• 제목/요약/키워드: Rainfall durations

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고해상도 기후시나리오를 이용한 서울지역 배수시스템의 기후변화 영향 분석 (Climate Change Impact Analysis of Urban Inundation in Seoul Using High-Resolution Climate Change Scenario)

  • 이문환;김재표;배덕효
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제48권5호
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    • pp.345-355
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    • 2015
  • 본 연구에서는 고해상도 기후시나리오를 이용하여 국내 대표 도시 지역인 서울특별시를 대상으로 기준기간(1971~2000년) 대비 미래기간 2020s (2011~2040년), 2050s (2041~2070년), 2080s (2071~2100년)의 기후변화에 따른 배수시스템의 영향을 평가하였다. 이를 위해 과거 관측 강수량 자료는 기상청 관할 기상관측소와 자동기상관측망 자료를 이용하였으며, 기후변화 시나리오는 RegCM3과 Sub-BATS 기법을 통해 역학적 상세화된 $5{\times}5km$ 해상도 기반의 시단위 강수량 자료를 생산하였다. 과거기간 대비 미래기간 확률강우량의 변동성을 비교한 결과 과거기간 대비 2080s의 확률강우량 증가율은 28~54%로 나타났으며, 특히 지속시간 3시간, 6시간, 24시간 확률강우량의 증가폭이 크게 나타났다. 또한 배수시스템의 기후변화 영향을 직접적으로 분석하기 위해 XP-SWMM을 이용하여 유출해석을 수행하였다. 평가 결과, 강우강도 증가로 인해 과거기간 대비 미래 3기간에 공릉1, 서초2, 신림4 배수분구의 침수발생 맨홀 수와 월류량이 크게 증가하였다. 이러한 결과는 현재 구축되어 있는 서울시 배수시스템은 기후변화에 취약함을 나타내고 있으며, 이에 대응하기 위해 다양한 기후변화 적응대책이 요구됨을 의미한다.

농업수리구조물의 적정설계홍수량 유도를 위한 유출수문곡선 모형의 개발(II) (Development of Runoff Hydrograph Model for the Derivation of Optimal Design Flood of Agricultural Hydraulic Structures(II))

  • 이순혁;박명근;맹승진
    • 한국농공학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.112-126
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    • 1996
  • This study was conducted to develop an optimal runoff bydrograph model by comparison of the peak discharge and time to peak between observed and simulated flows derived by four different models, that is, linear time-invariant, linear time-variant, nonlinear time-invariant and nonlinear time-variant models under the conditions of heavy rainfalls with regionally uniform rainfall intensity in short durations at nine small watersheds. The results obtained through this study can be summarized as follows. 1. Parameters for four models including linear time-invariant, linear time-variant, nonlinear time-invariant and nonlinear time-variant models were calibrated using a trial and error method with rainfall and runoff data for the applied watersheds. Regression analysis among parameters, rainfall and watershed characteristics were established for both linear time-invariant and nonlinear time-invariant models. 2. Correlation coefficients of the simulated peak discharge of calibrated runoff hydrographs by using four models were shown to be a high significant to the peak of observed runoff graphs. Especially, it can be concluded that the simulated peak discharge of a linear time-variant model is approaching more closely to the observed runoff hydrograph in comparison with those of three models in the applied watersheds. 3. Correlation coefficients of the simulated time to peak of calibrated runoff hydrographs by using a linear time-variant model were shown to be a high significant to the time to peak of observed runoff hydrographs than those of the other models. 4. The peak discharge and time to peak of simulated runoff hydrogaphs by using linear time-variant model are verified to be approached more closely to those of observed runoff hydrographs than those of three models in the applied watersheds. 5. It can be generally concluded that the shape of simulated hydrograph based on a linear time-variant model is getting closer to the observed runoff hydrograph than those of three models in the applied watersheds. 6. Simulated hydrographs using the nonlinear time-variant model which is based on more closely to the theoritical background of the natural runoff process are not closer to the observed runoff hydrographs in comparison with those of three models in the applied watersheds. Consequently, it is to be desired that futher study for the nonlinear time-variant model should be continued with verification using rainfall-runoff data of the other watersheds in addition to the review of analyical techniques.

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매개변수 추정방법에 따른 강우자료의 분리효과 (Separation Effect of Rainfall Data Based on Parameter Estimation Methods)

  • 김경덕;배덕효
    • 물과 미래
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    • 제29권1호
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    • pp.129-139
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    • 1996
  • 수공구조물의 계획과 설계에 있어서 수문자료에 대한 적정분포형을 선정하는 것은 매우 중요하며, 선정된 분포함수가 실측자료의 통계학적 특성을 잘 나타내고 있는가를 검토하는 것은 필수적인 과제이다. 본 연구에서는 전국 22개 지점, 7개 지속기간의 강우자료에 대하여 2변수 및 3변수 gamma, 2변수 및 3변수 lognormal, Gumbel, 2변수 및 3변수 log-Gumbel, GEV, log-Pearson type III, 2변수 및 3변수 Weibull, 4변수 및 5변수 Wakeby 분포를 적용하여 모멘트법, 확률가중 모멘트법, 최우도법 등으로 각 분포형의 매개변수를 추정하고, 적합성 조건을 검사하였다. 각 매개변수 추정법에 의하여 추정된 매개변수를 이용하여 10,000번 모의 발생하여 분리효과를 검토한 결과 매개변수 적합성을 고려한 경우 모멘트법에서는 log-Pearson type III 분포, 확률가중 모멘트법에서는 log-Pearson type III와 GEV 분포, 최우도법에서는 GEV 분포가 분리효과를 가장 작게 나타냈으며, 2변수 분포형의 경우 모두 분리효과가 크게 나타났다.

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잔류유량 기반 복원력 지수를 통한 빗물펌프장 자동운영 성능 검토 (A Study of the Automatic Operation Performance of a Pump Station using Resilience Considering Residual Flows)

  • 김영남;이의훈
    • 대한토목학회논문집
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    • 제42권6호
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    • pp.793-802
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    • 2022
  • 증가하는 도시 침수 피해에 대응하기 위해서는 내배수시스템의 비구조적인 개선이 필요하다. 본 연구에서는 유수지 유입량과 외수위를 고려한 빗물펌프장 펌프/수문 자동운영 기술을 제안하고, 성능을 평가하기 위해 잔류유량 기반 복원력를 사용하여 기존 운영과의 성능차이를 비교하였다. 제안된 자동운영은 3가지 펌프운영과 2가지 수문운영으로 구성되었다. 펌프운영을 위해 모니터링 지점의 수심을 사용하였으며, 모니터링 지점은 최초월류발생지점과 최대월류발생지점을 고려하여 선택하였다. 대상유역은 대구 비산빗물펌프장이며, 강우자료는 재현기간 30년, 50년 및 70년으로, 지속시간 30분, 60분, 90분 그리고 120분으로 설정한 확률강우를 사용하였다. 적용결과 자동운영과 기존 운영의 복원력 차이는 최소 5.20E-05에서 최대 8.07E-04로 나타났다. 지속시간이 길어질수록 복원력 차이는 크게 나타났다.

농업 소유역 격자단위 오염부하량 평가 (Assessment of Cell Based Pollutant Loadings in an Intensive Agricultural Watershed)

  • 강문성;조재필;전종안;박승우
    • 한국농공학회논문집
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    • 제51권5호
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    • pp.87-94
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    • 2009
  • The objectives of this paper were to estimate cell based pollutant loadings for total maximum daily load (TMDL) programs and to evaluate the applicability of the agricultural nonpoint source (AGNPS) model for an intensive agricultural watershed in Korea. The model was calibrated and validated at a watershed of 384.8 ha of drainage area using the observed data from 1996 through 2000 in terms of runoff, suspended solid, total nitrogen, and total phosphorus on a hourly basis. Analysis of spatial variations of pollutant loadings for rainfall frequencies of various intensities and durations were conducted. In addition, the validated model was applied to estimated the TMDL removal efficiency for best management practices (BMPs) scenarios which were selected by taking into account the pollutant characteristics of the study watershed. The model can help to understand the problems and to find solutions through landuse changes and BMPs. Thus, the method used for this study was able to identify TMDL quantitatively as well as qualitatively for various sources pollution that are spatially dispersed. Also it provides an assessment of the impact of BMPs on the water bodies studied, allowing the TMDL programs to be complemented more effectively.

가뭄심도-지속기간-빈도해석을 통한 우리나라 가뭄의 공간분포 분석 (Analysis of Spatial Distribution of Droughts in Korea through Drought Severity-Duration-frequency Analysis)

  • 김대하;유철상
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제39권9호
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    • pp.745-754
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    • 2006
  • 본 연구에서는 구형펄스모형을 이용한 가뭄심도-지속기간-생기빈도 해석 방법을 적용하여 전국 59개 지점에 대한 분석을 수행하고, 이를 통해 남한전체 가뭄심도의 공간분포를 특성화하였다. 먼저 일정재현기간에 대해 가뭄심도는 대체적으로 남부지방에서 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 구형펄스의 중첩을 고려하는 경우와 고려하지 않는 경우 모두에 대해 이러한 경향은 일관되게 나타났으며 지속기간이 증가하더라도 남부지방의 가뭄 심도는 타 지역에 비해 여전히 큰 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 관측된 가뭄의 발생횟수 및 최대심도와 비교되었는데, 이를 통해 본 연구에서의 해석결과가 어느 정도의 신뢰도를 가짐을 확인할 수 있었다.

봄철 강수량 및 강수효율의 지역적 특성별 변화분석 (Analyzing the Variability of Spring Precipitation and Rainfall Effectiveness According to the Regional Characteristics)

  • 김광섭;김종필;이기춘
    • 한국농공학회논문집
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    • 제53권3호
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    • pp.1-11
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    • 2011
  • The temporal variability of spring (March, April, May) monthly precipitation, precipitation effectiveness, monthly maximum precipitation, monthly precipitation of different durations, and the precipitation days over several threshold (i.e. 0, 10, 20, 30, 40, and 50 mm/day) of 59 weather stations between 1973 and 2009 were analyzed. Also to analyze the regional characteristics of temporal variability, 59 weather stations were classified by elevations, latitudes, longitudes, river basins, inland or shore (east sea, south sea, west sea) area and the level of urbanization. Results demonstrated that trends of variables increase in April and decrease in May except precipitation day. Overall trend of precipitation amount and precipitation effectiveness is same but precipitation effectiveness of several sites decrease despite the trend of precipitation amount increases which may be caused by the air temperature increase. Therefore more effective water supply strategy is essential for Spring season. Regional characteristics of Spring precipitation variability can be summarized that increase trend during May become stronger with the increase of latitude and elevation which is similar to that of Summer season. The temporal variability of variables showed different behaviors according to river basins, inland or shore (east sea, south sea, west sea) area and the level of urbanization.

지속시간 및 재현기간에 따른 레이더 강우 호우중심형 ARF의 산정 (Estimation of Storm-centered Areal Reduction Factors by Durations and Return Periods Using Radar Rainfall)

  • 김은지;강부식
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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    • pp.163-163
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    • 2017
  • 설계홍수량은 수공구조물의 규모를 결정하는데 이용되며, 국내에서는 설계홍수량을 산정하기 위하여 지속시간과 재현기간에 따라 면적강우량을 추정한다. 지점강우량은 제한된 지역을 대표하는 값이므로 지점강우량을 기준면적에 대한 면적강우량으로 환산하기 위하여 면적우량환산계수(ARF, Areal Reduction Factor)를 적용한다. ARF를 산정하는 방법은 과거 관측자료를 활용하여 산정하는 경험적 방법(empirical method)이 주를 이루고 있으며, 경험적 방법은 크게 면적고정형(Fixedarea) 방법과 호우중심형(Storm-centered) 방법으로 분류된다. 면적고정형 방법은 국내 하천설계 기준에서 적용하고 있는 방법으로 면적강우 및 지점강우의 연 최대치를 독립적으로 빈도 해석하여 ARF를 산정하므로 실제 강우사상으로부터 산정된 값과 편차를 보인다. 반면 호우중심형 방법은 각각의 강우사상을 분석 대상 유역 중심에 공간 전이시켜 최대 강우량이 발생하도록 하는 방법으로, 레이더 강우를 활용하면 실제 강우사상의 공간분포 특성을 반영한 현실적인 ARF 산정이 가능하다. 본 연구에서는 국내 기상청에서 제공하는 홍수기(6-9월)의 10분 단위 단일편파 전국합성 레이더 자료를 활용하여 지속시간 1, 3, 6, 12, 24시간에 대한 호우중심형 ARF를 산정하였고, 면적강우 산정 시, 강우사상의 면적을 원형 또는 타원형으로 선정하여 강우의 형상 및 방향성을 고려하였다. 또한 레이더 강우의 중심강우를 지상강우 자료로 산정된 확률강우량 기준으로 분류하여 재현기간별 호우중심형 ARF를 산정하였으며, 이를 통해 기준면적, 지속시간, 재현기간에 따른 ARF의 특성을 분석하고자 하였다.

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배수개선공법개발에 관한 연구(I) -각종 지하배수용 암거재료의 배수성능- (Drainage Performance of Various Subsurface Drain Materials-)

  • 김철회;이근후;유시조;서원명
    • 한국농공학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.104-120
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    • 1979
  • I. Title of the Study Studies on the Development of Improved Subsurface Drainage Methods. -Drainage Performance of Various Subsurface Drain Materials- II. Object of the Study Studies were carried out to select the drain material having the highest performance of drainage; And to develop the water budget model which is necessary for the planning of the drainage project and the establishment of water management standards in the water-logged paddy field. III. Content and Scope of the Study 1. The experiment was carried out in the laboratory by using a sand tank model. The drainage performance of various drain materials was compared evaluated. 2. A water budget model was established. Various parameters necessary for the model were investigated by analyzing existing data and measured data from the experimental field. The adaptability of the model was evaluated by comparing the estimated values to the field data. IV. Results and Recommendations 1. A corrugated tube enveloped with gravel or mat showed the highest drainage performance among the eight materials submmitted for the experiment. 2. The drainage performance of the long cement tile(50 cm long) was higher than that of the short cement tile(25 cm long). 3. Rice bran was superior to gravel in its' drain performance. 4. No difference was shown between a grave envelope and a P.V.C. wool mat in their performance of drainage. Continues investigation is needed to clarify the envelope performance. 5. All the results described above were obtained from the laboratory tests. A field test is recommended to confirm the results obtained. 6. As a water balance model of a given soil profile, the soil moisture depletion D, could be represented as follows; $$D=\Sigma\limit_{t=1}^{n}(Et-R_{\ell}-I+W_d)..........(17)$$ 7. Among the various empirical formulae for potential evapotranspiration, Penman's formular was best fit to the data observed with the evaporation pans in Jinju area. High degree of positive correlation between Penman;s predicted data and observed data was confirmed. The regression equation was Y=1.4X-22.86, where Y represents evaporation rate from small pan, in mm/100 days, and X represents potential evapotranspiration rate estimated by Penman's formular. The coefficient of correlation was r=0.94.** 8. To estimate evapotranspiration in the field, the consumptive use coefficient, Kc, was introduced. Kc was defined by the function of the characteristics of the crop soil as follows; $Kc=Kco{\cdot}Ka+Ks..........(20)$ where, Kco, Ka ans Ks represents the crop coefficient, the soil moisture coefficient, and the correction coefficient, respectively. The value of Kco and Ka was obtained from the Fig.16 and the Fig.17, respectively. And, if $Kco{\cdot}Ka{\geq}1.0,$ then Ks=0, otherwise, Ks value was estimated by using the relation; $Ks=1-Kco{\cdot}Ka$. 9. Into type formular, $r_t=\frac{R_{24}}{24}(\frac{b}{\sqrt{t}+a})$, was the best fit one to estimate the probable rainfall intensity when daily rainfall and rainfall durations are given as input data, The coefficient a and b are shown on the Table 16. 10. Japanese type formular, $I_t=\frac{b}{\sqrt{t}+a}$, was the best fit one to estimate the probable rainfall intensity when the rainfall duration only was given. The coefficient a and b are shown on the Table 17. 11. Effective rainfall, Re, was estimated by using following relationships; Re=D, if $R-D\geq}0$, otherwise, Re=R. 12. The difference of rainfall amount from soil moisture depletion was considered as the amount of drainage required. In this case, when Wd=O, Equation 24 was used, otherwise two to three days of lag time was considered and correction was made by use of storage coefficient. 13. To evaluate the model, measured data and estimated data was compared, and relative error was computed. 5.5 percent The relative error was 5.5 percent. 14. By considering the water budget in Jinju area, it was shown that the evaporation amount was greater than the rainfall during period of October to March in next year. This was the behind reasonning that the improvement of surface drainage system is needed in Jinju area.

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소하천유역(小河川流域)의 계획홍수량(計劃洪水量) 산정방법(算定方法)의 개발(開發) (A Methodology for the Estimation of Design Flood of a Small Watershed)

  • 윤용남;안태진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제4권1호
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    • pp.103-112
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    • 1984
  • 본(本) 연구(硏究)는 단위유량도이론(單位流量圖理論)에 근거하여 소하천유역(小河川流域)의 계획홍수량(計劃洪水量)을 결정할 수 있는 일련(一聯)의 경험적(經驗的)인 절차(節次)를 개발한 것이다. 특정재현기간(特定再現期間)의 홍수량(洪水量)은 유역면적(流域面積)에 재현기간(再現期間)에 해당되는 강우능계수(降雨能係數)와 강우특정기간별(降雨特精期間別) 유출능계수(流出能係數) 및 첨두홍수량(尖頭洪水量) 감소계수(減少係數)의 곱으로 표시(表示)하였다. 강우능계수(降雨能係數)와 유출능계수(流出能係數)의 결정방법(決定方法)은 본(本) 연구이전(硏究以前)에 수행된 연구(硏究)(13)에서 정립(定立)된 바 있어 본(本) 연구(硏究)에서는 첨두유량감소계수(尖頭流量減少係數)를 결정하는 방법(方法)을 개발(開發)한 후 경안천(慶安川)의 한 지점유역(地點流域)에 대한 50년홍수량(年洪水量)을 이 방법(方法)으로 산정(算定)하여 이를 타홍수량(他洪水量) 추정방법(推定方法)과 비교(比較) 검토(檢討)하였다. 첨두홍수량(尖頭洪水量) 감소계수(減少係數)는 면적집성법(面積集成法)에 의해 유도된 소유역별(小流域別) 단위도(單位圖)로부터 산정(算定)된 유역(流域)의 지체시간(遲滯時間) 대비(對比) 강우(降雨)의 특정시간(特精時間)을 변량(變量)으로 하여 상관관계(相關關係)가 수립되었으며, 지체시간(遲滯時間)은 유역(流域)의 지형인자(地形因子)인 유로연장(流路延長) 및 평균유로경사(平均流路傾斜)와 상관(相關)시켰다.

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