penman-Monteith (PM) equations simultaneously such as the ASCE and FAO standardized forms. The REF-ET can conveniently consider missing data predictions and regional site characterizations, when reference ET is computed on monthly, daily, and hourly time steps. The applicability of the REF-ET was estimated to simulate the reference ET using hourly weather data from Seoul weather station for 29 years. The result found that the FAO24-Rd and 1957-Makk equations closely concerned with solar radiation parameter which were the most highly correlated to reference ET computed by pan coefficient. In addition, the 1957-Makk equation was identified as the most correct computational method for reference ET by analysis of bias and root mean square error. The 1957-Makk equation could predict the reference ET within the error of less than 1.06 ㎜/day, though all the other equations tended toward overestimation of predicting the reference ET in comparison with refecence ET of pan. The results of this study suggest that the REF-ET will be applicable to support reference ET estimation for a variety of field condition and time-scale.

인공신경망 모형을 이용한 기온기반 기준증발산량 산정

김마가 ( Maga Kim ),김귀훈 ( Kwihoon Kim ),윤푸른 ( Pureun Yoon ),방재홍 ( Jehong Bang ),이성학 ( Sung-hack Lee ),최진용 ( Jin-yong Choi ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

농업용 저수지는 기상조건, 물관리 체계, 작부체계 등 용수와 영농 환경조건을 고려하여 관개 필요수량을 계산하고 이를 활용하여 관개용수 공급량을 산정한다. 특히 농업용수를 효율적으로 관리하기 위해서는 관개 필요수량을 파악하는 것이 필수적이며, 작물의 증발산량은 관개 필요수량 계산의 핵심적인 부분이다. 일반적으로 증발산량은 관측이 어렵기 때문에 물수지 기법이나 기준증발산량과 작물계수를 이용하여 추정한다. 이론적인 방법에 의해 기준증발산량을 산정하는 방법은 다양하나 FAO-56 Penman-Monteith method(PM method)이 가장 널리 이용되고 있다. 국제관개배수위원회(International Commission on Irrigation and Drainage, ICID)와 국제연합식량농업기구(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)에서도 기상자료로부터 기준증발산량을 산정하거나 다른 방법들을 평가하기 위한 기준 방법으로 PM method를 제시하고 있다. 그러나 PM method는 계산이 복잡하며 기온, 풍속, 상대습도, 태양복사열 등 상대적으로 많은 기상인자를 필요로 한다. 따라서 기상인자가 제한된 지역에서는 PM method의 적용이 불가능하다. 또한 미래기후 시나리오 자료의 경우 기상 인자가 제한되는 경우가 있어 미래시기의 증발산량 예측이나 저수지 운영을 모의하는 경우 PM method를 이용한 기준 증발산량 산정은 부적절하다. 따라서 본 연구에서는 기상인자가 제한된 경우에 기준증발산량을 산정하기 위한 인공신경망 모형을 적용하고 검증해보고자 하였다. 우리나라의 한강권역, 낙동강권역, 금강권역, 섬진강권역, 영산강권역에 대해 권역별로 과거 기상자료를 수집하고, PM method를 이용해 학습자료를 생성하였다. 인공신경망은 일최고기온, 일최저기온을 입력자료로 하여 각 권역별로 학습을 수행하였으며, 최근 5년간 자료는 검증자료로 활용하였다.

복하천 중상류 유역의 실제증발산량과 저류변화량 산정

이정우,김남원,이정은 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.7

본 연구에서는 복하천 중상류 유역에 대해 유역수문모델 SWAT-K를 적용하여 1996년부터 2012년까지의 실제증발산량을 모의하여 연별, 월별 변동 특성을 분석하였으며, 유역물수지법으로 증발산량을 산정할 때 유역의 저류변화량 영향에 대해 고찰하였다. 대상유역의 연도별 실제증발산량은 최소 401mm에서 최대 494mm까지 발생하였고 평균적으로 강수량 대비 약 31%인 436mm 발생하였다. 월단위 실제증발산량은 모의기간동안 평균적으로 12월에 최소값 10mm, 7월에 최대값 84mm 발생한 것으로 분석되었다. 자료기간에 따른 연평균 저류변화량의 크기를 평가한 결과 강수량과 유츨량 자료만을 이용하여 유역물수지법으로 연평균 실제증발산량을 추정하기 위해서는 적어도 약 4~5년의 자료를 이용해야 적절한 것으로 분석되었다. 또한, 연구 대상유역에 대해 저류변화량을 고려하여 유역물수지법으로 연단위, 월단위 실제증발산량을 산정할 수 있도록 강수량에서 유출량을 감한 값과 저류변화량간의 선형의 관계식을 제시하였다. The objectives of this study are to estimate the annual and monthly actual evapotranspiration for the Bokhacheon upper-middle watershed using the data from 1996 to 2012 simulated by SWAT-K model, and to evaluate the effect of storage change on the actual evapotranspiration based on water balance estimates. The simulated results of the annual actual evapotranspiration showed the range from 401 mm to 494 mm and the annual mean of 436 mm, about 31% of the annual mean of precipitation. The average monthly estimates of the actual evapotranspiration showed the range of 10 mm/month in Dec to 84 mm/month in Jul. From the analyses of annual mean storage changes according to data length, it was found out that more than four to five years of data of precipitation and runoff are needed to estimate the watershed based actual evapotranspiration with ignorance of the storage change for this study area. Furthermore, annual and monthly relations between the storage change and the difference of precipitation and runoff were derived which can be effectively used for estimating actual evapotranspiration based on water balance analysis.

인공위성 자료를 활용한 광역증발산량의 산정방법 개발

신사철 ( Sha Chul Shin ),안태용 ( Tae Young An ) 한국지리정보학회 2007 한국지리정보학회지 Vol.10 No.2

증발산 현상은 중요한 수문순환과정 중의 하나로서 지상의 수분으로부터 발생하는 증발과 식물의 잎에서 발생하는 증산 과정을 합한 것이다. 증발산량을 산정하는 방법은 토양수분으로부터 간접적으로 추출하는 방법, 증발산량계에 의한 직접 추출방법 및 물수지 혹은 에너지수지를 이용하는 방법 등 매우 다양하다. 그러나 이러한 방법을 이용하여 지형 및 식생 등을 포함하는 지역적 특성을 고려하여 정확한 증발산량을 산정한다는 것은 대단히 어려운 일이다. 따라서 본 연구에서는 인공위성 자료를 활용하여 지역적 특성을 고려한 증발산량 산정 모형의 개발을 목표로 하고 있다. 증발산현상은 기상조건에 큰 영향을 받으며, 그 기상조건은 그 지역의 식생피복 및 식생 성장에 많은 영향을 주게 된다. 이러한 점에서 식생정보는 그 지역의 복잡한 기상정보의 이력을 포함하고 있다고 볼 수 있으며, 식생지표와 증발산량과의 사이에는 높은 상관관계가 성립한다. 따라서 본 연구에서는 NOAA/AVHRR 자료에서 얻어진 정규화식생지수(NDVI)를 이용하여 우리나라 전역에 대한 증발산량 산정 모형을 개발하였다. One of the most important hydrologic components is evapotranspiration. It is a process by which water is evaporated from moist land surfaces and transpired into atmosphere by plants. There are many methods of estimating evapotranspiration rate and its potential such as the methods of soil-moisture sampling, lysimeter measurements, water balance, energy balance, groundwater fluctuations and evapotranspiration. But it is very difficult to estimate evapotranspiration in terms of regional discrete characteristics of topography and/or vegetation. The evapotranspiration is strongly affected by ground covering vegetation, and the degree of vegetation growth. In order to grasp vegetation condition over a vast study area, NDVI(Normalized Difference Vegetation Indices) calculated from the data obtained from NOAA/AVHRR were utilized. Through multi-regression analysis, we developed a model equation to estimate the evapotranspiration using NDVIs and temperature data.