Loading...

MyWater K-water와 함께하는 물정보포털

> 재해안전 > 가뭄 > 가뭄 판단기준

가뭄이란

가뭄을 적절히 판단하기 위해 가뭄에 영향을 미치는 인자를 이용하여 가뭄지수(Drought Index)가 개발되었으며, 주요 가뭄지수는 아래와 같다.

  • WADI(Water supply Drought Index) 상세정보
    용수공급을 고려한 가뭄지수
    실제 용수공급에 따른 가뭄을 정의하기 위해 개발된 가뭄 지수로서 수리시설별 표준화를 통해 산정한 가뭄지수
  • SPI(Standardized Precipitation Index) 상세정보
    표준강수지수
    기상학적 가뭄지수로 특정한 시간에 대한 계산 단위를 3,6,9,12개월 등과 같이 설정하고, 시간단위별로 강수 부족량을 계산하여 각각의 용수공급원이 가뭄에 미치는 영향을 산정한 가뭄지수
  • PDSI(Palmer Drought Severity Index) 상세정보
    파머가뭄지수
    기후가 상이한 두 지역에 대한 지역적인 편차를 고려함으로써 시간과 공간의 일관된 비교를 통해 얻어지는 가뭄지수로 개발되어 세계적으로 널리 사용되고 있는 가뭄지수
  • MSWSI(Modified SWSI) 상세정보
    수문학적 가뭄지수
    복잡한 지형조건과 다양한 물공급 특성을 가진 우리나라의 수문학적 가뭄을 평가하기 위하여 SWSI를 보완한 수문학적 가뭄지수
  • SMI(Soil Moisture Index) 상세정보
    토양수분지수
    토양수분의 유효수분백분율에 따른 가뭄지수
  • WADI(Water supply Drought Index) : 용수공급을 고려한 가뭄지수
    - 정의
    실제 용수공급에 따른 가뭄을 정의하기 위해 개발된 가뭄 지수로서 수리시설별 표준화를 통해 산정된다. 하천관측소의 전국 표준화 내삽 정보를 가장 하단에 구축하였으며, 댐 상류유역, 농업용 저수지의 내삽에 따른 결과가 표현된 농경지역과 수혜구역, 지하수위의 표준화 정보가 표현된 집수암거 수혜구역과 취수원의 수위로 표준화하여 표현된 시가지역 순으로 표현한다.
    - 산출방법
    아래 표와 같이 한국수문조사연보를 통해 구축된 하천 유량과 한국수자원공사에서 제공하는 댐 유입량, 농업기반시설관리의 저수율, 국가지하수정보센터의 지하수위와 각 취수원의 수위자료가 구축되어 계산되어진다.

WADI의 범위

WADI의 범위
가뭄상태 지수범위 가뭄상태 지수범위
정상상태 > 0.0 약한가뭄 0 ~ -0.2
보통가뭄 -0.2 ~ -0.5 극심한 가뭄 > 0.5
닫기
  • SPI(Standardized Precipitation Index) : 표준강수지수
    - 정의
    Mckee 등(1993,1995)은 가뭄은 강수량의 부족에 의해 시작된다는 것에 착안하여 SPI 지수를 개발하였다. SPI 지수는 기상학적 가뭄지수로 특정한 시간에 대한 계산 단위를 3,6,9,12개월 등과 같이 설정하고, 시간단위별로 강수 부족량을 계산하여 개개의 용수공급원이 가뭄에 미치는 영향을 산정하는 방법이다. 이렇게 특정 시간단위로 산정된 SPI 지수는 각 시가단위에 따라 여러 분야에 사용될 수 있다. 예를 들면 단기간의 시간단위는 농업적 관심에 사용될 수 있으며, 비교적 장기간의 시간단위는 수자원공급관리 등에 사용될 수 있다.
    - 산출방법
    SPI를 산정하기 위해서는 우선 시간단위별 누가강수시계열을 구성하여야 하며, 이는 이동누가에 의한 방법으로 월 강수량을 시간단위에 따라 연속적으로 중첩하여 구한다. 즉, 각 월을 기준으로 하여 시간단위별에 해당하는 누가강수시계열을 산정하게 되며, 이를 누가된 월수로 나누어 이동 평균 강수계열을 산정한다. 이러한 누가강수 시계열이 구성되면 적절한 확률분포형을 산정하게 되는데, SPI 지수는 강수량만을 입력자료로 사용하기 때문에 적절한 확률분포형으로 Gamma 분포를 산정한다. 이러한 Gamma 분포를 이용하여 개개의 변량에 대한 누가확률을 산정한 후 표준정규분포에 적용시킨 후 최종적으로 SPI지수를 산정하게 된다.

SPI에 의한 가뭄의 분류

SPI에 의한 가뭄의 분류
가뭄지수의 범위 수분상태 가뭄지수의 범위 수분상태
2.0 이상 Extremely wet 1.5 ~ 2.0 Very wet
1.0 ~ 1.5 Moderately wet -1.0 ~ 1.0 Near normal
-1.5 ~ -1.0 Moderately dry -2.0 이하 Extremely dry
닫기
  • PDSI(Palmer Drought Severity Index) : 파머가뭄지수
    - 정의
    Palmer(1956)는 가뭄을 “장기간의 이상 수분부족”이라 정의하였으며, 이상 수분부족은 “정상적인 기후에서 현저하게 벗어난 비정상적인 수분부족 기간”이라 정의된다. 이러한 PDSI 지수는 수문학적 가뭄지수로 가뭄 정의를 통해 Palmer는 가뭄의 심도를 수분부족량과 수분부족기간의 함수로 나타내었다. 또한 PDSI 지수는 기후가 상이한 두 지역에 대한 지역적인 편차를 고려함으로써 시간과 공간의 일관된 비교를 통해 얻어지는 가뭄지수로 개발되어 세계적으로 널리 사용되고 있는 가뭄지수이다.
    - 산출방법
    PDSI지수는 강수량, 기온뿐만 아니라 유효토양수분량과 일조시간 등의 자료를 사용해서 Thornthwaite와 Mather(1955)의 월열지수법(monthly heat index method)으로 잠재증발산량을 추정한 후, 대상지역의 실제 강수량과 기후학적으로 필요한 강수량과의 차이를 계산함으로써 수분편차를 계산한다. 즉, 강수량과 기온 자료뿐만 아니라 지역적 유효토양수분량에 근거하여 산정된 잠재량들로부터 증발산량, 향양량, 유출량 및 손실량을 포함하여 물수지 방정식의 모든 기본적인 사항들이 결정된다. 하지만 수분편차만을 이용하여 가뭄의 심도를 비교하는 것을 적절하지 않을 수 있기 때문에 시∙공간적 편차를 보정하기 위해 기후특성인자를 계산하여 최종적으로 PDSI지수를 산정하게 된다.

PDSI 산정에 필요한 구성요소

PDSI 산정에 필요한 구성요소
구분 설명 구분 설명
PE Potential Evapotranspiration 잠재증발산량 PR Potential Recharge 잠재 함양량
PRO Potential 잠재 유출량 PL Potential Loss 잠재 손실량
ET Evapotranspiration 증발산량 R Rechage 함양량
RO Runoff 유출량 L Loss 손실량
AWO Available Water holding Capacity 토양 유효용량 Ss Surface Soil Moisture Content 상부층 수분함량
Su Underlying Soil Moisture Content 하부층 수분함량

파머가뭄지수의 범위

파머가뭄지수의 범위
가뭄지수의 범위 수분상태 가뭄지수의 범위 수분상태
4.0 이상 극한습윤(Extremely wet) 3.0 ~ 4.0 심한습윤(Very Wet)
2.0 ~ 3.0 보통습윤(Moderately wet) 1.0 ~ 2.0 약한습윤(Slightly wet)
-1.0 ~ 1.0 정상상태(Nearnormaly) -2.0 ~ -1.0 약한가뭄(Mid drought)
-3.0 ~ -2.0 보통가뭄(Moderate drought) -4.0 ~ -3.0 심한가뭄(Severe dorught)
-4.0 이하 극한가뭄(Extreme dorught)
닫기
  • MSWSI(Modified SWSI) : 수문학적 가뭄지수
    - MSWSI의 개발배경
    기존의 가뭄지수인 SPI, PDSI는 기상자료를 중점적으로 사용하여 가뭄을 평가하기 때문에 지표 수문량에 영향을 받는 수문학적 가뭄평가에 어려움이 있다. 반면에 SWSI(Surface Water Supply Index) (Shafer and Dezman,1982)는 융설량, 저류량, 하천유량, 강수량을 입력인자로 하여 가뭄을 평가하는데 기존의 개발된 가뭄지수중 가장 수문학적으로 가뭄을 평가하는 가뭄지수로 알려져 있다. 복잡한 지형조건과 다양한 물공급 특성을 가진 우리나라의 수문학적 가뭄을 평가하기 위하여 SWSI를 보완한 MSWSI(Modified SWSI)를 개발 및 적용하였다.
    - MSWSI의 기본이론
    Shafer and Dezman (1982)은 SWSI를 콜로라도 유역에 적용함에 있어 겨울철에는 융설인자를, 여름철에는 하천유출인자를 사용하였고 저수지가 없는 유역에서는 저류인자를 제외하고 적용하였다. SWSI는 계절별, 지역별로 사용가능한 수문인자를 선택적으로 사용하여 수문학적 가뭄을 평가하는 지수로서 이러한 근거로 우리나라에서 지역별로 가뭄에 영향을 미치는 사용 가능한 수문인자를 선택적으로 사용하여 수문학적 가뭄을 평가하는 지수로서 이러한 이론을 근거로 우리나라에서 지역별로 가뭄에 영향을 미치는 사용 가능한 수문인자를 선택적으로 사용하는 MSWSI를 개발하였다. 우리나라에서 관측되고 있는 수문인자 중 수문학적 가뭄평가에서 사용이 가능한 인자로서 가우수량, 댐 유입량, 하천유량, 지하수위를 산정하였습니다. SWSI 산정식을 기본으로 하여 우리나라 실정에 맞는 입력인자를 사용하는 MSWSI는 다음과 같이 표현된다.
MSWSI 수문학적 가뭄지수 공식

여기서, PN은 비초과확률, a,b,c,d는 각 수문인자의 가중계수(a+b+c+d=1),
pcp는 강수인자(precipitation component), sf는 하천유출인자(streamflow component),
rs는 댐유입량인자(daminflow component), gw는 지하수위인자(groundwater component)

닫기
  • SMI(Soil Moisture Index) : 토양수분지수
    농업가뭄의 정의 : 농작물의 생산량이 감소되는 것을 기준으로 토양수분이 유효수분백분율의 50%이하 일 때로 정의한다.
    가뭄이 가지는 다양한 특성을 세가지의 특성치로 구분하여 기본수준(trunction level)에 대한 부족분에 대한 지속기간(duration : D), 크기(magnitude : M), 강도(severity : S)로 분류한다. 강수량, 기온, 풍속, 습도, 토양, 물리 특성자료 이용하여 식생에 영향을 주는 가뭄을 판단하기 위한 지표로서 다음과 같이 산정한다.
  • smi 토양수분지수 공식
  • SMI의 특징
    일별 모의가 가능
    자연상태의 가뭄표시
    선행적인 가뭄제시
    단기 가뭄평가에 효과적
    충분한 강우로 인한 가뭄 해소에 민감
    비 식생지역에 가뭄을 반영하는데 어려움
  • 파머가뭄지수의 범위
    Severity(X) 확률 SMI 가뭄상태
    X < 543 0.96 이상 -1 약한가뭄
    543 ≤ X < 1106 0.68 ~ 0.96 -2 보통가뭄
    1106 ≤ X < 2338 0.32 ~ 0.68 -3 심한가뭄
    2338 ≤ X < 5734 0.04 ~ 0.32 -4 매우 심한가뭄
닫기

출처 : 가뭄정보시스템(K-water)

콘텐츠 내용에 만족하십니까? 현재 페이지의 만족도를 평가해 주시면 의견을 수렴하여 반영하겠습니다.

홈페이지 만족도 조사
평가
0/4000 bytes