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시간적 군집특성을 고려한 강우모의모형의 선정
A Selection of the Point Rainfall Process Model Considered on Temporal Clustering Characteristics 원문보기

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, v.41 no.7, 2008년, pp.747 - 759  

김기욱 (고려대학교 공과대학 건축.사회환경공학과) ,  유철상 (고려대학교 공과대학 건축.사회환경공학과)

초록

본 연구에서는 관측강우의 통계특성 및 발생특성을 가장 적절하게 재현해 주는 강우모형을 선정하고자 하였다. 강우모형으로 Poisson과정에 근거한 점과정모형인 RPPM, NS-RPPM, modified NS-RPPM을 고려하여 모의자료에 대한 통계분석을 수행하였다. 그 결과, NS-RPPM과 modified NS-RPPM을 이용하여 모의된 자료가 여러 집성시간의 통계치를 적절하게 재현하였다. 또한 modified NS-RPPM을 이용하여 모의된 자료가 관측자료와 가장 유사한 발생특성을 가지는 것을 알 수 있었다. 특히, 홍수, 산사태 등 자연재해의 발생에 큰 영향을 주는 큰 강도를 가지는 강우를 관측치와 가장 유사하게 재현하였다. 모의된 강우사상의 총 강우량, 강우기간, 강우사상 간의 간격을 관측강우와 비교해본 결과 또한 modified NS-RPPM이 가장 좋은 결과를 보였다. 본 연구의 결과를 종합해 볼 때, 강우의 장기 모의를 위해 modified NS-RPPM을 이용하는 것이 가장 적절할 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study, a point rainfall process model, which could represent appropriately observed rainfall data, was to select. The point process models-rectangular pulses Poisson process model(RPPM), Neyman-Scott rectangular pulses Poisson process model(NS-RPPM), and modified Neyman-Scott rectangular pulses...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 관측강우의 통계특성 및 발생특성을 적절하게 재현해 줄 수 있는 모형을 선정하고자 한다. 이를 위해 점강우모형인 구형펄스모형(Rectangular Pulses Poisson Process Model; RPPM), NeymanScott 구형펄스모형(Neyman-Scott Rectangular Pulses Poisson Process Model; NS-RPPM), 수정 Neyman-Scott 구형펄스모형(modified Neyman-Scott Rectangular Pulses Poisson Process Model; modified NS-RPPM)을 고려하여 모의자료에 대한 통계분석을 수행하였다.
  • 이러한 관측강우의 적절한 재현은 단지 토사발생모의를 위해서 뿐만 아니라 강우자료의 보완이나 확충이 필요한 분야에서 반드시 선행되어야 하는 부분이다. 본 연구에서는 이를 위해 포아송과정(Poisson process)에 근거한 점과정 모형(point process model)을 적용해보고자 하였다.
  • 연구에서는 관측강우의 통계특성 및 발생특성을 적절하게 재현해 줄 수 있는 모형을 선정하고자 하였다. 이를 위해 점강우모형인 RPPM, NS-RPPM, modified NS-RPPM을 고려하여 모의자료에 대한 통계분석을 수행하였다.

가설 설정

  • 개개의 사상은 매개변수 λ인 포아송 과정을 따라 발생하며, 각 사상의 강도 및 지속시간은 각각 매개변수 μ, η인 지수함수를 따라 발생하는 것으로 가정한다.
  • 아울러, 각 사상의 시점으로부터 강우세포까지의 거리, 강우세포의 강도 및 지속시간은 각각 매개변수 β, ξ, η인 지수함수를 따라 발생하는 것으로 가정한다.
  • 일반적으로 포아송과정에 근거한 점과정 모형에서의 어떤 사상의 발생은 포아송 과정을 따르고 그 사상의 강도와 지속기간은 지수분포를 따르는 것으로 가정한다. 수문학 분야에서는 주로 강우를 모형화 하는데 이용되어 왔으며 대표적인 연구로서 Rodriguez-Iturbe et al.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
RPPM의 단점은 무엇인가? RPPM은 매개변수의 추정 및 강우모의과정이 매우 간편하지만 강우의 시간적 군집이 실제의 강우보다 약하게 나타나며 따라서 강우의 자기상관구조를 적절하게 재현하지 못하는 단점을 가진다(Rodriguez-Iturbe et al., 1987).
구형펄스모형은 무엇으로 구성되는가? 구형펄스모형은 강우사상 간의 간격(λ), 각 사상의 강도(μ), 지속시간(η)의 세 개의 매개변수로 구성된다. 개개의 사상은 매개변수 λ인 포아송 과정을 따라 발생하며, 각 사상의 강도 및 지속시간은 각각 매개변수 μ, η인 지수함수를 따라 발생하는 것으로 가정한다.
국제적으로 많은 연구들이 극치강우에 의한 토사유출 문제에 초점을 맞추고 있는 이유는 무엇인가? 최근 이상기후에 의한 국지적 폭우가 증가함에 따라 강우 시 산사태 및 이로 인한 토사유출의 문제가 심각하게 대두되고 있다(박상덕, 2002; 이수곤, 2002; 신현석 등, 2007; Avanzi et al., 2004; Calcaterra and Santo, 2004). 유역 내에서 발생하는 크고 작은 산사태는 인명과 재산의 피해는 물론 하천생태계의 큰 교란을 유발하게 된다. 국제적으로도 많은 연구들이 극치강우에 의한 토사유출 문제에 초점을 맞추고 있다(Meyer et al.
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참고문헌 (24)

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  3. 신현석, 강두기, 최영돈, 갈병석 (2007). “SWAT모형을 이용한 임하댐 유역 토사 유출 성향 분석 연구.” 한국수자원학회 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 1920-1924 

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  5. 유철상, 김남원, 정광식 (2002). “점강우모형과 강우강도-지속기간-생기빈도 해석.” 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, Vol. 34, No. 6, pp. 577-586 

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  7. 이수곤 (2002). “태풍 루사에 의한 피해현황 및 대책방안(산사태).” 대한토목학회지, 대한토목학회, Vol.50, No. 10, pp. 40-49 

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  24. Velghe, T., Troch, P. A., De Troch, F. P., and Vande Velde, J. (1994). “Evaluation of Cluster-based Rectangular Pulse Point Process Models for Rainfall.” Water Resources Research, Vol. 30, No. 10, pp. 2847-2857 

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