• Title/Summary/Keyword: 변동핵밀도함수

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Estimation of Probability Precipitation by Regional Frequency Analysis using Cluster analysis and Variable Kernel Density Function (군집분석과 변동핵밀도함수를 이용한 지역빈도해석의 확률강우량 산정)

  • Oh, Tae Suk;Moon, Young-Il;Oh, Keun-Taek
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.2B
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    • pp.225-236
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    • 2008
  • The techniques to calculate the probability precipitation for the design of hydrological projects can be determined by the point frequency analysis and the regional frequency analysis. Probability precipitation usually calculated by point frequency analysis using rainfall data that is observed in rainfall observatory which is situated in the basin. Therefore, Probability precipitation through point frequency analysis need observed rainfall data for enough periods. But, lacking precipitation data can be calculated to wrong parameters. Consequently, the regional frequency analysis can supplement the lacking precipitation data. Therefore, the regional frequency analysis has weaknesses compared to point frequency analysis because of suppositions about probability distributions. In this paper, rainfall observatory in Korea did grouping by cluster analysis using position of timely precipitation observatory and characteristic time rainfall. Discordancy and heterogeneity measures verified the grouping precipitation observatory by the cluster analysis. So, there divided rainfall observatory in Korea to 6 areas, and the regional frequency analysis applies index-flood techniques and L-moment techniques. Also, the probability precipitation was calculated by the regional frequency analysis using variable kernel density function. At the results, the regional frequency analysis of the variable kernel function can utilize for decision difficulty of suitable probability distribution in other methods.

Evaluation of Probability Precipitation using Climatic Indices in Korea (기상인자를 이용한 우리나라의 확률강수량 평가)

  • Oh, Tae-Suk;Moon, Young-Il
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.42 no.9
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    • pp.681-690
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    • 2009
  • In this research, design precipitation was calculated by reflecting the climatic indices and its uncertainty assessment was evaluated. Climatic indices used the sea surface temperature and moisture index which observed globally. The correlation coefficients were calculated between the annual maximum precipitation and the climatic indices. and then climatic indices which have the larger correlation coefficient were selected. Therefore, the regression relationship was established by a locally weighted polynomial regression. Next, climatic indices were generated by montecarlo simulation using kernel function. Finally, the design rainfall was calculated by the locally weighted polynomial regression using generated climatic indices. At the result, the comparison of design rainfall between the reflection of the climatic indices and the frequency analysis did not indicate a significant difference. Also, this result can be used as basic data for calculation of probability precipitation to reflect climate change.

Nonparametric Flood Frequency Analysis at Hangang Bridge (한강대교 지점에서의 비매개변수적 홍수빈도해석)

  • Oh, Tae-Suk;Yoon, Sun-Kwon;Oh, Keun-Taek;Moon, Young-Il
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.1225-1229
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    • 2008
  • 본 연구에서는 한강의 중요한 관측지점인 한강대교(구 인도교)지점에서 관측된 연최대치 홍수량을 자료를 이용하여 홍수빈도해석을 수행하였다. 홍수빈도해석을 위하여 확률분포형을 가정해 적합도 검정을 통해 최적 분포형을 선정해 확률홍수량을 산정하는 매개변수적 빈도해석과 원자료에 핵함수를 적용하는 비매개 변수적 빈도해석을 통해 각각 산정한 확률홍수량을 비교하였다. 비매개변수적 빈도해석을 위해서는 변동핵 밀도함수를 적용한 Modified Cauchy 핵밀도함수와 Sheater & Jones Plug-In 광역폭 결정 방법을 이용하였다. 따라서 본 연구에서 분석한 확률홍수량과 한강대교 지점의 계획홍수량의 비교를 통해 현재의 계획홍 수량의 적정성을 평가하였다.

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The Study on Application of Regional Frequency Analysis using Kernel Density Function (핵밀도 함수를 이용한 지역빈도해석의 적용에 관한 연구)

  • Oh, Tae-Suk;Kim, Jong-Suk;Moon, Young-Il;Yoo, Seung-Yeon
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.39 no.10 s.171
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    • pp.891-904
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    • 2006
  • The estimation of the probability precipitation is essential for the design of hydrologic projects. The techniques to calculate the probability precipitation can be determined by the point frequency analysis and the regional frequency analysis. The regional frequency analysis includes index-flood technique and L-moment technique. In the regional frequency analysis, even if the rainfall data passed homogeneity, suitable distributions can be different at each point. However, the regional frequency analysis can supplement the lacking precipitation data. Therefore, the regional frequency analysis has weaknesses compared to parametric point frequency analysis because of suppositions about probability distributions. Therefore, this paper applies kernel density function to precipitation data so that homogeneity is defined. In this paper, The data from 16 rainfall observatories were collected and managed by the Korea Meteorological Administration to achieve the point frequency analysis and the regional frequency analysis. The point frequency analysis applies parametric technique and nonparametric technique, and the regional frequency analysis applies index-flood techniques and L-moment techniques. Also, the probability precipitation was calculated by the regional frequency analysis using variable kernel density function.

Probabilistic Prediction of Estimated Ultimate Recovery in Shale Reservoir using Kernel Density Function (셰일 저류층에서의 핵밀도 함수를 이용한 확률론적 궁극가채량 예측)

  • Shin, Hyo-Jin;Hwang, Ji-Yu;Lim, Jong-Se
    • Journal of the Korean Institute of Gas
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    • v.21 no.3
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    • pp.61-69
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    • 2017
  • The commercial development of unconventional gas is pursued in North America because it is more feasible owing to the technology required to improve productivity. Shale reservoir have low permeability and gas production can be carried out through cracks generated by hydraulic fracturing. The decline rate during the initial production period is high, but very low latter on, there are significant variations from the initial production behavior. Therefore, in the prediction of the production rate using deterministic decline curve analysis(DCA), it is not possible to consider the uncertainty in the production behavior. In this study, production rate of the Eagle Ford shale is predicted by Arps Hyperbolic and Modified SEPD. To minimize the uncertainty in predicting the Estimated Ultimate Recovery(EUR), Monte Carlo simulation is used to multi-wells analysis. Also, kernel density function is applied to determine probability distribution of decline curve factors without any assumption.

Calculation of Probability Precipitation using Hydrological climatic indices at Seoul (수문기상인자를 이용한 서울지점의 확률강우량 산정)

  • Oh, Tae-Suk;Moon, Young-Il;Yoon, Sun-Kwon;Yoon, Hyun-Dae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1393-1396
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    • 2009
  • 일반적으로 확률강우량은 관측된 강우자료의 분석을 통해 산정하게 된다. 관측된 강우자료의 빈도해석을 통해 산정된 확률강우량은 기후변화 등을 반영하기 매우 어렵다. 따라서 본 연구에서는 통계적 기법을 이용하여 수문기상인자를 반영하여 서울지점의 확률강우량을 산정하였다. 수문기상인자와 연최대시간강우량사이의 상관관계에 기초하여 확률강우량을 산정할 수 있는 CPPM(Climate Pattern and Precipitation Model)을 구축하고 서울 지점을 대상으로 분석을 수행하였다. 분석결과에서 매개변수적 지점빈도해석의 결과와 CPPM 확률강우량은 비슷한 Qunatile을 산정하는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 결과를 지구온난화 등에 따른 기후변화에 따라 극한강우인 연최대강우량의 변화를 예측하는데 있어 기초자료로 활용 할 수 있을 것으로 기대 된다.

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Simulation of Hourly Precipitation using Nonhomogeneous Markov Chain Model and Derivation of Rainfall Mass Curve using Transition Probability (비동질성 Markov 모형에 의한 시간강수량 모의 발생과 천이확률을 이용한 강우의 시간분포 유도)

  • Choi, Byung-Kyu;Oh, Tae-Suk;Park, Rae-Gun;Moon, Young-Il
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.41 no.3
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    • pp.265-276
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    • 2008
  • The observed data of enough period need for design of hydrological works. But, most hydrological data aren't enough. Therefore in this paper, hourly precipitation generated by nonhomogeneous Markov chain model using variable Kernel density function. First, the Kernel estimator is used to estimate the transition probabilities. Second, wet hours are decided by transition probabilities and random numbers. Third, the amount of precipitation of each hours is calculated by the Kernel density function that estimated from observed data. At the results, observed precipitation data and generated precipitation data have similar statistic. Also, rainfall mass curve is derived by calculated transition probabilities for generation of hourly precipitation.

Groundwater level behavior analysis using kernel density estimation (비모수 핵밀도 함수를 이용한 지하수위 거동분석)

  • Jeong, Ji Hye;Kim, Jong Wook;Lee, Jeong Ju;Chun, Gun Il
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.381-381
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    • 2017
  • 수자원 분야에 대한 기후변화의 영향은 홍수, 가뭄 등 극치 수문사상의 증가와 변동성 확대를 초래하는 것으로 알려져 있으며, 이에 따라 예년에 비해 발생빈도 및 심도가 증가한 가뭄에 대한 모니터링 및 피해경감을 위해 정부에서는 국민안전처를 비롯한 관계기관 합동으로 생활 공업 농업용수 등 분야별 가뭄정보를 제공하고 있다. 국토교통부와 환경부는 생활 및 공업용수 분야의 가뭄정보 제공을 위해 광역 지방 상수도를 이용하는 급수 지역과 마을상수도, 소규모급수시설 등 미급수지역의 용수수급 정보를 분석하여 가뭄 분석정보를 제공 중에 있다. 하지만, 미급수지역에 대한 가뭄 예?경보는 기준이 되는 수원정보의 부재로 기상 가뭄지수인 SPI6를 이용하여 정보를 생산하고 있다. 기상학적 가뭄 상황과 물부족에 의한 체감 가뭄은 차이가 있으며, 미급수 지역의 경우 지하수를 주 수원으로 사용하는 지역이 대부분으로 기상학적 가뭄지수인 SPI6를 이용한 가뭄정보로 실제 물수급 상황을 반영하기는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 미급수지역의 주요 수원인 지하수의 수위 상황을 반영한 가뭄모니터링 기법을 개발하고자 하였으며, 가용량 분석이 현실적으로 어려운 지하수의 특성을 고려하여 수위 거동의 통계적 분석을 통해 가뭄을 모니터링 할 수 있는 방법으로 접근하였다. 국가지하수관측소 중 관측기간이 10년 이상이고 강우와의 상관성이 높은 관측소들을 선정한 후, 일수위 관측자료를 월별로 분리하여 1월~12월 각 월에 대해 핵밀도 함수 추정기법(kernel densitiy estimation)을 적용하여 월별 지하수위 분포 특성을 도출하였다. 각 관측소별 관측수위 분포에 대해 백분위수(percentile)를 이용하여, 25%~100% 사이는 정상, 10%~25% 사이는 주의단계, 5%~10% 사이는 심한가뭄, 5% 이하는 매우심함으로 가뭄의 단계를 구분하였다. 각 백분위수에 해당하는 수위 값은 추정된 Kernel Density와 Quantile Function을 이용하여 산정하였고, 최근 10일 평균수위를 현재의 수위로 설정하여 가뭄의 정도를 분류하였다. 분석된 결과는 관측소를 기점으로 역거리가중법(inverse distance weighting)을 통해 공간 분포를 시켰으며, 수문학적, 지질학적 동질성을 반영하기 위하여 유역도 및 수문지질도를 중첩한 공간연산을 통해 전국 지하수 가뭄상태를 나타내는 지하수위 등급분포도를 작성하였다. 실제 가뭄상황과의 상관성을 분석하기 위해 언론기사를 통해 확인된 가뭄시기와 백문위수 25%이하로 분석된 지하수 가뭄시기를 ROC(receiver operation characteristics) 분석을 통해 비교 검증하였다.

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