• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.45 no.3
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• pp.253-262
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• 2012

The objectives of this study are to suggest the method for estimation of sub-daily extreme rainfall under climate change using scale properties and to assess the application in the 6 major weather stations including Seoul site. First, the proposed method was assessed by past observations. As the results, absolute relative errors of probability rainfall quantiles estimated by frequency analysis and scale property method show approximately 10% in the all durations. And as the result of application climate scenario, absolute relative errors of rainfall quantiles between two method show approximately 20%. From the results, the scale property method on this study will be derive as the reliable results.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.156-156
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• 2021

본 연구는 지역빈도해석을 기반으로한 인공신경망 모델과 기존에 널리 사용되는 방법인 홍수지수법의 성능을 몬테카를로 시뮬레이션을 이용하여 평가하였다. 컴퓨터 기술이 발달함에 따라 인공지능에 대한 접근성이 좋아지며 수문학을 포함한 다양한 분야에 적용되고 있다. 인공지능을 이용하여 강수량 및 유량 등 다양한 수문자료에 대한 예측이 이루어지고 있으나 빈도해석에 관한 연구는 비교적 적다. 본 연구에서 사용된 인공 지능 모델은 대상 지점의 지형학적 자료와 수문학적 자료를 이용하여 인공신경망을 통해 지점의 확률강우량(QRT-ANN) 및 확률분포형의 매개변수 (PRT-ANN)를 추정한다. 지형학적 자료로는 위도, 경도 그리고 고도가 사용되었으며 수문학적 자료로는 대상 지점의 최근 30년 일일연최대강우량을 사용하였다. 지역빈도해석의 정확도는 지역 내 통계적 특성이 비슷한 지점들이 포함되면 될수록 높아진다. 통계적 특성으로는 불일치 척도, 이질성 척도, 적합성 척도가 있으며 다양한 조건의 통계적 특성에 따른 세 개의 지역빈도해석 방법의 성능을 평가하고자 하였다. 대상 지역 내 n개의 지점이 있다고 가정하였을 때, 홍수지수법의 경우 n-1개의 지점으로 추정한 지역 성장곡선을 이용하여 나머지 1개 지점의 확률강우량을 산정할 수 있으며 인공신경망 모델들 또한 n-1개 지점들의 자료를 이용하여 모델을 구축한 뒤 나머지 지점의 확률강우량 및 확률분포형의 매개변수를 예측할 수 있다. PRT-ANN의 경우 예측된 매개변수를 이용하여 확률강우량을 산정하며 시뮬레이션 시행마다 발생시킨 자료의 지점빈도해석 결과에 대한 나머지 세 방법의 평균 제곱근 상대오차 (Relative root mean square error, RRMSE)를 계산하였다. 몬테카를로 시뮬레이션을 이용한 성능 분석을 통하여 관측값의 다양한 통계적 특성에 맞는 지역빈도해석 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.327-331
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• 2012

본 연구에서는 실무에서 적용하고 있는 매개변수 산정방법인 L-moment 방법과 자료계열의 이상치를 고려하여 수정 제시된 TL-moment 방법을 비교 분석하여 빈도해석을 수행하는 경우, 보다 효율적인 매개 변수 산정방법으로 수공구조물 설계 및 재난방재계획에 합리적인 기준을 제시하고자 하였다. 산정방법의 비교를 위하여 서울특별시를 대상으로 강우자료를 수집하였으며, 국내 강우에 적합한 확률분포형으로 선정되어 있는 Gumbel 분포형에 적용하여 모멘트와 확률강우량을 산정하였다. 또한, 산정된 모멘트와 지속기간 25개, 재현기간 8개년의 확률강우량을 비교하여 타당성을 검토하였다. 본 연구의 수행으로 TL-moment 방법에 의한 모멘트의 변동폭이 L-moment 방법 보다 작게 산정되었으며, 산정된 확률강우량의 비교에서 이 상치의 보정이 확인되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.232-232
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• 2022

1차원 관망해석모형과 2차원 지표면범람 해석모형을 이용한 도시지역의 실시간 홍수예·경보시스템 구축은 모형의 모의에 많은 시간이 소요되므로 한계가 있다. 또한, 연구유역에서 시나리오 강우에 대해 침수를 유발시키는 한계강우량을 1-2차원 모형의 시행착오법을 적용한 반복적인 수행을 통해 산정하는 것은 비효율적인 방법이다. 따라서, 본 연구에서는 이에 대한 해결책으로 로지스틱 회귀를 이용하여 배수분구별 침수 발생기준 강우량을 산정하고자 한다. 침수 발생 한계강우량 산정을 배수분구 단위로 제시하기 위하여 로지스틱 회귀분석을 이용하였다. 풍수해저감종합계획(2015)과 침수흔적도를 이용하여 배수분구 별 침수이력에 대한 데이터베이스를 구축하고, 이를 1-2차원 수리해석을 통한 침수심과 함께 로지스틱 회귀모형에 학습하였다. 지속시간 1시간, 10mm 강우부터 500년 빈도의 Huff 3분위 시나리오 17개를 사용하여 확률강우량을 산정하였고, 이를 1-2차원 수리해석을 위한 입력자료로 사용하였다. EPA-SWMM을 통한 1차원 도시유출해석과 FLO-2D를 통한 2차원 침수해석에서 20cm 이상의 침수심이 발생하거나 지상관측자료, 침수흔적도 및 풍수해저감종합계획에서 실제 침수가 발생했을 경우를 1, 그렇지 않은 경우를 0으로 하여 데이터베이스를 구축하여 로지스틱 회귀모형에 학습시켜 침수 발생 한계강우량을 산정하였다. 로지스틱 회귀분석을 통해 서울시 지역의 배수분구별 한계강우량을 산정할 수 있으며, 지속적으로 관측되는 강우 및 침수 발생 유무 자료를 추가함으로써 산정된 침수 한계강우량을 상회하는 강우 사상이 나타났을 시에 침수 발생 유무를 확인하여 본 연구에서 제안한 방법에 대해 검증이 가능할 것으로 보인다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.41 no.9
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• pp.873-884
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• 2008

In this study, rainfall quantile was estimated using scale invariance property of rainfall data with different durations and the applicability of such property was evaluated for the rainfall data of South Korea. For this purpose, maximum annual rainfall at 22 recording sites of Korea Meteorological Administration (KMA) having relatively long records were used to compare rainfall quantiles between at-site frequency analysis and scale invariance property. As the results, the absolute relative errors of rainfall quantiles between two methods show at most 10 % for hourly rainfall data. The estimated quantiles by scale invariance property can be generally applied in the 8 of 14 return periods used in this study. As an example of down-scaling method, rainfall quantiles of $10{\sim}50$ minutes duration were estimated by scale invariance property based on index duration of 1 hour. These results show less than 10 % of absolute relative errors except 10 minutes duration. It is found that scale invariance property can be applied to estimate rainfall quantile for unmeasured rainfall durations.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.323-327
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• 2004

우리나라의 경우 짧은 자료기간으로 인해 지점빈도해석에 의한 확률강우량 추정시 불확실성이 커지는 문제가 있어 지역빈도해석의 적용이 필요하다. 본 인구에서는 지역빈도해석 기법의 하나인 FORGEX 기법을 우리나라 강우자료에 적용하였다. 전국의 82개 기상청 산하 관측지점의 자료로부터 지속기간별 연최대 강우 자료를 추출하였으며, FORGEX 기법의 절차애 따라 확률강우량을 계산하고자 하는 지점을 중심으로 네트워크를 구성하였다 Netmax 계열을 이용하여 긴 재현기간에 내한 안정된 확률강우량을 추정할 수 있는 성장곡선을 유도할 수 있었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1980.08a
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• pp.15-22
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• 1980

본 연구는 도시하천 및 하수도 개수계획상에 필요한 계획강우량 설정방법을 지역빈도해석으로 논하였다. 즉 장기간 일우량치를 보유하고 있는 지점에 대하여 전국을 지형인자와 수문학적 인자를 고려하여 4개의 권역으로 구분하고, 각권역별 24시간 확률강우량치와 장·단기간(18,12,6,4,2,1시간) 확률강우량치와의 상관해석을 실시하여 회귀직선식을 개발 제시하고 그 실용화를 위해 도시하였다. 또한 지역빈도해석에 의한 결과와 기왕의 식과를 비교검토하여 본 연구결과의 활용을 제안하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.9
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• pp.789-799
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• 2010

The objective of this study is to suggest an approach for estimating probability rainfall using climate scenario data based GCM and to analyze changes of flood characteristics like probability rainfall, flood quantile and flood water level under climate change. The study area is Namhan river basin. Probability rainfalls which is taken 1440 minutes duration and 100-year frequency are estimated by using IPCC SRES A2 climate change scenario for each time period (S0: 1971~2000; S1: 2011~2040; S2: 2041~2070; S3: 2071~2100). Flood quantiles are estimated for 17 subbasins and flood water level is analyzed in the main channel from the downstream of Chungju dam to the upstream of Paldang dam. Probability rainfalls, peak flow from flood quantile and water depth from flood water level have increase rate in the range of 13.0~15.1 % based S0 (142.1 mm), 29.1~33.5% based S0 ($20,708\;m^3/s$), 12.6~13.6% in each S1, S2 and S3 period, respectively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.168-168
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• 2022

최근 인간의 인위적인 활동으로 인하여 대기 중 온실가스의 배출량이 급격히 증가하였고, 이에 따라 전 세계적인 지구온난화로 인한 이상기후가 발생하고 있다. 특히, 홍수, 가뭄, 태풍 등 극한 수문 현상들의 변화가 두드러지게 나타나고 있으며, 강우 특성의 변화는 극한 수문 현상의 직접적인 요인으로 작용한다. 현재 확률강우량을 추정하는 가장 보편적인 방법은 과거 강우 자료를 바탕으로 빈도해석을 수행하고 있으며, 지속기간별로 산정한 확률강우량은 강우강도-지속기간-빈도(Intensity-Duration-Frequency, IDF)곡선으로 유도하여 수공구조물 설계에 사용되고 있다. 그러나 기후변화의 영향으로 집중호우와 잦은 홍수로 인한 피해가 증가함에 따라 과거 강우자료를 바탕으로 확률강우강도를 활용하여 확률 강우량을 추정하는 것이 매우 어려워졌다. 따라서, 본 연구에서는 1975년도부터 2020년도까지의 현재기간 모의자료, 2021년도부터 2100년도까지의 미래 강우자료와 기후변화 시나리오인 RCP 4.5와 RCP 8.5를 활용한다. 또한, 부산지역을 대상으로 비정상성 GEV 모형을 활용하여 지역빈도해석을 수행하였고, 미래 설계강우량 산정을 위한 비정상성 IDF곡선을 유도하여 분석하고자 한다.

• Journal of Wetlands Research
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• v.13 no.1
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• pp.53-66
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• 2011

We estimated the expected flood damage considering uncertainty which is involved in hydrologic processes and data. Actually, this uncertainty represents a freeboard or safety factor in the design of hydraulic structures. The uncertainty was analyzed using Bootstrap method, and SIR algorithm then the frequency based rainfalls were estimated for each method of uncertainty analysis. Also the benefits for each uncertainty analysis were estimated using 'multi-dimensional flood damage analysis(MD-FDA). As a result, the expected flood damage with SIR algorithm was 1.22 times of present status and Boostrap 0.92 times. However when we used SIR algorithm, the likelihood function should be selected with caution for the estimation of the expected flood damage.