비정상성 확률분포 및 재현기간을 고려한 홍수빈도분석

김상욱,이영섭,Kim, Sang Ug,Lee, Yeong Seob 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.7

This study performed the non-stationary flood frequency analysis considering time-varying parameters of a probability density function. Also, return period and risk under non-stationary condition were estimated. A stationary model and three non-stationary models using Generalized Extreme Value(GEV) were developed. The only location parameter was assumed as time-varying parameter in the first model. In second model, the only scale parameter was assumed as time-varying parameter. Finally, the both parameters were assumed as time varying parameter in the last model. Relative likelihood ratio test and Akaike information criterion were used to select appropriate model. The suggested procedure in this study was applied to eight multipurpose dams in South Korea. Using relative likelihood ratio test and Akaike information criterion it is shown that the inflow into the Hapcheon dam and the Seomjingang dam were suitable for non-stationary GEV model but the other six dams were suitable for stationary GEV model. Also, it is shown that the estimated return period under non-stationary condition was shorter than those estimated under stationary condition. 본 연구에서는 모수(parameter)가 시간에 따라 변화하는 비정상성 확률분포를 훙수빈도분석에 적용하였다. 또한, 비정상성을 가정한 재현기간 및 위험도를 추정하였다. GEV (Generalized Extreme Value) 분포를 사용하여 정상성 및 비정상성 모형 4개를 구축하였으며 비정상성 모형은 위치모수(location parameter)만 선형경향성을 가지는 경우, 규모모수(scale parameter)만 선형경향성을 가지는 경우, 위치 및 규모모수가 모두 선형경향성을 가지는 경우의 3가지로 구분되었다. 구축된 4개의 모형 중 적합모형을 선정하기 위해 상대적 우도비 검정과 Akaike 정보기준을 사용하였으며, 우리나라의 8개 다목적댐(충주댐, 소양강댐, 안동댐, 임하댐, 합천댐, 대청댐, 섬진강댐, 주암댐)으로부터 취득된 과거 관측 댐 유입량을 사용하여 제안된 절차를 적용하고 결과를 비교분석하였다. 적합모형 선정 결과 합천댐과 섬진강댐이 비정상성 GEV 모형에 적합한 것으로 분석되었고, 나머지 6개 지점의 다목적댐들은 정상성 모형에 적합한 것으로 분석되었다. 특히 합천댐과 섬진강댐의 경우 비정상성 가정에서 산정된 재현기간이 정상성 가정에서 산정된 재현기간보다 작게 산정되었음을 알 수 있었다.

불확실성이 고려된 비용-편익분석 기법을 도입한 최적설계홍수량 산정

김상욱,최광배,Kim, Sang Ug,Choi, Kwang Bae 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.6

Flood frequency analysis commonly used to design the hydraulic structures to minimize flood damage includes uncertainty. Therefore, the most appropriate design flood within a uncertainty should be selected in the final stage of a hydraulic structure, but related studies were rarely carried out. The total expected cost function introduced into the flood frequency analysis is a new approach for determining the optimal design flood. This procedure has been used as UNCODE (UNcertainty COmpliant DEsign), but the application has not yet been introduced in South Korea. This study introduced the mathematical procedure of UNCODE and calculated the optimal design flood using the annual maximum inflow of hydroelectric dams located in the Bukhan River system and results were compared with that of the existing flood frequency. The parameter uncertainty was considered in the total expected cost function using the Gumbel and the GEV distribution, and the Metropolis-Hastings algorithm was used to sample the parameters. In this study, cost function and damage function were assumed to be a first-order linear function. It was found that the medians of the optimal design flood for 4 Hydroelectric dams, 2 probability distributions, and 2 return periods were calculated to be somewhat larger than the design flood by the existing flood frequency analysis. In the future, it is needed to develop the practical approximated procedure to UNCODE.

집중호우사상의 발생횟수 분석을 위한 확률분포의 비교

김상욱,김형배,Kim, Sang Ug,Kim, Hyeung Bae 한국수자원학회 2016 한국수자원학회논문집 Vol.49 No.6

The statistical analysis to the torrential rainfall data that is defined as a rainfall amount more than 80 mm/day is performed with Daegu and Busan rainfall data which is collected during 384 months. The number of occurrence of the torrential rainfall events can be simulated usually using Poisson distribution. However, the Poisson distribution can be frequently failed to simulate the statistical characteristics of the observed value when the observed data is zero-inflated. Therefore, in this study, Generalized Poisson distribution (GPD), Zero-Inflated Poisson distribution (ZIP), Zero-Inflated Generalized Poisson distribution (ZIGP), and Bayesian ZIGP model were used to resolve the zero-inflated problem in the torrential rainfall data. Especially, in Bayesian ZIGP model, a informative prior distribution was used to increase the accuracy of that model. Finally, it was suggested that POI and GPD model should be discouraged to fit the frequency of the torrential rainfall data. Also, Bayesian ZIGP model using informative prior provided the most accurate results. Additionally, it was recommended that ZIP model could be alternative choice on the practical aspect since the Bayesian approach of this study was considerably complex. 본 연구에서는 최근 기후변화로 인한 집중호우의 발생횟수의 경향을 확률적으로 분석함에 있어 1개월 동안 80 mm/day 이상의 강우사상을 집중호우로 정의하여, 대구 및 부산 강우관측소로부터 수집된 384개월 동안의 집중호우를 분석하였다. 집중호우 월별 발생횟수와 같은 형식의 자료의 확률적 분석은 대개 Poisson 분포 (POI)가 사용되나 자료에 포함된 0자료의 과잉은 확률분포를 왜곡시키는 문제를 발생시킨다. 본 연구에서는 이 문제를 개선하기 위하여 개발된 일반화 Poisson 확률분포 (GPD), 0-과잉 Poisson 확률분포 (ZIP), 0-과잉 일반화 Poisson 확률분포 (ZIGP), Bayesian 0-과잉 일반화 Poisson 확률분포 (Bayesian ZIGP)를 집중호우 자료에 적용하고, 5개 모형의 특성을 비교분석하였으며, Bayesian ZIGP 모형의 구축에 있어서는 정보적 사전분포를 사용함으로써 모형의 정확도를 개선하였다. 분석결과 분석하고자 하는 자료에 0이 과다하게 포함되어 있는 경우 POI 및 GPD 분포는 관측결과와는 다른 결과를 제시하여 적절한 모형으로 고려되지 못함을 알 수 있었다. 5가지 모형 중 정보적 사전분포를 탑재한 Bayesian ZIGP 모형이 가장 관측 자료와 유사한 결과를 도출하였으나 모형의 구축에 수반되는 실용적인 측면을 고려하면 ZIP 모형도 충분히 사용될 수 있는 모형으로 추천되었다.

경향성 분석과 수문학적 민감도 기법을 이용한 화천댐 유입량의 연별 변동량 규명

김상욱,이철응,Kim, Sang Ug,Lee, Cheol-Eung 한국수자원학회 2018 한국수자원학회논문집 Vol.51 No.5

물순환에 영향을 미치는 원인과 결과를 분석하는 기존의 연구들은 대부분 강우-유출모형을 사용하고 있어 모형의 구축 및 매개변수의 보정과 검증에 많은 노력이 필요하다. 본 연구에서는 수문기상자료만을 이용하여 유량의 변동성분을 정량화할 수 있는 수문학적 민감도 분석기법을 화천댐 상류유역에 적용하고 화천댐 유입량에 대한 1967~2017년 동안의 변동량을 자연적 요인과 인위적 요인으로 분리하여 제시하였다. 다양한 변동점 탐색기법을 사용한 결과 1999년이 통계적으로 유의한 변동점으로 탐색되었으며, 이를 활용하여 수문학적 민감도 분석을 5가지의 Budyko 함수들을 이용하여 산정한 결과 평균적으로 18.99억 $m^3/y$의 유입량 감소가 임남댐 건설로 인하여 발생된 것을 알 수 있었다. 이와 같은 결과는 기존 연구자들의 화천댐 유입량 감소량에 비해 다소 크게 산정된 결과이며, 이는 2000년대 이후 증가된 강우량 및 화천댐 유입량의 감소가 주된 영향을 미친 결과로 추정된다. 향후 월별, 계절별 단위의 분석이 추가로 연구될 필요가 있으며, 미래의 기후변화 상황을 고려한 예측을 통한 실효성 있는 계획이 수립될 필요가 있을 것으로 판단된다. Existing studies that analyze the causes and effects of water circulation use mostly rainfall - runoff models, which requires much effort in model development, calibration and verification. In this study, hydrological sensitivity analysis which can separate quantitatively the impacts by natural factors and anthropogenic factor was applied to the Hwacheon dam upper basin from 1967 to 2017. As a result of using various variable change point detection methods, 1999 was detected as a statistically significant change point. Especially, based on the hydrological sensitivity analysis using 5 Budyko based functions, it was estimated that the average inflow reduction amount by Imnam dam construction was $1.890\;billion\;m^3/year$. This results in this study was slightly larger than the those by existing researchers due to increase of rainfall and decrease of Hwacheon dam inflow. In future, it was suggested that effective water management measures were needed to resolve theses problems. Especially, it can be suggested that the monthly or seasonal analysis should be performed and also the prediction of discharge for future climate change should be considered to establish resonable measures.

극치강우사상의 빈도분석 수행에 있어서의 통계적 특성분석

김상욱(Kim, Sang Ug),이상호(Lee, Sangho),이영섭(Lee, Young Seop) 대한토목학회 2013 대한토목학회 학술대회 Vol.2013 No.10

Gliotoxin ameliorates TNBS-induced colitis through regulation of NF-kB, and up-regulation of HO-1

김상욱 ( Kim Sang Ug ),( Jay Min Oh ),( Yeon Hwa Kim ),( Jung Moo Hur ),( Kyo Sang Yoo ),( Yong Sung Kim ),( Joo Jin Yeom ),( Tae Hyeon Kim ),( Suck Chei Choi ),( Chang Duk Jun ),( Yong Ho Nah ) 대한소화기학회 2003 대한소화기학회 추계학술대회 Vol.2003 No.-

<Background & aims> During inflammation in colon, cells of the gut mucosa produce or express various inflammatory mediators, including IL-8, TNF-a and IL-1b, and intercellular adhesion molecule 1 (ICAM-1). These cytokines and chemokines have recently been

포스터 발표 : 말기신부전 환자에서 증가된 F2-isoprostanes이 동맥경화증에 미치는 영향

김상욱 ( Kim Sang Ug ),조상경 ( Jo Sang Gyeong ),차대룡 ( Cha Dae Lyong ),권영주 ( Kwon Yeong Ju ),조원용 ( Jo Won Yong ),표희정 ( Pyo Hui Jeong ),김형규 ( Kim Hyeong Gyu ),나승운 ( Na Seung Un ),정봉철 ( Jeong Bong Cheol ),이소영 대한신장학회 2003 춘계학술대회 초록집 Vol.22 No.1

지속가능한 개발계획 수립을 위한 잠재적 위협 및 기회요인 규명

김상욱(Sang Ug Kim),손민우(Minwoo Son),정은성(Eun-Sung Chung) 대한토목학회 2017 대한토목학회지 Vol.65 No.2

FPGA를 기반으로 한 PWM전용 컨트롤러 설계

김상욱(Sang-Ug Kim),노윤성(Youn-Sung Rho),이재영(Jae-Young Lee),전희종(Hee-Jong Jeon) 전력전자학회 2004 전력전자학술대회 논문집 Vol.- No.-

PWM 입력 전압원 반브리지 직류-직류 변환기의 예로 통상적인 스위칭 방법으로 동작시킬 때, 직류 전압원의 단락을 방지하기 위하여 변환기 신호에 데드타임을 삽입한다. 이러한 데드타임은 변환기 시스템의 제어 성능에 좋지 않은 영향을 발생시킨다. 따라서 이 데드타임을 효과적으로 보상하는 것이 필요하다. 또 이 데드타임의 영향을 방지 할 수 있는 최선의 방법으로써 데드타임 최소화 스위칭 방법을 고려할 수도 있다. 본 논문에서는 데드타임 최소화 스위칭 방법의 하나인 아날로그 방법이 아닌 디지털 방법으로 스위칭 방법을 제안하였다. 제안한 스위칭 방법은 SoC를 기반으로 한 Verilog-HDL 언어를 이용하여 PWM전용 컨트롤러를 설계하고, 기존에 문제점으로 PWM 스위칭 발생시 과도기간 동안 턴오프 손실이 발생되어 저하된 효율를 제안된 방법으로 방지하였다.

베이지안 방법을 이용한 저수량 빈도분석 : 점 빈도분석 응용

김상욱(Kim Sang Ug),이길성(Lee Kil Seong) 대한토목학회 2007 대한토목학회 학술대회 Vol.2007 No.10