본 연구는 레이더 강우와 분포형 수문모형의 공간해상도가 매개변수 추정 및 강우-유출 모의에 미치는 영향을 분석하였다. 레이더 강우는 비슬산 S밴드 이중편파 강우레이더에서 2012년 관측된 강우사상을 대상으로, R-KDP, R-Z, R-ZDR의 관계식에 의해 추정된 레이더 강우를 지상관측 강우와 비교하였다. 세 가지 강우 추정식에 의한 레이더 강우를 지상 관측 강우와 비교 시 유역 평균에 대해서는 모두 높은 일치도를 보였으며, 이는 지상 관측 강우에 대한 레이더 강우 보정의 영향으로 판단되었다. 그 중에서도 R-KDP에 의한 추정 강우가 비교적 높은 정확도를 보였으며, 이를 강우-유출 모형의 입력자료로 적용하였다. 강우-유출 모형으로는 GRM (grid based rainfall-runoff model) 모형을 이용하여, 낙동강 수계 금호강 유역을 대상으로, 200m, 500m, 1000m의 공간해상도로 입력자료를 구축하였다. 또한, 범용 매개변수 최적화 모형인 PEST(model independent parameter estimation tool)로 초기 포화도, 지표면 조도계수 및 토양 투수계수의 보정계수를 각 공간해상도 및 호우사상 별로 추정하였다. 매개변수 추정 결과, 200m 공간해상도 모형에서는 비교대상 강우사상에 대해 지표면 조도계수와 토양 투수계수 관련 보정계수가 비교적 안정적으로 추정되었으나, 500m, 1000m 공간해상도 모형에서는 강우사상에 따라 매개변수의 최적 추정 값의 변동이 확인되었다. 초기 포화도는 강우사상 별, 공간해상도 별로 일정한 경향을 보이지 않았다. 또한, 200m와 1000m 공간해상도에 대해 최적화된 매개변수를 다른 공간해상도에 적용한 결과, 1000m 공간해상도에 대해 보정된 매개변수를 200m 공간해상도 모형에 적용하면 첨두 홍수량이 증가하는 경향이 있었다.
본 연구에서는 착색 염료를 이용하여 염료의 혼색 비율과 착색 시간을 다양하게 하여 프라스틱렌즈를 착색하고 이 착색렌즈의 UV-Vis-IR 영역의 분광투과율과 색상의 변화를 측정하였다. 이 자료를 바탕으로 착색시간의 로그함수에 직선적 관계를 갖는 착색시간에 따른 파장별 분광투과율의 변화로부터 얻은 직선의 기울기를 스팩트럼합성에 이용하였으며 실험식을 만들어 실측치와의 일치여부를 검증한 결과 실험을 행하지 않고서도 transmittance와 color에 대한 ANSI Z80.3규정에의 부합여부를 용이하게 계측할 수 있었다.
대규모 댐과 같은 수공구조물의 파괴시 상당한 피해가 발생하므로 구조물설계시 가능최대강수량(PMP) 기준이 적용된다. 포락선 방법은 가장 극심했던 강우량의 포락선을 작성하여 PMP를 산정하는 방법으로 기상 및 강수량자료가 부족시 PMP 추정이 어려운 경우에 사용한다. 포락선의 근사식은 지속시간의 거듭제곱인 멱함수 형태로 나타내며, 우리나라의 경우 1일을 전후로 계수와 차수가 다른 식을 사용한다. 이러한 근사식은 우리나라의 이상홍수 발생빈도 및 규모가 커짐에 따라 검토될 필요성이 있다. 또한, PMP 산정시 활용하는 제한된 수의 지상관측자료는 시공간적 변동성을 완전히 포착할 수 없어 한계가 있다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위하여 기상레이더 자료를 기반으로 우리나라 전역의 최대 강우깊이-지속시간 관계를 분석 및 새로운 PMP 포락선을 제시한다. 활용한 레이더는 CMAX(Column Maximum)로 2009~2018년간 10분 단위자료를 수집하였다. 레이더 자료와 비교하기 위하여 지상관측자료 AWS를 함께 수집하였다. AWS는 1997~2022년간 1분 단위자료로 우리나라 전역의 547개 지점관측자료를 활용하였다. 레이더자료는 Z-R 관계식으로 변환하여 가외치(outlier)를 제거 및 보정하였다. 그 후, 정규 크리깅기법으로 생성한 지상관측 강우장과 병합하는 CM(Conditional Merging)기법을 적용하였다. 우리나라 최대 강우깊이-지속시간 관계를 산정한 결과, 기존 포락선의 값이 낮게 산정되었음을 확인하였다. 이는 기후변화 등에 따라 최근 극한 호우가 발생한 것으로 판단된다. 또한, 실제 근사식은 멱함수 거동에서 벗어난 형태로 나타났고, 지점관측자료가 기상레이더 값보다 과소추정되는 경향을 확인하였다. 특히 같은 기간에서 확인하였을 때, 강우지속시간이 짧을수록 AWS값과 레이더자료의 강수량이 2배 정도 차이를 보여 지점관측소가 없는 지역의 국지성 호우 존재를 확인할 수 있었다. 추후, 미래에 더 긴 레이더 시계열을 사용한다면, 더욱 신뢰성 있는 자료로 활용할 수 있을 것으로 판단한다.
잣나무 임분의 임내강우량을 연도별, 월별, 강우별, 임내 위치별로 측정 분석하기 위하여 강원도 원주시 상지대학교 교내 잣나무 임분에서 1993년 4월부터 1996년 10월까지 4년 동안 조사하였다. 이 기간 동안에 평균 임내 강우량률은 55.7% 이었고, 5월에 45.7%로 가장 낮았으며, 7월에는 62.9%로 가장 높았다. 수간으로부터 0.3m 떨어진 곳에서 얻어진 평균 수관통과우량률은 45.9%이었고, 0.6m의 수관통과우량률은 60.3%이었다. 10mm 이하의 강우량에서는 임내강우량률이 37.5%이었고, 100mm 이상에서는 평균 70.9%이었다. 수관통과우량률과 강우량의 추정회귀식은 $Y_{(%)}=12.35LnX_{(mm)}+9.45$($R^2=0.735^{**}$)로 고도로 유의하였으며, 수간유하우량과 강우량과의 상관식은 $Y_{({\ell})}=0.27X_{(mm)}-1.83$$R^2=0.921^{**}$)이었으며, 잣나무의 임내강우량률은 강우량과의 상관관계에서 $Y_{(%)}=13.79LnX_{(mm)}+4.56$($R^2=0.946^{**}$)으로 1%의 유의수준에서 고도로 유의하였다.
본(本) 시험(試驗)은 강원도산(江原道産) 소나무의 기건상태(氣乾狀態)에 있는 심재(心材)와 변재의 추재율(秋材率), 기건비중(氣乾比重), 종압축강도 그리고 추재율(秋材率)과 기건비중(氣乾比重)의 관계, 추재율(秋材率)과 종압축강도의 관계, 비중(比重)과 종압축강도의 관계 등을 알고자 하였으며, 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 심재(心材)의 연륜폭(年輪幅)은 추재율(秋材率)과 종압축강도에 뚜렷한 영향을 주고 있었으며, 연륜폭(年輪幅)이 감소함에 따라 추재율(秋材率)과 종압축강도는 상응하여 증대(增大)했다. 그러나 기건비중(氣乾比重)은 연륜폭별(年輪幅別)에따라 유의적(有意的)인 차이(差異)는 나타나지 않았다. 3. 심재(心材)와 변재 모두 추재율(秋材率)과 기건비중간(氣乾比重間)에는 직선적(直線的)인 관계(關係)가 나타났으며, 심재(心材)는 $x_{12}$=0.31+0.006 x 식(式)으로, 변재는 $r_{12}$=0.27+0.007 x 식(式)으로 나타났다. 심재(心材)와 변재 모두 추재율(秋材率)과 종압축강도에도 역시 직선적(直線的) 관계(關係)가 나타났으며 심재(心材)는 ${\sigma}c11$=343+1.93 x 식(式)으로, 변재는 ${\sigma}c11$=208+6.97 x 식(式)으로 나타났다.
일반적으로 레이더 강수량 추정에 활용되는 Marshall-Palmer 관계식은 강수현상의 계절적 변동성을 고려하지 않고 선별된 강수사상에 대하여 시공간적으로 고정된 매개변수를 적용하여 레이더 강수량을 추정하므로 실제 강수량과 추정된 레이더 강수량은 정량적인 오차가 발생할 수 있다. 이러한 제약성을 극복하고자 본 연구는 장기간 레이더 반사도 인자를 가용하여 레이더 반사도-강수량 관계식 매개변수를 Bayesian 추론기법으로 보정하고 불확실성을 정량화하여 레이더 강수량의 편의 보정을 수행하였다. Bayesian 추론기법 기반으로 추정된 레이더 반사도-강수량 관계식의 보정 매개변수는 계절성이 규명되었으며 지역적 특성이 존재하였다. Bayesian 추론기법을 통하여 산정된 레이더 강수량은 Marshall-Palmer 관계식의 과소추정 문제를 극복하고 지상 강수특성을 정량적으로 현실성 있게 재현하였다. 본 연구결과는 집중호우 발생 시 능동적인 유역단위 수자원 해석 시스템을 구축하여 국가적 레이더 자원의 가치를 향상할 수 있을 것으로 판단된다.
최근 기후변동성으로 유발되는 불안정한 기상상태를 효과적으로 관측하고자 기상레이더가 도입되고 있다. 기상레이더는 경험식으로 산정된 Z-R 관계식을 통하여 레이더 강수량을 제시하게 된다. 이 과정에서 레이더 강수량은 필연적으로 실제 지상에 도달하는 강수량과는 정량적으로 오차가 발생하게 된다. 레이더 강수량에 포함된 오차는 다양한 원인으로 발생하게 되므로 레이더 강수량의 오차 성분을 규명하는 것은 레이더 강수량 활용을 위하여 필수적으로 선행되어야 한다. 본 연구는 지상강수량과 레이더 강수량의 편의를 보정하기 위한 확률통계학적 방법론을 개발하였다. 레이더 강수량의 편의오차를 보정하기 위하여 수문통계학에서 널리 활용되고 있는 계층적 Bayesian 구조를 기반으로 하였으며 자료통합(data pooling) 기법을 이용하여 편의보정 매개변수 추정과정의 불확실성 추정 효율성을 증대시켰다. 본 연구를 통하여 개발된 레이더 강수량 편의보정기법은 계층적 Bayesian 구조를 도입함으로써 편의보정 매개계수의 불확실성을 정량적으로 제시하였으며 유역 단위의 강수상관성을 현실적으로 복원하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 제안하는 편의보정기법은 편의보정 과정에서 발생할 수 있는 매개변수의 불확실성 및 레이더 강수량의 오차구조를 정량적으로 규명하여 고해상도의 강수정보를 생산함으로써 고도화된 수문해석을 가능케 할 것으로 판단된다.
본 연구는 섬진강 중 상류 수계의 꺽지자원에 대해서 자원평가의 기초로 사용되는 자원생태학적 특성치들을 분석하고자 하였다. 연령사정을 위한 연령형질로서 이석(otolith)을 사용하였으며, 연령사정 결과, 최고연령은 5세로 나타났다. 체장(BL)과 체중(BW)의 관계식은 $BW=0.0195BL6{3.08}$($R^2=0.966$) 이었으며, 윤문이 형성되었을 때의 체장을 역계산하기 위한 체장(BL)과 이석경(R)과의 관계식은 BL=3.882R+1.66($R^2=0.944$)로 나타났다. 비선형회귀방법을 이용한 von Bertalanffy 성장모델의 매개변수는 이론적 최대체장($L_{\infty}$)이 19.68 cm, 이론적 최대체중($L_{\infty}$)이 188.64 g, 성장계수(K)가 0.17, 체장이 0 일 때의 연령이 -1.46세 등으로 각각 추정되었다. 이를 통해 추정된 성장식은 Lt=19.68(1-$e^{-0.17(t+1.46)}$)($R^2=0.997$)로 나타났다. 생존율을 추정하는 6가지 방법 중 평방오차합(Sum of squared error: SSQ) 이 가장 작은 어획물곡선법을 이용하여 생존율을 추정하였으며, 추정된 생존율(S)는 $0.666\;year^{-1}$으로 확인되었다. 순간자연사망계수(M)와 순간전사망계수(Z)는 $0.346\;year^{-1}$과 $0.407\;year^{-1}$로 각각 추정 되었으며, 이를 통해 확인된 순간어획사망계수(F)는 $0.061\;year^{-1}$로 확인되었다.
산지하천에서 발생하는 돌발홍수는 특정 지점의 점(Point) 유속보다는 전체 구간의 평균 유속에 따라 이동속도가 결정되며, 구간 평균유속은 하천경사, 하상재료, 수리적 거칠기에 많은 영향을 받는다. 이 연구에서는 하천경사 및 거칠기 높이를 이용하여 산지하천의 구간 평균유속 추정방법을 개발하였다. 염료추적자법(Dye Tracing)을 이용하여 특정 구간의 평균유속을 측정하고, LiDAR 영상으로부터 하천 지형 및 형상을 추출하였다. 거칠기 높이를 산정하기 위해 표면 거칠기 변수(Ra, Rmax, Rz )와 하상재료의 크기(D50, D84)를 이용하였다. 현장 계측자료로부터 무차원 접근법을 이용하여 구간 평균유속과 유량과의 관계식 v = 0.5499Q0.6165 을 도출하였으며, R2 =0.77의 설명력을 나타냈다. 이 연구에 이용된 5개의 거칠기 높이 중 평균 거칠기 높이(Ra)의 RMSE가 0.45로서 다른 거칠기 높이의 범위(0.47-1.04)보다 낮게 나타나 평균 거칠기 높이(Ra)가 구간 평균유속 산정을 위한 거칠기 높이 인자로 가장 적합하다고 판단되었다.
폴리아가 그의 저서 ‘How to Solve It.'에서 주창한 문제 해결의 모형은 이렇게 해석될 수 있다. 곧, 절대 다수의 수학 문제는 조건문 (p${\rightarrow}$q)의 명제 형식으로 분해된다는 것이다. 그리하여 순조롭게 발생되는 문제 해법의 전과정은 아래와 같이 마치 징검다리를 놓듯 추이율(transitivity)을 연거퍼 적용하는(이른바 연추적이라 함) 절차이다. (p: 주어진 정보) ${\rightarrow}$${\cdots}$${\rightarrow}$${\cdots}$${\rightarrow}$ (구하는 정보: q) 이것은, 일반적으로, 추이율이 성립하는 모든 관계(relation)의 연추적 확인 과정으로 확장될 수 있다. 요컨대 항진식 (p${\rightarrow}$r) ${\wedge}$ (r${\rightarrow}$q) ${\rightarrow}$ (p${\rightarrow}$q)의 보장 아래 관계의 추이율 xRz ${\wedge}$ zRy ${\rightarrow}$ xRy 로 연결되는 온갖 경로를 포괄한다. 이상과 같이 정식화되는 이 도식의 한계와 효용은 (1) 모든 문제가 조건문의 형태를 갖추고 있는 것은 아니며, (2) 조건문 형식의 문제라도 해법이 반드시 연추적으로 발생되는 법도 아니고, (3) 더구나 이것이 해법 발생의 만능 열쇠는 아닐뿐더러, (4) 발상을 촉진하는 데는 교육공학적으로 더 정교한 배려가 필요하므로, (5) 초보 단계에서 행동 수정을 위한 치유 목적으로 사용됨이 바람직하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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