• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.37 no.4
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• pp.669-680
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• 2017

This study evaluated the consistency of the standard flow to forecast low-flow based on various drought indices. The data used in this study were streamflow data at the Gurye2 station located in the Seomjin River and the Angang station located in the Hyeongsan River, as well as rainfall data of nearby weather stations (Namwon and Pohang). Using streamflow data, the streamflow accumulation drought index (SADI) was developed in this study to represent the hydrological drought condition. For SADI calculations, the threshold of drought was determined by a Change-Point analysis of the flow pattern and a reduction factor was estimated based on the kernel density function. Standardized runoff index (SRI) and standardized precipitation index (SPI) were also calculated to compared with the SADI. SRI and SPI were calculated for the 30-, 90-, 180-, and 270-day period and then an ROC curve analysis was performed to determine the appropriate time-period which has the highest consistency with the standard flow. The result of ROC curve analysis indicated that for the Seomjin River-Gurye2 station SADI_C3, SRI30, SADI_C1, SADI_C2, and SPI90 were confirmed in oder of having high consistency with standard flow under the attention stage and for the Hyeongsan River-Angang station, SADI_C3, SADI_C1, SPI270, SRI30, and SADI_C2 have order of high consistency with standard flow under the attention stage.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.416-416
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• 2015

기후변화는 미래 강수량 변동을 야기하여 하천유량 관리에 큰 영향을 미칠 것으로 예상하고 있다. 이에 본 연구에서는 기후변화에 따른 중장기 하천유량 관리를 위하여 금호강 유역을 대상으로 SWAT 모형을 이용하여 중장기 하천유량을 예측하였다. 임하댐 상류지역의 2008~2012년 유량자료에 대하여 보정 완료된 SWAT 모형을 기반으로, 지역기후모형(RCM)인 HadGEM3-RA모형을 활용한 IPCC 제5차 보고서 RCP 4.5, RCP 8.5 시나리오를 적용하였다. 금호강 표준유역별 기후변화에 의한 영향을 모의하기 위하여 편이보정(Bias Correction)방법을 적용하였으며, 금호강 유역 내 과거 30년(1975~2005년, Baseline) 기상자료와 비교하여 통계적인 유사성을 가지도록 보정을 실시하였다. 기후변화 시나리오 적용결과는 S1(2011~2040년), S2(2041~2070년), S3(2071~2099년)으로 분할하여 월별, 계절별, 연도별 미래 강수량과 기온을 분석하였다. 분석 결과, RCP 4.5 시나리오의 경우 봄철(3~5월)의 강수량은 기준년도에 비해 약 57%가 증가하였으나, 가을철(6~8월)에는 7.9% 감소하였으며, 첨두 강수시기는 8~9월에서 6~7월로 이동하였다. 평균기온은 각 구분 시기별 $0.2^{\circ}C$, $1.1^{\circ}C$, $1.8^{\circ}C$ 정도 상승할 것으로 예측되었다. RCP 8.5 시나리오에서는 기준년도 대비 강우량은 봄철에 61% 증가, 가을철에는 14.9% 감소하는 것으로 모의되었다. 평균기온은 약 $0.4^{\circ}C$, $2.1^{\circ}C$, $4.2^{\circ}C$ 정도 상승하는 것으로 나타났다. 기후변화에 따른 유출량 결과 비교는 2001~2010년을 기준으로 하였으며, RCP 4.5 시나리오에서는 S1, S2, S3 시기별 각각 -10.9%, -7%, -3.6% 감소하였으며, RCP 8.5 시나리오에서는 약 -12.3%, 4.9%, -1.2% 변동하는 것으로 나타냈다. 금호강 유역 전반에 걸쳐 유출량이 감소하는 추세를 보였으며, 특히 본류에 비해 지류유역의 건천화가 심해지는 양상을 보였다. 또한 현재에 비해 여름철 유출패턴 시기가 앞당겨져 봄철 유량이 증가하고 겨울철에 감소하는 경향을 보이고 있다. 기후변화로 인한 수문패턴의 변화로 현재 하천유량관리의 변화가 필요할 것으로 판단되며, 향후 본 연구결과를 바탕으로 물수지 분석을 추가하여 유지유량 만족을 위한 해당유역의 이수기 유량관리 방안 연구를 수행할 예정이다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.43 no.3
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• pp.337-352
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• 2023

In general, Rainfall-Runoff model parameter set is optimized using the entire data to calculate unique parameter set. However, Korea has a large precipitation deviation according to the season, and it is expected to even worsen due to climate change. Therefore, the need for hydrological data considering seasonal characteristics. In this study, we conducted regional sensitivity analysis(RSA) using the conceptual Rainfall-Runoff model, GR4J aimed at the Soyanggang dam basin, and clustered combining the RSA results with hydrometeorological data using Self-Organizing map(SOM). In order to consider the climate characteristics in parameter estimation, the data was divided based on clustering, and a calibration approach of the Rainfall-Runoff model was developed by comparing the objective functions of the Global Optimization method. The performance of calibration was evaluated by statistical techniques. As a result, it was confirmed that the model performance during the Cold period(November~April) with a relatively low flow rate was improved. This is expected to improve the performance and predictability of the hydrological model for areas that have a large precipitation deviation such as Monsoon climate.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• v.28 no.5
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• pp.1125-1132
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• 2017

In a situation where the severity and frequency of drought events getting stronger and higher, many studies related to drought forecast have been conducted to improve the drought forecast accuracy. However it is difficult to predict drought events using a single model because of nonlinear and complicated characteristics of temporal behavior of drought events. In this study, in order to overcome the shortcomings of the single model approach, we first build various single models capable to explain the relationship between the meteorological drought index, Standardized Precipitation Index (SPI), and other independent variables such as world climate indices. Then, we developed a combined models using Stochastic Gradient Descent method among Ensemble Learnings.

• Korean Journal of Environmental Biology
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• v.31 no.2
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• pp.105-112
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• 2013

Environmental parameters and phytoplankton community structure were investigated at four sites of Yeongsan River between April 2010 and December 2011. The standing crops of the phytoplankton ranged from $275cells{\cdot}mL^{-1}$ to $58,600cells{\cdot}mL^{-1}$ with an average of $5,850cells{\cdot}mL^{-1}$. The dominant species were Cyclotella sp., Stephanodiscus sp., Aulacoseira granulata, Scenedesmus quadricauda, Pediastrum biwae, Coelastrum sp., Aphnizomenon sp., and Oscillatoria sp.. The most dominant species was Stephanodiscus sp.. The concentration of chlorophyll-a ranged from $2.3mg{\cdot}m^{-3}$ to $164.2mg{\cdot}m^{-3}$. The phytoplankton community structure of the survey area was influenced by temperature and rainfall.

• The Korean Journal of Applied Statistics
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• v.28 no.3
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• pp.393-406
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• 2015

We examine how to model mortality risk using the adaptation of the mean-reverting processes for the two factor model proposed by Cairns et al. (2006b). Mortality improvements have been recently observed in some countries such as United Kingdom; therefore, we assume long-run mortality converges towards a trend at some unknown time and the mean-reverting processes could therefore be an appropriate stochastic model. We estimate the parameters of the two-factor model incorporated with mean-reverting processes by a Metropolis-Hastings algorithm to fit United Kingdom mortality data from 1991 to 2015. We forecast the evolution of the mortality from 2014 to 2040 based on the estimation results in order to evaluate the issue price of a longevity bond of 25 years maturity. As an application, we propose a method to quantify the speed of mortality improvement by the average mean reverting times of the processes.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.42 no.6
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• pp.433-443
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• 2009

For the better understanding of the temporal characteristics of soil water, this study is to suggest a stochastic soil water model and to apply it for impact assessment of climate change. The loss function is divided into 3 stages for more specified comprehension of the probabilistic behavior of soil water, and especially, the soil water model considering the stochastic characteristics of precipitation is developed in order to consider the variation of climatic factors. The simulation result of soil water model confirms that the proposed soil water model can re-generate the observation properly, and it also proves that the soil water behaves with consistent cycle based on the precipitation pattern. Moreover, with the simulation results with a climate change scenario, it can be predicted that the future soil water will have higher variations than present soil water.

• Magazine of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.7 no.3
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• pp.75-81
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• 2007

1. 가을철에는 36년 평균($1971{\sim}2006$년) 11.1 (41.6%)개 발생, 0.8개가 우리나라에 영향을 줌(표 1, 그림 1) - 9월 발생 태풍 총 175개(연평균 4.9개) o 비상구역 진입태풍 51개(연평균 1.4개) o 우리나라에 27개 영향(연평균 0.8개) - 10월 발생 태풍 총 135개(연평균 3.8개) o 비상구역 진입태풍 17개(연평균 0.5개) o 우리나라에 3개 영향 - 11월 발생 태풍 충 86개(연평균 2.4개) o 비상구역 진입태풍 3개 o 우리나라에 영향 없음 * 연평균 계산은 소수 둘째자리에서 반올림한 결과임. 2. 가을철 태풍발생수의 장기간 변동 특성(그림 2) - 많이 발생하는 해와 적게 발생하는 해가 주기적으로 반복되고 있음. - 1990년대 후반부터 평년보다 적게 발생하는 경향이 지속되고 있음. 3. 가을철 태풍으로 인한 인명 재산 피해 현황(표 3과 4) - 인명 피해 : 최근 감소 추세 o $2002.8.30{\sim}9.1$ 루사(RUSA, 0215), 246명 (사망 실종 포함) o 재산 피해 최근 증가 추세 o $2002.8.30{\sim}9.1$ 루사 (RUSA, 0215) 5,262,200(백만원) o $2003.9.12{\sim}9.13$ 매미(MABMI, 0314) 4,222,486(백만원) 4. 추석 기간 동안 우리나라에 영향을 준 태풍(표 5) - $1971{\sim}2006$년(36년) 동안 4회 o 1986, 1997, 2000, 2003 o 특히 $2003.9.12{\sim}13$ 매미(0314)에 의한 강풍과 강수로 인하여 막대한 피해 유발 : 고산(12일) 최대풍속 51.1m/s 전남남해안, 영남지방, 강원도 영동지방 $100{\sim}450mm$.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• v.24 no.4
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• pp.285-296
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• 2007

The Precipitable Water Vapor (PWV) from GPS with high resolution in terms of time and space might reduce the limitations of the numerical weather prediction (NWP) model for easily variable phenomena, such as precipitation and cloud. We have converted to PWV from Global Positioning System (GPS) data of Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI) and Ministry of Maritime Affairs & Fisheries (MOMAF). First of all, we have selected the heavy rainfall case of having a predictability limitation in time and space due to small-scale motion. In order to evaluate the effect for GPS PWV, we have executed the sensitivity experiment with PWV from GPS data over Korean peninsula in the Weather Research & Forecasting 3-Dimensional Variational (WRF-3DVAR). We have also suggested the direction of further research for an improvement of the predictability of NWP model on the basis of this case.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1183-1186
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• 2008

지속시간과 생기빈도에 따른 홍수량 산정은 여러 수문분야 적용에 있어 매우 유용하며 홍수관련 설계인자를 첨두홍수량 중심에서 지속시간에 대응하는 홍수량으로 확장할 필요가 있다고 하겠다. 본 연구에서는 한강유역 관측 홍수량의 홍수량-지속기간-빈도 분석을 위하여 샘플지역인 한강대교와 여주 지점의 수위자료와 수위-유량 관계식을 사용한 유출량 자료를 활용하여 경험적 QdF곡선과 이론적 QdF모형을 제시하였다. 지속시간에 따른 분석을 위하여 이동평균자료를 사용하여 획득된 지속기간별 연 최대홍수량 자료를 추출하였다. 한강대교 QdF 곡선의 변동특성은 지속기간과 재현기간이 증가함에 따른 최대홍수량 변화폭이 크게 증가하지 않음을 나타내고 이는 한강대교 지점의 유량이 대표하는 유역이 매우 크며 상류의 댐에 의한 홍수통제 등 인위적 영향에 기인한 것으로 판단된다. 이러한 유역 환경변화로 인한 자료 특성변화에 대한 영향 분석을 위하여 댐건설 전후를 분리한 자료를 이용한 QdF 곡선을 작성, 분석하였다. 댐 건설 전후 강수 자료 자체의 특성 변화와 댐 건설 후 자료기간의 한계를 가짐에도 불구하고 분석결과 댐건설 전후 자료에 대한 QdF 곡선은 댐건설로 인한 유출량 영향 파악을 가능케 하였다. 여주 지점의 QdF 곡선은 지속기간과 빈도변화에 따른 변화양상이 대상 지역 계획홍수량을 넘어서는 자료가 많음을 보였다. 이는 유출량 산정을 위해서 제시된 수위-유량 관계식의 적용범위를 넘어서는 값의 발생으로 인한 인위적인 조정에 기인한 것으로 판단된다. 그러므로 지점별로 분석자료의 타당성 및 정상성을 점검하고 자료에 타당한 개선된 QC과정이 필요함을 알 수 있다. 충주댐 건설전후의 여주 지점 QdF 분석 결과는 특히 댐 건설 후 QdF 곡선의 변화 양상은 댐 건설 후 자료에 대한 새로운 형태의 이론적 QdF모형 제시가 필요함을 보여주었다.