기후변화를 고려한 배수시스템 설계를 위한 비정상성 I-D-F 곡선 작성 및 설계홍수량 산정
Non-stationary Intensity-Duration-Frequency Curves & Design Flood for Drainage System Design Coping with Climate Change
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초록
기후변화는 극한기후의 특성을 비정상성(non-stationary)이라 일컫는 개념으로 바꾸고 있기 때문에 배수관련 기반구조 설계의 기본 가정의 하나인 강우 통계 매개변수의 정상성(stationary)은 기후변화의 시대에는 더는 유효하지 않을 수 있다. 본 논문에서는 이러한 비정상성을 고려하여 조건부 GEV 분포를 이용하여 지속시간별 확률강우량과 비정상성 I-D-F 곡선식을 유도하였으며 분포형 홍수유출모형인 S_RAT 모형을 이용하여 강우강도의 증가가 설계 홍수량에 미치는 영향을 분석하였다. 분석결과 지속기간별 차이는 있었지만 고빈도로 갈수록 전반적으로 현행 I-D-F 곡선이 기후변화를 고려할 경우 극한강수를 과소평가하고 있음을 확인 할 수 있었으며 이를 통해 정상성 I-D-F 곡선 작성 방법이 더 이상 미래의 기후변화 시 배수관련 기반구조물의 능력설계에 적합지 않을 수도 있음을 제시하였다.
Abstract
The design approach of the drainage system has limitation not to consider the extreme rainfall condition of which I-D-F curve is non-stationary by climate change and variability. Therefore, the assumption that the I-D-F curve is stationary to design drainage system maybe not available in the climate change, because climate change has changed the characteristics of extremes rainfall event to be non-stationary. In this paper, design rainfall by rainfall duration and non-stationary I-D-F curve are derived by the conditional GEV distribution. Furthermore, the effect of design flood discharge with increase of rainfall intensity was analyzed by distributed rainfall-runoff model, S-RAT. Although there are some difference by rainfall duration, the traditional I-D-F curves underestimates the extreme rainfall events for high-frequency rainfall condition. As a result, this paper suggests that traditional I-D-F curves could not be suitable for the design of drainage system under climate change condition.
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