Reflecting on the Framework for Teaching Practice: Insights from Practice-Based Teacher Education in Mathematics

권민성,Janne Fauskanger,Meghan Shaughnessy 대한수학교육학회 2024 수학교육학연구 Vol.34 No.3

일단위 표준강수지수의 누적 심도를 활용한 기상학적 가뭄 평가

권민성,전경수,황만하,김태웅 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.2

The study proposed new drought indices (SPI-S and SPIB-S) though utilizing the severity of standardized precipitation index (SPI) in order to improve efficiency of stepwise drought preparedness/response and communication. This study also evaluated the availability of the SPI-S and SPIB-S using drought records of the 2000s and their drought damages reported in the press. The results indicated that the SPI-S and SPIB-S were more efficient than the SPI as the severity of SPI-S and SPIB-S increases while a drought event progresses. Compared with the SPI and SPI1-S~12-S, at the time when the drought damage was reported in the press, the SPIB-S markedly decrease the ratio to indicate ‘Normal’ from 51.2% to 16.0%. Drought indices using severity of SPI are very useful not only for mitigating drought damage through stepwise drought preparedness/response but also for preventing confusion caused by change of drought intensity during drought duration. 본 연구에서는 가뭄에 대한 단계적인 대비 및 대응과 가뭄상황 전달의 효율성을 높일 수 있도록 표준강수지수의 심도를 활용하여 새로운 가뭄지수(SPI-S와 SPIB-S)를 제안하였다. 또한, 2000년대 발생한 대표적 가뭄사상과 언론에 보도된 가뭄피해 사례를 통해 제안된방법의 활용성을 평가하였다. SPI-S와 SPIB-S는 가뭄기간동안 단계적으로 가뭄등급이 높아져 가뭄에 대응하기 위한 지수로 SPI보다활용성이 높은 것을 확인하였으며, SPI 및 SPI1-S~12-S와 비교하여 가뭄피해 언론보도 시점에서 SPIB-S는 ‘Normal(가뭄이 아닌 상태)’ 상태를 나타내는 비율이 평균 51.2%에서 16.0%로 현저히 감소하였다. SPI 심도를 활용한 가뭄지수는 단계적인 가뭄 대비와 대응을 통해 가뭄피해를 경감시킬 수 있는 자료로 활용가능성이 높으며, 가뭄기간동안 가뭄단계의 변동으로 초래될 수 있는 혼란을 방지할수 있을 것이다.

RCP 기후변화 시나리오를 활용한 한반도 연최대 일강우 분석

권민성,이규민,전경수 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.1

This study analyzes daily rainfall within the Korean Peninsula under RCP scenario. To compare RCP scenarios with recent rainfall, atotal of 88 rainfall stations across Korean Peninsula, including 61 stations in South Korea and 27 in North Korea, with no missingdaily rainfall data from 1981 to 2010 (SP0) were selected, and the RCP scenario was separated into three periods: 2011-2040 (SP1),2041-2070 (SP2), and 2071-2100 (SP3). Comparisons between scenarios, and between the recent observed data (SP0) and each of theRCP scenarios were performed using the mean and maximum of the annual maximum daily rainfall for each period. The parametersof the Gumbel distribution at each station for the observed SP0 period were estimated by using a probability weighted momentmethod. Using these parameters, the return period was estimated for the maximum rainfall in the RCP scenario for each period. Across all scenarios and in all periods, more rainfall stations registered an increase in the maximum rainfall than in the mean rainfall,and North Korea has much higher rates of increases in the mean rainfall than does South Korea. Ratios of rainfall stations with areturn Period over 300-year in SP1, SP2, and SP3 are 14%, 28% and 35%, and ratios of rainfall stations with a return period over1,000-year among those are especially high: SP1 64%, SP2 63% and SP3 69%. 본 연구에서는 RCP 시나리오에서 제공하는 한반도 일강우 자료를 분석하고, 현재 기준의 강우 분포형에 시나리오 연최대 일강우를 적용하여 재현기간을 산정함으로써 기후변화 시나리오에서 예측하는 극한 강우의 정도를 확인하였다. RCP 시나리오와 최근 강우를 비교하기 위해 1981~2010년(SP0)까지 결측자료가 없는 일강우를 보유한 남한 61개, 북한 27개 (총 88개)의 강우관측소를 분석 대상 강우관측소로 선정하였고, RCP 시나리오의 구간을 2011~2040년(SP1), 2041~2070년(SP2), 2071~2100년(SP3) 세 구간으로 구분하였다. 구간별 연최대 일강우의 평균과 최대치를 이용하여 RCP 시나리오 간 비교 및 최근 관측자료 (SP0)와 RCP 시나리오를 비교하였다. 또한 SP0 구간의 지점별 Gumbel 분포의 매개변수를 확률가중모멘트법으로 산정하고 이를 이용하여 RCP 시나리오의 구간별 최대치의재현기간을 산정하였다. 모든 시나리오와 구간에서 평균이 증가하는 지점보다 최대치가 증가하는 지점이 많으며, 북한이 남한보다 평균이 증가하는 지점의 비율이 높게 나타났다. 구간 최대치의 재현기간이 300년 이상인 지점의 비율은 SP1 14%, SP2 28%, SP3 35%이고, 특히 300년 이상 재현기간 중 1,000년 이상의 재현기간 비율이 SP1 64%, SP2 63%, SP3 69%로 매우 높게 나타났다.

레이저 스펙클 기반 내시경타입 변위 측정 센서

권민성,김의한,주철민 한국비파괴검사학회 2020 한국비파괴검사학회지 Vol.40 No.5

This study proposes a displacement measurement technique using optical fiber bundles and laser speckle images. The two-dimensional displacement of the speckle pattern was quantitatively measured by applying a two-dimensional cross-correlation analysis method to the laser speckle pattern images according to the specimen movement on the precision micro stage. By comparing and analyzing the actual displacement of the precision micro-stage, a high correlation of 0.99 was obtained. This endoscopic based sensor, which can be miniaturized less than 1mm of a diameter, can be employed to a detection probe accessible to very confined areas, such as cracks in the specimen. Furthermore, it has the potential to be applied as a contactless strain sensor in environments where human or complex optics are not accessible. 본 연구는 광섬유 다발과 레이저 스펙클 영상을 이용한 변위 측정 기술을 제안한다. 정밀 마이크로 스테이지 위 시편 이동에 따른 레이저 스펙클 패턴 영상에 대해 2차원 상관관계 분석법을 적용하여 스펙클 패턴의 2차원적인 변위를 정량적으로 측정하였다. 정밀 마이크로 스테이지의 실제 변위와 비교 분석한 결과, 0.99의 높은 상관관계를 지녀 개발된 센서의 민감도를 검증하였다. 최소 1mm 이하의 직경까지 소형화가 가능한 본 내시경 기반 센서는 시편 내 균열과 같은 매우 제한된 측정 영역에 접근 가능한 탐지 프로브로 응용할 수 있다. 또한 인간이 접근하기 어렵거나 복잡한 광학계가 적용되기 어려운 환경에서 비접촉식 변형률 센서로 활용할 수 있는 잠재력을 지닌다.

농업용 저수지, 선행토양함수조건 및 Huff 시간 분포가 유역의 첨두홍수량에 미치는 영향 분석

권민성,안재현,전경수,김태웅,Kwon, Minsung,Ahn, Jae-Hyun,Jun, Kyung Soo,Kim, Tae-Woong 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.5

This study analyzed the effect of irrigation reservoirs, antecedent soil moisture conditions (AMC) and Huff time distribution on peak discharge using Monte Carlo simulation. The peak discharge was estimated for four different cases in combination of irrigation reservoir capacity, AMC, and Huff time distribution. Applying 100% reservoir capacity or AMC-III, the peak discharges corresponding return periods of 50~300 years were overestimated by 25~30% compared to those of cases that considered the probability of occurrence for individual condition. Applying the 3rd quantile huff distribution, the peak discharges were overestimated by 5% over the peak discharge that considered the probability of occurrence. The overall results indicated that the effect on the peak flood of Huff distribution was less than AMC and reservoir storage.

표준강수지수와 강수 부족량을 이용한 이변량 가뭄빈도해석: 한강유역을 중심으로

권민성,성장현,김태웅,안재현 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.10

This study evaluated drought severity by bivariate frequency analysis using drought magnitude and precipitation deficit. A drought event was defined by Standardized Precipitation Index (SPI) and the precipitation deficit was estimated using reference precipitation corresponding to the SPI -1. In previous studies, drought magnitude and duration were used for bivariate frequency analysis. However, since these two variables have a largely linear relationship, extensibility of drought information is not great compared to the univariate frequency analysis for each variable. In the case of drought in 2015, return periods of ‘drought magnitude-precipitation deficit’ in the Seoul, Yangpyeong, and Chungju indicated severe drought over 300 years. However, the result of ‘drought magnitude-duration’ showed a significant difference by evaluating the return period of about 10, 50, and 50 years. Although a drought including the rainy season was seriously lacking in precipitation, drought magnitude did not adequately represent the severity of the absolute lack of precipitation. This showed that there is a limit to expressing the actual severity of drought. The results of frequency analysis for ‘drought magnitude- precipitation deficit’ include the absolute deficit of precipitation information, so which could consider being a useful indicator to cope with drought. 본 연구에서는 표준강수지수를 이용하여 가뭄사상을 정의하고, 가뭄심도와 부족 강수량을 대상으로 이변량 가뭄빈도해석을 수행하였다. 부족강수량은 표준강수지수의 가뭄기준인 -1에 해당하는 강수량을 기준으로 산정하였다. 지금까지 연구에서 가뭄지수의 심도와 지속기간 이용한 빈도해석을 통한 가뭄의 평가가 주를 이루었다. 하지만 이 두 변량은 선형적인 관계가 매우 높아 각 변량에 대한 단변량 빈도해석과 비교하여 정보의 확장성은 크지 않다. 2015년 가뭄의 경우, 서울, 양평, 충주지점의 ‘가뭄심도-부족 강수량’량의 재현기간은 모두 300년 이상의 극심한 가뭄을 나타내고 있지만, ‘가뭄심도-지속기간’에서는 재현기간을 약 10년, 50년, 50년으로 평가하여 큰 차이를 나타냈다. 우기를 포함한 가뭄은 강수량 부족이 심각할지라도 가뭄심도는 가뭄을 상대적으로 낮게 평가할 수 있어 실제 가뭄의 심각성을 나타내는데 한계가 있었다. ‘가뭄심도-부족 강수량’ 빈도해석 결과는 강수량의 절대적인 부족량 정보를 함께 포함하고 있어, 가뭄에 대응하기 위한 지표로 활용성이 높을 것으로 판단된다.

북한의 수력발전댐 개발 가능지점 분석

권민성,안재현,Gwon, Min-Seong,An, Jae-Hyeon 한국수자원학회 2018 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.51 No.10

북한지역 수력발전댐 개발가능지점에 대한 연간가능발생전력량 분석 및 개발 우선순위 평가

권민성,김태웅,안재현 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.10

In North Korea, hydropower which occupies about 63% of power generation is a major electric power source, and North Korea has many advantages in the geographical for developing hydroelectric power. In this study, Information on the basin and dam capacity for 33 potential development site of hydroelectric dam was analyzed using DEM, and potential annual power generation was estimated by applying results of long-term runoff simulation with MWSWAT model for recent 30-year. The potential annual power generation at 33 dam was estimated to be about 28% of the current hydroelectric power in North Korea. In addition, a priority of dam development in each province was assessed by estimating the scale of an industry and prospecting the population change in the future. And a priority for dam development within the province was estimated based on the dam capacity and the potential annual power generation. The priority of each province was ranked in order of Pyeongannamdo, Hamgyungnamdo, Hamgyungbukdo, Hwanghaebukdo, Pyeonganbukdo, Jagangdo, Ryanggangdo, Hwanghaenamdo, and Gangwondo. The results of this study can be used as an initial review data for advancing to hydropower development project in North Korea. 북한은 수력발전이 전체 발전량의 약 63%를 차지할 만큼 비중이 높고, 지리적으로 수력발전 개발에 많은 이점을 가지고 있다. 본 연구에서는 33개의 북한 댐개발 가능지점에 대해 DEM자료를 이용하여 유역분석 및 저수량을 산정하고, MWSWAT 모델을 이용한 30년간의 장기유출 분석 결과를 적용하여 연간가능발생전력량을 추정하였다. 33개 지점의 연간가능발생전력량은 현재 북한 수력발전량의 약 28% 수준으로 평가되었다. 또한 도별 공업지구 규모를 추정하고, 장래 인구 변동을 전망하여 도별 댐개발 우선순위를 선정하고, 저수량과 연간가능발생전력량을 기초로 도내 댐개발 우선선위를 선정하였다. 도별 우선순위는 평안남도, 함경남도, 함경북도, 황해북도, 평안북도, 자강도, 량강도, 황해남도, 강원도 순으로 나타났다. 본 연구의 결과는 북한지역의 수력발전댐 개발사업의 진출을 위한 초기 검토 자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

댐 유입량의 불확실성을 고려한 저수량의 확률론적 예측

권민성,박동혁,전경수,김태웅 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.7

가뭄의 피해를 줄이기 위해서는 시기적절한 용수관리와 지역주민의 절수 유도가 필요하며, 이를 위해서는 가뭄의 현황 및 전망에 대한 정보가 무 엇보다 중요하다. 특히 생·공용수를 공급하는 다목적댐의 경우 저수량에 대한 향후 전망은 용수관리를 위한 가장 중요한 정보이다. 이에 본 연구에 서는 핵밀도함수를 활용하여 유입량의 불확실성을 고려한 확률론적 저수량 예측 모형을 구축하고, 그 적용성과 활용성을 분석하였다. 확률론적 저 수량 예측 모형은 현재의 저수량을 기준으로 시간의 변화에 따른 저수량을 확률적으로 예측할 수 있다. 이를 통해 현재의 가뭄상황에서 향후 저수 량의 변화 양상을 파악하여 중장기적인 대응이 가능하고 특정시점의 목표 저수량을 달성하기 위한 용수 비축량을 산정할 수 있어 용수관리에 관한 의사결정을 위한 도구로 활용이 가능할 것으로 판단된다. The well-timed water management is required to reduce drought damages. It is also necessary to induce residents in drought-affected areas to save water. Information on future storage is important in managing water resources based on the current and future states of drought. This study employed a kernel function to develop a probabilistic model for predicting dam storage considering inflow uncertainty. This study also investigated the application of the proposed probabilistic model during the extreme drought. This model can predict a probability of temporal variation of storage. Moreover, the model can be used to make a long-term plan since it can identify a temporal change of storage and estimate a required reserving volume of water to achieve the target storage.

일 단위 강수량의 누적 패턴을 이용한 가뭄지수 개발 및 적용

권민성,박동혁,전경수,김태웅,Kwon, Minsung,Park, Dong-Hyeok,Jun, Kyung Soo,Kim, Tae-Woong 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.1

This study proposed a new drought index considering the accumulative pattern of daily rainfall, i.e., Rainfall Accumulation Drought Index (RADI). The RADI can be easily calculated at daily scale by comparing the long-term averaged cumulative rainfall to the observed cumulative rainfall for a specific duration. This study evaluated the availability of the RADI in the field of monitoring short-term and long-term droughts by investigating the spatial and temporal variability and the recurrence cycle of drought in South Korea. To present the short-term and long-term droughts, the various SPIs with different durations should be used in practice. However, the RADI can present and monitor both short-term and long-term droughts as a single index. By investigating the national average of the RADI, specific drought patterns of 20-year cycle were identified in this study. This study also proposed a five-level drought classification considering occurrence probability that would be a suitable alternative as a drought criterion for drought forecast/response.