Bootstrap 방법 및 SIR 알고리즘을 이용한 예상홍수피해액의 불확실성 분석
Uncertainty Analysis of Flood Damage Estimation Using Bootstrap Method and SIR Algorithm
0
조회
0
다운로드
3
인용
0
참고문헌
키워드
초록
본 연구에서는 수문자료와 수문해석과정에 포함되어 있는 불확실성을 고려함으로써 현재 하천 시설물에 적용되고 있는 안전율 혹은 여유고에서 고려하고 있는 불확실성과 비교 검토하였다. 불확실성을 고려하기 위하여 연최대 강우량자료를Bootstrap 방법, SIR 알고리즘을 통해 재추출함으로써 불확실성을 고려한 확률강우량을 산정하였다. 산정된 현재의 확률강우량과 불확실성을 고려한 경우의 확률강우량을 이용하여 HEC-HMS를 통해 홍수량을 산정, HEC-RAS를 통해 지점별 홍수위를 산정하였다. 예상홍수피해액의 산정은 다차원홍수피해산정방법 (MD-FDA)을 이용하였다. 그 결과 SIR 알고리즘을 이용한 경우 예상홍수피해액의 최대값은 현재의 확률강우량을 이용한 경우의 1.22배, Bootstrap 방법에 의한 최대값은 0.92배의 값을 보였다. SIR 알고리즘은 자료의 재추출시 가중치 부여를 위한 우도함수의 영향을 크게 받으며, 이로 인한 불확실성의 구간이 커져 가장 큰 예상홍수 피해액이 도출되었다. 따라서 자료의 적정 위치에 우도를 결정하는 것이 매우 중요하게 작용하는 것을 알 수 있었다.
Abstract
We estimated the expected flood damage considering uncertainty which is involved in hydrologic processes and data. Actually, this uncertainty represents a freeboard or safety factor in the design of hydraulic structures. The uncertainty was analyzed using Bootstrap method, and SIR algorithm then the frequency based rainfalls were estimated for each method of uncertainty analysis. Also the benefits for each uncertainty analysis were estimated using 'multi-dimensional flood damage analysis(MD-FDA). As a result, the expected flood damage with SIR algorithm was 1.22 times of present status and Boostrap 0.92 times. However when we used SIR algorithm, the likelihood function should be selected with caution for the estimation of the expected flood damage.
참고문헌 (26)
- 강승호, "몬테칼로 베이시안 분석과 응용사례, 한국통계학회 논문집", 3(1), pp.169~177 (1996), 한국통계학회
- 건설부, "하천시설기준", ~ (1985)
- 건설부, "하천시설기준", ~ (1993)
- 건설교통부, "하천설계기준", ~ (2000)
- 건설교통부, "치수사업 경제성 분석 개선방안 연구", ~ (2001)
- 건설교통부, "치수사업 경제성분석 방법 연구: 다차원홍수피해 산정방법", ~ (2004)
- 권현한, "수문시계열의 Bootstrap 신뢰구간 추정기법 응용", 대한토목학회 논문집B, 24(6b), pp.567~576 (2004), 대한토목학회
- 김문모, "신뢰도 분석기법을 이용한 우수관 거의 안전성 해석", 박사, pp.1994
- 김형수, "불확실성을 고려한 연피해 기대치 산정,한국습지학회논문집,제5권", 한국습지학회논문집, 5(1) (2003)
- 문기호, "SIR 알고리즘의 극한강우사상 우도함수를 고려한 확률강우량 산정", 석사, pp.2010
- 박명관, "호우시 배수관망의 신뢰성 분석", 석사, pp.1989
- 서영민, "불확실성을 고려한 홍수량 추정", 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집, pp.1900~1904 (2007), 한국수자원학회
- 이명우, "Bootstrap 방법과 SIR 알고리즘을 이용한 확률강우량 결정과 위험도 분석", 대한토목학회 논문집B, 25(5B), pp.365~373 (2005), 대한토목학회
- 이홍래, "댐 붕괴 홍수모의에 대한 불확실도 해석", 한국수자원학회 논문집, 31(3), pp.337~345 (1998)
- 이홍래, "하천 홍수범람해석을 위한 수치모형의 개발: Ⅰ. GIS와의 연계해석", 한국수자원학회 논문집, 31(4), pp.415~427 (1998)
- 이홍래, "하천 홍수범람 해석을 위한 수치모형의 개발: Ⅱ. 불확실도 해석", 한국수자원학회 논문집, 31(4), pp.429~437 (1998)
- 한국수자원학회, "하천설계기준․해설", ~ (2009)
- Afshar, A, "Optimizing Spillway Capacity with Uncertainty in Flood Estimator", Journal of Water Resources Planning and Management Division, 116(1), pp.71~84 (1990)
- Bodo, B, "Model Uncertainty in Flood Frequency Analysis and Frequency-based Design", Water Resources Research, 12, pp.1109~1117 (1976)
- McBean, E.A, "Uncertainty Analysis of Delineated Flood plain", Canadial Journal of Civil Engineering, 71, pp.385~387 (1984)
- Melching, C.S, "A Reliability Analysis on Flood Event Forecasting with Uncertainty", 박사, pp.1987
- Plate, E.J, "Reliability Analysis in Hydraulic Design, Stochastic and Risk Analysis in Hydraulic Engineering, in Water Resources Publication", pp.37~47 (1986), Littleton
- Rubin, D. B, "A noniterative Sampling", Importance Resampling Alternative to the Data augmentation Algorithm for Creating a Few Imputation Are Modest; The SIR Algorithm, 1987, pp.82, 543~546
- Tung, Y.K, "Optimal risk-based design of water resource engineering projects, Tech. Rep. CRW R-171, Center for Res. in Water Resource, Univ. of Tes, Austin", ~ (1980)
- USACE, "Engineering and Design Risk-based Analysis for Flood Damage Reductions Studies, EM 1110-2-1619", ~ (1996)
- Warwick, J.J, "Estimating Uncertainty of Stormwater Runoff Computations", Journal of Water Resources Planning and Management Division, 116(2), pp.187~204 (1990)