• 대한토목학회논문집
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• 제30권4B호
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• pp.367-377
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• 2010

본 연구에서는 기상청 산한 56개 기상관측소의 연최대치계열 일 강우자료를 대상으로 Bootstrap기법과 SIR알고리즘을 이용하여 표본을 재추출한 후, 빈도해석을 적용하여 결과를 비교검토 하였다. SIR알고리즘은 기존에 발생되었던 극한 사상에 가중치를 두어 표본을 재추출하는 방법으로 과거에 발생한 극한사상이 기후변화에 의해서 더욱 빈발하게될 것 이라는 가정에 기초한다고 할 수 있다. 반면에 Bootstrap기법은 현재 발생한 사상에 동일한 가중치를 두어 표본을 재추출하는 방법이다. 따라서 두 방법의 차이를 계산하여 기후변화로 인한 극한강우의 빈도별 확률강우량의 변화를 산정할 수 있다. 비교결과 SIR알고리즘에 의하여 재추출된 강우를 이용하여 산정된 확률강우량의 경우, Bootstrap기법에 의해서 재추출된 강우를 이용하여 산정한 확률강우량에 비해 지점에 따라 작게는 -10%정도의 감소와 크게는 60%정도의 차이를 보임을 확인하였다.

• 지질공학
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• 제23권2호
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• pp.117-125
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• 2013

강우패턴의 변화에 의한 대하천변 지하수홍수발생은 농 경작지에서 큰 문제로 대두되고 있다. 따라서 대하천변의 지하수홍수 발생 메커니즘을 규명하기 위한 하천의 유량을 결정하는 가장 중요한 요소인 직접유출량과 기저유출량의 정량적인 해석이 필요하다. 이 연구에서는 수변구역에서 WHAT system이라는 Web GIS 기반의 수문분석 방법을 이용하여 산출된 기저유출량과 실제 하천에서 산출된 기저유출량을 정량적으로 비교분석 하였다. 연구지역의 기저유출량은 우기인 2012년 07월 17일에는 0.489 $m^3/s$, 2012년 07월 18일에는 0.260 $m^3/s$, 2012년 07월 19일에는 0.279 $m^3/s$이었고 건기였던 2013년 03월 06일에는 0.006 $m^3/s$, 2013년 03월 30일에는 0.009 $m^3/s$의 기저유출량이 산출되었다. 분석결과 수변구역 충적층 지역에서 강우 발생 시 기저유출량의 증가가 발생하였으며 건기 시 오차가 다소 적게 나타났다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제28권4호
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• pp.797-810
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• 2017

한반도는 매년 태풍의 위험에 노출되어 있다. 태풍은 강풍과 강우가 동반되는 열대성 저기압으로 사회 경제적으로 막대한 피해를 유발한다. 현재의 자연재해 경고 시스템은 풍속과 강우를 구분하여 위험을 감지토록 설계되어 강풍과 폭우를 동반한 태풍의 위험을 경고하는데 한계점이 존재한다. 코플라모형은 확률변수들 사이의 복잡한 의존성 구조를 파악하기 위해 단변량분포의 집합을 다변량분포로 연결하는 모형으로 강우, 홍수, 가뭄 등의 분야에서 활발하게 연구되고 있다. 본 연구에서는 한반도에서 태풍에 가장 많이 노출된 도시인 부산과 제주도의 기상 관측소 (ASOS)에서 수집된 1904년 4월 9일부터 2015년 12월 31일까지 일강수량 (precipitation), 일최대풍속 (maximum wind speed) 자료를 이용하였다. 각 변수의 주변부확률을 추정하기 위해 두꺼운 꼬리 분포인 로그정규분포, 감마분포, 와이블분포를 고려하였다. 주변부 확률분포의 적합성검정은 Kolmogorov-Smirnov와 Cramervon-Mises, Anderson-Darling 검정통계량을 이용하였다. 코플라모형을 위해 순위를 기반으로 한 유사자료 (pseudo observation)를 생성하여 두 변수 간 의존성을 추정하였다. 강풍과 폭우의 의존성을 설명하기 위한 코플라모형으로 타원형, 나선형, 극단치 코플라모형이 고려되었다. 코플라모형의 적합성은 Cramer-von-Mises로 검정하였고, 교차검증을 통해 최적모형을 선택하였다. 연구결과 일강우량과 풍속의 주변부 확률분포로 대부분 로그정규분포가 적합하였다. 부산의 일평균풍속에 따른 일강우량은 t 코플라, 일최대풍속에 따른 일강우량은 Clayton 코플라가 최적모형으로 선정되었다. 제주도의 일최대풍속에 따른 일강우량은 정규코플라, 일강우량에 따른 일평균풍속은 Frank 코플라, 일강우량에 따른 일최대풍속은 Husler-Reiss 코플라가 최적모형으로 선택되었다.

• 지질공학
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• 제26권2호
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• pp.235-250
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• 2016

우리나라는 여름철 강수량이 연 강수량의 약 70% 이상을 차지하고 일 강우량이 200 mm가 넘는 극한강우가 증가하고 있다. 강우는 산사태를 유발하는 가장 직접적인 인자로서 이를 활용한 산사태 발생 예측 기준을 설정하고 경보를 발령하여 산사태로 인한 피해를 최소화 하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 기존의 발생한 산사태이력 중 발생시점 및 장소가 분명한 12개소를 선정하고 각 지역의 강우데이터를 수집하여 분석하였으며, RTI (Rainfall Triggering Index) 모델에 사용된 각 인자들을 한국의 산사태 유발 강우특성에 따라 적정성을 검토하여 반영하고 강우강도의 단위시간을 달리한 3가지 모델을 비교하였다. 분석결과, 60-minutes RTI 모델은 3개소에서 산사태 발생 예측에 실패하였으며, 30-minutes RTI 모델 및 10-minutes RTI 모델은 모두 사전예측 가능하였다. 각 모델별 산사태 발생 경보에 따른 평균 대응시간은 60-minutes RTI model이 4.04시간, 30-minutes RTI model과 10-minutes RTI model은 각각 6.08과 9.15시간으로 단위시간이 짧은 강우강도를 사용한 RTI 모델이 산사태 사전예측실패 가능성이 적고 보다 긴 대응시간을 확보 할 수 있는 것으로 나타났다. 이를 통해 산사태 발생 예측을 통한 대응시간은 단위시간을 세분화한 모델일수록 더 많은 시간을 확보 할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 단시간 내 발생하는 변동성이 큰 강우강도 가진 한국의 강우특성을 고려할 때 시간 단위 이하의 강우강도를 적용하는 것이 RTI 모델을 통한 산사태 예측과 조기경보시스템의 정확도를 높일 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.308-308
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• 2021

다목적댐의 홍수조절운영에 있어서 댐유입량은 직접 관측의 어려움과 오차로 인해 정확한 유량을 산정하는데 한계가 있다. 남강댐 유역의 경우 유역면적대비 과소한 저수용량으로 말미암아 급격한 홍수유입이 발생할 경우 유출률이 비정상적 수치를 보이는 경우가 종종 발생하고 있다. 본 연구에서는 물리기반의 격자형 유출모형을 댐 직상류 잔유역에 적용하여 유출률을 산정 후 남강댐 계측유입량의 타당성을 간접적으로 검증할 수 있는 방법론을 제시하고자 한다. 댐유역에서 잔유역은 직상류 수위표지점 하류의 유역을 일컬으며, 이들 수위표지점에서 홍수시의 배수영향은 최소화될 만큼 이격되어 있고, 댐체 혹은 취수탑에 부착된 수위표와는 달리 기계적 진동의 영향이 최소화되어 있다고 가정한다면, 수위계측지점의 유량을 경계조건으로 활용하여 작은 면적에 대한 정밀한 수문학적 유출모델링을 통하여 비교적 신뢰성있는 유출값을 추정할 수 있다는 장점이 있다. 남강댐 잔유역은 유역 내 산청, 신안, 창촌 수위관측소를 기준으로 상류의 유역을 제외한 부분으로 설정하였다. 본 연구에서는 210m 격자에 대하여 모든 입력자료를 가공하였으며, 입력자료 중 지형자료는 WAMIS에서 제공한 DEM, 토지피복도, 토양도를 활용하였다. 강우자료는 유역 내 위치한 25개 강우관측소의 시단위 강우자료를 활용하였고, 강우사상은 진주 기상관측소의 일우량 100mm 이상을 기준으로 총 8개의 강우사상을 선정하였다. 남강댐 유역의 유출률을 산정하기 위해 산청, 창촌, 신안 등 3개의 수위관측소의 관측유량을 경계조건으로 사용하였고, 모의된 수문곡선의 총유량과 첨두유량을 관측값과 비교하였다. 유출률을 산정하기 위한 기준시간은 강우시작부터 강우종료 후 48시간으로 설정하였다. 유출률은 강우사상별로 편차가 심한 특성을 보이고 있었으며, 전체적으로는 계측유량기준 106~39.1%의 유출률이 보정된 유량을 통해서는 85~33%의 유출률로서 계측유량이 전반적으로 과대추정 되는 경향이 있었음을 확인할 수 있었다. 이들 중 2010년 7월 강우사상은 관측 유입량 기준 95.6%의 유출률을 보여, 추정유량 58.5%대비 상당한 과대추정 경향을 보인 사례로 판단할 수 있었다. 수문학적 유입량 추정방법은 현장계측을 대체할 수 있는 기법으로는 무리가 있으나 현장계측의 신뢰도를 평가하기 위한 목적으로는 유용한 대안이 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 농약과 식물보호
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• 제7권2호
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• pp.32-39
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• 1986

1985년은 기상개황으로 볼 때 벼농사에는 여러 가지로 어려움이 많았던 한해였다. 즉 못자리 말기의 저온, 7월17일 장마가 개인 후의 급격한 고온, 9월 이후 수확시까지의 잦은 강우로 수확과 탈곡, 건조에 지장이 많았지만 농민과 관계공무원들의 노력으로 평년작을 웃도는 결과를 얻을 수 있었기에 무엇보다 다행스럽게 생각한다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제24권2호
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• pp.67-75
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• 2010

강우 후 경과일수에 따른 연료습도 변화는 산불위험도 예측과 산불감시원 활용에 매우 중요하다. 따라서 이러한 산불위험 조건을 구명하기 위해 2007년 봄철 영동지방 소나무림에서 임분 밀도별로 5mm 이상 강우 후 낙엽층, 부식층, 토양층에 대한 산불위험도와 각 층에 대한 연료습도변화 예측모델을 개발하였다. 연구결과 소 임분 지역은 강우 3일 후부터, 중 밀임분 지역은 5일 후부터 산불발생 위험수준인 17% 정도의 연료 습도를 나타냈다. 반면, 부식층은 6일이 경과 되어도 30% 이상의 연료 습도를 나타냈으나, 토양 상 하층은 약간의 변화 또는 거의 변화가 없었다. 이러한 결과를 토대로 각 층위별 연료습도 변화 예측모델($R^2$=0.56~0.87)을 개발하였으며, 2008년 동일기간의 강우 후 기상 실측자료를 적용하여 예측모델을 검증한 결과 1% 수준에서 유의성이 있음을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.292-292
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• 2011

전라북도 장수군 계북면 양악리 토옥동계곡의 초입에 위치한 양악호는 농업용 저수지로 관개수로를 통하여 약 $3.94\;km^2$의 몽리면적에 용수를 공급한다. 양악호는 1985년 건설공사를 시작하여 1991년에 준공되었다. 관개수로를 통해 공급된물은 다양한 경로를 통해 양악천으로 회귀되며, 회귀수량은 양악호로부터 약 8 km 하류에 위치한 양악1교에서 관측된다. 연구 대상지역은 행정구역상 전라북도 장수군, 무주군과 진안군이 경계를 이루며, 유역의 대표적인 거주지로는 당저, 파곡, 외림 그리고 주고마을이 있다. 본 논문에서는 용담댐 상류에 위치한 양악천 유역을 대상으로 관개수로를 통한 유입량, 하류하천에서의 배수량, 양악천 상류 양악호에서의 강수량, 농지에서의 경작현황 및 몽리면적 등 실측자료를 활용하여 농업용수 회귀율을 분석하였다. 농지의 면적은 현장에서의 직접조사 및 위성영상을 활용한 간접조사를 통하여 수혜지역으로부터 '인삼 재배 면적'을 제외하는 방법으로 산출하였다. 관개수로를 통한 용수공급이 없는 시기의 하천유지유량은 용수의 유입이 없는 1월부터 4월초까지의 자료를 분석하여 산정하였다. 하류하천에서의 배수량은 홍수기 전 후로 구분하여 조사하였다. 양악천 유역내 강우자료는 양악호 취수탑 입구에 설치된 우량계를 이용하여 측정하였으며, 원촌교 인근의 계북 우량관측소 자료를 검증용으로 활용하였다. 양악천 유역은 유역외 용수공급을 위하여 양수장을 운영하고 있으며, 생활용수 공급 시스템은 장수군, 무주군과 진안군 등 행정구역별로 각각 다르다. 그러므로 회귀율 산정시 양수장 운영일지 및 마을 일부의 정화조 사용량을 참고하였다. 양악천유역에서는 4월 말부터 9월 말까지 약 5개월간 용수공급이 이루어졌다. 초 여름인 6월 28일 부터 7월 03일까지의 회귀율이 43.66 %로 최저로 나타났으며, 4월 30일부터 5월 16일까지는 67.77 %로 제일 높게 분석되었다. 분석 결과 이 지역은 6월 말에서 7월 초순을 제외한 대부분의 기간에는 약 55 ~ 60 % 사이의 비교적 높은 회귀율을 보였다. 2010년 양악천 유역 전구간의 평균 회귀율은 56 %이며, 무강우시 회귀율 분석결과는 다음과 같다.

• 생태와환경
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• 제40권2호
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• pp.234-243
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• 2007

청계천 복원이후 하천수질의 생태학적 평가를 하기 위하여 청계천을 비롯한 인접수역 중랑천 및 한강 본류를 대상으로 강우 전후 조류 및 수질변화와 현장수에 대한 조류성장잠재력(AGP)을 조사하였다. 조사는 청계천(정점 1, 2), 중량천(정점 3), 두 하천의 합류부(정점 4), 한강 본류의 상류(정점 5)및 하류(정점 6)등 총 6개 정점을 선정하여 2006년 하계(강우 이 전 7월 25일, 강우 이 후 8월 28일)에 각각 1회씩 실시하였다. 한편, AGP조사를 위해 각 정점에서 채수한 현장수를 공시종 남조 Microcystis aeruginosa 배양계에 1/6, 2/6, 3/6씩 각각 첨가하고, 온도 $25^{\circ}C$, 광조건 100 ${\mu}mol$ photons $m^{-2}s^{-1}$ (14h : 10h LD cycle)에서 11일간 배양하였다. 조사결과, 총질소는 중랑천과 청계천의 합류부에서 높았는데, 특히 후자는 강우 전후 각각 14.4, 18.5 mg $L^{-1}$를 기록하며 가장 높았다. 총인 역시 중랑천과 청계천의 합류부에서 높았는데, 총질소의 경우와 같이 정점 4의 총인은 강우 전후 각각 1.1, 1.3 mg $L^{-1}$를 기록하며 가장 높았다. 엽록소-${\alpha}$는 강우 후에는 중랑하수처리장 방류지점을 포함하고 있는 청계천과 중랑천의 합류부인 정점 4에서 매우 높았으며 가장 우점한 조류는 Cyclotella sp.로 조사되었다. 현장수에 대한 AGP조사결과, 강우 전에는 대조구에 비해 모든 정점에서 높은 성장을 보였으나, 강우 후에는 대조구에 비해 전반적으로 낮은 성장을 나타냈다. 다만, 강우 후에는 현장수 첨가량이 증가함에 따라 대조구와 큰 차이를 보이지 않았는데 이는 강우에 의한 영양물질의 증가가 원인인 것으로 판단되었다. 따라서 청계천을 포함한 조사하천들은 평상시에는 비교적 안정된 생태계를 유지하고 있으나 집중강우시 영양물질 유입으로 인한 하류의 조류번식 가능성이 우려되며, 특히 중량천의 수질개선이 시급한 것으로 판단되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5B호
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• pp.441-452
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• 2009

본 연구에서는 IPCC DDC를 통해서 제공되는 월 단위 기후모형의 결과를 바탕으로 일 강수를 발생할 수 있는 일 강수 발생모형을 제안하고, 이를 이용해 기후변화가 일 강수빈도에 미치는 영향평가 기법을 기상청산하 서울지점을 대상으로 제시하고자 하였다. 본 연구에서 제안하는 일 강수발생모형은 2 state 마코브 체인 모형을 기반으로 개발되었으며, 강수를 발생시키는데 필요한 천이확률과 강수의 양을 결정짓는 Gamma-2 분포의 규모매개변수 및 형상매개변수는 회귀분석에 의한 월총강수량과의 관계를 통해서 산정되었다. 제시된 회귀분석 결과에 기후모형으로부터 K-NN방법에 의해서 서울지점으로 축소된 월 총강수량을 적용하여 기후변화가 고려된 일 강수를 발생시켰다. 기후모형으로는 BCM2모형을 사용하였으며, 20c3m 시나리오를 기준시나리오로 하여 A2 시나리오에서의 일 강우빈도의 차이를 산정하여 관측된 일 강우 빈도에 적용하였다. 빈도해석을 위한 분포형으로는 Gumbel분포를 선정하였으며, 매개변수 추정을 위하여 확률가중모멘트 방법을 적용하였다. 연구결과 미래 서울지역의 빈도별 일 강수량은 2020s에는 다소 감소, 2050s, 2080s 에는 다소 증가하는 것으로 예상 되었다.