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MSWSI와 강수인자를 고려한 수문학적 가뭄 분석
Analysis of Hydrological Drought Considering MSWSI and Precipitation 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.18 no.12, 2017년, pp.668 - 678  

정민수 (방재관리연구센터) ,  이철희 (방재관리연구센터) ,  이주헌 (중부대학교 토목공학과) ,  홍일표 (한국건설기술연구원)

초록
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본 연구에서는 강수량을 주요인자로 하는 수문학적 가뭄지수 및 기상학적 가뭄지수를 산정하였으며, 이를 토대로 수문학적 가뭄에 대한 다양성 있는 검토를 수행하였다. 수문학적 가뭄지수는 MSWSI(Modified Surface Water Supply Index)를 적용하고, 기상학적 가뭄지수는 SPI(Standardize Precipitation Index)를 이용하여 지수를 산정하였다. 대상범위는 댐 유역을 대상으로 하였으며, 1975년부터 2017년까지 43년 기간 자료를 보유하고 있는 중권역 4001 (섬진강 수계)을 대상으로 국내의 가뭄 발생 현황 및 시계열 도시 등에 대한 분석을 함께 수행하였다. 두 지수에 대한 평가에 앞서, 수문순환 과정에서 물 공급의 역할을 갖는 강수를 중심으로 강수와 댐 유입량 및 하천유량에 대한 이동평균별(1개월~9개월) 상관분석을 수행하였고 이를 토대로 두 가뭄지수에 대한 월별 및 이동평균별(3개월, 6개월)로 상관분석을 수행하였다. 선행적인 가뭄지수 평가인 기상학적 가뭄지수와 함께 지체시간을 고려한 수문학적 가뭄지수의 다양성 있는 분석결과를 통해 최근 빈번한 발생을 갖는 가뭄 발생에 따른 물이용 정책을 마련하는데 있어 활용성을 가질 것으로 판단하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, the hydrological and meteorological drought index with precipitation as a major factor were calculated, and various analyses of hydrological drought were conducted. The Modified Surface Water Supply Index (MSWSI) was applied to the hydrological drought index and Standardize Precipitat...

주제어

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문제 정의

  • 5와 같이 도시하였다. 또한, 기존에 알려진 가뭄 발생 해를 기준으로 두 지수의 가뭄발생과 비교 검토를 수행하고자 하였다. 기존에 알려진 가뭄해의 검토 결과 가뭄 발생 해는 1994~1995,2000, 2001, 2008, 2009, 2014, 2015년으로 상정하였다[16].
  • 본 연구는 기상학적 가뭄평가 지수인 SPI와 수문학적 가뭄평가 지수인 MSWSI를 각각 산정하고 두 지수간의 상관분석을 수행하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
가뭄을 평가하는 두 지수는 어떤 것이 있는가? 두 지수에 대한 연관관계를 분석하는데 있어 통계적인 상관관계 분석에 대한연구가 선행되고 있다. 기상학적 가뭄지수인 SPI와 수문학적 가뭄지수인 Palmer Drought Severity Index(PDSI)지수의 분석을 이용한 다양한 연구가 진행된바 있다[6, 7].
Surface Water Supply Index란? Surface Water Supply Index(SWSI)는 강수에 의한 물 공급 및 수문순환 과정에 따른 유역 가용수자원 이용측면에서 강수량, 하천유량, 저류량, 융설량을 고려한 가뭄평가 기법으로 PDSI가 갖는 광범위한 토양수분 조건적용에 한계점을 가짐에 따라 이를 보완하기 위해 제안된 지수이다[9-11].
MSWSI는 국내 유역을 어떻게 구분하는가? 반면에 Modified SWSI(MSWSI) 기법은 계절에 따른 유역의 용수공급 수문입력 변화를 고려하여 SWSI의 산정기법을 국내 특성에 맞도록 수정·보완이 이루어졌다[1, 9, 12]. 또한 가뭄지수의 평가에 있어 유역의 특성을 고려한 평가도 함께 이루어질 필요성이 있으며, MSWSI는 국내 유역을 특성에 따라 강수유역, 댐유역, 하천유역으로 구분하여 수문학적 가뭄지수의 평가가 이루어진다.
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참고문헌 (18)

  1. H. J. Kwon, H. J. Park, D. O. Hong, S. J. Kim, "A Study on Semi-distributed hydrologic assessment modifying SWSI," J. Korea water Resour. Assoc., vol. 39, no. 8, pp. 645-658, 2006. DOI: http://dx.doi.org/10.3741/JKWRA.2006.39.8.645 

  2. N. S. Kim, J. S. Kim, H. W. Jang, T. W. Kim, "Hydrologic Risk Analysis Based on Extreme Drought Over the Korean Peninsula Under Climate Change," Journal of The Korean Society of Hazard Mitigation, vol. 15, no. 4, pp. 45-52, 2015. DOI: https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2015.15.4.45 

  3. M. Karamouz, "Evaluation of dry spans charactheristics considering climate change effects," Second International Conference on Earth Systems Modeling(ICESM), vol. 1, 2007. 

  4. K. J. Won, E. S. Chung, "Drought analysis of Cheongmicheon watershed using meteorological, agricultural, and hydrological drought indices," J. Korea water Resour. Assoc., vol. 49, no. 6, pp. 509-518, 2016. DOI: https://doi.org/10.3741/JKWRA.2016.49.6.509 

  5. S. H. Kim, E. S. Chung, "Peak drought index analysis of cheongmicheon watershed using meteorological and hydrological drought index," J. Korea water Resour. Assoc., vol. 50, no. 1, pp. 65-73, 2017. DOI: http://dx.doi.org/10.3741/JKWRA.2017.50.1.65 

  6. L. Vasiliades, A, Loukas, "Hydrological response to meteorological drought using the Palmer drought indices in Thessaly, Greece," Desalination, vol. 237, no. 1, pp. 55-94, 2009. 

  7. A. Dai, "Characteristics and trends in various forms of the Palmer Drought Severity Index during 1900-2008," Journal of Geophysical Research : Atmospheres(1984-2012), vol. 116, 2011. 

  8. B. R. Lee, J. H. Sung, E. S. Chung, "Comparison of Meteorological Drought and Hydrological Index," J. Korea water Resour, Assoc., vol. 48, no. 1:69-78, jan. 2015. DOI: http://dx.doi.org/10.3741/JKWRA.2015.48.1.69 

  9. B. A. Shafer, L. E. Dezman, "Development of surface water supply index - A drought severity indicator for Colorado," Proc. Western Snow Conference, pp. 164-175, 1982. 

  10. J. H. Ryu, D. U. Hong, J. H. An, Y. N. Yoon, "A Comparative Study on the Drought indices for Drought Evaluation," J. Korea water Resour. Assoc., vol. 35, no. 4, pp. 397-410, 2002. DOI: http://dx.doi.org/10.3741/JKWRA.2002.35.4.397 

  11. D. L. Lee, D. H. Lee, S. U. Kang, "Drought Triggers and Monitoring System," J. Korea water Resour. Assoc., vol. 36, no. 3, pp. 375-384, 2003. DOI: http://dx.doi.org/10.3741/JKWRA.2003.36.3.375 

  12. H. J. Kwon, J. Kim, "Evaluation of semi- distributed hydrological drought using SWSI(Surface Water Supply Index)" Journal of the Korean society of Agricultural Engineers, vol. 48, no. 2, pp. 37-43, 2006. 

  13. E. A. Heranadez, V. Uddameri, "Standardized precipitation evaporation index (SPEI) - based drought assessment in semi - arid south Texas," Environmental Earth Sciences, pp1-11, 2013. 

  14. T. B. Mckee, N. J. Doesken, J. Kleist, "The relationship of drought frequency and duration of time series," 8th. Conference on Applied Climatology, pp. 179-184, 1993 

  15. J. H. Lee, H. W. Jang, J. S. Kim, T. W. Kim, "Quantitative Characterization of Historical Drought Events in Korea - Focusing on Drought Frequency Analysis in the Five Major Basins," J. Korea water Resour, Assoc., vol. 49, no. 10, pp. 877-885, 2016. 

  16. M. S. Jeong, J. S. Kim, H. W. Jang, J. H. Lee, "ROC evaluation for MLP ANN drought forecasting model," J. Korea water Resour, Assoc., vol. 49, no. 10, pp. 877-885, 2016. DOI: http://dx.doi.org/10.3741/JKWRA.2016.49.10.877 

  17. T. B. Mackee, N. J. Doeskin, J. Kleist, "Comparison of meteorological drought and hydrological drought index," Proceeding of 9th conference on applied Cimatology, American Meteorological Society, pp. 233-236, 2015. 

  18. S. H. Jang, J. K. Lee, J. H. Oh, J. W. Jo, "The probablilistic drought forecast based on ensemble using improvement of the modified water supply index," J. Korea water Resour, Assoc., vol. 49, no. 10, pp. 835-849, 2016. 

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