• 한국수자원학회논문집
• /
• 제46권4호
• /
• pp.425-437
• /
• 2013

본 연구에서는 가뭄빈도해석을 위해 이변량 확률분포함수를 적용하였으며, 가뭄 특성(가뭄 지속기간과 심도)의 상호관계를 고려하여 지역적 가뭄특성을 종합적으로 판단하였다. 또한 단변량 가뭄해석의 한계점을 극복하기 위한 방안으로 이변량 가뭄해석을 수행하였으며, 이를 위해 코플라 함수를 적용하였다. 가뭄 발생의 확률 및 경향성을 종합적으로 나타내어 줄 수 있는 결합 확률밀도함수를 추정한 후, 지점별 가뭄빈도해석 및 과거 최대가뭄사상에 대한 단변량 및 이변량 재현기간을 산정하여 비교 분석하였다. 또한, 우리나라의 과거 최대가뭄사상에 대한 가뭄위험도분석을 위해, 연속되는 50년과 100년동안 최소 한번 발생하는 확률(과거 최대가뭄사상 크기의 가뭄)을 강우관측지점별로 계산하여 가뭄위험지역을 예상하였다. 그러나 우리나라와 같이 강수자료의 기록연한이 짧은 경우에는 이변량 가뭄빈도해석을 수행하는 데 큰 불확실성을 야기할 가능성이 있다. 그러므로 가뭄해석 결과의 불확실성을 정량화시키기 위한 방안으로 강수모의기법을 활용하였으며, 그 결과 관측된 가뭄사상으로 추정된 이변량 가뭄빈도곡선에 대한 5%, 25%, 50%, 75%, 그리고 95%의 신뢰구간을 제시할 수 있었다. 또한 가뭄 지속기간과 심도의 95% 신뢰수준에 대한 이변량 가뭄재현기간의 경계값(상한값 및 하한값)을 추정하였다. 그 결과 불확실성의 원인은 가뭄빈도해석 시 고려되었던 두 변량에 대한 낮은 상관성으로 인해, 확률적인 방법으로 결합분포모형을 추정하는 데 있어 발생한 불확실성인 것으로 확인되었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.105-114
• /
• 2013

최근 기후변화로 인해 이상호우가 발생하고 있으며 많은 선행연구들에서는 극한수문사상의 변화로 인해 배수관련 기반시설물의 첨두홍수 규모와 빈도가 변화 할 것으로 예상하고 있다. 그러나 현재 배수시설물의 설계에 쓰이는 확률강우량은 기후변화나 장기적 변동에 영향을 받지 않는 정상성(stationary)을 가정하고 있어 앞으로 다가올 미래에 지금까지의 치수안전도 기준이 유효한가에 대한 재고가 필요한 시점이다. 본 연구에서는 기후변화가 배수체계에 미치는 영향을 평가하기 위해 최근 IPCC AR5에 대비하여 개발된 RCP 8.5 기후변화시나리오로부터 미래 기후변화정보를 추출하였으며 기후변t화를 고려할 수 있는 비정상성 빈도해석기법을 개발하여 지속시간별 빈도별 설계강우량을 산정하였다. 또한, 설계홍수량을 산정하기 위해 실무에서 널리 이용되고 있는 홍수유출모형인 HEC-HMS 모형을 통해 기후변화가 미호천 유역의 설계홍수량에 미치는 영향을 평가하였다. 그 결과 기후변화로 인해 대상유역의 설계홍수량이 증가됨을 확인 할 수 있었으며 이로 인해 미호천유역의 홍수위험성이 현재에 비해 증가함을 확인 할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제36권4호
• /
• pp.561-573
• /
• 2003

본 연구에서는 서울지점 월강수량 자료에 나타난 가뭄의 재현 및 지속특성을 관측자료의 분석하고, 아울러 포아송 과정을 적용하여 비교하였다. 가뭄을 나타내는 지수로서 표준강수지수(SPI)를 이용하였으며, 10개월의 지속기간을 적용하였다. 관측자료의 분석을 위한 절단수준으로는 -1.00, -1.50, -2.00을 적용하였다. 관측자료의 분석을 통해서 나타난 서울지점 가뭄의 재현 및 지속특성은, 먼저, 보통 가뭄은 대략 2년에 한번 발생하며, 평균 지속기간은 4∼5개월 정도이다. 심한 가뭄은 대략 3∼5년 정도에 한번 발생하며, 평균 지속기간은 대략 2∼4개월 정도로 나타났다. 아주 심한 가룸의 경우에는 8∼23년에 한번 발생하며, 그 평균 지속기간은 2∼4개월 정도이다. 특히, 심한 가뭄의 경우(절단수준 -1.5 및 -2.0 기준)에는 장기 건조기 전반부가 후반부에 비하여 그 재현기간이 매우 크게 나타났으며, 반대로 지속기간은 매우 짧았던 것으로 나타났다. 이는 기본적으로 장기건조기 전반부에 강수 자체의 변동성이 더 컷다는 데서 그 원인을 찾을 수 있으며, 여기에 겨울철 강설량이 포함되지 않은 강수량을 사용한 것도 한 원인으로 작용한 것으로 판단된다. 마지막으로, 관측치에 나타난 결과와 포아송 과정을 적용한 결과를 비교해 본 결과 포아송 과정이 가뭄의 재현 및 지속특성을 잘 설명하고 있음을 파악할 수 있었다.

• 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
• /
• 한국콘텐츠학회 2006년도 추계 종합학술대회 논문집
• /
• pp.403-407
• /
• 2006

본 연구는 매년 우리나라에 막대한 인명과 재산의 피해를 입히는 홍수 피해를 공학적인 측면에서 저감시키고자 한다. 이러한 항구적인 홍수 대책 수립을 위해 본 연구에서는 각종 댐 및 수리구조물의 설계지침인 설계홍수량을 분석함으로서 향후 우리나라 수리구조물의 안정적인 설계 지침을 제공하는데 있다. 본 연구는 한국의 기후학적 지형학적 특성을 고려한 동질한 지역으로 구분하였으며 L-모멘트비와 K-S 검정에 의해 적용분포의 적합성 검정을 실시한 결과 GEV분포가 절절한 것으로 판단되었다. 지점빈도분석과 지역빈도 분석의 결과를 비교하기 위해 Monte Carlo 모의를 실시하였고 최종적으로 적정 설계홍수량을 선정하기 위해 오차분석을 실시하였다. 그 결과 지역빈도분석에 의한 설계홍수량이 적정한 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제32권3호
• /
• pp.265-279
• /
• 1999

본 연구에서는, Markov 연쇄 모형에 의해 산정된 모의 일 강우량을 일 유출모형인 Tand 모형에 입력시켜 모의 일유출량을 산정함으로써 저수유량계열을 확장하는 방법을 개발하였다. 또한, 모의된 일 유량계열로부터 지속기간별 연 최저치 계열을 작성하였으며, 지속기간별 연 최저치계열에 대한 빈도분석을 시행하였다. 분석에 사용된 분포형은 Lognormal-2, Lognormal-3, Gamma-2, Gamma-3, LogGamma-3, Gumbel-2, Weibull-2 분포이었으며, 모수추정은 모멘트법과 최우도법을 사용하였다. Kolmogorov - Sminorv 검정방법으로 지속기간별 연 최저치 계열에 적합한 확률분포형을 결정하고, 용담댐 지점을 대상으로 하여 지속기간별 갈수 빈도곡선을 산정하였다. 본 연구에서 제안된 방법을 적용하면 과거 저수 유량계열의 통계적 특성을 잘 나타내는 일 유량의 모의가 가능 하여, 갈수유량계열 자료가 빈곤한 유역에서 확률 갈수량을 추정하는데 유용하리라고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
• /
• pp.285-285
• /
• 2016

설계홍수량 산정 시, 지점강우량을 대상 유역 내 면적강우량으로 환산하기 위해 면적우량환산계수(ARF, Areal Reduction Factors)를 적용한다. ARF를 산정하는 방법은 크게 면적고정형법(Fixed-Area Method)과 호우중심형법(Storm-Centered Method)로 나뉜다. 면적고정형법은 현재 국내 하천설계기준에서 활용하고 있는 방법이지만, 공간적 관측밀도의 제약으로 정확한 ARF 산정에는 한계가 있다. 또한 연 최대치계열의 독립적인 빈도해석을 통해 지점강우량과 면적강우량을 산정하므로 동시간(Synchronized)에 발생하는 강우 사상이라고 볼 수 없기 때문에 산정된 ARF는 실제 강우사상으로부터 산정된 값과 편차를 보인다. 반면 호우중심형법은 각각의 강우사상을 분석 대상 유역 중심에 공간전이 시켜 최대 강우량이 발생하도록 하는 방법으로, 레이더 강우 자료를 활용하면 현실적 ARF값의 산정이 가능해진다. 레이더 강우는 기상청에서 제공하는 2007-2012년 홍수기(6-9월)의 10분 단위 단일편파 전국합성 레이더 자료를 활용하였으며, 대상지역으로는 한강 권역을 선정하였다. 그러나 기상청 레이더강우 자료의 경우 가용기간이 아직까지 충분하지 않아 다양한 빈도의 강우사상을 확보하는데 한계가 있어, 보조적으로 한강 권역의 지상강우 관측 자료를 수집하여 높은 재현기간의 강우사상이 부족한 문제점을 해결하고자 하였다. 산정된 레이더 및 지상강우 호우중심형 ARF는 통계적 분석을 통해 비초과확률 90%, 95%의 값을 추출하였으며, 지속시간 1시간, 3시간, 6시간, 12시간, 24시간과 재현기간 0~10년, 10~20년, 20~50년, 50~80년, 80~100년에 대한 호우중심형 ARF 회귀상수를 제시하였다. 비초과확률 95%에서 기존 국토해양부(2011)에서 제시된 ARF와 호우중심형 ARF는 대체로 유사한 경향을 보이고 있었으나, 지속시간이 비교적 긴 12시간, 24시간에서는 호우중심형이 기존 ARF보다 다소 작게 산정되는 패턴을 보이고 있어 설계적용 시 유의해야 할 것으로 사료된다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제61권1호
• /
• pp.61-74
• /
• 2019

In this study, the SPI (Standardized Precipitation Index) of meteorological drought and SDI (Streamflow Drought Index) of hydrological drought for 1, 3, 6, 9, and 12 months duration were estimated to analyse the characteristics of drought using rainfall and dam inflow data for Chungju dam ($6,661.8km^2$) with 31 years (1986-2016) and Boryeong dam ($163.6km^2$) watershed with 19 years (1998-2016) respectively. Using the estimated SPI and SDI, the drought forecasting was conducted using seasonal autoregressive integrated moving average (SARIMA) model for the 5 durations. For 2016 drought, the SARIMA had a good results for 3 and 6 months. For the 3 months SARIMA forecasting of SPI and SDI, the correlation coefficient of SPI3, SPI6, SPI12, SDI1, and SDI6 at Chungju Dam showed 0.960, 0.990, 0.999, 0.868, and 0.846, respectively. Also, for same duration forecasting of SPI and SDI at Boryeong Dam, the correlation coefficient of SPI3, SPI6, SDI3, SDI6, and SDI12 showed 0.999, 0.994, 0.999, 0.880, and 0.992, respectively. The SARIMA model showed the possibility to provide the future short-term SPI meteorological drought and the resulting SDI hydrological drought.

• 농업과학연구
• /
• 제36권1호
• /
• pp.87-98
• /
• 2009

대전 3대 하천의 하나인 갑천의 유등천 합류전 지점의 하천유지유량 확보를 위해 상류 유역에 금곡지와 괴곡지를 각각 설치하는 경우 각각 장안지, 방동지의 기존 저수지를 포함하여 직렬, 병렬 연계 운영을 반영하여 목표 지점의 유량을 1966년부터 2007년까지 모의하여 효과를 분석한 결과 다음과 같다. 첫째, 방동지-금곡지 직렬 연계에 의해 금곡지로부터 용수공급능력을 분석한 결과 연평균하여 하천유지유량 공급량은 6.83백만 $m^3$, 용수공급량/유역면적은 403.4 mm, 단위유역 용수공급량/강우량 비율은 33.0 %, 용수공급량/유입량 비율은 96.4 %, 용수공급량/저수량 비율은 81.9 %, 유입량/저수량 비율은 112.3 %였다. 둘째, 장안지-금곡지 병렬 연계를 고려한 갑천지점의 유량을 분석한 결과 유황은 연평균하여 풍수량 $4.806m^3/s$, 평수량 $2.217m^3/s$, 저수량 $1.140m^3/s$, 갈수량 $0.887m^3/s$로 분석되었으며, 평균갈수량은 목표유량 $1.486m^3/s$보다 $0.599m^3/s$ 적게 나타났다. 셋째, 장안지-방동지 병렬 연계에 의해 괴곡지 유입량을 모의하였고, 괴곡지로부터 용수공급능력을 분석한 결과 연평균하여 하천유지유량 공급량은 49.60백만 $m^3$, 용수공급량/유역면적은 246.5 mm, 단위유역 용수공급량/강우량 비율은 19.4 %, 용수공급량/유입량 비율은 40.8 %, 용수공급량/저수량 비율은 412.1 %, 유입량/저수량 비율은 1,189.8 %였다. 넷째, 괴곡지 방류를 고려한 갑천 지점의 유량을 분석한 결과 유황은 연평균하여 풍수량 $4.501m^3/s$, 평수량 $2.277m^3/s$, 저수량 $1.743m^3/s$, 갈수량 $1.564m^3/s$로 분석되었으며, 평균갈수량은 목표유량 $1.486m^3/s$보다 $0.078m^3/s$ 높게 나타났다. 요약하면 괴곡지를 설치하는 것이 금곡지를 설치하는 것보다 갑천 지점의 하천유지유량을 확보하는데 효율성이 높은 것으로 분석되었다.

• 농업과학연구
• /
• 제35권2호
• /
• pp.225-235
• /
• 2008

만경강 수계의 봉동 지점에서 자연사회환경개선의 하천유지유량을 확보하기 위해 상류에 위치한 대아저수지를 높이는 방안에 대한 수문학적 타당성을 검토한 결과 다음과 같이 요약된다. 첫째, 동상-대아 직렬 연계에 의해 대아저수지로부터의 용수공급을 분석한 결과 용수공급량/유역면적은 1207.4 mm, 단위유역 용수공급량/강우량 비율은 95.8%, 용수공급량/유입량 비율은 153.1%, 용수공급량/저수량 비율은 236.1%, 유입량/저수량 비율은 200.6%였다. 둘째, 대아-경천 병렬 연계를 고려한 봉동 지점의 유량을 분석한 결과 유황은 연평균하여 풍수량 $28.95m^3/s$, 평수량 $2.00m^3/s$, 저수량 $0.95m^3/s$, 갈수량 $0.82m^3/s$로 분석되었으며, 고시유량 $1.32m^3/s$보다 $0.50m^3/s$ 적게 나타났다. 셋째, 대아저수지를 10m 높인 경우 대아저수지로부터의 용수공급을 분석한 결과 용수공급량/유역면적은 1220.7 mm, 단위유역 용수공급량/강우량 비율은 96.8%, 용수공급량/유입량 비율은 154.6%, 용수공급량/저수량 비율은 163.0%, 유입량/저수량 비율은 137.0%였다. 넷째, 대아저수지를 10m 높인 경우 대아-경천 병렬 연계를 고려한 봉동 지점의 유량을 분석한 결과 유황은 연평균하여 풍수량 $28.09m^3/s$, 평수량 $1.79m^3/s$, 저수량 $0.89m^3/s$, 갈수량 $0.82m^3/s$로 분석되어 유량증가 효과는 전혀 나타나지 않았다. 요약하면 대아저수지 용량을 증가시키더라도 용수공급의 증가효과는 전혀 나타나지 않았으며, 봉동지점의 고시유량을 확보하기 위한 대아 저수지의 숭상의 수문학적 타당성은 전혀 없는 것으로 분석되었다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제57권5호
• /
• pp.139-152
• /
• 2015

Along with climate change, it is reported that the scale and frequency of extreme climate events show unstable tendency of increase. Thus, to comprehend the change characteristics of precipitation data, it is needed to consider non-stationary. The main objectives of this study were to estimate future design floods for Wonpyeongcheon watershed based on RCP (Representative Concentration Pathways) scenario. Wonpyeongcheon located in the Keum River watershed was selected as the study area. Historical precipitation data of the past 35 years (1976~2010) were collected from the Jeonju meteorological station. Future precipitation data based on RCP4.5 were also obtained for the period of 2011~2100. Systematic bias between observed and simulated data were corrected using the quantile mapping (QM) method. The parameters for the bias-correction were estimated by non-parametric method. A non-stationary frequency analysis was conducted with moving average method which derives change characteristics of generalized extreme value (GEV) distribution parameters. Design floods for different durations and frequencies were estimated using rational formula. As the result, the GEV parameters (location and scale) showed an upward tendency indicating the increase of quantity and fluctuation of an extreme precipitation in the future. The probable rainfall and design flood based on non-stationarity showed higher values than those of stationarity assumption by 1.2%~54.9% and 3.6%~54.9%, respectively, thus empathizing the necessity of non-stationary frequency analysis. The study findings are expected to be used as a basis to analyze the impacts of climate change and to reconsider the future design criteria of Wonpyeongcheon watershed.