기후변화를 고려한 비정상성 강우빈도해석 방법 연구 = Study on rainfall frequency analysis method under non-stationary condition considering climate change
최근 지구온난화가 가속화 되면서 전 세계적으로 기록적인 기상재해가 급증하고 있다. 이 중에서도 가장 심각한 피해가 집중호우와 강우 강도의 증가와 같은 강우 패턴의 변화로 인한 홍수 피해이다. 집중호우는 우리나라 강우 특성으로 자리 잡으며 앞으로의 기후 변화와 함께 더욱 더 증가할 것으로 예상되기 때문에 이에 대한 대비책 마련이 필요하다. 하지만 수공구조물을 설계하기 위한 기존의 강우빈도해석법은 강우의 정상성을 가정한 빈도해석을 수행하여 확률수문량을 산정함으로 강우의 증가경향을 반영할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 기후변화로 인한 집중호우와 강우 강도의 증가를 예측하기 위하여 기후인자와 강우의 증가패턴을 고려한 빈도해석법을 제안하고자 하였다.
본 연구에서는 30년 이상 자료보유기간을 가진 기상청 관할 56개 강우관측소의 강우 자료를 분석하여 증가 경향성이 존재하는 7개 지점을 대상지점으로 선정 하였으며. 전국 지점 중 가장 긴 자료기간을 가진 서울지점을 대상으로 회귀모형 검증 방법을 이용하여 권영문 등(2009)에서 제안한 방법과 비교 검증을 실시한 후 7개 지점에 대하여 적용하였다. 본 연구에서 제안한 비정상성 빈도해석법은 BCM2(Bergen Climate Version) 모형과 NCEP(National Center of Environmental prediction)자료를 K-NN(K-Nearest Neighbor) 축소기법을 사용하여 축소시킨 연 총 강우량자료와 대상 지점의 연 최대 강우량 자료를 초기 20년을 기준으로 1년씩 강우자료를 추가하여 생성한 연 최대 강우량 평균, 연 총 강우량 평균의 관계를 통해 목표연도 연 최대 강우량 평균을 산정하고 목표연도 연 최대 강우량 평균과 위치매개변수, 축척매개변수 간 관계를 통해 목표연도 매개변수를 추정 한 후 목표연도 확률강우량을 산정하는 방법이다. 현재 유역종합치수계획은 10년 단위로 수립되고 있다는 점을 가만하여 2006년까지 강우자료를 이용하여 2020년을 목표연도로 설정하였다. 적용 분포는 실무에서 가장 많이 사용되는 분포이며 우리나라 전국을 대상으로 분석한 ‘한국 확률강우량도 작성’(2000, 건설교통부)에서도 최적 확률분포형으로 채택한 Gumbel 분포를 사용하였다.
본 연구에서 제안한 기후인자와 강우량의 증가 패턴을 반영한 목표연도 확률강우량 산정법은 지구온난화로 인해 발생하는 홍수피해를 예방하고 보다 견고한 수공구조물을 설계하는데 참고자료로 사용될 수 있을 것이다. 또한 국내실적에 적합한 전 지구모형과 기후 변화 시나리오가 개발된다면 보다 신뢰성 있는 연구를 수행할 수 있을 것으로 판단된다.
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