• Title/Summary/Keyword: 극치분석

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Projection of future extreme precipitation events over Republic of Korea using a dynamical downscaling technique: Analysis on change of daily maximum precipitation (역학적 상세화 기법을 활용한 우리나라 극한 강수사상 전망: 일최대강수량 변화 분석)

  • Shin, Jin-Ho;Lee, Hyo-Shin;Kwon, Won-Tae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2010.05a
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    • pp.1580-1584
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    • 2010
  • 지역기후모델 RegCM3 이용하여 역학적 상세화 이중둥지격자체계를 구축하고 관측, ECHO-G/S의 20C3M 및 SRES A2 시나리오를 이용하여 동아시아(60km 분해능)와 한반도(20km 분해능)에 대한 현재 및 미래(1971-2100, 130년)의 기후변화 시나리오 자료를 생산하였다. 미래 동아시아와 한반도지역은 기온상승에 의해 대기 중 수증기 함유량 증가와 여름 몬순의 강화로 전 계절에 걸쳐 강수량이 증가하고 토양수분, 증발산도 증가할 것으로 전망되었다. 상세화된 일(daily)강수량 자료를 일반극치(general extreme value, GEV)분석을 활용하여 20세기 동안 한반도의 일최대강수량의 공간 분포를 분석하고 미래 강수의 일최대강수량 변화를 전망하였다. 20세기 (1971-2000)에는 남해안과 경기 내륙지방에서 일최대강수량의 빈도와 평균값이 나타났다. 21세기에는 일최대강수량의 평균은 현재보다 약 10 $mmday^{-1}$, 20년 빈도 강수량은 60 $mmday^{-1}$ 정도 증가할 것이고, 남해안과 서해안과 충청내륙일부지방, $39^{\circ}N$ 이북에서 뚜렷이 나타날 것으로 전망되었다.

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lNon-Stationary Frequency Analysis of Future Extreme Rainfall over the Korean Peninsula (비정상성을 고려한 한반도 미래 극치강우 빈도해석)

  • Jeong, Min Su;Yun, Seon-Gwon;Oak, Young Suk;Lee, Young Sub;Jung, Jae Wook
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.162-162
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    • 2018
  • 지난 100년간(1996~2005년)의 전지구 평균 온도는 $0.74^{\circ}C$ 상승하였고 이러한 온도 상승은 온실효과의 영향으로 파악되고 있으며, 장래에는 이러한 상승 경향이 가속화되어 진행될 것으로 예측되고 있다(IPCC 2014; Baek et al 2011). 전지구 기온 상승은 극한 해수면 증가 및 호우 빈도와 평균 강수량 증가로 나타나며, 이로 인한 상당한 홍수 및 침수피해 가능성이 나타나고 있어 이에 대한 선제적 대응책 마련이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 GCMs 모델별 연 최대 일 강수량을 추출하여 정상성 및 비정상성 빈도분석을 수행하고 빈도별 확률강수량을 산정하였다. 정상성 및 비정상성 분석을 위해 모델별 연최대치 일강우 자료를 산정하고, 모델별 경향성 검정을 수행하였다. 또한 각 모델별로 2021년부터 30년을 기준으로 1개년씩 자료이동을 통해 30세트를 구성하고, 각 세트별 80mm 이상의 강우의 평균 발생횟수 및 여름철(6월~9월) 평균 강우 총량의 산정을 통해 순위 도출에 적용하였다. 경향성 검정 및 순위도출 결과를 토대로 8개 GCMs 자료 중에서 4개의 GCMs를 선정하였고, 시나리오별 세트구성에 따른 연 최대 일 강우량의 평균 및 Gumbel 분포형의 위치 및 축척매개변수를 산정하였으며, 이를 토대로 서울지역을 대상으로 위치 및 축척 매개변수 추정에 따른 비정상성 빈도분석을 수행하였다.

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Assessment of Teleconnection based Long-Range Flood Risk Prediction during different El Ni?o phases: A Case Study of Gyeongnam (원격상관기반 엘니뇨 시기별 홍수위험 장기예측 평가: 경남지자체 대상)

  • Yoon, Sun-Kwon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.91-91
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    • 2016
  • 본 연구는 대규모 대기환경패턴 변화에 따른 극한 기후발생 및 극치 수문사상의 지역적 변동 특성을 분석하였고, 통계기법을 이용한 기후지수와 수문변량간의 원격상관관계 분석결과를 이용하여 한반도 중 장기 수문변량 예측의 가능성을 진단하였다. 또한 경남 지자체를 대상으로 다양한 통계예측모형(AR, MA, ARMA, ARIMA, VAR)을 구축하여 그 예측능력을 평가하고 적용성을 검토하였고, 중 장기 통합홍수위험 평가를 위한 인덱스를 개발하였다. 서로 다른 엘니뇨 시기별 홍수 위험도 평가결과 전형적인 엘니뇨(Cold Tongue El Nino)해에는 남해안 일부 지역(거제시, 남해군)에서 위험도가 높게 산정되었으며, 경남 북부지역에서는 위험도가 매우 낮게 산정되었다. 중앙태평양 엘니뇨(Warm Pool El Nino) 해에는 경남 남부 지역을 중심으로 홍수위험지수가 높게 나타나 중앙태평양 엘니뇨가 발달 시 경남지역의 홍수위험 발생 가능성 평년에 비하여 큰 것으로 분석된다. 또한 라니냐(La Nina) 해에는 경남 서쪽일부 지역(남해군, 하동군, 산청군)에서 통합홍수위험지수가 높게 나타났으며, 나머지 지역에서는 홍수위험도가 작거나 중간 값을 보이는 것으로 분석되었다. 본 연구는 중 장기적 관점에서 수자원 예측 및 효율적인 물 관리와 안정적인 용수공급에 도움을 줄 것으로 사료되며, 한반도 대상 특정 엘니뇨 해의 지자체별 홍수위험 취약성 평가에 활용이 가능할 것이다.

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Prediction of water level in sewer pipes using machine learning (기계학습을 활용한 하수관로 수위 예측)

  • Heesung Lim;Hyunuk An;Hyojin Lee;Inhyeok Song
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2023.05a
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    • pp.93-93
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    • 2023
  • 최근 범지구적인 기후변화로 인해 도시유역의 홍수 발생 빈도가 빈번하게 발생하고 있다. 이로 인해 불투수성이 큰 도시지역의 침수 등의 자연재해 증가로 인명 및 재산피해가 발생하고 있다. 이에 따라 하수도의 제 기능을 수행하고 있다면 문제가 없지만 이상기후로 인한 기록적인 폭우에 의해 침수가 발생하고 있다. 홍수 및 집중호우와 같은 극치사상의 발생빈도가 증가됨에 따라 강우 사상의 변동에 따른 하수관로의 수위를 예측하고 침수에 대해 대처하기 위해 과거 수위에 따른 수위 예측은 중요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 수위 예측 연구에 많이 활용되고 있는 시계열 학습에 탁월한 LSTM 알고리즘을 활용한 하수관로 수위 예측을 진행하였다. 데이터의 학습과 검증을 수행하기 위해 실제 하수관로 수위 데이터를 수집하여 연구를 수행하였으며, 대상자료는 서울특별시 강동구에 위치한 하수관로 수위 자료를 활용하였다. 하수관로 수위 예측에는 딥러닝 알고리즘 RNN-LSTM 알고리즘을 활용하였으며, RNN-LSTM 알고리즘은 하천의 수위 예측에 우수한 성능을 보여준 바 있다. 1분 뒤 하수관로 수위 예측보다 5분, 10분 뒤 또는 1시간 3시간 등 다양한 분석을 실시하였다. 데이터 분석을 위해 하수관로 수위값 변동이 심한 1주일을 선정하여 분석을 실시하였다. 연구에는 Google에서 개발한 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하였으며, 하수관로 수위 고유번호 25-0001을 대상으로 예측을 하였다. 학습에는 2012년 ~ 2018년의 하수관로 수위 자료를 활용하였으며, 모형의 검증을 위해 결정계수(R square)를 이용하여 통계분석을 실시하였다.

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Studies on the Structural Design of Biological Production Facility I. Frequency Analysis of Weather Data for Design Load Estimation (생물생산시설의 구조설계에 관한 연구 I. 설계하중 산정을 위한 기상자료 빈도분석)

  • 김문기;손정익;남상운;이동근;이석재
    • Journal of Bio-Environment Control
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    • v.1 no.1
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    • pp.1-13
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    • 1992
  • This study was attemped to provide some fundamental data for the safety structural design of biological production facility. Wind speed and snow depth according to recurrence intervals for design load estimation were calculated by frequency analysis using the weather data of 60 stations in Korea. The following results were obtained : 1. Type-I extremal distribution was selected for the probability density function of yearly maximum wind speed and snow depth and result of Chi-square goodness of fit showed highly significance at most regions. 2. Design frequency factors for given number of samples and recurrence intervals were calculated, and also design wind speed and snow depth as shown in Table 5-Table 6 and Fig.3-Fig.4 were derived. 3. About 46.4% of the winds having maximum wind speed at every station was analyzed to be same direction, and the consideration of this fact may improve the structural safety. 4. Considering wind speed and snow depth, protected cultivation is very difficult in Ullungdo and the Youngdong districts, and strong structural design is needed in the Chungnam and Junbuk west seaside against snow depth and the west-south seaside against wind speed in Korea.

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Coarse Grid Wave Hindcasting in the Yellow Sea Considering the Effect of Tide and Tidal Current (조석 및 조류 효과를 고려한 황해역 광역 파랑 수치모의 실험)

  • Chun, Hwusub;Ahn, Kyungmo
    • Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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    • v.30 no.6
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    • pp.286-297
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    • 2018
  • In the present study, wave measurements at KOGA-W01 were analyzed and then the numerical wind waves simulations have been conducted to investigate the characteristics of wind waves in the Yellow sea. According to the present analysis, even though the location of the wave stations are close to the coastal region, the deep water waves are prevailed due to the short fetch length. Chun and Ahn's (2017a, b) numerical model has been extended to the Yellow Sea in this study. The effects of tide and tidal currents should be included in the model to accommodate the distinctive effect of large tidal range and tidal current in the Yellow Sea. The wave hindcasting results were compared with the wave measurements collected KOGA-W01 and Kyeockpo. The comparison shows the reasonable agreements between wave hindcastings and measured data, however the model significantly underestimate the wave period of swell waves from the south due to the narrow computational domain. Despite the poorly prediction in the significant wave period of swell waves which usually have small wave heights, the estimation of the extreme wave height and corresponding wave period shows good agreement with the measurement data.

Separation Effect Analysis for Rainfall Data (강우자료의 분리효과)

  • 김양수;허준행
    • Water for future
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    • v.26 no.4
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    • pp.73-83
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    • 1993
  • This study focuses on the separation effect analysis of rainfall data for 2-parameter log-normal, 3-parameter log-normal, type-extreme value, 2-parameter gamma, 3-parameter gamma, log-Pearson type-III, and general extreme value distribution functions. Difference in the relationship between the mean and standard deviation of skewness for historical data and relations derived from 7 distribution functions are analyzed suing the Monte Carlo experiment. The results show that rainfall data has the separation effect for 6 distribution functions except 3-parameter gamma distribution function.

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Derivation of Optimal Distribution for the Frequency Analysis of Extreme Flood using LH-Moments (LH-모멘트에 의한 극치홍수량의 빈도분석을 위한 적정분포형 유도)

  • Maeng, Sung-Jin;Lee, Soon-Hyuk
    • Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference
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    • 2002.10a
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    • pp.229-232
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    • 2002
  • This study was conducted to estimate the design flood by the determination of best fitting order of LH-moments of the annual maximum series at six and nine watersheds in Korea and Australia, respectively. Adequacy for flood flow data was confirmed by the tests of independence, homogeneity, and outliers. Gumbel (GUM), Generalized Extreme Value (GEV), Generalized Pareto (GPA), and Generalized Logistic (GLO) distributions were applied to get the best fitting frequency distribution for flood flow data. Theoretical bases of L, L1, L2, L3 and L4-moments were derived to estimate the parameters of 4 distributions. L, L1, L2, L3 and L4-moment ratio diagrams (LH-moments ratio diagram) were developed in this study.

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Frequency Analysis of Extreme Rainfall by L-Moments (L-모멘트법에 의한 극치강우의 빈도분석)

  • Maeng, Sung-Jin;Lee, Soon-Hyuk;Kim, Byung-Jun
    • Proceedings of the Korean Society of Agricultural Engineers Conference
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    • 2002.10a
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    • pp.225-228
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    • 2002
  • This research seeks to derive the design rainfalls through the L-moment with the test of homogeneity, independence and outlier of data on annual maximum daily rainfall in 38 Korean rainfall stations. To select the fit appropriate distribution of annual maximum daily rainfall data according to rainfall stations, applied were Generalized Extreme Value (GEV), Generalized Logistic (GLO) and Generalized Pareto (GPA) probability distributions were applied. and their aptness was judged Dusing an L-moment ratio diagram and the Kolmogorov-Smirnov (K-S) test, the aptitude was judged of applied distributions such as GEV, GLO and GPA. The GEV and GLO distributions were selected as the appropriate distributions. Their parameters were estimated Targetingfrom the observed and simulated annual maximum daily rainfalls and using Monte Carlo techniques, the parameters of GEV and GLO selected as suitable distributions were estimated and. dDesign rainfallss were then derived, using the L-moment. Appropriate design rainfalls were suggested by doing a comparative analysis of design rainfall from the GEV and GLO distributions according to rainfall stations.

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Driving Safety Analysis for vehicles Against High Wind on the Bridges Using Extreme Value Statistics (극치통계분석을 이용한 교량상판 풍하중에 대한 차량주행 안전도 평가)

  • Chung, Jee-Seung
    • Journal of the Korean Society of Safety
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    • v.25 no.3
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    • pp.112-117
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    • 2010
  • This study presents a methodology to evaluate the driving safety of vehicles against localized high wind on the roads over the valleys or along the coasts. Risk level for vehicle accident is derived from the side slip caused by cross wind, and then safety criteria based on reliability for driving stability are defined. The level of safety is classified according to probability of exceeding against wind speed using the concept of extreme value statistics. To attain the safety level of vehicle on bridges, numerical simulations using Computational Fluid Dynamics(CFD) are performed. Based on this result, risk reduction and quality improvement is expected through analysis for each alternative in bridges design, construction and operation & maintenance stage with proposed process