• 한국수자원학회논문집
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• 제48권12호
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• pp.1037-1049
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• 2015

북한의 대규모 자연재난은 홍수와 태풍 그리고 집중호우로 인한 수해피해가 대부분이며 이러한 피해는 1990년대 중반부터 해마다 북한의 경제난을 악화시키고 있다. 북한 당국도 수해피해의 심각성을 인식하여, 1990년대 말부터 하천정리, 농경지 복구, 토지정리사업, 조림사업 등을 실시하였으나, 계속되는 수해피해를 막지 못하고 있다. 본 연구는 상습적으로 발생하는 북한의 홍수피해에 대한 위험도를 산정하기 위해 일반적인 위험도 평가과정은 동일하게 유지하되 대외적으로 수문자료 취득이 힘들고 지형자료가 공개되지 않은 미계측지역이라는 유역특성을 반영하여 강우-유출에 대한 모의를 추가적으로 실시하였다. 또한, 위험도 평가는 국제기구(IPCC)의 기준에 따라 홍수에 대한 위험성과 노출성, 취약성 인자들을 선정하여 홍수 위험도를 판단하였다.

• 한국습지학회지
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• 제26권2호
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• pp.147-159
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• 2024

부족한 하천유출 관측 데이터는 모델 보정 작업을 어렵게 만들어 모델의 성능 향상을 제한한다. 위성 기반 원격탐사 자료는 수문 관련 데이터의 확보에 적극적으로 활용될 수 있으므로 새로운 대안이 될 수 있다. 최근에는 여러 연구를 통하여 기존의 개념적/물리적 모델보다는 인공지능을 이용한 해법이 더 적절하다는 평가를 받고 있다. 본 연구에서는 다양한 순환 신경망들과 의사결정나무 기반 알고리즘들을 결합한 자료 기반 접근 방식을 제안하였다. 또한 인공지능 학습을 위하여 인공위성 원격탐사 정보의 활용성을 조사하였다. 본 연구에서 위성영상은 MODIS와 SMAP의 자료가 사용된다. 공적으로 공개된 25개 유역의 자료를 사용하여 제안된 접근 방식을 검증하였다. 전통적인 지역화 접근법에서 착안하여 모든 유역의 자료를 통합하여 하나의 자료 기반 모델을 학습하는 전략을 채택하였으며, Leave-one-out cross-validation 지역화 설정을 이용하여 하나의 모델이 다양한 유역의 하천유출을 예측함으로써 제안된 접근 방식의 잠재력을 평가하였다. GRU + Light GBM 모델이 대상 유역에 적합한 모델 조합으로 판명되었으며(25개 미계측 유역 일 하천유량 예측 모형효율계수 평균 0.7187) 하천유출이 매우 작은 시기를 제외하면 우수한 미계측 유역의 하천유출 예측 성능을 보여주었다. 인공위성 원격탐사 정보의 영향력은 최대 10% 정도로 파악되었으며, 위성 정보의 추가 적용이 풍수기 또는 평수기보다는 저수기 또는 갈수기의 하천유출 예측에 더 큰 영향을 미쳤다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권3호
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• pp.325-340
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• 2008

본 연구는 저수량 지역 빈도분석(regional low flow frequency analysis)을 수행하기 위하여 일반최소자승법(ordinary least squares method)을 이용한 Bayesian 다중회귀분석을 적용하였으며, 불확실성측면에서의 효과를 탐색하기 위하여 Bayesian 다중회귀분석에 의한 추정치와 t 분포를 이용하여 산정한 일반 다중회귀분석의 추정치의 신뢰구간을 비교분석하였다. 각 재현기간별 비교결과를 보면 t 분포를 이용하여 산정된 평균 추정치와 Bayesian 다중회귀분석에 의한 평균 추정치는 크게 다르지 않았다. 그러나 불확실성 측면에서 평가해볼 때 신뢰구간의 상한추정치와 하한추정치의 차이는 Bayesian 다중회귀분석을 사용한 경우가 기존 방법을 사용한 경우보다 훨씬 작은 것으로 나타났으며, 이로부터 저수량(low flow) 지역 빈도분석을 수행하는 경우 Bayesian 다중회귀분석이 일반 회귀분석보다 불확실성을 표현하는데 있어서 우수하다는 결과를 얻을 수 있었다. 또한 낙동강 유역에 2개의 미계측 유역을 선정하고 구축된 Bayesian 다중회귀모형을 적용하여 불확실성을 포함한 미계측 유역에서의 저수량(low flow)을 추정하였으며 이와 같은 방법이 미계측 유역에서의 저수(low flow) 특성을 나타내는 데 있어서 효과적일 수 있음을 입증하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권11호
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• pp.955-968
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• 2021

수자원 계획 수립시 인위적인 하천수의 사용 및 조절 과정을 거치지 않는 자연유량 상태를 기반으로 이루어지며, 관측자료를 이용하거나 장기유출모형을 이용한 방법 등을 통해 산정할 수 있다. 그러나, 자연적인 유출 상태를 보이는 유역은 매우 제한적이며, 미계측유역은 수문모형을 구축한 후 이를 전이시켜 산정하는 등 신뢰성 있는 수문자료는 여전히 부족한 실정이다. 본 연구에서는 GR4J 강우-유출모형을 활용하여 14개 댐 상류 유역에 대한 매개변수 최적화를 수행하여 자연유량의 재현성을 평가하였다. 매개변수의 불확실성을 정량적으로 고려하기 위해 Bayesian 이론을 도입하였으며, 매개변수의 사후분포로부터 추출되는 다수의 매개변수를 지역화에 활용하였다. 최종적으로 최적 매개변수와 유역의 특성을 갖는 인자에 대한 상관관계를 파악해 유역특성인자를 선별하였으며, 인자 사이의 상관성을 효과적으로 고려하기 위하여 Copula 함수를 활용해 매개변수 지역화 모델로 확장하였다. 결과적으로 지역 매개변수를 활용해 산정된 유량과 14개 댐 관측 유입량이 약 0.8 이상의 높은 상관성을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 방법론은 미계측유역의 강우-유출모형 매개변수 추정시 유역특성을 고려한 지역 매개변수의 추정이 가능하다는 측면에서 유리한 장점을 확인할 수 있으며, 동시에 불확실성 정보를 제공함으로써 미계측유역의 자연유량 예측 모형으로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국농공학회지
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• 제19권2호
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• pp.4377-4384
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• 1977

The curvilinear hydrograph can be replaced by an equivalent triangular hydrograph which is more easily constructed and, for routing through reservoirs or stream channels, gives results about as accurate as those obtained using the curvilinear hydrograph. A synthetic hydrograph is prepared using the data from a number of watersheds to develop a dimensionless unit hydrograph applicable to ungauged watersheds. The dimensionless unit hydrograph for the NakDong River Basin was prepared from the unit hydrographs of a variety of nine subwatersheds. The equation for the peak rate of flow (unit volume of runoff in 1.0mm) was derived as {{{{ { q}_{p } = { 0.21AR} over { {T }_{p } } }}}} The results summarized in this study are as follows: 1) It found that the watershed lag time (Lg, hrs) could be expressed by Lg=0.253(L.Lca)0.4171 The product L.Lca is a measure of the size and shape of the watershed. Correlation coefficient for Lg was 0.97 which defined with high significance. 2) The base length of the unitgraph, in hours, was adopted as Tb=17.51+2.073Lg with high significant correlation coefficient, 0.92. 3) Time in hour from start of rise to peak rate (TP) generally occured at the position of 0.289 Tb with some indication of higher values for larger watershed. 4) Triangular hydrograph is a dimensionless unitgraph prepared from the 40 unitgraphs. The equation is shown as {{{{ { q}_{p } = { K.A.R} over { { T}_{p } } }}}}. The constant K=0.21 is defined to NakDong River basin. 5) In the light of the results analyzed in this study, average errors in the peak discharge of the Trjangular unitgraph was estimated as 5.34 percent to the peak of observed average unitgraph. Each ordinate of the Triangular unitgraph was approached closely to the observed one.

• 한국방재학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.77-84
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• 2011

각종 수공구조물 설계를 위한 첨두홍수량을 추정시 합리식(rational formula) 및 가지야마(Kajiyama)공식 등을 사용하고 있으나, 이러한 방법들을 이용하여 가능최대홍수량(PMF)을 산정하기 위해서는 가능최대강수량(PMP)의 추정이 선행되어야 하므로 미계측지역에서는 적용에 상당한 제약이 따른다. Creager 등이 1945년에 제시한 Creager방법은 비홍수량산정기법의 일종으로 유역면적과 PMF사이의 비선형성을 직접 수식화하여 제공하므로 PMP값이 주어지지 않은 상황에서 PMF산정이 가능하며, 주로 중규모이상 다목적댐의 PMF 산정시 사용되어 왔는데, 국내에는 아직 적용된 사례가 많지 않다. 본 연구에서는 PMP도를 이용한 강우-유출 모델로 산정된 상수전용댐과 다목적댐의 PMF를 이용하여 유역규모와 강우지속시간에 따라 보편적으로 적용할 수 있는 Creager 공식의 매개변수와 Creager 계수값의 결정범위 및 기준 등을 산정하여 국내 유역에 적용가능한 방법을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권11호
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• pp.1107-1121
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• 2008

GIUH 유도식 대신 삼각형 가정의 간략식이 많은 연구에서 사용되고 있으나, 다양한 지형매개변수를 가진 유역에서 GIUH 간략식의 적용성에 대해서 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 지도의 해상도를 변화시켜 방림, 상안미, 무성, 병천 등 4개 소유역을 각각 3차와 4차 하천유역으로 나타내고, GIUH 유도식과 간략식을 사용하여 각 유역의 순간단위도를 산정하였다. 각각의 순간단위도에 $8{\sim}16$개의 호우사상을 적용하여 유출수문곡선을 계산하였으며, 이를 관측 유량과 비교하였다. 대상유역들을 3차 하천유역으로 가정하였을 경우, 유도식은 첨두유량을 관측값보다 작게, 간략식은 크게 산정하는 경향이 있었다. 대상유역들을 4차 하천유역으로 가정하였을 경우, 유도식은 관측값을 가장 잘 반영하는 것으로 나타났으며, 간략식은 관측값보다 크게 산정하는 것으로 나타났다. 또한 간략식은 유역에 따라 관측값에 대한 정확성의 편차가 크게 나타난 반면, 유도식은 편차가 작고 안정적인 결과를 제시하는 것으로 나타났다. 따라서 미계측 유역에서 순간단위도를 산정할 때는 간략식보다는 유도식을 사용하는 것이 모형의 정확성을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.829-833
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• 2006

갈수량(low flow)은 과거 자연상태 하천에서 갈수기에 흘렀던 유량으로서 자연과 사람이 공유할 수 있는 최소한의 유량이며, 이수측면에서 하천수의 공급능력을 평가하여 취수량을 설정하는 기준 유량이다. 일본과 국내에서는 지금까지 일유량의 유황곡선(flow duration curve)을 분석하여 평균갈수량, 기준갈수량 등을 결정하고 이를 갈수량의 지표로 이용하여 왔다. 그러나 미국과 영국 등에서는 7일 동안의 유량을 통계분석하여 만든 10년빈도 7일 최저유량$(7Q_{10})$을 갈수량 지표로 사용하고 있다. 본 연구에서는 위의 두 지표를 실험을 통해 비교하여 서로의 장단점을 우선 고찰하여 보았다. 갈수량 산정을 위해서는 과거의 관측 유량자료가 필요하나 국내에는 수위 관측시설이 한정되어 있을 뿐 아니라 홍수기에 비해 갈수기 자료가 턱없이 부족하여 갈수량 산정에 많은 어려움을 겪고 있다. 국내에서는 대부분 유역면적을 이용한 비유량법으로 계측유역으로부 터 미계측유역의 갈수량을 산정하고 있다. 본 연구에서는 미계측유역(ungauged basin)의 갈수량을 산정하기 위한 방법으로 지역회귀기법(regional regression method)을 국내에 적용하여 보았다. 이를 위해 9개 수위관측소 유역과 7개 댐 유역의 과거 유량자료를 이용하였으며, 교차검증(cross validation)을 통해 갈수량 산정결과의 정확도 검증을 실시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1216-1220
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• 2006

최근 들어 기상이변으로 인해 집중호우가 빈번히 발생하여 막대한 홍수피해를 야기하고 있으며, 이에 자연재해에 대한 방재대책의 중요성 및 수공구조물들의 설계빈도를 상향조정하는 등의 대책마련이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 특히 2002년 여름 강릉지역에 발생한 태풍 '루사'로 인한 집중호우는 기존 PMP(가능 최대강수량) 규모를 초과하는 사상 초유의 24시간 최대 강수량(880mm)을 기록하여 기존 댐 등과 같은 수공구조물의 설계기준에 대한 재고가 불가피 하게 되었다. 이에 본 연구에서는 미계측 유역인 상관저수지 유역을 대상으로 지속시간별 PMP를 산정한 후 임계지속시간을 고려한 PMF(가능최대홍수량)를 산정하여 유역내 대표적인 수공구조물인 저수지의 수문학적 치수안정성 여부를 검토하였다. 분석 대상유역인 상관저수지 유역의 PMP는 전국 전계절별 PMP도로부터 호우중심의 PMP와 유역중심의 PMP를 동일하게 하여 지속시간별 PMP를 산정하였다. 산정된 PMP로부터 Huff의 4분위법을 이용하여 강우를 시간분포 시킨 후 상관저수지 유역의 PMF를 산정하였으며, 이 때 이용된 유역의 홍수량추정 기법으로는 Clark 단위도법이다. 또한 본 연구에서는 수공구조물의 치수안정성을 검토하기 위하여 HEC-5모형을 이용한 저수지 홍수추적을 실시하였으며, 검토 결과 상관저수지의 수문학적 안정성은 확보된 것으로 분석되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.57-65
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• 1986

본(本) 연구(硏究)는 우량관측소(雨量觀測所)가 미비(未備)된 소유성(小流城)에서 실시간(實時間) 유출예측(流出豫測)을 위해 Kalman filter를 이용했으며 이때의 시스템모형(模型)으로 AR(2)를 택하였다. 시간별(時間別) 유출자료는 영산강유역(榮山江流域)의 나주(羅州) 관측지점(觀測地點)에서 관측된 시간별 유량자료률 이용하였다. 여기서 예측된 모든 결과는 통계적(統計的) 방법으로 분석(分折)한 결과, Kalman filter에 의한 유출예측(流出豫測)을 좋은 결과(結果)를 얻을 수 있었으며 과정모형(過程模型)으로서 AR(2)가 적합한 것을 알 수 있었다. 또한 홍수예측에도 효과적임이 입증되었다.