하천수 가뭄을 평가하기 위하여 임계수준 방법을 이용한 하천수 가뭄지수 (streamflow drought index)를 소개하고 섬진강댐의 유입량을 대상으로 적용하였다. 사용한 임계수준은 고정, 월별 및 일별로써 연도별 가뭄의 1~3순위 분석결과, 1984년, 1988년과 1995년이 수문학적 가뭄의 크기도 컸고 오랫동안 지속되었다. 총 물 부족량과 지속기간의 극한값을 연도별로 비교해 본 바, 1984년, 1988년, 1995년과 2001년에 발생하였던 사상이 심각한 수준이었다. 또한 고정 임계수준은 계절 변동성을 반영하지못하는 단점이 있어서 최소한계절 이하의 임계수준 사용이 요구되었지만 월별과 일별로 정해진 임계수준은 적정한 것으로 판단되었다. 본 연구에서 제안한 방법론은 갈수예보 및 저수지 용량결정에 활용될 수 있겠다.
하천수 가뭄을 평가하기 위하여 임계수준 방법을 이용한 하천수 가뭄지수 (streamflow drought index)를 소개하고 섬진강댐의 유입량을 대상으로 적용하였다. 사용한 임계수준은 고정, 월별 및 일별로써 연도별 가뭄의 1~3순위 분석결과, 1984년, 1988년과 1995년이 수문학적 가뭄의 크기도 컸고 오랫동안 지속되었다. 총 물 부족량과 지속기간의 극한값을 연도별로 비교해 본 바, 1984년, 1988년, 1995년과 2001년에 발생하였던 사상이 심각한 수준이었다. 또한 고정 임계수준은 계절 변동성을 반영하지못하는 단점이 있어서 최소한계절 이하의 임계수준 사용이 요구되었지만 월별과 일별로 정해진 임계수준은 적정한 것으로 판단되었다. 본 연구에서 제안한 방법론은 갈수예보 및 저수지 용량결정에 활용될 수 있겠다.
To estimate the severity of streamflow drought, this study introduced the concept of streamflow drought index based on threshold level method and Seomjingang Dam inflow was applied. Threshold levels used in this study are fixed, monthly and daily threshold, The $1^{st}{\sim}3^{rd}$ analys...
To estimate the severity of streamflow drought, this study introduced the concept of streamflow drought index based on threshold level method and Seomjingang Dam inflow was applied. Threshold levels used in this study are fixed, monthly and daily threshold, The $1^{st}{\sim}3^{rd}$ analysis results of annual drought, the severe hydrological droughts were occurred in 1984, 1988 and 1995 and the drought lasted for a long time. Annual compared to extreme values of total water deficit and duration, the drought occurred in 1984, 1988, 1995 and 2001 was serious level. In the results of study, because a fixed threshold level is not reflect seasonal variability, at least the threshold under seasonal level was required. Threshold levels determined by the monthly and daily were appropriate. The proposed methodology in this study can be used to forecast low-flow and determine reservoirs capacity.
To estimate the severity of streamflow drought, this study introduced the concept of streamflow drought index based on threshold level method and Seomjingang Dam inflow was applied. Threshold levels used in this study are fixed, monthly and daily threshold, The $1^{st}{\sim}3^{rd}$ analysis results of annual drought, the severe hydrological droughts were occurred in 1984, 1988 and 1995 and the drought lasted for a long time. Annual compared to extreme values of total water deficit and duration, the drought occurred in 1984, 1988, 1995 and 2001 was serious level. In the results of study, because a fixed threshold level is not reflect seasonal variability, at least the threshold under seasonal level was required. Threshold levels determined by the monthly and daily were appropriate. The proposed methodology in this study can be used to forecast low-flow and determine reservoirs capacity.
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제안 방법
물 부족 지표 중 최상위 사상들을 임계수준에 따라 정리하였다(Table 3). 최상위 총 물 부족량의 발생년도는 1988년(고정 임계수준), 2001년(월별)과 1984년(일별)에, 최상위 물 부족 지속기간의 발생년도는 1988년(고정 임계 수준), 1984년(월별)과 1984년(일별)에 확인되었다.
(1997)은 이를 위하여 3개의 풀링 방법을 비교 및 설명하였다(Moving Average: MA, Sequent Peak Algorithm: SPA, Inter-event time and volume Criterion: IC). 본 연구에서는 MA를 이동평균 필터로 적용하였고 10일 이동 평균을 사용하였다.
앞에서는 연 단위로 각각 지표들의 변화를 알아보았고, 이어서 극한값들의 변화를 알아보았다(Fig. 8). Fig.
(2008)은 임계수준(threshold level)을 기준으로 수문학적 가뭄을 평가하는 방법을 제안하였는데 수문학적 가뭄을 나타내는 특성으로 부족에 대한 지속기간, 총 부족량, 하천수 가뭄심도(streamflow drought severity)로 구분하였다. 이 방법은 관측유량만을 이용하여도 하천수 부족 지속기간, 하천수 부족량이 직관적으로 쉽게 계산할 수 있다는 장점이 있어서 본 연구에서는 이러한 개념을 바탕으로 수문학적 가뭄을 분석하였다. 이 연구에서 이용된 수문학적 가뭄 특성인자는 총 물 부족량, 지속기간과 규모이다.
이 방법은 관측유량만을 이용하여도 하천수 부족 지속기간, 하천수 부족량이 직관적으로 쉽게 계산할 수 있다는 장점이 있어서 본 연구에서는 이러한 개념을 바탕으로 수문학적 가뭄을 분석하였다. 이 연구에서 이용된 수문학적 가뭄 특성인자는 총 물 부족량, 지속기간과 규모이다. 2장에서는 연구에 사용한 자료와 방법론을 소개하였고, 3장에서는 물 부족량과 지속기간에 관한 연구 결과를, 4장에서는 요약 및 결론을 제시하였다.
이 연구에서는 사용된 가뭄지표는 총 물 부족량, 지속기간, 규모(물 부족량/지속기간)로, Fig. 7은 계산된 연도별 (yearly) 총 물 부족량(Fig. 7(a)), 연도별 총 부족기간(Fig.
이 연구에서는 수문학적 가뭄을 평가하기 위하여 임계 수준 방법을 소개하고 섬진강댐 유입량을 대상으로 적용 하였다. 임계수준은 유황곡선을 이용하여 고정, 월별 및 일별 임계수준으로 결정하였고, 결정된 임계수준으로부터 물 부족 특성인자(총 물 부족량, 지속기간, 평균규모) 를 분석하였다.
이 연구에서는 수문학적 가뭄을 평가하기 위하여 임계 수준 방법을 소개하고 섬진강댐 유입량을 대상으로 적용 하였다. 임계수준은 유황곡선을 이용하여 고정, 월별 및 일별 임계수준으로 결정하였고, 결정된 임계수준으로부터 물 부족 특성인자(총 물 부족량, 지속기간, 평균규모) 를 분석하였다.
대상 데이터
따라서 섬진강 유역은 우기에는 홍수발생의 위험에, 건기에는 하천유량의 정상적인 기간에 대비한 아노말리 중, 과소 아노말리를 보이고 있어서 수문학적 가뭄 분석을 위한 적지이다. 사용된 자료는 1975년부터 2012년까지의 섬진강댐 유입량이다.
유역면적은 약 4,911.9 km2,총 연장은 약 212.3 km, 고도 분포는 0∼1,646 m이다(Fig. 4)
이론/모형
, 2010). 따라서 본 연구에서도 Q70을 기준으로 하였으며 Fig. 3과 같은 방법으로 임계수준을 정하였고(Fig. 6), 월별로 환산한 값은 Table 1과 같다. 각각의 방법으로 산정한 임계수준을 보면 고정 임계수준은 1년 내내 변동(variation)이 없었고 다른 수준 들에 비하여 작은 수준이었다.
성능/효과
가뭄이 심각하였던 연도와 최상위 사상을 분석한 결과, 평균규모 외 물 부족량과 지속기간에 대하여 극한사상이 발생하였던 해에 다른 연도보다 심각한 수준의 가뭄이 오랜기간 지속되었음을 확인하였다. 이는 극한사상이 그 해의 수문학적 가뭄의 크기와 지속기간에 절대적으로 영향을 미치고 있음을 의미한다.
각각의 방법으로 산정한 임계수준을 보면 고정 임계수준은 1년 내내 변동(variation)이 없었고 다른 수준 들에 비하여 작은 수준이었다. 따라서 고정 임계수준을 사용할 때에 가장 적은 물 부족량이 예상되었다. 월별, 일별 임계수준에서는 관측자료의 변동성이 잘 나타나고 있었다.
7(b)). 연도별 평균 규모를 비교해보면 고정 임계수준에서는 1990년, 1987년과 1989년 순이었고, 월별 임계수준에서는 2011년, 1998년과 2006년 순, 일별 임계수준에서 1975년, 1996년과 1986년 순으로 규모가 강하게 확인되었다(Fig. 7(c)).
연 최대 물 부족 지속기간은 고정 임계수준의 사용시 1988년, 1995년과 1984년 사상, 월별 임계수준에서는 1988년, 1995년과 2001년 사상, 일별 임계 수준에서는 1984년, 1995년과 1987년 사상이 길었다. 이로부터 1984년, 1988년, 1995년과 2001년에 발생하였던 가뭄이 심각한 수준의 극한사상이었음을 확인하였다. 섬진강 유역의 강수가 적었던 시기는 1977년, 1988년, 1994～1995년으로 앞서 분석한 결과와 비교적 일치하였으나 조금은 다른 결과를 나타냈다.
크기와 함께 가장 중요한 변수 중의 하나인 지속기간은 고정 임계수준의 사용시 1988년, 2008년, 1995년의 순서로긴 편이었고, 월별과 일별 임계수준은 1984년, 1995년, 1988년 순이었다. 이로부터 1984년, 1988년과 1995년이 수문학적 가뭄의 크기도 컸었고, 오랫동안 지속되었던 물 부족기간이었음을 확인하였다. 극한사상은 한 번의 발생으로도 인명 피해나 재산 손실에 막대한 영향을 미칠 수 있어 물 부족을 극한의 개념에서도 보았다.
7(c))를 보여주고 있다. 총 물 부족량은 고정 임계수준에서는 1988년, 1995년과 1984년 순서로 많았으며, 월별 임계수준에서는 2001년, 1984년과 1982년 순이었고, 일별 임계수준에서는 1984년, 2001년과 1982년 순이었다(Fig. 7(a)).
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
가뭄은 어떻게 구분되는가?
일반적으로 가뭄(drought)은 기상학적, 농업적, 수문학적 및 사회·경제학적 가뭄으로 구분된다(Dracup et al., 1980).
농업적 가뭄이란?
, 1980). 기상학적 가뭄은 강수량의 부족, 농업적 가뭄은 농작물, 산림과 초지 등의 생장에 필요한 토양수분량의 부족을 의미한다. 수문학적 가뭄(hydrological drought)은 하천수, 지하수, 저수지와 호소를 포함하는 수문 순환에서 가용한 물 부족으로 정의되는데(Lorenzo-Lacruz et al.
월별 또는 일별 임계수준이 ‘정상적인(normal)’ 기간 또는 하천유량 부족 량의 기간을 구분하는데 유용한 이유는?
예를 들어, 홍수기 동안의 평균(normal) 보다 적은 유량은 홍수기 이후 발생하는 가뭄에 중요한 영향을 미친다. 그러나 홍수기 동안의 상대적인 갈수 및 홍 수기시 유량은 적었으나 융설(snow melting)로 인하여 뒤 늦게 홍수가 발생하였다 하더라도 해당 홍수기는 가뭄이라 볼 수 없다. 그러므로 월별 또는 일별 임계수준으로 구분된 사상(event)들은 하천 가뭄 보다는 하천 유량의 부족량 또는 아노말리(anomalies)라는 표현이 더 적합하다(Tallaksen and van Lanen, 2004). 따라서 월별 또는 일별 임계수준은 ‘정상적인(normal)’ 기간 또는 하천유량 부족 량의 기간을 구분하는데 유용하다.
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