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제출문
연구참여진
목차
제1장 서론 10
1.1. 과업의 필요성 및 목적 11
1.2. 과업의 범위 및 내용 12
1.3. 기대효과 13
제2장 확률유량예측의 기본방향 설정 14
2.1. 국내외 연구동향 15
2.1.1. 국외 연구동향 15
2.1.2. 국내 연구동향 16
2.2. 국내외 기술동향 18
2.2.1. 국외 기술동향 18
2.2.2. 국내 기술동향 21
제3장 장단기 앙상블 유량예측 시스템 기본계획 25
3.1. 사용자 전산 요구분석서 26
3.1.1. 목표 시스템 구성도 26
3.1.2. 사용자 요구분석 정리 27
3.1.3. 구축 개념도 28
3.2. 시범 시스템 설계 29
3.2.1. 프로시저 설계 29
3.3. 확률유량예측 시스템의 기본방향 41
3.3.1. 중장기 확률유량예측 시스템 구축 41
3.3.2. 단기 확률유량예측 시스템 구축 43
제4장 확률유량예측 시스템 기본설계 46
4.1. 수문 D/B 설계 47
4.1.1. 논리적 D/B 설계 47
4.1.2. 물리적 D/B 설계 50
4.2. 유역 D/B 설계 56
4.2.1. 논리적 D/B 설계 56
4.2.2. 물리적 D/B 설계 58
4.3. 기상전망 연계체계 구축 60
4.3.1. 개요 60
4.3.2. 월 강수전망의 활용 60
4.3.3. 기상전망을 이용한 장기유출예측 61
4.4. 강우-유출모형 선정 64
4.5. 통계처리시스템 구축 64
4.5.1. 기준 분포 선정 64
4.5.2. 통계처리 과정 65
4.5.3. 결과의 출력 65
제5장 기본자료 수집 및 현황분석 67
5.1. 대상유역 선정 68
5.2. 수문기상특성 조사 및 분석 71
5.2.1. 한강수계의 권역 구분 71
5.2.2. 한강수계 주요 댐 현황 73
5.2.3. 기상 관측소 현황 74
5.3. 유역특성인자 조사 및 분석 77
제6장 앙상블을 이용한 확률적 유량예측 78
6.1. 앙상블 유량예측 기본이론 79
6.1.1. 앙상블의 정의 79
6.1.2. 앙상블 유량예측 79
6.2. 강수의 확률예측 및 평가 82
6.2.1. 국내 기후예보 현황 82
6.2.2. 순(10일) 단위 기상전망 평가 83
6.2.3. 월 단위 기상전망 평가 91
6.3. 기상전망을 이용한 정량적 확률예측기법 수립 100
6.3.1. 사전 및 사후처리 적용절차 100
6.3.2. 사전처리 첫 번째 단계 : 확률기후예보의 생성 101
6.3.3. 사전처리 두 번째 단계 : 확률기후예보의 반영 109
6.3.4. 사후처리 : 수문모형의 계통오차 보정 113
제7장 앙상블을 이용한 확률적 예측적용 116
7.1. 강수 및 유량예측의 평가지수 선정 117
7.1.1. 확정론적 예측의 평가방법 117
7.1.2. 다중범주 확률예측의 평가방법 118
7.2. 강우-유출모형의 정확성 평가 120
7.2.1. 전 기간에 대한 평가 120
7.2.2. 홍수기에 대한 평가 123
7.2.3. 이수기에 대한 평가 126
7.3. 유량의 확률예측 및 평가 129
7.3.1. 적용방법 129
7.3.2. 1개월 앙상블 유량예측 평가 129
7.3.3. 3개월 앙상블 유량예측 평가 136
7.3.4. 앙상블 유량예측과 물공급전망 비교 141
제8장 간이 시스템 구축 146
8.1. 앙상블 유량예측 모듈 147
8.2. 사전처리 모듈 149
8.2.1. 사전처리 첫 번째 단계 : 확률기후예보의 생성 149
8.2.2. 사전처리 두 번째 단계 : 확률기후예보의 반영 150
8.3. 사후처리 모듈 151
8.4. 간이 사용자 인터페이스 구축 153
8.4.1. ESP 실행화면 구현 153
8.4.2. ESP 결과화면 구현 156
제9장 결론 160
참고문헌 163
표 2.1. 수계별 예상유출량 : 예시 22
표 3.1. 단어의 약어 37
표 3.2. 연산자 우선순위 38
표 3.3. 표준단위 41
표 5.1. 월강수전망 평가 결과(2000 ~ 2007년) 69
표 5.2. 한강권역 중권역 분할 현황 72
표 5.3. 한강수계 주요 댐 현황 73
표 5.4. 한강수계 기상청 관측소 현황 74
표 5.5. 한강수계 기상청 관측소 자료기간 75
표 6.1. 전 기간에 대한 기상청 순강수전망의 적중률 84
표 6.2. 소양강댐에 대한 순강수전망의 연도별 평가결과 85
표 6.3. 충주댐에 대한 순강수전망의 연도별 평가결과 86
표 6.4. 홍수기에 대한 기상청 순강수전망의 적중률 88
표 6.5. 이수기에 대한 기상청 순강수전망의 적중률 90
표 6.6. 기상청 월강수전망의 적중률 92
표 6.7. 홍수기 기상청 월강수전망의 적중률 95
표 6.8. 이수기 기상청 월강수전망의 적중률 98
표 7.1. TANK모형 검증결과 121
표 7.2. 홍수기에 대한 TANK모형 검증결과 124
표 7.3. 이수기에 대한 TANK모형 검증결과 127
표 7.4. 소양강댐에 대한 1개월 앙상블 유량예측 평가결과(2004년 ~ 2007년) 131
표 7.5. 충주댐에 대한 1개월 앙상블 유량예측 평가결과(2004년 ~ 2007년) 133
표 7.6. 소양강댐에 대한 3개월 앙상블 유량예측 평가결과 137
표 7.7. 충주댐에 대한 3개월 앙상블 유량예측 평가결과 139
표 7.8. 2004년부터 2007년까지의 하반기 이수기 ESP와 물공급전망 평균유량 비교(한강대교) 142
표 7.9. 2004년부터 2007년까지의 하반기 이수기 ESP와 관측 평균유량 비교(소양강댐) 142
그림 2.1. Ensemble Streamflow Prediction procedure 19
그림 2.2. Display Manager 20
그림 2.3. Trace Display Shell 21
그림 2.4. 5대강합계 물공급전망도 : 예시 22
그림 2.5. RRFS의 구성요소 24
그림 3.1. H/W 구성도 26
그림 3.2. S/W 구성도 27
그림 3.3. 구축 개념도 28
그림 3.4. 디렉터리 구성 30
그림 4.1. 수문자료 데이터 흐름도 47
그림 4.2. 유역자료 데이터 흐름도 56
그림 4.3. 10일 누적 강수에 대한 Box & Whisker plot 62
그림 4.4. 통계처리 순서도 65
그림 5.1. 한강수계 소양강댐 및 충주댐 70
그림 5.2. 한강권역 중권역 분할 현황 71
그림 5.3. 한강수계 주요 댐 현황 73
그림 6.1. 앙상블 유량예측 81
그림 6.2. ESP에 접목한 사전 및 사후처리 절차 101
그림 6.3. 계절·범주별 확률분포를 추정하기 위한 흐름도 106
그림 6.4. 예측지점 (x0, y0, t0)에 대한 시·공간적 범주설정(이미지참조) 108
그림 6.5. Schaake Shuffle을 사용한 확률기후예보의 반영과정 110
그림 6.6. 표준정규분포와 그로부터 생성된 경험분포 110
그림 6.7. 분위사상법을 사용한 확률기후예보의 반영과정 113
그림 7.1. TANK모형 검증결과 122
그림 7.2. 홍수기에 대한 TANK모형 검증결과 125
그림 7.3. 이수기에 대한 TANK모형 검증결과 128
그림 7.4. 사후처리를 적용한 앙상블 유량예측 평가 결과(사전처리 제외) 134
그림 7.5. 사전처리를 적용한 앙상블 유량예측 평가 결과(사후처리 기법으로 EBC 사용) 135
그림 7.6. 사후처리를 적용한 3개월 앙상블 유량예측 평가결과 140
그림 7.7. 1~30일 앙상블 유량예측과 물공급전망 비교(2007년 10월 ~ 12월) 143
그림 7.8. 31~60일 앙상블 유량예측과 물공급전망 비교(2007년 10월 ~ 12월) 144
그림 7.9. 61~90일 앙상블 유량예측과 물공급전망 비교(2007년 10월 ~ 12월) 145
그림 8.1. 2008년 12월 강수에 대한 기상입력자료 생성 148
그림 8.2. 앙상블 유량예측 수행 149
그림 8.3. ESP 실행 화면 153
그림 8.4. 3개월 앙상블 유량예측 수행 결과 예시 155
그림 8.5. Box Plot과 PDF Plot 157
그림 8.6. 3개월 예측결과 화면 예시(2008년 11월 ~ 2009년 2월) 158
그림 8.7. 3개월 예측 결과분석 화면 예시(2008년 11월 ~ 2009년 2월) 159
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