식생, 수문분할 특성, 토양온도를 반영하는 생태수문모형의 개발 및 한반도 남동부 지역에의 적용
- Alternative Title
- Development of an Ecohydrological Model considering Vegetation, Hydrological Partitioning and Land Surface Temperature, and Its Application in the Southeast Region of Korean Peninsula
- Abstract
- Vegetation is affected by rainfall and properties of soil and affects hydrological components in watershed. Even though it is an important factor in hydrological cycle, it has been neglected as compared with its significance. The ecohydrologcial model which is introduced here can deal with the spatial variation of hydrological components, vegetation and land-surface temperature. This model can also simulate the runoff and streamflow temperature which move around. In order to simulate even in ungauged regions, the proposed model is calibrated with indirectly estimated observation dataset; 1) empirically estimated annual vaporization, 2) monthly surface runoff estimated by NRCS-CN method, 3) vegetation fraction estimated by SPOT/VEGETATION NDVI data, and 4) land-surface temperature estimated by MODIS LST data. Four watersheds in Nakdong river which have observed streamflow data are selected to check the indirect dataset and the ecohydrological model and then, application of indirect data and model performance are assessed. In the results, it can be noticed that wetting and vaporization are properly simulated and hydrological components related with vegetation are reasonably simulated by using all indirect data. After that, the ecohydrologcial model is built as grid-based model in southeast Korean peninsula (the area is one-third of Korean peninsula) which is ungauged region. The application of grid-based model was evaluated by simulating the hydrological components, vegetation, land-surface temperature and including the runoff routing and streamflow temperature. Finally, by using GCM future climate data which is CNCM3 A1B SRES scenario, it is assessed that water balance, vegetation, land-surface temperature, streamflow and streamflow temperature will be changed in future.
- Issued Date
- 2012
- Awarded Date
- 2012. 8
- Type
- Dissertation
- Publisher
- 부경대학교
- Alternative Author(s)
- Daegyu Choi
- Affiliation
- 부경대학교 대학원
- Department
- 대학원 환경공학과
- Advisor
- 김상단
- Table Of Contents
- Ⅰ. 서 론 1
1.1. 연구 배경 및 목적 1
1.2. 연구 동향 4
1.2.1. 생태수문모형 4
1.2.2. 식생과 수문과의 관계 9
1.2.3. 토양온도 모형화 11
1.2.4. 원격탐사자료의 활용 13
1.2.5. 미래기후변화에 따른 수문변화 분석 16
1.3. 논문의 구성 18
Ⅱ. 생태수문모형의 구성 및 모의이론 19
2.1. 생태수문모형의 구성 20
2.2. 모의이론 21
2.2.1. 수문성분 21
2.2.2. 식생 29
2.2.3. 토양온도 31
2.2.4. 유출량 추적 및 하천수온 모의 32
Ⅲ. 낙동강 주요 4개 댐 상류유역에의 적용 36
3.1. 연구 대상지역 37
3.2. 모형 구축과정 38
3.2.1. 기상자료 및 입력자료의 구축 38
3.2.2. 간접추정자료 39
3.2.2.1 연 실제기화량 산출 40
3.2.2.2. NRCS-CN법 42
3.2.2.3. 월 식생률 43
3.2.3 매개변수 추정 46
3.2.3.1 Hydro-Vegetation Model의 매개변수 및 추정방법 46
3.2.3.2. Nonlinear Programming 최적화 기법 48
3.3. 모의 결과(간접추정자료의 활용가능성) 49
3.4. 토의 64
Ⅳ. 한반도 남동부지역에의 적용 67
4.1. 연구 대상지역 68
4.2. Hydro+Vegetation Model 69
4.2.1 Hydro+Vegetation model 구축과정 69
4.2.1.1. 기상자료 구축 69
4.2.1.2. 지형자료 구축 75
4.2.1.3. 관측자료 구축 85
4.2.2. Hydro+Vegetation Model 모의결과 87
4.2.2.1. 모형검증 및 매개변수 추정 결과 87
4.2.2.2 수문성분 및 식생률의 모의결과 93
4.3. LST model 100
4.3.1. LST model 구축과정 100
4.3.1.1. 입력자료 100
4.3.1.2. 관측자료 100
4.3.2 LST Model의 매개변수 및 추정방법 102
4.3.3. LST Model 모의 결과 103
4.3.3.1. 모형검증 및 매개변수 추정 결과 103
4.3.3.2. 토양온도 모의결과 105
4.4. Grid Routing Model 113
4.4.1. Grid Routing Model의 구축과정 113
4.4.1.1. 입력자료 113
4.4.1.2. 관측자료 117
4.4.2 Grid Routing Model 매개변수 및 추정방법 118
4.4.3. 모의결과 119
4.4.3.1. 유출량 모의결과 120
4.4.3.2. 하천수온 모의결과 125
4.5. 토의 128
Ⅴ. 미래기후변화에 따른 수문 및 식생의 변화 분석 130
5.1. 미래 기후변화 131
5.1.2. 미래기후변화 자료 134
5.2. 미래기후변화에 따른 수문 및 식생의 변화 135
5.2.1. 미래기후 135
5.2.2. 미래기후변화에 따른 수문성분, 식생, 지표온도의 변화 139
5.2.2.1. 수문성분 139
5.2.2.2. 식생 144
5.2.2.3. 토양온도 144
5.2.3. 미래기후변화에 따른 하천유량 및 하천수온의 변화 146
5.2.3.1. 하천유량 146
5.2.3.2. 하천수온 149
5.3. 토의 150
Ⅵ. 결 론 152
Appendix. A. Simulated Hydrological Components 155
Appendix. B. Simulated Grid Hydrological Components 170
참고문헌 229
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