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목차
제1장 서론 11
1.1. 과업의 필요성 12
1.2. 과업의 목표 및 주요내용 13
1.2.1. 과업의 목표 13
1.2.2. 과업의 내용 13
1.3. 추진 전략 및 방법 15
1.3.1. 추진 전략 15
1.3.2. 추진 방법 16
제2장 기본자료 수집 및 현황 분석 23
2.1. 주요 예측지점 선정 24
2.1.1. 적용 유역 24
2.2. 검증 유역 선정 31
2.3. 수문기상특성 조사 및 분석 37
2.4. 입력자료 구축 41
제3장 앙상블을 이용한 확률유량예측 42
3.1. 입력자료의 결정 43
3.2. 확률유량예측 평가 48
3.3. 불확실성 분석 53
제4장 기상전망을 활용한 사전처리 56
4.1. 기상전망의 평가 57
4.2. 3개월 기상전망의 적용방안 62
4.2.1. 평년의 확률분포 활용 62
4.2.2. 1개월 기상전망 확률분포의 확대 적용 63
4.3. 사전처리 적용 및 검증 65
4.3.1. 기상전망을 사용한 사전처리 적용 및 평가 65
4.3.2. 수문모형의 오차를 고려한 사전처리 평가 74
4.3.3. 완벽 기상전망를 가정한 사전처리 평가 82
제5장 수문모형의 오차보정을 위한 사후처리 106
5.1. 수문모형의 평가 107
5.2. 사후처리 적용 및 검증 117
제6장 앙상블 유량예측과 사전 및 사후처리 접목 134
6.1. 사전 및 사후처리의 적용 및 검증 135
6.1.1. 사전 및 사후처리 적용결과 요약 137
6.1.2. 사전 및 사후처리 평가결과 144
6.2. 계간 「수자원」의 하천수 전망 개선 196
6.2.1. 기존 현황 조사 196
6.2.2. 계간 「수자원」 개선방안 검토 200
6.3. 수문모형 초기조건의 영향 검토 204
제7장 확률유량예측 시스템 확대 적용 208
7.1. 실시간 물관리 시스템 연계방안 검토 209
7.1.1. 시스템 연계방안 검토 209
7.1.2. 가용한 예측결과 검토 215
7.2. 확률유량예측 기법의 확대 적용 219
제8장 앙상블 유량예측 시스템 구축 234
8.1. 데이터베이스 명명 규칙 235
8.1.1. 용어사전(Data Dictionary) 작성 규칙 235
8.1.2. DB Object 명명 표준 236
8.2. 논리적 데이터 베이스 설계 240
8.2.1. 데이터 관계도(ERD) 240
8.3. 물리적 데이터 베이스 설계 250
8.3.1. 테이블 일람표 250
8.3.2. 테이블 구조 255
8.4. 프로시져 설계 327
8.4.1. 디렉터리 구성 327
8.4.2. 메뉴 구성도 327
제9장 사용자 인터페이스 구축 328
9.1. 개요 329
9.1.1. 실행환경 329
9.1.2. 프로그램 설치 329
9.2. 화면설명 332
9.2.1. 메인화면 332
9.2.2. 프로젝트 새로 만들기 333
9.2.3. 프로젝트 불러오기 334
9.2.4. 강우량 자료 관리 335
9.2.5. 잠재증발산량 자료 관리 336
9.2.6. 유출계산 매개변수 관리 337
9.2.7. ESP(Tank Model) 실행 338
9.2.8. 유출계산 결과 조회 339
9.2.9. 물수지분석 입력자료 생성 340
9.2.10. 물수지분석 실행 341
9.2.11. 물수지분석 결과 조회 342
9.2.12. 물수지분석 결과 DB 저장 343
9.2.13. 사후처리 실행 344
9.2.14. 통계분석 345
9.2.15. 통계분석 - 앙상블 시나리오 그래프 346
9.2.16. 통계분석 - 비초과확률 그래프 347
9.2.17. 통계분석 - 누적유량 그래프 348
9.2.18. 물공급 전망 349
제10장 결론 350
참고문헌 357
부록 6
부록 A. 예측기간 증가에 따른 초기조건 영향 분석 결과 363
부록 B. 주요수계 강수량 경년변차 383
부록 C. 3개월 기상전망을 활용한 사전처리 평가결과 397
표 2.1. 연계시스템을 사용하여 가용한 예측지점 목록 24
표 2.2. 한강권역 유역 현황 26
표 2.3. 낙동강권역 유역 현황 27
표 2.4. 금강권역 유역 현황 29
표 2.5. 섬진강권역 및 영산강권역 유역 현황 30
표 2.6. 주요 댐 현황 38
표 2.7. 기상청 관측소 현황 39
표 3.1. Student t-distribution을 사용한 강수자료의 경향성 분석결과(5% 유의수준인 2.021을 초과할 경우 자료는 뚜렷한 경향성을 가짐) 45
표 3.2. 2003년부터 2008년까지 기간에 대한 앙상블 유량예측 적용결과 51
표 4.1. 1개월 전 예측된 월 기상전망 평가 59
표 4.2. 2개월 전 예측된 월 기상전망 평가 60
표 4.3. 3개월 전 예측된 월 기상전망 평가 61
표 4.4. 예측 기간별 기상청 월강수전망 64
표 4.5. 2003년~2005년까지 제공된 1개월 기상전망을 활용한 사전처리 평가결과 69
표 4.6. 2003년~2005년까지 제공된 1개월 기상전망을 활용한 사전처리를 수문모형의 오차를 고려하여 평가 77
표 4.7. 완벽 기상전망을 가정한 사전처리 평가결과: 한강수계 84
표 4.8. 완벽 기상전망을 가정한 사전처리 평가결과: 낙동강수계 90
표 4.9. 완벽 기상전망을 가정한 사전처리 평가결과: 금강수계 99
표 4.10. 완벽 기상전망을 가정한 사전처리 평가결과: 섬진강수계 102
표 5.1. 2003년부터 2005년까지 TANK 모형 평가결과 110
표 5.2. 2006년부터 2008년까지 TANK 모형 평가결과 111
표 5.3. 사후처리 평가결과. 충주댐 120
표 5.4. 사후처리 평가결과: 소양강댐 121
표 5.5. 사후처리 평가결과: 안동댐 125
표 5.6. 사후처리 평가결과. 임하댐 126
표 5.7. 사후처리 평가결과: 남강댐 127
표 5.8. 사후처리 평가결과: 합천댐 128
표 5.9. 사후처리 평가결과. 용담댐 130
표 5.10. 사후처리 평가결과: 섬진강댐 132
표 5.11. 사후처리 평가결과: 주암댐 133
표 6.1. 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측의 불확실성 저감 효과 139
표 6.2. 평가결과를 토대로 13대강 유역에 대해 제안된 사전 및 사후처리 기법 143
표 6.3. 충주댐에 대한 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 평가결과 146
표 6.4. 소양강댐에 대한 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 평가결과 152
표 6.5. 안동댐에 대한 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 평가결과 158
표 6.6. 임하댐에 대한 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 평가결과 164
표 6.7. 남강댐에 대한 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 평가결과 169
표 6.8. 합천댐에 대한 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 평가결과 174
표 6.9. 용담댐에 대한 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 평가결과 179
표 6.10. 섬진강댐에 대한 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 평가결과 187
표 6.11. 주암댐에 대한 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 평가결과 192
표 7.1. 연계시스템을 사용하여 가용한 예측지점 목록 217
표 7.2. 평년 평균을 사용하여 무차원화된 1980년부터 2007년까지 소양강댐 강수량의 월별 평균 및 분산 220
표 7.3. 1980년부터 2007년까지 소양강댐 월별 강수량의 정규분포에 대한 적합성 테스트 결과 222
표 7.4. 1980년부터 2007년까지 소양강댐 월별 강수량을 정규분포를 따르도록 변환한 후 적합성 테스트 결과 223
표 7.5. 1980년부터 2007년까지 소양강댐 월별 강수량의 계절적 특성을 제거한 후 월별 평균 및 분산 산정결과 223
표 8.1. 테이블 일람표 250
표 8.2. 디렉터리 구성도 327
표 8.3. 메뉴 구성도 327
그림 2.1. 확률유량예측 검증지점 현황 32
그림 2.2. 한강수계 소양강댐과 충주댐의 평년 월별 평균 및 분산(좌: 평균, 우: 분산, 각 그래프의 계열 중 평균은 적용된 9개 댐 유역의 평균임) 33
그림 2.3. 낙동강수계 안동댐, 임하댐, 남강댐, 합천댐의 평년 월별 평균 및 분산(좌: 평균, 우: 분산, 각 그래프의 계열 중 평균은 적용된 9개 댐 유역의 평균임) 34
그림 2.4. 금강수계 용담댐의 평년 월별 평균 및 분산(좌: 평균, 우: 분산, 각 그래프의 계열 중 평균은 적용된 9개 댐 유역의 평균임) 35
그림 2.5. 섬진강수계 섬진강댐과 주암댐의 평년 월별 평균 및 분산(좌: 평균, 우: 분산, 각 그래프의 계열 중 평균은 적용된 9개 댐 유역의 평균임) 36
그림 3.1. 4월 주요수계 강수량 경년변화 46
그림 3.2. 8월 주요수계 강수량 경년변화 47
그림 3.3. 소양강댐 기상 및 수문불확실성 분석결과 55
그림 3.4. 안동댐 기상 및 수문불확실성 분석결과 55
그림 3.5. 섬진강댐 기상 및 수문불확실성 분석결과 55
그림 4.1. 평년자료를 활용한 기상전망의 범주별 확률분포 추정 63
그림 5.1. TANK 모형 소양강댐 모의결과 112
그림 5.2. TANK 모형 충주댐 모의결과 112
그림 5.3. TANK 모형 안동댐 모의결과 113
그림 5.4. TANK 모형 임하댐 모의결과 113
그림 5.5. TANK 모형 남강댐 모의결과 114
그림 5.6. TANK 모형 합천댐 모의결과 114
그림 5.7. TANK 모형 용담댐 모의결과 115
그림 5.8. TANK 모형 섬진강댐 모의결과 115
그림 5.9. TANK 모형 주암댐 모의결과 116
그림 6.1. 사전 및 사후처리를 접목한 앙상블 유량예측 흐름도 136
그림 6.2. 2003년부터 2005년까지 섬진강댐 앙상블 유량예측 결과(사후처리 QM 적용) 185
그림 6.3. 사전처리 CPC와 QM의 조합을 적용한 2003년부터 2005년까지 섬진강댐 앙상블 유량예측 결과(사후처리 QM 적용) 185
그림 6.4. 사전처리 CPCH와 QM의 조합을 적용한 2003년부터 2005년까지 섬진강댐 앙상블 유량예측 결과(사후처리 QM 적용) 186
그림 6.5. 미국기상청 북서부 하천예보센터의 ESP를 활용한 물공급전망 예측지점 선정화면 196
그림 6.6. Grande Ronde 예측 지점의 ESP 결과 예시 197
그림 6.7. NOAA/NWS Water Resource Forecasts의 서부 지역 내 물공급전망 예측지점 선정화면 198
그림 6.8. Burnt Near Hereford 예측지점의 ESP 결과 평가 예시 199
그림 6.9. Burnt Near Hereford 예측지점의 ESP 결과 199
그림 6.10. 2008년 11월 물공급전망도 200
그림 6.11. 월별 강수량 현황도 201
그림 6.12. 계간 「수자원」 개선방안 1: 유역별 예상 유출량 및 용수수요량 그래프 202
그림 6.13. 계간 「수자원」 개선방안 2: 누적 앙상블 유량예측 및 평가 203
그림 6.14. 예측기간 증가에 따른 초기조건의 영향 감소 예시 205
그림 6 15. 한강수계 유량앙상블에 대한 평균과 표준편차의 2000년~2008년 기간에 대한 표준편차 206
그림 6.16. 한강수계 2000년~2008년까지의 년도별 유량앙상블에 대한 평균과 전체 년도 평균과의 차이 207
그림 7.1. 실시간 물관리시스템과 연계 방안 211
그림 7.2. 확률유량예측 시스템의 사전처리 연계방안 211
그림 7.3. 확률유량예측 시스템의 앙상블 유량예측 연계방안 212
그림 7.4. 확률유량예측 시스템의 사후처리 연계 방안 213
그림 7.5. 확률유량예측 시스템의 분석 시스템 연계 방안 215
그림 7.6. 연계시스템의 수행을 위한 가용한 조합 216
그림 7.7. 예측된 유량앙상블을 분석한 확률유량예측 과정 218
그림 7.8. 1980년부터 2007년까지 소양강댐 월별 강수량의 정규분포에 대한 적합성 검토 224
그림 7.9. 1980년부터 2007년까지 소양강댐 월별 강수량을 정규분포를 따르도록 변환한 후 적합성 검토 226
그림 8.1. 공통DB 논리적 관계도 240
그림 8.2. 공통DB 물리적 관계도 241
그림 8.3. 수위자료 논리적 관계도 242
그림 8.4. 수위자료 물리적 관계도 243
그림 8.5. 우량자료 논리적 관계도 244
그림 8.5. 우량자료 물리적 관계도 245
그림 8.7. 댐자료 논리적 관계도 246
그림 8.8. 댐자료 물리적 관계도 247
그림 8.9. 기상자료 논리적 관계도 248
그림 8.10. 기상자료 물리적 관계도 249
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