• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.151-151
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• 2019

Because drought is a complex and stochastic phenomenon in nature, statistical approaches for drought assessment receive great attention for water resource planning and management. Generally drought characteristics such as severity, duration and intensity are modelled separately. This study aims to develop a relationship between drought characteristics using a bivariate copula model. To achieve the objective, we calculated the Standardized Precipitation Index (SPI) using rainfall data at 6 rain gauge stations for the period of 1961-1999 in Jehlum River Basin, Pakistan, and investigated the drought characteristics. Since there is a significant correlation between drought severity and duration, they are usually modeled using different marginal distributions and joint distribution function. Using exponential distribution for drought severity and log-logistic distribution for drought duration, the Galambos copula was recognized as best copula to model joint distribution of drought severity and duration based on the KS-statistic. Various return periods of drought were calculated to identify time interval of repeated drought events. The result of this study can provide useful information for effective water resource management and shows superiority against univariate drought analysis.

• 한국농공학회논문집
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• 제62권2호
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• pp.63-73
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• 2020

Drought is considered as a devastating hazard that causes serious agricultural, ecological and socio-economic impacts worldwide. Fundamentally, the drought can be defined as temporarily different levels of inadequate precipitation, soil moisture, and water supply relative to the long-term average conditions. From no unified definition of droughts, droughts have been divided into different severity level, i.e., moderate drought, severe drought, extreme drought and exceptional drought. The drought severity classification defined the ranges for each indicator for each dryness level. Because the ranges of the various indicators often don't coincide, the final drought category tends to be based on what the majority of the indicators show and on local observations. Evaporative Stress Index (ESI), a satellite-based drought index using the ratio of potential and actual evaporation, is being used as a index of the droughts occurring rapidly in a short period of time from studies showing a more sensitive and fast response to drought compared to Standardized Precipitation Index (SPI), and Palmer Drought Severity Index (PDSI). However, ESI is difficult to provide an objective drought assessment because it does not have clear drought severity classification criteria. In this study, U.S. Drought Monitor (USDM), the standard for drought determination used in the United States, was applied to ESI, and the Percentile method was used to classify drought categories by severity. Regarding the actual 2017 drought event in South Korea, we compare the spatial distribution of drought area and understand the USDM-based ESI by comparing the results of Standardized Groundwater level Index (SGI) and drought impact information. These results demonstrated that the USDM-based ESI could be an effective tool to provide objective drought conditions to inform management decisions for drought policy.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.533-542
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• 2001

가뭄에 대한 대책을 수립하기 위해서는 각 가뭄상태별로 가뭄의 지속기간을 산정하는 것이 선행되어야 한다. 이러한 가뭄의 지속기간 분석에 사용할 수 있는 방법에는 비선형 물수지모형과 Palmer 가뭄심도지수방법이 있다. 비선형 물수지모형은 지표면과 대기의 수분이동을 고려한 물수지방법을 추계학적 변동에 의해 야기되는 건기와 습윤기 사이의 변환기간을 모의할 수가 있다. Palmer 가뭄심도지수는 강우량과 잠재증발산량을 바탕으로 기상학적으로 필요한 강우량과 실제강우량을 비교하여 가뭄의 정도를 나타내는 물수지방법이다. 본 연구에서는 한강유역에 대해 비선형 물수지모형과 Palmer 가뭄심도지수를 이용하여 가뭄의 지속기간을 산정하였다. 비선형 물수지모형을 사용하여 산정된 토양함수비에 따른 가뭄의 지속기관과 Palmer 가뭄심도지수를 이용하여 산정된 지수별 가뭄의 지속기간이 유사하게 나타났다. 연구 결과 한강유역에서의 극심한 가뭄상태에서 습윤기로 변환되는 지속기간이 약 3년으로 산정되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.867-872
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• 2005

This study introduces a method to evaluate the probability of a specific area to be affected by a drought of a given severity and shows its potential for investigating agricultural drought characteristics. The method is applied to Gyeonggi as a case study. The proposed procedure includes Standard Precipitation Index(SPI) time series, which are linearly transformed by the Empirical Orthogonal Functions(EOF) method, These EOFs are extended temporally with AutoRegressive Moving Average(ARMA) method and spatially with Kriging method. By performing these simulations, long time series of SPI can be simulated for each designed grid cell in whole Gyeonggi area. The probability distribution functions of the area covered by a drought and the drought severity are then derived and combined to produce drought severity-area-frequency(SAF) curves.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권1호
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• pp.65-73
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• 2017

본 연구는 청미천 유역을 대상으로 1985년부터 2015년까지의 가뭄지수를 이용하여 첨두 가뭄심도와 가뭄기간을 분석하였다. 이을 위해 기상학적 가뭄지수로는 강수량만을 변수로 하는 SPI (Standardized Precipitation Index)와 강수량과 증발산량을 함께 고려하는 SPEI (Standardized Precipitation Evapotranspiration Index)를 적용하였으며, 수문학적 가뭄지수는 유역의 유출량을 변수로 하는 SDI (Streamflow drought index)를 적용하였다. SDI의 경우 청미천 유역을 구축한 SWAT 모형을 이용하여 도출한 유출량을 사용하였다. 그 결과 첨두 가뭄심도의 발생시기는 SPI, SPEI의 발생 후에 SDI가 발생하는 양상을 보였으며 평균적으로 SDI와 SPI는 0.59개월, SPEI는 0.72개월의 차이를 보인다. 최대 발생지체 시간은 SPI, SPEI 모두 2개월을 보인다. 또한 기상학적 가뭄이 해결될 수 있는 강우량임에도 수문학적 가뭄을 해결하지 못하는 경우가 발생함을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권6호
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• pp.509-518
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• 2016

본 연구는 1985년부터 2015년까지 지속기간에 따른 청미천 유역의 가뭄을 분석하였다. 가뭄의 정량적 평가를 위해 기상학적 가뭄지수와 수문학적 가뭄지수를 사용하였다. 기상학적 가뭄지수로는 강수량을 변수로 하는 SPI(Standarized Precipitation Index)와 강수량과 증발산량을 변수로 하는 SPEI(Standarized Precipitation Evapotranspiration Index)를 사용하였다. SWAT 모형의 모의를 통해 도출된 결과를 바탕으로 농업학적 가뭄지수인 PDSI(Palmer Drought Severity Index)와 수문학적 가뭄지수인 SDI(Streamflow Drought Index)를 적용하였다. 산정 결과, 극한 및 평균 가뭄의 평균에서 2015년과 2014년이 가장 가뭄에 취약함이 확인되었다. 빈도분석에 따른 가뭄의 변동성은 서로 다른 형태를 보였다. 또한 상관분석에서 극한 가뭄 및 평균 가뭄은 PDSI를 제외한 SPI, SPEI, SDI 가뭄지수간에는 높은 상관관계가 확인되었다. 하지만 각 가뭄지수는 서로 다른 극한가뭄의 시기 및 강도를 보였다. 따라서 가뭄분석시 다양한 특성을 지닌 가뭄지수를 활용하는 것이 필요하다.

• 한국농공학회논문집
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• 제50권3호
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• pp.3-15
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• 2008

North Korea is one of the vulnerable countries facing the threat of a drought, so that it is unavoidable to experience fatal damage when drought is occurred, and it is necessary to improve the drought response capability of water resources systems. However, it is still difficult to find research efforts for drought characteristics and drought management in North Korea. This study is to quantify drought duration and magnitude and to analyze drought characteristics in North Korea. In order to quantitatively identify historical drought conditions and to evaluate their variability, drought indices are commonly used. In this study, drought indices including dry-day index, deciles of normal precipitation, Phillips drought index, standardized precipitation index and Palmer drought severity index are calculated and compared monthly using the weather data for the twenty one meteorological stations in North Korea. The indices compared with the drought damage records that have reported from 1990 to present to understand how the indices can explain the drought. A comparative study was also conducted to evaluate the relative severity of the significant droughts occurred during 2000 and 2001 which were reported as the worst drought in North Korea. Drought indices calculated from this study demonstrated that those can be the effective tools in quantitatively evaluating drought severity and measures of drought. Thus it is recommended the distributed trend of drought be considered when the plan or measures for drought in North Korea are established.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권2호
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• pp.195-204
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• 2013

가뭄은 불가피성과 반복성을 가진 자연 현상이므로 가뭄 발생 전 사전대비계획과 가뭄발생시 가뭄관리체계 구축을 통해 그 피해를 최소화해야 한다. 본 연구에서는 대상지역의 가뭄심도를 평가하여 가뭄상황에 대처하고자 우리나라에 적합한 가뭄 분류기준을 제시하였다. 관측년수 30년 이상의 강우자료를 확보한 61개 지점에 대해 1973년부터 37년 기간의 월강우량 자료를 사용하였고, 현재 국가에서 사용하고 있는 가뭄상황단계를 그대로 적용하여 가뭄 구간을 총 4등급으로 구분하였다. 기존의 주요 가뭄발생현황을 참고하여 우리나라에 맞는 가뭄심도의 분류기준을 가뭄 발생의 누가확률 98~100%는 예외적인 가뭄, 94-98%는 극심 가뭄, 90~94%는 심한 가뭄, 86~90%는 보통 가뭄으로 구분하였다. 각 지점의 가뭄지수(SPI, PDSI)를 내림차순으로 작성하여 가뭄심도 분류기준에 맞는 가뭄지수의 정량적 값을 산정하였다. SPI와 PDSI의 가뭄심도 분류 결과와 실제 가뭄을 비교하기 위해 년 단위 비교와 월 단위 비교를 분석한 결과, 년 단위 비교와 SPI의 월 단위 비교는 각 지역의 가뭄지수 평가가 대부분 일치하게 나타났으나 같은 기간의 PDSI의 월 단위 비교는 일치하지 않는 기간도 나타났다. 이는 이들 지수의 상호보완에 대한 추후 연구의 필요성을 보여주는 것으로 판단되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제50권4호
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• pp.3-15
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• 2008

North Korea is one of the most vulnerable countries of the world for drought but still it is difficult to find scientific researches for understanding of the drought characteristics. This study analyzed the temporal and spatial distribution of meterological drought severity and classified the drought development types in North Korea. All eleven drought indices were tested such as seasonal rainfall, PDS, SPI and so on, and then drew the drought risk map by each indicator using frequency analysis and GIS(Geographic Information Systems) for twenty one meteorological stations. In addition meteorological drought characteristics in North Korea was classified to six patterns on Si/Gun administrative units using cluster analysis on the drought indicators. The cluster III has the strongly drought-resistant area due to sufficient rainfall and the cluster V was considered as the most drought-vulnerable area, Pungsan and Sinpo, because of the severest drought condition for eight drought indicators. The results of this study are expected to be provided for the basic understanding of regionalized drought severity and characteristics confronting the risk of drought from climate variations in North Korea.

• 대한지리학회지
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• 제38권6호
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• pp.935-948
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• 2003

STATSGO 데이터베이스는 주단위의 토양 특성을 분석하는 데에 있어 효과적인 자료다. 본 연구에서는 GIS 기법을 이용하여 STATSGO로부터 8개 주요 토양 특성을 추출하였다: 함수력(available water capacity), 점토비율, 토양깊이, 사면경사. 지하수위까지의 깊이, 배수 특성, 토성, 투수도, 평균적인 NDVI로부터의 편차로 정의된 가뭄 정도(drought severity)에 대해 앞서 열거한 토양 특성이 미치는 영향을 캔자스 중서부 지역을 대상으로 분석하였다. 연구 결과에 따르면, 분석된 8개 변수 중 7개가 통계적으로 유의한 상관관계를 가진 것으로 나타났는데, 상관계수는 -0.89에서 0.85에 이르렀다. Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer(MODIS)로부터 취득된 지표복사열(thermal emission) 자료는 평균 NDVI에 대한 편차로 표현되는 가뭄정도와 통계적으로 유의한 상관관계를 가졌으며, 식물생육기간에 걸친 가뭄지역의 공간적 변화를 잘 나타내었다. 토양수분의 결핍양이 많아질수록, 복사열 시그널 값도 높아지며, 공간적 분포로 볼 때. 상대적으로 건조한 캔자스 서부로부터 증가하여 시간에 따라 점차 그 분포도 변화하였다. 연구결과는 또한 가뭄의 진행단계에 따라 가뭄에 대한 각 토양 변수의 영향도 달라짐을 보여주었다.