KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Flood Risk Assessment with Climate Change

기후 변화를 고려한 홍수 위험도 평가

  • Received : 2007.09.27
  • Accepted : 2007.11.22
  • Published : 2008.01.31
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Abstract

The evidence of changes in the climate system is obvious in the world. Nevertheless, at the current techniques for flood frequency analysis, the flood distribution can not reflect climate change or long-term climate cycles. Using a linear regression and a Mann-Kendall test, trends in annual maximum precipitation and flood data for several major gauging sites were evaluated. Moreover, this research considered incorporating flood trends by climate change effects in flood frequency analyses. For five rainfall gauging sites (Seoul, Incheon, Ulleungdo, Jeonju, and Gangneung), upward trends were observed in all gauged annual maximum precipitation records but they were not statistically significant. For three streamflow gauging sites (Andong Dam, Soyanggang Dam, and Daecheong Dam), upward trends were also observed in all gauged annual maximum flood records, but only the flood at Andong Dam was statistically significant. A log-normal trend model was introduced to reflect the observed linear trends in annual maximum flood series and applied to estimate flood frequency and risk for Andong Dam and Soyanggang Dam. As results, when the target year was 2005, 50-year floods of the log-normal trend model were 41% and 21% larger then those of a log-normal model for Andong Dam and Soyanggang Dam, respectively. Moreover, the estimated floods of the log-normal trend model increases as the target year increases.

기후변화에 대한 명백한 증거가 전 세계적으로 관찰되고 있음에도 불구하고 현재 사용 중인 홍수 빈도분석 방법은 이러한 기후변화나 장기변동성을 고려할 요소를 갖추지 못하고 있다. 본 연구에서는 관측된 연최대 일강우량과 일유출량 시계열을 대상으로 추세분석을 실시하여 전 지구적으로 나타난 기온상승과 같은 증가추세가 존재하는지 linear regression과 Mann-Kendall 기법을 이용하여 살펴보았으며, 나아가 기후의 변동성으로 인해 발생할 수 있는 홍수량의 증가추세를 반영한 빈도분석 방안을 제시하였다. 5개 대상지점(서울, 인천, 울릉도, 전주, 강릉)의 연최대 일강우량 모두 시간에 따른 증가추세를 일관되게 보이고 있었으나, 통계적인 유의성이 검증되지는 않았다. 홍수량도 3개의 대상지점(안동댐, 소양강댐, 대청댐) 모두에서 시간에 따른 증가추세가 관찰되었으나, 안동댐의 상향추세만이 통계적인 유의성을 내포하였다. 선형추세를 가진 홍수량의 빈도분석 및 위험도를 추정할 수 있는 대수정규 추세모형(log-normal trend model)을 소개하고, 안동댐과 소양강댐의 홍수 빈도분석을 위해 적용하였다. 적용결과 대수정규 추세모형의 2005년 50년 빈도 홍수량은 안동댐과 소양강댐 모두 대수정규 모형보다 각각 41%와 21% 증가하였으며, 목표연도가 증가함에 따라 추정되는 홍수량 역시 함께 증가함을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 권원태, 부경온, 허인혜(2007) 한반도 최근 10년 기후특성. 2007 한국수자원학회 학술발표회, 한국수자원학회, CD
  2. 김광섭, 임태경(2005) 한반도 강수량과 유량의 장기 추세 분석. 2005 한국수자원학회 학술발표회논문집, 한국수자원학회, pp. 916-919
  3. 김남원, 원유승(2004) 우리나리의 빈도홍수량의 추정. 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제37권, 제12호, pp. 1019-1032
  4. 백희정, 권원태(2005) 한강과 낙동강 유역평균 월강수량의 기후 특성: I. 유역평균 시계열의 변동. 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제38권, 제2호, pp. 111-119 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2005.38.2.111
  5. 서용원, 김영오(2000) 선진국의 기후변화 연구동향(I): 유출에 대한 영향을 중심으로. 한국수자원학회지, 한국수자원학회, 제33권 제3호, pp. 22-31
  6. 한국수자원학회(2005) 하천설계기준.해설, 건설교통부
  7. Burn, D.H. (1994) Hydrological effects of climatic change in westcentral Canada. Journal of Hydrology, Vol. 160, pp. 53-70 https://doi.org/10.1016/0022-1694(94)90033-7
  8. Chiew. F.H.S. and McMahon, T.A. (1993) Detection of trend or change in annual flow of Australian rivers. International Journal of Climatology, Vol. 13, pp. 643-653 https://doi.org/10.1002/joc.3370130605
  9. Coles, S. (2001) An Introduction to Statistical Modeling of Extreme Values. Springer-Verlag, United Kingdom
  10. Douglas, E.M., Vogel, R.M., and Kroll, C.N. (2000) Trends in floods and low flows in the United States: impact of spatial correlation. Journal of Hydrology, Vol. 240, No. 1-2, pp. 90-105 https://doi.org/10.1016/S0022-1694(00)00336-X
  11. Franks, S.W. and Kuczera, G. (2002) Flood frequency analysis: Evidence and implications of secular climate variability, New South Wales. Water Resources Research, Vol. 38, No. 2, pp. 432-439
  12. Griffis, V.W. and Stedinger, J.R. (2007) Incorporating climate change and variability into Bulletin 17B LP3 Model, World Environmental and Water Resources Congress 2007, ASCE, Tampa, FL, USA, CD
  13. Lins, H.F. and Slack, J.R. (1999) Streamflow trends in the United States. Geophysical Research Letters, Vol. 26, pp. 227-230 https://doi.org/10.1029/1998GL900291
  14. MaCabe, G.J. and Wolock, D.M. (2002) A step increase in streamflow in the conterminous United States. Geophysical Research Letters, Vol. 29, No. 24, 2185, doi: 10.1029/2002GL015999
  15. Olsen, J.R., Stedinger, J.R., Matalas, N.C., and Stakhiv, E.Z. (1999) Climate variability and flood frequency estimation for the Upper Mississippi and Lower Missouri Rivers. Journal of the American Water Resources Association, Vol. 35, No. 6, pp. 1509-1524 https://doi.org/10.1111/j.1752-1688.1999.tb04234.x
  16. Salas, J.D. (1993) Analysis and modeling of hydrologic time series, Chapter 19, Handbook of Hydrology, D. Maidment (ed.), McGraw-Hill, Inc., New York, USA
  17. Stedinger, J.R. (1983) Confidence intervals for design events. Journal of the Hydraulic Engineering, Vol. 109, pp. 19-27
  18. Stedinger, J.R. and Crainiceanu, C.M. (2001) Climate variability and flood-risk management, risk-based decision making in water resources. IX Proceedings of the Ninth Conference, United Engineering Foundation, ASCE, Santa Barbara, CA, USA, pp. 77-86
  19. Stedinger, J.R., Vogel, R.M., and Foufoula-Georgiou, E. (1993) Frequency analysis of extreme events, Chapter 18, Handbook of Hydrology, D. Maidment (ed.), McGraw-Hill, Inc., New York, USA
  20. Strupczewski, W.G., Singh, V.P., and Feluch, W. (2001) Non-stationary approach to at-site flood frequency modeling I. Maximum likelihood estimation. Journal of Hydrology, Vol. 248. pp. 123-142 https://doi.org/10.1016/S0022-1694(01)00397-3