이 연구는 지속가능한 수자원 이용 및 관리대책을 수립하는 데에 필요한 수문학적 자료를 제공할 목적으로 2017~2020년 홍수기 (6~9월)에 발생한 총 59회의 강우 사상에 대한 강우-유출 특성을 파악하였다. 그 결과, 강우량은 5.0~400.8 mm, 유출고는 0.1~176.5 mm, 유출률은 0.1~242.9%의 범위로 나타났다. 그리고 유출수문곡선에서 직접유출과 기저유출을 분리한 결과, 홍수기의 총 유출일 대비 기저유출 (139.3일)이 직접유출 (78.3일)보다 유출기간이 길었지만, 총 유출고에 대한 기여도는 직접유출 (54.2%)이 기저유출 (45.8%)보다 높게 나타났다. 또한, 유출에 영향을 미치는 강우조건을 분석한 결과, 직접 유출과 기저유출의 유출고 및 첨두유출고에 높은 유의성 (p<0.05)을 보이는 강우조건은 강우량과 강우지속시간으로 나타났다. 특히, 유출고와 첨두유출고의 강우량은 각각 5.0~200.4, 10.5~110.5 mm의 범위에서는 기저유출이 우세한 강우사상이 나타났지만, 유출고와 첨두유출고의 강우량이 각각 267.4~400.8, 169.0~400.8 mm의 범위에서는 직접유출이 우세한 강우사상이 나타났다. 앞으로 극한 기후현상에 따른 물 부족이 심화할 것으로 예상되는 가운 데, 산지계류의 직접유출 및 기저유출에 대한 장기적이고도 지속적인 분석이 이루어진다면 지표수-지하수의 이용 및 관리 측면에서의 활용과 자료의 신뢰성을 높일 수 있을 것으로 판단된다.

This study explored spatiotemporal variability of water quality in correspondence with hydrometeorological factors in the four stations of Euiam Reservoir located in the upstream region of the North-Han River from May 2012 to December 2015. Seasonal effect was apparent in the variation of water temperature, DO, electric conductivity and TSS during the study period. Stratification in the water column was observed in the near dam site every year and vanished between August and October. Increase of nitrogen nutrients was observed when inflowing discharge was low, while phosphorus increase was distinct both during the early season with increase of inflowing discharge and the period of severe draught persistent. Duration persisting high concentration of Chl-a (>25 mg m-3: the eutrophic status criterion, OECD, 1982) was 1~2 months of the whole year in 2014~2015, while it was almost 4 months in 2013. Water quality of Euiam Reservoir appeared to be affected basically by geomorphology and source of pollutants, such as longitudinally linked instream islands and Aggregate Island, inflowing urban stream, and wastewater treatment plant discharge. While inflowing discharge from the dams upstream and outflow pattern causing water level change seem to largely govern the variability of water quality in this particular system. In the process of spatiotemporal water quality change, factors related to climate (e.g. flood, typhoon, abruptly high rainfall, scorching heat of summer), hydrology (amount of flow and water level) might be attributed to water pulse, dilution, backflow, uptake, and sedimentation. This study showed that change of water quality in Euiam Reservoir was very dynamic and suggested that its effect could be delivered to downstream (Cheongpyeong and Paldang Reservoirs) through year-round discharge for hydropower generation.

본 연구는 강우시 불투수성 지역에서 비점오염원 유출 특성을 분석하기 위하여 수행되었다. 불투수성 지역의 강 우사상 특성은 강우강도에 대한 영향을 많이 받는 것으 로 나타났으며, 강우강도가 크게 작용하면, 초기강우 현 상이 잘 일어나는 것으로 나타났다. 또한 선행무강우일수 에 의해서 비점오염물질의 농도차가 큰 것으로 나타나, 이에 대한 대책 마련이 필요할 것으로 판단된다. 불투수 성 지역의 비점오염원 유출 경향을 보면, 강우초기 유출 유량에 포함되어 유출되는 오염물질의 농도가 상대적으 로 매우 높게 나타났고, 일정 시간 경과 후에는 지속되는 강우에도 불구하고 오염물질의 농도는 증가하지 않고 낮 은 농도로 안정적인 유출경향을 나타내었다. 이러한 이유 는 건기 시 도로 표면에 집적되어 있던 오염물질들이 강 우시 초기에 유출되어 비점오염물질의 농도가 높게 나타 나는 것으로 나타났다. 불투수성 지역에서 발생하는 비점 오염물질 항목별 단위면적당 오염부하량은 매우 높은 값 을 나타내고 있는데, 이는 불투수성 지역의 특성상 아스 팔트로 되어 있는 도로 및 주차장, 교량 등이 있는 불투 수면이 대부분의 토양상부를 덮고 있기 때문에 강우시 불 투수성 지역 내 모니터링 지점에서 강우가 집중되어 유 출되기 때문에 비점오염물질의 유출이 증가하기 때문에 오염부하량이 증가한 것으로 판단된다. 강우시 초기세척 효과는 TSS의 경우, Event 1, Event 2에서 초기세척효과 가 매우 잘 관찰되었으며, TSS¤CODMn¤T-P 순으로 뚜 렷하게 나타나는 것으로 조사되었다. TSS와 CODMn가 가 장 민감하게 강우에 영향을 받는 것으로 나타났다. 이에 본 연구 결과를 통해 분석된 결과를 토대로 비점오염원 유출특성에 대한 다양한 데이터베이스를 구축하여 향후 비점오염원을 효율적으로 관리하는데 자료로 활용 가능 할 것으로 판단된다. 또한 비점오염원을 체계적으로 관리 하여 수계환경의 오염부하를 줄일 수 있는 방안을 강구 해야 할 것으로 사료된다.

2006년 10월 22일에서 24일에 걸쳐 한반도 강릉지역에서 강한 집중호우가 발생했다. 이 기간에 대해서 집중호우가 발생하기 전과 강우강도가 가장 강했을 때 나타나는 종관적, 운동학적 특성을 조사하기 위하여 본 연구에서는 지상일기도, 상층일기도, 적외위성영상, 자동기상관측장비(AWS) 자료, NCEP(National Centers for Environmental Prediction) 전구분석자료를 이용하였다. 분석 기간 동안 강릉에서 관측된 총 강수량은 316.5 mm이고, 최대 순간풍속은 63.7m s-1이다. 일기도를 분석해보면 집중호우가 시작하기 전 온대저기압이 한반도 중부에서 발달하였으며 한반도 북부에 역전기압골이 형성되어 있다. 또한 300 hPa 상층일기도에서는 서해와 한반도 남부에 제트기류가 위치하며, 위치 소용돌이도 이상과 관련된 절리 저기압이 한반도 북서부에서 발달하고 있다. 강우강도가 가장 강했을 때의 특성을 좀 더 자세히 알아보기 위하여 강릉지역의 위치 소용돌이도 이상과 바람, 위치 소용돌이도의 시간-연직 단면도, 연직운동, 발산장과 수렴장, 역학적 온위의 연직분포에 대해 조사하였다. 종관적, 운동학적 과정을 분석해 본 결과 대류권계면 접힘이 집중호우 발생에 큰 역할을 한 것으로 사료된다.

본 연구는 평지 지역과 산지 지역의 일 강우량의 상관성을 분석하는 것을 목적으로 한다. 이를 위하여 지리산 국립공원 근처의 기상청과 국립공원관리공단 소속의 관측소에서 각각 측정된 강우량 자료를 상관계수와 통계적 의존 지수를 이용하여 분석하였다. 그 결과, 상관계수는 평지 지역 사이는 평균적으로 0.78, 산지 지역 사이는 0.91로 나타났으며 평지 지역과 산지 지역 사이의 분석에서는 0.62로 나타났다. 통계적 종속지수의 경우, 평지 지역 간에는 2.82, 산지 지역 간에는 2.90, 평지 지역과 산지 지역 사이에는 2.59로 평균값이 나타났다. 이러한 결과로 보아 일 강우량에 대하여 평지 지역과 산지 지역 간의 상관성은 약하다고 판단된다.

재현기간(再現期間)에 따른 단시간(短時間) 강우강도특성(降雨强度特性)을 분석고찰(分析考察)하여 도시하수도(都市下水道) 및 중소유역(中小流域)의 배수계획(排水計劃)과 같은 수리구조물(水理構造物)의 설계(設計)에 필요(必要)한 최적강우강도식(最適降雨强度式)을 대구(大邱)와 포항(浦項)을 대표지점(代表地點)으로 분석(分析)한 결과(結果) 다음과 같은 결론(結論)을 얻었다. 1. 각종(各種) 확률강우강도식(確率降雨强度式) 산정(算定)에 있어서 대구(大邱)는 lwai 법(法), 포항(浦項)은 Gumbel-Chow 법(法)에 의한 결과치(結果値)를 확률강우강도(確率降雨强度)로 채택(採擇)함이 타당(妥當)하다고 생각된다. 2. 최적강우강도식(最適降雨强度式)을 유도(誘導)함에 있어서 표준편차비교결과(標準偏差比較結果) 대구(大邱)는 2.52~4.17, 포항(浦項)은 1.86~4.54로 공(共)히 Japanese 형(型) ()이 적합(適合)한 것으로 나타났으며, 재현기간별(再現期間別) 강우강도식(降雨强度式)은 다음과 같다. 대구(大邱) T : 200년(年) - T : 100년(年) - T : 30년(年) - T : 20년(年) - T : 10년(年) - T : 5년(年) - 포항(浦項) T : 200년(年) - T : 100년(年) - T : 50년(年) - T : 30년(年) - T : 20년(年) - T : 10년(年) - T : 5년(年) - 3. 각(各) 지방(地方)에 따르는 재현기간별(再現期間別) 강우강도(降雨强度)를 쉽게 이용(利用)할 수 있도록 I.D.F. 상관도(相關圖)를 작성(作成)한 바 그 이용도(利用度)의 가치(價値)가 크게 있을 것으로 기대(期待)된다.

In this study, the impact of cumulus parameterization usage in Weather Research and Forecasting (WRF) model on reproducing summer precipitation in South Korea is evaluated. Two sensitivity experiments are set up with using cumulus parameterization (ON experiment) and without using cumulus parameterization, which is called Convection Permitting Model (OFF experiment). For the both ON and OFF experiments, the horizontal grid resolution is 2.5km, and initial and lateral boundary conditions are derived from ERA5 reanalysis data. Overall, both of the two experiments can capture the spatial distribution of 2014 summer mean and extreme precipitation but show dry biases in the southern region of Korean Peninsula. Occurrence percentage analyses for different precipitation intensity reveal that OFF experiments show better performance than ON experiment for extreme precipitation. In the case of heavy rainfall over Gyeongnam region for 25 August 2014, OFF experiment shows similar characteristic of rainfall to the observations, although it simulates earlier precipitation peak. On the other hand, ON experiment underestimates the amount of precipitation. Also, vertical distribution of equivalent potential temperature and strong southerly wind which play an important role in developing heavy rainfall on 25 August 2014 are better simulated in OFF experiment.

Due to recent heavy rain events, there are increasing demands for adapting infrastructure design, including drainage facilities in urban basins. Therefore, a clear definition of urban rainfall must be provided; however, currently, such a definition is unavailable. In this study, urban rainfall is defined as a rainfall event that has the potential to cause water-related disasters such as floods and landslides in urban areas. Moreover, based on design rainfall, these disasters are defined as those that causes excess design flooding due to certain rainfall events. These heavy rain scenarios require that the design of various urban rainfall facilities consider design rainfall in the target years of their life cycle, for disaster prevention. The average frequency of heavy rain in each region, inland and coastal areas, was analyzed through a frequency analysis of the highest annual rainfall in the past year. The potential change in future rainfall intensity changes the service level of the infrastructure related to hand-to-hand construction; therefore, the target year and design rainfall considering the climate change premium were presented. Finally, the change in dimensional safety according to the RCP8.5 climate change scenario was predicted.

The purpose of this study was to evaluate the method of estimating the areal precipitation reflecting the altitude of the mountainous terrain on Jeju Island by comparing and analyzing the areal precipitation using the Thiessen polygon method and the isohyetal method in mountainous streams. In terms of constructing the Thiessen polygon network, rainfall errors occurred in 94.5% and 45.8% of the Thiessen area ratio of the Jeju and Ara stations, respectively. This resulted in large areal precipitation and errors using the isohyetal method at altitudes below 600 m in the target watershed. In contrast, there were small errors in the highlands. Rainfall errors occurred in 18.91% of the Thiessen area ratio of Eorimok, 2.41% of Witseoreum, and 2.84% of Azalea Field because of the altitudinal influence of stations located in the highlands at altitudes above 600 m. Based on the areal precipitation estimation using the Thiessen polygon method, it was considered to be partially applicable to streams on Jeju Island depending on the altitude. However, the method is not suitable for mountainous streams such as the streams on Jeju Island because errors occur with altitude. Therefore, the isohyetal method is considered to be more suitable as it considers the locations of the rainfall stations and the orographic effect and because there are no errors with altitude.

The development of GIS technology has enabled the analysis of heavy rainfall vulnerability based on spatial analysis. In general, spatial analysis is performed based on property data and spatial data. Spatial data and attribute data differ in the generation units due to various reasons. The difference in these units can also cause problems in the results of the analysis. In particular, the Modifiable Areal Unit Problem (MAUP) that occurs according to the spatial unit setting is the most representative. The Modifiable Temporal Unit Problem (MTUP), which occurs according to the recent time unit setting, is also being raised. In this study, we analyzed the vulnerability of heavy rainfall in consideration of MAUP and MTUP. To analyze the effect of the MAUP, different administrative units were constructed and analyzed. In Seoul, Busan, and Ulsan, there was a scale effect in which disaster vulnerability was analyzed differently according to the analysis unit. In order to analyze the impact of MTUP, the range of study period was configured differently. The impact of the temporal boundary, in which overall disaster characteristics change and disaster vulnerability changes, has been identified. Analysis of regional disaster vulnerability considering MAUP and MTUP will be effective not only for the study of heavy rainfall disaster but also for setting the standard of disaster prevention policy.

최근 집중호우의 발생빈도가 증가하고 있으며, 이를 고려한 강우분석을 실시하여야 한다. 현재 수문설계를 위한 강우분석은 한반도 조밀도 36 km 인 기상청 관할 종관기상관측지점(Automated Surface Observing System, ASOS)의 시 단위 강우를 이용하고 있다. 이로 인해 같은 강우지점의 티센망에 포함되는 중소규모 유역은 동일한 확률강우량과 강우시간분포로 분석하게 됨으로 유역특성을 고려하지 못하는 문제가 발생한다. 또한, 10~20 km 범위 내에서 발생하는 집중호우의 시 ․ 공간적 변화를 고려하지 못하는 문제점이 발생한다. 따라서 본 연구에서는 종관기상관측지점에 비해 상대적으로 조밀도가 우수한 방재기상관측지점(Automatic Weather System, AWS)의 분 단위 강우자료를 이용하여 집중호우를 고려한 확률강우량을 산정하였다. 또한, 유역에 적합한 Huff의 4분위 방법 산정을 위해 Case별 시간분포 산정과 유출분석을 실시하였다. 이는 집중호우와 유역특성을 반영한 설계수문량 산정에 크게 기여할 것으로 판단된다.

수문 ․ 기상레이더는 강우량을 바로 추정하지 못하고 여러 단계의 정량적 강우량 추정과정을 거치게 되므로 많은 불확실성 발생요소가 존재한다. 불확실성 관련한 기존 연구들은 정량적 레이더기반 강우량 추정과정에서 보정방법을 이용하여 각 단계별 불확실성을 줄이는 연구들을 수행하였다. 하지만 기존 연구들은 전체 과정에 대한 포괄적인 불확실성을 나타내지 못하고 각 단계별 불확실성의 상대적인 비율도 제시하지 못하는 단점이 있다. 본 연구에서는 정량적 레이더강우량 추정과정의 각 단계별 불확실성을 정량화하고 불확실성 전파를 나타낼 수 있는 적합한 방법을 제시하였다. 첫 번째로 초기와 최종 불확실성, 각 단계별 불확실성의 변동과 상대적인 비율을 나타낼 수 있는 새로운 개념을 제안하였다. 두 번째로 레이더기반 추정과정의 불확실성 정량화와 전파과정을 분석하기 위해 Maximum Entropy Method (MEM)와 Uncertainty Delta Method (UMD)를 적용하였다. 세 번째로 레이더기반 강우량 추정과정의 불확실성 정량화를 위해 2개 품질관리 알고리즘, 2개 강우량 추정방법, 2개 후처리 강우량 보정방법을 2012년 여름철 18개 사례에 대하여 사용하였다. 적용결과, MEM에서 최종 불확실성(후처리 강우량 보정 불확실성: ME = 3.81)이 초기 불확실성(품질관리 불확실성: ME = 4.28)보다 작게 나타났으며, UMD에서도 최종 불확실성(UMD = 4.75)이 초기 불확실성(UMD = 5.33)보다 작게 나타나 불확실성이 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 레이더강우량 추정단계의 불확실성은 증가하는 것으로 나타났다. 또한 레이더강우량 추정과정에서 각 단계별로 적합한 방법을 선정하는 것이 각 단계별로 불확실성이 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 연구는 새로운 방법이 명확히 불확실성을 정량화할 수 있으며 정확한 정량적 레이더 강우추정에 기여할 것으로 판단한다.

지역빈도해석은 대상 지점과 수문학적 동질성을 만족하는 주변 지점을 하나의 지역으로 보고 빈도해석을 수행하는 방법이다. 따라서 동질한 지역의 구분은 지역빈도해석에 있어서 가장 중요한 가정이라고 할 수 있다. 이에 본 연구에서는 인공신경망 기법중 하나인 자기조직화지도(self-organizing map, SOM) 기법을 활용하여 강우 지역빈도해석을 위한 동질 강수 지역을 구분하였다. 지역구분 인자로는 지형 정보와 시 단위 강우자료를 활용하였다. 최적 SOM 지도 구성을 위해 정량적 오차와 위상관계 오차를 활용하였다. 그 결과 7 × 6 배열의 42개의 노드를 갖는 모형을 선정하였고 최종적으로 강우 지역빈도해석을 위해 6개의 군집으로 구분하였다. 동질성 검토 결과 6개의 군집 모두 동질한 지역으로 나타났으며 기존의 유사하게 구분된 지역들과 이질성 척도를 비교하였을 때 좀 더 안정적인 지역 구분결과를 나타내는 것을 확인하였다.

최근 기후변화에 효과적으로 대응하기 위해서 신뢰성 높은 설계홍수량을 산정할 필요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 홍수빈도해석법과 설계 강우-유출 관계 분석법으로 산정되는 확률홍수량의 차이를 분석하였다. 우리나라의 경우 관측유량 자료가 부족하여 설계홍수량을 결정할 때 설계 강우-유출 관계 분석법으로 산정된 확률홍수량을 이용하고 있다. 관측 유량 자료를 활용한 홍수빈도해석법의 결과를 참값으로 가정하여 분석한 결 과, 설계강우-유출 관계 분석법으로 산정된 확률홍수량은 홍수빈도해석법으로 산정된 확률홍수량에 비해 약 79% 과대 산정되는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서는 설계강우-유출 관계 분석법으로 산정된 확률홍수량을 보정하는 회귀곡선식을 개발하였다. 이를 위해 우리나라 8개 댐 유역의 강우와 유량자료를 획득한 후, 비선형 회귀분석을 통하여 보정식을 제안하였다. 본 연구에서 제안한 보정식을 적용할 경우, 설계강우-유출 관계 분석법으로 산정된 확률홍수량보다 평균적으로 정확도가 약 65.0% 향상되었다. 또한, 유역의 크기를 고려하면, 유역의 크기를 고려하지 않았을 때보다 평균적으로 정확도가 약 2.1%p 증가하였다.

Moisture content is an important factor in landfill gas production and effective landfill stabilization management at bioreactor landfills. Moisture content was experimentally estimated by applying the rainfall hydrograph theory through cover materials, such as the general and bio-solid soil, in the Sudokwon landfill site. The rainfall hydrograph theory was used to analyze the water balance, in which moisture can be strongly affected by infiltration in the water balance. Cover material characteristics, such as bulk density, porosity, specific gravity, and hydraulic conductivity, were used to estimate the water balance of the landfill site. From the results of the water balance, runoff was increased, but evaporation and infiltration were decreased with increasing rainfall rate for both general and bio-solid soil. As the bulk density increased in both general and bio-solid soil, runoff was increased, but infiltration was decreased, because hydraulic conductivity in the cover material was decreased with increasing bulk density. Finally, the moisture content of landfill waste increased linearly, with increasing infiltration through the cover materials, even though the increment in moisture content was decreased along the depth of landfill.

It is difficult to measure precipitation due to spatial and temporal variability. In this study we analyzed the variability of precipitation of high- and low-rainfall regions in Bangladesh using Precipitation Concentration Index (PCI) from the data of two meteorological stations. We compared PCI values for various periods such as annual, supra-seasonal, seasonal, three and two-months. Most previous studies have analyzed the long-term precipitation in Bangladesh. We analyzed the variabilities from long-term to short-term and tried to characterize the irregular precipitation. In the result, the precipitation in Bangladesh was mostly concentrated between two and four months of the year. Future research will require more station data to understand the more detailed precipitation patterns in Bangladesh.

The disaster caused by the heavy rain results in the greatest damage Among the damages caused by the weather disaster. many previous researches actively analyzed heavy rainfall disasters. The work includes analyzing vulnerability of disaster using characteristics and size of disaster damage in local area, selecting influencing factors influencing disaster and analyzing its influence. Rainfall during the heavy rainfall disaster is concerned with regional vulnerability to rainfall. The disaster-induced rainfall averaged on scale was analyzed by classifying disaster damage scale. The damage per precipitation unit is assumed to be disaster vulnerability, and local vulnerability of disasters is analyzed and the tendency of disaster vulnerability is analyzed using a time series analysis. The total amount of rainfall during the disaster period was analyzed in a large amount of rainfall in the Seoul metropolitan area and Busan city. The analysis shows that The average rainfall per accident case is high, and the region with relatively high stability against heavy rainfall disaster is Seoul metropolitan city. Southwest regions of the Korean Peninsula are analyzed to be affected by a very small amount of precipitation. The damage analysis shows that Busan Metropolitan City and the metropolitan area are relatively safe area against disaster. The analysis of disaster vulnerability based on the precipitation during the heavy rainfall disaster provides a clear classification of vulnerability by region.

This study was carried out to investigate the characteristics of suspended solid concentration in small forest watershed, Hwacheon, Gangwondo. For five rainfall events from July 2013 to August 2013, rainfall, discharge, and suspended solid load has been measured. The results showed that the fist flush effect was observed for suspended solid in each rainfall event, sediment rating curve was obtained with y=3.029x1.573 at rising limb and y=12.902x1.8827 at falling limb, and EMC (event mean concentration) of suspended solid was calculated to 9.4 mg/L. EMC was compared to the values from the watershed that has various land use types and EMC from forest watershed was much lower that from the crop, paddy or low covered forest watershed.

본 연구에서는 소규모 지역 내 6대의 우량계를 설치하여 조밀한 강우 관측망을 구축하고 이를 통하여 소규모 지역에 대한 강우의 공간적 변화도를 분석하고자 하였다. 우량계는 60 m의 동일한 간격으로 배치하고 총 54일간의 강우관측을 수행하였다. 이물질로 인하여 오작동을 일으킨 1대 우량계를 제외한 5대의 우량계를 이용하여 50일간 강수량에 대하여 분석을 수행하였다. 각 우량계에 관측된 50일간 누적강우량 비교결과 최대 약 38.5 mm의 차이를 나타내었다. 상관성 분석결 과 일강우량은 소규모 지역에서 매우 일관성 있는 자료를 보여주고 있으나 1시간 이하 강우량 시계열에서는 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 공간 변화도 분석결과, 변동계수가 시강우량의 경우 최대 약 224%, 일강우량의 경우 최대 약 91%로 나타났다. 면적강우량 불확실성 분석결과, 4대의 우량계만을 이용할 경우 대상지역에 대하여 95% 이상의 정확도를 확보하 기 힘든 것으로 나타났다. 향후 보다 신뢰성 있는 홍수예보와 효율적인 유역관리를 위해서는 점 중심의 강우 관측이 아닌 면적 강우 관측방법의 개발이 필요할 것으로 생각된다.