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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 권현한
- 발행연도
- 2023
- 저작권
- 세종대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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기후변화로 인해 우리나라의 총강수량은 증가할 것으로 전망되지만 기후변동성 증가에 따라 연간 강수량의 계절적, 지역적 편차 또한 커짐으로 수자원 관리에 어려움이 따르며 이로 인해 가뭄위험도 또한 증대될 것으로 예상된다. 가뭄은 발생 시점에서 해갈까지의 지속기간과 해당 기간의 강수부족량 모두가 가뭄의 규모를 측정하는 데 중요한 요소이며 가뭄 지속기간과 심도는 상관성이 크므로 이를 고려한 이변량 빈도해석을 수행하는 것이 가뭄위험도 평가 측면에서 유리하다. 수문변량의 통계적 속성이 일정하게 유지되는 정상성의 가정은 기존 빈도해석 방법의 핵심이 되지만, 최근 기후변화로 인해 수문기상인자의 특성에 변화가 발생하기 때문에 극치사상의 발생 확률 추정에 정확성을 높이기 위해서는 비정상성의 고려가 필요하다. 한편, 자료의 비정상성을 평가하는 데 짧은 기록을 갖는 지점 자료로부터 변화 추세를 평가하기에는 무리가 있다. 이에 따라 지역빈도해석을 통해 자료를 확충함으로써 자료에 대한 신뢰성을 확보하는 것이 합리적이다.
본 연구에서는 가뭄의 지속기간과 심도 사이의 상호의존성을 고려하기 위해 이변량 Copula 함수 기반 이변량 가뭄 빈도해석을 도입하였으며, 비정상성을 고려하기 위해 두 가뭄변량의 확률분포 매개변수는 시간에 따른 스플라인 함수로 가정하였다. 또한, 계층적 Bayesian 모형 체계에서 지점 간 자료 통합 기법을 적용한 지역빈도해석을 구현하였다.
본 연구의 주된 목적은 가뭄의 비정상성을 고려한 지역빈도해석을 통해 재현기간 추정에서 과소·과대평가를 방지하고 자료 확충으로 불확실성을 감소시키는 것이다. 1973년∼2022년의 최근 50년간 강수량 자료를 이용하여 전국 대권역별 가뭄의 비정상성을 평가하였으며 이를 고려한 지역빈도해석을 통해 재현기간 평가 결과를 제시하였다. 가뭄의 변화 경향은 남부지방인 낙동강, 영산강·섬진강 유역에서 두드러지며 중부지방인 한강, 금강 유역에서는 상대적으로 큰 변동을 보이지 않다가 2010년대 이후 전국적인 가뭄 특성 변화가 심화된 것을 확인하였다. 최종적으로 지역빈도해석을 통해 지역 내 관측소의 같은 시점의 가뭄 사상에 대한 재현기간 평가 결과의 변동성 감소 효과를 도출하였다.
본 연구에서는 가뭄의 지속기간과 심도 사이의 상호의존성을 고려하기 위해 이변량 Copula 함수 기반 이변량 가뭄 빈도해석을 도입하였으며, 비정상성을 고려하기 위해 두 가뭄변량의 확률분포 매개변수는 시간에 따른 스플라인 함수로 가정하였다. 또한, 계층적 Bayesian 모형 체계에서 지점 간 자료 통합 기법을 적용한 지역빈도해석을 구현하였다.
본 연구의 주된 목적은 가뭄의 비정상성을 고려한 지역빈도해석을 통해 재현기간 추정에서 과소·과대평가를 방지하고 자료 확충으로 불확실성을 감소시키는 것이다. 1973년∼2022년의 최근 50년간 강수량 자료를 이용하여 전국 대권역별 가뭄의 비정상성을 평가하였으며 이를 고려한 지역빈도해석을 통해 재현기간 평가 결과를 제시하였다. 가뭄의 변화 경향은 남부지방인 낙동강, 영산강·섬진강 유역에서 두드러지며 중부지방인 한강, 금강 유역에서는 상대적으로 큰 변동을 보이지 않다가 2010년대 이후 전국적인 가뭄 특성 변화가 심화된 것을 확인하였다. 최종적으로 지역빈도해석을 통해 지역 내 관측소의 같은 시점의 가뭄 사상에 대한 재현기간 평가 결과의 변동성 감소 효과를 도출하였다.
목차
제 1 장 서론 11.1 연구배경 및 목적 11.2 연구동향 41.3 연구내용 및 범위 11제 2 장 Bayesian Copula 기반 이변량 빈도해석 방법 132.1 Copula 기반 가뭄 빈도해석 방법 142.2 Bayesian 추론 방법 242.3 비정상성 모형 구축 방법 322.4 정상성/비정상성 지점/지역빈도해석 모형 36제 3 장 대상유역 및 분석자료 533.1 연구대상유역의 강우자료 533.2 강수량 자료를 이용한 가뭄변량 산정 56제 4 장 정상성 모형을 이용한 가뭄 빈도해석 774.1 정상성 모형 매개변수 추정 774.2 지점 및 지역빈도해석 재현기간 평가 79제 5 장 비정상성(선형) 모형을 이용한 가뭄 빈도해석 845.1 비정상성(선형) 모형 매개변수 추정 845.2 가뭄 경향의 선형 변화 905.3 지점 및 지역빈도해석 재현기간 평가 99제 6 장 비정상성(스플라인) 모형을 이용한 가뭄 빈도해석 1136.1 비정상성(스플라인) 모형 매개변수 추정 1136.2 가뭄 경향의 스플라인 변화 1186.3 지점 및 지역빈도해석 재현기간 평가 129제 7 장 가뭄 재현기간 추정 기법 평가 1527.1 모형 적합성 평가 1527.2 모형 비교 및 재현기간 평가 157제 8 장 결론 및 고찰 172참고문헌 177부 록 187Abstract 285
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