• 제목/요약/키워드: hourly rainfall

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상태(狀態)벡터 모형(模型)에 의한 하천유출(河川流出)의 실시간(實時間) 예측(豫測)에 관한 연구(研究) (Real-Time Prediction of Streamflows by the State-Vector Model)

  • 서병하;윤용남;강관원
    • 대한토목학회논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.43-56
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    • 1982
  • 상태공간(狀態空間) 개념(槪念)에 기초(基礎)를 두어 시스템의 동적(動的) 거동(擧動)을 나타낸 Kalman filter와 자기공진(自己共振) 예측자(豫測子)의 순환(循還) 알고리즘에 의한 예측방법(豫測方法)을 연구(硏究)하여 하천유출(河川流出) 예측(豫測)에의 적용성(適用性)을 검토(檢討)하고 그 결과(結果)를 제시하였다. 강우(降雨)-유출과정(流出過程)의 동적(動的) 거동(擧動)을 자색(白色) Gaussian 잡음(雜音)이 있는 선형(線型), 이산형(離散型)시스템으로 보아서 낮은 차수(次數)의 ARMA 과정(過程)으로 나타내었으며 예측모형(豫測模型)의 상태(狀態)벡터를 random walk로 나타내었다. 예측오차(豫測誤差)에 대한 통계적(統計的)인 분석(分析)으로 모형구조(模型構造)를 결정하였으며 적용(適用)된 예측(豫測)알고리즘의 검정(檢正)을 위하여 시우량(時雨量)과 시유량(時流量)의 과거(過去) 기록치(記錄値)를 사용하였다. 예측결과(豫測結果)를 분석(分析)하나 Kalman filter에 의한 알고리즘이 자기공진(自己共振) 예측자(豫測子)보다 우수하다는 것을 알 수 있었다.

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Self-organizing map을 이용한 강우 지역빈도해석의 지역구분 및 적용성 검토 (Assessing applicability of self-organizing map for regional rainfall frequency analysis in South Korea)

  • 안현준;신주영;정창삼;허준행
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제51권5호
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    • pp.383-393
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    • 2018
  • 지역빈도해석은 대상 지점과 수문학적 동질성을 만족하는 주변 지점을 하나의 지역으로 보고 빈도해석을 수행하는 방법이다. 따라서 동질한 지역의 구분은 지역빈도해석에 있어서 가장 중요한 가정이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 인공신경망 기법중 하나인 자기조직화지도(self-organizing map, SOM) 기법을 활용하여 강우 지역빈도해석을 위한 동질 강수 지역을 구분하였다. 지역구분 인자로는 지형 정보와 시 단위 강우 자료를 활용하였다. 최적 SOM 지도 구성을 위해 정량적 오차와 위상관계 오차를 활용하였다. 그 결과 $7{\times}6$ 배열의 42개의 노드를 갖는 모형을 선정하였고 최종적으로 강우 지역빈도해석을 위해 6개의 군집으로 구분하였다. 동질성 검토 결과 6개의 군집 모두 동질한 지역으로 나타났으며 기존의 유사하게 구분된 지역들과 이질성 척도를 비교하였을 때 좀 더 안정적인 지역 구분결과를 나타내는 것을 확인하였다.

장기유출의 수문적 모형개발을 위한 주요 수계별 단위도 유도 (Determination of Unit Hydrograph for the Hydrological Modelling of Long-term Run-off in the Major River Systems in Korea)

  • 엄병현;박근수
    • 한국농공학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.52-65
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    • 1984
  • In general precise estimation of hourly of daily distribution of the long-term run-off should be very important in a design of source of irrigation. However, there have not been a satisfying method for forecasting of stationar'y long-term run-off in Korea. Solving this problem, this study introduces unit-hydrograph method frequently used in short-term run-off analysis into the long-term run-off analysis, of which model basin was selected to be Sumgin-river catchment area. In the estimation of effective rainfall, conventional method neglects the Soil moisture condition of catchment area, but in this study, the initial discharge (qb) occurred just before rising phase of the hydrograph was selected as the index of a basin soil moisture condition and then introduced as 3rd variable in the analysis of the reationship between cumulative rainfall and cumulative loss of rainfall, which built a new type of separation method of effective rainfall. In next step, in order to normalize significant potential error included in hydrological data, especially in vast catchment area, Snyder's correlation method was applied. A key to solution in this study is multiple correlation method or multiple regressional analysis, which is primarily based on the method of least squres and which is solved by the form of systems of linear equations. And for verification of the change of characteristics of unit hydrograph according to the variation of a various kind of hydrological charateristics (for example, precipitation, tree cover, soil condition, etc),seasonal unit hydrograph models of dry season(autumn, winter), semi-dry season (spring), rainy season (summer) were made respectively. The results obtained in this study were summarized as follows; 1.During the test period of 1966-1971, effective rainfall was estimated for the total 114 run-off hydrograph. From this estimation results, relative error of estimation to the ovservation value was 6%, -which is mush smaller than 12% of the error of conventional method. 2.During the test period, daily distribution of long-term run-off discharge was estimated by the unit hydrograph model. From this estimation results, relative error of estimation by the application of standard unit hydrograph model was 12%. When estimating by each seasonal unit bydrograph model, the relative error was 14% during dry season 10% during semi-dry season and 7% during rainy season, which is much smaller than 37% of conventional method. Summing up the analysis results obtained above, it is convinced that qb-index method of this study for the estimation of effective rainfall be preciser than any other method developed before. Because even recently no method has been developed for the estimation of daily distribution of long-term run-off dicharge, therefore estimation value by unit hydrograph model was only compared with that due to kaziyama method which estimates monthly run-off discharge. However this method due to this study turns out to have high accuracy. If specially mentioned from the results of this study, there is no need to use each seasonal unit hydrograph model separately except the case of semi-dry season. The author hopes to analyze the latter case in future sudies.

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대유역 홍수예측을 위한 연속형 강우-유출모형 개발 (Development of Continuous Rainfall-Runoff Model for Flood Forecasting on the Large-Scale Basin)

  • 배덕효;이병주
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권1호
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    • pp.51-64
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    • 2011
  • 본 연구에서는 대유역의 홍수모의가 가능한 연속형 강우-유출모형을 개발하고자 하는데 그 목적이 있다. 이를 위해 가변저류변수와 유출곡선지수를 기반으로 하는 시단위 지표유출량 산정방법을 개발하였으며 수문성분을 토양수분에 대한 연속방정식에 적용하여 연속적인 강우에 대한 토양수분 모의가 가능하도록 모형을 구성하였다. 또한 유출수문성분과 유역 저류함수모형을 연계하여 유역에 대한 연속적인 유출모의가 가능하도록 하였으며 하도 저류함수모형을 이용하여 대유역에 대한 유출모의가 가능하도록 모형을 개발하였다. 대상유역은 낙동강 유역을 채택하였으며 2006년(보정기간) 및 2007~2008년(검증기간)의 홍수기간 동안 본류와 지류에 위치한 8개 유량관측지점에 대해서 모형의 정확도 평가를 수행하였다. 모든 평가지점에서 모의유량이 관측유량과 유사한 결과를 보이며 보정기간과 검증기간의 모형효율성계수는 각각 0.81~0.95와 0.70~0.94 범위의 우수한 결과를 보이는 것으로 나타났다. 또한 강우에 대한 토양수분의 거동과 수문 성분 발생량에서도 합리적인 결과를 도출하는 것으로 확인되었다. 이상의 결과로부터 본 연구에서 개발된 연속형 강우-유출모형은 대유역의 홍수예측에 활용이 가능할 것으로 판단된다.

관개저수지의 최적 홍수관리방안 (Optimal Flood Control System for Irrigation Reservoir)

  • 문종필;민진우;김영식;박승기;김태철
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 1998년도 학술발표회 발표논문집
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    • pp.311-317
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    • 1998
  • Recently irrigation reservoir has been developed to perform multipurpose function. To get a maximum effect it requires to establish optimal management system for irrigation reservoir in drought and flood season. Especially we dealt with optimal flood control system for irrigation reservoir in this study. This system consists of real-time rainfall data via online system, real-time flood forecasted by SCS method in hourly basis, storage volume by water balance equation, optimal releasing discharge from the gate, the water level in right downstream, and calculation of innundated area, depth, and time using GIS, and amount of flood damages. If we consider the relation of these sub module reasonably, we can reach the optimal flood control to minimize flood damage

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Modeling and prediction of rapid pollution of insulators in substations based on weather information

  • Nanayakkara, Nishantha;Nakamura, Masatoshi;Goto, Satoru;Taniguchi, Takashi
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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    • pp.202-206
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    • 1994
  • Mathematical model of the pollution rate of substation insulators is constructed, taking the model parameters as wind speed, wind direction, typhoon conditions and rainfall in an hourly basis. The main feature of model construction is to distinguish the effect of each parameter by separately analyzing the positive and negative pollution causing factors. Model parameters for the insulators of Karatsu substation, Saga, Japan were estimated and model validation was done using the actual data, in which the pollution deposits on the insulators were measured using pilot insulator and 'salt meter'. The proposed model of the pollution rate [mg/cm$^{2}$/hr] enables the identification of the effective parameters and prediction of the pollution rate so that it helps for the automatic decision making for insulator cleaning or the model can be used as a tool for the substation engineers to make precautionary measures.

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연최대시간강우량의 변동성.경향성 분석과 호우원인별 강우 특성 분석 (Change Analysis and Trend Analysis of Annual Maximum Hourly Precipitation and Analysis of Rainfall Characteristics according to each Cause of Heavy Rain)

  • 김성실;문영일;오태석;박구순
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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    • pp.1332-1336
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    • 2010
  • 우리나라는 여름철의 큰 호우로 인해 피해가 빈번하게 발생하며, 이러한 호우는 주로 태풍과 집중호우로 인해 발생한다. 그런데 기후변화에 따른 이상기후로 인하여 이러한 호우사상들의 규모가 점차 커지고 있으며 그 특성 또한 변화하고 있는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 우리나라 기상청에서 관할하는 총 78개의 기상 관측소 중에서 17개의 기상관측소를 대상으로 연최대시간강우량을 추출하여 각각의 지속시간에 대한 평균과 표준편차에 대한 변동성과 경향성에 대한 분석을 수행하였다. 또 호우의 원인을 태풍과 집중호우로 구분하여 각각의 지속시간별 연최대시간강우량을 구분하여 추출하고 이를 비교 분석하였다. 분석결과에서 연최대시간 강우량은 변동성이 있지만 경향성은 나타나지 않는 것으로 분석되었고, 지역에 따라 호우원인별 강우특성이 다르게 나타났다. 본 연구 결과를 기후변화에 따른 강우패턴의 변화를 예측하는데 있어 기초자료로 활용할 수 있고, 또 수공구조물의 설계에 반영한다면 호우로 인한 피해를 감소시킬 수 있는 것으로 사료된다.

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미호천 유역의 시단위 연최대치 강우계열의 경향성 및 기후변동을 고려한 비정상성 빈도분석 (Non-stationarity Analysis with Trend and Climate Variability for Annual Maximum of Hourly Rainfall in Miho watershed)

  • 이정기;김병식;김형수
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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    • pp.345-345
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    • 2012
  • 정상성 기반의 전통적 극한치 이론은 기후변화 및 변동에 의한 외부변화 요인을 반영하기에는 한계가 있음이 지적되어왔다. 따라서 강우의 빈도분석 시 매개변수의 시간에 따른 변화를 반영한 비정상성 빈도분석 방법이 필요하다. 본 연구에서는 미호천 유역의 강우관측소 중 기상청에서 관리하는 청주 관측소 및 국토해양부에서 관리하는 가덕, 병천, 증평, 진천 관측소의 24시간 연최대치 강우자료를 대상으로 시간에 따른 경향성 분석을 하였다. 또한 자료의 경향성을 고려하여 비정상성 빈도분석을 하였고 외부상관기상변수로써 ENSO(El Nino Southern Oscillation)를 이용하여 비정상성 빈도분석을 실시하였다.

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서울 강우자료의 시·공간적 특성에 따른 유출분석 (Analysis of runoff according to the time and space characteristics of hourly rainfall data in Seoul)

  • 현정훈;박희성;정건희
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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    • pp.216-216
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    • 2019
  • 최근 이상 기후로 인하여 홍수피해가 많이 발생 하고 있다. 특히 도시유역의 도시화로 인해 불투수면적이 증가하여 내수 침수도 증가하였다. 이로 인하여 재산피해와 인명피해가 증가하면서 전 세계적으로 홍수 저감 연구가 진행 되고 있다. 강우의 시 공간적인 특성을 파악 하여 강우 사상을 정의 한다면 도시홍수 저감 에 있어 도움이 될 것이라 판단된다. 우리나라 서울 지역의 설계 강우량을 산정하기 위해 서울기상청에서 제공하고 있는 ASOS(Automated Surface Observing System) 를 사용해 왔다. 하지만 ASOS을 사용하게 되면 강수량의 공간 특성을 고려하기 어렵지만 AWS(Automatic Weather Stations) 는 세밀한 관측망을 가지고 있어 공간적 특성을 고려할 수 있다. 본 연구에서는 서울 기상청에서 제공하고 있는 강우 자료의 20개년 연속된 강우자료를 통해 강우자료를 구축 하였다. 서울지역의 유역을 선정하였으며 도시유역 강우-유출 해석에 많이 사용되는 EPA-SWMM 모형에 ASOS 와 AWS 강우자료를 적용하여 유출 분석을 하였다. 이러한 자료를 바탕으로 공간 특성 분석을 실시하여 더욱 세밀한 설계 강우량 산정에 도움을 있을 것으로 판단된다.

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산지(山地) 소유역(小流域)에 개설(開設)된 임도(林道)가 부유사(浮遊砂) 유출(流出)에 미치는 영향(影響) (Effect of the Forest Road on Suspended Sediment Yield in the Small Forest Watershed)

  • 오재만;쇼지 이노우에;츠지오 에자키;전근우
    • 한국산림과학회지
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    • 제88권4호
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    • pp.477-484
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    • 1999
  • 본 연구는 삼림(森林)내에 개설(開設)된 임도(林道)가 부유사유출(浮遊砂流出)에 미치는 영향을 검토하기 위한 기초적 연구로서 수행되었다. 부유사유출(浮遊砂流出)의 관측(觀測)은 산지유역(山地流域)으로서 임도(林道)의 영향을 받지 않는 관측점(觀測点) A와 B, 그리고, 그 합유점(合流點) 하류(下流)에 임도(林道)로부터의 토사유출(土砂流出)의 영향을 받는 관측점(觀測点) C에서 실시하였다. 부유사농도(浮遊砂濃度)의 경시적(經時的) 변화(變化)를 검토한 결과, 강우(降雨)중 임도(林道)의 영향에 따른 부유사농도(浮遊砂濃度)의 증가를 확인할 수 있었으며, 각 관측점(觀測点)의 유역특성(流域特性)에 따라 최대 부유사농도(浮遊砂濃度)는 피크유량(流量)을 선행(先行) 또는 동시(同時)에 나타났다. 이것은 비탈면에 불안정하게 정체하고 있었던 부유사(浮遊砂)가 강한 강우강도(降雨强度)의 영향으로 계류수(溪流水)에 빠르게 유출(流出)하는 시간적 차이에 기인하는 것으로 생각된다. 각 관측점(觀測点)의 부유사량(浮遊砂量)은 강우인자(降雨因子) 및 관측기간에 따라 차이는 있지만, 임도(林道)의 영향을 받는 관측점(觀測点) C가 임도(林道)의 영향을 받지 않는 관측점(觀測点) A 및 B보다 최대 4배 이상 많게 유출(流出)하였다. 단위면적(單位面積)당 부유사량(浮遊砂量)의 경우, 강우인자(降雨因子)의 영향을 가장 크게 받았던 9월 18일~19일(강우량(降雨量) 57.0mm)의 관측결과, 임도(林道)의 영향을 받는 관측점(觀測点) C는 4.179g/sec/ha, 임도(林道)의 영향을 받지 않는 관측점(觀測点) A 및 B는 각각 0.343g/sec/ha과 0.147g/sec/ha이었으며, 관측점(觀測点) C에서 관측점(觀測点) A, B보다 12배, 28배 증가하였다.

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