• 한국지리정보학회지
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• 제5권4호
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• pp.9-23
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• 2002

본 연구에서는 홍수유출해석시 사용되는 지형특성인자와 수문기상학적 특성인자 추출에 소요되는 시간적 경제적 노력을 최소화함은 물론, 가능한 한 최소한의 인자를 사용하여 강우-유출예측이 가능하도록 모형을 구축하는데 목적을 두었다. 즉, 강우-유출해석시 일반적으로 사용되던 지형 지질특성, 토지피복상태 등의 인자를 고려하지 않고 단순히 유역의 하천 분기특성만을 고려한 유출해석방법 제안하고자 하였다. 연구대상유역은 금호강 상류에 위치한 영천댐유역을 대상으로 하여 주요 호우시 강우-유출량 관측자료와 DEM자료를 이용한 공간특성자료 추출결과를 이용하여 모형매개변수를 추출하였다. 분석결과 실측 첨두치에 대한 추정 첨두 유출량의 상대오차가 Clark 및 GIUH 모형에서 각각 1.9~23.9% 및 0.8~11.3%로 나타내고 있었으며, 전체적으로 볼 때 GIUH모형에 의한 수문곡선의 첨두치가 크게 나타나고 있는 것으로 검토되었다. 그리고, 계산된 첨두 유출량의 발생시각에 대한 검토결과 Clark 모형과 GIUH 모형을 이용한 경우에 대하여 각각 0.5~1시간 및 0~1시간의 상대오차를 나타내고 있었으며, 전체적으로 볼 때 GIUH 모형을 이용할 경우 기존에 사용되던 Clark 모형에 비해 홍수 첨두 발생시각이 늦은 것으로 검토되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권10호
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• pp.903-915
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• 2020

상세한 수문기상자료 구축은 수자원 활용 계획을 수립하고 대응하는 데 있어 필수적인 요소로 인식되고 있다. 기후, 수문, 지리 및 환경 등의 다양한 영역에서 신뢰할 수 있는 공간적 강우량의 요구가 증가하고 있다. 지형의 약 70%가 산악 지형인 우리나라의 경우 기존의 면적가중 및 수치내삽 방법은 고도가 높은 지역의 기상인자를 추정하는 데 한계가 있는 것으로 평가 되고 있다. PRISM 기법은 일반적인 공간보간 방법에 부족한 지형적 특성을 반영한 격자형태의 기상인자를 생산할 수 있는 유용한 모형으로서 본 연구에서는 SCEM-UA 기법을 기반으로 일단위 시계열에서의 PRISM 모형을 최적화 수행하였으며, 그 결과 최소영향반경은 9.10 km, 최대는 34.99 km로 산정되었으며, 해양가중치에서 고도기준은 681.03 m, 최소 및 최대거리는 각각 9.85 km, 38.05 km가 추정되었다. 거리가중치계수는 약 0.87로 산정되어 PRISM 모의 결과가 거리에 매우 민감하다는 것을 확인하였다. 또한, 다양한 통계적 검정을 통해 생산된 강수 시계열이 관측시계열과 비교하여 유사한 특성을 갖는 것을 확인하였다.

• 한국습지학회지
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• 제24권4호
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• pp.288-300
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• 2022

산업화와 도시화가 광범위하게 진행되면서 온실가스 배출로 인하여 기후변화가 심해지고 있다. 우리나라는 기후변화로 인하여 평균기온이 상승하였으며, 연간 강수량도 증가하였다. 이러한 기후변화로 태양의 움직임에 맞춰 계절을 표현하는 절기의 의미도 무색해지고 있다. 따라서 본 연구에서는 제주권을 제외한 5개의 권역(수도권, 경상권, 충청권, 전라권, 강원권)을 대상으로 과거 관측자료 및 미래 대표농도경로(Representative Concentration Pathways, RCP) 기후변화 시나리오의 평균 온도 및 강수량 자료를 이용하여 계절 및 절기의 특성 변화를 비교·분석하였다. 계절길이를 분석한 결과, 전국적으로 여름의 길이가 길어지고 겨울의 길이가 짧아졌으며, 여름철 강수량은 대체적으로 증가하였다. 충청권의 경우, RCP 8.5 시나리오에서는 과거에 비해 여름의 길이는 46%, 강수량은 16.2% 증가하였으며, 겨울의 길이는 31.8% 감소하였다. 절기의 경우, 모든 절기에서 기온이 상승하였다. 특히, 충청권의 경우, RCP 8.5 시나리오에서는 과거에 비해 대서의 기온은 15.5%, 대한의 기온은 75.7% 증가하였다. 본 연구 결과를 통해 계절과 절기의 수문학적인 특성을 권역별로 파악할 수 있었으며, 이는 우리나라 기후변화 대응정책을 마련하는데 기초자료로 사용될 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제44권5호
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• pp.637-648
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• 2024

전 세계적인 기후변화의 영향으로 폭우 및 극한 강우 등 이상기후의 발생 빈도가 증가하는 추세이다. 이에 따른 효율적인 수자원 관리 대책 수립을 위해 수문기상인자를 정량화하는 것은 필수적이다. 다양한 수문기상인자 중 지표면 온도(Land Surface Temperature; LST)와 증발산(Evapotranspiration; ET)은 지표와 대기에서의 수문 및 에너지 순환을 이해하는 데 핵심적인 역할을 수행한다. 국내에서는 주로 지점 기반 관측 방법을 통해 LST와 ET를 관측하고 있지만, 이러한 방법은 미계측 유역에서의 자료 수득이 제한되며, 불균형한 관측소의 밀도로 인해 관측한 자료를 유역 단위 자료로 공간화할 수 없는 한계점이 존재한다. 이를 극복하기 위해 국내·외에서는 원격탐사를 기반으로 한 수문기상인자의 추정 방법을 활용하고 있다. 이에 본 연구에서는 2018년 7월 1일부터 2022년 12월 31일까지 국내를 대상으로 추정한 NASA (National Aeronautics and Space Administration)의 ECOSTRESS (ECOsystem Spaceborne Thermal Radiometer Experiment on Space Station) LST 및 ET 자료의 정확도를 평가하였다. 연구 과정에서 ECOSTRESS 자료의 비교 및 분석을 위해 기존 검증이 이루어진 NASA의 MODIS (MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer) 자료와 환경부 산하 기관(홍수통제소 및 한국수자원조사기술원)에서 관리하는 에디 공분산 기반 플럭스 타워(Eddy covariance flux tower) 관측 자료를 활용하였다. 연구결과 ECOSTRESS LST는 MODIS 및 지점 자료(R: 0.47~0.73)와 유사한 시계열적 경향성을 보였다. Index of agreement 또한 0.82~0.91의 범위를 나타냈지만, 계절적 특성에 따라 뚜렷한 불확실성을 보였다. ECOSTRESS ET의 경우 전반적으로 MODIS 및 지점 자료와 유사한 시계열적 경향성을 나타냈지만, 평균절대오차(Mean Absolute Error) 및 평균제곱근오차(Root Mean Square Error)가 높게 나타났다. 이는 ECOSTRESS 자료의 수득률 및 환경적 요인(증산에 의한 Cooling effect, 오전 시간대 과대 산정 등)이 영향을 미친 것으로 파악된다. 추후 연구를 통해 이러한 문제점을 해결하고, 지형학적·수문 학적 검정 및 보정을 통해 실질적으로 국내에서 ECOSTRESS를 기반으로 한 유역 단위 LST, ET의 추정이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.353-365
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• 2023

전세계적으로 기후변화로 인한 그린인프라와 환경기반시설의 영향 및 예측에 대한 연구는 활발히 진행되고 있다. 하지만 국가별 극한기후가 발생하는 시기나 패턴이 다르기에 국내에도 극한기후로 인한 그린인프라와 환경기반시설에 대한 연구가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 국내 주요 7개 도시를 대상으로 기상청에서 제공하는 20년 동안의 극한기후에 대한 통계적 분석과 극한기후로 인한 자연기반해법(NBS)을 적용한 그린인프라 시설에 대한 영향분석을 수행하였다. 극한기후에 대한 통계분석 결과 지리적 위치, 지표 불투수성, 지역 기상 패턴에 따라 다양한 극한 기상조건에 잠재적으로 취약한 것으로 분석되었다. 서울은 극한온도(영상, 영하)가 관측되었으며 부산, 울산 및 제주에서는 강수량과 바람에 대해 극한기후가 발생하여 도시탄력성에 잠재적인 위협인자로 분류되었다. 온도는 도시 내 식생에 대한 회복력에 주요 요인으로 적용되며, 바이오차, 모래, 자갈, 우드칩 등 여재를 적용한 습지(CW)에서 극 영하온도에서 물리적 제거효율 및 영양염류 제거능력을 저하되는 것으로 분석되었다. 극한기후로 인한 영향을 저감하기 위해 그린인프라 시설 내 온도조절이 가능한 차광 및 단열 시스템적용과 같은 극한기후 별 대응전략 수립이 가능하다. 본 연구를 통해 국내와 기후특성이 유사한 지역에서의 극한기후 대응전략 수립에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.49-63
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• 2016

본 연구는 열대 태평양지역 ENSO (El $Ni{\tilde{n}}o$-Southern Oscillation) 패턴 변화에 따른 우리나라 여름철(June-September, JJAS) 지역 수문변동 영향 분석을 위하여, 우리나라 5대강 113개 중권역의 강수량과 유출량 자료를 대상으로 합성편차 분석(Composit Analysis, CA)과 Student's t-test에 의한 유의성 검정을 실시하였다. 분석 결과, 유역별로 다소 차이는 있으나 전반적으로 WP (Warm-Pool) El $Ni{\tilde{n}}o$ 해에는 평년에 비하여 강수량과 유출량의 증가 특성이 뚜렷이 나타났으며, CT (Cold-Tongue) El $Ni{\tilde{n}}o$ 해에는 주로 감소하는 경향이, La $Ni{\tilde{n}}a$ 해에는 다소 증가 또는 평년 상태를 유지하는 것을 분석되었다. 또한 백분위 기후값 편차의 산포도분석 결과 여름철 강수량의 증가/감소에 따른 유출량 증 감의 선형적 분포특성을 확인할 수 있었으며, 산포도의 중심은 WP El $Ni{\tilde{n}}o$ 해에는 +17.93%, +26.99%, CT El $Ni{\tilde{n}}o$ 해에는 -8.20%, -15.73%, 그리고 La $Ni{\tilde{n}}a$ 해에는 +8.89%, +15.85%로 분석되었다. 본 연구의 결과는 El $Ni{\tilde{n}}o$ La $Ni{\tilde{n}}a$ 등 열대 태평양 지역 기후현상이 뚜렷한 시기의 우리나라 수자원 장기예측의 불확실성을 줄여 주어 유역차원의 안정적인 중 장기 물공급 전망 등 수방정책지원을 위한 참고자료로 활용이 가능할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권4호
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• pp.261-272
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• 2023

최근 급격한 도시화와 기후변화에 따라 재난에 의한 피해가 증가하고 있다. 국내 기상청에서는 표준 경보(주의보, 경보)를 전국적으로 통일된 표준 경보 기준(3시간 및 12시간 최대 누적강우량)에 따라 발령하여 재해에 따른 지역별, 재난 사상별 특성이 고려되지 않은 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 서울특별시, 인천광역시, 경기도의 호우·태풍에 대한 재해 피해액 및 누적강우량을 활용하여 대상지역별 재해강도에 따른 단계별 기준을 설정하고, 강우에 따라 발생할 수 있는 재해의 강도를 분류하는 모형을 개발하고자 하였다. 즉, 본 연구에서는 호우·태풍에 의한 재해 피해액 누적 분포 함수의 분위별로 재해강도의 범주(관심, 주의, 경계, 심각 단계)를 분류하였고, 재해강도의 범주에 따른 누적강우량 기준을 대상 지자체별로 제시하였다. 그리고 지자체별 재해강도 분류모형 개발을 위해 4가지(의사결정나무, 서포트 벡터 머신, 랜덤 포레스트, XGBoost)의 머신러닝 모형을 활용하였는데 강우량, 누적강우량, 지속시간 최대 강우량(3시간, 12시간), 선행강우량을 독립변수로 이용하여 종속변수인 지자체별 재해강도를 분류하였다. 각 모형별 F1 점수를 이용한 정확도 평가 결과, 의사결정나무의 F1 점수가 0.56으로 가장 우수한 정확도를 보였다. 본 연구에서 제시한 머신러닝 기반 재해강도 분류모형을 활용하면 호우·태풍에 의한 재해에 대한 지자체별 위험 상태를 단계별로 파악할 수 있어, 재난 담당자들의 신속한 의사결정을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.