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I-D-F곡선 유도 시 짧은 지속기간(20분, 30분, 40분, 50분) 강우자료 누락에 따른 강우강도 차이 고찰
A Study on the Difference of Rainfall Intensity According to the Omission of Short-Term (20, 30, 40, 50 Minutes) Rainfall Data in Inducing I-D-F Curves 원문보기

KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research = 대한토목학회논문집, v.40 no.5, 2020년, pp.465 - 475  

이희창 (한국건설관리공사 기술연구소) ,  성기원 (건국대학교 공과대학 사회환경공학부)

초록
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서울, 부산, 대구, 대전, 광주 5개 대도시와 그 외 산청과 영천지점의 강우자료를 이용하여 Box-Cox변환기법에 의한 I-D-F곡선을 유도하였다. Box-Cox변환기법의 실용성은 여러 학문분야에서 검증받은 기법으로 분석 자료가 일반 빈도해석을 수행하기에 부족하여 적절한 확률밀도함수를 도출하지 못할 경우에도 사용가능하기 때문에 적용성 측면에서 전통적인 빈도해석 방법보다 확장성이 크다. 전술한 7개 지점의 전체지속기간 강우자료(10분~1440분)와 짧은 지속기간(20분, 30분, 40분, 50분) 강우자료가 누락될 경우의 강우강도를 비교했을 때 100년 빈도 이하 지속기간 10분~60분에서 -23.0~14.7 %의 상대오차가 있었다. 이에 따라 강우분석 시 짧은 지속기간(20분, 30분, 40분, 50분) 강우자료를 포함하여 I-D-F곡선을 유도함이 요구되며 짧은 지속기간(20분, 30분, 40분, 50분) 강우자료가 누락될 경우 소규모 수공구조물 설계 시 원활한 배수를 위해 지점에 따라 기존의 여유율을 높일 필요가 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

I-D-F curves were induced by Box-Cox transformation using rainfall data from five major cities in Korea: Seoul, Busan, Daegu, Daejeon, and Gwangju, as well as from Sancheong (South Gyeongsang province) and Yeongcheon (North Gyeongsang province) stations. The practicality of the Box-Cox transformatio...

주제어

#I-D-F곡선   #Box-Cox 변환   #빈도해석   #상대오차  

표/그림 (11)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 Lee and Seong(2003), Lee(2005)의 기존의 연구 결과와 비교하여 짧은 지속기간(20분, 30분, 40분, 50분) 강우자료의 누락에 따른 강우강도 차이를 고찰함에 그 목적이 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
강우자료 입수 후 강우빈도해석 절차는 어떻게 되는가? 기존방법에서는 강우자료 입수 후 강우빈도해석 절차는 일반적으로 예비해석→분포형 적용→매개변수 추정→매개변수 적합성검토→적합도 검정→최적분포형 선정→확률강우량을 산정하지만 본 연구에 적용한 기법은 Box-Cox변환기법으로 Box and Cox(1964)에 의하여 제시된 근사정규분포로 자료를 변환시키는 기법이다. 이 방법의 실용성은 여러 학문분야에서 검증받은 기법으로 분석 자료가 일반 빈도해석을 수행하기에 부족함으로 인하여 발생하는 상대적으로 긴 지속기간의 강우강도가 짧은 지속 기간의 강우강도 보다 크게 산정되는 등 적절한 확률밀도함수를 도출하지 못할 경우에도 사용가능 하기 때문에 적용성 측면에서 기존의 빈도해석 방법보다 확장성이 크다 할 수 있다.
확률강우량은 어디에 이용되는가? 수자원계획의 기준으로 일반적으로 이용되는 확률강우량의 산정을 위해서 강우강도-지속기간-생기빈도(I-D-F)곡선을 유도하거나 강우지속기간별로 적정 확률분포형을 결정한 후 재현기간별 확률강우강도식을 구한다. 그러나 강우자료의 추출 시 정확성 문제, 강우지속기간별 자료수의 불일치, 강우자료의 보유 연 수 부족문제, 결측으로 인하여 발생하는 강우자료의 연속성 결여에 의한 시계열성문제, 자기우량 기록지에서의 최대치 자료추출에 대한 일반성 결여 등과 같은 문제로 인하여 어떤 확률분포형을 사용하여야 하는가는 여전히 불확실한 과제로 남아있다(Lee and Seong, 2003; Lee, 2005).
Box-Cox변환기법의 장점은 무엇인가? 기존방법에서는 강우자료 입수 후 강우빈도해석 절차는 일반적으로 예비해석→분포형 적용→매개변수 추정→매개변수 적합성검토→적합도 검정→최적분포형 선정→확률강우량을 산정하지만 본 연구에 적용한 기법은 Box-Cox변환기법으로 Box and Cox(1964)에 의하여 제시된 근사정규분포로 자료를 변환시키는 기법이다. 이 방법의 실용성은 여러 학문분야에서 검증받은 기법으로 분석 자료가 일반 빈도해석을 수행하기에 부족함으로 인하여 발생하는 상대적으로 긴 지속기간의 강우강도가 짧은 지속 기간의 강우강도 보다 크게 산정되는 등 적절한 확률밀도함수를 도출하지 못할 경우에도 사용가능 하기 때문에 적용성 측면에서 기존의 빈도해석 방법보다 확장성이 크다 할 수 있다. 이 기법은 변환계수를 이용하여 관측 자료를 근사화 된 정규분포를 따르는 변환자료로 전환하여 통계분석 및 극치분석이 가능해지는 유용성을 가지고 있다.
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참고문헌 (19)

  1. Box, G. E. P. and Cox, D. R. (1964). "An analysis of transformations." Journal of the Royal Statistical Society, Series B. Vol. 26, No. 2, pp. 211-252. 

  2. Han, J. H., Kim, G. D., Heo, J. H. and Cho, W. C. (1996). "Intensityduration- frequency based on linearizing method." Journal of the Korean Water Resources Association Academic Presentation, pp. 232-237 (in Korean). 

  3. Lee, H. C. (2005). Determination of rainfall intensity-durationfrequency curve by the box-cox transformation and assessment of its confidence, Ph.D. Thesis, Konkuk University (in Korean). 

  4. Lee, H. C. and Seong, K. W. (2003). "The smoothing of rainfall intensity-duration-frequency by relationships curve by the box-cox transformation." Journal of Korea Water Resources Association, KWRA, Vol. 36, No. 2, pp. 153-159 (in Korean). 

    원문보기 상세보기 crossref

  5. Lee, J. J., Lee, J. S. and Park, J. Y. (2001). "Derivation of probable rain intensity formula of individual zone od estimate the design rainfall." Journal of the Korean Society of Civil Engineers, KSCE, Vol. 21, No. 1-B, pp. 1-10 (in Korean). 

  6. Lee, J. J., Son, K. I., Lee, W. H. and Lee, K. C. (1981). "A study on the analysis of time-regional distribution of precipitation frequency and rainfall intensity in Korea." Journal of Korean Association of Hydrological Sciences, KWRA, Vol. 14, No. 4, pp. 53-72 (in Korean). 

  7. Lee, W. H. (1967). "A study on rainfall characteristics and determination of probability rainfall amount at various district in Korea." Journal of the Korean Society of Civil Engineers, KSCE, Vol. 15, No. 3, pp. 28-38 (in Korean). 

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  9. Lee, W. H. and Byeon, K. J. (1969). "Study of the rainfall intensity probability formula required for designing city sewerage and river plans." Journal of the Korean Society of Civil Engineers, KSCE, Vol. 16, No. 4. pp. 1-11 (in Korean). 

  10. Lee, W. H. and Park, S. D. (1992). "A unification of the probable rainfall intensity formula at Seoul." Journal of the Korean Society of Civil Engineers, KSCE, Vol. 12, No. 4, pp. 135-143 (in Korean). 

  11. Lee, W. H., Park, S. D. and Choi, S. Y. (1993). "A study on the typical probable rainfall intensity formula in Korea" An Overview of the Academic Presentation Conference of the Korean Society of Civil Engineers(II), pp. 135-138 (in Korean). 

  12. Loganathan, G. V. and Parkin, M. A. (1992). "A frequency surface for rainfall intensity and duration." Water Resources Planning And Management, pp. 387-389. 

  13. Ministry of Construction and Transportation (MOCT) (2000). Create Korea probability rainfall intensity, 1999 Water Resources Management Act Development Research Report (in Korean). 

  14. Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MOLIT) (2016). Working-level guidelines for river construction design, pp. 4-28 (in Korean). 

  15. Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (MOLTMA) (2011). A study on the improvement and complementation of probability rainfall, 2000 Water Resources Management Act Development Research Report (in Korean). 

  16. Ministry of Security and Public Administration (MOSPA) (2018). Working-level guidelines for consultation on disaster impact assessment, etc (in Korean). 

  17. Seong, K. W. (2014). "Deriving a practical form of IDF formula using transformed rainfall intensities." Hydrological Process, Vol. 28, No. 6, pp. 2881-2891. 

  18. Sin, C. D. (1993). A study on the determination of optimal distribution of rainfall in Korea, Masters Thesis, Keum Oh University (in Korean). 

  19. Yoo, D. H. (1995). "Generalization of probability rainfall intensity formula." Journal of the Korean Water Resources Association Academic Presentation, pp. 325-330 (in Korean). 

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