• 한국농공학회논문집
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• 제60권6호
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• pp.121-131
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• 2018

Climate change has caused changes in environmental factors that have a direct impact on agriculture such as temperature and precipitation. The meteorological disaster that has the greatest impact on agriculture is drought, and its forecasts are closely related to agricultural production and water supply. In the case of terrestrial data, the accuracy of the spatial map obtained by interpolating the each point data is lowered because it is based on the point observation. Therefore, acquisition of various meteorological data through satellite imagery can complement this terrestrial based drought monitoring. In this study, Evaporative Stress Index (ESI) was used as satellite data for drought determination. The ESI was developed by NASA and USDA, and is calculated through thermal observations of GOES satellites, MODIS, Landsat 5, 7 and 8. We will identify the difference between ESI and other satellite-based drought assessment indices (Vegetation Health Index, VHI, Leaf Area Index, LAI, Enhanced Vegetation Index, EVI), and use it to analyze the drought in South Korea, and examines the applicability of ESI as a new indicator of agricultural drought monitoring.

• 한국환경과학회지
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• 제29권11호
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• pp.1099-1108
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• 2020

In this study, the capacity of supplying agricultural water to 13 districts was analyzed by calculating the necessary water supply for the arable land of Gunwi-gun and examining the capacity of supplying water to reservoirs, streams, pumping stations, collection sites, and groundwater wells in Gunwi-gun. As a result, among the 13 districts the second district was found to be short of water by 1.2×10⁶ tons/year. In general, local governments establish drought measures by selecting drought disaster risk zones. While selecting drought-risk areas, some water-poor areas that do not have water sources should be selected, even if the entire area has a sufficient water supply. The water-supply evaluation at the regional level was insufficient for locating areas without water sources, but most areas with water sources, such as streams, reservoirs, and pumping stations, were found to have no shortage of water. To locate water shortage areas without water sources, GIS analysis conducted a field survey of areas with a distance of 4 or less than that of water sources analyzed by GIS analysis. Sixty-nine sites in 13 districts were selected for the on-site survey and six areas of water shortage were identified in areas other than the second district.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권3호
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• pp.195-207
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• 2024

본 연구는 전남지역 지역을 대상으로 과거에 발생했던 주요 가뭄사상을 선정하여 기상학적 가뭄과 수문학적 가뭄 발생 메커니즘을 분석하였다. 강우량 및 댐저수량을 입력자료로 일단위의 가뭄지수를 산정하였으며 기상학적 가뭄에서 수문학적 가뭄으로의 가뭄전이특성을 분석하였다. 최근에 전남지역에서 발생하여 심각한 피해를 야기한 2022~23년의 가뭄 특성을 평가하였으며, 과거에 발생했던 가뭄과 비교하면, 수문학적 가뭄의 지속기간은 2017~2018년 다음으로 장기간인 334일 지속되었고, 가뭄 심도는 -1.76으로 가장 심각한 것으로 평가되었다. 또한, 기상학적 가뭄지수인 SPI (Standardized Precipitation Index)와 수문학적 가뭄지수인 SRSI(Standardized Reservoir Storage Index)를 연계분석한 결과, 수문학적 가뭄 대응을 위한 SPI(6)의 선행적 활용방안을 제시할 수 있었다. 더우기, SRSI와 SPI(12)의 가뭄감시의 유사성을 통하여 미계측 유역의 수문학적 가뭄감시에 SPI(12)의 적용가능성도 확인하였다. 본 연구결과를 통하여 여름철 우기에 발생하는 장기간의 건조현상은 심각한 수준의 수문학적 가뭄으로의 전이가 될 수 있음을 확인했다. 따라서 선제적 가뭄대응을 위해서는 다양한 가뭄지수 실시간 모니터링 결과를 활용하고, 기상-농업-수문학적 가뭄으로의 전이현상을 이해하여 충분한 대응기간을 확보할 필요가 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권3호
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• pp.291-302
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• 2024

가뭄 전이는 기상학적 가뭄이 오랜기간 지속되어 수문학적 가뭄으로 발달하는 현상으로 가뭄 전이 사상은 비전이 가뭄사상보다 지역에 큰 피해를 야기한다. 기존에 수행된 가뭄 전이 연구들은 주로 상관분석을 통해 지체시간을 파악하고 있으며, 가뭄 전이 및 비전이 사상 간의 피해 양상을 비교하는 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 충청권역 시군구 단위의 가뭄지수를 활용하여 기상학적 및 수문학적 가뭄간의 중복전이 및 풀링전이를 고려하여 가뭄 전이 여부를 판단하고, 가뭄의 전이 특성(풀링, 감쇠, 지체, 연장)을 분석하였다. 분석 결과 충청북도 충주시에서 2010년 기상학적 가뭄(비전이 사상)이 발생하였으나, 가뭄 피해는 발생하지 않았다. 하지만, 2017-2018년에 발생한 가뭄은 기상학적 가뭄이 수문학적 가뭄으로 전이되면서 심도는 약하지만 지속기간이 길어짐에 따라 가뭄으로 인한 피해가 발생하였다. 이와 비슷하게 2017년 청양군에서는 기상학적 가뭄(비전이 사상)이 발생하였으나, 가뭄 피해는 발생하지 않았다. 하지만, 바로 인접지역인 부여군에서는 동일한 기간에 비슷한 크기의 기상학적 가뭄이 수문학적 가뭄으로 전이되어 가뭄으로 인한 피해가 발생하였다. 본 연구를 통해 비전이 사상보다 전이 사상에서 피해가 심각한 것을 확인하였으며, 이러한 결과는 지역에 적합한 가뭄 대응 정책을 수립하는데 기초자료로 활용할 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1203-1210
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• 2020

가뭄은 다양한 수문학적 또는 기상학적 인자들이 복합적으로 작용하여 발생하기 때문에 가뭄의 사상을 정확히 평가하는 것은 어려운 일이나, 이를 정량적으로 해석하기 위해 다양한 가뭄지수들이 개발되어 왔다. 하지만 현재 활용중인 가뭄지수들은 단일변량의 부족량을 통해 산정되며, 복합적인 원인으로 발생하는 가뭄의 사상을 정확히 판단하지 못하는 문제가 있다. 단순 단일변량의 부족을 가뭄이라고 판단하기는 어렵기 때문이다. 최근에는 빅데이터 분석에서 많이 활용되고 있는 비정형 데이터를 활용하여 지수를 개발하는 연구들이 타 분야에서 진행되고 있으며 우수성이 입증되고 있다. 따라서 본 연구에서는 기존 가뭄지수에 활용 중인 기상 및 수문정보(강수량, 댐 유입량)에 각각 비정형 데이터(뉴스데이터)를 결합하여 가뭄지수를 산정하고, 산정된 가뭄지수의 검증을 통해 가뭄해석의 활용성을 평가하고자 한다. 결합가뭄지수 산정을 위해 Clayton Copula 함수를 활용하였으며, 매개변수 추정은 교정방법을 이용하였다. 분석결과, 기존의 가뭄지수(SPI, SDI)보다 비정형 데이터를 결합한 가뭄지수가 가뭄기간을 적절히 재현하는 것으로 나타났다. 또한 Receiver Operating Characteristic (ROC) score가 기존의 가뭄지수들보다 높게 산정되어 가뭄해석에 있어 활용성이 우수하였다. 본 연구에서 산정된 결합가뭄지수는 기존 단일변량 가뭄지수의 해석적 한계를 보완하고 비정형데이터를 활용한 가뭄지수의 활용성이 우수하다는 점에서 활용성이 높다고 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제24권3호
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• pp.351-359
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• 2010

최근 들어, 기상이변 및 국지성 집중호우로 인한 침수피해가 계속적으로 발생하고 있다. 따라서 재해 피해 저감을 위한 대책을 수립할 시에 풍수해 관리 분야에 있어 대부분이 홍수피해에 집중되고 있는 실정이다. 그러나 가뭄 재해 또한 홍수피해에 못지 않은 규모의 피해를 발생시키고 있으며, 가뭄 피해는 그 발생빈도가 아직 크지 않으나 점차 증가하고 있다는 부분에 주목할 필요가 있다. 강원도 태백시는 2008년 가을부터 2009년 봄까지 심한 가뭄 피해를 입어 심각한 물부족에 시달린 중요한 예시이다. 따라서 본 연구에서는 이 지역에 대한 물 부족 요인을 파악하기 위하여 수문기상학적 분석을 통한 가뭄빈도를 분석하였으며, 광역상수도 공급원인 광동댐의 운영과 수요-공급 분석을 통하여 물 부족 원인에 대하여 분석하였다. 그 결과, 갈수우량의 빈도 분석을 통한 태백지역 가뭄은 20년 빈도에 해당하는 것으로 나타났으며, 이를 바탕으로 광동댐 저수지에는 저수율이 약 52% 만 확보 가능한 것으로 나타났다. 또한, 갈수기의 강우량은 평년에 비하여 작게 발생하였다. 그러나 피해 발생 시 태백시의 상수도 수요는 평년에 비하여 많았던 것으로 판단되었다. 본 연구를 통하여, 가뭄시 물 부족 원인을 분석하였으며, 이는 가뭄시 물 부족 대책 마련을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권10호
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• pp.877-885
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• 2016

본 연구에서는 기상학적 가뭄지수인 표준강수지수(Standardized Precipitation Index, SPI)를 이용하여 우리나라 전역에 대한 가뭄예측의 시공간적인 평가를 수행하였다. 또한 다층 퍼셉트론 인공신경망(Multi Layer Perceptron-Artificial Neural Network, MLP-ANN) 예측 기법을 이용하여 SPI(3), (6)에 대한 선행예보시간별 가뭄 예측을 실시하였다. 입력 자료는 기상청 산하의 59개 관측소에서 관측된 기상자료를 활용하였고, 관측자료 기간은 1976~2015년이다. 예측 모델의 성능평가는 기준점(Threshold)에 따른 가뭄 발생유무와 같은 이진분류 혼동행렬을 구성하여 Receiver Operating Characteristics (ROC) score와 조건부 확률에 따른 F score를 산정하여 예측 성능평가를 수행하였다. 예측성능에 대한 ROC 분석결과 다층 퍼셉트론 인공신경망(MLP-ANN) 모형을 적용한 가뭄예측성능이 매우 우수한 것으로 나타났으며, SPI (3)은 2개월, SPI (6)는 5개월 정도의 선행예측이 충분히 가능한 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권8호
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• pp.617-628
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• 2021

가뭄은 심각한 사회적 경제적 손실을 초래하는 주요 자연재해이다. 지역 가뭄 예측은 가뭄 대비에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 본 연구에서는 한반도 동남부 부산-울산-경남 지역에서 1981년부터 2020년까지 10개 관측소의 과거 가뭄지수 및 기상 관측자료를 사용하여 가뭄을 예측하는 새로운 기계학습모델을 제안한다. 베이지안 최적화기법을 이용하여 하이퍼 파라미터가 튜닝된 Random Forest, XGBoost, Light GBM 모델을 구축하여 1개월 뒤의 6개월 시간 척도의 증발 수요 가뭄지수를 예측하였다. 단일 지점별 모델과 지역 모델을 각각 구성하여 모델 성능을 비교하였다. 또한 지역 모델을 기반으로 개별 지점의 자료에 대해 미세조정된 모델을 구성하여 모델 성능을 높일 가능성을 살펴보았다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.1-9
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• 2020

가뭄은 한번 발생하면 사회·경제·산업 활동 등 인간의 생활 전반에 걸쳐 영향을 미치게 된다. 이러한 가뭄 등의 자연 재해로부터 국민의 생명과 재산을 보호하는 것은 국가의 중요한 책무이다. 현재 우리나라 저수지의 약 75.7%는 준공 후 50년 이상 경과된 노후 저수지이며, 이로 인한 토사 퇴적 등의 영향으로 제원정보 대비 저수능력이 부족할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 자율항법 무인측량선을 활용하여 노후 저수지 10개소에 대해 저수용량을 분석하고, 과거 경험적 공식에 의해 추정된 퇴사량과 비교·분석하였다. 분석 결과 6개 저수지는 제원정보 대비 약 16.2% ~ 55.3%의 저수용량이 감소하였으며, 4개 저수지는 제원정보 대비 약 1.5% ~ 380.2%의 저수용량이 증가하였다. 실제 측량 결과와 경험적 공식에 의한 퇴사량 비교·분석 결과 어린지와 용포 저수지는 유역면적만을 활용한 윤용남 공식(1982), 대곡과 우곡2, 오치 저수지는 유역면적과 유역경계의 총 연장, 유료연장을 매개변수로 활용한 서승덕(1988) 공식이 가장 유사하게 추정되었다. 연구 결과는 저수지 노후화에 따른 퇴적 증감폭과 같이 저수지의 효율적인 운영·관리를 위해서는 지속적인 측량이 필요함을 제안하였다.

• 상하수도학회지
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• 제29권3호
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• pp.381-393
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• 2015

This study is carried out in order to propose a drought risk assessment methodology. This methodology is required to deal with practical questions that a variety of stakeholder often raise in the course of discussions on mitigation measures. With a focus on the socioeconomic aspect of drought, more particularly, residents' hardship from water scarcity, it suggests basic concepts and a system of methods in order to assess hazard, exposure, vulnerability and risk. The case study shows a considerable possibility of the methodology in evaluating potential levels of damages in a certain area, in identifying the boundary of districts where risk is disproportionately concentrated, and also in understanding the underlying risk factors of those districts. The authors think that the proposed methodology is able to offer risk information in terms of socioeconomic damages, and therefore contribute to reducing information gaps that policy-makers are currently encountered with.