초록 ▼

연구의 목적 및 내용
수공구조물 설계에서는 극치수문자료를 이용한 빈도해석을 통해 설계수문량을 산정하나, 최근 기후변화로 인하여 시간에 따라 자료의 통계적 특성이 변화하는 비정상성 현상이 관측됨에 따라, 비정상성 빈도해석을 통한 설계수문량 산정이 전 세계적으로 제안되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 기후변화의 영향을 고려한 비정상성 가정의 지역빈도해석 기법을 개발하고 국제적 기술력을 선도하는 프로그램을 제작하고자 한다. 지역빈도해석 기법은 기존의 지점빈도해석 기법과 달리 지역 내의 더 많은 자료들을 사용함으로써 안정적인 설계수문

연구의 목적 및 내용
수공구조물 설계에서는 극치수문자료를 이용한 빈도해석을 통해 설계수문량을 산정하나, 최근 기후변화로 인하여 시간에 따라 자료의 통계적 특성이 변화하는 비정상성 현상이 관측됨에 따라, 비정상성 빈도해석을 통한 설계수문량 산정이 전 세계적으로 제안되고 있는 추세이다. 본 연구에서는 기후변화의 영향을 고려한 비정상성 가정의 지역빈도해석 기법을 개발하고 국제적 기술력을 선도하는 프로그램을 제작하고자 한다. 지역빈도해석 기법은 기존의 지점빈도해석 기법과 달리 지역 내의 더 많은 자료들을 사용함으로써 안정적인 설계수문량을 추정할 수 있는 장점이 있으나 비정상성을 반영한 지역빈도해석방법은 아직 연구가 미비한 상황이다. 본 연구에서 개발되는 비정상성 지역빈도해석 기법을 통해 기후 변화에 대비한 안정적인 설계기준량을 제시하고 이에 따른 수공구조물의 치수안정성을 높여 공공의 이익 및 안전에 이바지하고자 한다.

연구결과
○ 비정상성 가정의 지역빈도해석을 수행하기 위한 비정상성 확률 분포 모형으로 위치 및 규모매개변수가 시간에 따라 변화하는 비정상성 Gumbel, GEV, generalized logistic 모형을 개발하고 각 모형에 대한 우도함수를 유도하여 매개변수를 추정할 수 있도록 하였으며, 모의실험을 통한 성능평가를 수행하였다.
○ 비정상성 지역빈도해석에 적합한 지역 구분 인자 선정을 위해 비정상성을 반영할 수 있는 다양한 지형·기상인자 및 비정상성 분석의 검정통계량을 고려하였으며, 최종적으로 경향성 및 변동점 분석의 검정통계량을 이용하여 지역을 구분하는 기법을 개발하였다.
○ 비정상성 확률 분포 모형의 다양한 적합도 검정 방법에 대한 성능을 비교·분석하여 여러 조건에 따른 최적 분포형 선정 방법을 채택하는 방법을 제시하였으며, 이를 적용하여 비정상성 지역빈도해석을 수행할 수 있도록 하였다.
○ 지역빈도해석에 사용되는 홍수지수법에 비정상성을 반영한 다양한 형태의 홍수지수법을 개발하고, 여러 조건에서의 모의실험을 통해 그 성능을 평가하여 비정상성 지역빈도해석에 적용하기에 가장 적합한 비정상성 홍수지수법을 선정 및 검증하였다.
○ 위 내용을 기반으로 한 비정상성 지역빈도해석 기법을 개발하고 실제 국내 강우자료에 적용하여 그 적용성을 검토하고 기존의 방법과 비교·분석하였으며, 개발된 비정상성 지역빈도해석을 수행할 수 있는 코드를 개발하였다.

연구결과의 활용계획
○ 본 연구를 수행 중에 출판된 국외 논문들은 해당 분야에서 상위5% 이내의 우수한 학술지에 게재되었으며, 인용을 통해 전 세계적으로 안정적인 설계수문량 산정에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 기대된다.
○ 기후변화 적응을 위한 물 관리 분야의 구체적인 전략 수립 및 연구개발 활동이 추진되고, 치수적 측면에서의 위험 관리 및 대응이 가능하게 됨으로써 안전한 사회 구현을 통한 국민의 삶의 질이 향상될 것으로 기대된다.
○ 국제사회에서의 국내 기후변화 대응 물 관리 기술의 기술력 향상은 물론 일부 기술개발 분야에 있어서는 국제적으로 기술 선점을 통한 기술이전이 가능할 것으로 판단된다.
○ 본 연구 결과를 통하여 해당 분야의 연구력 및 기술력을 국제적으로 선도할 수 있을 것으로 전망된다.

(출처 : 요약문 4p)

Abstract ▼

Purpose & contents
Design hydrologic quantiles of the hydraulic structure are estimated by frequency analysis using hydrologic extreme variables. However, nonstationary frequency analysis has been recently proposed for the design hydrologic quantiles as nonstationarity is observed in hydrologic d

Purpose & contents
Design hydrologic quantiles of the hydraulic structure are estimated by frequency analysis using hydrologic extreme variables. However, nonstationary frequency analysis has been recently proposed for the design hydrologic quantiles as nonstationarity is observed in hydrologic data due to the climate change. This research aims to develop nonstationary regional frequency analysis considering the effect of climate change and produce a program leading an international technology. The nonstationary regional frequency analysis takes advantage of estimating more reliable design quantiles than at-site frequency analysis by using more hydrologic data in a region, but it still needs to be researched. In this research, a reliable design quantile will be presented through the nonstationary regional frequency analysis. For public safety, contributions will be achieved by improving the flood control stability of the hydraulic structure.

Result
○ Nonstationary Gumbel, GEV, generalized logistic distributions with time-varying parameters (location and scale) were developed, and likelihood functions for each distribution were derived to estimate the parameters, and their performances were confirmed by simulation.
○ To select the appropriate classification factor, test statistics of various topographic, climate indices and nonstationary analyses were considered. A technique for classifying regions was developed by the trend and change point analyses.
○ Appropriate selection method of probability distribution depending on several conditions was suggested by various goodness-of-fit tests.
○ Various forms of index flood methods were developed, and the most appropriate nonstationary index flood method was selected through simulation.
○ Developed nonstationary regional frequency analysis was applied to the observed hydrologic data in South Korea for the comparison with the existing method. Code for the nonstationary regional frequency analysis was developed.

Expected Contribution
○ It is expected to achieve a great contribution for estimating reliable design hydrologic quantiles through the papers published in journals within the top 5%.
○ It is expected that the quality of life will be improved by the implementation of specific strategies and R&D activities for adaptation of climate change, and the enablement of the risk management and response for flood design.
○ It is regarded that technology transfer will be possible internationally in a part of technology development field as well as improvement of technology of domestic water management technology considering climate change.
○ It is prospected to lead the international research ability and technology in the water resource management field.

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 11
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 16
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 67
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 70
• 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 71
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 72
• 8. 참고문헌 ... 73
• 9. 연구성과 ... 79
• 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 81
• 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 81
• 12. 기타사항 ... 81
• 별첨1 : 대표연구실적 ... 82
• 별첨2 : 세부 목표 관련 증빙 ... 96
• 끝페이지 ... 105