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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김형수
- 발행연도
- 2022
- 저작권
- 인하대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수20
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강수와 하천유량과 같은 수문시계열은 각각 수문기상학적이고 수문환경적인 요소로 홍수나 가뭄에 큰 영향을 미칠 뿐만 아니라 수환경과 수생태계에도 중요한 변수로 작용한다. 따라서 수문시계열의 경향성 분석과 하천의 유출 특성을 분석하고 이해하는 것은 물관련 계획수립과 관리 및 운영에 있어서 매우 중요하다. 본 연구에서는 낙동강 유역의 최근 20년간의 강수량과 실측유량 및 PRMS 모형의 유량 수문시계열 자료를 수집하여 경향성 및 유출특성을 분석하였다. 우선 월, 계절, 연간 수문시계열에 대해 3가지 방법으로 동질성 검정을 수행한 후 경향성 분석을 하였다. 특히, 태풍과 같은 강수사상으로 검정을 통과하지 못한 10월의 강수량도 포함하여 경향성 분석을 수행하였다. 이를 위해 수정 Mann-Kendall(MK) 검정과 경향성의 시작점을 분석하는 Sequential MK(SMK) 검정 방법을 이용하였다. 또한 낙동강 유역의 강수량 분포 특성을 이해하기 위하여 군집분석을 하였는데 5개 군집의 공간적 특성을 보였다. 분석 결과, 지역적으로는 그룹 2인 위천·금호강유역을 중심으로 내륙지방의 강수량이 가장 적음을 확인하였고, 그룹4와 그룹5인 회천 및 남강유역을 중심으로 강수량이 많은 것으로 나타났다. 강수량 시기별 특성은 3월과 10월에서 증가경향이 나타났고, 5월에서 8월까지 감소 경향이 나타났다. 특히 8월의 강수량 감소는 연간 강수량 감소에 가장 큰 영향을 준 것으로 분석되었다. 또한 SMK 검정을 통해 강수량 및 유량의 감소 경향은 2006년을 전후로 발생되고 있음을 확인하였다. 강수량 증감의 경향성에 따라 실측 및 PRMS 유량 시계열의 경향도 유사하게 나타났다. 따라서 자연유출을 반영하는 PRMS 유량의 활용성이 높은 것으로 판단되나, 이수 측면에서의 저수량 및 갈수량은 실측유량과 많은 차이를 보여 이에 대한 지속적인 개선이 필요할 것으로 판단된다. 2000년～2009년과 2010년～2019년을 나누어 10년 평균 유황의 변화를 분석한 결과, 저수량, 갈수량, 평수량, 풍수량의 유량이 강수량의 변화와 같이 감소하는 경향이 나타나고, 특히 저수량과 갈수량은 감소비율이 크게 나타났다. 자연하천에서는 저수량의 변화가 강수량 감소에 영향을 직접적으로 받는 것으로 판단되고 예천군(고평교), 의령군(정암교) 지점의 경우는 댐의 영향으로 인하여 하천에서의 유량이 유지되는 것으로 나타났다. 치수측면에서는 그룹4와 그룹5의 강수량 영향으로 의령군(정암교)에서 계획홍수량을 넘는 빈도가 가장 많았으며, 다른 지점은 비교적 안정적인 것으로 파악되었다. 낙동강 유역은 치수적인 측면에서는 안정성을 보이고 있었으나 강수량 감소에 따른 유량의 반응으로 이수에 대한 대책이 필요한 것으로 분석되었다.
목차
제 1 장 서론 11.1 연구 배경 및 목적 11.2 연구동향 41.2.1 수문시계열의 경향성에 관한 연구 41.2.2 Mann-Kendall 검정에 관한 연구 91.2.3 선행연구를 통한 시사점 도출 111.3 연구 내용 및 범위 13제 2 장 수문시계열 경향성 분석을 위한 방법론 152.1 시계열 자료의 동질성 검정 152.1.1 Standard Nomal Homogeneity Test (SNHT) 152.1.2 Pettitt’s Test 162.1.3 Buishand Range Test (BRT) 172.2 시계열 자료의 경향성 분석 182.2.1 Mann-Kendall 검정(MK test) 182.2.2 수정 Mann-Kendall 검정 (수정 MK 검정) 202.2.3 Sequential Mann-Kendall 검정(SMK test) 212.3 k-means 군집 분석 232.3.1 Total Within-Cluster Sum of Squares (WSS) 242.3.2 F-test 252.3.3 Silhouette 지수 252.4 PRMS 강우-유출 모형 26제 3 장 수문시계열 자료의 수집 및 특성 분석 283.1 대상유역의 일반현황 및 수문시계열 자료 수집 283.1.1 대상유역 및 일반현황 283.1.2 강수량 및 유량시계열 자료 수집 313.2 수문시계열 자료의 기본 특성 분석 353.2.1 강수량 자료의 특성 분석 353.2.2 실측 및 PRMS 유량 자료의 특성 분석 39제 4 장 수문시계열의 월별, 계절별, 연간 경향성 분석 444.1 강수량 자료의 동질성 및 경향성 분석 444.1.1 강수량 자료 동질성 검정 444.1.2 강수량의 경향성 분석 544.2 실측 및 PRMS 유량 자료의 동질성 및 경향성 분석 664.2.1 실측 및 PRMS 유량 자료의 동질성 검정 664.2.2 실측 및 PRMS 유량 자료의 경향성 분석 71제 5 장 수문시계열 경향성에 대한 고찰 755.1 낙동강 유역의 강수량 특성 분석 755.1.1 낙동강 강수량 관측소의 군집 분석 755.1.2 낙동강 유역의 군집별 강수량 특성 875.2 낙동강 유역의 유량 특성 분석 1035.2.1 실측 및 PRMS 유량의 변동량 분석 1035.2.2 Sequential MK 검정을 통한 유량의 경향성 변화 시점 분석 1115.2.3 실측 및 PRMS 모형의 일유량 산정 평가 1125.2.4 갈수량 및 일 최대유량 변동성 평가 1185.2.5 실측 유량의 유황 분석 1235.3 낙동강 유역의 강수량 및 유량 특성에 대한 고찰 130제 6 장 결론 132참고 문헌 136
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