기저유량비를 이용한 미계측 유역의 평균 갈수량 산정에 대한 연구 :Estimation of Average Low Flow Using Base Flow Index for Ungaged Basin

이시윤

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자료유형: 학위논문

저자정보: 이시윤 (인하대학교, 인하대학교 대학원)

지도교수: 김형수

발행연도: 2017

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

기저유량비를 이용한 미계측 유역의 평균 갈수량 산정에 대한 연구

이시윤 일반 2017.01 학위논문

기저유량비를 이용한 미계측 유역의 평균 갈수량 산정

이시윤 , 김치영 , 이종소 외 1명 한국수자원학회 학술발표회 2017.01 학술대회자료

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유량자료는 연속적으로 관측하기가 쉽지 않을 뿐 아니라 모든 관측소에서 매년 적정한 유량자료를 생산하는 것 또한 매우 어려운 실정이다. 이에 따라 미계측 유역에 대한 유량 산정을 위해 많은 연구가 진행되고 있다. 영국의 “Low Flow Studies report(Institute of Hydrology, 1980)”에서는 갈수량 산정과 관련하여 기저유량비(Base Flow Index, BFI)를 사용하는 것을 추천하였다. 국내에서는 이와 관련한 적용 사례가 없기 때문에 본 연구에서는 BFI를 적용하여 미계측 유역의 갈수량을 산정하고자 하였다. 대상유역은 낙동강 권역의 22개 지점을 대상으로 실시하였으며, 기저유량비 및 평균 갈수량과 유역 및 수문인자들의 상관분석을 수행하였다. 분석을 통하여 기저유량비는 토양군 C와 지하수위를 독립변수로, 평균 갈수량은 기저유량비, 유역면적, 강수량을 독립변수로 선정하여 회귀분석을 실시하였다. 그 결과 개발한 기저유량비 지역회귀모형의 상대오차는 ?26.5%(기계2)～57.2%(구영)의 범위로 분포하였고, 절대오차의 평균은 17.2%로 산정되었다. 평균 갈수량 지역회귀모형은 상대오차가 -38.4%(도천)～184.4%(길안)의 범위에서 분포하고 있으며, 절대오차의 평균은 47.3%이다. 그러나 소토, 기계2, 길안 지점의 상대오차가 각각 99.8%, 127.2%, 184.4%로 이 수치들을 제외하면 절대오차는 30.6%이다. 상대오차는 다소 부정적이지만 기존에 개발된 지역회귀모형으로 평균 갈수량을 산정한 결과와 비교하면 상대적으로 양호한 것으로 판단된다. 사용한 자료의 기간이 6년으로 통계적인 결과로 보기에는 다소 미흡한 측면이 있지만, 유역 인자로서 BFI가 미계측 유역의 갈수량 특성을 설명할 수 있는 우수한 인자라고 판단하였다.

#기저유량비 #미계측 #유역 #갈수량 #평균 갈수량 #BFI #baseflow index

제 1 장 서론 1
1.1 연구 배경 및 목적 1
1.2 연구 동향 3
1.2.1 유역인자 3
1.2.2 지역회귀모형 4
1.3 연구 내용 및 방법 6
제 2 장 평균 갈수량 및 기저유량비 산정 방법 8
2.1 평균 갈수량의 정의 및 산정 방법 8
2.1.1 평균 갈수량의 정의 8
2.1.2 평균 갈수량 산정 방법 9
2.2 수문곡선의 분리 10
2.2.1 직접유출과 기저유출 10
2.2.2 GW-Toolbox에 의한 수문곡선 분리 11
2.3 기저유량비의 정의 및 산정 방법 16
2.3.1 기저유량비의 정의 16
2.3.2 기저유량비 산정 방법 17
제 3 장 상관분석 및 회귀분석 방법 19
3.1 상관분석 및 상관계수 19
3.1.1 상관분석 19
3.1.2 상관계수 20
3.2 회귀분석 방법 20
3.2.1 단순선형회귀식 20
3.2.2 다중선형회귀식 22
제 4 장 유역인자 산정 및 수문인자 수집 25
4.1 대상 유역 선정 25
4.2 유역인자 28
4.2.1 유역특성인자 28
4.2.2 유역형상인자 30
4.2.3 하천특성인자 33
4.2.4 토양지질특성인자 36
4.3 수문인자 수집 및 기저유량비 산정 47
4.3.1 수문인자 수집 47
4.3.2 기저유량비 산정 50
제 5 장 평균 갈수량 및 기저유량비의 상관분석 51
5.1 유역 및 수문인자와 평균 갈수량 및 기저유량비의 상관분석 51
5.1.1 유역 및 수문인자와 평균 갈수량의 상관분석 52
5.1.2 유역 및 수문인자와 기저유량비의 상관분석 52
5.2 다중공선성 진단 54
5.2.1 산점도 및 인자 간의 상관계수 54
5.2.2 분산팽창지수 63
제 6 장 기저유량비를 이용한 평균 갈수량 산정 65
6.1 기저유량비와 평균 갈수량의 지역회귀모형 개발 및 평가 65
6.1.1 기저유량비에 대한 지역회귀모형 개발 및 평가 67
6.1.2 평균 갈수량에 대한 지역회귀모형 개발 및 평가 69
6.2 미계측 유역의 평균 갈수량 산정 72
6.2.1 지역회귀모형에 의한 평균 갈수량의 검증 72
6.2.2 미계측 유역의 기저유량비 산정 77
6.2.3 미계측 유역의 평균 갈수량 산정 78
제 7 장 결론 82
참고문헌 84
부 록 95
부록 1. 수문자료 수집 현황(지하수 관측망) 95
부록 2. 수문자료 수집 현황(유량 그래프) 97
부록 3. 지하수위 관측망을 이용한 크리깅(Kriging) 모델 결과 100
부록 4. GW-Toolbox를 이용한 기저유량비 산정 결과 106
부록 5. 평균 갈수량과 인자 간 상관분석 112
부록 6. 기저유량비와 인자 간 상관분석 116

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