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연구자들은 홍수를 예측하는 보다 효과적인 방법을 제안합니다.
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침수된 호수 집, Keswick, Cumbria, 영국(Gavin Lynn의 사진)최근 수십 년 동안 기후, 토지 사용, 인프라 및 인구 증가의 변화로 인해 많은 사람들이 그 어느 때보다 홍수의 영향에 취약합니다. 따라서 물리적, 경제적 손실을 줄이기 위해서는 홍수의 빈도와 강도를 정확하게 예측하는 것이 중요합니다.기존의 홍수 빈도 분석은 홍수가 역사적 패턴을 따른다고 가정하며, 기후 변화, 하천 규제 및 토지피복 변화와 같은 변화하는 조건을 고려하지 않습니다. 이로 인해 홍수의 빈도와 심각도를 과소평가하고 탄력성이 떨어지는 인프라를 설계할 위험이 높아집니다.Journal of Hydrology에 발표된 최근 연구에서 중국 Xi'an Jiaotong-Liverpool University의 연구원들과 중앙대학교, 한국; 영국 리버풀 대학은 변화하는 환경에서 홍수 빈도를 분석하는 데 더 적합한 대체 방법을 제안했습니다.연구팀은 비정적 홍수 빈도 분석의 한 유형인 모델을 제안했습니다. 비정적 모델은 홍수 빈도에 영향을 미치는 요인의 변화를 고려하므로 물 관련 구조물 및 홍수 예방 조치에 대해 보다 신뢰할 수 있는 추정을 제공합니다.비정상 홍수 빈도 분석이 현재 뜨거운 연구 주제임에도 불구하고 가장 적절한 방법에 대한 합의가 부족합니다. 기존 모델은 엔지니어나 수문학자가 실제로 구현하기에는 너무 복잡하거나 너무 비쌉니다.이 논문의 제1저자인 Mengzhu Chen은 XJTLU의 토목공학과 박사과정 학생입니다. 2021년에 그녀는 영국 전역에서 다른 비정적 홍수 빈도 모델을 사용한 연구를 발표했습니다. 그러나 그녀는 이 접근 방식을 엔지니어링 설계 및 수력 구조 설계와 같은 관행에 적용하는 데 한계가 있음을 발견했습니다.“모델을 단순한 수학 공식으로 표현할 수 없어 해석과 계산이 어려웠습니다. 따라서 더 적합한 모델을 찾고 싶었습니다.”라고 Chen은 말합니다.현재 연구에서 다양한 모델링 기술을 평가하고 비교하기 위해 연구자들은 영국 전역의 161개 집수지에서 과거 홍수 데이터를 분석했습니다. 유역 또는 배수 유역으로도 알려진 이 지역에는 능선, 언덕 또는 산과 같은 자연 경계가 있으며 모든 지표수는 공통 수로로 배수되어 강이나 개울을 형성합니다.(a) 연구에 사용된 161개 유역의 위치. (b) 유역 크기 요약 및 (c) 사용 가능한 레코드 길이.그들은 '분수 다항식 기반 회귀' 모델이 모든 모델 중에서 가장 유연하고 효과적이며 사용자 친화적이라는 것을 발견했습니다. 이 방법은 의학 통계 및 임상 연구와 같은 특정 응용 연구 분야에서 새로운 도구이지만 현재 수 문학 분야에서는 거의 사용되지 않습니다.차이를 메꾸다Chen은 다음과 같이 말합니다. “현재 대부분의 실무자는 비정형 모델이 학계에서 인기를 얻었음에도 불구하고 익숙하지 않기 때문에 수력학 연구와 실습 사이에 간극이 있습니다.“최근 연구 결과는 수문학자와 엔지니어가 사용 가능한 분석 모델 중에서 선택하는 데 도움이 되는 권장 사항을 제공합니다.“실무자에게 우리 논문에서 제안하는 분수 다항식 모델은 적용을 위한 추가적인 가치 있는 도구가 될 수 있습니다. 수학 공식으로 표현할 수 있어 더욱 사용자 친화적입니다.“결국 비정적 홍수 빈도 분석의 주요 목적은 물 관련 기반 시설의 설계, 건설 및 관리에 대한 예측을 제공하는 것입니다.“그럼에도 불구하고 고정되지 않은 방법이 실제로 널리 사용되기까지는 갈 길이 멉니다. 보다 사용자 친화적이고 간단하며 일반적으로 합의된 비정적 홍수 빈도 분석에 대한 접근 방식은 앞으로도 탐색할 가치가 있습니다.”라고 Chen은 말합니다.영국 전역의 161개 유역에 대한 정량화된 계절성 지수(계절별 홍수 피크 분산). 지수가 높을수록 이러한 집수지에서 홍수 변동성이 더 중요합니다. 우기는 더 습하고 건기는 더 건조할 수 있습니다."우리는 또한 미래의 극한 기상 현상에 대비하는 데 도움이 되도록 홍수 빈도에 영향을 미치는 복잡한 기본 요인에 대한 추가 조사가 필요합니다."라고 덧붙입니다.연구팀은 XJTLU의 Mengzhu Chen과 Konstantinos Papadikis 교수, 중앙대학교의 전창현 박사, 리버풀대학교의 Neil Macdonald 교수로 구성되어 있습니다.비정적 홍수 빈도 분석을 위한 선형, 비선형, 모수 및 비모수 회귀 모델 논문은 여기에서 온라인으로 볼 수 있습니다.By Yi QianEdited by Catherine Diamond
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write 관리자
date 23.01.17