강우 빈도와 마코프 연쇄의 상태모형에 의한 일 강우량 모의 (Daily Rainlall Simulation by Rainlall Frequency and State Model of Markov Chain)

서지정보

· 발행기관 : 한국습지학회
· 수록지 정보 : 한국습지학회지 / 5권 / 2호 / 1 ~ 13페이지
· 저자명 : 정영훈, 김병식, 김형수, 심명필

초록

수문설계 및 수자원분야에서 가장 기본적인 자료 중 하나는 강우자료이며, 이는 특히 홍 수해석에 있어 매우 중요하다. 또한 우리나라 대부분의 강우량은 홍수기에 집중되어 항상 홍수 피해의 잠재성을 가지고 있어 홍수해석을 위한 단기 유출분석이나 수위-유량곡선등에 대하여 많은 연구를 수행하여 왔다. 반면에 비홍수기의 적은 강우량에 대한 갈수시의 분석 은 홍수기에 대한 연구에 비해 많은 연구가 이루어지지 않았는데, 가장 큰 이유 중 하나는 미흡한 일강우량 자료 때문이다. 이러한 문제를 해결하기 위한 한 방법은 강우모의를 통하 - 2 - 여 일강우량 자료를 확보하는 것이라 할 수 있을 것이다. 강우를 모의하는 연구는 마코프 연쇄(Markov Chain)모형과 교대재생과정(Alternating Renewal Process)모형, 포아슨 과정 (Poisson Process)모형을 이용하여 강우계열을 모의 발생시키는 것으로 나눌 수 있다. 마코 프 연쇄모형과 교대재생과정모형은 일 단위의 강우계열 해석에 주로 이용되고 있으며, 최근 1시간 단위 미만의 강우계열해석은 포아슨 모형을 이용한 해석방법이 이용되고 있다. 국내 의 경우 건조와 습윤일 및 강우량의 모의발생에 관한 연구가 활발히 진행되어 왔는데, 이재 준(1987)은 한강, 금강 및 섬진강 등 43개 유역과 7개 관측소에 대하여 교대재생과정과 상 태-2 마코프 연쇄모형을 이용해 강우발생과정을 다루었고, 강관원 등(1994)은 강우량에 대 한 상태별 강우량의 변화를 천이확률인 상태공간을 추정하여 상태30의 마코프 연쇄모형을 구축하였으며, 한국수자원공사(1999)는 상태102, 상태30, 상태25, 상태30-1, 상태30-2, 상 태35, 상태40등 총 8가지의 경우에 대하여 마코프 연쇄모형의 적용을 위한 상태공간을 구축 하였다. 김병식(1999)은 상태30, 송태정(2001)은 상태35를 마코프 연쇄모형에 적용하였다. 현재까지 상태공간 구축에 있어서 하나의 상태공간으로 홍수기와 비홍수기를 합쳐 마코프 연쇄모형에 적용하였으며, 구간 설정에 있어서도 미리 상태공간을 설정하고 그 상태공간에 해당하는 관측자료의 빈도해석을 하여 논리적이지 못한 점이 있었다. 따라서 이번 연구는 상태-30과 홍수기, 비홍수기의 강우량 크기에 따른 빈도를 고려한 상태-50을 비교하고 일 강우량 자료를 확보하는데 적용하고자 한다.

영어초록

In Korea, most of the rainfalls have been concentrated in the flood season and the flood study has received more attention than low flow analysis. One of the reasons that the analysis of low flows has less attention is the lacks of the required data like daily rainfall and so we have used the stochastic processes such as pulse noise, exponential distribution, and state model of Markov chain for the rainfall simulation in short term such as daily. Especially this study will pay attention to the state model of Markov chain. The previous study had performed the simulation study by the state model without considerations of the flood and non-flood periods and without consideration of the frequency of rainfall for the period of a state. Therefore this study considers afore mentioned two cases and compares the results with the known state model. As the results, the RMSEs of the suggested and known models represent the similar results. However, the PRE(relative percentage error) shows the suggested model is better results.

참고자료

· 없음