• Title/Summary/Keyword: 홍수빈도해석

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A Study on regionalization for estimation of runoff in typhoon of guem river (태풍 발생 시 금강 유역의 유출량 산정을 위한 지역화 연구)

  • Chang, Hyung Joon;Lee, Hyo Sang;Ryou, Kuk Hyun;Lee, Ho Jin
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.312-312
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    • 2021
  • 최근 이상기후의 발생이 증가함에 따라 집중호우, 가뭄, 태풍 등 자연재해의 발생빈도가 증가하고 있다. 이러한 자연재해 중 태풍 등의 극한 홍수 사상의 발생으로 인하여 재산 및 인명피해가 급증하고 있다. 이러한 태풍과 같은 자연재해로부터 안전한 하천 관리를 수행하기 위해서는 신뢰할 수 있는 수문 관측 자료를 바탕으로 유출량 산정이 필수적이다. 본 연구에서는 금강 유역에서 발생한 주요 태풍 사상을 바탕으로 지역화 연구를 수행하였다. 강우-유출 해석을 위하여 개념적 강우-유출모형인 PDM 모형을 활용하였으며, 유역면적, 수계밀도 등 7개의 유역 특성인자를 활용하여 Monte-Carlo 방법을 이용하여 모형의 최적화 매개변수를 도출하였다. 또한, 최적화 매개변수를 바탕으로 PDM 모형의 매개변수별 지역화 모형을 구축하였다. 금강 유역을 대상으로 지역화 모형을 적용한 결과 NSE 목적함수 값이 0.70 이상인 우수한 결과를 확인하여 개발된 지역화 모형이 태풍 사상의 유출특성과 금강 유역의 유역특성을 우수하게 반영하고 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 향후 미계측 유역에서도 적용할 수 있는 지역화 모형을 개발하고자 한다.

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Statistical significance test of polynomial regression equation for Huff's quartile method of design rainfall (설계강우량의 Huff 4분위 방법 다항회귀식에 대한 유의성 검정)

  • Park, Jinhee;Lee, Jaejoon;Lee, Sungho
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.51 no.3
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    • pp.263-272
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    • 2018
  • For the design of hydraulic structures, the design flood discharge corresponding to a specific frequency is generally used by using the design storm calculated according to the rainfall-runoff relationship. In the past, empirical equations such as rational equations were used to calculate the peak flow rate. However, as the duration of rainfall is prolonged, the outflow patterns are different from the actual events, so the accuracy of the temporal distribution of the probability rainfall becomes important. In the present work, Huff's quartile method is used for the temporal distribution of rainfall, and the third quartile is generally used. The regression equation for Huff's quadratic curve applies a sixth order polynomial equation because of its high accuracy throughout the duration of rainfall. However, in statistical modeling, the regression equation needs to be concise in accordance with the principle of simplicity, and it is necessary to determine the regression coefficient based on the statistical significance level. Therefore, in this study, the statistical significance test for regression equation for temporal distribution of the Huff's quartile method, which is used as the temporal distribution method of design rainfall, is conducted for 69 rainfall observation stations under the jurisdiction of the Korea Meteorological Administration. It is statistically significant that the regression equation of the Huff's quartile method can be considered only up to the 4th order polynomial equation, as the regression coefficient is significant in most of the 69 rainfall observation stations.

Stochastic disaggregation of daily rainfall based on K-Nearest neighbor resampling method (K번째 최근접 표본 재추출 방법에 의한 일 강우량의 추계학적 분해에 대한 연구)

  • Park, HeeSeong;Chung, GunHui
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.49 no.4
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    • pp.283-291
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    • 2016
  • As the infrastructures and populations are the condensed in the mega city, urban flood management becomes very important due to the severe loss of lives and properties. For the more accurate calculation of runoff from the urban catchment, hourly or even minute rainfall data have been utilized. However, the time steps of the measured or forecasted data under climate change scenarios are longer than hourly, which causes the difficulty on the application. In this study, daily rainfall data was disaggregated into hourly using the stochastic method. Based on the historical hourly precipitation data, Gram Schmidt orthonormalization process and K-Nearest Neighbor Resampling (KNNR) method were applied to disaggregate daily precipitation into hourly. This method was originally developed to disaggregate yearly runoff data into monthly. Precipitation data has smaller probability density than runoff data, therefore, rainfall patterns considering the previous and next days were proposed as 7 different types. Disaggregated rainfall was resampled from the only same rainfall patterns to improve applicability. The proposed method was applied rainfall data observed at Seoul weather station where has 52 years hourly rainfall data and the disaggregated hourly data were compared to the measured data. The proposed method might be applied to disaggregate the climate change scenarios.

A Numerical Modeling of Surcharged Manhole Flow with the Consideration of the Energy Loss Coefficient (과부하 맨홀의 손실계수를 고려한 흐름의 수치모형)

  • Kim, Kyoung Beom;Kim, Jung Soo;Yoon, Sei Eui
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.33 no.2
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    • pp.521-528
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    • 2013
  • Urban drainage systems are generally designed as open channel flow. The system, however, shows a partially surcharged flow in its body, especially at junctions or manholes. Thus, a special case of this condition needs to be explained as pressurized flow condition for designing the sewer system. This study considered the surcharged manhole flows during an unexpected rainfall event or an excess of design frequency. Overflows from surcharged manholes and urban flooding can occur from the effect of surcharged flows. Thus, sewer systems should be designed with the concept of open channel flow and pressurized flow. Also, energy losses in a manhole need to be considered. The aim of this study is to develop the numerical model which can evaluate the effect of the energy losses at the manhole. The numerical model was verified and compared with hydraulic model and SWMM. The results showed that the water depth of numerical model was in good agreement with hydraulic model at the each manhole. However, the SWMM underestimated the water depth because that model ignored the energy losses at manholes. Thus, the developed numerical model in this study could be a useful tool for the assessment of a conveyance of urban drainage system.

Development of Sewer Performance Management System in Seoul (서울시 하수관로 성능관리시스템 개발)

  • Shim, Jea Bum;Gang, Tae Hun;Ahn, Joo Young;Lee, Byong Ju
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.301-301
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    • 2022
  • 최근 우리나라는 지속적으로 국지성 집중호우 발생빈도와 총강우량이 증가하고 있다. 서울시와 같이 대부분의 지역이 도심지로 구성되어 있는 경우, 하천범람으로 인한 홍수피해 뿐만 아니라 하수관로의 성능부족으로 인해 침수가 빈번하게 발생하고 있다. 이에 서울시에서는 피해를 최소화하고 대응수준 향상을 위해 침수지역 및 통수능 부족 관로 예측이 가능한 서울시 하수관로 성능관리 시스템을 개발하여 활용하고 있다. 서울시 하수관로 성능관리시스템에서는 유역특성과 방류구를 기준으로 결정한 603개 소유역 단위로 하수관로에 관한 다양한 정보를 제공한다. 시스템은 소유역, 하수관로, 수방시설물, 방재성능 메뉴로 구성되어 있다. 소유역 메뉴에서는 603개 소유역별 제원정보, 하수관로 및 수방시설물 개수, 관측소 개수 등의 정보를 제공하며, 하수관로 메뉴에서는 소유역 내 600mm 이상의 관로 및 맨홀에 대한 제원정보를 제공하고, 수방시설물 메뉴에서는 소유역 내 빗물펌프장, 빗물저류조, 관측소에 대한 제원정보를 제공한다. 또한, 방재성능 메뉴에서는 총강우량, 기점수위, 빗물받이효율을 반영한 40개 시나리오 기반의 관로 단위 통수능 정보와 소유역 단위 침수 정보를 제공한다. 방재성능 및 침수정보 제공을 위해 분석모델은 1차원 관망해석에 SWMM(Storm Water Management Model)과 2차원 침수해석에 2DIS(2Dimension Inundation Solution)를 활용하였다. 적용자료는 서울시 내 600mm 이상의 우수관로체계, 빗물펌프장, 빗물저류조 등 수방시설물고, 5m 단위 고해상도 지형자료를 적용하였다. 서울시 하수관로 성능관리시스템은 현재 서울시 현업에서 활용 중에 있으며, 지속적인 운영과 개선을 통해 추후에는 하수관로 운영 및 관리의 효율성 증대와 데이터에 근거한 하수관로 정책입안과 하수관로 관련사업 추진이 가능할 것으로 기대된다.

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Design of Dam Spillway with One Dimensional Numerical Model (1차원 수치모형을 이용한 댐 여수로 설계)

  • Kim, Won;Han, Kun-Yeun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2006.05a
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    • pp.1737-1740
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    • 2006
  • 본 연구에서는 1차원 수치모형을 이용하여 댐 여수로에서 발생하는 흐름을 해석하였다. 본 연구에서 사용한 1차원 수치모형은 매우 복잡한 지형에 적용이 가능하며, 상류가 사류가 동시에 발생하거나 도수가 발생하는 흐름도 해석할 수 있는 모형이다. 이 모형은 해석해를 가지는 도수의 경우에 적용하여 검증된 바 있으며, 자연하천의 보에서 발생하는 불연속 흐름에 대해서도 적용된 바 있다. 또한 매우 불규칙한 자연하천에서 발생하는 흐름도 효과적으로 모의할 수 있다. 본 연구에서는 댐 여수로 흐름 해석을 평가하기 위해 단순화된 하도에서 발생하는 불연속 흐름에 대해 이론적인 해와 비교하였다. 또한 댐 수리모형 결과에 수치모형을 적용하여 빈도별로 발생하는 흐름을 해석하였다. 해석결과 여수로에서 발생하는 매우 작은 수심을 정확하게 모의하였으며, 여수로 직하류부에서 발생하는 도수의 발생위치, 발생 전후의 수위도 잘 모의하는 것으로 나타났다. 또한 여수로 및 도수 전후에 발생하는 유속도 정확하게 모의하는 것으로 나타났다. 또한 본 연구에서는 1차원 수치모형을 여수로 뿐만아니라 댐 상류 하천, 저수부, 여수로 접근수로, 여수로, 도수, 하류하천등으로 구성되는 전 구간의 흐름을 동시에 모의하기 적용하였다. 적용 결과 댐 저수지 상류 하천과 저수지, 저수지와 접근수로, 접근 수로와 여수로, 여수로와 도수, 도수 발생 후와 하류하천 등에서 복잡하게 형성되는 흐름을 동시에 잘 모의하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용한 1차원 수치모형을 이용하면 댐 여수로나 저수지, 연계되어 있는 상하류 하천에서의 흐름을 동시에 해석할 수 있기 때문에 향후 수리모형실험과 연계하여 댐 설계에 효율적으로 사용될 수 있을 것으로 전망된다.지는 것으로 평가되었다. 그러나 본 연구결과를 통하여 투수성 포장과 지하수에 관련된 매개변수의 집적과 분석결과는 현장기술 적용 시 매개변수의 유용한 선택과 도시유역의 물 순환 건전화 대안기술 적용에 효과적인 방법론을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.첨두홍수량을 저류하기 위해서 상대적으로 넓은 저류면적이 필요한 것으로 나타난다. 대등한 수위감소값의 홍수저감효과를 발휘하기 위해서 본 연구에서는 On-Line 저류지 면적은 Off-Line 저류지에 비 두배 이상이 필요한 것으로 보여졌다.들에 관한 정보는 종종 현장관측에서 조차 무시되는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 수질모형의 매개변수 중 특히 수리특성에 관련된 매개변수들이 수질에 미치는 영향을 파악하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 적용된 수질모형은 QualKo를 사용하였으며, 대상 하천은 낙동강 본류 경남구간 시점 부근인 회천 합류 전부터 낙동강 본류 경남구간 종점 부근인 밀양강 합류 전까지의 경남 오염총량관리 기본계획 시 구축된 모형 매개변수를 바탕으로 분석을 수행하였다. 일차오차분석을 이용하여 수리매개변수와 수질매개변수의 수질항목별 상대적 기여도를 파악해 본 결과, 수리매개변수는 DO, BOD, 유기질소, 유기인 모든 항목에 일정 정도의 상대적 기여도를 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 이로부터 수질 모형의 적용 시 수리 매개변수 또한 수질 매개변수의 추정 시와 같이 보다 세심한 주의를 기울여 추정할 필요가 있을 것으로 판단된다.변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감소하므로, 반전거래전략을 활용하는 경우 주식투자기간

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Orographic Precipitation Analysis with Regional Frequency Analysis and Multiple Linear Regression (지역빈도해석 및 다중회귀분석을 이용한 산악형 강수해석)

  • Yun, Hye-Seon;Um, Myoung-Jin;Cho, Won-Cheol;Heo, Jun-Haeng
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.42 no.6
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    • pp.465-480
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    • 2009
  • In this study, single and multiple linear regression model were used to derive the relationship between precipitation and altitude, latitude and longitude in Jejudo. The single linear regression analysis was focused on whether orographic effect was existed in Jejudo by annual average precipitation, and the multiple linear regression analysis on whether orographic effect was applied to each duration and return period of quantile from regional frequency analysis by index flood method. As results of the regression analysis, it shows the relationship between altitude and precipitation strongly form a linear relationship as the length of duration and return period increase. The multiple linear regression precipitation estimates(which used altitude, latitude, and longitude information) were found to be more reasonable than estimates obtained using altitude only or altitude-latitude and altitude-longitude. Especially, as results of spatial distribution analysis by kriging method using GIS, it also provides realistic estimates for precipitation that the precipitation was occurred the southeast region as real climate of Jejudo. However, the accuracy of regression model was decrease which derived a short duration of precipitation or estimated high region precipitation even had long duration. Consequently the other factor caused orographic effect would be needed to estimate precipitation to improve accuracy.

High-resolution Urban Flood Modeling using Cellular Automata-based WCA2D in the Oncheon-cheon Catchment in Busan, South Korea (셀룰러 오토마타 기반 WCA2D 모형을 이용한 부산 온천천 유역 고해상도 도시 침수 해석)

  • Choi, Hyeonjin;Lee, Songhee;Woo, Hyuna;Noh, Seong Jin
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.43 no.5
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    • pp.587-599
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    • 2023
  • As climate change increasesthe frequency and risk of flooding in major cities around theworld, the importance ofsimulation technology that can quickly and accurately analyze high-resolution 2D flooding information in large-scale areasis emerging. The physically-based approaches based on the Shallow Water Equations (SWE) often requires huge computer resources hindering high-resolution flood prediction. This study investigated the theoretical background of Weighted Cellular Automata 2D (WCA2D), which simulates spatio-temporal changes offlooding using transition rules and weight-based system, and assessed feasibility to simulate pluvial flooding in the urbancatchment, theOncheon-cheon catchmentinBusan, SouthKorea.Inaddition,the computation performancewas compared by applying versions using OpenComputing Language (OpenCL) andOpenMulti-Processing (OpenMP) parallel computing techniques. Simulationresultsshowed that the maximuminundation depthmap by theWCA2Dmodel cansimilarly reproduce historical inundation maps. Also, it can precisely simulate spatio-temporal changes of flooding extent in the urban catchment with complex topographic characteristics. For computation efficiency, parallel computing schemes, theOpenCLandOpenMP, improved the computation by about 8~14 and 5~6 folds respectively, compared to the sequential computation.

Estimating Quantiles of Extreme Rainfall Using a Mixed Gumbel Distribution Model (혼합 검벨분포모형을 이용한 확률강우량의 산정)

  • Yoon, Phil-Yong;Kim, Tae-Woong;Yang, Jeong-Seok;Lee, Seung-Oh
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.45 no.3
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    • pp.263-274
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    • 2012
  • Recently, due to various climate variabilities, extreme rainfall events have been occurring all over the world. Extreme rainfall events in Korea mainly result from the summer typhoon storms and the localized convective storms. In order to estimate appropriate quantiles for extreme rainfall, this study considered the probability behavior of daily rainfall from the typhoons and the convective storms which compose the annual maximum rainfalls (AMRs). The conventional rainfall frequency analysis estimates rainfall quantiles based on the assumption that the AMRs are extracted from an identified single population, whereas this study employed a mixed distribution function to incorporate the different statistical characteristics of two types of rainfalls into the hydrologic frequency analysis. Selecting 15 rainfall gauge stations where contain comparatively large number of measurements of daily rainfall, for various return periods, quantiles of daily rainfalls were estimated and analyzed in this study. The results indicate that the mixed Gumbel distribution locally results in significant gains and losses in quantiles. This would provide useful information in designing flood protection systems.

Development of lumped model to analyze the hydrological effects landuse change (토지이용 변화에 따른 수문 특성의 변화를 추적하기 위한 Lumped모형의 개발)

  • Son, Ill
    • Journal of the Korean Geographical Society
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    • v.29 no.3
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    • pp.233-252
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    • 1994
  • One of major advantages of Lumped model is its ability to simulate extended flows. A further advantage is that it requires only conventional, readily available hydrological data (rainfall, evaporation and runoff). These two advantages commend the use of this type of model for the analysis of the hydrological effects of landuse change. Experimental Catchment(K11) of Kimakia site in Kenga experienced three phases of landuse change for sixteen and half years. The Institute of Hydrology offered the hydrological data from the catchment for this research. On basis of Blackie's(l972) 9-parameter model, a new model(R1131) was reorganized in consideration of the following aspects to reflect the hydrological characteristics of the catchment: 1) The evapotranspiration necessary for the landuse hydrology, 2) high permeable soils, 3) small catchment, 4) input option for initial soil moisture deficit, and 5) othel modules for water budget analysis. The new model is constructed as a 11-parameter, 3-storage, 1-input option model. Using a number of initial conditions, the model was optimized to the data of three landuse phases. The model efficiencies were 96.78%, 97.20%, 94.62% and the errors of total flow were -1.78%, -3.36%, -5.32%. The bias of the optimized models were tested by several techniques, The extended flows were simulated in the prediction mode using the optimized model and the data set of the whole series of experimental periods. They are used to analyse the change of daily high and low-flow caused by landuse change. The relative water use ratio of the clearing and seedling phase was 60.21%, but that of the next two phases were 81.23% and 83.78% respectively. The annual peak flows of second and third phase at a 1.5-year return period were decreased by 31.3% and 31.2% compared to that of the first phase. The annual peak flow at a 50-year return period in the second phase was an increase of only 4.8%, and that in the third phase was an increase of 12.9%. The annual minimum flow at a 1.5-year return period was decreased by 34.2% in the second phase, and 34.3% in the third phase. The changes in the annual minimum flows were decreased for the larger return periods; a 20.2% decrease in the second phase and 20.9% decrease in the third phase at a 50-year return period. From the results above, two aspects could be concluded. Firstly, the flow regime in Catchment K11 was changed due to the landuse conversion from the clearing and seedling phade to the intermediate stage of pine plantation. But, The flow regime was little affected after the pine trees reached a certain height. Secondly, the effects of the pine plantation on the daily high- and low-flow were reduced with the increase in flood size and the severity of drought.

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