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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 이러한 연구의 목적을 위해 본 연구에서는 모형의 구조가 상대적으로 간단한 구형펄스모형(Rodriguez-Iturbe 등, 1984)을 이용하여 서울 및 인천지점을 대상으로 I-D-F 곡선을 유도해 보고. 그 곁과를 강우 자료로부터 추출한 I-D-F 곡선과 비교함으로서 그 적용성을 판단해 보고자 한다. 본 연구에서 고려하는 구형펄스모형은 강우의 군집 특성을 고려하지 못함으로 유도된 I-F-D 곡선은 년최대치계열을 이용하여 추정하는 I-D-F 곡선에 비해 상대적으로 작은 강우강도를 나타낼 것임을 예상할 수 있다.
• 즉, 모형의 매개 변수가 관측된 강우의 1차원 및 2차원 통계특성을 이용하여 추정되므로 비정상적으로 크거나 작은 소수의 강우사상은 전체적인 강우특성에 큰 영향을 미치지 못하며, 따라서 추정된 매개변수를 이용하여 유도되는 I-D-F 곡선도 년최대치계열을 이용하여 추정하는 1-D-F 곡선에 비해 상대적으로 덜 민감하게 되는 것이다. 본 연구는 서을 및 인천지점에 적용되었으며 이때 유도된 I-D-F 곡선은 년최대치계열을 이용하여 유도된 I-D-F 곡선과 비교함으로서 그 적용성을 판단해 보았다. 본 연구의 결과를 요약하면 다음과 같다.
• 본 연구는 이러한 문제점을 해결한다는 시도로서 비정상적으로 크거나 작은 강우기록에 대해 상대적으로 덜 민감하며, 아울러 과거 20-30년 정도의 기록으로도 어느 정도 신뢰도가 있으며, 또한 일관성 있는 I-D-F 곡선을 추출하는 것을 목표로 한다. 이러한 연구의 목적을 위해 본 연구에서는 모형의 구조가 상대적으로 간단한 구형펄스모형(Rodriguez-Iturbe 등, 1984)을 이용하여 서울 및 인천지점을 대상으로 I-D-F 곡선을 유도해 보고.
• 본 연구에서는 모형의 구조가 상대적으로 간단한 구형펄스모형을 이용하여 I-D-F 곡선 울 유도할 수 있는 이론적 방법론을 제시하였다. 이러한 연구는 관측자료를 이용한 ITD-F 곡선이 자료기간뿐만 아니라 비정상적으로 크거나 작은 강우기록에 대해 매우 민감하다는 단점을 보완하고자 하는 시도로 이루어졌으며, 구형펄스모형을 이용하여 유도듸는 I-D-F 곡선은 이러한 단점을 어느 정도 해결할 수 있는 것으로 판단할 수 있었다.
• 본 연구에서는 한강하류에 위치한 기상청 산하의 서울 및 인천지점 우량관측소 자료를 이용하여 본 연구의 결과를 평가하였다. 각 지점의 시우량 자료 보유기간은 대략 40년 정도 이며(1961년 6월 1일~2000년 5월 31일), 특히 건기에는 결측자료가 많으나 우기의 경우는 자료가 대체로 양호하므로 본 연구에서도 우기인 6〜9월의 자료를 이용하였다.
• 본 연구에서는 모형의 구조가 상대적으로 간단한 구형펄스모형을 이용하여 I-D-F 곡선 울 유도할 수 있는 이론적 방법론을 제시하였다. 이러한 연구는 관측자료를 이용한 ITD-F 곡선이 자료기간뿐만 아니라 비정상적으로 크거나 작은 강우기록에 대해 매우 민감하다는 단점을 보완하고자 하는 시도로 이루어졌으며, 구형펄스모형을 이용하여 유도듸는 I-D-F 곡선은 이러한 단점을 어느 정도 해결할 수 있는 것으로 판단할 수 있었다. 즉, 모형의 매개 변수가 관측된 강우의 1차원 및 2차원 통계특성을 이용하여 추정되므로 비정상적으로 크거나 작은 소수의 강우사상은 전체적인 강우특성에 큰 영향을 미치지 못하며, 따라서 추정된 매개변수를 이용하여 유도되는 I-D-F 곡선도 년최대치계열을 이용하여 추정하는 1-D-F 곡선에 비해 상대적으로 덜 민감하게 되는 것이다.
• 본 연구는 이러한 문제점을 해결한다는 시도로서 비정상적으로 크거나 작은 강우기록에 대해 상대적으로 덜 민감하며, 아울러 과거 20-30년 정도의 기록으로도 어느 정도 신뢰도가 있으며, 또한 일관성 있는 I-D-F 곡선을 추출하는 것을 목표로 한다. 이러한 연구의 목적을 위해 본 연구에서는 모형의 구조가 상대적으로 간단한 구형펄스모형(Rodriguez-Iturbe 등, 1984)을 이용하여 서울 및 인천지점을 대상으로 I-D-F 곡선을 유도해 보고. 그 곁과를 강우 자료로부터 추출한 I-D-F 곡선과 비교함으로서 그 적용성을 판단해 보고자 한다.

제안 방법

• 이 매개변수는 6〜9월의 우기자료만을 이용하여 추정한 것으로, 이는 건기의 경우 결측된 자료가 많을뿐더러 우리나라의 경우 주요 호우사상은 대체로 우기인 6〜9월에 분포되기 때문이다. 월별로 각각 매개변수를 추정할 경우는 각 월별로 추정된 i-d-F 곡선을 해석하는데 어려움이 있으므로 본 연구에서는 우기인 6〜9월의 평균적인 강수특성을 모형의 매개 변수 추정에 이용하였다.

대상 데이터

• 본 연구에서는 한강하류에 위치한 기상청 산하의 서울 및 인천지점 우량관측소 자료를 이용하여 본 연구의 결과를 평가하였다. 각 지점의 시우량 자료 보유기간은 대략 40년 정도 이며(1961년 6월 1일~2000년 5월 31일), 특히 건기에는 결측자료가 많으나 우기의 경우는 자료가 대체로 양호하므로 본 연구에서도 우기인 6〜9월의 자료를 이용하였다.

이론/모형

• 관측자료를 이용한 빈도해석을 위하여 매년의 최대치로 구성된 년최대치계열(Annual Maximum Series)을 지속시간별로 작성하였으며, 초과확률은 Weibull공식을 사용하였다. 표 1은 각 지속기간에 따라 작성된 년최대치계열의 평균, 분산 및 1차 상관계수를 나타내고 있다.
• 구형펄스모형의 매개 변수 추정은 앞에서 언급한 것과 같이 모형으로부터 유도된 통계특성과 관측된 강우의 통계특성을 비교함으로서 수행될 수 있다. 본 연구에서는 김남원(1998)에 의해 추정된 모형의 매개변수를 이용하였다. 이 매개변수는 6〜9월의 우기자료만을 이용하여 추정한 것으로, 이는 건기의 경우 결측된 자료가 많을뿐더러 우리나라의 경우 주요 호우사상은 대체로 우기인 6〜9월에 분포되기 때문이다.

성능/효과

• 1. 지속기간이 길어짐에 따라 중첩확률은 아주 크게 증가한다. 그러나, 중첩에 따른 강우강도의 증가정도는 지속기간이 증가함에 따라 완만하게 감소하는 추세를 나타내고 있다.
• 2. 중첩을 고려하는 경우, 특히 지속기간 및 재현기간이 긴 경우에, 강우강도의 증가가 두드러짐을 확인할 수 있었다. 이는 강우강도의 계산시 추정된 중첩 확률과 재현기간을 함께 고려함으로 생기는 당연한 결과이다.
• 3. 본 연구에서 사용한 구형펄스 모형은 강우의 군집 특성을 고려하지 못함으로 유도된 I-D-F 곡선도 전체적으로 년 최대치를 이용한 I-D-F 곡선에 비해 작은 강우강도를 나타내었다. 그러나 각 곡선의 전체적인 형태는 유사함을 확인할 수 있었으며 강우의 군집 특성을 고려하는 강우모형을 사용할 경우 보다 나은 결과를 유도할 수 있을 것으로 판단 된다.
• 특히, 상대적으로 작은 매개변수의 차이가(대체로 10% 정도; 표 3 참조) 큰 중첩 확률외 차이로 나타난다는 것에 주목할만하다. 계산 결과 서울 및 인천지점의 중첩 확률은 그 절대값이 작기는 하나 약 5배까지의 차이를 주는 것으로 나타나고 있다. 이러한 차이는 구형펄스모형을 이용한 PD-F 해석 결과에도 큰 영향을 미치게 된다.
• 지속기간 1, 6, 12, 24시간에 대한 중 첩확률 및 강우강도의 증가정도는 서울 및 인천 지점에 대해 각각 표 5와 같이 계산된다. 먼저, 지속기간에 따른 중첩확률의 변화를 살펴보면 지속기간이 길어짐에 따라 중첩확률은 아주 크게 증가함을 파악할 수 있다. 그러나, 반대로 중첩에 따론 강우강도의 증가정도는 지속기간이 증가함에 따라 완만하게 감소하는 추세를 나타내고 있다.
• 그 곁과를 강우 자료로부터 추출한 I-D-F 곡선과 비교함으로서 그 적용성을 판단해 보고자 한다. 본 연구에서 고려하는 구형펄스모형은 강우의 군집 특성을 고려하지 못함으로 유도된 I-F-D 곡선은 년최대치계열을 이용하여 추정하는 I-D-F 곡선에 비해 상대적으로 작은 강우강도를 나타낼 것임을 예상할 수 있다.

후속연구

• 본 연구에서 사용한 구형펄스 모형은 강우의 군집 특성을 고려하지 못함으로 유도된 I-D-F 곡선도 전체적으로 년 최대치를 이용한 I-D-F 곡선에 비해 작은 강우강도를 나타내었다. 그러나 각 곡선의 전체적인 형태는 유사함을 확인할 수 있었으며 강우의 군집 특성을 고려하는 강우모형을 사용할 경우 보다 나은 결과를 유도할 수 있을 것으로 판단 된다.
• 서론에서도 언급한 바와 같이 구형펄스 모형은 강우의 군집 특성을 고려하지 못함으로 유도된 I-D-F 곡선도 전체적으로 년최대치를 이용한 I-D-F 곡선에 비해 작은 강우강도를 나타내고 있다. 그러나 각 곡선의 전체적인 형태는 유사함을 확인할 수 있으며 강우의 군집 특성을 고려하는 강우모형을 사용할 경우 보다 나은 결과를 유도할 수 있을 것으로 판단된다.

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