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기후변화 시나리오를 이용한 광역 사면안정 해석(1): 방법론
Large-Scale Slope Stability Analysis Using Climate Change Scenario (1): Methodologies 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.16 no.3, 2013년, pp.193 - 210  

최병습 (한국수자원공사 설계지원처) ,  오성렬 (국토교통부 금강홍수통제소) ,  이건혁 (한국수자원공사 설계지원처) ,  이기하 (경북대학교 건설방재공학부) ,  권현한 (전북대학교 토목공학과)

초록
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본 연구에서는 기상청에서 제공하는 공간해상도 27km 지역규모의 A1B 시나리오 기반의 RCM 자료와 비집수면적 개념을 도입한 GIS기반의 무한사면안정모형을 이용하여 전라북도 수계를 대상으로 미래 기후변화에 따른 사면안정 변동성을 평가하였다. 우선, 미래의 사면안정성 변동성 평가를 위하여 RCM 자료는 공간적으로 유역단위에서 강우관측소 지점단위로, 시간적으로 월단위에서 일단위 자료로 다운스케일링을 수행하였다. 또한, 무한사면안정모형의 중요 매개변수인 습윤지수 산정을 위하여 비집수면적 개념을 도입하여 격자기반의 습윤지수 정보를 획득하였으며 범용수치지형도, 정밀토양도, 임상도를 이용하여 지형 지질 임상학적 매개변수을 추출하여 GIS기반의 무한사면안정모형을 구축하였다. 이상의 미래 강우입력자료와 무한사면안정모형을 이용하여 현재(1971~2000)대비 미래(2010~2100)에 대한 사면안정 변동성을 평가하였다. 본 논문은 2편으로 구성되어 있으며, 제1편에서는 기후변화 시나리오에 따른 사면안정 변동성 해석을 위한 RCM자료의 가공 및 무한사면안정모형의 구축 등 방법론을 제시한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study aims to assess the slope stability variation of Jeollabuk-do drainage areas by RCM model outputs based on A1B climate change scenario and infinite slope stability model based on the specific catchment area concept. For this objective, we downscaled RCM data in time and space: from watersh...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이상의 연구들은 우리나라 전역을 대상으로 기후변화 시나리오 자료를 활용하여 산사태 위험성을 광역적으로 평가한 사례지만, 취약성 평가를 위한 대용변수 선택의 주관성, 기후변화 자료의 편의 미보정, 기상·지형·지질·임상학적 산사태 발생 메카니즘이 반영되지 않아 분석결과의 정확도에 어느 정도의 불확실성을 내포하고 있다. 따라서 본 연구에서는 편의보정된 기후변화 시나리오 및 물리적 기반의 사면안정 해석모형을 이용하여 전라북도 수계지역에 대해 산사태 발생 위험성 변동성 평가를 수행함으로서 전술한 불확실성 요소를 제거하고, 분석 결과의 정확도를 제고하였다.
  • 본 연구는 기존의 기후변화에 따른 산사태 위험성 평가와 관련된 연구에서 다루지 못한 기후변화 시나리오의 편의보정 및 산사태 발생 메카니즘을 반영한 물리적 사면안정해석모형을 구축하여 보다 신뢰성 있는 미래 사면안정 변동성 해석결과를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 IPCC SRES를 기반으로 기상청에서 제공하는 공간해상도 27km 지역규모의 A1B 시나리오 기반의 RCM 자료와 비집수면적 개념을 도입한 GIS기반의 무한사면안정모형을 이용하여 전라북도 수계를 대상으로 미래 기후변화에 따른 사면안정 변동성을 평가하기 위한 방법론을 제시하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
ECHO-G 모형은 어떤 모델들로 구성되는가? ECHO-G 모형은 독일의 MIUB(Meteorological Institute of the University of Bonn)와 한국의 기상청이 공동연구하여 개발한 GCM으로써 대기모형인 ECHAM4와 해양-해빙 모델인 HOPE-G로 구성되어 있다. ECHO-G의 대기모형과 해양모형의 해상도는 각각 약 400km와 300km이며, 전술한 바와 같이 GCM의 저해상도(low resolution)로 인해 강수 및 온도에 영향을 미치는 지형인자에 대한 특성을 전혀 고려하지 못하는 문제점을 가지고 있다.
본 연구에서 적용한 내삽 기법인 역거리법은 경중률을 어떻게 계산하며, 기본 가정은 무엇인가? 그림 9는 6개 지점을 대상으로 다지점 비정상성 Markov Chain 모형을 이용하여 생성된 2010년부터 2100년까지의 일강우량 자료를 나타내고 있으며, 본 연구에서는 전라북도 수계에 대한 공간분포형 강우장 자료를 생성하기 위하여 역거리법을 이용하여 6개 관측소 지점을 기준으로 내삽(interpolation)을 수행하였다. 역거리법(Inverse Distance Weight Method)은 인접한 기지 관측소 좌표와 강우를 추정하고자 하는 미지 관측소 좌표까지의 거리에 따라 비선형적으로 변화하는 경중률을 계산하며, 기본 가정은 서로 다른 기지 관측소 좌표가 하나의 미지관측소 좌표에 미치는 영향은 미지 관측소 좌표로부터 기지 관측소 좌표까지의 거리에 따라 감소한다는 것으로 강우 추정 값은 아래 식으로 표현할 수 있다(식 1).
GCM이란 무엇인가? 일반적으로 전지구를 대상으로 기후변화 시나리오를 생성하기 위해서는 GCM(General Circulation Model or Global Climate Model)을 사용한다. GCM은 지구의 대기를 3차원의 불연속 격자시스템으로 구성하고 각 격자점에서의 대기 상태를 지배하는 방정식(운동량, 연속, 정역학, 열역학, 상태 방정식 등)을 시간 적분하여 지구의 대기상태를 재현 및 예측하는 모형이다(Ahn et al., 2001).
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참고문헌 (29)

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