1. Title & Journal
Title: Hydrologic response to climatic variability in a Great Lakes Watershed: A case study with the SWAT model
Journal: Journal of Hydrology, 337, (2007), 187?199
Authors: Kangsheng Wu, Carol A. Johnston
2. Author's Background
Kangsheng Wu
- Water Resources Institute, South Dakota State University, Brookings, SD 57007, United States
3. Summary
일반적으로 프로세스 기반의 수리학적 모델들은 실측값과 유사하게 모의하기 위한 보정 작업을 수행한다. 하지만, 다양한 기상 조건에 대한 서로 다른 수리학적 반응들은 모델의 검보정 과정에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 이러한 조건들에 대한 사례 연구로서 북부 미시간 지역 내 유역 (901 km2)을 대상으로 서로 다른 기상 조건 (1948-1949 기간 동안의 가뭄 기후와 1969-1970 기간 동안의 일반 기후)들을 대표하는 데이터들을 활용했을 때 SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 유역 모델의 보정에 미치는 영향을 비교하였다. 이를 위해 서로 다른 기상 조건들이 모델 산정 결과의 변화 및 민감도에 미치는 영향을 평가하였으며, 두 개의 서로 다른 보정 조건의 성능을 일반적인 보정 조건 기간 (1950-1965)을 이용하여 비교하였다. 결과적으로 가뭄 기후 및 일반 기후 기간 동안의 보정 결과, NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency)가 각각 0.8 및 0.9 정도로 높게 나타났고 유량 산정 결과의 편차도 각각 2.9% 및 3.4% 정도로 안정되게 나타나는 등 보정 작업이 잘 수행된 것으로 나타났다. 증발산량의 경우 각각의 기상 조건에 따라 상이한 결과를 보이는 것으로 나타났으며, 식물의 수분 함유 인자 (The plant water uptake compensation factor (EPCO))의 경우에도 다양한 기상 조건에서의 식물의 수분 함유 경향을 적절하게 반영하는 것으로 나타났다. 융설과 관련해서는 두 가지의 시나리오가 존재하는데, SWAT 모델과 수위 분류법 (hydrograph separation method)에 의한 기저 유량의 예측값들을 서로 비교하였다. 이는 SWAT 모델의 경우 대부분의 융설수를 표층 유출로 간주하는 반면, 수위 분류법의 경우 이를 기저 유량으로 간주하기 때문이다. 최종적으로 가뭄 기후 기간을 기준으로 보정을 수행한 모델 (NSE=0.8, D=2.6%)의 경우 일반 기후 기간을 기준으로 보정을 수행한 모델 (NSE=0.4, D=41.4%)보다 검정 기간에 대해 더 나은 모델 산정 결과를 보이는 것으로 나타났다.
4. Originality and Creativity
서로 다른 기상 조건을 기반으로 모델의 성능을 비교함으로써 다양한 기상 조건에 대응한 모델 체계 구축 및 합리적인 계수 산정 등에 활용할 수 있음.
5. Reviewer contact: 이승원 (swonlee@gist.ac.kr)