DOI QR코드

DOI QR Code

Estimation of Design Rainfalls Considering BCM2 Simulation Results

BCM2 모의 결과를 반영한 목표연도 확률강우량 산정

  • 이창환 (한양대학교 대학원 건설환경공학과) ;
  • 김태웅 (한양대학교 건설환경공학과) ;
  • 경민수 (삼성화재해상보험(주) 삼성방재연구소) ;
  • 김형수 (인하대학교 사회기반시스템공학부)
  • Received : 2009.12.08
  • Accepted : 2010.03.17
  • Published : 2010.06.30

Abstract

Climatic disasters are globally soaring due to recent acceleration of global warming. Especially the occurrence frequency of heavy rainfalls is increasing since the rainfall intensity is increasing due to the change of rainfall pattern, This study proposed the non-stationary frequency analysis for estimating design rainfalls in a design target year, considering the change of rainfall pattern through the climatic change scenario. The annual rainfalls, which are regionally downscaled from the BCM2 (A2 scenario) and NCEP data using a K-NN method, were used to estimate the parameters of a probability distribution in a design target year, based on the relationship between annual mean rainfalls and distribution parameters. A Gumbel distribution with a probability weighted method was used in this study. Seoul rainfall data, which are the longest observations in Korea, were used to verified the proposed method. Then, rainfall data at 7 stations, which have statistical trends in observations in 2006, were used to estimate the design rainfalls in 2020. The results indicated that the regional annual rainfalls, which were estimated through the climate change scenario, significantly affect on the design rainfalls in future.

최근 지구온난화가 가속화되면서 전 세계적으로 기록적인 기상재해가 급증하고 있다. 특히 강우패턴의 변화로 인하여 강우강도가 증가하여 집중호우의 발생빈도가 높아지고 있다. 본 연구에서는 기후변화 시나리오에 따른 강우패턴의 변화를 반영하여 목표연도 확률강우량을 산정하는 비정상성 강우빈도해석법을 제안하였다. BCM2 모형(A2 시나리오)과 NCEP 자료를 K-NN 축소기법을 사용하여 축소시킨 연 총 강우량을 이용하여 연 최대 강우량 평균, 연 최대 강우량 평균과 매개변수 간 통계학적 관계를 분석하여 목표연도 확률강우량을 산정하였다. 분포형은 Gumbel 분포를 사용하였으며 매개변수 추정법은 확률가중모멘트법을 사용하였다. 국내에서 가장 긴 관측 강우자료를 가진 서울지점을 대상으로 모형의 적합성 검증을 실시하였으며, 2006년 현재 통계학적으로 증가경향성을 가진 7개의 강우관측지점에 적용한 결과를 분석하였다. 기후변화 시나리오에 따른 지역적 연 총 강우량의 변화는 미래 확률강우량의 증감에 영향을 미치는 것으로 나타났다.

Keywords

References

  1. 건설교통부(2000) 1999년도 수자원관리기법개발 연구조사 보고서, 제1권 한국 확률강우량도 작성, 건설교통부.
  2. 건설교통부(2005) 삽교천수계 유역종합치수계획, 건설교통부.
  3. 경민수, 이용원, 김형수, 김병식 (2009) 기후변화가 서울지역의 기온 및 가뭄에 미치는 영향 평가, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제29권 제2B호, pp. 181-191.
  4. 권영문, 박진원, 김태웅(2009) 강우의 증가 경향성을 고려한 목표연도 확률강우량 산정, 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제24권 제2B호, pp. 131-139.
  5. 김병식, 서병하, 김남원 (2003) 전이함수모형과 일기발생모형을 이용한 유역규모 기후변화시나리오의 작성, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제36권 제3호, pp. 345-363.
  6. 김병식, 김보경, 경민수, 김형수(2008) 기후변화가 극한강우와 I-D-F 분석에 미치는 영향 평가, 한국수자원학회논문집, 한국수지원학회, 제41권 제4호, pp. 379-394.
  7. 박재현(2008) 이상 기후에 대비한 치수정책 방향, 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제41권 제12호, pp. 33-37.
  8. 소방방재청 (2007) 재해연보 2006, 소방방재청.
  9. 안재현, 김태웅, 유철상, 윤용남(2000) 자료기간 증가에 따른 확률강우량의 거동 특성 분석, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제33권 제5호, pp. 569-580.
  10. 오재호, 홍성길 (1995) 대기중 CO2 증가에 따른 한반도 강수량 변화, 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제28권 제3호, pp. 143-157
  11. 윤용남, 유철상, 이재수, 안재현(1999) 지구온난화에 따른 홍수 및 가뭄 발생빈도의 변화와 관련하여 : 1. 연/월 강수량의 변화에 따른 일강수량 분포의 변화분석, 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제32권 제6호, pp. 617-625
  12. 이우리, 오광우(2003) 회귀분석 입문 및 응용, 탐진
  13. He, Y., Brdossy, A., and Brommundt, J. (2006) Non-stationary flood frequency analysis in southern Germany, The 7th International Conference on HydroScience and Engineering, Philadelphia.
  14. Leclerc, M. and Ouarda, T.B.M.J. (2007) Non-stationary regional flood frequency analysis at ungauged site, Journal of Hydrology, Vol. 343, Issues 3-4, pp. 254-265. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2007.06.021
  15. Olsen, J.R., Stedinger, J.R., Matalas, N.C., and Stakhiv, E.Z. (1999) Climate variabi lity and flood frequency estimation for the upper Mississippi and lower Missouri Rivers, Journal of the American Water Resource Association, Vol. 35, pp. 1509-1524. https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1999.tb04234.x
  16. Stedinger, J.R., Vogel, R.M., and Foufoula-Georgiou, E. (1993) frequency anaIysis of extreme events, Handbook of Hydrology, D. Maiment, ed., McGraw-Hill, New York, pp. 18.1-18.66
  17. Wang, J. and Yang, P. (2005) A compound reconstructed prediction model for nonstationary climate processes, Journal of Climatology, Vol. 25, pp. 1265-1277. https://doi.org/10.1002/joc.1158