• 제목/요약/키워드: GRM 모형

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안동댐유역의 강우패턴과 유출반응의 관계 분석 (Analysis of relation between rainfall pattern and runoff response in Andong-dam catchment)

  • 김남원;신문주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.361-361
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    • 2018
  • 강우패턴이 유출반응에 미치는 영향을 분석하는 것은 수문연구에서 중요한 주제 중 하나이며 댐유역에 대해 기상 및 유출자료를 사용하여 이를 상세히 분석함으로써 이수기에 필요한 수자원을 예측 및 확보하는 것은 중요하다. 강우패턴이 유출반응에 미치는 영향을 상세히 분석하기 위해서는 댐유역의 상류부터 하류까지 많은 유출관측지점의 자료를 사용해야 하지만 상류의 소유역들은 대부분 미계측유역이라는 문제점이 있다. 본 연구에서는 자료공간확장 방법을 사용하여 미계측유역의 유출자료를 생성하고 이 자료들을 분석함으로써 강우패턴이 유출반응에 미치는 영향을 자세히 분석하였다. 먼저 안동댐유역내 관측유역인 안동댐, 도산, 소천유역을 대상으로 1989년부터 2009년까지의 기간 중 20개의 사상에 대하여 분포형 모형인 GRM 모형의 적용성을 조사하였으며 전반적으로 0.5 Nash-Sutcliffe 계수 이상의 타당한 모형효율성 결과를 얻었다. 그 후 자료공간확장 방법을 사용하여 안동댐 상류에 위치한 47개의 미계측 소유역들의 유출자료를 생성하였으며 세 관측유역을 포함한 총 50개 유역의 유출자료를 연구에 사용하였다. 그리고 총 50개 유역의 평균강우량 시계열 자료를 생성하고 이동평균방법을 사용하여 이 평균강우량 자료를 강우강도-지속시간 곡선으로 변환하였다. 강우패턴과 유출반응간의 관계를 분석하기 위해 합리식의 유출계수와 강우강도비율을 사용하였으며 유출계수와 강우강도비율을 계산하기 위해 유역별 도달시간을 사용하였다. 여기서 강우강도비율은 강우강도지속시간 곡선을 사용하여 첨두강우강도를 도달시간에 해당하는 평균강우강도로 나눠준 값이다. 그리고 이 유출계수와 강우강도비율을 유역면적에 대해 도시함으로써 그 경향을 조사하였다. 그 결과 20개 사상은 유출계수, 강우강도비율과 유역면적을 사용하여 물리적으로 타당한 네 가지의 타입으로 분류될 수 있었다. 이 네 가지 타입은 강우의 이동 및 분포와 상관이 있었는데 첫번째 타입은 안동댐 유역전체에 강우가 거의 등분포하는 경우, 두 번째는 강우가 유역의 상류방향으로 이동하는 경우, 세 번째는 강우가 유역의 하류방향으로 이동하는 경우, 그리고 네 번째는 강우가 유역에 무작위로 분포하는 경우였다. 이것은 어떠한 사상에 대해서도 유출계수와 강우강도비율을 유역면적에 대해 도시함으로써 강우패턴과 유출간의 관계를 분석할 수 있다는 것을 나타낸다. 그리고 이 네 가지 타입에 대한 강우사상들의 비율은 각각 65%, 20%, 10%, 그리고 5% 였다. 이 타입별 강우사상의 비율은 향후 강우-유출관계에 의한 수자원 예측 및 확보에 활용될 수 있다.

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유출계수를 이용한 호우가 홍수에 미치는 영향 분석 (Analysis of storm effects on floods using runoff coefficient)

  • 김남원;신문주
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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    • pp.265-265
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    • 2016
  • 호우가 홍수에 미치는 영향의 분석은 수문현상을 이해하고 수공구조물을 설계하는데 반드시 필요한 절차이다. 호우가 홍수에 미치는 영향을 분석하기 위해서 독립된 소유역부터 비독립된 대유역까지 홍수량을 계산하고 그 상관성을 이해해야 하지만 상류쪽의 소유역의 경우 관측자료의 부재가 빈번하여 이러한 전반적인 분석이 쉽지 않다. 그리고 소유역과 대유역의 홍수특성을 연관지어 분석하기 위해서는 비교가능한 홍수특성을 추출해야 하며 이러한 일관된 잣대를 사용한 홍수분석은 중요하다. 본 연구에서는 소유역의 자료부재를 보완하기 위해 자료공간확장 방법을 제안하고 이를 통하여 안동댐 유역내 총 50개 지점의 홍수 시계열자료를 생성하였다. 자료공간확장 방법으로써, 안동댐유역의 1989년부터 2009년까지의 자료의 질이 좋은 20개의 사상을 추출하였고 안동댐유역 내에 위치한 안동댐, 도산, 소천의 수위관측지점의 관측유량자료에 대해 분포형 모형인 GRM 모형의 매개변수를 시행착오법으로 동시에 보정하여 한 개셋의 최적 매개변수를 추정하였다. 이때 모의결과를 평가하기 위하여 Nash-Sutcliffe (NS) 계수를 사용하였으며 20갯 사상의 세군데 관측수위지점에 대해서 모의결과가 전반적으로 0.5 NS 계수 이상으로써 만족할 만한 결과를 얻었다. 이 추정된 매개변수는 47개의 추가적인 관심지점의 유출모의에 사용되었으며 이렇게 모의된 유출시계열 자료는 관측시계열 자료로 가정하여 사용하였다. 이렇게 공간확장되어 생성된 시계열 자료는 이동평균방법을 사용하여 홍수강도-지속시간 곡선으로 변환되었고 50개 유역의 평균강우량 시계열 자료 또한 같은 밥법을 사용하여 강우강도-지속시간 곡선으로 변환되었다. 50개 유역의 비교가능한 일관된 홍수특성을 추출하기 위해 비유량법의 유출계수를 계산하였다. 유출계수를 계산하기 위해 유역별 도달시간을 계산하였으며 이 도달시간에 해당하는 강우강도를 추출하였다. 그리고 유역별 첨두 홍수강도를 유역별 도달시간에 해당하는 강우강도로 나눠줌으로써 유역별 유출계수를 계산하였고 이 유출계수를 유역면적에 대해 도시함으로써 그 경향을 조사하였다. 조사 결과 유역면적이 $100km^2$ 이상으로써 상류에서 하류방향으로 유역이 중첩되면서 증가하는 비독립적인 유역들의 경우 유역면적이 증가함에 따라 유출계수가 작아지거나 커지는 어떠한 경향을 보였다. 하지만 유역면적이 $100km^2$ 이하로써 독립적인 소유역의 경우 유역면적이 증가함에 따라 유출계수는 무작위로 분포되었다. 이것은 비독립적인 유역의 경우에는 호우가 홍수에 어떠한 일관된 영향을 미치나 각각 독립된 소유역의 경우에는 일관된 영향을 미치지 않음으로써 지역화방법에 의한 독립된 인근 미계측유역의 유출추정은 그 신뢰성이 높지 않다는 것을 의미한다.

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대학생용 학업참여 척도(UWES-S)의 타당화: 학업동기, 참여 및 만족도의 구조적 관계 (A Validating Academic Engagement as a Multidimensional Construct for Korean College Students: Academic Motivation, Engagement, and Satisfaction)

  • 추헌택;손원숙
    • 한국심리학회지:학교
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    • 제9권3호
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    • pp.485-503
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 학업수행과 성취결과에 주요한 예측변인 중 하나인 학업참여(academic engagement)를 측정하는 UWES-S(Utrecht Work Engagement Scale-Student)(Schaufeli et al., 2002a; 2002b) 척도를 타당화 하고, 학업참여와 학업동기 및 학업 만족도 간의 구조적인 관계를 파악하는 것이다. 본 연구의 타당화 표본은 우리나라 대학생들로써, 예비검사 285명, 본검사 366명으로 구성되었고, 그 절차는 다음과 같다. 첫째, UWES-S의 17개 문항에 대한 기술통계치 검토 및 척도의 요인구조 탐색을 위한 탐색적 요인분석을 실시하였다. 둘째, 문항의 심리측정학적 특성을 검토하기 위하여 등급반응모형에 기반한 문항 특성치를 추정하였다. 셋째, 척도의 내적타당도를 검증하기 위해 확인적 요인분석이 실시되었으며, 외적 타당도 확보를 위해서는 학업동기 및 학업만족 변인을 포함한 구조방정식 모형이 활용되었다. 이에 따른 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 예비검사의 자료를 활용한 기술통계치 검토 및 탐색적 요인분석 결과 3요인 구조가 지지되었으며, 4개의 문항이 제거된 최종 13개 문항이 제안되었다. 둘째, 등급반응모형에 의해서 추정된 문항 특성치들을 검토한 결과, 최종 문항의 양호도는 수용 가능한 수준이었고, 또한 학업참여 척도의 3요인 모형(열정, 헌신, 몰두)은 자료에 잘 부합하는 것으로 나타났다. 또한 외적타당도 검증 결과, 학업참여는 학업동기와 학업만족을 부분매개 하는 것으로 나타났다. 마지막으로 본 연구에서 타당화 된 대학생용 UWES-S와 기존에 타당화 된 고등학생용 UWES-S(추헌택, 손원숙, 2011)와의 차이점을 논의하고, 표본별 학업참여 구인의 동등성 검증의 필요성 및 추후 척도 타당화 연구를 위한 제언을 포함하였다.