국토교통부 고해상도 강우레이더를 이용한 2014년 8월 부산, 경남지역 강우 공간분포 분석

황석환,조효섭,이동률,Hwang, Seok-Hwan,Jo, Hyo-Seop,Lee, Dong-Ryul 한국수자원학회 2014 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.47 No.10

PRISM 자료의 지역적 적용성 분석

황석환,함대헌,Hwang,Seok Hwan,Ham,Dae Heon 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.5

본 연구에서는 지형 혹은 지리적인 요소들을 고려하여 강수량 등을 상세화하는 방법 중 대표적인 PRISM(Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model) 방법의 적용성을 분석하였다. 분석 자료는 기상청에서 RCP 시나리오와 함께 제공되는 2000년에서 2010년까지의 PRISM 일강수량 자료를 사용하였다. 기상청에서는 최근 11년(2000~2010년)간의 기상청 ASOS 및 AWS 자료를 이용하여 1 km 해상도의 PRISM 자료를 생산제공하고 있다. 분석 방법은 기상청 AWS 지점(515개소)에 국토교통부 관측소(567개소)를 포함하여 격자화(<TEX>$5km{\times}5km$</TEX>)한 후 이를 이용하여 비교 대상 유역의 유역평균 강수량을 산정하고 PRISM 자료 유역평균 강수량과 비교하였다. 분석기간은 2008년, 2010년 2개년으로 이중 국토교통부 자료가 양호하다고 판단되는 호우 사상을 추출하여 사용하였다. 분석결과, PRISM 자료의 경우, 지역내 관측소 밀도가 부족한 지리산 주변 등 일부 내륙지역에서 상세화 정확도 측면에서 개선 효과를 확인할 수 있었다. 그러나 일부 지역을 제외하면 기존 지상관측망 기반의 격자자료보다 호우사상간 지역간 변동성은 더 큰 것으로 판단되어, 전국적으로 볼 때, PRISM 자료가 기존 지상관측망 기반의 격자강수량에 비해 일관되게 정확도가 높다고 보기는 어려울 것으로 사료된다. This research evaluated the adaptability of PRISM (Parameter-elevation Regressions on Independent Slopes Model) which is one of the key methods to specify spatial precipitation by considering topographic or geographic features. The analyzed PRISM daily precipitation data were provided by Korea Meteorological Administration (KMA) with RCP scenario data. And KMA produced and provided grid PRISM data of 1 km resolution based on KMA`s Automatic Synoptic Observation System (ASOS) and Automatic Weather System (AWS) data of recent 11 years (2000-2010). To analyse, we latticed (<TEX>$5km{\times}5km$</TEX>) the data using KMA`s AWS (also ASOS) stations (515 stations) as well as Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MLIT)`s stations (567 stations), then calculated the areal precipitation of target basin. And compared it with areal precipitation of PRISM data. The analysis period is 2 years of 2008 and 2010 and we extracted and used the only storm event of which MLIT`s data were observed to be satisfactory. As a result, in case of PRISM data, we were able to confirm improvement in detailed accuracy aspect for some inland areas near Mt. Jiri where density of stations is scarce. However, excluding a few regions, variability among regions and storm events were larger than gridded data only based on KMA network and simple interpolation method. In a nationwide perspective, it is difficult to concluded that PRISM data has high accuracy compared to grid precipitation based on only ground observation network.

실효적 도시홍수 관리를 위한 메카, 수문 레이더 재해연구.데이터 센터

황석환,이동률,임상훈,함대헌,Hwang, Seok-Hwan,Lee, Dong-Ryul,Im, Sang-Hun,Ham, Dae-Heon 한국수자원학회 2014 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.47 No.4

미래의 도시 돌발홍수 해석 및 예보 기술

황석환,Hwang, Seok-Hwan 한국수자원학회 2020 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.53 No.2

2011년 7월 집중호우의 강우 특성 분석

황석환,이동률,Hwang, Seok-Hwan,Lee, Dong-Ryul 한국수자원학회 2011 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.44 No.10

서울지점 강우자료의 정량적 동질성 분석

황석환,김중훈,유철상,유도근,Hwang. Seok-Hwan,Kim. Joong-Hoon,Yoo. Chul-Sang,Yoo. Do-Guen 한국방재학회 2009 한국방재학회논문집 Vol.9 No.4

본 연구에서는 기본 통계치 비교, K-S 검정 및 상자그림과 같은 통계적 기법을 이용하여 측우기 강우량 관측계열(CWK)과 근대우량계 강우량 관측계열(MRG)에 대해 정량적 동질성 분석을 실시하였다. 측우기 관측계열과 근대우량계 관측계열간의 월별 동질성을 분석하기 위해 월강우량, 월강우량에 대한 해당월 최대 일강우량의 비, 월강우일수, 일강우강도의 4개 강우특성자료 계열을 산정하였고, 이표본 K-S 검정을 통한 분포에 대한 동질성 검정과 상자그림을 이용한 정량적 비교를 수행하였다. 분석 결과 각 분석과정에서 M00은 전체적으로 CWK와 MRG의 월강우일수간 차이에 명확한 통계적 유의성을 보이고 있어 CWK와 MRG 간의 관측정밀도에 차이가 있다고 판단된다. 그러나, CWK와 MRG의 강우량은 상대적으로 유의성이 크지 않은 미소한 차이를 보이고 있는 것으로 나타났다. In this study, quantitative homogeneity analysis was performed between rainfall observation data set of Chukwooki(CWK) and rainfall observation data set of modern rain gage(MRG) using statistical methods such as basic statistics, K-S test and Boxplots. To analyze the homogeneities of CWK and MRG four rainfall characteristic series such as monthly rainfall, the ratio of maximum daily rainfall to monthly rainfall, number of rainy days for each month, and the ratio of monthly rainfall to numbers of rainy days are made, and the homogeneity tests using two sample K-S test and quantitative comparisons were performed. The test results showed that observation precisions between CWK and MRG of original data set(M00) were differed because M00 clearly showed the statistical significances on differences of numbers of monthly rainy days of CWK and MRG. But, rainfall showed a little differences which were not significant between CWK and MRG.

품질관리시스템 운영을 통한 유량자료 품질개선

황석환,오창열,조효섭,Hwang, Seok-Hwan,O, Chang-Yeol,Jo, Hyo-Seop 한국수자원학회 2008 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.41 No.8

공간 강수량 정확도 향상을 위한 공간상세화 방법 평가

황석환,함대헌,Hwang. Seok Hwan,Ham. Dae Heon 한국방재학회 2013 한국방재학회논문집 Vol.13 No.4

관측정밀도 보다 높은 강수량 공간상세화를 위해서는 공간 내삽법에 대한 체계적인 조사와 기본적인 특성 평가가 선행되어야, 향후 방법적인 면에서 논란의 여지를 줄이고 상세화된 자료에 대한 불확실성도 가늠할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공간내삽방법에 대한 평가를 수행하고자 한다. 본 연구에서는 특정 지역 혹은 특정 사상 선정으로 인한 결과의 임의성을 최대한 줄이기 위해 우리나라 전역의 10년(2001-2010년)치 기상청 AWS지점 일자료를 사용하였다. 그리고 역거리가중법(Inverse distance weighted method; IDW), 크리깅법(Ordinary kriging; KRG), 다중이차내삽법(Multi-quadric interpolation method; MQI)을 적용하여 <TEX>$5km{\times}5km$</TEX> 격자강수량을 재산정 하였다. 각 내삽 방법에 대한 정량적 평가를 위하여 기준 방법으로 본 연구에서는 티센면적가중법(Thiessen polygon method; TSN)을 사용하였다. 2001년부터 2010년까지 10년 동안의 일강수량 공간 상세화 결과를 중권역 단위로 비교하였을 때, 기상청 AWS 관측망을 사용하는 경우 전체 평균에 있어 방법 간 차이는 크지 않았다. 그러나 관측소가 희박한 지역과 개별호우사상의 경우는 지역특성별로 방법 간 유의한 차이가 나타났다. In order to estimate a reliable spatial precipitation which has high resolution sub-measuring scale, a systematical research for spatial interpolation methods and evaluation of characteristics of them are required. This will be able to reduce disputes on selection of methodologies and estimate uncertainties of downscaled data. Therefore, we assessed the spatial interpolation methods using automatic weather system (AWS)`s daily data of Korea Meteorological Administration (KMA) during past 10 years (2001-2010), so as to reduce arbitrary interpretations of the result by selecting particular regions or storm events. In addition, we adopted inverse distance weighted method (IDW), ordinary kriging method (KRG) and multi-quadric interpolation method (MQI) to produce <TEX>$5km{\times}5km$</TEX> grid precipitation. For quantitative evaluations of each interpolation method, thiessen polygon method (TSN) was used as a comparison method. When comparing the gridded daily precipitation for the past 10 years (2001-2010) by middle scale basins, differences of whole average for each methods were not significant when using KMA`s AWS network. However, in case of regions where stations were sparse and each storm event, significant differences were founded caused by interpolation methods or characteristics of regions.

2008년 유출과 가뭄 현황

황석환,이재형,Hwang, Seok-Hwan,Lee, Jae-Hyeong 한국하천협회 2009 하천과 문화 Vol.5 No.1

전국 도시·산지·소하천 돌발홍수예측 시스템 개발 및 정확도 평가

황석환,윤정수,강나래,이동률,Hwang, Seokhwan,Yoon, Jungsoo,Kang, Narae,Lee, Dong-Ryul 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.3

It is not easy to provide sufficient lead time for flood forecast in urban and small mountain basins using on-ground rain gauges, because the time concentration in those basins is too short. In urban and small mountain basins with a short lag-time between precipitation and following flood events, it is more important to secure forecast lead times by predicting rainfall amounts. The Han River Flood Control Office (HRFCO) in South Korea produces short-term rainfall forecasts using the Mcgill Algorithm for Precipitation-nowcast by Lagrangian Extrapolation (MAPLE) algorithm that converts radar reflectance of rainfall events. The Flash Flood Research Center (FFRC) in the Korea Institute of Civil Engineering and Building Technology (KICT) installed a flash flood forecasting system using the short-term rainfall forecast data produced by the HRFCO and has provided flash flood information in a local lvel with 1-hour lead time since 2019. In this study, we addressed the flash flood forecasting system based on the radar rainfall and the assessed the accuracy of the forecasting system for the recorded flood events occurred in 2019. A total of 31 flood disaster cases were used to evaluate the accuracy and the forecast accuracy was 90.3% based on the probability of detection. 유역 상류의 소규모 산지 유역 또는 도시 배수분구 정도의 도시 유역은 지체시간이 수 십 여분에 불과하기 때문에 우량계만으로는 대응에 필요한 충분한 예측 선행시간을 확보하기 어렵다. 도시 및 소규모 산지 유역에서와 같이 지체시간이 짧은 유역에서 발생하는 돌발홍수는 더 이상 우량계만으로 예보가 불가능하다. 도달시간이 짧은 도시 및 산지에서는 지체시간 외에 강수 예측을 통한 홍수예보 선행시간을 확보하는 것이 매우 중요하다. 한강홍수통제소에서는 강우레이더 강우강도를 초단기 예측 모델인 Mcgill Algorithm for Precipitation-nowcast by Lagrangian Extrapolation(MAPLE) 알고리즘의 입력 자료로 활용하여 초단기 예측 강수 자료를 생산하고 있다. 한국건설기술연구원의 돌발홍수연구센터는 한강홍수통제소에서 생산하고 있는 초단기 예측 강수 자료를 입력 자료로 하여 돌발홍수 예측 시스템을 구축하였고 2019년부터 동네규모의 1시간 전 돌발홍수정보를 제공하고 있다. 본 연구에서는 돌발홍수연구센터에서 구축한 돌발홍수 예측 시스템을 설명하고 2019년도에 발생한 수재해 사례를 분석하여 전국 도시·산지·소하천 돌발홍수 예측 시스템의 예측 정확도를 검증하였다. 돌발홍수 예측 시스템의 정확도 검증에는 총 31개의 수재해 사례를 적용하였고 예측 정확도는 Probability of Detection (POD) 기준으로 90.3%로 매우 높게 나타났다.