• 대기
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• 제24권4호
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• pp.457-470
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• 2014

Thermodynamic conditions related with localized torrential rainfall in the middle west region of Korean peninsula are examined using radar rain rate and radiosonde observational data. Localized torrential rainfall events in this study are defined by three criteria base on 1) any one of Automated Synoptic Observing System (ASOS) hourly rainfall exceeds $30mmhr^{-1}$ around Osan, 2) the rain (> $1mmhr^{-1}$) area estimated from radar reflectivity is less than $20,000km^2$, and 3) the rain (> $10mmhr^{-1}$) cell is detected clearly and duration is short than 24 hr. As a result, 13 cases were selected during the summer season of 10 years (2004-13). It was found that the duration, the maximum rain area, and the maximum volumetric rain rate of convective cells (> $30mmhr^{-1}$) are less than 9hr, smaller than $1,000km^2$, and $15,000{\sim}60,000m^3s^{-1}$ in these cases. And a majority of cases shows the following thermodynamic characteristics: 1) Convective Available Potential Energy (CAPE) > $800Jkg^{-1}$, 2) Convective Inhibition (CIN) < $40Jkg^{-1}$, 3) Total Precipitable Water (TPW) ${\approx}$ 55 mm, and 4) Storm Relative Helicity (SRH) < $120m^2s^{-2}$. These cases mostly occurred in the afternoon. These thermodynamic conditions indicated that these cases were caused by strong atmospheric instability, lifting to overcome CIN, and sufficient moisture. The localized torrential rainfall occurred with deep moisture convection result from the instability caused by convective heating.

• 상하수도학회지
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• 제26권2호
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• pp.321-329
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• 2012

In this study, statistical analysis under both stationary and non-stationary climate was conducted for rainfall data measured in Seoul. Generalised Extreme Value (GEV) distribution and Gumbel distribution were used for the analysis. Rainfall changes under the non-stationary climate were estimated by applying time variable (t) to location parameter (${\xi}$). Rainfall depths calculated in non-stationary climate increased by 1.1 to 6.2mm and 1.0 to 4.6mm for the GEV distribution and gumbel distribution respectively from those stationary forms. Changes in annual maximum rainfall were estimated with rate of change in the location parameter (${\xi}1{\cdot}t$), and temporal changes of return period were predicted. This was also available for re-evaluating the current sewer design return period. Design criteria of sewer system was newly suggested considering life expectance of the system as well as temporal changes in the return period.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.171-183
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• 2011

Temporal and spatical surface runoff by heavy rainfall during 25~28 July, 2011 causing urban flooding at Seoul were analyzed using Long-Term Hydrologic Impact Assessment (L-THIA). L-THIA was calibrated for 1988~1997 and validated for 1998~2007 using monthly observed data at Hangangseoul watershed which covers 90 % of Seoul city. As a results of calibration and validation of L-THIA at Hangangseoul watershed, Nash-Sutcliffe coefficients were 0.99 for calibration and 0.99 for validation. The simulated values were good agreement with observed data and both calibrated and validated levels were "very good" based on calibration criteria. The calibrated curve number (CN) values of residential and other urban area represented 87 % and 93 % of impervious area, respectively, which were maximum percentage of impervious area. As a result of L-THIA application at Seoul city during 25~28 July, 2011, most of rainfall (54 %, 287.49 mm) and surface runoff (65 %, 247.32) were generated at 27 July, 2011 and a significant amount of rainfall and surface runoff were occurred at southeastern Seoul city. As a result of bi-hourly spatial and temporal analysis during 27 July, 2011, surface runoff during 2:00~4:00 and 8:00~10:00 were much higher than those during other times and surface runoff located at Seocho-gu during 6:00~8:00 represented maximum value with maximum rainfall intensity which caused landslide from Umyun mountain.

• 한국농공학회논문집
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• 제59권1호
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• pp.81-96
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• 2017

Along with climate change, it is reported that the scale and the frequency of extreme climate events (e.g. heavy rain, typhoon, etc.) show unstable tendency of increase. In case of Korea, also, the frequency of heavy rainfall shows increasing tendency, thus causing natural disaster damage in downtown and agricultural areas by rainfall that exceeds the design criteria of hydraulic structures. In order to minimize natural disaster damage, it is necessary to analyze how extreme precipitation event changes under climate change. Therefore a new design criteria based on non-stationarity frequency analysis is needed to consider a tendency of future extreme precipitation event and to prepare countermeasures to climate change. And a quantitative and objective characteristic analysis could be a key to preparing countermeasures to climate change impact. In this study, non-stationarity frequency analysis was performed and inundation risk indices developed by 4 inundation characteristics (e.g. inundation area, inundation depth, inundation duration, and inundation radius) were assessed. The study results showed that future probable rainfall could exceed the existing design criteria of hydraulic structures (rivers of state: 100yr-200yr, river banks: 50yr-100yr) reaching over 500yr frequency probable rainfall of the past. Inundation characteristics showed higher value in the future compared to the past, especially in sections with tributary stream inflow. Also, the inundation risk indices were estimated as 0.14 for the past period of 1973-2015, and 0.25, 0.29, 1.27 for the future period of 2016-2040, 2041-2070, 2071-2100, respectively. The study findings are expected to be used as a basis to analyze future inundation damage and to establish management solutions for rivers with inundation risks.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.27-40
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• 2016

기존의 강우에 의한 사면붕괴 기준들은 지형학적 특성, 임상특성, 불포화 지반 조건 등을 반영하지 않아 사면 파괴 예측 지표로 활용하기에는 많은 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 강우패턴, 지형학적 특성(경사, 토심), 공학적 특성(불포화 지반 특성), 임상특성(식생 뿌리에 의한 영향, 수목하중) 등을 반영할 수 있는 불포화 사면 안정성 해석 방법을 제안하였다. 뿌리보강과 수목하중을 고려하지 않는 사면의 안전율 평가는 안전율을 과다 평가하는 것으로 나타났다. 제안된 안정성 해석 방법에 의하여 강우에 의한 불포화사면의 안전율에 대한 데이터베이스를 구축하고, 이를 GIS와 연계하여 울주군 산사태위험 지정지역에 적용하여 강우에 대한 사면 위험성을 정량적으로 분석하였다. 산사태위험지역은 강우에 의한 사면의 안전율이 낮거나, 대부분 안전율 감소가 급격하게 발생한 지점의 하류에 위치하고 있음을 알 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권3호
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• pp.463-466
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• 2013

이 연구에서는 1963년부터 2012년까지 과거 50여 년간 우리나라 전역에서 발생한 478건의 산사태를 대상으로 시간단위 강우자료와 분위회귀분석을 토대로 산사태 유발강우의 강도(I, mm/hr)-지속시간(D, hrs) 관계를 해석하였다. 그 결과, I-D 한계식 "$I=9.64D^{-0.27}$, $4{\leq}D{\leq}76$" 이 도출되었고, 발생확률별 강우강도-지속시간 관계식을 제시할 수 있게 되었다. 따라서 이 연구의 결과는 광역적 산사태 예 경보 시스템의 개선 및 실효성 향상에 필요한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권1호
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• pp.105-116
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• 2011

최근 몇 년간 기후변화에 의해 기상이변이 발생하고 있으며 이에 따른 집중호우로 인한 홍수피해가 심각하게 증가하고 있다. 이러한 피해를 저감하기 위한 수문기상학적 요소와 특성인자들의 정확한 상호 연관성 규명과 공간적 변동성 해석은 강우-유출 모형에서 발생하는 불확실성을 감소시키는데 중요한 요소로 작용하게 된다. 이에 본 연구에서는 레이더강우 격자 해상도와 지형인자 격자 해상도에 따라 강우-유출모형이 어떻게 반응하는지 분석하였으며, 가-분포 강우-유출 모형인 ModClark 모형을 이용하여 강원도 인제군의 내린천 유역을 대상으로 광덕산 레이더자료를 이용하였다. ModClark 모형 구성을 위한 GIS 지형공간 자료는 30m, 150m, 250m, 350m 격자크기의 DEM을 사용하였으며, 2006년 7월 14일부터 7월 17일까지의 관측레이더 강우자료를 500m, 1km, 2km, 5km, 10km 사용하여 유출모의를 실시하고, 각각의 격자해상도에 따른 모의 결과를 비교하기 위해 유출 수문곡선을 작성하고 유출량 변화를 모의하였다. 분석 결과 첨두유량 및 유출체적에 대해서는 DEM 30m~150m, 레이더강우 500m~2km 크기의 격자일 때 가장 최적의 유출 모의를 한 것으로 분석되었으며, 통계적 분석에 의한 분석결과에서는 모든 DEM 격자는 레이더강우 격자가 500m인 경우, 모든 레이더강우 격자는 DEM 30m인 경우에 모형의 적합성이 높은 것으로 나타났고, 민감도 산정 결과 지수 등급이 높은 DEM이 분포형 모형의 결과 값에 큰 영향을 주는 것으로 분석되었다. 최근 집중형 모형에서 분포형 모형을 이용한 강우-유출해석이 이루어지고 있기에 모델링 구성을 위한 효율적인 의사결정의 기준으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권4호
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• pp.261-272
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• 2023

최근 급격한 도시화와 기후변화에 따라 재난에 의한 피해가 증가하고 있다. 국내 기상청에서는 표준 경보(주의보, 경보)를 전국적으로 통일된 표준 경보 기준(3시간 및 12시간 최대 누적강우량)에 따라 발령하여 재해에 따른 지역별, 재난 사상별 특성이 고려되지 않은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 서울특별시, 인천광역시, 경기도의 호우·태풍에 대한 재해 피해액 및 누적강우량을 활용하여 대상지역별 재해강도에 따른 단계별 기준을 설정하고, 강우에 따라 발생할 수 있는 재해의 강도를 분류하는 모형을 개발하고자 하였다. 즉, 본 연구에서는 호우·태풍에 의한 재해 피해액 누적 분포 함수의 분위별로 재해강도의 범주(관심, 주의, 경계, 심각 단계)를 분류하였고, 재해강도의 범주에 따른 누적강우량 기준을 대상 지자체별로 제시하였다. 그리고 지자체별 재해강도 분류모형 개발을 위해 4가지(의사결정나무, 서포트 벡터 머신, 랜덤 포레스트, XGBoost)의 머신러닝 모형을 활용하였는데 강우량, 누적강우량, 지속시간 최대 강우량(3시간, 12시간), 선행강우량을 독립변수로 이용하여 종속변수인 지자체별 재해강도를 분류하였다. 각 모형별 F1 점수를 이용한 정확도 평가 결과, 의사결정나무의 F1 점수가 0.56으로 가장 우수한 정확도를 보였다. 본 연구에서 제시한 머신러닝 기반 재해강도 분류모형을 활용하면 호우·태풍에 의한 재해에 대한 지자체별 위험 상태를 단계별로 파악할 수 있어, 재난 담당자들의 신속한 의사결정을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권10호
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• pp.857-866
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• 2009

본 연구에서는 전국의 30년 이상의 강우관측기록을 보유하고 있는 기상청 산하 56개 강우관측소의 연 최대치 강우자료들로부터 확률분포형에 대하여 모멘트법, 최우추정법, 확률가중모멘트법을 이용하여 모수를 추정하고, 그 모수의 범위와 확률변수의 범위에 대한 적정성을 알아보았다. 적정성이 있는 모수를 대상으로 적합도 검정법인 x$^2$-검정, K-S검정, Cramer von Mises (CVM)검정, Probability Plot Correlation Coefficient (PPCC) 검정을 실시한 결과 중, 최근 연구에서 많이 이용되고 있고 표본자료의 크기가 작거나 왜곡된 자료일 경우에도 비교적 안정적인 결과를 얻을 수 있는 확률가중모멘트법과 상관계수에 의한 검정인 PPCC검정을 통과한 분포형을 우선적으로 적합도 평가 대상 분포형으로 선정하였다. 선정된 분포형을 대상으로 적합도 평가기준인 SLSC, MLL, AIC를 적용하여 적합도 평가를 실시하여 대표확률분포형 후보군을 추출하였다. 대표확률분포형 후보군으로 선정된 확률분포형에 대하여 resampling방법인 Jackknife기법을 적용하여 변동성을 파악하고, 변동성이 가장 작게 나타난 분포형을 그 지점의 대표확률분포형으로 결정하였다. 본 논문에서는 분석 결과의 분량을 감안하여 대표적으로 서울, 강릉, 대구, 전주, 부산 지점에 대해 작성하였으며, 확률강우량의 변동성이 가장 작은 확률분포형을 56개 지점의 각 지점 대표확률분포형으로 제시하였으며, Gumbel 분포(GUM)의 선정 비율이 지속기간 12시간, 24시간에 대해 각각 41 %, 32 %로 가장 높게 나타났다. 본 연구에서는 적합도 평가를 함에 있어서 객관적 정량화가 가능한 세 가지 기준과 Jackknife기법을 이용한 새로운 확률분포형 선정의 가능성을 제시하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.737-746
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• 2019

국내에서 발생하는 산사태는 대부분 강우에 의해 유발된 표층붕괴 형태이며 많은 연구자들에 의해 체적함수비를 통한 붕괴 예측 가능성이 밝혀졌다. 본 연구에서는 체적함수비 증가 기울기 특성을 통해 붕괴를 판단하는 방법에 대해 고찰하였다. 이를 위해 화강암 풍화토를 이용하여 실내 토조실험을 수행하였다. 강우강도 30, 50 mm/hr 조건하에 표층의 포화 상태를 확인하기 위해 비탈면 상부, 중부, 하부 10, 20 cm 심도에 체적함수비계를 설치하였다. 실험결과 체적함수비를 사용한 붕괴 판단은 비탈면 경사에 따라 제한적으로 적용될 수 있는 것으로 나타났다. 또한 강우 침투속도에 의한 유효누적강우량이 붕괴시간을 결정하는 요인으로 판단된다. 체적함수비 증가 기울기를 활용한 붕괴 판단 시 체적함수비의 설치 위치 및 심도에 의해 결과가 달라지는데 실험데이터에 의하면 비탈면 하부 20 cm에서의 계측 값이 가장 효과적인 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 확인된 체적함수비 분석 방법 및 설치위치 선정 방법은 향후 체적함수비를 활용한 계측기준을 제시하기 위한 중요한 자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.