• 한국농공학회논문집
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• 제52권6호
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• pp.75-83
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• 2010

The objective of this paper is to study the discharge characteristics of pollutant loads in small watershed according to probability rainfall using the Hydrologic Simulation Program-Fortran (WinHSPF). The subwatershed of Gosam reservoir watershed in Gyeonggido province was simulated and the probability rainfall of study area was estimated by recurrence interval and duration. The probability rainfalls are 156.5, 205.9 and 277.4 mm for 6 hrs, 12 hrs and 24 hrs in 10 year frequency, and each probability rainfalls is distributed by Huff's 4th quantiles method and applied to HSPF. The pollutant loads were high for initial rainfall. The concentrations of TN, TP and BOD were high as rainfall duration is shorter and rainfall intensity is higher.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.135-135
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• 2021

In water resources management, rainfall prediction with high accuracy is still one of controversial issues particularly in countries facing heavy rainfall during wet seasons in the monsoon climate. The aim of this study is to develop an artificial neural network (ANN) for predicting future six months of rainfall data (from April to September 2020) from daily meteorological data (from 1971 to 2019) such as rainfall, temperature, wind speed, and humidity at Seoul, Korea. After normalizing these data, they were trained by using a multilayer perceptron (MLP) as a class of the feedforward ANN with 15,000 neurons. The results show that the proposed method can analyze the relation between meteorological datasets properly and predict rainfall data for future six months in 2020, with an overall accuracy over almost 70% and a root mean square error of 0.0098. This study demonstrates the possibility and potential of MLP's applications to predict future daily rainfall patterns, essential for managing flood risks and protecting water resources.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권4호
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• pp.130-145
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• 2016

본 연구에서는 1분 상세강우자료를 이용하여 개정범용토양유실공식(RUSLE)의 강우침식도 R의 추정을 위해 2002년부터 2015년까지 14년간 전국 기상청 관측소의 강우 자료를 수집하여 지점별로 새롭게 계산한 연 강우침식도 및 경험식을 산정하였으며 남한전체($99,720km^2$)를 대상으로 연강우침식인자의 공간분포도를 작성하였다. 1분 강우자료로 계산된 강우침식도와 연평균 강우량의 상관관계로부터 도출된 경험식과의 결정계수($R^2$, determination coefficient)는 0.70~0.98로 높은 상관관계를 나타냈으며 이는, 기존의 국내에서 적용된 경험식과 비교하여 실측값과의 정확성이 높게 개선됨을 알 수 있다. 또한, 물리적인 지리요소가 고려된 공간 강우침식인자(R) 분포도를 산정하기 위해 고도가 고려된 공간보간기법(IDW)을 이용하여 연강우량 분포도를 산정하였다. 최종적으로 본 연구에서의 1분 강우자료부터의 R 산정 및 1시간 강우자료와의 회귀산정 과정의 방법 및 절차를 일반 사용자가 간단하게 사용 할 수 있도록 Python GUI 프로그램을 이용하여 R 산정 프로그램을 개발하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.15-27
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• 2016

본 연구에서는 국내 산사태 발생을 예측하기 위하여 선행강우의 영향을 고려한 산사태 유발 강우기준(Intensity-Duration, ID curve)을 제안하였다. 1999년부터 2013년까지 국내에서 유발된 202개의 산사태에 대하여, 기상청 강우자료를 바탕으로 산사태 발생 시점 이전의 시강우량 데이터를 수집하고 분석하였다. 선행강우의 영향을 고려하기 위해 강우사상간 시간(Inter event time definition, IETD)을 6, 12, 24, 48, 72, 96시간으로 구분하고, 회귀분석을 통해 강우기준을 제안하였다. 국외의 산사태 유발강우기준과 제안된 유발강우기준을 비교하였으며, 선행강우에 대한 산사태 유발 강우기준의 변화를 분석하였다. 그 결과, 국내의 경우 비교적 낮은 강우강도에서 산사태가 유발되는 것으로 나타났으며, IETD가 증가할수록 산사태 유발강우기준의 기울기가 증가하는 경향이 나타났다. 따라서 단기간의 강우에 대해서는 산사태 유발강우기준(강우강도)이 높아지고, 장기간의 강우에 대해서는 낮아지는 것을 알 수 있었다. 2014년도에 국내에서 발생한 산사태 재해이력을 이용하여 검토한 결과, 본 연구에서 제안된 ID curve가 산사태 유발을 비교적 잘 예측할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권8호
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• pp.5-15
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• 2015

불포화 지반에서 선행강우에 의한 강우침투특성을 분석하기 위하여 국내 편마암 풍화토에 대한 일차원 실내강우 침투실험을 수행하였다. 춘천 및 충주지역 시료에 대한 실내모형실험에서 불포화토의 음의 간극수압은 강우 재하시 급격히 감소하고, 강우 종료후 점차 회복되었다. 강우강도가 증가함에 따라 침투속도가 증가하였으며, 선행강우시보다 본강우에서 침투속도가 빠른 것으로 나타났다. 이는 선행강우에 의하여 증가된 지반의 높은 포화도가 본강우시 강우침투속도를 증가시킨 것으로 사료된다. 특히 점토함유량이 많은 충주시료에서 음의 간극수압의 회복 속도와 침투속도가 느리게 나타났다. 유한요소 사면안정에 대한 수치해석 결과는 강우 침투에 의한 음의 간극수압의 감소에 따른 사면 안전율을 감소와 강우 종료후 간극수압의 확산에 의한 추가적인 사면 안정성 저감을 보여주고 있다. 사면의 안전율은 선행강우시 보다 본강우에서 더욱 감소하였다. 선행강우는 불포화지반의 초기 간극수압의 크기와 깊이별 패턴에 지대한 영향을 미치며, 이는 강우 사면의 안정성 해석에 고려해야 할 중요한 요소이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권11호
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• pp.1041-1052
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• 2013

본 연구에서는 범용 매개변수 최적화 모형인 PEST를 이용하여 분포형 수문모형인 GRM(grid based rainfall-runoff model) 모형의 매개변수 및 불확실성 범위를 추정하였다. 특히, 레이더 강우 및 지상 관측 강우를 각각 적용하여, 입력자료 차이가 매개변수 추정에 미치는 영향을 분석하였다. 자동 보정 모형은 GUI (graphic user interface)에 대한 접근 없이 모형구동이 가능하도록 개선된 GRM-MP (multiple projects) 버전과 병렬 PEST 버전을 결합하여 매개변수 추정에 소요되는 시간을 단축시켰다. 이를 낙동강 수계 금호강 유역과 감천 유역에 대해 적용하여, 초기 포화도, 지표면 조도계수 및 토양 투수계수의 보정계수에 대해 매개변수 최적화 및 불확실성 추정을 수행하였다. 강우자료 분석 결과, 레이더와 지상 강우의 유역평균 누적시계열은 비슷하거나 지상 강우가 조금 큰 경향을 보였으나, 공간분포에 있어서는 지상 강우에 비해 레이더 강우에서 큰 변동성이 확인되었다. 보정된 수문모의 결과는 레이더 강우 적용 시, 지상 강우에 비해 비슷하거나 더 나은 정확도를 보였다. 추정된 매개변수는 레이더 강우 적용 시, 토양 투수계수의 보정계수가 일관되게 1보다 작은 경향을 보였으며, 이는 강우강도가 강한 격자가 상당수 존재하기 때문으로 판단되었다. 초기 포화도 및 지표면 조도계수의 보정계수는 레이더 및 지상 강우에서 일정한 경향성을 보이지 않았다. 본 연구의 대상 유역 및 호우사상에 대한 PEST의 최적화 모의 결과, 동일 유역 및 호우사상에 대해서도 강우 추정 방법에 따라 서로 다른 최적 매개변수 값을 갖는 것을 알 수 있었으며, 이는 향후 레이더 강우 자료의 수문 모의 활용 시 유의해야할 점으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권1호
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• pp.28-35
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• 2012

강우는 산사태를 야기하는 주된 요인으로 최근 우리나라에서 대부분의 산사태는 단기간의 집중호우로 인해 발생하고 있으나, 강우특성과 산사태 발생간의 관계는 아직 명확히 규명되지 못하고 있는 실정이다. 이 논문에서는 2011년 6월 7월에 남부지방과 중부지방에서 집중호우로 야기된 18개의 산사태를 대상으로 연속강우 개시 이후의 누적강우량(mm)과 강우강도(mm/hr) 및 선행강우량(mm)을 해석하여 산사태 발생과의 관계를 분석하였다. 그 결과, 산사태는 모두 연속강우 개시 이후 1~3일간의 집중호우에 의해 강우강도가 30 mm/hr이상, 혹은 누적강우량이 200 mm이상인 경우에 발생한 것으로 나타났다. 이는 산림청의 산사태 경보발령 기준을 상회하는 범위에서 발생한 것으로 나타났으며, 경상남도에서 보고된 산사태 발생영역과도 일치하였다. 또한, 강우개시 이후 산사태 발생까지의 소요시간(T)은 평균 강우강도(ARI)가 증가할수록 점차 단축되는 것으로 나타났으며, 이들 사이의 관계는 지수함수식 "T = $94.569{\cdot}exp$($-0.068{\cdot}ARI$)($R^2$=0.64, p<0.001)"로 도출되었다. 이러한 결과는 산림청의 산사태 주의보 경보발령 기준에 있어 중요한 근거가 될 수 있으며, 토사재해에 대한 경계피난체계 등의 비구조물 대책의 수립에도 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권1호
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• pp.35-43
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• 2016

사면 안정성을 평가하기 위해서는 강우의 시간적 분포가 매우 중요한 영향을 끼친다. 강우로 발생하는 사면붕괴를 해석하기 위해서는 강우패턴을 일반적으로 일정한 형태로 가정하고 해석을 수행한다. 그러나 강우의 시간적분포를 적용하는 설계방법은 사면의 불안정성을 평가하기에 중요한 요소이다. 본 연구에서는 강우에 의한 사면파괴를 계산하기 위해 강우의 시간적 분포는 Mononobe 방법과 Huff 4분위 방법을 적용하였다. 그 결과, 표층으로부터의 습윤대 깊이의 차이를 보였으며, 사면의 안전율 계산에서도 강우의 시간적분포가 영향을 끼치고 있음을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권1호
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• pp.67-80
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• 2001

본 연구에서는 기존에 널리 사용되고 있는 설계강우의 시간분포모형인 Mononobe 분포법, Yen과 Chow 분포법, Huff 분포법과 heifer와 Chu 분포법을 강우-유출모형인 SCS 방법, Nakayasu 방법과 Clark 방법에 적용하여 최대 유출상황을 발생시키는 설계강우 시간분포모형을 결정하였다. 각 강우-유출모형에 균등강우강도를 적용한 경우를 기준으로 하여 첨두유량의 변동성을 검토하였다. 대상유역에 적용한 강우-유출모형의 결과를 분석하여 유역별 및 강우-유출모형별로 최대 유출상황을 발생시키는 설계강우의 시간분포모형을 정리한 결과 전체적으로 Yen과 Chow 분포법의 후방집중형으로 나타났다. 결정된 시간분포모형을 바탕으로 지속기간의 변화에 따른 첨두유량의 변동성을 파악한 결과 확률강우강도식의 형태에 따라 최대유량을 발생시키는 지속기간에 변동성이 보여지고 있으며, 강우-유출모형에 의한 영향보다는 확률강우강도식의 형태와 I-D-F곡선에 따라 첨두유량의 변동성이 크게 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.263-276
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• 2000

본 논문은 인천지방에서의 확률강우량과 확률강우강도식을 유도하기 위하여 인천기상대에서 관측된 자료로부터 강우 지속기간 10분 ~ 6시간까지의 연최대강우량을 선정하였다. 12개 강우지속기간별 확률강우량을 추정하기 위하여 11개 확률분포형을 적용하였으며 Chi-square 검정방법, Kolmogorov-Smirnov 검정방법, Cramer Von Mises 검정방법으로 적합도 검정과 함께 도시적 해석법으로 가정 적합한 분포형을 결정하였다. 확률강우도식은 최소자승법을 사용하여 Talbot 형, Sherman 형, Japanese 형의 3가지로 분석하고, 최소자승법과 함께 시산법을 사용하여 통합형I과 통합형II의 형태로 결정하였다. 표준제곱근오차와 계산된 강우강도와 추정된 강우강도와의 차이를 분석하여 단기 강우 지속기간에 관한 통합형I의 확률강우강도식을 인천지방 강우강도공식으로 제안하였다.