[논문]댐 유역 가뭄 관리를 위한 강수량 임계수준 결정에 관한 연구

이경도; 손경환; 이병주

doi:10.3741/jkwra.2020.53.4.293

댐 유역 가뭄 관리를 위한 강수량 임계수준 결정에 관한 연구
A study on determining threshold level of precipitation for drought management in the dam basin 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.53 no.4, 2020년, pp.293 - 301

이경도 (주식회사 헥코리아) , 손경환 (환경부 한강홍수통제소 수자원정보센터) , 이병주 (주식회사 헥코리아)

초록
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본 연구에서는 댐 유역의 가뭄 관리를 위한 강수량의 적정 임계수준을 결정하였다. 5개 댐 유역(보령댐, 부안댐, 대청댐, 합천댐 및 용담댐)을 대상으로 일단위 저수량 및 강수량 자료를 수집하였고, 유역평균강수량을 계산하였다. 6개 누적기간(30, 60, 90, 180, 270 및 360일)의 값으로 변환하였고, 일 단위 저수량 및 누적강수량의 예년대비 백분율을 계산하였다. 강수량의 적정 누적기간 결정을 위해 상관성 및 변동성을 분석하였다. 모든 댐에서 90일 이하의 누적 강수량은 댐 홍수기를 제외하고는 상관성이 낮았고, 270일 누적 강수량의 상관성은 높았다. 누적기간 중에 댐 홍수기 강수량 값의 포함여부가 상관성에 큰 영향을 미친 것으로 확인되었다. 변동계수 비율은 누적기간이 짧을수록 비율이 크고 길수록 적었으며, 270일이 모든 월에서 1에 근접하였다. 댐 용수공급 조정기준을 이용한 ROC 분석을 통해 보령댐은 저수량이 관심단계 이하일 때 강수량의 임계수준6은 270일 누적강수량의 백분율이 90% 이하, 4개 댐은 80% 이하로 나타났다. 인위적인 댐 운영이 가뭄분석에 미치는 영향을 분석하고자 강수량 백분율, 저수량 및 방류량 백분율의 거동을 분석하였다. 댐 방류량 조건은 강수량 및 저수량간의 연계분석에 불확실성을 야기하였다. 따라서 강수량을 활용한 댐 가뭄 분석을 위해서는 대상 댐유역에 대한 적정 임계수준 및 방류량 조건이 검토되어야 할 것이다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study determined appropriate threshold level (cumulative period and percentage) of precipitation for drought management in dam basin. The 5 dam basins were selected, the daily dam storage level and daily precipitation data were collected. MAP (Mean Areal Precipitation was calculated by using Thiessen polygon method, and MAP were converted to accumulated values for 6 cumulative periods (30-, 60-, 90-, 180-, 270-, and 360-day). The correlation coefficient and ratio of variation coefficient between storage level and MAP for 6 cumulative periods were used to determine the appropriate cumulative period. Correlation of cumulative precipitation below 90-day was low, and that of 270-day was high. Correlation was high when the past precipitation during the flood period was included within the cumulative period. The ratio of variation coefficient was higher for the shorter cumulative period and lower for the longer in all dam, and that of 270-day precipitation was closed to 1.0 in every month. ROC (Receiver Operating Characteristics) analysis with TLWSA (Threshold Line of Water Supply Adjustment) was used to determine the percentage of precipitation shortages. It is showed that the percentage of 270-day cumulative precipitation on Boryung dam and other 4-dam were less than 90% and 80% as threshold level respectively, when the storage was below the attention level. The relationship between storage and percentage of dam outflow and precipitation were analyzed to evaluate the impact of artificial dam operations on drought analysis, and the magnitude of dam outflow caused uncertainty in the analysis between precipitation and storage data. It is concluded that threshold level should be considered for dam drought analysis using based on precipitation.

주제어

표/그림 (9)

그림 Fig. 1. Procedure of validity analysis of cumulative precipitation threshold level
표 Table 1. The characteristics of study area
그림 Fig. 2. The TLWSA on Boryung dam
그림 Fig. 3. The result of correlation analysis between precipitation and storage percentage
그림 Fig. 4. The comparative analysis of precipitation, storage and coefficient ratio of variation on Habcheon dam
표 Table 2. The annual mean ratio of variation coefficient in 5 dam basins
그림 Fig. 5. The result of ROC analysis considering TLWSA and Precipitation Percentage
표 Table 3. ROC score for each dam
그림 Fig. 6. Temporal analysis of storage, percentage of precipitation and outflow on the wet & dry condition in Habcheon dam

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 댐 가뭄 관리를 위한 강수량의 적정 임계수준을 명확히 제시하였으며, 특히 강수량과 댐 용수공급 조정기준의 연계 분석 및 결과는 현업 활용에 큰 의미가 있다고 판단된다. 다만, 댐 용수공급 조정 기준은 수문기상 여건 변화 및 정책 기조에 따라 주기적으로 갱신되며, 현재의 댐 용수공급 조정 기준을 과거에 적용했을 때 실제 가뭄 상황을 명확히 대변하지 못하는 경우가 있을 수 있다.
본 연구에서는 댐 용수공급 조정기준을 고려하여 강수량의 적정 임계수준을 결정하고자 한다. 본 논문의 2장에서는 대상유역 및 자료 현황과 방법론을 설명하고, 3장에서는 강수량 활용의 적정 누적기간 및 예년대비 기준을 제시하였다.

제안 방법

3) ROC 분석을 통해 과거 댐 저수량이 관심단계 이하인 경우에 점수가 높게 산정되는 강수량 예년대비 백분율을 선정하였다.
4) 강수량에 의한 가뭄 여부에 따라 저수량과 방류량을 분석하였다.
본 연구에서는 강수량을 활용한 댐 유역 가뭄 분석을 위해 임계수준인 누적기간과 예년대비 수준을 결정하고 결과를 분석하였다. 5개 댐 유역에 일 단위 저수량 자료를 수집하고 유역평균강수량을 산정하였다. 일별 저수량과 누적강수량의 예년대비 백분율을 계산하였으며, 적정 누적기간을 결정하고자 상관성 및 변동성 분석을 수행하였다.
일별 저수량과 누적강수량의 예년대비 백분율을 계산하였으며, 적정 누적기간을 결정하고자 상관성 및 변동성 분석을 수행하였다. 강수량 부족의 예년대비 수준을 결정하고자 강수량 예년대비 백분율과 댐 용수공급 조정기준을 이용하여 ROC 분석을 수행하였다. 본 연구에서 분석된 결과를 정리하면 다음과 같다.
다만, ROC score가 1에 근접한 댐은 없었으며, 본 연구에서는 원인 분석을 위해 강수량의 가뭄 여부에 따라서 저수량 및 방류량 거동을 분석하였다. Fig.
따라서 완벽한 ROC는 X축 값이 0에, Y축 값이 1에 근접할 경우 성립된다. 다만, 두 값이 완벽히 일치하는 경우는 드물기 때문에 기존 연구에서 활용된 적정 유의수준(HR 0.70 이상, FAR 0.30 이하)을 적용하였다(Bae et al., 2013). 강수량 백분율 기준이 50∼60%인 경우 HR 및 FAR 모두 0에 근접하였는데 관심단계 이상인 경우 해당일의 강수량 백분율이 50∼60% 이상이었으나, 관심단계 이하인 경우에도 이상으로 나타나 정확도가 낮다고 볼 수 있다.
댐 가뭄 관리를 위한 강수량 누적기간의 적정 임계수준을 결정하고자 댐의 예년대비 저수량을 기준으로 6개 누적기간별 강수량의 예년대비 값에 대한 상관성을 분석하였다. Fig.
임계수준은 강수량의 누적기간 및 예년대비 백분율 기준이며, 유효한 누적기간 결정을 위해 상관성 및 변동성 분석, 백분율 기준 결정에는 ROC 분석을 이용하였다. 또한, 댐 운영으로 야기되는 임계수준 활용의 불확실성을 분석하고자 댐 유역의 강수량, 저수량 및 방류량에 대한 관계를 비교분석 하였다.
본 연구에서는 대상 댐 유역별 과거 기록된 저수량과 댐 용수공급 조정기준 선을 시계열로 도시한 후, 저수량이 관심단계 이하에 도달한 경우를 가뭄 시작 기간으로 선정하였다. 또한, 댐 유역에 가뭄과 관련이 있는 강수 부족량을 산정하고자 ROC 분석을 통해 관심단계에 가장 적합한 누적 강수량 백분율 값을 선정하였으며, ROC 분석에 관한 구체적인 이론 및 내용은 다음 절에 기술하였다.
본 연구에서는 ROC 분석을 통해 5개 댐에 대해 시계열 저수량 및 9개월 누적 강수량 백분율, 댐 용수공급기준을 이용하였다. 저수량의 관심단계와 관련 높은 백분율 값이 임계수준이 되며, 이를 선정하고자 예년대비 백분율 설정을 100%에서 0%까지 10%씩 감소시켜가며 HR 및 FAR을 산정하였다(Fig.
본 연구에서는 강수량을 활용한 댐 유역 가뭄 분석을 위해 임계수준인 누적기간과 예년대비 수준을 결정하고 결과를 분석하였다. 5개 댐 유역에 일 단위 저수량 자료를 수집하고 유역평균강수량을 산정하였다.
용수공급 조정기준에 의하면 관심단계가 댐 가뭄의 시작, 주의단계부터 용수 감축이 시작됨을 알 수 있다. 본 연구에서는 대상 댐 유역별 과거 기록된 저수량과 댐 용수공급 조정기준 선을 시계열로 도시한 후, 저수량이 관심단계 이하에 도달한 경우를 가뭄 시작 기간으로 선정하였다. 또한, 댐 유역에 가뭄과 관련이 있는 강수 부족량을 산정하고자 ROC 분석을 통해 관심단계에 가장 적합한 누적 강수량 백분율 값을 선정하였으며, ROC 분석에 관한 구체적인 이론 및 내용은 다음 절에 기술하였다.
2. 연구방법

연구수행 절차는 Fig. 1과 같으며, 유역평균강수량의 누적기간별 누적강수량으로 변환, 댐 저수량 및 누적강수량의 예년대비 백분율 산정, 누적강수량 임계수준의 유효성 분석으로 구성된다. 유역평균강수량 산정을 위해 대상유역에 속한 관측소별 일 단위 강수량 자료를 활용하였으며, 현업 운영을 고려하고자 6개 누적강수량 값을 일별로 계산하였다.
기초자료로는 일 단위 강수량과 댐 저수량 자료이며, 강수량의 경우 기상청 종관기상관측소(Automated Synoptic Observ-ing System) 및 환경부 4개 홍수통제소에서 관리하는 강수량 관측소 자료, 저수량은 K-water에서 제공하는 5개 댐별 저수량 자료를 수집하였다. 유역평균강수량 산정을 위한 자료 기간은 1988년부터 2019년까지이며, 연도별 증가하는 관측소 개소수를 고려하고자 매년 티센계수를 산정하여 계산에 활용하였다. 저수량은 댐 준공부터 저수지의 안정적 운영 이후 기간의 자료를 수집하였으며, 각 댐별 자료기간은 Table 1에 명시하였다.
1과 같으며, 유역평균강수량의 누적기간별 누적강수량으로 변환, 댐 저수량 및 누적강수량의 예년대비 백분율 산정, 누적강수량 임계수준의 유효성 분석으로 구성된다. 유역평균강수량 산정을 위해 대상유역에 속한 관측소별 일 단위 강수량 자료를 활용하였으며, 현업 운영을 고려하고자 6개 누적강수량 값을 일별로 계산하였다. 임계수준은 강수량의 누적기간 및 예년대비 백분율 기준이며, 유효한 누적기간 결정을 위해 상관성 및 변동성 분석, 백분율 기준 결정에는 ROC 분석을 이용하였다.
또한 360일 누적강수량의 경우 댐 홍수기의 강수량이 포함되었을 지라도 270일에 비해 상관성이 낮음을 알 수 있었다. 이를 분석하고자 본 연구에서는 각 댐별 누적기간에 따른 변동계수 비율을 산정하였으며, 연평균 값으로 변환하여 Table 2에 명시하였다. 5개 댐 모두 누적기간이 짧을수록 변동계수 비율이 높고 누적기간이 길수록 비율이 낮았다.
, 2013)에 활용된바 있다. 이를 위해 선정된 누적기간 강수량의 예년대비 비율, 댐 저수량 및 댐 용수공급 조정기준을 이용하였다. 가뭄 판단을 위한 강수량 예년대비 백분율 범위를 0∼100%로 미리 설정한 후, 해당 범위 내에서 댐 저수량이 관심단계 이하이고 강수량도 해당 비율 이하인 경우 Hit (H), 이상인 경우는 Missing (M), 반면에 강수량이 해당 비율 이하이고 저수량은 관심단계 이상일 경우 False (F), 모두 아닌 경우 Negative hit (N)로 분류된다.
5개 댐 유역에 일 단위 저수량 자료를 수집하고 유역평균강수량을 산정하였다. 일별 저수량과 누적강수량의 예년대비 백분율을 계산하였으며, 적정 누적기간을 결정하고자 상관성 및 변동성 분석을 수행하였다. 강수량 부족의 예년대비 수준을 결정하고자 강수량 예년대비 백분율과 댐 용수공급 조정기준을 이용하여 ROC 분석을 수행하였다.
본 연구에서는 ROC 분석을 통해 5개 댐에 대해 시계열 저수량 및 9개월 누적 강수량 백분율, 댐 용수공급기준을 이용하였다. 저수량의 관심단계와 관련 높은 백분율 값이 임계수준이 되며, 이를 선정하고자 예년대비 백분율 설정을 100%에서 0%까지 10%씩 감소시켜가며 HR 및 FAR을 산정하였다(Fig. 5). 관심단계일 때 예년대비가 40% 이하인 강수량이 전무하여 그림에서 제외하였다.
360일 누적강수량은 상대적으로 누적기간이 길어서 낮은 변동폭을야기하여 저수량의 변동성을 적절히 반영하지 못한 것으로 확인되었다. 합천댐에 대한 월별 변동계수 비율을 분석하였다. 누적기간 90일 이하는 댐 홍수기인 7∼9월에 변동계수 비율이 1에 근접하였으나, 그 외의 기간에서는 변동성이 높게 나타났다.

대상 데이터

기초자료로는 일 단위 강수량과 댐 저수량 자료이며, 강수량의 경우 기상청 종관기상관측소(Automated Synoptic Observ-ing System) 및 환경부 4개 홍수통제소에서 관리하는 강수량 관측소 자료, 저수량은 K-water에서 제공하는 5개 댐별 저수량 자료를 수집하였다. 유역평균강수량 산정을 위한 자료 기간은 1988년부터 2019년까지이며, 연도별 증가하는 관측소 개소수를 고려하고자 매년 티센계수를 산정하여 계산에 활용하였다.
한편, 보령댐의 경우 가뭄 시 금강에 위치한 백제보 하류 하천수 활용을 위해 도수로가 연결되어 있어 대상유역으로는 부적절하나, 2010년 이후 댐 가뭄이 빈번하게 발생하여 분석에 중요한 유역이라 볼 수 있다. 따라서 도수로가 본격 운영되기 전까지(2017년)를 분석 기간으로 선정하고 대상유역에 포함하였다.
이 댐들은 가뭄상황 판단 및 용수공급 조정을 위해 동일한 기준이 적용됨에 따라 강수량 분석에 어려움이 있어 제외하였다. 본 연구에서는 K-water에서 관리하는 다목적댐들 중에서 수문자료의 가용성 및 단일 댐 운영 여부를 고려하여 5개의 댐을 대상 댐 유역으로 선정하였으며, 댐별 주요 특성은 Table 1과 같다. 여기서 총 배분량(Total distribution)은 댐에서 연간공급하는 생·공·농업 및 하천유지용수를 의미한다.
본 연구의 대상유역은 장기간 양질의 수문 자료가 활용가능 하고, 용수공급 조정기준이 선정된 댐 이며, 단일 및 다중 댐 운영 여부가 명확하게 구분되어야 한다. 다중 댐 운영 이란 하류 용수공급을 위해 2개 이상의 댐의 연계운영 및 댐 간에 도수관로가 연결되어 공동 운영되는 댐을 의미하며, 그 예로 하류 팔당댐으로 두 댐의 저수상황을 고려하여 용수를 교차 공급하는 충주댐·소양강댐, 댐 저수지 간에 도수로가 연결되어 공동 운영되는 주암댐(본댐, 조절지댐)과 안동·임하댐이 있다.
유역평균강수량 산정을 위한 자료 기간은 1988년부터 2019년까지이며, 연도별 증가하는 관측소 개소수를 고려하고자 매년 티센계수를 산정하여 계산에 활용하였다. 저수량은 댐 준공부터 저수지의 안정적 운영 이후 기간의 자료를 수집하였으며, 각 댐별 자료기간은 Table 1에 명시하였다.

데이터처리

구체적인 결과 검토를 위해 각 댐별 ROC score를 산정하였으며, Table 3에 명시하였다. 보령댐의 경우 예년대비 60∼ 100% 에서의 ROC score가 0.
유역평균강수량 산정을 위해 대상유역에 속한 관측소별 일 단위 강수량 자료를 활용하였으며, 현업 운영을 고려하고자 6개 누적강수량 값을 일별로 계산하였다. 임계수준은 강수량의 누적기간 및 예년대비 백분율 기준이며, 유효한 누적기간 결정을 위해 상관성 및 변동성 분석, 백분율 기준 결정에는 ROC 분석을 이용하였다. 또한, 댐 운영으로 야기되는 임계수준 활용의 불확실성을 분석하고자 댐 유역의 강수량, 저수량 및 방류량에 대한 관계를 비교분석 하였다.

이론/모형

강수의 누적기간 결정을 위해 본 연구에서는 상관계수 및 변동계수비율(Cv_R)을 이용하였다.
댐 가뭄판단을 위한 강수량의 적정 예년대비 수준을 결정하고자 본 연구에서는 Wilks (2006)이 제시한 ROC 분석을 이용하였다. ROC 분석은 주로 기상분야에서 확률예보의 정성적 검증에 활용되는 기법이나(Mason, 1982; KMA, 2010), 가뭄지수의 활용성 평가(Kim and Lee, 2011) 및 가뭄판단기준 제시(Bae et al.

성능/효과

1) 상관성 분석결과 누적기간 30∼90일 강수량은 1∼6월 및 12월, 180일은 3∼6월에 0.40 이하, 270일은 모든 월에서상관계수가 0.60 이상, 360일은 5월을 제외하고는 0.40 이상으로 산정되었다.
180일은 3∼6월, 360일은 5∼6월을 제외하고는 상관성이 높게 나타났으며, 270일의 경우 모든 월에서 상관계수가 0.60 이상으로 상관성이 높은 것으로 확인되었다.
2) 연평균 변동계수 비율을 분석한 결과 누적기간이 짧을수록 비율이 크고, 기간이 길수록 비율이 적었다.
270일 누적강수량의 비율이 1에 가장 근접하였으며, 360일 누적강수량은 30∼180일 누적강수량에 비해서는 1에 더욱 근접하였으나 부안댐을 제외한 4개 댐에서 비율이 1 이하로 낮게 산정된 것으로 나타났다.
그 외에 180일 누적 강수량도 6월 이전에는 변동성이 높았다. 270일이 모든 월에서 1에 근접한 것으로 나타나 임계수준으로써 활용성이 가장 높은 것으로 판단된다.
2) 연평균 변동계수 비율을 분석한 결과 누적기간이 짧을수록 비율이 크고, 기간이 길수록 비율이 적었다. 360일 누적강수량은 상대적으로 누적기간이 길어서 낮은 변동폭을야기하여 저수량의 변동성을 적절히 반영하지 못한 것으로 확인되었다. 합천댐에 대한 월별 변동계수 비율을 분석하였다.
이를 분석하고자 본 연구에서는 각 댐별 누적기간에 따른 변동계수 비율을 산정하였으며, 연평균 값으로 변환하여 Table 2에 명시하였다. 5개 댐 모두 누적기간이 짧을수록 변동계수 비율이 높고 누적기간이 길수록 비율이 낮았다. 270일 누적강수량의 비율이 1에 가장 근접하였으며, 360일 누적강수량은 30∼180일 누적강수량에 비해서는 1에 더욱 근접하였으나 부안댐을 제외한 4개 댐에서 비율이 1 이하로 낮게 산정된 것으로 나타났다.
강수량 백분율 기준이 70%에서는 HR 및 FAR이 낮게 산정되어 정확도가 낮았으며, 80∼90%에서는 HR 및 FAR은 대부분의 댐들이 유의수준 내에 범주하여 다른 기준들 보다 저수량의 관심단계 상황을 가장 잘 고려한다고 판단된다.
누적기간 내에 댐 홍수기인 6월말∼ 10월초의 강수량 포함 여부가 저수량과의 상관성 결정에 밀접한 관련이 있는 것으로 확인되었다.
85로 예년대비 80%에서 값이 가장 높게 산정되었다. 댐별로는 보령, 용담, 합천, 부안 및 대청댐 순으로 보령댐의 ROC score가 가장 높은 것으로 확인되었다.
즉, 댐 홍수기에 속한 7∼9월은 1년 중 강수량 및 저수량의 변동이 가장 큰 기간임에 따라 이 시기 1∼3개월 누적강수량의 활용은 가능할지라도 그 외 기간에서는 강수량의 변동이 저수량 보다 높아 활용이 어렵다고 볼 수 있다. 따라서 저수량과의 변동성 분석에서도 270일이 대체로 모든 월에서 1에 근접한 것으로 나타나 임계수준으로써 활용성이 높다고 판단되며, 다른 4개 댐의 결과도 이와 유사한 것으로 확인되었다.
, 2018), 댐 유역에서는 홍수기를 제외하고는 상관성이 낮았다. 또한 360일 누적강수량의 경우 댐 홍수기의 강수량이 포함되었을 지라도 270일에 비해 상관성이 낮음을 알 수 있었다. 이를 분석하고자 본 연구에서는 각 댐별 누적기간에 따른 변동계수 비율을 산정하였으며, 연평균 값으로 변환하여 Table 2에 명시하였다.
또한, 기준이 100%인 경우 HR이 1에 근접하고 FAR이 0.3 이하로 나타났는데 관심단계 이하일 때 강수량 백분율도 100% 이하였으나, 저수량이 관심단계 이상인 경우에도 100% 이하로 나타나 적절치 않은 것으로 확인되었다.
3) ROC 분석을 통해 과거 댐 저수량이 관심단계 이하인 경우에 점수가 높게 산정되는 강수량 예년대비 백분율을 선정하였다. 모든 댐이 예년대비 50% 이하에서는 유의수준을 만족하지 못하였으며, 보령댐은 예년대비 90%, 부안댐, 대청댐, 합천댐 및 용담댐은 예년대비 80%에서 ROC score가 높게 산정되었다. 모든 댐의 예년대비 수준이 일치하지 않음에 따라 강수량을 활용에 있어 대상 댐에 적합한 임계수준 결정이 요구된다.
또한, 01∼02년 및 15∼16년 에서는 Dry 기간임에도 적은 방류 영향으로 관심단계 이상의 저수량을 유지하였다. 반면, 04년도에는 Dry 기간이 짧았으나 예년보다 많은 방류량에 의해 저수량이 관심단계에 도달하였으며, 특히 04년 및 13년도는 Wet 기간임에도 많은 방류량으로 관심단계에 도달한 것으로 확인되었다. 다른 4개 댐들에서도 유사한 결과가 확인되어 방류 조건은 강수량 활용에 많은 불확실성을 야기한다고 볼 수 있다.
보령댐의 경우 예년대비 60∼ 100% 에서의 ROC score가 0.55∼0.87로 예년대비 90%일 값이 가장 높았으며, 부안댐은 ROC score가 0.49∼0.83으로 예년대비 80%, 대청댐은 ROC score가 0.58∼0.81로 예년대비 80%, 합천댐은 ROC score가 0.68∼0.84로 예년대비 80% 그리고 용담댐은 ROC score가 0.73∼0.85로 예년대비 80%에서 값이 가장 높게 산정되었다.
3은 각 댐별로 매일 계산된 누적기간별 상관계수의 월별 평균값을 도시한 것이다. 부안댐은 30일과 60일의 상관계수가 모든 월에서 0.60이하로 나타나 활용성이 낮은 것으로 확인되었으며, 90일도 특정 월을 제외하고는 상관성이 낮게 나타났다. 그러나 180일의 경우 3, 4 및 8월, 270일의 경우 5월 및 8월을 제외하고는 모두 0.
상관계수는 -1과+1사이의 값을 가지는 무차원 계수로써 표준편차의 비율을 이용하여 강수량과 저수량 예년대비 값의 크기와 모양의 일치 정도를 동시에 파악할 수 있는 지표이다. 상관계수 적용을 위해일별로 누적기간에 따른 강수량의 예년대비 백분율과 저수량의 예년대비 백분율을 각각 계산하였으며, 어느 특정 누적 강수량에 대한 상관계수가 +1에 가장 가까울 경우 해당 강수량이 저수량에 잘 일치한다고 평가된다.
60 이상으로 상관성이 높은 것으로 확인되었다. 용담댐의 경우도 합천댐의 결과와 유사하였으며, 270일 및 360일의 상관성이 대체로 높은 것으로 확인되었다.
즉, 11월을 기준으로 60일 누적강수량은 10월, 90일은 9∼10월, 180일은 6∼10월의 강수량이 활용되며, 6∼9월 강수량이 포함되지 않은 60일의 상관계수가 가장 낮았다.
평균적으로 30∼90일 누적강수량은 1∼6월 및 12월, 180일은 3∼6월에 상관성이 낮게 나타났는데, 이는 누적기간 내에 댐 홍수기인 6월 중순∼9월 중순의 강수량 포함 여부가 저수량과의 상관성 결정에 큰 영향을 미친다고 판단된다.
합천댐 저수량은 평균적으로 7∼9월까지 증가하고 나머지 9개월 동안은 용수공급으로 점차 감소하는 것을 볼 수 있는데 7∼9월에 3개월 누적 강수량의 변동계수 비율은 1에 근접하였으나, 이외 기간에서는 1 이상으로 값이 크게 산정된 것으로 나타났다.

후속연구

댐 용수공급 조정기준은 댐 가뭄의 객관적 판단을 유도함에 따라 댐 관리자의 즉각적인 가뭄 대응이 가능하다는 장점이 있다. 따라서 이를 고려한 강수량 활용의 임계수준이 설정된다면 댐 가뭄 분석 및 예보에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
또한, 기준 변경 시에도 본 연구 방법을 통해 임계수준의 지속적인 업데이트가 필요하다. 향후 다중 운영 댐 유역에 대한 분석이 필요하며, 댐 용수공급 조정기준과 SPI 지수에 대한 비교평가도 수행되어야 할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	댐 가뭄 관리를 위해 댐 상황을 고려한 강수량 부족 정보가 필요한 이유는?	강수량은 가뭄관리에 있어 중요한 요소이며, 그동안 댐 관리 기관에서는 장기간의 강수량 부족이 댐 저수 상황에도 큰 영향을 미침에 따라 댐 가뭄 판단, 원인분석 및 사전 감지를 위해 강수량을 활용해왔다. 다만, 댐 유역및 유역외 지역에 대해서는 강수량을 구분하여 사용할 필요가 있는데, 예를 들어 강수량 보다는 저수량에 직접적인 영향을 받는 댐 유역의 경우 강수량 부족 시 저수량이 충분하다면 가뭄 지역으로 볼 수 없으나 자연하천 유역의 경우 약간의 강수 부족에도 큰 영향을 받게 된다. 따라서 댐 가뭄 관리를 위해서는 댐 상황을 고려한 강수량 부족 정보를 생산 및 활용할 수있는 기술이 필요하다.
	가뭄의 정의는?	향후에도 이러한 가뭄피해가 지속될 가능성을 간과할 수 없는 상황이며, 댐 유역의 가뭄관리를 위한 연구가 지속적으로 요구되는 실정이다. 가뭄은 강수량 부족에 따른 물수지 불균형 현상으로 정의되며(Maliva and Missimer, 2012), 가뭄의 시작은 강수량의 부족에서부터 비롯된다. 강수량은 가뭄관리에 있어 중요한 요소이며, 그동안 댐 관리 기관에서는 장기간의 강수량 부족이 댐 저수 상황에도 큰 영향을 미침에 따라 댐 가뭄 판단, 원인분석 및 사전 감지를 위해 강수량을 활용해왔다.
	가뭄을 분석할 때 백분율 적용 시 문제점은?	, 1993) 및 예년대비 백분율 값이 활용되어왔으며, 수자원 관리기관의 경우 가뭄 상황에 대한 이해 및 분석의 편의를 위해 백분율을 주로 활용해 왔다. 그러나 백분율 적용시 강수량 활용의 누적기간을 당해연도 시작부터 현재까지 또는 해당 일을 기준으로 30일 및 90일로 설정하는 등 다소 주관적이며, 가뭄 발생과 관련된 강수부족 백분율에 대한 명확한 기준 없이 활용하고 있다. 또한, 가뭄전망에서도 강수량 누적기간 결정은 전망의 정확도와도 밀접한 관련이 있음에도 불구하고(Son and Bae,2015), 전국을 3, 6개월 누적값으로만 제시하고 있는 실정이다. 비록 댐 별로 수문기상 조건이 달라 분석에도 차이가 있겠으나, 가뭄 분석에 있어 대상 댐에 대한 강수량의 임계수준을 미리 설정하고 업무에 활용할 필요가 있다.

참고문헌 (18)

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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