• Journal of Environmental Impact Assessment
• /
• v.4 no.2
• /
• pp.93-103
• /
• 1995

This study was carried out to suggest the best statistical test to analyze the trend in monthly water quality data. Traditional parametric tests such as t-test and regression analysis are based on the assumption that the underlying population has a normal distribution and regression analysis additionally assumes that residual errors are independent. Analyzing 9-years monthly COD data collected at Paldang in Han River, the underlying population was found to be neither normal nor independent. Therefore parametric tests are invalid for trend detection. Four Kinds of nonparametric statistical tests, such as Run Test, Daniel test, Mann-Kendall test, and Time Series Residual Analysis were applied to analyze the trend in the COD data, Daniel test and Mann-Kendall test indicated upward trend in COD data. The best nonparametric test was suggested to be Daniel test, which is simple in computation and easy to understand the intuitive meaning.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.46 no.6
• /
• pp.667-681
• /
• 2013

In this study, monthly and seasonal dissolved oxygen trends of 19 water quality measurement stations in Sapgyo stream watershed were analyzed using monthly dissolved oxygen (DO) data measured for 16 years (1995~2010). Mann-Kendall trend test and Sen's slope estimator were carried out for trend analysis. Furthermore, Sapgyo stream watershed was divided into four different sections (Sapgyo stream, Muhan stream, Gykgyo stream, and Sapgyo lake) and chi-square test of homogeneity for DO trend was carried out for four different sections. The study results indicated that most of water quality measurement stations showed increasing or non-significant trend of DO on a monthly and seasonal basis. The chi-square test of homogeneity for each water quality measurement station showed the statistical homogeneity in seasonal DO trend; however, the test results showed the statistical non-homogeneity in monthly DO trend for the stations located in the reservoir. Overall, the dissolved oxygen trend in each water quality measurement station showed different patterns depending on the location of each station and season.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.31 no.2B
• /
• pp.129-146
• /
• 2011

Characterization the regional impact of the variability of summer extreme precipitation and the rain days over several thresholds (i.e. 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 and 80 mm/day) in South Korea was performed using daily precipitation data of 59 weather stations operated by Korean Meteorological Administration (KMA). To consider the local features of weather stations, we characterized the variability according to the difference of elevations, latitudes, longitudes, river basins, inland or shore area, and the ratio of urbanization. The results showed that the summer extreme precipitation is sensible to the geographical effect which is similar to that of the annual precipitation. Rain days over thresholds have increased during 1973-2009 while the annual rain days have decreased. This indicate that the concentration of precipitation in summer season will be intensified in the future. Increase of summer precipitation amount and number of extreme rain days is higher in inland area, urbanized area, and Han-River basin than that of shore area, unurbanized area, and the other river basins respectively.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.34 no.1
• /
• pp.117-133
• /
• 2014

In this study, we analysed impacts of the recent increasing trend of exceedance rainfall thresholds for separation of data set and different research periods using Quantile Regression (QR) approach. And also we performed significant test for time series data using linear regression, Mann-Kendall test and Sen test over the Korean major 8-city. Spring and summer precipitation was tend to significant increase, fall and winter precipitation was tend to decrease, and heavy rainy days in last 30 years have increased from 3.1 to 15 percent average. In addition, according to the annual ranking of rainfall occurs Top $10^{th}$ percentile of precipitation for 3IQR (inter quartile range) of the increasing trend, most of the precipitation at the point of increasing trend was confirmed. Quantile 90% percentile of the average rainfall 43.5mm, the increasing trend 0.1412mm/yr, Quantile 99% percentile of the average rainfall 68.0mm, the increasing trend in the 0.1314mm/yr were analyzed. The results can be used to analyze the recent increasing trend for the annual maximum value series information and the threshold extreme hydrologic information. And also can be used as a basis data for hydraulic structures design on reflect recent changes in climate characteristics.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.26-30
• /
• 2011

최근 기후변화에 따라 강우의 패턴이 변화하고 있다. 강우일수는 줄어드는 반면, 강우강도는 증가하여, 홍수로 인한 많은 피해에 직면하고 있다. 이러한 기상이변은 홍수방어시스템을 위한 수공구조물에도 많은 영향을 미친다. 수공구조물을 설계할 때, 일반적으로 강우 기록들의 통계적 특성이 정상성을 가진다고 가정한다. 하지만 최근의 강우 자료를 분석하면, 시간에 따라 평균, 분산, 왜곡도와 같은 기본 통계량이 변화하는 것을 알 수 있다. 따라서, 수공구조물의 설계를 위한 확률 강우량은 이러한 기후변화에 따른 자료의 특성을 반영할 필요가 있다. 본 연구의 목적은 강우 자료의 비정상성의 특성을 이용하여 확률강우량을 산정하는 것이다. 최근 비정상성 강우빈도해석에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이들 연구는 대부분 목표연도까지 경향성의 기울기가 증가, 또는 일정하다고 가정한다. 하지만, 현재는 경향성이 있지만, 목표연도에는 경향성이 없을 경우도 있고, 또는 경향성이 있어도 그 기울기가 적어지는 경향을 보일 수도 있다. 본 연구에서는 현시점과 목표연도의 시점에 대한 경향성 기울기의 변화를 고려하여 비정상성 강우빈도해석을 수행하였다. 대상지점 선정은 통계적 경향성 검정, Mann-Kendall test를 이용하여 1994년(현재시점)에 경향성이 있다고 판단되는 관측지점을 대상지점으로 선정하였다. 분석 방법은 24시간 임계지속시간의 연최대강우자료를 구축하였다. 자료를 현시점까지 선형회귀식을 이용하여 잔차 계열을 산정하고, Gumbel 분포를 이용하여 확률 잔차를 산정하였다. 확률강우량을 추정하기 위해 추세요소를 산정하였다. 기울기의 증가 혹은 감소 경향을 회귀모형을 이용하여 추세요소를 산정하였고, 잔차의 확률빈도와 추세요소의 합으로 비정상상 확률강우량을 산정하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.398-398
• /
• 2021

섬진강은 한국 주요 5대강 중 하나로 유량 변동계수가 가장 크다. 이로 인해, 극심한 가뭄이나 홍수의 발생 확률이 높을 뿐만 아니라, 가뭄에서 홍수 또는 홍수에서 가뭄으로 갑작스러운 극한 수문 기상 변화가 일어날 수 있다. 수자원의 안정적인 확보와 수재해로 인한 피해를 최소화하기 위한 수자원 관리와 장기적 수문분석이 필요하다. 이에 본 연구에서는 섬진강 유역의 수문 관측소(56개)에서 10년 이상 장기 관측된 일유량 자료(1997년~2020년)를 이용하여 비모수 검정 방법을 통한 추세 분석과 변동점을 탐색하였다. 우선, 일유량 관측 자료를 이용하여 누락된 일유량 관측값으로 생겨날 수 있는 불확실성을 배제하기 위해 관측 기간 중 누락된 일유량 관측값들의 월별 비율을 조사하였다. 그리고 월별 일유량 관측값 누락이 없는 관측소들의 월평균 하천 유량 값으로 연평균 하천 유량 값을 계산하였다. 관측 기간 동안 결측된 값이 없는 28개의 관측소를 대상으로 비모수 검정 방법을 통한 연별 추세 분석(Mann-Kendall Test)과 변동점 탐색(Pettitt Test)을 하였다. 연별 추세 분석 경우 28개의 관측소 중 8개의 관측소에서 통계적으로 의미 있는 추세(신뢰도> 99%)가 탐지되었다. 이들 중 3개의 관측소에서는 증가하는 추세를 보였고 5개의 관측소에서 감소하는 추세가 보였다. 7개의 관측소에서는 통계적으로 의미가 있는 변동점도 탐색되었고 그 변동점이 탐색된 연도는 2011년(4개), 2012년(3개)로 나타났다. 계절적 추세 분석에서는 28개의 관측소 중 각각 봄(MAM) 11개, 여름(JJA) 11개, 가을(SON) 9개, 겨울(DJF) 11개 관측소에서 통계적 추세(신뢰도> 99%)가 탐지되었다. 또한 봄 17개, 여름 7개, 가을 18개, 겨울 18개 관측소에서 변동점이 탐색되었고, 그 연도는 관측소마다 달랐다. 이러한 유량의 추세와 변동점의 원인(기후적/인위적 요소)을 더욱 잘 이해하기 위해, 계절별 유량과 강수량의 상관관계 분석이 연구될 필요가 있다. 이러한 장기 수문기후학적 추세와 변동성에 대한 이해는 농업이 중요한 섬진강 유역의 수자원 관리와 기후변화에 선제대응 할 수 있는 기초를 마련할 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.43 no.4
• /
• pp.409-419
• /
• 2010

In this study, for the purpose of analyzing the characteristics of Korean hydrologic weather parameters, 9 hydrologic weather parameters data such as annual precipitation, annual rainy days, annual average relative humidity, annual average temperature, annual duration of sunshine, annual evaporation, annual duration of precipitation, annual snowy days and annual new snowy days are collected from 63 domestic meteorological stations that has the hydrologic weather parameters records more than 30 years. And the basic characteristics of hydrologic weather parameters through basic statistics, moving average and linear regression analysis are perceived. Also trend using the statistical methods like Hotelling-Pabst test and Mann-Kendall test about hydrologic weather parameters is analyzed. Through results of basic analysis, moving average and linear regression analysis it is shown that precipitation is concentrated in summer and deviation of precipitation for each season showed significant difference in accordance with Korean climate characteristics, besides the increase in annual precipitation and annual average temperature, annual average relative humidity and annual duration of sunshine reduction and annual rainy days is said to increase or decrease. The results of statistical analysis of trend are summarized as trend commonly appeared in annual average relative humidity and annual average temperature. and annual precipitation, annual rainy days and annual duration of sunshine showed different results according to area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.1610-1614
• /
• 2010

최근 기후변화로 인한 우리나라 호우일수(80mm이상/일)의 증가, 강우강도의 증가에 따른 개별 홍수에 의한 재해규모가 증가하고 있는 현실에서 전통적인 빈도해석기법을 이용한 설계 강우량 산정과 적용에는 한계가 있다. 그러나 우리나라에서는 아직도 비정상성을 고려한 빈도해석기법이 표준화되어 있지 않고 있으며, 전통적인 빈도해석기법에 의존하여 실무에 활용되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 기후변화에 따른 우리나라 강수 극치사상의 변동특성을 분석하고자 하였다. 연구 대상지역으로 기상청에서 운영하는 기상관측소 중에서 90년 이상의 장기 강수자료가 구축되어 있는 서울, 부산, 인천, 대구, 강릉, 목포 등 여섯 곳을 선정하였다. 선정된 6개 기상관측소의 강수자료를 이용하여, 비모수적 선형추세분석기법인 Mann-Kendall 검정을 수행하였다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 우리나라의 전통적인 설계 강우량 산정기법 개선에 대한 필요성 인식과 설계 강우량 산정에 대한 새로운 접근방향 제시와 이에 따른 제도적 개선 요구에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
• /
• v.29 no.3
• /
• pp.129-138
• /
• 2017

The coastal wave environment is a very important factor that directly affects the change of coastal topography, the habitat of marine life, and the design of offshore structures. In recent years, changes in the wave environment due to climate change are expected, and a trend analysis of the wave environment using available data sets is required. In this paper, significant wave heights which are measured at six ocean buoys (Deokjeokdo, Oeyeondo, Chibaldo, Marado, Pohang, Ullengdo) have been used to analyze long-term trend of normal waves. In advance, the outlier of measured data by Korea Meteorological Administration have been removed using Rosner test. And Pearson correlation analysis between the measured data and ECMWF reanalysis data has been conducted. As a results, correlation coefficient between two data were 0.849~0.938. Meanwhile, Mann-Kendall test has been used to analyze the long-term trend of normal waves. As a results, it was found that there were no trend at Deokjeokdo, Oeyeondo and Chibaldo. However, Marado, Pohang and Ullengdo showed an increasing tendency.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.347-351
• /
• 2012

본 연구는 기후변화로 인한 국내 낙동강 유역의 기온, 강수, 상대습도의 변동 경향을 파악하고자, 낙동강 본류의 상, 중, 하류 지역을 연구대상 지역으로 선정하여 분석을 실시하였다. 이를 위하여 기상요소인 평균, 최저, 최고 기온과 상대습도 및 강우 자료를 기상청의 관측 자료를 활용하여 수집하였다. 분석을 실시함에 있어서 연평균, 최고, 최저 기온과 연평균, 최고, 최저 상대습도를 분석하였으며, 강우량 관측 자료를 통해 총 강우량, 강우집중률, 일 최대강우량을 고려하였다. 분석방법은 기후변화로 인한 기상자료의 변동 경향을 파악하기 위하여 비모수적 경향성 검정인 Mann-Kendall Test, Hotelling-Pabst Test, Sen's Test 3가지의 검정방법을 사용하였으며, 표준정규변량의 크기를 통하여 변동 경향의 유의성을 비교해보았다. 또한, 각 요소별 관측 자료의 상위 10개, 하위 10개의 자료를 통하여 최근(1995~2011)과 과거(1973~1994)의 기상요소들을 비교하여 변동 특성을 파악하였다. 연구지역 중 낙동강 중류 지점에 위치하는 구미의 경우, 요소별 자료 중 연평균기온의 상위 9개의 자료가 최근 17년 이내에 포함되어 있으며, 연 최저 및 최고 기온의 6개의 자료가 포함되어 있어 기후온난화가 진행되고 있음을 확인하였다. 연 최저 상대습도의 경우 3가지 경향성 검정 방법을 통하여 과거자료에 비해 하강하는 추세를 보이고 있다. 강우자료 분석 결과 관측이 시작된 이래 연강수량 중 상위 10개의 자료에서 7개가 최근에 발생한 것으로 분석되었고, 일 최대강우량은 9개가 포함되어 있다. 위의 요소별 분석 결과 낙동강 유역의 연강수량 및 강우강도는 대체적으로 증가하고, 기온 또한 증가하는 등 기후 변화로 인한 지구온난화현상이 국내에서도 나타나는 것을 확인 할 수 있었다.