• 제목/요약/키워드: heavy rainfall

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강우시 고속도로 노면 유출 오염부하 발생 특성 분석 (Relationship between Pollutant and Influence Factors in Highway runoff)

  • 강희만;이두진;배우근;강혜진
    • 상하수도학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.47-54
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    • 2012
  • This study analyzed influence factors and the correlation among pollutants which affect occurrence of leaked pollution based on the long-term runoff flow and water quality investigation results to understand the characteristics of highway rainfall runoff pollution load. According to the result of correlation analysis on TSS (Total Suspended Solid) concentration, anteceded dry days, rainfall intensity, traffic volume and etc. as major influence factors of highway rainfall runoff pollution loads, the correlations were weak or scarce in most items. These results might be attributed that runoff pollutant concentration changes vary severely on changes of rainfall intensity and rainfall duration within rainfall and it is affected by disturbances of vehicles and street cleaning and etc. as characteristics of the highway. While Cu, Fe and Zn which are discharged with high concentrations out of heavy metals showed high correlation with particulate matter, organic matter(COD), nutrient(TN, TP), Ni and Pb showed relatively low correlation in a correlation evaluation by pollutant. Significant correlation with traffic volumes was not shown and TSS concentration even decreased in accordance with increase of the traffic volume. In the comparison with precedent studies, it was considered necessary additional analysis of the effects of rainfall section analysis, road type, disturbances of surface contaminants by vehicles, rainfall and climate conditions, surrounding terrains etc.

군집분석을 이용한 침수관련 유역특성 분류 (Classification of basin characteristics related to inundation using clustering)

  • 이한승;조재웅;강호선;황정근;문혜진
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.96-96
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    • 2020
  • In order to establish the risk criteria of inundation due to typhoons or heavy rainfall, research is underway to predict the limit rainfall using basin characteristics, limit rainfall and artificial intelligence algorithms. In order to improve the model performance in estimating the limit rainfall, the learning data are used after the pre-processing. When 50.0% of the entire data was removed as an outlier in the pre-processing process, it was confirmed that the accuracy is over 90%. However, the use rate of learning data is very low, so there is a limitation that various characteristics cannot be considered. Accordingly, in order to predict the limit rainfall reflecting various watershed characteristics by increasing the use rate of learning data, the watersheds with similar characteristics were clustered. The algorithms used for clustering are K-Means, Agglomerative, DBSCAN and Spectral Clustering. The k-Means, DBSCAN and Agglomerative clustering algorithms are clustered at the impervious area ratio, and the Spectral clustering algorithm is clustered in various forms depending on the parameters. If the results of the clustering algorithm are applied to the limit rainfall prediction algorithm, various watershed characteristics will be considered, and at the same time, the performance of predicting the limit rainfall will be improved.

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2005년 7월 5일 폭우 사례 시 우적계 R-Z 관계식이 레이더 강우 추정에 미치는 영향 (Effect of R-Z Relationships Derived from Disdrometer Data on Radar Rainfall Estimation during the Heavy Rain Event on 5 July 2005)

  • 이규원;권병혁
    • 한국지구과학회지
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    • 제33권7호
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    • pp.596-607
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    • 2012
  • R-Z 관계식은 레이더 강우추정의 정확도를 결정하는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 캐나다 궤벡주의 셍레미에서 홍수를 야기한 폭우사례에서 관측된 우적계 및 레이더 자료를 이용하여 레이더 강우추정 시 우적계 자료에서 도출된 R-Z 관계식의 효과를 분석하였다. 이를 위하여 맥길 S-밴드 레이더에서 시간 분해능 2.5분과 공간 분해능 $1^{\circ}{\times}250m$로 관측된 레이더 반사도를 사용하였다. 레이더 반사도 자료에서는 폭우를 동반한 강우세포가 셍레미를 통과한 것으로 관측되었지만 우량계 관측망에서는 낮은 공간 분해능으로 인하여 이 세포가 관측되지 않았다. 셍레미에서 30분과 1시간 최대 누적 강우량은 각각 39 mm와 42 mm였다. 강우사례 동안 두 개의 우적계(POSS; Precipitation Occurrence Sensor System)가 사용되었다. 하나의 우적계는 레이더 반사도와 우적계 반사도를 비교하여 레이더 반사도를 보정하고 다른 우적계는 R-Z 관계식을 유도하는데 사용되었다. 기후학적 R-Z 관계식을 사용하였을 때 보다 반사도에 의존적인 우적계에서 유도된 관계식을 사용하였을 때 강우 추정 오차가 크게 줄었다. 일 누적 강우량에 대하여 편차는 +12%에서 -2%, 평균제곱근오차가 16%에서 10%로 줄었다. 우적계에서 도출된 R-Z 관계식으로 추정된 레이더 강우장을 이용하였을 때 홍수사례에 대하여 강우 발생 시간 및 강우량이 잘 일치하였다.

초단기 예측모델에서 지상 GPS 자료동화의 영향 연구 (A Study on the Effect of Ground-based GPS Data Assimilation into Very-short-range Prediction Model)

  • 김은희;안광득;이희춘;하종철;임은하
    • 대기
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    • 제25권4호
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    • pp.623-637
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    • 2015
  • The accurate analysis of water vapor in initial of numerical weather prediction (NWP) model is required as one of the necessary conditions for the improvement of heavy rainfall prediction and reduction of spin-up time on a very-short-range forecast. To study this effect, the impact of a ground-based Global Positioning System (GPS)-Precipitable Water Vapor (PWV) on very-short-range forecast are examined. Data assimilation experiments of GPS-PWV data from 19 sites over the Korean Peninsula were conducted with Advanced Storm-scale Analysis and Prediction System (ASAPS) based on the Korea Meteorological Administration's Korea Local Analysis and Prediction System (KLAPS) included "Hot Start" as very-short-range forecast system. The GPS total water vapor was used as constraint for integrated water vapor in a variational humidity analysis in KLAPS. Two simulations of heavy rainfall events show that the precipitation forecast have improved in terms of ETS score compared to the simulation without GPS-PWV data. In the first case, the ETS for 0.5 mm of rainfall accumulated during 3 hrs over the Seoul-Gyeonggi area shows an improvement of 0.059 for initial forecast time. In other cases, the ETS improved 0.082 for late forecast time. According to a qualitative analysis, the assimilation of GPS-PWV improved on the intensity of precipitation in the strong rain band, and reduced overestimated small amounts of precipitation on the out of rain band. In the case of heavy rainfall during the rainy season in Gyeonggi province, 8 mm accompanied by the typhoon in the case was shown to increase to 15 mm of precipitation in the southern metropolitan area. The GPS-PWV assimilation was extremely beneficial to improving the initial moisture analysis and heavy rainfall forecast within 3 hrs. The GPS-PWV data on variational data assimilation have provided more useful information to improve the predictability of precipitation for very short range forecasts.

Empirical Simulation Technique 기법을 이용한 집중호우의 극한강우 평가 (An Evaluation of Extreme Precipitation based on Local Downpour using Empirical Simulation Technique)

  • 오태석;문영일
    • 대한토목학회논문집
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    • 제29권2B호
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    • pp.141-153
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    • 2009
  • 우리나라에서 발생하는 호우의 발생원인은 태풍과 집중호우로 구분할 수 있다. 태풍은 비정기적으로 우리나라에 영향을 끼치며 막대한 강우를 유발시키며, 집중호우는 전선형 호우와 같은 장마와 지형성 호우인 국지성 호우를 의미한다. 태풍과 집중호우는 매년 우리나라에 극한강우를 발생시킴으로써 침수 등의 재해를 유발시키고 있다. 따라서 본 연구에서는 호우의 원인을 태풍과 집중호우로 구분하여, 집중호우로 인한 강우자료를 이용하여 확률강우량을 산정하였다. 집중호우에 대한 평가는 돌발홍수와 같은 짧은 지속시간의 호우에 대한 분석에 활용할 수 있다. 확률강우량의 산정방법은 일반적인 매개변수적 지점빈도해석과 EST를 적용하였다. EST의 적용을 위하여 해수면온도 및 습윤지수와 같은 수문기상인자와 집중호우로 인한 연최대시간강수량과의 상관성 분석을 수행하였다. 상관성 분석 결과에서 우리나라의 집중호우로 인한 강우량은 해수면온도와 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났다. 또한, EST에 의해 산정된 확률강우량은 빈도해석한 확률강우량에 비하여 경기도 등의 우리나라의 서중부 지역에서 보다 큰 결과를 나타내었다. 따라서 우리나라의 서중부 지역에서는 집중호우로 인한 극한강우 발생에 대비해야 할 필요성이 있다.

강우에 의한 사면붕괴에 관한 2차원 수치모의 (Two-dimensional Numerical Simulation of Rainfall-induced Slope Failure)

  • 램 크리쉬나 레그미;정관수;이기하
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.34-34
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    • 2012
  • Heavy storms rainfall has caused many landslides and slope failures especially in the mountainous area of the world. Landslides and slope failures are common geologic hazards and posed serious threats and globally cause billions in monetary losses and thousands of casualies each year so that studies on slope stability and its failure mechanism under rainfall are being increasing attention of these days. Rainfall-induced slope failures are generally caused by the rise in ground water level, and increase in pore water pressures and seepage forces during periods of intense rainfall. The effective stress in the soil will be decreased due to the increased pore pressure, which thus reduces the soil shear strength, eventually resulting in slope failure. During the rainfall, a wetting front goes downward into the slope, resulting in a gradual increase of the water content and a decrease of the negative pore-water pressure. This negative pore-water pressure is referred to as matric suction when referenced to the pore air pressure that contributes to the stability of unsaturated soil slopes. Therefore, the importance is the study of saturated unsaturated soil behaviors in evaluation of slope stability under heavy rainfall condition. In an actual field, a series of failures may occur in a slope due to a rainfall event. So, this study attempts to develop a numerical model to investigate this failure mechanism. A two-dimensional seepage flow model coupled with a one-dimensional surface flow and erosion/deposition model is used for seepage analysis. It is necessary to identify either there is surface runoff produced or not in a soil slope during a rainfall event, while analyzing the seepage and stability of such slopes. Runoff produced by rainfall may result erosion/deposition process on the surface of the slope. The depth of runoff has vital role in the seepage process within the soil domain so that surface flow and erosion/deposition model computes the surface water head of the runoff produced by the rainfall, and erosion/deposition on the surface of the model slope. Pore water pressure and moisture content data obtained by the seepage flow model are then used to analyze the stability of the slope. Spencer method of slope stability analysis is incorporated into dynamic programming to locate the critical slip surface of a general slope.

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위성 자료를 이용한 도시지역 극치강우 모니터링: 2011년 7월 집중호우를 중심으로 (Validation of Extreme Rainfall Estimation in an Urban Area derived from Satellite Data : A Case Study on the Heavy Rainfall Event in July, 2011)

  • 윤선권;박경원;김종필;정일원
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제47권4호
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    • pp.371-384
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    • 2014
  • 본 논문에서는 천리안(Communication, Ocean and Meteorological Satellite; COMS)과 TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)을 통하여 관측한 위성영상자료를 이용한 극치강우(Extreme Rainfall) 추정 알고리즘을 개발하였으며, 2011년 7월 집중호우를 대상으로 그 적용성을 평가하였다. TRMM/PR(TRMM/Precipitation Radar)과 AWS(Automatic Weather System) 자료를 이용하여 고도에 따른 멱급수 회귀방정식으로 Z-R관계식을 추정한 결과 $Z=303R^{0.72}$를 산출하였으며, 지상관측 자료와 비교한 결과 상관계수가 0.57로 분석되었다. 이 값과 TRMM/VIRS(TRMM/Visible Infrared Scanner)와의 관계를 이용하여 극치강우알고리즘을 개발하였으며, 천리안 위성에 적용하여 10분강 우를 추정한 결과 강우강도가 큰 경우에는 과소 추정하는 경향이, 작은 경우에는 과대 추정하는 경향이 있는 것으로 분석되었으나, 전반적인 패턴은 관측과 유사한 경향이 있는 것으로 분석되었다. 또한 이 알고리즘을 같은 센서를 이용하는 천리안 위성에 적용하여 AWS의 상관관계를 분석한 결과, 10분 강우량의 경우 상관계수는 0.517로 평균제곱근 오차는 3.146으로 분석되었고, 공간 상관행렬 오차의 평균은 -0.530~-0.228의 음의 상관을 보이는 것으로 분석되었다. 위성자료를 이용한 극치강우량 추정의 오차 발생 원인은 여러 가지 외부적인 요인으로 판단되며, 지속적인 알고리즘 개선 및 오차보정을 통한 정확도 개선이 필요한 것으로 사료된다. 본 연구의 결과는 추후 다양한 정지궤도위성의 이용을통 한 다중 원격탐사자료의 활용으로 보다 정확한 미계측 유역 수문자료 확충 및 실시간 홍수 예 경보 시스템 구축에 활용이 가능할 것으로 사료된다.

노면퇴적물의 입자 크기에 따른 중금속 오염에 관한 연구 (A Study On Heavy Metal Contamination in the Different Size Fractions of Deposited Road Particles(DRPs))

  • 김부길;이병철
    • 한국환경과학회지
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    • 제15권12호
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    • pp.1171-1175
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    • 2006
  • Deposited road particles (DRPs) were analysed for heavy metal concentrations at four different roads in a city, Korea. The samples were collected using a roadway surface vacuum cleaning vehicle which was commonly used in collecting roadway surface particles. Six particle size ranges were analyzed separately for twelve heavy metal elements (Cd, Cr, Pb, Ni, Al, As, Co, Cu, Fe, Mn, Zn and Hg). At all sampling sites, the high concentration of the heavy metals occurred in the <74um particle size range, which conventional roadway cleaning vehicles do not remove efficiently. The Pb concentration significantly increased with decreasing particle size of DRPs, and other toxic heavy metals (Cd, Cr and Ni) also showed similar results. The heavy metal concentrations in the smaller size fraction of DRPs is important because they are contaminants that are preferentially transported by road runoff during rainfall.

HEC-HMS 모델을 이용한 산지 소하천유역의 홍수유출량 산정 (Flood Runoff Computation for Mountainous Small Basins using HEC-HMS Model)

  • 장인수
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제7권3호
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    • pp.281-288
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    • 2004
  • The objective of this study is to propose a methodology of the flood runoff analysis in steep mountainous basins and the analysis basin is the Jasa valley basin in Chungju city Analyzing the spatial pattern of the rainfall in 1994. 6 30~7.1, the seasonal rainy front was tied up in the whole central district, and the rainfall center was moving from the northern Chungbuk province to the northern Kyongbuk province and caused heavy storm. Analyzing the temporal pattern with the Huff method, the 52.5% of the rainfall was concentrated on the 3rd quartile. Rainfall frequency analysis is accomplished by five distribution types; 2-parameter Lognomal, 3-parameter Lognomal, Pearson Type III, Log-Pearson Type III and Extremal Type I distribution Rainfall-runoff analysis in Jasa valley basin was made using HEC-HMS model. Jasa valley basin was divided into 3 sub-basins and the analysis point was 3 points{A, B and C point) With the rainfall data measured by the 10 minutes, the flood runoff also was calculated by as many minutes. SCS CN model, Clark UH model and Muskingum routing model in HEC-HMS model were used to simulate the runoff volume using selected rainfall event.

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한반도의 태풍 동반 강우의 통계적 모형 (Statistical Model for Typhoon-Induced Rainfall around Korean Peninsular)

  • 구혜윤;이승수;이영규
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권5호
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    • pp.45-51
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    • 2008
  • 강풍과 강한 동반 강우로 인한 최근의 태풍 피해 증가로 인하여 태풍의 영향을 예측하고 분석하는 연구의 필요성이 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 태풍에 동반되는 강우에 초점을 맞추어 태풍 동반 강우에 영향을 끼치는 두 가지의 요인을 선택한 후 태풍 이동 경로에 대한 기상관측지점의 상대각도를 이용하여 2가지의 태풍 동반 강우의 통계적 모형을 제안하였다. 또한 본 연구에서 제안한 통계적 모형의 유효성 증명 및 두 모형에의 적용에 대한 결과의 비교를 위하여 2007년에 우리나라에 영향을 끼친 태풍 나리에 의한 동반 강우의 통계적 예측을 수행하였으며, 그 결과 본 논문에서 제안하는 모형을 이용하여 어느 정도 태풍 동반 강우의 예측이 가능할 것으로 판단된다.