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우기 전후 댐 저수용량에 대한 이변량 빈도해석과 댐의 용수공급능력 평가
Bivariate Frequency Analysis of Dam Storage Capacity before and after the Rainy Season and Evaluation on Water Supply Capacity 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.47 no.12, 2014년, pp.1199 - 1212  

전창현 (홍콩과학기술대학교 공과대학 토목환경공학과) ,  유철상 (고려대학교 공과대학 건축사회환경공학부) ,  주국화 (고려대학교 공과대학 건축사회환경공학부) ,  이광만 (K-water연구원)

초록
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본 연구에서는 댐 저수용량에 대한 이변량 빈도해석을 수행함으로써 재현기간 개념을 이용한 댐의 용수공급능력 평가방법을 제안하였다. 제안된 방법은 대청댐에 적용되어 검토되었다. 추가적으로 국내의 대표적인 가뭄사상에 대한 대청댐의 재현기간을 산정하고, 그결과를검토하였다. 그 결과를 정리하면 다음과 같다. 먼저, 본 연구에서는 이변량 빈도해석을 수행하기 위해 한국의 기후 특성을 반영한 댐의 용수공급능력 평가인자를 고려하였으며 5월 저류량 및 6~10월의 저류량 차이를 대상 변량으로 결정하였다. 둘째, 재현기간의 개념을 이용하여 대청댐의 용수공급능력을 평가한 결과, 대청댐은 재현기간 20년 미만에 대한 용수공급능력을 확보하는 것으로 나타났다. 마지막으로, 본 연구에서 제안된 방법은 한반도에 발생했던 대표적인 가뭄사상들을 분석하고, 해당 사상들에 대한 재현기간을 산정하는데 있어서도 유효함을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study proposes an evaluation method of water supply capacity of a dam, which uses the concept of return period by conducting bivariate frequency analysis of dam storage capacity. The proposed method was applied to the Daecheong Dam for the evaluation. Additionally, the return periods of Daecheo...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 또한 6~10월 저류량 차이의 경우, 자료들이 평균값 주위에 집중되어 있고, 경우에 따라 음수가 발생하며 상하한 경계가 불분명하다는 특징이 있으므로 본 연구에서는 정규분포를 이용하여 대상 자료를 정량화하고자 하였다. 이 경우, Table 2에 제시된 대상 자료의 평균(μ=335.
  • 본 연구에서는 갈수빈도의 개념을 이용한 댐 용수공급 능력 평가방법을 제안하였다. 제안된 방법은 대청댐에 적용되어 검토되었다.
  • 본 연구에서는 갈수빈도의 개념을 적용하여 기존 댐의 용수공급능력을 파악하고, 댐 용수공급능력 평가 기준으로써 재현기간의 사용 가능성을 평가하고자 한다. 먼저, 국내·외에서 사용되고 있는 용수공급 평가지표들의 특성들을 제시하고, 그 문제점을 검토하였다.
  • 본 연구에서는 국내·외에서 대표적으로 적용되고 있는 이수안전도 평가지표인 보장공급량을 비롯하여 Hashimoto et al. (1982)이 제안한 신뢰도, 회복도, 취약도의 일반적인 특성을 파악하고자 한다.
  • 본 연구에서는 우기(6~9월)에 집중되는 한국의 기후 특성과 계획공급량과 같은 이수측면에서의 댐운영 현황을 고려하여 5월 저류량(S5), 6~9월 사이의 총 유입량(∑I) 및 6월과 10월의 저류량 차이(ΔS)를 댐 용수공급능력 평가인자로 선정하고, 그 관계를 검토하였다.
  • 본 연구에서는 재현기간 50년 및 100년에 대한 저류량 변화 특성을 실제 저류량과 비교해 봄으로써 주요 가뭄사상에 대한 재현기간 산정 결과의 적절성 여부를 평가하였다. 그 결과, 대상 가뭄기간 각각에 대한 S5는 거의 유사하게 나타나기 때문에 6~10월 저류량 차이에 해당하는 ΔS가 재현기간을 산정하는데 있어 중요한 인자임을 확인할 수 있다.
  • 본 연구에서는 재현기간 개념을 이용하여 댐의 용수공급능력을 평가하기 위해 이변량 빈도해석을 수행하고자 한다. 이를 위해 3.
  • 취약도는 용수공급 실패 사상에 대한 용수부족 크기의 정도를 측정하는데 이용된다. 이는 장래 수문의 불확실성 및 수요의 변동성을 고려함으로써 용수공급의 안정성을 최대로 확보하는 것을 목적으로 한다. 총 부족량(Hashimoto et al.
  • 앞 절에서는 댐의 저류량 특성(5월 저류량 및 6~10월 저류량 차이)을 고려한 이변량 빈도해석을 수행하였으며각 대상 변량의 발생확률에 따른 재현기간별 변화특성을 검토하였다. 이를 근거로 댐의 용수공급능력을 평가하기 위해 본 절에서는 해당 댐의 계획공급량을 만족시키기 위한 재현기간이 어느 정도로 나타나게 되는지를 파악하고자 한다. 이를 위해서는 먼저, 매년 다양한 형태로 나타나는 저류량 변화의 변동성 정도를 일관되게 표현할 수 있는지에 대한 평가가 필요하다.
  • 이는 재현기간 개념을 이용하여 이수안전도를 평가한다는 측면에서 계획공급량을 만족시키지 못하는 시점이 언제이고, 그 크기가 어느 정도로 나타나는지에 대한 특성들을 파악하는데 있어서는 무리가 없어 보인다. 이를 근거로 본 연구에서는 대청댐에 대한 재현기간별 저류량 변화에 따른 계획공급량 달성여부를 평가하였다.
  • 먼저, 국내·외에서 사용되고 있는 용수공급 평가지표들의 특성들을 제시하고, 그 문제점을 검토하였다. 이를 근거로 본 연구에서는 대청댐의 유입량 및 저류량 특성으로부터 댐 용수공급능력 평가인자를 결정하고, 재현기간에 따른 계획공급량 달성여부를 판단하기 위해 결정된 특성인자를 대상 변량으로 하는 이변량 빈도해석을 수행하였다. 추가로, 대청댐을 대상으로 국내의 대표적인 가뭄사상에 대한 재현기간을 산정함으로써 본 연구에서 제안한 댐 용수공급능력 평가방법의 적용성을 평가하였다.
  • 먼저, 국내·외에서 사용되고 있는 용수공급 평가지표들의 특성들을 제시하고, 그 문제점을 검토하였다. 이를 근거로 본 연구에서는 대청댐의 유입량 및 저류량 특성으로부터 댐 용수공급능력 평가인자를 결정하고, 재현기간에 따른 계획공급량 달성여부를 판단하기 위해 결정된 특성인자를 대상 변량으로 하는 이변량 빈도해석을 수행하였다. 추가로, 대청댐을 대상으로 국내의 대표적인 가뭄사상에 대한 재현기간을 산정함으로써 본 연구에서 제안한 댐 용수공급능력 평가방법의 적용성을 평가하였다.
  • 그 결과, 대청댐의 경우, 임의로 선택한 변량이 5월 저류량인지 6~10월 저류량 차이인지에 관계없이 재현기간 20년 미만에 대한 용수공급능력을 확보하는 것으로 나타났다. 추가로, 본 연구에서는 빈도해석 결과의 적절성 여부를 판단하기 위해 실제 관측 자료로부터 나타난 계획용수공급 미달성 빈도를 파악하였다. 대청댐의 계획용수공급 미달성 빈도는 대상 기간인 32년(1981~2012) 동안 연단위 및 월 단위에 대해 각각 9회(28.

가설 설정

  • 또한 6월과 10월 사이의 저류량 차이도 마찬가지로 해당 기간 동안 선형적으로 증가한다고 가정하였다. 이는 재현기간 개념을 이용하여 이수안전도를 평가한다는 측면에서 계획공급량을 만족시키지 못하는 시점이 언제이고, 그 크기가 어느 정도로 나타나는지에 대한 특성들을 파악하는데 있어서는 무리가 없어 보인다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
우리나라는 효율적인 수자원 관리에 어려움이 있는 이유는? 우리나라는 연 강수량의 약 70%가 우기(6∼9월)에 집중되기 때문에 효율적인 수자원 관리에 어려움이 있다. 즉, 우기를 제외한 기간에는 강수량이 부족하여 가뭄이 발생하기 쉬우므로 수자원 공급의 안정성을 확보하기 위한 많은 노력이 필요하게 된다.
우리나라는 연 강수량의 70%가 언제 집중되는가? 우리나라는 연 강수량의 약 70%가 우기(6∼9월)에 집중되기 때문에 효율적인 수자원 관리에 어려움이 있다. 즉, 우기를 제외한 기간에는 강수량이 부족하여 가뭄이 발생하기 쉬우므로 수자원 공급의 안정성을 확보하기 위한 많은 노력이 필요하게 된다.
수자원 공급의 안정성을 확보하기 위한 대표적인 노력은? 즉, 우기를 제외한 기간에는 강수량이 부족하여 가뭄이 발생하기 쉬우므로 수자원 공급의 안정성을 확보하기 위한 많은 노력이 필요하게 된다. 이러한 노력 중 대표적인 것이 댐 등의 저수지를 이용한 수자원 확보이며 우리나라의 경우, 우기에 발생한 강수량의 상당 부분을 저수지에 저류하여 건기에 이를 활용하는 체계를 갖추고 있다. 현재 우리나라에는 약 18,000개의 댐 및 저수지가 있으며(Kwater, 2005), 이 중 가장 중요한 역할을 수행하고 있는 시설물은 16개의 다목적 댐이다.
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