• Title/Summary/Keyword: 기상조

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Flood Risk Assessment of Seoul based on Watershed Characteristics (유역특성 기반의 서울시 침수위험성 분석)

  • Kim, Sung Eun;Kang, Won-Sam;Baek, Jong-Rak
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.38-38
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    • 2022
  • 서울특별시(이하 서울시)는 기존 상습침수지역과 2010년, 2011년 집중호우로 발생한 침수피해를 바탕으로 34개의 침수취약지역을 선정하고, 이들 지역에 2011년 3월부터 2023년 12월까지 총사업비 1조 5,300억여 원을 투입하여 하수관거 정비, 펌프장 신설 및 증설, 저류조 신설 등 배수능력을 확충하는 사업을 진행해오고 있다. 하지만, 기후변화로 인해 집중형 배수시설의 설계용량을 초과하는 강우의 발생빈도가 증가하고, 극한홍수 발생위험과 기상예측 불확실성이 커짐에 따라, 배수시설의 용량을 증설하는 집중형 우수배제체계 중심의 침수관리만으로는 안전한 침수대응이 어렵게 되었다. 본 연구에서는 서울시 침수대응 다각화를 위해 유역의 자연적, 사회환경적 특성을 대표할 수 있는 52개 지표를 선정하고 서울시를 소규모 유역 단위인 163개의 배수분구로 구분하여 지표별 공간적 분포와 특성 분석을 통해 각 배수분구를 유형화하고, 유형특성에 따른 침수취약성과 잠재적 침수발생 위험성을 분석하여 침수위험성을 평가하였다. 유역의 특성을 대표하는 각종 지표의 서울시 내 공간적 분포를 분석한 결과, 지표별 공간적 분포 특성이 상이했으며, 지표별 최대/최소값의 차이가 수배에서 수백배까지 나타나는 것으로 분석되었다. 특히, 서울시 내외에 산포된 총 40개 기상청관측소의 2010년부터 2019년까지 시간강우자료를 이용하여 강우관련 지표들의 시공간적 분포를 분석한 결과, 연평균강우량, 여름철강우량, 일최대강우량 등에서 지역적으로 최대 수백 mm의 강우량 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 유역특성에 따른 서울시 침수위험성을 평가한 결과, 침수발생 및 피해에 불리한 유역의 공간적 취약성이 높은 배수분구로는 봉천1, 송파, 길동, 미아, 상계1 등의 순으로 나타났으며, 침수발생에 대한 잠재적 위험성이 높은 배수분구는 이문, 정릉, 제기1, 장안, 전농 등의 순으로 분석되었다. 침수발생에 대한 잠재적 위험성과 침수피해에 불리한 공간적 취약성이 모두 높아 침수위험성이 큰 배수분구는 상계1, 미아, 장위, 창동1, 동선, 수유2, 방학, 길동, 월계2 등의 순으로 나타났다.

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Determination of Rainwater Storage Capacity for Supplying Upland Crops (밭 작물 용수 공급을 위한 빗물저류조 용량 결정)

  • Hwang, Ju Ha;Maeng, Seung Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.53-53
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    • 2019
  • 최근 지구온난화로 인한 기상 이변의 이유로 우리나라뿐만 아니라 세계 여러 국가에서 홍수 및 가뭄이 빈번하게 발생하고 있다. 특히 우리나라에서는 게릴라성 호우가 빈번히 발생하여 저지대 및 많은 지역에서 홍수가 발생하고 있으며, 연평균 총 강우량은 매년 비슷하나 게릴라성 호우와 같은 폭우의 빈도가 증가되고 있어 상대적으로 과거에 비해 가뭄의 발생기간도 길어지는 실정이다. 다시 말하면 게릴라성 호우와 같은 폭우는 잦아졌지만 강수량 자체는 감소하는 추세이다. 이는 홍수와 가뭄의 위험이 더 커졌다는 것을 의미한다. 이에 우리지역의 전체 물 이용 및 관리의 효율화가 필수적이며, 물 이용량의 약 50%를 차지하는 농업용수의 효율적 이용 및 관리가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 관개기에 필요한 물이 얼마나 사용이 되는지에 대한 작물의 생육시기별 필요수량을 산정하고, 산정된 필요수량의 갈수빈도분석을 실시하고자 한다. 갈수빈도분석을 통해 재현기간에 따른 작물의 순별 필요수량 따라 저류조에 유입되는 빗물의 양으로 얼마만큼 해결이 되는지 확인하여 빗물의 사용량을 산정하여 저류조의 적정 용량을 검토하고자 한다. 작물계수를 이용하여 작물별 필요수량은 HOMWRS 프로그램을 이용하여 산정하며, 작물별 생육시기에 따른 필요수량에 대한 갈수빈도분석은 수문 통계 분석과 적합도 검정을 통하여 GUM, PT3, GEV, GLO, GPA 및 GNO분포를 대상으로 적정 분포를 선정한다. 선정된 분포형을 통해 재배작물별 생육시기에 따른 필요수량 계열의 설계 필요수량을 산정한다. 이에 따른 필요수량과 갈수빈도분석 결과를 통해 재배작물의 순별 수요량을 추정한다. 재배작물의 순별 물 수요와 잠재적인 저류조의 높이를 통해 빗물을 얼마만큼 재이용할 수 있는지에 대한 수용 비율(sufficiency ratio)을 산정하고. 순별 수요량에 따른 밭 작물의 적정 빗물 저류조 용량을 결정하는 방법을 제시하고자 한다.

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Flow Analysis in Road Gutter Storage Using Fluent Model (Fluent 모형을 이용한 도로 측구 저류조에서의 흐름 분석)

  • Kim, Jung Soo;Lee, Min Sung;Han, Chyung Such;Yoo, In Gi
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.234-234
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    • 2022
  • 도로에서의 우수를 원활하게 처리하기 위해서 빗물받이 및 연결관 등의 노면 배수시설이 설치되고 있으며, 노면 배수는 측구부를 통해 흘러 빗물받이 유입부로 차집되고 연결관을 통해 하수관거로 배수된다. 그러나 최근 국내 기상패턴의 변화로 국지성 집중호우와 같이 시간당 강우량 증가로 도로부와 저지대에서 배수시설의 배수불량에 따른 도심지 내수침수 피해가 발생하고 있다. 이에 정부에서는 다양한 우수관거 개선사업, 빗물펌프장, 지하저류조와 같은 방재시설을 설치하고 있으나 우수유출저감시설은 대규모 예산이 소요되고 실제 침수지역에 피해 저감효과에 대한 효용성 문제에 대한 제기뿐만 아니라 과밀화된 도심지에서는 지하공간 활용에 한계가 있는 실정이므로 도심지의 다양한 공간을 활용한 도시 배수 및 저류시설에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 유휴 공간인 도로 측구부 공간을 활용하여 도로 노면수를 저류 및 지체할 수 있는 노면수 측구 저류시설의 개념을 제시하고 측구저류조의 활용성을 판단하기 위하여 빗물받이 유입구, 빗물받이, 측구 저류조 및 빗물받이와 측구저류조 연결부에서의 노면수 유입, 유출 및 저류 등의 다양한 흐름 변화를 확인하기 위하여 Fluent 모형의 적용성을 분석하였다. 수치모의 전체 형상은 50x50cm 크기의 빗물받이를 기준으로 양쪽에 2m 길이의 측구 저류조를 원형관으로 연결하여 1/5 축소모형으로 구성하고 격자는 빗물받이 유입부, 빗물받이 및 측구 저류조 내부의 복잡한 3차원 흐름을 모의하기 위해 사면체와 육면체로 조밀하게 생성하였다. 다상유동해석을 위해 VOF(Volume of Fluid)방법을 적용하였고, 수치해석 방법으로는 비정상류, 난류 모형으로는 SST k-ω모형을 적용하였다. 수치모의 조건으로는 설계빈도별(5~30년) 우수유출량을 산정하여 유입 유량별 기존 빗물받이 유입부에서의 유입흐름, 빗물받이 내부에서의 와 발생흐름, 측구 저류조 및 연결관에서의 흐름을 구현하여 분석하였다. 수치모의 결과 빗물받이 유입부에서 연결관을 통한 측구 저류조로 유입되는 유입흐름과 빗물받이 하단부의 배수관을 통해 유출되는 흐름을 정상적으로 구현하였으며, 빗물받이 유입부 및 측구 저류조 연결관에서의 유속변화도 확인할 수 있었다. 또한 빗물받이와 측구 저류조에서 다양한 흐름을 구현하기 위한 Flunet 모형의 적용성을 검토하였으며, 향후 수리실험을 통하여 실제 흐름과의 매개변수 최적화 및 다양한 도로 조건의 변화를 고려한 수치모의 분석을 통하여 지속적인 모형의 검증이 가능할 것으로 판단된다.

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Rice yield prediction in South Korea by using random forest (Random Forest를 이용한 남한지역 쌀 수량 예측 연구)

  • Kim, Junhwan;Lee, Juseok;Sang, Wangyu;Shin, Pyeong;Cho, Hyeounsuk;Seo, Myungchul
    • Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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    • v.21 no.2
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    • pp.75-84
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    • 2019
  • In this study, the random forest approach was used to predict the national mean rice yield of South Korea by using mean climatic factors at a national scale. A random forest model that used monthly climate variable and year as an important predictor in predicting crop yield. Annual yield change would be affected by technical improvement for crop management as well as climate. Year as prediction factor represent technical improvement. Thus, it is likely that the variables of importance identified for the random forest model could result in a large error in prediction of rice yield in practice. It was also found that elimination of the trend of yield data resulted in reasonable accuracy in prediction of yield using the random forest model. For example, yield prediction using the training set (data obtained from 1991 to 2005) had a relatively high degree of agreement statistics. Although the degree of agreement statistics for yield prediction for the test set (2006-2015) was not as good as those for the training set, the value of relative root mean square error (RRMSE) was less than 5%. In the variable importance plot, significant difference was noted in the importance of climate factors between the training and test sets. This difference could be attributed to the shifting of the transplanting date, which might have affected the growing season. This suggested that acceptable yield prediction could be achieved using random forest, when the data set included consistent planting or transplanting dates in the predicted area.

A Study on the Relationship between Meteorological Condition and Wave Measurement using X-band Radar (X-밴드 레이더 파랑 계측과 기상 상태 연관성 고찰)

  • Youngjun, Yang
    • Journal of Navigation and Port Research
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    • v.46 no.6
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    • pp.517-524
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    • 2022
  • This paper analyzes wave measurement using X-band navigation (ship) radar, changes in radar signal due to snowfall and precipitation, and factors that obstruct wave measurement. Data obtained from the radar installed at Sokcho Beach were used, and data from the Korea Meteorological Administration and the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency were used for the meteorological data needed for comparative verification. Data from the Korea Meteorological Administration are measured at Sokcho Meteorological Observatory, which is about 7km away from the radar, and data from the Korea Hydrographic and Oceanographic Agency are measured at a buoy about 3km away from the radar. To this point, changes in radar signals due to rainfall or snowfall have been transmitted empirically, and there is no case of an analysis comparing the results to actual weather data. Therefore, in this paper, precipitation, snowfall data, CCTV, and radar signals from the Korea Meteorological Administration were comprehensively analyzed in time series. As a result, it was confirmed that the wave height measured by the radar according to snowfall and rainfall was reduced compared to the actual wave height, and a decrease in the radar signal strength according to the distance was also confirmed. This paper is meaningful in that it comprehensively analyzes the decrease in the signal strength of radar according to snowfall and rainfall.

A Study on the Window Planning of School Building Using ECOTECT Simulation -By Dynamic Daylight Simulation Using Weather Data- (ECOTECT 시뮬레이션을 활용한 학교건축의 창호계획에 관한 연구 -기상데이터 기반 동적 자연채광 시뮬레이션을 기반으로-)

  • Choi, Woo Ram;Han, Seok Jong;Yun, Young Il
    • KIEAE Journal
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    • v.13 no.6
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    • pp.77-82
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    • 2013
  • Light environment in the school building is one of the most important elements of the plan in order to improve student's ability to learn and the healthy growth. Thus, the window plan of the school building is a great addition to improve environmental-friendly performance through the daylight control. Daylight is highly beneficial for improving the indoor environmental quality and reducing building energy consumption, daylighting applications are scarcely considered, especially during the school building design process, because of lack of previous studies on the light environment of student and complex simulation process. Therefore, daylighting process were performed using ECOTECT, which has various advantage such as easy user interface and simple simulation processes. ECOTECT simulation were performed using weather data. As a result, ECOTECT simulation are performed for daylight autonomy and useful daylight illuminance. Using this data, Window planing is to propose and effective method in the early stages of design.

The study on the Analysis of Useful Daylight Illuminance in rural standard house model - By Dynamic Daylight Simulation Using Weather Data - (농어촌주택 표준설계의 유용조도 분석에 관한 연구 - 기상데이터 기반 동적 자연채광 시뮬레이션을 기반으로 -)

  • Yun, Young Il;Song, Jeong Suk;Lee, Hyo Won
    • KIEAE Journal
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    • v.11 no.1
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    • pp.47-55
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    • 2011
  • Daylight is highly beneficial for improving the indoor environmental quality and reducing building energy consumption, daylighting applications are scarcely considered, especially during the Rural standard house models design process, because of lack of previous studies on elderly-light environment and complex simulation process. Therefore, daylighting process were performed using ECOTECT, which has various advantage such as easy user interface and simple simulation processes. Moreover, dynamic daylight simulation were performed using whether data. Static simulation are performed to compute static metrics such as daylight factor, whereas dynamic simulation are performed for dynamic metrics such as daylight autonomy and useful daylight illuminance using annual weather data On the basis of daylight autonomy and useful daylight illuminance analysis result, variations in annual daylight performances. A parametric and regression analysis of the window-to-wall ratio and visible transmittance showed that daylight factor, daylight autonomy increased with window-to-wall ratio and visible transmittance. It can be concluded that this new daylight criteria. useful daylight illuminance, will enable architect to obtain better fenestration design.

Effect of Heating Rate on the Behavior of the Flame Front in the Pulverized-Coal Flame (미분탄화염에서 가열률이 화염선단의 거동에 미치는 영향)

  • Cho, Han Chang;Park, Jung Kyu;Shin, Hyun Dong
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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    • v.23 no.5
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    • pp.687-694
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    • 1999
  • An experimental study was carried out in two laboratory-scale reactors to investigate the effect of heating rate on the behavior of flame front in a pulverized coal flame. Each. reactors had different heating mechanisms. For reactor A losing large heat through transparent quartz wall. pulverized coal particles were ignited by secondary air of 1050K. Flame front could be visualized through the transparent wall. Reactor B was insulated with castable refractory to minimize the heat loss through the reactor wall and accompanied with secondary air of 573K. Flame front was estimated from the gas temperature and species concentration measured using R-type thermocouple(Pt-Pt/Rh 13%) and gas chromatograph at various coal-air ratios and swirl intensities. The flame front position was closely related with the magnitude of heating rate. The heating rate for lifted flame was of the order of $10^4$ to $10^5K/s$ and for coal Ignition at least over $10^4K/s$. The heating mechanism had little impact on the extinction limits. The weak swirl number of 0.68 forced the flame front to move toward the upstream by the rapid mixing of coal and air. The primary/secondary momentum ratio was an inappropriate variable to distinct the liftoff of flame.

Interfacial shear stresses and friction factors in nearly-horizontal countercurrent stratified two-phase flow (근사수평 반류성층 2상유동에서의 계면전단응력 및 마찰계수)

  • 이상천;이원석
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.12 no.1
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    • pp.116-122
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    • 1988
  • Interfacial shear stresses have been determined for countercurrent stratified flow of air and water in a nearly-horizontal rectangular channel, based upon measurements of pressure drop, gas velocity profiles and mean film thickness. A dimensionless correlation for the interfacial friction factor has been developed as a function of the gas and liquid Reynolds numbers. Equivalent surface roughnesses for the interfacial friction factor have been calculated using the Nikuradse correlation and have been compared with the intensity of the wave height fluctuation on the interface. The results show that the interfacial shear stress is mainly affected by turbulent mixing near the interface due to the wave motion rather than by the roughened surface.

Crystallization of Amorphous Silicon thin films using a Ni Solution (Ni Solution을 이용한 비정질 실리콘의 결정화)

  • Cho, Jae-Hyun;Heo, Jong-Kyu;Han, Kyu-Min;Yi, Jun-Sin
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2008.06a
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    • pp.141-142
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    • 2008
  • 다결정 실리콘 박막 트랜지스터를 만들기 위해 가장 많이 사용되는 제작방법은 비정질 실리콘을 기판에 형성한 뒤 결정화 시키는 방법이다. 고온에서 장시간 열처리하는 고상 결정화(SPC)와 레이저를 이용한 결정화(ELA)가 자주 사용되어진다. 그러나 SPC의 경우는 고온에서 장시간 열처리하기 때문에 유리 기판이 변형될 수 있고 ELA의 경우 장비가격이 비싸고 표면일 불균일하다는 문제점이 있다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서 화학 기상 증착법(저온 공정)을 이용하여 비정질 실리콘 박막을 증착 시키고, 이를 금속 촉매를 이용하여 금속 유도 결정화 방법(MIC)으로 결정화 시키는 공정을 이용하였다. 유리 기판 상부에 버퍼 층을 형성한 후 플라즈마 화학 기상 증착법(PECVD)을 이용하여 비정질 실리콘을 증착하고 Ni-solution을 이용하여 얇게 Ni 코팅하고 그 시료를 약 $650^{\circ}C$의 Rapid Thermal Annealing(RTA) 공정을 이용하여 비정질 실리콘을 다결정 실리콘으로 결정화 시키는 연구를 진행하였다. Ni 코팅시간은 20분, RTA 공정은 5시간의 진행시간을 거쳐야 최적의 결정화 정도를 만들어낸다.

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