• Title/Summary/Keyword: 미래확률강우량

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A Development of Downscaling Model for Sub-daily Rainfall Based on Bayesian Copula model (Bayesian Copula 모형을 활용한 시간단위 강우량 상세화 기법 모형 개발)

  • Kim, Jin-Young;So, Byung-Jin;Kwon, Duk-Soon;Kwon, Hyun-Han
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2016.05a
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    • pp.229-229
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    • 2016
  • 현재 국내외에서 제공되고 있는 기후변화 시나리오 자료의 경우 일단위로 제공되고 있다. 그러나 수자원 설계 및 계획 시 중요한 입력자료 중 하나는 시간단위 강우 자료이다. 이러한 시간단위 자료는 강우-유추 분석, 댐 설계 및 위험도 분석에 있어 중요한 입력 변수중 하나이므로 기후변화 시나리오에 따른 영향을 평가하기 위해선 신뢰성 있는 상세화 기법이 필요하다. 국내외에서는 일단위에서 일단위로 상세화 하는 기법, 또는 공간상세화 기법 연구는 상당히 진행된바 있는 반면, 시간단위 상세화 기법 연구는 일단위 연구에 비해 상대적으로 미진한 실정이다. 즉 일단위 상세화 기법의 경우 Weather generator, Weather typing 등 다양한 기법이 존재하고 이를 활용한 연구사례가 많지만, 시간단위 상세화 기법의 Poisson 기법을 활용한 사례가 다수 존재하였다. 이러한 이유로 본 연구에서는 기후변화 시나리오에 따른 영향을 평가하기 위해 Bayesian 기법을 도입하여 신뢰성 있는 시간단위 강우량을 생성할 수 있는 모형을 개발하였으며, 연대별로 산정된 결과는 빈도해석을 통해 미래 확률강우량을 제시하였다. 본 연구에서 제안하고자 하는 Bayesian Copula 모형은 기존 주변확률분포(marginal distribution) 매개변수와 Copula 매개변수 추정시 각각 다른 기법을 활용하여 추정하며, 각각 모형에서 발생하는 불확실성은 추정하지 못하는 반면, Bayesian Copula 모형의 경우 매개변수의 사후분포를 정량적으로 제시할 수 있으며, 추정되는 확률강우량 역시 불확실성을 정량적으로 산정할 수 있는 장점을 확인할 수 있었다.

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Estimation of Design Rainfalls Considering BCM2 Simulation Results (BCM2 모의 결과를 반영한 목표연도 확률강우량 산정)

  • Lee, Chang Hwan;Kim, Tae-Woong;Kyoung, Minsoo;Kim, Hung Soo
    • KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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    • v.30 no.3B
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    • pp.269-276
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    • 2010
  • 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.

A study on the analysis of Seoul regional precipitation patterns (서울지역 강우 패턴 분석에 관한 연구)

  • Moon, Jang-Won;Moon, Young-Il;Oh, Tae-Suk;Jung, Young-Hwi
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.357-357
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    • 2012
  • 우리나라는 기후변화로 추정되는 폭우, 폭설 등과 같은 기존의 강우의 패턴과는 다른 현상들이 잦아지고 있다. 최근 발생하는 기상이변은 예측 할 수 없고 단시간에 많은 양의 강우로 인하여 큰 피해가 발생하며 수공구조물에도 많은 영향을 미친다. 또한 장 단기 수자원계획과 수공구조물의 설계를 위하여 확률강우량의 산정은 매우 중요한 과정 중의 하나이다. 즉, 과거의 여러 수문 사상에 대한 통계적인 분석을 통해서 수공구조물들의 설계빈도를 결정하는 우리나라의 현실에서 사용된 수문 사상의 자료기간에 따라 확률 값은 큰 차이를 보일 수 있기 때문에 관측 자료 기간을 달리하여 빈도 해석한 결과를 비교함으로서 우리나라의 확률강우량의 변화 특성을 파악 할 수 있으며 미래 강우 형태를 파악하는데 기여 할 수 있다. 본 논문에서는 우리나라 기상청 강우자료를 사용하여 기초 통계량의 변화와 강우 발생의 패턴을 분석하고자 한다.

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Prospects of future changes of hydrological characteristics in South-North Korea river basin according to climate change scenarios (기후변화시나리오를 반영한 남북공유하천유역의 미래 수문특성 변화 전망)

  • Yeom, Woongsun;Park, Dong-Hyeok;Ahn, Jaehyun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.266-266
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    • 2020
  • 본 연구에서는 기후변화로 인한 남북공유하천유역의 미래 수문특성 변화를 전망하기 위해 ArcGIS 프로그램을 통해 산정된 격자형 수문특성 매개변수를 분포형 모형인 GRM에 적용하여 임진강유역의 미래 유출수문특성 변화를 분석하였다. 분포형 모형에 사용되는 강우량 자료는 기상관측소 단위로 상세화된 13개 전지구 기후 모델 중 RCP4.5, 8.5 시나리오의 공유하천유역 인접 11개 관측소별 빈도해석 결과를 시·공간적으로 분포하여 사용하였다. 또한 미래기간별 유출특성 변화추이를 분석하기 위하여 참조기간(1981-2005), 21세기 전반기(F1, 2011-2040), 중반기(F2, 2041-2070), 후반기(F3, 2071-2100)로 구분하여 분석을 실시하였다. 분석 결과 본 연구의 대상지점인 임진강유역은 기후변화로 인해 확률강우량이 증가하여 유역의 유출수문특성에 직접적인 영향이 있을 것으로 예측되었다. RCP 4.5 시나리오에서는 21세기 후반기인 F3에 확률강우량 및 유출량의 증가추세가 줄어들 것으로 전망되나, 참조기간 대비 F1에서 20.4%, F2에서 35.7%, F3에서 34.6%의 평균 유출량 증가율을 보였으며, RCP 8.5 시나리오에서는 F1에서 19.9%, F2에서 38.3%, F3에서 67.8%로 지속적인 증가가 전망되었다. 또한 첨두홍수량 발생시각은 참조기간 대비 약 4.6~13.3% 감소가 예상되었다. 기후변화로 인한 홍수량의 변화는 재해위험을 증가시킬 수 있으며, 이러한 상황에서 남한과 북한의 협력을 통한 유역통합관리의 필요성은 점차 커질 것으로 보인다. 이를 위해서는 정확한 수문학적 분석을 선행하여야 하며, 본 연구가 남북공유하천유역의 재해위험을 평가하는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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A Hydrological Study on Rainfall Frequency Atlas in Korea (한국 확률강우량도 작성을 위한 수문학적 연구)

  • 이원환
    • Water for future
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    • v.10 no.1
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    • pp.39-51
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    • 1977
  • The purpose of this study is to make "The Rainfall Frequency Atlas in Korea" by the analytical method with new hydrological concepts. In this study, all of the rainfall datas in Korea was used for surveying of the basic data, and so we can get 103 sites for annual rainfall data and 100 sites for the max. in a day that are suitable to the purpose of the study. The above data groups are possible to estimate the normal standard period by the moving average method with $\pm$5% of significance level of variance ratio between the max. and min. moving average and arithmetic mean, but it may be impossible to study until 1990's for the short duration under 18-hr because the sites, having the short duration data, are only 12. The results of this study are as follows; 1. The normal standard period estimated by the moving average method is 20 year with $\pm$5% of significance level of variance ratio, and 30 year with$\pm$2-3%. 2. For the annual and max. rainfall in a day, it is possible to make the rainfall frequency atlas with 30normal standard period, but it may be impossible until 1990's for short duration. 3. "Y-k method" developed by writer is best suitable in the rainfal frequency analysis in Korea because of its convenience and reduction in the amount of calculation compared with other methods. 4. To improve the utilization of the rainfall frequency atlas, the larger-sized and the more detailed iso-precipitation atlas must be drawn.atlas must be drawn.

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Change of Discharge According to RCP 8.5 Scenario in the Nakdong-river Basin (RCP 8.5 시나리오에 따른 낙동강 유역 홍수 유출량 변화)

  • Kim, Sunghun;Jung, Taeho;Jung, Younghun;Heo, Jun-Haeng
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.86-86
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    • 2017
  • 기후변화에 따른 다양한 형태의 자연재해로 인하여 기존 설계기준을 능가하는 홍수가 발생하고, 막대한 국가적 손실이 발생하고 있다. 이러한 기후변화의 영향에 대비하기 위하여 IPCC(Intergovermental Panel on Climate Change) 5차 평가보고서 ($5^{th}$ Assessment Report, AR5)를 근간으로 국내 외에서 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 우리나라 낙동강 유역을 대상으로 기후변화 시나리오 기반의 미래 강우자료를 이용하여 홍수 유출량을 산정하고, 이를 기존의 설계홍수량과 비교 분석하였다. 기상청은 IPCC 5차 평가보고서에 따른 국가표준 기후변화 시나리오를 산출하여 제공하고 있으며, RCP (Representative Concentration Pathways) 시나리오 중 온실가스 저감 정책이 실현되지 않는 RCP 8.5 시나리오를 이용하여 연구를 수행하였다. 낙동강 유역에서 설계홍수량 산정에 사용한 연최대 강우자료와 기후변화 RCP 8.5 시나리오에서 생산되는 강우자료를 이용하여 확률강우량을 추정하였고, 강우-유출 모형을 이용하여 홍수량을 산정하여 비교 분석하였다. 현재의 설계기준과 시나리오 기반의 미래 홍수 유출량의 비교 분석 결과는 기후변화 위험에 능동적으로 대응하고 보다 안정적인 수공구조물 설계를 위하여 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

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A study on the variation of design flood due to climate change in the ungauged urban catchment (기후변화에 따른 미계측 도시유역의 확률홍수량 변화에 관한 연구)

  • Hwang, Jeongyoon;Ahn, Jeonghwan;Jeong, Changsam;Heo, Jun-Haeng
    • Journal of Korea Water Resources Association
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    • v.51 no.5
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    • pp.395-404
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    • 2018
  • This research evaluated the change in rainfall quantile during S1, S2, and S3 by using Representative Concentration Pathways (RCP) 4.5 climate scenario HadGEM3-RA Regional Climate Model (RCM) produced by downscaling and bias correlation compared to the past standard observation data S0. Also, the maximum flood peak volume and flood area were calculated by using the urban runoff model and the impact of climate change was analyzed in each period. For this purpose, Gumbel distribution was used as an appropriate model based on the method of maximum likelihood. As a result, in the case of the 10 year-frequency which is the design of most urban drainage facilities, the rainfall quantile is in increased about 10% if we assume 50 years from now with the $3^{rd}$ quarter value and about 20% if we assume 70 years from now. This result implies that the installed urban drainage facility based on the currently set design flood volume cannot be met the design criteria in the future. Therefore, it is necessary to reflect future climate conditions to current urban drainage facilities.

A Programming of Hydrologic Analysis Procedure for the Probable Isohyetal Chart in Korea (한국 확률강우량도 작성을 위한 수문해석방법 개발)

  • 이원환
    • Water for future
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    • v.20 no.2
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    • pp.139-150
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    • 1987
  • The present study is to develop the hydrologic analysis procedure for the purpose of drawing the probable isohyetal charts in Korea. In the establishment of optimal distribution types, the eleven continuous probability distribution types included the transformed variable normal distribution (Y-k method) is applied to the annual maximum rainfall depth series in each duration. The optimal selection of distribution is done by Chi-square test and Kolmogorov-Smirnov test in the eui-class interval. The application of probability distribution is checked by the fitting on four durations of annual maximum rainfall data(10 min., 60 min., 6 hrs., and 24hrs.) at four meteorological stations in Korea (Seoul, In Cheon, Bu san, and Kwang Ju). The properties in hydrologic application of the considered distribution and the hydrologic characteristics of the applied rainfall data groups are investigated from the results of this study.

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The regional frequency analysis of the annual max. daily rainfall in Korea. (우리나라 지역최대 일우량의 빈도분석에 관한 연구)

  • 고재웅
    • Water for future
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    • v.13 no.1
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    • pp.39-48
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    • 1980
  • The purpose of this study was to set up the accurate way of estimating the frequency of the max. daily rainfall of the Korean rivers. The area selected for study were Han.Naktong, Geum, Yeongsan, and Seomjin River. The following five methods of the rainfallfrequency analysis were applied to twenty four subgrouped regions in the basins; 2 parameter lognormal, 3 parameter lognormal, Type I extremal(Gumbel method), Pearson Type III, and log-Pearson Type III. The regression equations were established between the depth of max. daily rainfall given 6 reccirrence interval(100, 50, 20, 10, 5, 2) and the basin area.

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Improvement of Disaster Prevention Performance Target Rainfall Considering Climate Change (기후변화를 고려한 방재성능목표 강우량 개선 방향)

  • Lee, Jeonghoon;Kim, Kyungmin;Kim, Sangdan
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.175-175
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    • 2018
  • 우리나라에서 발생하는 대규모 자연재해의 상당부분은 강우에 의한 홍수피해이다. 최근 이러한 홍수피해는 기후변화와 더불어 극한강우 현상의 빈발에 의한 새로운 재해양상으로 전개되고 있으며, 이에 따라 정부에서도 재해발생시 원상복구의 개념이 아닌 항구복구의 개념으로 복구사업을 수행하고 있다. 그러나 설계에 기후변화에 대한 영향을 반영하고 있지 못하기 때문에 기후변화에 의하여 미래에 발생할 극한강우로 반복적인 피해가 예상되고 있으므로 기존의 방재성능목표 강우량의 설정 방법에 대한 개선이 필요하다. 전 세계적으로 이러한 기후변화에 의한 현상을 모의하기 위한 연구로 전지구기후모델(Global Climate Model, 이하 GCM)과 지역기후모델(Reginal Climate Model, 이하 RCM)을 사용하고 있다.우리나라 기상청에서도 CMIP5 국제사업의 표준 실험체계를 통해 전지구 기후변화 시나리오 산출을 위해서 영국 기상청 해들리센터의 GCM인 HadGEM2-AO를 도입하였다. 또한 한반도 기후변화 시나리오를 산출하기 위해 HadGEM3-RA 모형을 이용하여 전지구 기후변화 시나리오를 역학적으로 상세화하고 이를 한반도에 대해 12.5km 공간 해상도로 일 자료를 제공하고 있다. 하지만 유역규모 혹은 지점규모에서 사용하기 위해서는 이러한 일자료의 시 공간적인 상세화기법이 요구된다. 본 연구에서는 기후변화를 고려한 방재성능목표 강우량 개선 방향을 제안하기 위해 다양한 연구단에서 도출된 상세화 결과를 수집하고 비교분석을 통해 기후변화를 고려하고자 하였다. 다양한 연구기관에서 생산된 미래 확률 전망을 살펴본 결과, 동일한 GCM자료를 사용하더라도 상세화 방법론에 따라 서로 다른 결과가 도출되는 것을 확인하였다. 미래 예측의 불확실성을 고려하면 특정한 방법론이 우수하다고 평가하기는 어려움에 따라 앙상블 평균을 활용한 개선방향을 제안한다. 본 연구의 결과는 전국 지자체의 강우특성만을 고려한 것으로, 연안지역의 경우 해수면 상승을 고려하여 추가적인 대책이 필요할 것으로 판단된다.

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