• Title/Summary/Keyword: 불확실성인자

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A Statistical Downscaling of Climate Change Scenarios Using Deep Convolutional Neural Networks (합성곱 신경망(CNN)기반 한반도 지역 대상 기후 변화 시나리오의 통계학적 상세화 기법 개발)

  • Kim, Yun-Sung;Uranchimeg, Sumiya;Yu, Jae-Ung;Cho, Hemie;Kwon, Hyun-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.326-326
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    • 2022
  • 기후 변화 시나리오는 온실가스, 에어로졸, 토지이용 변화 등 인위적인 원인으로 발생한 복사강제력 변화를 지구시스템 모델에 적용하여 산출한 미래 기후 전망정보(기온, 강수량, 바람, 습도 등)를 생산하는데 활용된다. 또한, 미래에 기후변화로 인한 영향을 평가하고 피해를 최소화하는데 활용할 수 있는 선제적인 정보로 활용된다. GCM과 RCM은 구조 및 모수화 과정, 불확실성 등의 한계로 인하여 상대적으로 큰 시공간적 규모를 가지며, 실제 관측된 기상인자들을 재현하는데 시공간적 차이 즉 편의(bias)가 발생하며. 실제 관측된 기상인자의 시간적 변화 특성을 재현하지 못하는 문제점을 내재하고 있는 것으로 보고되고 있다. 이러한 점에서 기후모델에서 생산된 정보를 수문학적으로 적용하기 위해서는 시공간적 상세화와 편의 보정은 필수적이다. 본 연구에서는 관측자료를 사용하여 재해석 자료를 편의보정 한 뒤. 기후 변화 시나리오를 합성곱 신경망(CNN)을 기반으로 상세화 과정을 진행하여 고해상도 자료를 생산하였으며, CNN 기반 상세화 기법 적용성은 지상 관측자료 대상으로 평가하였다.

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Reliability Analysis of Final Settlement Using Terzaghi's Consolidation Theory (테르자기 압밀이론을 이용한 최종압밀침하량에 관한 신뢰성 해석)

  • Chae, Jong Gil;Jung, Min Su
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.28 no.6C
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    • pp.349-358
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    • 2008
  • In performing the reliability analysis for predicting the settlement with time of alluvial clay layer at Kobe airport, the uncertainties of geotechnical properties were examined based on the stochastic and probabilistic theory. By using Terzaghi's consolidation theory as the objective function, the failure probability was normalized based on AFOSM method. As the result of reliability analysis, the occurrence probabilities for the cases of the target settlement of ${\pm}10%,\;{\pm}25%$ of the total settlement from the deterministic analysis were 30~50%, 60%~90%, respectively. Considering that the variation coefficients of input variable are almost similar as those of past researches, the acceptable error range of the total settlement would be expected in the range of 10% of the predicted total settlement. As the result of sensitivity analysis, the factors which affect significantly on the settlement analysis were the uncertainties of the compression coefficient Cc, the pre-consolidation stress Pc, and the prediction model employed. Accordingly, it is very important for the reliable prediction with high reliability to obtain reliable soil properties such as Cc and Pc by performing laboratory tests in which the in-situ stress and strain conditions are properly simulated.

Application of Parameter-setting Free Method for Multi-objective Optimal Design of Water Distribution Systems (상수관망 다목적 최적설계를 위한 매개변수 자동보정 기법의 적용)

  • Choi, Young Hwan;Lee, Ho Min;Yoo, Do Guen;Choi, Ji Ho;Kim, Joong Hoon
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.209-209
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    • 2015
  • 상수도 관망은 대표적인 사회기반시설로 수원으로부터 수용가에 이르기까지 안정적으로 유량을 공급하는 것을 목표로 한다. 상수도 관망의 최적설계는 요구되는 절점의 수압, 관로의 유속 등 수리학적 제약조건을 만족시키는 범위 안에서 비용을 최소화하는 설계안을 얻어내는 것을 목표로 시작하였다. 하지만 비용만을 고려한 과거의 상수도 관망 최적설계는 미래의 불확실한 조건에 매우 취약하고, 사용자의 다양한 요구를 충족시키지 못한다. 이 때문에 현대의 상수도 관망의 설계시 다양한 설계인자의 고려와 함께 효율적인 최적설계기법 적용의 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 상수도 관망 최적설계에 다양한 설계인자를 동시에 고려하기 위해 다목적 최적 설계기법인 Multi-objective Harmony Search 알고리즘을 적용하였다. 또한 다목적 최적설계의 효율성 증대를 위하여 매개변수 자동보정 기법 중 하나인 Parameter-Setting-Free (PSF) 기법(Geem and Sim, 2010)을 사용하였다. PSF 기법은 최적화 알고리즘의 매개변수 설정의 번거로움을 없애고, 반복수행을 통한 해 탐색이 진행됨에 따라 가장 효율적으로 작용하는 매개변수를 자동으로 설정하여 탐색효율을 강화하도록 고안된 기법이다. 본 연구에서는 제안된 기법을 실제 상수도관망의 최적설계에 적용하였고 그 결과를 분석하였다. 그 결과 제안된 기법을 통해 관망의 비용을 포함한 다양한 설계인자를 동시에 만족시키는 최적설계안을 효과적으로 도출 할 수 있었으며, 매개변수 자동보정 기법의 적용을 통해 해 탐색의 효율성과 편의성을 향상시킬 수 있었다.

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Hydrogeological characteristics of the LILW disposal site (처분부지의 수리지질 특성)

  • Kim, Kyung-Su;Kim, Chun-Soo;Bae, Dae-Seok;Ji, Sung-Hoon;Yoon, Si-Tae
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.6 no.4
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    • pp.245-255
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    • 2008
  • Korea Hydro and Nuclear Power Company(KHNP) conducted site investigations for a low and intermediate-level nuclear waste repository in the Gyeong Ju site. The site characterization work constitutes a description of the site, its regional setting and the current state of the geosphere and biosphere. The main objectives of hydogeological investigation aimed to understand the hydrogeological setting and conditions of the site, and to provide the input parameters for safety evaluation. The hydogeological characterization of the site was performed from the results of surface based investigations, i.e geological mapping and analysis, drilling works and hydraulic testing, and geophysical survey and interpretation. The hydro-structural model based on the hydrogeological characterization consists of one-Hydraulic Soil Domain, three-Hydraulic Rock Domains and five-Hydraulic Conductor Domains. The hydrogeological framework and the hydraulic values provided for each hydraulic unit over a relevant scale were used as the baseline for the conceptualization and interpretation of flow modeling. The current hydrogeological characteristics based on the surface based investigation include some uncertainties resulted from the basic assumption of investigation methods and field data. Therefore, the reassessment of hydrostructure model and hydraulic properties based on the field data obtained during the construction is necessitated for a final hydrogeological characterization.

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Study on Decision-Making Model to Select Optimal Strengthening Method (최적 보강공법 선정을 위한 의사결정모델에 관한 연구)

  • Sun, Jong-Wan;Park, Kyong-Hoon;Oh, Hong-Sub;Cho, Hyo-Nam
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.14 no.1
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    • pp.117-124
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    • 2010
  • Different to other social infrastructures, bridge elements or bridges can be damaged or collapsed and this may cause death toll and severe social and economical damage, bridges should be managed to maintain a safety level. Diverse strengthening methods is developed to improve a deteriorated bridge performance up to original design level. But rational decision-making process and methodologies to select a optimum strengthening method are absence yet in Korea. This paper therefore derived items and proposed methodologies for quantity estimate considering uncertainty to select a optimum strengthening method among conceptually designed alternatives. And also, to demonstrate the applicability and verification of the proposed approach, it was applied to select the optimum strengthening method for the deteriorated T-shape concrete girder bridge. The model and the procedure can greatly contribute to the uncertainty-oriented alternative selection.

Estimate Critical Discharge for Alarm in Mountainous Area (산악지역의 경보발령을 위한 한계유량 추정)

  • Ahn Sang Jin;Kwark Hyun Gu;You Hyung Gyu;Jun Jong Kee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2005.05b
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    • pp.659-663
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    • 2005
  • 본 연구의 목적은 산악지역의 돌발홍수에 대비한 경보발령을 위한 한계유량을 산정하는 것이다. 돌발홍수는 강우-유출관계가 비선형적이어서 기존의 선형 강우-유출 해석이 곤란하므로 비선형적 접근 방법이 필요하다. 본 연구에서는 지형정보체계(GIS : Geographic Information System)를 이용하여 유역의 지형학적 특성인자와 GIUH 및 GCIUH의 매개변수를 산정함으로써, 유역특성자료의 불확실성을 감소시켰다. 이를 경보발령 체제가 기 설치 운영중인 단양군의 천동계곡에 적용하여 그 적합성을 판단하였다. 여기서, 경보발령을 위한 한계유량은 계곡의 수심이 위험수심(dangerous depth)이라고 판단한 0.5m이상이 될 때의 유량으로 정의하였고, 무강우가 30분간 지속되면 초기화 시키는 과정을 거쳤다. 그 결과 기존의 경보발령 체제와 비교하여 시간당 20mm의 강우량에 대해서는 경보를 발령하지 않으므로 기존에 잦은 경보발령에 의한 주민의 소음피해를 줄일수 있었으며, 시간당 100mm의 강우에 대해서는 2-3분 간격으로 경보를 발령하여 주민의 안전을 도모할수 있었다.

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Study on Runoff Variation by Spatial Resolution of Input GIS Data by using Distributed Rainfall-Runoff Model (분포형 강우-유출 모형의 입력자료 해상도에 따른 유출변동 연구)

  • Jung, Chung Gil;Moon, Jang Won;Lee, Dong Ryul
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.47 no.9
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    • pp.767-776
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    • 2014
  • Changes in climate have largely increased concentrated heavy rainfall, which in turn is causing enormous damages to humans and properties. Floods are one of the most deadly and damaging natural disasters known to mankind. The flood forecasting and warning system concentrates on reducing injuries, deaths, and property damage caused by floods. Therefore, the exact relationship and the spatial variability analysis of hydrometeorological elements and characteristic factors is critical elements to reduce the uncertainty in rainfall-runoff model. In this study, grid resolution depending on the topographic factor in rainfall-runoff models presents how to respond. semi-distribution of rainfall-runoff model using the model GRM simulated and calibrated rainfall-runoff in the Gamcheon and Naeseongcheon watershed. To run the GRM model, input grid data used rainfall (two event), DEM, landuse and soil. This study selected cell size of 500 m(basic), 1 km, 2 km, 5 km, 10 km and 12 km. According to the resolution of each grid, in order to compare simulation results, the runoff hydrograph has been made and the runoff has also been simulated. As a result, runoff volume and peak discharge which simulated cell size of DEM 500 m~12 km were continuously reduced. that results showed decrease tendency. However, input grid data except for DEM have not contributed increase or decrease runoff tendency. These results showed that the more increased cell size of DEM make the more decreased slope value because of the increased horizontal distance.

A Development of Hydrologic Dam Risk Analysis Model Using Bayesian Network (BN) (Bayesian Network (BN)를 활용한 수문학적 댐 위험도 해석 기법 개발)

  • Kim, Jin-Young;Kim, Jin-Guk;Choi, Byoung-Han;Kwon, Hyun-Han
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.48 no.10
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    • pp.781-791
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    • 2015
  • Dam risk analysis requires a systematic process to ensure that hydrologic variables (e.g. precipitation, discharge and water surface level) contribute to each other. However, the existing dam risk approach showed a limitation in assessing the interdependencies across the variables. This study aimed to develop Bayesian network based dam risk analysis model to better characterize the interdependencies. It was found that the proposed model provided advantages which would enable to better identify and understand the interdependencies and uncertainties over dam risk analysis. The proposed model also provided a scenario-based risk evaluation framework which is a function of the failure probability and the consequence. This tool would give dam manager a framework for prioritizing risks more effectively.

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.

Regionalization of Rainfall-Runoff Model Based on Relationship Between Model Parameters and Watershed Characteristics (매개변수와 유역특성인자 사이의 상호연관성을 고려한 강우-유출모형 지역화)

  • Kim, Jin-Guk;Uranchimeg, Sumiya;Kim, Tae-Jeong;Kim, Jang-Gyeong;Kwon, Hyun-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.293-293
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    • 2021
  • 자연유량이란 인위적 행위에 의한 하천의 유량 변화가 없는 개발되지 않은 상태의 하천유량을 말하며, 실제 유량을 측정하거나 관측자료를 활용한 장기유출모형을 통해 산정할 수 있다. 미계측 유역에 대한 강우-유출 모형 구축시, 무엇보다 실제 미계측유역에 적용시 나타날 수 있는 문제점을 최소화할 수 있는 방향으로 모형 개발이 이루어지는 것이 필요하다. 강우-유출 모형 매개변수의 수가 많아질수록 과적합(over-fitting)의 발생 소지가 증가하게 되며, 지역화 모형 구축시 불확실성을 더욱 가중시키게 된다. 이러한 이유로, 모형의 검정보다는 검증에 초점이 맞춰져 있어야 하며, 더불어 사용되는 강우-유출 모형의 매개변수가 적어야 한다. 본 연구에서는 대표 강우-유출모형의 선정시 여러 평가 기준 중 예측의 정확성 측면에서 통계적 지표를 통해 모형의 수행능력에 중점을 두었으며, 적은 개수의 매개변수를 갖음에도 불구하고 상대적 우수한 모의결과를 제공하는 GR4J(Ge'nie Rural a 4 parame tres Journalier)모형을 최적 유출모형으로 선정하여 댐 상류유역에 대한 자연유량 재현성능을 평가하였다. 최종적으로 강우-유출모형의 최적매개변수와 유역특성인자 사이의 상호연관성을 고려해 매개변수를 지역화하기 위하여, 본 연구에서는 두 가지 이상의 변량에 대한 상관성을 효과적으로 재현하는데 효과적이며, 자유로운 주변확률분포 선택과 결합확률분포의 추정이 용이한 장점이 있는 Copula 함수를 활용하였다. 제시된 방법론에 대한 적합성을 평가하기 위해 교차검증 관점에서 지역화된 매개변수의 적합성을 검토하였으며, 본 연구에서 도출된 결과는 유역특성에 따른 미계측유역의 자연유량 산정시 지역 매개변수를 강우-유출모형에 활용함으로써 신뢰성 있는 자연유량 산정 결과를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

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