SWAT과 STARDEX를 이용한 극한 기후변화 사상에 따른 금강유역의 수문 및 유황분석

김용원; 이지완; 김성준

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김용원 (건국대학교 공과대학 사회환경플랜트공학과) 이지완 (건국대학교 공과대학 사회환경플랜트공학과) 김성준 (건국대학교 공과대학 사회환경플랜트공학과)

저널정보: 한국수자원학회 한국수자원학회논문집 한국수자원학회논문집 제51권 제10호

발행연도: 2018.1

수록면: 905 - 916 (12page)

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2018

SWAT과 STARDEX를 이용한 극한 기후변화 사상에 따른 금강유역의 수문 및 유황분석

김용원 , 이지완 , 김성준 한국수자원학회논문집 2018.01 학술저널

SWAT을 이용한 극한 기후변화 사상에 따른 금강유역의 수문·수질 거동 평가

김용원 , 이지완 , 김원진 외 2명 한국수자원학회 학술발표회 2018.01 학술대회자료

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본 연구의 목적은 금강유역($9,645.5km^2$)을 대상으로 극한 기후변화 사상에 따른 수문 및 유황의 변동을 평가하는 것이다. 본 연구에서는 객관적인 극한 기후변화 사상을 평가하기 위해 강우관련 극한지수(STARDEX)를 적용하고, GCM 10개의 RCP 8.5 기후변화 시나리오에 대해 4개의 평가기간별(Historical: 1975~2005, 2020s: 2011~2040, 2050s: 2041~2070, 2080s: 2071~2100)로 분석하였다. 분석 결과 5개의 습윤(CESM1-BGC, HadGEM2-ES), 중간(MPI-ESM-MR) 건조(INM-CM4, FGOALS-s2) 극한 기후변화 사상 시나리오를 선정하여 SWAT 모형에 적용하였다. 2080s 기간에서 중간시나리오 대비 2080s의 증발산은 -3.2~+3.1 mm로 변화하였고, 2080s의 총 유출량은 $+5.5{\sim}+128.4m^3/s$ 변화하였다. 건조한 시나리오의 경우 2020s 중간시나리오대비 큰 변화를 보였다. 건조한 시나리오에서의 2020s의 증발산량은 -16.8~-13.3 mm의 변화를 보였고, 총 유출량은 $-264.0{\sim}132.3m^3/s$의 변화를 보였다. 유황 변동의 경우, 2080s 기간의 습윤한 시나리오에서 CFR은 +4.2~+10.5, 2020s 기간의 건조한 시나리오에서는 +1.7~2.6으로 변화 하였다. 극한 기후변화 시나리오를 적용한 금강유역의 수문인자의 변화에 따라 유황분석을 실시한 결과, INM-CM4는 극한 건조상태를 나타내기에 적절한 시나리오로 나타났고 FGOALS-s2는 유황변동이 큰 가뭄 상태 분석에 적절한 시나리오로 나타났다. HadGEM2-ES는 유황변동이 작게 나타났기 때문에 최대유량 분석 시 활용 가능한 시나리오로 평가되었고, CESM1-BGC의 경우 유황변동이 큰 것으로 나타나 극한 홍수 분석 시 적용할 수 있는 시나리오로 평가되었다.

The purpose of this study is to evaluate the climate change impact on watershed hydrology and flow duration in Geum River basin ($9,645.5km^2$) especially by extreme scenarios. The rainfall related extreme index, STARDEX (STAtistical and Regional dynamical Downscaling of EXtremes) was adopted to select the future extreme scenario from the 10 GCMs with RCP 8.5 scenarios by four projection periods (Historical: 1975~2005, 2020s: 2011~2040, 2050s: 2041~2070, 2080s: 2071~2100). As a result, the 5 scenarios of wet (CESM1-BGC and HadGEM2-ES), normal (MPI-ESM-MR), and dry (INM-CM4 and FGOALS-s2) were selected and applied to SWAT (Soil and Water Assessment Tool) hydrological model. The wet scenarios showed big differences comparing with the normal scenario in 2080s period. The 2080s evapotranspiration (ET) of wet scenarios varied from -3.2 to +3.1 mm, the 2080s total runoff (TR) varied from +5.5 to +128.4 mm. The dry scenarios showed big differences comparing with the normal scenario in 2020s period. The 2020s ET for dry scenarios varied from -16.8 to -13.3 mm and the TR varied from -264.0 to -132.3 mm respectively. For the flow duration change, the CFR (coefficient of flow regime, Q10/Q355) was altered from +4.2 to +10.5 for 2080s wet scenarios and from +1.7 to +2.6 for 2020s dry scenarios. As a result of the flow duration analysis according to the change of the hydrological factors of the Geum River basin applying the extreme climate change scenario, INM-CM4 showed suitable scenario to show extreme dry condition and FGOALS-s2 showed suitable scenario for the analysis of the drought condition with large flow duration variability. HadGEM2-ES was evaluated as a scenario that can be used for maximum flow analysis because the flow duration variability was small and CESM1-BGC was evaluated as a scenario that can be applied to the case of extreme flood analysis with large flow duration variability.

#극한 기후변화 #유황

참고문헌 (9)

참고문헌 신청

정일원 / 2008 / 유출모형이 기후변화 수자원 영향평가에 미치는 영향 분석 / 한국수자원학회 논문집 41(9):907~917

김덕환 / 2013 / RCP 시나리오를 고려한 극치통계분석 및 빈도해석 / 한국습지학회지 15(4):595~607

강성규 / 2010 / 금강 유역의 댐과 물이용에 의한 유황의 변동특성 분석 / 한국수자원학회 논문집 43(4):325~336

Katsavounidis, I. / 1994 / A new initialization technique for generalized Lloyd iteration / IEEE Signal Processing Letters 1(10):144~146

김보경 / 2009 / B2 기후변화시나리오와 극한지수를 이용한 기후변화가 극한 강우 발생에 미치는 영향분석 / 대한토목학회 논문집B 29(1):23~33

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