풍하중 산정용 재현기간 및 풍압산정 기준 비교

정승현 ( Seunghyeon Jung ),이현우 ( Hyunwoo Lee ),이종원 ( Jongwon Lee ),나욱호 ( Wookho Na ),이시영 ( Siyoung Lee ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

현재 우리나라의 온실설계에 있어 명확한 기준이 필요한 상황이다. 이러한 설계 기준의 확립은 시설전문기관 간 구조해석결과를 동일하게 가져올 것이며 상호 간 해석을 비교함에 있어 타당한 근거로써 작용 될 수 있기 때문이다. 또한 대규모 시설원예 단지 조성 시 필요한 다양한 형태의 원예시설에 대한 구조안전 자료로써 널리 활용될 것으로 기대한다. 본 연구에서는 우리나라 온실구조 설계기준을 작성하는데 필요한 자료를 제공하기 위하여 주요 국가들의 온실설계기준에서 제시되고 있는 풍하중 산정을 위한 풍압력 계산식을 비교분석하였다. 또한 우리나라 온실의 경제적인 구조설계를 위한 풍하중을 산정하는데 필요한 재현기간을 결정하기 위하여 각국에서 온실의 풍하중 산정을 위해 적용하고 있는 재현기간들을 비교 분석하였다. 유럽기준에서는 온실의 종류를 피복재가 골조재의 변위를 허용하지 않는 온실과 허용하는 온실로 나누고 최소재현기간을 제시하여 설계 시 적용할 재현기간을 결정하도록 한 것이 특징적이다. 미국에서는 학교 등 군중이 밀집된 곳에 설치될 온실, 상업용 온실, 비태풍 지역과 태풍 지역에 설치될 재배용 온실로 나누고 각각의 재현기간을 제시하고 있다. 일반적인 재배용 온실은 25년의 재현기간을 사용하도록 되어 있다. 일본에서는 내용연수 10년과 15년의 플라스틱온실과 유리온실로 나누고 소규모 온실에는 각각 15년, 22년 및 30년을 제시하고 대규모 온실에는 각각 30년 43년 및 57년을 제시하고 있다. 온실종류 및 규모별로 다양하게 재현기간을 제시하고 있는 것이 특징이다. 우리나라는 농업용 고정식 온실에 대하여 22년의 재현기간만을 제시하고 내용연수를 15년으로 제한한 것이 특징이다. 4개국의 온실설계기준에서 제시된 재현기간을 비교분석한 결과 우리나라의 경우 온실의 종류가 다양하기 때문에 다양한 온실종류별로 재현기간을 제시할 필요가 있으며, 최소재현기간보다는 직접 적용이 가능한 재현기간을 제시할 필요가 있다고 판단된다. 따라서 소형터널, 플라스틱온실, 유리온실 등으로 세분화하고 상업용 온실을 포함할지에 대해서는 더 자세한 검토가 필요하다. 또한 본 연구에서는 재현기간 결정시 필요한 풍압력 산정식과 산정 시 고려되는 인자 및 산정결과를 비교하였다. 외국의 풍압력산정기준을 비교한 결과 가장 영향이 큰 인자는 풍속의 높이별 환산계수로 나타났고 국가별로도 차이가 큰 것으로 나타났다. 높이환산계수가 큰 값이 적용될 경우 온실의 과다설계 우려가 있으므로 온실설치지역에 적절히 적용될 높이환산계수가 새롭게 결정될 필요가 있음을 판단하였다. 현재 계화도 간척지에서 높이별 풍속값을 측정중이며 이에 대한 분석 또한 동시에 진행하고 있는 중이다.

강우자료의 비정상성을 고려한 재현기간 변화에 관한 연구

신홍준,안현준,허준행 한국수자원학회 2014 한국수자원학회논문집 Vol.47 No.5

본 연구에서는 초과확률 또는 비초과확률이 시간에 따라 변화한다는 비정상성을 가정하여 재현기간 산정에 대한 연구를 수행하였다. 비정상성을 고려한 2가지 재현기간 산정 방법에 대해 검토하고 비정상성 Gumbel 모형을 이용한 빈도해석을 수행하여 초과확률 및 비초과확률을 구한 뒤 비정상성을 고려한 재현기간 정의에 따른 우리나라 재현기간의 변화에 대해서 살펴보았다. 적용 대상으로는 자료기간 30년 이상을 보유하면서 일 강우 자료의 경향성이 나타나는 서귀포, 인제, 제천, 구미, 문경, 거창 등 6개 지점을 선정하였다. 적용결과 비정상성을 고려한 재현기간 산정 시 기존의 재현기간 산정 방법과는 재현기간이 다르게 산정됨을 알 수 있었고, 재현기간이 커질수록 정상성 가정하의 재현기간과 비정상성 가정하의 재현기간 값의 차이가 더 커지는 것으로 나타났다. 또한 비정상성을 고려한 재현기간의 2가지 정의 중 기대 대기시간(expected waiting time) 정의에 의한 방법이 기대 초과사상 수(expected number of exceedance event) 정의에 의한 방법 보다 작은 재현기간이 산정 되었다. This research focuses on the changes of return period for nonstationary rainfall data in which exceedance or nonexceedance probability varies depending on time. We examined two definitions of return period under nonstationarity and also performed nonstationary frequency analysis using the nonstationary Gumbel model to investigate variations of return period in Korea. Seogwipo, Inje, Jecheon, Gumi, Mungyeong, and Geochang were selected as subject sites of application. These sites have a trend in rainfall data as well as having more than 30 years data. As the results of application, the return periods considering nonstationarity are different with those considering stationarity. The differences of return periods between nonstationarity and stationarity increase as growing return period increases. In addition, the return period using the expected waiting time method shows lower value than that using the expected number of event method.

설계기준 변경에 따른 유출계수 추정 - 공원을 중심으로 -

김태균,김태진,이보림 한국습지학회 2016 한국습지학회지 Vol.18 No.3

합리식은 유역 면적, 강우강도와 토지이용 또는 표면형태에 따라 결정되는 일정한 범위의 유출계수로 이루어져있다. 2011년에 개정된 하수도시설기준에서는 5~10년 재현기간의 설계홍수량을 증가하기 위해 재현기간을 10~30년으로 조정하였다. Ponce, ASCE 등은 재현기간(강우강도)이 클수록 큰 유출계수를 적용할 것을 제시하고 있으나, 재현기간의 상향조정에 따른 유출계수의 증가에 대하여서는 현재 조정되지 않은 상태이다. 본 연구에서는 토지이용 및 표면형태에 많은 차이를 보이는 공원을 대상으로 불투수면적비 변화와 설계확률년수 조정에 따른 유출계수를 추정하고자 한다. 첫째, 20개 도시에서 무작위로 선정된 1,004개 공원을 대상으로 표면형태별 면적비를 구하여 유출계수를 추정하였다. 둘째, 재현기간 조정에 대한 영향은 재현기간 10년에 대한 30년의 유출계수비를 69개 기상관측소 지점에 대하여 지속기간별로 구하였다. 이에 따라, 표면형태의 차이와 재현기간 조정을 고려한 재현기간 10~30년 에 대한, 공원의 유출계수는 0.43~0.54의 범위를 가지는 것으로 나타났으며, 지역적 편차와 지속기간별 편차는 크지 않는 것으로 나타났다. The rational method is formed area, rainfall intensity and runoff coefficient that is representation of land use or surface type. A runoff coefficient is a range for a each surface conditions. Drainage Sewer Design Guideline revised at 2011 proposes return periods 10~30 year instead of 5~10 year for increasing design flood. Ponce and ASCE refer higher values of runoff coefficient require for higher values of rainfall intensity and return period, therefore runoff coefficient had to be corrected but not. In case of park, land use and surface type are different from Korea and U.S, so impervious area ratio is different. The runoff coefficient for park is estimated considering with impervious area ratio and return period. 1,004's parks in 20 cities are randomly selected for impervious area ratio and runoff coefficient is estimated. And a proportion of 30 year return period runoff coefficient to 10 year return period with rainfall duration is calculated for 69 weather stations. The estimated runoff coefficient is 0.43~0.54 for return period 10~30 year and the difference of region and rainfall duration is not significant.

한강유역 산지소하천의 돌발홍수 재현기간 산정 및 평가

김화연,김정배,배덕효 한국수자원학회 2019 한국수자원학회논문집 Vol.52 No.4

The objectives of this study are to estimate the return period of flash flood and evaluate its appropriateness based on the actual observation events for small mountainous watersheds in the Han River basin. For these goals, Flash Flood Guidance (FFG) was estimated from 1-hr duration Threshold Runoff (TR) and Saturation Deficit (SD) of soil moisture which was derived from Sejong University Rainfall Runoff (SURR) model. Then, the return period of flash flood was calculated by comparing the rainfall quantile to the 1-hr duration rainfall that exceeded the FFG during the past period (2002-2010). Moreover, the appropriateness of the estimated return period of flash flood was evaluated by using the observation events from 2011 to 2016. The results of the return period of flash flood ranged from 1.1 to 19.9 years with a mean and a standard deviation of 1.6 and 1.1 years, respectively. Also, the result of the appropriateness indicated that 83% of the return periods derived from observation events were within the return period of flash flood range. Therefore, the estimated return period of flash flood could be considered as highly appropriate. 본 연구에서는 한강유역 산지소하천 미세소유역별 돌발홍수 재현기간을 산정하고, 돌발홍수 실사례를 활용하여 적합성을 평가하였다. 이를 위해 1시간 지속기간의 한계유출량과 SURR 모형으로 모의한 토양포화미흡량으로부터 돌발홍수능을 산정하였다. 이후 돌발홍수능을 초과한 과거 집중호우 사상(2002∼2010년)의 강우량과 재현기간별 유역평균확률강우량을 비교하여 미세소유역별 돌발홍수 재현기간을 산정하였다. 또한, 돌발홍수 실사례(2011∼2016년) 강수량으로부터 추정된 재현기간을 활용하여 적합성을 평가하였다. 돌발홍수 재현기간 산정결과 평균은 1.6년, 표준편차는 1.1로 산정되었으며, 1.1∼19.9년 범위로 나타났다. 적합성 평가결과 돌발홍수 사례별 추정된 재현기간의 83%가 돌발홍수 재현기간 범위 이내로 나타났다. 본 연구에서 산정한 돌발홍수 재현기간의 적합성은 높은 것으로 판단된다.

우리나라의 재현기간별 일 최고기온 극값 변화 및 미래 전망에 관한 연구

박미나,최영은 국토지리학회 2020 국토지리학회지 Vol.54 No.1

본 연구는 14개 기상관측지점, 고해상도 격자형 관측 자료 기반 행정구역, RCP 시나리오 기반 미래 전망 기온 자료를 이용하여 우리나라의 재현기간별 일 최고기온 극값의 규모를 산출하고, 변화 경향과 미래 전망을 파악하였다. 관측 자료의 분석기간은 최근 65년(1954~2018년)이고, 미래 전망은 2000년부터 2100년까지 101년이다. 우리나라 평균 5, 20, 50년 재현기간 일 최고기온 극값은 각각 35.5°C, 36.2°C, 36.4°C로 나타났다. 서울, 대구와 같은 내륙 지역에서는 5년 재현기간 일 최고기온 극값이36°C 이상으로 매우 높다. 울릉도, 목포와 같은 해안과 도서 지역에서는 50년 재현기간에서도 해양의 영향으로 일 최고기온극값이 37°C 이하로 나타나서 내륙 지역에 비해 낮지만 여전히 높다. 우리나라 5, 20, 50년 재현기간 일 최고기온 극값은0.09°C/10년, 0.17°C/10년, 0.21°C/10년씩 각각 유의하게 상승하였다. 미래 일 최고기온 극값도 RCP2.6, 8.5 시나리오에서 모두상승 경향이 유의하게 나타났다. 특히 RCP8.5 시나리오에서 상승 폭이 크게 나타나, 먼 미래에 울릉도, 목포, 여수, 제주를 포함한 남해안 및 도서 지역을 제외한 나머지 지역에서 40°C 이상의 일 최고기온 극값이 5년 재현주기로 발생할 것으로 전망된다. The purpose of this study was to examine changes and future projections of the highest daily maximum temperature by return periods in the Republic of Korea(ROK) using data from 14 weather stations and RCP(Representative Concentration Pathway) scenarios. The average highest daily maximum temperatures for 5-, 20-, 50-year return periods for ROK were 35.5°C, 36.2°C, 36.4°C, respectively, showing greater in the inland areas such as Seoul and Daegu than in the coastal areas and islands such as Ulleung and Mokpo. The average magnitude of the highest daily maximum temperatures by 5-, 20-, 50-year return periods have significantly increased by 0.09°C, 0.17°C, 0.21°C per decade, respectively. Based on the RCP2.6 and 8.5 scenarios, the future highest daily maximum temperatures by 5-, 20-, 50-year return periods were projected to be significantly increased. In RCP8.5 scenarios, the increasing rates were greater in the most of areas except for the southern coastal and island areas such as Ulleung, Mokpo, Yeosu, and Jeju showing that highest daily maximum temperatures with 40°C or higher were projected to occur the 5-year return period in late 21st century.

독립호우사상의 확률론적 해석 : 2. 호우사상의 재현기간

유철상,박민규 한국방재학회 2011 한국방재학회논문집 Vol.11 No.2

본 연구에서는 이변량 극치분포를 이용하여 연최대치 호우사상을 평가하였다. 이를 위해 특정 재현기간을 가지는 호우사상의 강우량을 비동시결합 재현기간, 동시결합 재현기간 그리고 구간조건부 결합재현기간의 세 가지를 이용하여 산정하였다. 이때, 결합재현기간별 호우사상의 값의 크기가 서로 다르게 산정되는 이유를 이변량 분포의 확률특성을 보여주는 사분면을 이용하여 설명하였다. 호우지속기간 24시간인 경우에 동시결합재현기간을 이용하여 산정한 확률강우량은 전통적인 방법으로 얻어진 강우지속기간 24시간의 확률강우량과 유사하게 나타났다. 이러한 결과는 전통적인 강우빈도해석의 제약사항을 극복하는데 도움이 될 것으로 보여진다. 이변량 빈도해석으로 얻어진 확률호우사상은 저류시설물의 계획시 통계적으로 보다 유용하면서도 간단한 설계호우사상을 제공할 수 있을 것으로 보여진다. In this study, annual maximum storm events are evaluated by applying the bivariate extremal distribution. Rainfall quantiles of probabilistic storm event are calculated using OR case joint return period, AND case joint return period and interval conditional joint return period. The difference between each of three joint return periods was explained by the quadrant which shows probability calculation concept in the bivariate frequency analysis. Rainfall quantiles under AND case joint return periods are similar to rainfall depths in the univariate frequency analysis. The probabilistic storm events overcome the primary limitation of conventional univariate frequency analysis. The application of these storm event analysis provides a simple, statistically efficient means of characterizing frequency of extreme storm event.

호우사상의 크기순서에 대한 고찰

박민규,박무종,김형수,Park. Min-Kyu,Park. Moo-Jong,Kim. Hung-Soo 한국방재학회 2011 한국방재학회논문집 Vol.11 No.5

본 연구에서는 이변량 빈도해석을 이용하여 호우사상에 재현기간을 부여할 때 나타나는 특성을 고찰하였다. 호우사상은 서로 상반된 성격의 구성요소들을 가지고 있어 다른 호우사상과 규모를 비교하는 것이 쉽지 않다. 이는 호우사상의 분석결과를 수문학적 설계에서 활용하는데 어려움을 주는 요인이 되고 있다. 이변량 빈도해석은 이러한 문제를 해결하는데 도움이 될 수 있으나 대상변량 및 결합재현기간의 선택에 따라 그 해석결과가 크게 달라질 수 있으므로 주의가 필요하다. 본 연구에서 이변량 빈도해석 결과에 따라 실제 관측된 호우사상을 크기순서대로 나열할 때 나타나는 특성을 살펴보았다. 그 결과 지속기간이나 조건부재현기간을 적용하는 것은 호우사상의 재현기간 규모를 판단하는데 왜곡된 결과를 줄 수 있는 것으로 검토되었다. 평균강우강도만이 강조되어 크기순위가 결정되기 때문이다. 바람직한 적용방법은 대상변량으로 총강우량과 평균강우강도를 선택하고 결합재현기간을 적용하는 것으로 나타났다. In this study, the return periods of storm event is investigated using bivariate frequency analysis. Ranking storm events is known to be very ambiguous due to contradictory characteristics of storm events components. This make it difficult to use storm event analysis in the hydrologic design. Bivariate frequency analysis of storm events is helpful to deal with ranking storm events, the caution is needed to select bivariate variables and choice appropriate joint return periods. Storm duration or conditional joint return periods adversely affect the decision of magnitude order for storm events. Only mean rainfall intensity is major factor in this case. It is useful for a appropriate ranking of storm events to select total depth and mean intensity of storm events and to use AND joint return periods.

기상청 1-km 해상도 RCP 시나리오에 따른 가뭄심도-지속기간-재현기간 분석

박명우,심현준,박윤경,김상단 한국방재학회 2015 한국방재학회논문집 Vol.15 No.3

본 연구에서는 현재 및 미래기후에서의 가뭄심도-지속기간-재현기간 곡선의 비교를 통하여 극한 가뭄사상에 대한 기후변화의 영향을살펴보았다. 미래기후는 기상청 미래자료 중에서 남한상세 1-km 해상도자료를 이용하였으며, 적용된 기후시나리오는 RCP 2.6, 4.5, 6.0, 8.5이다. 분석 결과 RCP 2.6. 4.5는 대체적으로 미래 가뭄이 현재보다 더 심해지며 RCP 6.0은 현재보다 미래의 가뭄이 더 약해지고 RCP 8.5은 미래 가뭄이 현재와 비슷한 양상을 보임을 알 수 있었다. In this study, the impact of climate change on extreme drought events is investigated by comparing drought severity-duration-frequency curves under present and future climate conditions. In our climate-change impact experiments, the future climate is based on South Korea-detailed 1-km resolution data of Korea Meteorological Administration(KMA) future climate information. RCP 2.6, 4.5, 6.0 and 8.5 are applied as future climate scenarios. As a result, future drought events under RCP 2.6 and 4.5 are generally worse than the present, future drought events from RCP 6.0 are weaker, and future drought under RCP 8.5 is similar to the present drought as a whole.

가뭄심도-지속기간-빈도해석을 통한 우리나라 가뭄의 공간분포 분석

김대하,유철상 한국수자원학회 2006 한국수자원학회논문집 Vol.39 No.9

본 연구에서는 구형펄스모형을 이용한 가뭄심도-지속기간-생기빈도 해석 방법을 적용하여 전국 59개 지점에 대한 분석을 수행하고, 이를 통해 남한전체 가뭄심도의 공간분포를 특성화하였다. 먼저 일정재현기간에 대해 가뭄심도는 대체적으로 남부지방에서 크게 나타남을 확인할 수 있었다. 구형펄스의 중첩을 고려하는 경우와 고려하지 않는 경우 모두에 대해 이러한 경향은 일관되게 나타났으며 지속기간이 증가하더라도 남부지방의 가뭄 심도는 타 지역에 비해 여전히 큰 것으로 This study adopted the Rectangular Pulses Poisson Process Model for the drought severity-duration-frequency analysis to characterize the spatial pattern of drought over the Korean peninsula using the rainfall data of the 59 rain gauge stations. First of a

극치파고분포의 모수 불확실성에 따른 설계파고의 불확실성 및 피복재의 파괴확률 해석

이철응(Lee, Cheol-Eung) 한국해안해양공학회 2010 한국해안해양공학회 논문집 Vol.22 No.2

재현기간에 따른 설계파고 산정시 Gumbel 극치분포함수의 축척모수와 위치모수를 확률변수로 고려할 수 있는 Monte-Carlo 모의법을 제안하였다. 축척모수의 불확실성의 정도에 따라 설계파고의 불확실성의 정도가 결정되며 그 분포형태는 Gumbel 분포함수를 따른다. 또한 내용년수에 해당하는 최대 유의파고 분포특성을 이용하여 재현기간에 따른 설계파고를 산정하는 경우에 더 많은 불확실성이 포함된다. 한편 피복재의 파괴모드에 대한 신뢰성 해석을 수행하여 설계파고의 불확실성에 대한 영향을 검토하였다. 설계파고의 불확실성을 고려하는 방법에 따라 재현기간 50년 동안 5% 피해수준에 해당하는 파괴확률을 산정하여 비교하였다. 설계파고의 불확실성이 년 최대 유의파고자료의 불확실성과 같다고 가정하면 파괴확률이 넓은 범위에 걸쳐서 산정된다. A Monte-Carlo simulation method is proposed which can take uncertainties of scale and location parameters of Gumbel distribution into account straightforwardly in evaluating significant design wave heights with respect to return periods. The uncertainties of design wave heights may directly depend on the amounts of uncertainties of scale parameter and those distributions may be followed by Gumbel distribution. In case of that the expected values of maximum significant wave height during lifetime of structures are considered to be the design wave heights, more uncertainties are happened than in those evaluated according to return periods with encounter probability concepts. In addition, reliability analyses on the armor units are carried out to investigate into the effects of the uncertainties of design wave heights on the probability of failure. The failure probabilities of armor units to 5% damage level for 50 return periods are evaluated and compared according to the methods of taking uncertainties of design wave heights into account. It is found that the probabilities of failure may be distributed into wide ranges of bounds when the uncertainties of design wave heights are assumed to be same as those of annual maximum significant wave heights.