KR20040104007A - Method for Hydrological Modeling Based with GIS - Google Patents

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KR20040104007A KR1020030035353A KR20030035353A KR20040104007A KR 20040104007 A KR20040104007 A KR 20040104007A KR 1020030035353 A KR1020030035353 A KR 1020030035353A KR 20030035353 A KR20030035353 A KR 20030035353A KR 20040104007 A KR20040104007 A KR 20040104007A
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Abstract

PURPOSE: A GIS(Geographic Information System) based floodgate modeling method for managing basin is provided to contribute water resource management and water quality management related to the basin, and offer a more simple and systematic basin management method for a process to execute a model and confirm a modeling result. CONSTITUTION: A project file is generated by databasing entire basin data, small basin data, weather data, input water data, an input water distribution rate, and an actual outflow data needed for a basin water balance analysis(201). A daily or annual basin water balance of each small basin is performed in an operation module by receiving the data included in the project file(202). A daily inflow, a daily irrigation requirement, and a daily basin water balance result file are generated. The results are output by using the GIS(203).

Description

지리정보시스템(지아이에스)을 기반으로 하는 수문모델링 방법{Method for Hydrological Modeling Based with GIS}Hydrologic Modeling Based on GIS {Method for Hydrological Modeling Based with GIS}

본 발명은 수문모델링 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지리정보 시스템(GIS)을 기반으로 하여 유역관련 수자원 관리 및 수질 보존뿐만 아니라, 모델실행을 위한 과정과 모델실행의 결과 확인에 있어서 간단하고 체계적인 유역관리방법을 제공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hydrological modeling method, and more specifically, based on the Geographic Information System (GIS), it is simple and systematic in not only watershed management and water quality preservation, but also the process for model execution and the results of model execution. A method of providing watershed management methods.

기존의 유역 관리를 위한 수문모델링 방법으로는 국내의 경우 최근 들어 GIS를 이용한 수문모델의 연계가 시도되고 있으며, 가지야마 유출공식 또는 최근 점 및 비점오염원 관리를 위한 BASINS/HSPF 모델이 이용되고 있다.In Korea, as the existing hydrological modeling method for watershed management, linkage of hydrological models using GIS has recently been attempted, and the BASINS / HSPF model for Kajiyama runoff or the recent point and nonpoint source management has been used.

국내의 경우 농업기반공사의 "농업용수 수질정보종합관리시스템"은 농업용수의 효율적이고, 체계적인 수질관리를 위하여 수질조사 및 수리조사를 실시하고, 이를 이용하여 가지야마 유출공식에 의한 수문모형을 구현하고 있다.In Korea, the Agricultural Water Quality Information Management System of the Korea Agricultural Infrastructure Corporation conducts water quality surveys and repair surveys for efficient and systematic water quality management of agricultural waters, and implements a hydrologic model based on the Kajiyama spill formula. Doing.

상기 농업용수 수질정보종합관리시스템은 오염원 데이터베이스와 가지야마 유출공식에 의한 수문모형 및 수질모델을 연계하고, 유역특성에 적합한 오염물질 처리대안 시스템 등의 의사결정을 지원할 수 있다. 이를 위해 오염원데이터베이스의 조회, 수정, 검색 등에서 수질 모델링, 처리대안 선정 등과 같은 전체적인 오염원의 삭감시나리오가 지원되고 있다.The comprehensive agricultural water quality information management system can link the pollutant source database with the hydrologic model and water quality model based on the Kajiyama runoff formula, and can support decision making such as a pollutant treatment alternative system suitable for the watershed characteristics. To this end, overall reduction scenarios such as water quality modeling and treatment alternative selection are supported in search, correction and search of pollutant databases.

BASINS/HSPF 모델은 미국 환경청(EPA) 에서 1999년 점오염원과 비점오염원을 수계단위로 통합관리하기 위하여 GIS 소프트웨어인 AreView와 수질모델을 결합하여 개발된 것이다. 상기 프로그램을 통한 유역물수지분석은 PWATER 모형에 의해 평가되고, 유역으로부터의 비점오염원에 의한 하천이나 호소의 수질은 QUAL2E와 NPSM 모형을 이용하여 평가되고 있다.The BASINS / HSPF model was developed by the US Environmental Protection Agency (EPA) in 1999 to combine the GIS software AreView with the water quality model to manage both point and nonpoint sources in water units. The watershed balance analysis through the program is evaluated by the PWATER model, and the water quality of rivers or lakes by nonpoint sources from the watershed is evaluated using the QUAL2E and NPSM models.

하지만, 농업용수 수질정보종합관리시스템을 이용한 수문모델의 경우 단일유역별 유역특성자료, 강우량 등의 자료를 경험식에 입력하여 유역물수지 분석을 수행함으로써 유역내의 복잡한 용수공급체계의 반영이 미흡하고, 임의 지점의 물수지 요소 변경에 따른 탄력적인 적용에 있어 어려움이 있다. 또한, BASINS/HSPF 수문모델의 경우 미국의 전 지역을 대상으로 개발되어 유역의 수문관련 자료의 분석에 사용되고 있으나 대유역에 적합하도록 설계되었으며, 비전문가에 의한 모델링 구현 및 결과 분석을 위한 기반 제공에 있어서는 다소 미흡하다. 이러한 이유로 상기 모델들을 국내 유역환경에 적용하는 경우 정확한 유역물수지를 분석하여 체계적으로 유역을 관리하기에는 많은 어려움이 있다.However, in the case of hydrologic models using the comprehensive agricultural water quality management system, watershed characteristics data and rainfall data are inputted into empirical equations to perform watershed analysis, which is insufficient to reflect the complex water supply system in the watershed. However, there are difficulties in elastic application due to the change of water balance element at any point. In addition, the BASINS / HSPF hydrological model is developed for all regions of the United States and is used to analyze hydrologic data in the watershed, but it is designed to be suitable for large watersheds. Somewhat inadequate For this reason, when the above models are applied to the domestic watershed environment, it is difficult to systematically manage the watershed by analyzing the accurate watershed balance.

본 발명은 상기 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 유역관리를 위한 GIS 기반의 수문모델링을 통해 유역관련 수자원 관리 및 수질 보존에 기여하며, 또한 모델실행을 위한 과정과 모델실행의 결과 확인에 있어 보다 간단하고 체계적인 유역관리방법을 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art, the purpose of which contributes to watershed management and water quality conservation through GIS-based hydrological modeling for watershed management, and also processes and models for model execution It provides a simpler and more systematic watershed management method for identifying the results of implementation.

본 발명의 다른 목적은 상기 GIS 기반의 수문모델링 방법을 구현하기 위한 수단을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a computer-readable recording medium recording means for implementing the GIS-based hydrological modeling method.

도 1은 본 발명을 구성하는 수문모델의 기본 구성요소의 하나인 하천네트워크 모형 (a: 저수지 없는 상류지점, b: 저수지 있는 상류지점, c: 저수지가 없는 중류지점, d: 저수지가 있는 중류지점)1 is a river network model that is one of the basic components of the hydrological model constituting the present invention (a: upstream point without reservoir, b: upstream point with reservoir, c: upstream point without reservoir, d: midstream point with reservoir )

도 2는 본 발명의 일 실시양태를 구성하는 유역물수지 모형의 흐름도2 is a flow chart of a watershed balance model that forms an embodiment of the invention.

도 3은 유역물수지 시스템의 흐름도3 is a flow chart of the basin water balance system

도 4는 본 발명에 따른 모델입력자료의 파일설정과정을 표시하는 경로설정창의 구현예4 is an implementation example of a path setting window displaying a file setting process of model input data according to the present invention;

도 5는 본 발명에 따른 입력자료의 편집 모듈의 구현예5 is an embodiment of the module for editing input data according to the present invention

도 6은 본 발명에 따른 수문모델링 분석결과를 도시한 출력화면Figure 6 is an output screen showing the hydrological modeling analysis results according to the present invention

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 수문모델방법으로서,In order to achieve the above object, the present invention provides a hydrological model method,

유역물수지분석에 요구되는 전체유역자료, 소유역자료, 기상자료, 도수유입량자료, 도수유입량분배율 및 실측유출량자료를 데이터베이스화하여 프로젝트파일을 생성하는 전처리단계; 상기 프로젝트 파일에 포함된 상기 데이터들을 입력받아 프로그램화된 소정의 연산모듈에 의해 각 소유역별로 일별 또는 연별 유역물수지를 수행하는 단계; 및 상기 유역물수지수행의 결과 얻어진 일별 유입량, 일별 관계필요수량 및 일별 유역물수지 결과 파일을 생성하는 단계를 포함하여, 상기 결과들을 지리정보시스템(GIS)을 이용해 출력할 수 있도록 함을 특징으로 하는 수문모델방법을 제공한다.A preprocessing step of generating a project file by databaseting the total watershed data, subwatershed data, meteorological data, tap water inflow data, tap water inflow rate distribution, and measured outflow data required for watershed balance analysis; Receiving the data included in the project file and performing a daily or annual watershed balance for each subwatershed by a predetermined calculation module; And generating a daily inflow, a daily required amount of water, and a daily basin water balance result file obtained as a result of the watershed balance calculation, so that the results can be output using a geographic information system (GIS). Provides a hydrological model method.

또한 본 발명은 유역물수지분석에 요구되는 전체유역자료, 소유역자료, 기상자료, 도수유입량자료, 도수유입량분배율 및 실측유출량자료를 데이터베이스화하여 프로젝트파일을 생성하는 전처리단계; 상기 프로젝트 파일에 포함된 상기 데이터들을 입력받아 프로그램화된 소정의 연산모듈에 의해 각 소유역별로 일별 또는 연별 유역물수지를 수행하는 단계; 및 상기 유역물수지수행의 결과 얻어진 일별 유입량, 일별 관계필요수량 및 일별 유역물수지 결과 파일을 생성하는 단계를 포함하여, 상기 결과들을 지리정보시스템(GIS)을 이용해 출력할 수 있도록 함을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.In another aspect, the present invention is a pre-processing step of generating a project file by the database of the total watershed data, subwatershed data, meteorological data, distilled water inflow data, distilled water flow rate distribution and actual runoff data required for basin water balance analysis; Receiving the data included in the project file and performing a daily or annual watershed balance for each subwatershed by a predetermined calculation module; And generating a daily inflow, a daily required amount of water, and a daily basin water balance result file obtained as a result of the watershed balance calculation, so that the results can be output using a geographic information system (GIS). To provide a computer-readable recording medium for recording the program.

도 1은 본 발명을 구성하는 수문모델의 기본 구성요소의 하나인 하천네트워크 모형으로서 물수지 요소의 형태별로 분류한 것이다. 도 2는 본 발명의 일 실시양태를 구성하는 유역물수지 모형의 흐름도이다. 도 3은 유역물수지 시스템의 흐름도이다. 도 4는 본 발명의 GIS 기반의 수문모델방법을 구현하기 위한 전처리 단계에 포함되는 일 실시양태로서, 모델입력자료의 파일설정과정을 표시하는 경로설정창의 구현예이다. 도 5는 본 발명의 GIS 기반의 수문모델방법을 구현하기 위한 전처리 단계에 포함되는 일 실시양태로서, 입력된 각 자료들의 편집을 위한 모듈의 구현예이다. 도 6은 본 발명에 따른 수문모델링 분석결과를 나타내는 일 실시양태로서, GIS 기반의 출력형태로 수행한 출력화면이다.Figure 1 is a river network model which is one of the basic components of the hydrological model constituting the present invention is classified by the type of water balance element. 2 is a flow chart of a watershed balance model constituting an embodiment of the present invention. 3 is a flow chart of the basin water balance system. Figure 4 is an embodiment included in the pre-processing step for implementing the GIS-based hydrological model method of the present invention, an embodiment of the path setting window for displaying the file setting process of the model input data. 5 is an embodiment included in the preprocessing step for implementing the GIS-based hydrological model method of the present invention, an embodiment of a module for editing each input data. Figure 6 is an embodiment showing the hydrological modeling analysis results according to the present invention, an output screen performed in the GIS-based output form.

이하, 본 발명의 내용을 상기 도면 들을 참조하여 수문모델을 위한 기본 성분들과, 이러한 성분들을 활용하여 유역물수지를 행하는 수문모델링 시스템의 구현에 관하여 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, the basic components for the hydrological model, and the implementation of the hydrologic modeling system for performing the watershed resin using these components.

수문모델의 기본 구성Basic composition of hydrologic model

하천의 임의 지점에서의 물수지 요소는 유입, 유출 및 저류 요소로 크게 구분된다. 어떤 하천 유역에서 유역물수지를 행하기 위해서는 이들 각각의 요소를 정확히 추정할 수 있어야 한다. 따라서 유역물수지 모형은 하천의 임의 지점에서 유입, 유출량을 추정할 수 있는 수문모형과 이 결과를 물수지(Water Balance)하여 저류량의 변화를 추정할 수 있는 수리모형 및 전체유역에 걸쳐서 물수지를 순차적으로 수행할 수 있는 하천네트워크 모형 등으로 구성되어야 한다. 이들 물수지 요소에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Water balance elements at any point in the stream are largely divided into inflow, outflow, and storage elements. In order to have a watershed balance in a river basin, each of these factors must be accurately estimated. Therefore, the basin water balance model is a hydrological model that can estimate the inflow and outflow at any point in the river, and a hydraulic model that can estimate the change of the reservoir by water balance of these results and the water balance over the entire basin. It should be composed of river network model that can be executed sequentially. The details of these water balance elements are as follows.

(1) 유입성분 산정 및 수문모형(1) Inflow component calculation and hydrologic model

하천구간의 유입요소는 상류유역으로부터의 유입량, 자체유역으로부터의 횡유입량, 각종 용수의 회귀수량(Return flow)으로 구성된다. 이들의 유입요소별 계산방법과 그 산정모형은 다음과 같다.The inflow component of the river section consists of the inflow from the upstream basin, the transverse inflow from its own basin, and the return flow of various types of water. The calculation method and their calculation model for each inflow factor are as follows.

가. 상류유역 유입량end. Upstream Inflow

상류유역으로부터의 유입량은 하천구간의 최상부에서는 0이 되며, 기타 유역에서는 상류유역의 물수지로부터 계산되는 월류량(Overflow) 또는 CP(Control Point) 유출량이 된다.The inflow from the upstream basin is zero at the top of the stream section, while in other basins it is the overflow or control point outflow calculated from the upstream basin water balance.

나. 자체유역 횡유입량I. Self-watershed transverse flow

자체유역으로부터의 횡유입량은 지류하천으로부터의 유입량과 배후유역으로부터의 유입량인데 관개용 저수지의 계획, 설계 및 관리를 위해 개발된 DIROM 모형으로부터 산정하도록 하였다.The transverse flows from the self-water basin are the flows from the tributary stream and from the back basin, which are estimated from the DIROM model developed for the planning, design and management of irrigation reservoirs.

다. 회귀수량(Return flow)All. Return flow

각종 용수는 회귀수량이 발생하기 마련이며, 또한 회귀수량은 용수이용 방법에 따라 시간적으로 수량에 차이를 보일 수 있다. 따라서 본 모형에서는 지체시간을 고려하고 다음 식과 같이 회귀율을 적용하여 산정하도록 하였다.Various water is required to generate a regression amount, and the regression amount may show a difference in time depending on the water use method. Therefore, in this model, the delay time is considered and the regression rate is calculated as follows.

여기서,R i = 회귀수량, Fj = 용수목적별 회귀율,D i = 목적별 취수량, j = 용수목적을 나타내는 첨자.Where R i = regression quantity, Fj = regression rate by water purpose, D i = water intake by purpose, j = subscript representing water purpose.

(2) 공급수량 산정 및 수문모형(2) Estimation of Supply Quantity and Hydrologic Model

공급요소는 농업용수, 생활용수, 공업용수, 축산용수, 환경용수 등으로 구분할 수 있다. 환경용수는 하천유지수 개념으로서 하천구간내에 저수지 등 저류시설물의 설치로 인하여 하천의 유출량이 자연상태의 갈수량보다 적을 때 저수지 등에서 부족량을 방류하는 것으로 하였다.Supply factors can be classified into agricultural water, domestic water, industrial water, livestock water, and environmental water. Environmental water is a stream maintenance index concept, which is to discharge shortages in reservoirs when the flow rate of rivers is less than natural water flow due to the installation of reservoirs, etc., within the river sections.

가. 농업용수end. Agricultural water

농업용수는 작물의 생산을 목적으로 경지에 인공적으로 물을 공급하는 관개용수를 말하며, 필요한 시기와 필요수량을 정확히 산정하는 것은 용수 개발 및 관리계획의 수립에서 대단히 중요한 사항이다. 논의 필요수량은(REQP(t)) 벼의 증발산량과 삼투량 및 유효수량으로부터 관계식으로 표현하면 다음 식과 같다.Agricultural water refers to irrigation water that artificially supplies the arable land for the purpose of producing crops. Accurate estimation of the required time and quantity is very important in the development of water development and management plan. The required quantity of water (REQP (t) ) can be expressed by the following equation.

여기서,ET p = t일의 잠재증발산량(mm), K c = 논벼의 작물계수,I= 삼투량(mm/일),R e = 유효우량(mm)here,ET p = tPotential evaporation of work (mm), K c = Crop factor of rice,I= Osmolality (mm / day),R e = Effective rainfall (mm)

나. 생활용수I. Living water

생활용수는 1일당 소비수량과 급수대상인구수에 의해 추정하는 것이 보통이다. 생활수준의 향상에 따라 증가하는 것이 일반적인 현상으로서 급수대상 인구수는 기준년도의 인구수를 추정하여 결정한다. 또한 생활용수는 계절적으로 수요 시간대별로 급수량이 변화되나 시간대별 급수량의 변동은 급수조에서 조정되는 것으로 보고 일단위 1인당 소비수량에 따라 다음 식으로부터 구하여 물수지 모형에서는 일단위로 정량을 입력하도록 하였다.Household water is usually estimated by the daily consumption and the number of people to be watered. It is a common phenomenon to increase with the improvement of living standards. In addition, the amount of water for daily use changes seasonally, but the change in the amount of water for each time zone is adjusted in the water tank.

여기서,REQR =생활용수 필요수량(㎥/일), ARQR = 1인당 평균급수량(ℓ/인·일), N p = 급수대상인구수(인).Where REQR = required water for living water (㎥ / day), ARQR = average water supply per person (ℓ / 인 · 일), N p = number of people subject to water supply (person).

다. 공업용수All. Industrial water

공업용수는 제품생산과 그 부대시설의 운용을 위하여 필요로 하는 용수로서 필요수량 계산은 제품중량(ton)당, 종업원수 또는 공장부지 면적에 의한 원단위 추정법이 있다. 제품중량당 용수량 추정법은 산업활동의 시간적 변화를 고려한 것이나 변화에 대한 추정의 불확실성 등으로 업종별 공장부지 면적에 의한 원단위 추정법이 일반적으로 이용되고 있다. 공업용수의 필요수량 결정은 다음 식과 같다.Industrial water is water needed for the production of the product and the operation of its auxiliary facilities. The calculation of the required quantity is based on the unit-by-unit estimation method per ton of product, the number of employees or the plant site area. Estimation of water volume per product weight takes into account changes in industrial activities over time, but estimates based on plant area by industry are generally used due to uncertainties about changes. Determination of the required quantity of industrial water is as follows.

여기서,REQI =공업용수 필요수량(㎥/일), A = 업종별 공장부지면적(1000㎡),ARQI= 업종별 원단위 1일 필요수량(㎥/1000㎡/일).Here, REQI = required amount of industrial water (m 3 / day), A = plant area by industry (1000 m 2), ARQI = required amount of daily unit per unit (m 3/1000 m 2 / day).

라. 축산용수la. Livestock Water

축산용수는 가축의 종류와 두수, 축산시설 및 경영방법 등에 따라 상이하다. 본 발명에 따른 물수지 모형에서는 가축의 종류별 일별 기준 수량에 사육두수를 곱하여 결정한 값을 정량으로 입력하도록 하였으며, 환원수의 수질은 고려하지 않았다. 즉, 축산용수의 가축별 필요수량 결정은 다음과 같다.Livestock water differs depending on the type of livestock, the number of heads of cattle, livestock facilities and management methods. In the water balance model according to the present invention, the value determined by multiplying the number of heads by the daily standard quantity for each type of livestock was inputted quantitatively, and the quality of the reduced water was not considered. In other words, the required quantity of livestock water for each livestock is determined as follows.

여기서,REQL =가축별 필요수량(㎥/일),ARQ= 두당 소비수량(ℓ/일/두수),N= 가축수.Where REQL = required quantity per animal (㎥ / day), ARQ = consumption per head (ℓ / day / head), N = number of cattle.

(3) 저류량 산정 모형(3) storage calculation model

하천에서의 저류량은 댐 및 저수지 등에서의 저류량, 보에서의 저류량, 하도에서의 저류량 등으로 구분할 수 있다. 그러나 보 및 하도에서 저류량은 일별 변화가 그렇게 크지 않으므로 무시할 수 있다. 따라서 하천 구간의 저류량은 저수지 등의 저류량 변화를 고려하도록 하였으며, 보나 하도에서의 저류량이 클 경우에는 저수지로 가정하여 처리할 수 있도록 하였다. 저수지의 물수지에 의한 일별 저류량의 변화는 다음 식에 의해 구할 수 있다.The amount of storage in rivers can be classified into the amount of storage in dams and reservoirs, the amount of storage in beams, and the amount of storage in rivers. However, reservoirs at beams and underpasses are negligible because daily changes are not so large. Therefore, the storage of the river section is to consider the change of the storage of the reservoir, etc., and if the storage in the Bona sewer is large, it is assumed that the reservoir can be treated. The change of daily storage by the water balance of the reservoir can be obtained by the following equation.

여기서, ΔS= 저류량의 변화량,Qin= 저수지 유입량,R= 저수지 수면적의강우량,OVF= 저수지의 여수토나 수문으로 부터의 방류량,DV= 취수량 또는 통관 방류량,LSS= 기타 손실량으로서 수면증발량, 침투량 등.Where Δ S = change in reservoir, Qin = reservoir inflow, R = rainfall in reservoir area, OVF = discharge from sediment or hydrology of reservoir, DV = intake or clearance discharge, LSS = amount of water evaporation, infiltration as loss Etc.

(4) 하천네트워크 모형(4) river network model

하천 임의의 지점에 대한 물수지 요소의 형태는 저수지 없는 상류, 저수지 있는 상류, 저수지 없는 중류, 저수지 있는 중류의 4가지로 구분할 수 있다. 저수지 없는 상류지점의 물수지 요소는 강우에 의한 자체유역의 유출량과 각종 용수의 공급량 또는 회귀수량, 도수유입량과 유출량 및 기타 손실량 등의 유입, 유출량 등으로 구성된다(도 1a참조). 저수지 있는 상류지점의 물수지 요소는 저수지 없는 상류지점의 물수지 요소와 저수지의 증발량, 발전방류량, 침투량 등이 추가된다(도 1b). 저수지가 없는 중류지점의 물수지 요소는 저수지 없는 상류 물수지 요소와 같으며, 여기에 상류지점으로부터의 유입량이 추가된다(도 1c). 저수지가 있는 중류지점의 물수지 요소는 저수지 있는 상류와 저수지 없는 중류의 혼합 형태로 상류유입량, 자체유출량, 회귀수량, 증발량, 도수유출량 등으로 구성된다(도 1d).The shape of the water balance element for any point of the river can be divided into four types: upstream without reservoir, upstream with reservoir, upstream without reservoir, and upstream with reservoir. The water balance element at the upstream point without reservoir consists of the inflow and outflow of the self-watershed by rainfall, the supply or return of various waters, the inflow and outflow and other losses (see Fig. 1A). The water balance element upstream of the reservoir is added to the water balance element upstream without the reservoir and the amount of evaporation, generation discharge, and penetration of the reservoir (FIG. 1b). The water balance element of the upstream point without the reservoir is the same as the upstream water balance element without the reservoir, with the inflow from the upstream point added (FIG. 1C). The water balance element of the reservoir upstream is composed of upstream inflow, self-discharge, regression, evaporation, tap water outflow, etc. in the form of a mixture of upstream with reservoir and upstream with no reservoir (FIG. 1D).

수문모델링 시스템의 구현Implementation of Hydrologic Modeling System

(1) 기본 알고리즘(1) basic algorithm

도 2를 참조하면, 유역물수지 모형의 실행과정은 데이터의 입력(단계 201)으로부터 소유역별 유입, 유출량의 계산(단계 202)과 물수지 및 그 결과를 출력(단계 203)함으로써 달성할 수 있다.Referring to Figure 2, the execution of the watershed balance model can be achieved by inputting data (step 201), calculating the inflow and outflow for each subwatershed (step 202), and outputting the water balance and the result (step 203). .

상기 기본 알고리즘을 구성하는 입출력의 설계 및 시스템의 구현과정은 별개의 항목을 통해 하기에서 보다 상세하게 설명될 것이다.The design of the input and output constituting the basic algorithm and the implementation of the system will be described in more detail below through separate items.

(2) 입출력설계(2) I / O design

가. 입력설계end. Input design

유역물수지를 위한 입력자료는 크게, 전체유역자료, 소유역자료, 기상자료, 도수유입량자료, 도수유입량분배율 및 실측유출량자료 등으로 크게 6가지로 분류된다. 전체유역자료는 각 소유역에 대해 공통적으로 적용되는 항목, 시뮬레이션의 제어, 출력제어 등의 항목을 포함한다 (하기 표 1에 전체유역자료를 위한 데이터베이스가 예시되어 있다).The input data for the watershed balance are largely classified into six categories: total watershed data, subwatershed data, meteorological data, distillate inflow data, distillate inflow distribution, and measured runoff data. Total watershed data includes items commonly applied to each subwatershed, control of simulation, output control, etc. (Table 1 below illustrates a database for total watershed data).

<표 1>TABLE 1

필 드 명Field name 데이터 유형Data type 자리수Digit 내 용Contents PRO_NAMEPRO_NAME 문자text 1010 PROJECT 명PROJECT people LOCATELOCATE 문자text 1010 위치location PERIODPERIOD 문자text 1212 계산기간Between calculators SEG_WATERSEG_WATER 정수essence 33 분할 소유역의 수Number of subwatersheds OBSERVOBSERV 정수essence 33 관할 측후소의 수Number of jurisdictions INPUT_NUMINPUT_NUM 정수essence 33 도수유입량자료수Frequency inflow data VAPOR_NUMVAPOR_NUM 실수mistake 15,115,1 유역증발산 계수Basin Evaporation Factor YOUNGSUYOUNGSU 실수mistake 15,115,1 이앙 용수량Yiang water MAX_DEEPMAX_DEEP 실수mistake 15,115,1 최대허용담수심Maximum allowable freshwater depth MIN_DEEPMIN_DEEP 실수mistake 15,115,1 최소허용담수심Minimum allowable freshwater depth MIN_BANGMIN_BANG 실수mistake 15,115,1 최소방류량Discharge VAPOR_COVAPOR_CO 실수mistake 15,115,1 Pan 증발계수Pan evaporation coefficient MONVAPOR_CMONVAPOR_C 실수mistake 15,115,1 월별증발계수Monthly Evaporation Factor JACK_DAYJACK_DAY 문자text 1010 작부시기Cultivation JACK_CO1JACK_CO1 실수mistake 15,115,1 작물계수(상순)Crop coefficients (early) ACK_CO2ACK_CO2 실수mistake 15,115,1 작물계수(중순)Crop Factor (Mid) JACK_CO3JACK_CO3 실수mistake 15,115,1 작물계수(하순)Crop Factor (Late) DAY_SIMUDAY_SIMU 정수essence 22 일별 유입량 SimulationDaily Inflow Simulation RESULT_OUTRESULT_OUT 정수essence 22 유입량 결과 출력Inflow Result Output INPUT_UNITINPUT_UNIT 정수essence 22 일별유입량 단위Daily Inflow Unit NEED_SIMUNEED_SIMU 정수essence 22 관개용수 필요수량 SimulationIrrigation Water Required Simulation NEED_OUPUTNEED_OUPUT 정수essence 22 관개용수 필요수량 출력Output required amount of irrigation water DAYWAT_SIMDAYWAT_SIM 정수essence 22 일별물수지 SimulationDaily Water Balance Simulation DAYWAT_OUTDAYWAT_OUT 정수essence 22 일별물수지 출력Daily water balance output CON_WATHEICON_WATHEI 실수mistake 15,115,1 빈도분석시 확정 수위Confirmed water level in frequency analysis OUTPUT_STAOUTPUT_STA 정수essence 55 물수지결과 출력 시작년도Water balance result print start year OUTPUT_ENDOUTPUT_END 정수essence 55 물수지결과 출력 종료년도Water balance result output end year

소유역자료는 소유역의 유역특성을 규명하는 자료를 포함한다 (하기 표 2에 소유역자료를 위한 데이터베이스가 예시되어 있다).Subwatershed data includes data identifying watershed characteristics of subwatersheds (Table 2 below illustrates a database for subwatershed data).

<표 2>TABLE 2

필 드 명Field name 데이터 유형Data type 자리수Digit 내 용Contents CP_NAMECP_NAME 문자text 2020 소유역 번호 및 지점명Subwater number and branch name LOWER_NUMLOWER_NUM 문자text 1010 하류유역의 번호Number of downstream basins IN_LOCATEIN_LOCATE 정수essence 33 유역내의 위치Location in the watershed SHED_OUTSHED_OUT 정수essence 33 소유역의 결과출력Output of subwatershed LIM_HEGLIM_HEG 실수mistake 10,110,1 현재저수지의 제한수위Current limit of the reservoir LINK_NUMLINK_NUM 정수essence 55 연결저수지의 소유역번호Subwatershed Number of the Reservoir SUP_HEGSUP_HEG 실수mistake 10,110,1 공급가능한 수위차이Supply level difference TOT_AREATOT_AREA 실수mistake 20,120,1 소유역 면적Subwatershed area NON_AREANON_AREA 실수mistake 20,120,1 논 면적Paddy area BAT_AREABAT_AREA 실수mistake 20,120,1 밭 면적Field area FOR_AREAFOR_AREA 실수mistake 20,120,1 산림 면적Forest area DELAY_TIMEDELAY_TIME 실수mistake 10,110,1 지체시간Delay WATLINE_LOWATLINE_LO 실수mistake 20,120,1 수로손실Channel loss ETC_LOSSETC_LOSS 실수mistake 20,120,1 기타손실Other loss NEED_WATNEED_WAT 실수mistake 20,120,1 필요수량Quantity required RECUR_WATRECUR_WAT 실수mistake 20,120,1 회귀수량Regression Quantity RECUR_RATERECUR_RATE 실수mistake 20,120,1 월별 회귀율Monthly regression rate MONAVG_INPMONAVG_INP 실수mistake 20,120,1 월평균 도수 유입량Monthly average frequency inflow INDIR_CONTINDIR_CONT 정수essence 33 간접 유역의 내역Breakdown of indirect watershed RESERVOIRRESERVOIR 문자text 2020 저수지명Reservoir name HEIGHT_CONHEIGHT_CON 정수essence 55 표고수Shiitake TOT_VOLUMTOT_VOLUM 실수mistake 10,110,1 총 저수량Total water MAX_HEIGHMAX_HEIGH 실수mistake 10,110,1 만수위Water level EFF_VOLUMEFF_VOLUM 실수mistake 10,110,1 유효저수량Effective storage MIN_HEIGHMIN_HEIGH 실수mistake 10,110,1 사수위Shooter MIN_VOLUMMIN_VOLUM 실수mistake 10,110,1 사수량Quantity of shooter SUPPLY_CONSUPPLY_CON 실수mistake 10,110,1 저수율에 따른 관개용수 조건Irrigation Water Conditions at Low Yields SUP_RATESUP_RATE 실수mistake 10,110,1 관개용수 공급율Irrigation Water Supply Rate HEIGHTHEIGHT 실수mistake 20,120,1 표고Elevation AREAAREA 실수mistake 20,220,2 면적area TOT_INVOLTOT_INVOL 정수essence 20,220,2 누가내용적Luke Content

기상자료는 소유역의 유입, 유출량 계산을 위해 요구되는 자료를 포함한다 (하기 표 3에 기상자료를 위한 데이터베이스가 예시되어 있다).Meteorological data includes data required for the calculation of inflows and outflows in subwatersheds (Table 3 below illustrates a database for meteorological data).

<표 3>TABLE 3

필 드 명Field name 데이터 유형Data type 자리수Digit 내 용Contents STAT_NAMESTAT_NAME 문자text 2020 측후소명Posterior side calling N_STATN_STAT 정수essence 1010 측후소번호Rear and rear minor number AL_ATAL_AT 실수mistake 10,110,1 위도Latitude ELEVATELEVAT 실수mistake 10,110,1 해발높이Height above sea level HE_WINDHE_WIND 실수mistake 10,110,1 풍속계높이Anemometer height ST_CODEST_CODE 문자text 2020 기상자료 코드Weather data code YEARYEAR 문자text 1010 년도year DAY_1DAY_1 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료1Daily weather data1 DAY_2DAY_2 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료2Daily weather data2 DAY_3DAY_3 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료3Daily weather data3 DAY_4DAY_4 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료4Daily weather data4 DAY_5DAY_5 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료5Daily weather data5 DAY_6DAY_6 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료6Daily weather data6 DAY_7DAY_7 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료7Daily weather data7 DAY_8DAY_8 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료8Daily weather data8 DAY_9DAY_9 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료9Daily weather data9 DAY_10DAY_10 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료10Daily weather data10 DAY_11DAY_11 실수mistake 10,110,1 일별 기상자료11Daily Weather 11

도수유입량 자료는 타유역으로부터 도수되는 각 소유역별로의 유입량을 입력하기 위한 자료를 포함한다 (하기 표 4에 도수유입량 자료를 위한 데이터베이스가 예시되어 있다).The frequency inflow data includes data for inputting inflows for each subwatershed from another basin (Table 4 below illustrates a database for frequency inflow data).

<표 4>TABLE 4

필 드 명Field name 데이터 유형Data type 자리수Digit 내 용Contents DIN_NUMDIN_NUM 정수essence 1010 유입량자료의 번호Number of inflow data RE_FALRE_FAL 실수mistake 10,110,1 제한 강우량Limited rainfall DV_NAMEDV_NAME 문자text 2020 공급시설명Supply facility name YEARYEAR 문자text 1010 년도year D_IM1D_IM1 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량1Monthly Average Frequency Inflows by Year1 D_IM2D_IM2 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량2Monthly average frequency inflow by year2 D_IM3D_IM3 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량3Monthly Average Frequency Inflows by Year3 D_IM4D_IM4 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량4Average Monthly Inflows by Year4 D_IM5D_IM5 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량5Monthly average frequency inflow by year5 D_IM6D_IM6 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량6Average Monthly Inflows by Year6 D_IM7D_IM7 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량7Average Monthly Inflows by Year7 D_IM8D_IM8 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량8Average Monthly Inflows by Year8 D_IM9D_IM9 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량9Average Monthly Inflows by Year9 D_IM10D_IM10 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량10Monthly Average Frequency Inflows by Year10 D_IM11D_IM11 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량11Monthly Average Frequency Inflows by Year11 D_IM12D_IM12 실수mistake 10,110,1 연도별 월평균 도수유입량12Monthly Average Frequency Inflows by Year12

도수유입량분배율 자료는 분배할 소유역별 도수유입량을 입력하기 위한 자료를 포함한다 (하기 표 5에 도수유입량분배율 자료를 위한 데이터베이스가 예시되어 있다).The frequency inflow data includes data for entering the frequency of water inflow by subwatershed to be distributed (Table 5 below illustrates a database for frequency inflow data).

<표 5>TABLE 5

필 드 명Field name 데이터 유형Data type 자리수Digit 내 용Contents SYDSYD 문자text 1010 시작년도Start year EYDEYD 문자text 1010 종료년도End year W_CPW_CP 정수essence 55 분배할 소유역의 수Number of subwatersheds to distribute D_NAMED_NAME 문자text 2020 공급시설명Supply facility name IN_NUMIN_NUM 정수essence 55 유입되는 소유역번호Incoming subwatershed number IN_NAMEIN_NAME 문자text 1010 유입되는 소유역명Influent Subwater Name M_RATE1M_RATE1 실수mistake 10,110,1 월별 분배율1Monthly Distribution Rate1 M_RATE2M_RATE2 실수mistake 10,110,1 월별 분배율2Monthly Distribution Rate2 M_RATE3M_RATE3 실수mistake 10,110,1 월별 분배율3Monthly Distribution Rate3 M_RATE4M_RATE4 실수mistake 10,110,1 월별 분배율4Monthly Distribution Rate4 M_RATE5M_RATE5 실수mistake 10,110,1 월별 분배율5Monthly Distribution Rate5 M_RATE6M_RATE6 실수mistake 10,110,1 월별 분배율6Monthly Distribution Rate6 M_RATE7M_RATE7 실수mistake 10,110,1 월별 분배율7Monthly Distribution Rate7 M_RATE8M_RATE8 실수mistake 10,110,1 월별 분배율8Monthly Distribution Rate8 M_RATE9M_RATE9 실수mistake 10,110,1 월별 분배율9Monthly Distribution Rate9 M_RATE10M_RATE10 실수mistake 10,110,1 월별 분배율10Monthly Distribution Rate10 M_RATE11M_RATE11 실수mistake 10,110,1 월별 분배율11Monthly Distribution Rate11 M_RATE12M_RATE12 실수mistake 10,110,1 월별 분배율12Monthly Distribution Rate12

실측유출량 자료는 모형의 보정, 검정을 위해 입력되는 자료를 포함한다 (하기 표 6에 도수유입량분배율 자료를 위한 데이터베이스가 예시되어 있다).Measured runoff data includes data input for model calibration and testing (Table 6 below illustrates a database for frequency inflow data).

<표 6>TABLE 6

필 드 명Field name 데이터 유형Data type 자리수Digit 내 용Contents OB_CPNUMOB_CPNUM 정수essence 55 실측자료의 소유역번호Subwatershed Number of Actual Data SYDSYD 문자text 1010 시작년도Start year EYDEYD 문자text 1010 종료년도End year CP_NAMECP_NAME 문자text 1010 소유역명Subwatershed OB_RESOROB_RESOR 실수mistake 10,110,1 실측 저수량Actual water storage OB_OUTFLOWOB_OUTFLOW 실수mistake 10,110,1 실측 유출량Actual flow rate

나. 출력설계I. Output design

유역물수지 모형은 소유역별 유입량과 유출량 및 물수지 결과를 출력한다.이러한 결과는 소유역별 일별, 월별, 연도별로 출력되며, 필요에 따라서는 물수지 결과를 요약하여 출력한다. 유역물수지 분석결과에 대한 출력설계는 하기 표 7에 예시되어 있다.The watershed balance model outputs inflows, outflows, and water balance results by subwatershed; these results are output daily, monthly, and yearly by subwatershed, and, if necessary, summarize water balance results. The output design for the watershed balance analysis results is illustrated in Table 7 below.

<표 7>TABLE 7

구 분division 세 부 내 용The details 관개필요수량(Penman식)Required irrigation quantity (Penman type) ◎ 전체유역의 입력자료◎ 소유역별 입력자료◎ 출력년도, 단위◎ 소비수량, 강우량, 유효우량, 순용수량, 조용수량, 관개수량◎ Input data of the whole watershed ◎ Input data by subwatershed ◎ Output year, unit ◎ Consumption quantity, rainfall, effective rainfall, net quantity, quiet quantity, irrigation quantity 일별 유역물수지Daily Basin Water Balance ◎ 전체유역의 입력자료◎ 소유역별 입력자료◎ 연도별월평균 도수유입자료◎ 소유역의 도수유입량에 대한 월별 분배율◎ 출력년도, 단위<요약>◎ 강우량, 유입량, 공급량, BALANCE, OVERFLOW, 필요저수량, 수위, 저수율<모든 출력항목>◎ 강우량◎ 유입량 : 상류유입량, 자체유입량, 도수유입량, 농업회귀수량, 생공용수 회귀수량, 기타 유입량◎ 공급량 : 도수유출량, 농업용수량, 증발량, 생공용수 및 기타 유출량◎ WATER-BALANCE, CP유출량, 연결 공급량◎ 필요저수량, 수위, 저수율, 저수량<빈도분석>◎ 소유역명, 관할측후소◎ 필요저수량, 필요저수위 및 10% SEDIMENT 수위: GUMBEL, GUMBEL CHOW,NORMAL DISTRIBUTION◎ Input data of total watershed ◎ Input data by subwatershed ◎ Monthly average frequency inflow data by year ◎ Monthly distribution rate of frequency inflow of subwatershed ◎ Output year, unit <summary> , Low yield <All output items> ◎ Rainfall ◎ Inflow: Upstream inflow, self inflow, tap water inflow, agricultural return, fresh water return, other inflows ◎ Supply: tap water flow, agricultural water, evaporation, fresh water and other runoff ◎ WATER-BALANCE, CP outflow, consolidation supply ◎ Required water level, water level, low yield, low water <Frequency analysis> ◎ Subwatershed name, jurisdiction ◎ Required water level, required water level and 10% SEDIMENT water level: GUMBEL, GUMBEL CHOW, NORMAL DISTRIBUTION 일별유출량(DIROM)Daily runoff (DIROM) ◎ PROJECT 명, 위치◎ 소유역의 번호, 소유역명, 관할측후소◎ 유역면적, 논비율, 밭비율,산비율, 지체시간◎ 1, 2, 3단 TANK의 매개변수◎ 출력년도, 단위◎ 일별, 순별, 월별 유출량◎ CP지점의 면적, 년누계 강우량 및 유출량◎ PROJECT name, location ◎ Number of subwatershed, subwatershed name, jurisdiction ◎ Basin area, rice field ratio, field ratio, mountain ratio, delay time ◎ Parameters of one, two, three steps TANK ◎ Output year, unit ◎ , Monthly runoff ◎ Area of CP site, accumulated annual rainfall and runoff

(3) 시스템 구현(3) system implementation

가. 시스템의 구체적 흐름도end. Specific flow chart of the system

도 3을 참조하면, 유역물수지 모형의 시스템 흐름은 전체 유역 및 소유역별 자료의 입력(프로세스군 301참조)으로부터 일별 루틴인 단계 302에 의해 소유역별 일별 유입량과 유출량 및 유역물수지를 계산하며, 월별 루틴인 303를 수행하여 1개년의 계산을 완료하면 지점별 출력여부에 따라 물수지 결과를 출력한다(304). 이와 같은 순서로 년별 루틴인 305에 의해 전체 계산기간 동안을 연 단위로 반복 수행하여 전체기간의 계산이 완료(단계 306에서 판단)되면 빈도분석을 수행하고 종료한다 (단계 307).Referring to FIG. 3, the system flow of the watershed balance model calculates daily inflows and outflows and watershed balances by subwatershed by step 302, which is a daily routine from the input of total watershed and subwatershed data (see process group 301). When the one-year calculation is completed by performing 303, which is a monthly routine, a water balance result is output (304) according to whether the output is performed for each point. In this order, the routine routine 305 repeats the entire calculator on an annual basis, and when the calculation of the entire period is completed (determined in step 306), frequency analysis is performed and the process ends (step 307).

이때, 소유역별 강우에 의한 자체유역의 유출량은 바람직하게는 DIROM 모형을 이용하며, 관계필요수량은 Penman 식을 이용하여 추정하도록 한다.At this time, the runoff of the own watershed due to rainfall by subwatershed is preferably using the DIROM model, and the required amount of the relationship is estimated using the Penman equation.

나. 프로그램의 실행I. Execution of the program

상기한 바와 같은 수문모델링 시스템의 구체적 실행단계는 입력자료를 대상으로 GIS 기반의 소정 프로그램이 처리하기에 적합한 형태로 데이터 가공하는 입력자료 전처리단계, 상기 전처리 단계를 거친 입력 파일을 대상으로 소정의 프로그램을 이용한 연산과정에 의해 물수지를 수행하는 모델실행단계, 상기 모델실행으로 얻어진 결과를 GIS 기반의 출력자료로서 가공하는 후처리 단계를 포함한다.The specific execution step of the hydrological modeling system as described above may include an input data preprocessing step of processing data into a form suitable for processing by a predetermined program based on a GIS, and a predetermined program targeting an input file that has undergone the preprocessing step. A model execution step of performing a water balance by the calculation process using a, and a post-processing step of processing the results obtained by the model execution as GIS-based output data.

이러한 수문모델링 시스템은 기존 도스 기반 모델링의 복잡성을 제거시켜 줌으로써 유역의 체계적인 수자원 확보 및 관리가 가능하여 유역의 수질관리에 있어 보다 개선된 효과를 가져다 줄 수 있다.This hydrologic modeling system can remove the complexity of the existing DOS-based modeling, so that the systematic water resources can be secured and managed in the watershed, which can bring about an improved effect on water quality management of the watershed.

① 전처리 단계① Pretreatment Step

유역물수지 모델링에 요구되는 입력파일의 생성과정은 소프트웨어적 수단에 의해 자동화되며, 사용자가 모델링을 수행할 때 보다 편리한 환경을 제공한다. 물수지에 요구되는 입력자료는 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예로서 프로젝트 파일인 수퍼파일등을 이용하여 모델 실행에 있어 편의성을 제공할 수 있다.The input file generation process required for the watershed balance modeling is automated by software means, and provides a more convenient environment when the user performs modeling. The input data required for the water balance is not particularly limited, but, for example, a project file superfile may be used to provide convenience in executing the model.

도 4를 참조하면, 모델 입력자료의 파일 설정과정을 도시한 것으로서, 입력데이터 경로창(40)으로부터 새만금 폴터내의 서브폴더인 유역물수지 모델에 포함되는 데이터 폴더 내에 일예로서, SEMAN.WPR이라는 프로젝트 파일이 포함되어 있음을 입력데이터 목록창(41)을 통해 보여준다. 상기 프로젝트 파일은 전체유역자료를 포함하는 WATSH.DBF 데이터 파일과, 소유역 자료를 포함하는 SUBWAT.DBF 데이터 파일, 기상자료를 포함하는 SJJ.DBF, SGS.DBF, SJE.DBF, SBA.DBF 데이터 파일, 도수유입량 자료를 포함하는 SJMON1.DBF 데이터 파일 및 도수유입량분배율 자료를 포함하는 RATE.DBF를 포함하고 있음을 보여준다 (다만, 상기 파일의 구체적인 이름은 이해의 편의를 위해 임의로 선정된 것으로서, 특정 의미를 내포하는 것은 아니며 자료의 특성을 대표하는 명칭 또는 이니셜 등으로서 당업자가 자유로이 선택할 수 있다.)Referring to FIG. 4, a file setting process of the model input data is shown. As an example, a project named SEMAN.WPR is included in the data folder included in the watershed model, which is a subfolder in the Saemangeum folder, from the input data path window 40. The input data list window 41 shows that the file is included. The project file includes the WATSH.DBF data file including the entire watershed data, the SUBWAT.DBF data file including the subwatershed data, and the SJJ.DBF, SGS.DBF, SJE.DBF, SBA.DBF data file including the weather data. , SJMON1.DBF data file containing frequency flow rate data and RATE.DBF containing frequency flow rate distribution data. (However, the specific name of the file is arbitrarily selected for convenience of understanding. It is not implied by any one of ordinary skill in the art as a name or initials representing the characteristics of the material.)

수문모델 입력자료의 생성 및 편집은 사용자 인터페이스를 고려하여 모델 실행에 필요한 요소를 보다 편리하게 가공할 수 있는 모듈을 두도록 한다. 이러한 입력자료 편집모듈의 실행예가 도 5에 도시되어 있다.The creation and editing of hydrologic model inputs takes into account the user interface and allows the module to more easily process the elements necessary for model execution. An example of the execution of such an input data editing module is shown in FIG.

② 모델링 실행단계② Modeling Execution Stage

실제 모델을 실행하는 단계로 입력된 모델링 제어요소(자료)에 의해 각 소유역별 일별 또는 연별 유역물수지를 수행하고 당해 물수지 결과를 출력한다. 상기 모델링 실행을 제어하는 요소로는 계산기간, 일별 유출량의 시뮬레이션 여부, 출력 및 단위, 관계필요수량의 시뮬레이션 및 출력여부, 빈도분석시 고정 수위, 일별 유역물수지의 시뮬레이션 및 출력여부, 결과출력의 시작 및 종료 년도 등을 포함한다. 모델링의 실행과정은 구체적으로는 컴퓨터에 의해 실행가능한 소정의 프로그램이 이용되어지며, 이러한 프로그램이 수행하는 알고리즘의 구체적인 예는 앞서 설명한 도 3의 과정이 포함된다.The modeling control elements (data) inputted in the step of executing the actual model perform the daily or annual watershed balance for each subwatershed and output the corresponding water balance results. Factors controlling the execution of the modeling are: between the calculator, whether the daily runoff is simulated, output and unit, whether the required amount of simulation and output, the fixed water level during frequency analysis, whether the simulation and output of the daily basin water balance, the output of the results Includes start and end year, etc. Specifically, a modeling execution process uses a predetermined program executable by a computer, and specific examples of algorithms performed by the program include the process of FIG. 3 described above.

③ 후처리 단계③ Post-processing step

모델링 실행 후 결과파일은 예를 들면, TANK.TXT, IRREQ.TXT, WBAL.TXT 등의 파일로 구현될 수 있다. 여기서, TANK.TXT 파일은 TANK 모형에 의해 계산된 일별 유입량 결과가 기록되며, IRREQ.TXT 파일은 Penman 식에 의해 계산된 일별 관계필요수량 결과가 기록된다. 그리고, WBAL.TXT 파일에는 유역물수지에 대한 일별결과가 기록된다. (위 파일의 구체적인 명칭도 이해의 편의를 위해 임의로 작성한 것이다)After modeling, the result file may be implemented as, for example, a file such as TANK.TXT, IRREQ.TXT, WBAL.TXT. The TANK.TXT file records the daily inflow results calculated by the TANK model, and the IRREQ.TXT file records the daily relationship required quantity results calculated by the Penman equation. The WBAL.TXT file records the daily results for the watershed balance. (The specific name of the above file is also arbitrarily written for convenience of understanding.)

본 발명에서는 상기 결과 파일을 보다 편리하게 분석에 활용할 수 있도록 GUI 기반의 분석시스템을 이용한다. 유역물수지 결과를 소유역별로 직관적으로 확인할 수 있도록 본 발명에서는 GIS와 완전 통합하여 그래프와 속성자료로서 도식화된다. 도 6은 모델을 실행한 유역의 도형자료와 모델링 결과 그래프, 모델링 결과 속성자료를 보여주고 있다.In the present invention, a GUI-based analysis system is used to more conveniently utilize the result file for analysis. In order to check the watershed balance results intuitively for each subwatershed, the present invention is fully integrated with the GIS and plotted as graphs and attribute data. Figure 6 shows the figure data, modeling result graph, modeling result attribute data of the watershed for which the model was executed.

본 발명의 구체적인 구현예는 컴퓨터 시스템에서 실행할 수 있는 프로그램으로 작성가능하다. 또한, 이러한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체로부터 해당 프로그램을 읽어들여 범용 디지털 컴퓨터 시스템에서 실행될 수 있다. 이러한 기록 매체에는 마그네틱 저장 매체(예를 들면, 롬, 플로피디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 씨디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 매체가 포함된다.Specific embodiments of the present invention can be written as a program executable in a computer system. In addition, the program can be read from a computer readable recording medium having recorded such a program and executed in a general-purpose digital computer system. Such recording media include magnetic storage media (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), optical reading media (e.g., CD-ROM, DVD, etc.) and carrier waves (e.g., transmission over the Internet). Media is included.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예(들)를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 본 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the preferred embodiment (s). Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope will be construed as being included in the present invention.

본 발명에 의하면, 유역관리를 위한 GIS 기반의 수문모델링을 통해 유역관련수자원 관리 및 수질 보존에 기여하며 또한, 모델실행을 위한 과정과 모델실행의 결과 확인에 있어 보다 간단하고 체계적인 유역관리방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, GIS-based hydrologic modeling for watershed management contributes to watershed-related water resource management and water quality preservation, and provides a simpler and more systematic watershed management method in the process of model execution and the results of model execution. can do.

Claims (4)

수문모델링방법에 있어서,In hydrological modeling method, 유역물수지분석에 요구되는 전체유역자료, 소유역자료, 기상자료, 도수유입량자료, 도수유입량분배율 및 실측유출량자료를 데이터베이스화하여 프로젝트파일을 생성하는 전처리단계; 상기 프로젝트 파일에 포함된 상기 데이터들을 입력받아 프로그램화된 소정의 연산모듈에 의해 각 소유역별로 일별 또는 연별 유역물수지를 수행하는 단계; 및 상기 유역물수지수행의 결과 얻어진 일별 유입량, 일별 관계필요수량 및 일별 유역물수지 결과 파일을 생성하는 단계를 포함하여, 상기 결과들을 지리정보시스템(GIS)을 이용해 출력할 수 있도록 함을 특징으로 하는 수문모델링 방법A preprocessing step of generating a project file by databaseting the total watershed data, subwatershed data, meteorological data, tap water inflow data, tap water inflow rate distribution, and measured outflow data required for watershed balance analysis; Receiving the data included in the project file and performing a daily or annual watershed balance for each subwatershed by a predetermined calculation module; And generating a daily inflow, a daily required amount of water, and a daily basin water balance result file obtained as a result of the watershed balance calculation, so that the results can be output using a geographic information system (GIS). How to model a hydrology 제 1항에 있어서, 일별유입량은 탱크모형에 의해 산출됨을 특징으로 하는 수문모델방법The hydrological model method according to claim 1, wherein the daily inflow is calculated by a tank model. 제 1항에 있어서, 일별 관계필요수량은 Penman식에 의해 산출됨을 특징으로 하는 수문모델방법The method of claim 1, wherein the daily necessary quantity is calculated by Penman's equation. 수문모델링을 수행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 있어서,In a computer-readable recording medium recording a program for performing hydrological modeling, 유역물수지분석에 요구되는 전체유역자료, 소유역자료, 기상자료, 도수유입량자료, 도수유입량분배율 및 실측유출량자료를 데이터베이스화하여 프로젝트파일을 생성하는 전처리단계; 상기 프로젝트 파일에 포함된 상기 데이터들을 입력받아 프로그램화된 소정의 연산모듈에 의해 각 소유역별로 일별 또는 연별 유역물수지를 수행하는 단계; 및 상기 유역물수지수행의 결과 얻어진 일별 유입량, 일별 관계필요수량 및 일별 유역물수지 결과 파일을 생성하는 단계를 포함하여, 상기 결과들을 지리정보시스템(GIS)을 이용해 출력할 수 있도록 함을 특징으로 하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체A preprocessing step of generating a project file by databaseting the total watershed data, subwatershed data, meteorological data, tap water inflow data, tap water inflow rate distribution, and measured outflow data required for watershed balance analysis; Receiving the data included in the project file and performing a daily or annual watershed balance for each subwatershed by a predetermined calculation module; And generating a daily inflow, a daily required amount of water, and a daily basin water balance result file obtained as a result of the watershed balance calculation, so that the results can be output using a geographic information system (GIS). Computer-readable recording media having recorded programs
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