-
1. μ λ‘
-
2. λμ μ μ
-
3. μ°κ΅¬λ°©λ²
-
3.1 νμλΉλν΄μλ²
-
3.2 μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²
-
3.3 μ§μλΉλν΄μλ²
-
3.3.1 λΉλλ³ νμλκ³Ό μ§νμΈμμ μκ΄κ΄κ³ λΆμ
-
3.3.2 μ μμ λν μ§ννμλΉλ 곑μ μ μμ±
-
3.3.3 μμ°μ λ-μ§μλΉλν΄μ ν, 보μ μ μ μ©
-
4. λ―Έκ³μΈ‘ μ μμμ μ μ©
-
4.1 Leave-One-Out Cross-Validation (LOOCV)
-
4.2 Skill Score (SS)
-
4.3 μ μ©κ²°κ³Ό
-
5. κ²° λ‘
1. μ λ‘
μ΅κ·Ό κΈ°νλ³νλ‘ μΈνμ¬ κ°μ°ν¨ν΄μ΄ λΆκ·μΉν΄μ§κ³ μ§μ€μ± νΈμ°μ λΉλκ° μ¦κ°νμ¬ νμνΌν΄κ° μ¦κ°νκ³ μλ€. μ΄μ ν¨κ³Όμ μΌλ‘ λμνκΈ° μν μ곡ꡬ쑰물μ
μμ μ± μλ μ€κ³λ₯Ό μν΄ μ λ’°μ± λμ μ€κ³νμλ μ°μ μ λν νμμ±μ΄ 컀μ§κ³ μλ€. μ€κ³νμλ μ°μ μ μΉμꡬ쑰물μ κ·λͺ¨ λ° μ€κ³κΈ°μ€μ κ²°μ νλ κ°μ₯
κΈ°μ΄κ° λλ λΆμκ³Όμ μΌλ‘, μ€κ³νμλ μ°μ λ²μ ν¬κ² λ κ°μ§λ‘ λλ³λλ€. 첫 λ²μ§Έλ κ΄μΈ‘ νμλ μλ£λ₯Ό μμ§ν ν, μ°μ΅λμΉκ³μ΄μ ꡬμΆνμ¬ ν΅κ³νμ
λΉλν΄μμ ν΅ν΄ μ€κ³νμλμ μ°μ νλ νμλΉλν΄μλ²(Flood Frequency Analysis, FFA)μ΄λ€. λ λ²μ§Έλ κ΄μΈ‘ κ°μ°μλ£λ₯Ό ν΅ν΄ μ€κ³κ°μ°λμ
μ°μ ν ν, κ°μ°-μ μΆ λͺ¨νμ μ μ©νμ¬ μ€κ³νμλμ μ°μ νλ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²(Design Rainfall- Runoff Analysis,
DRRA)μ΄λ€.
νμλΉλν΄μλ²μ κ΄μΈ‘ μ λ μλ£κ° μΆ©λΆν λ§μ λ, μ΄λ‘ μ μΌλ‘ κ°μ₯ μ ν©ν λ°©λ²μ΄μ§λ§, μ°λ¦¬λλΌμ κ²½μ°, νμλμ λν κ΄μΈ‘ μλ£κ° λ§€μ° μ κΈ° λλ¬Έμ
νμλΉλν΄μλ²μ μ μ©ν λ μ°μ λ μ€κ³νμλμ λΆνμ€μ±μ΄ ν¬κ³ , λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ΄ λ§κΈ° λλ¬Έμ νμλΉλν΄μλ²μ μ§μ μ μ©νμ¬ μ€κ³νμλμ μ°μ ν μ μλ
κ²½μ°κ° λ§λ€. λ°λΌμ μ°λ¦¬λλΌ μμμ μ€λ¬΄μμλ λΉκ΅μ λ§μ κ°μ°μλ£λ₯Ό νμ©ν μ μλ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ μ μ©νμ¬ μ€κ³νμλμ μ°μ νκ³
μμΌλ©°, λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ νλ₯ νμλ μ°μ μ κ΄ν μ°κ΅¬λ κΎΈμ€ν μ§νλκ³ μλ€(Heo et al., 2007; Nam et al., 2008; Kim
et al., 2016). κ·Έλ¬λ μ΄λ¬ν λ κ°μ§ μ€κ³νμλ μ°μ λ²μ κ°μ μ μμ μ μ©νμ κ²½μ°μλ μλ‘ λ€λ₯Έ κ°μ μ°μ νλ κ²½μ°κ° λΉλ²νκ² λ°μνλ€(Rogger
et al., 2012).
νμλΉλν΄μλ²κ³Ό μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλμ΄ μλ‘ λ€λ₯Έ μμΈμ μ¬λ¬ κ°μ§κ° μλ€. μ°μ Boughton and Hill(1997)μ΄
λΉ
ν 리μ μ§μμμ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²κ³Ό νμλΉλν΄μλ²μ μν΄ μ°μ λ νλ₯ νμλμ λν΄ λΉκ΅Β·λΆμμ μνν κ²°κ³Ό, κ΄μΈ‘ μ λ μλ£μ κ΄μΈ‘μ°μκ°
μ κ±°λ μΌλΆλΆμ μλ£λ₯Ό νμ©νμ κ²½μ°, νμλΉλν΄μλ²μ μν μ€κ³νμλμ΄ μ΅λ 80%κΉμ§ μκ² μ°μ λμλ€. λν κ°μ°-μ μΆ μ¬μ΄μ λΉμ νμ±μ΄ νλ₯ νμλ
μ°μ μ μν₯μ΄ λ―ΈμΉλ€. μ€λ¬΄μμ μ¬μ©λκ³ μλ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ λνμ μΈ κ°μ°-μ μΆ λͺ¨μ λͺ¨νμΈ HEC-HMSλ Clark λ¨μμ λλ
κ°λ
μ μ¬μ©νκ³ μλ€. λ¨μμ λλλ μ μμ κ°μ°-μ μΆμ κ΄κ³λ μ νμ±μ κ°μ§λ©° μκ°λΆλ³μ΄λΌλ κ°μ μ κΈ°λ°μΌλ‘ κ°μ°μλ£μ μ μΆμλ£λ₯Ό λΆμνμ¬ κ°λ°λ
μ΄λ‘ μ΄λ€(Lee, 2015). κ·Έλ¬λ Pilgrim and Cordery(1975)λ κ°μ°μ νμλ μ¬μ΄μ μ νμ± κ°μ μ μΌλ°μ μΌλ‘ μ±λ¦½λμ§ μλλ€κ³
μ£Όμ₯νμΌλ©°, Haan and Schulze(1987)μ κ°μ° μ¬μμ΄ λ°μν λλ§λ€ μ μμ μ νμ‘°κ±΄μ΄ λ³ννκΈ° λλ¬Έμ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³μ μ νμ± κ°μ μ΄
μ±λ¦½νμ§ μλλ€κ³ μ£Όμ₯νμλ€. μ΄μ Choi et al.(2015)λ κ°μ°-μ μΆ μ¬μ΄μ μ νμ± κ°μ μ μ μ λ‘ νλ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ λ¬Έμ μ μ
κ°μ νκΈ° μνμ¬ νμλΉλν΄μλ²κ³Ό μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ λΉκ΅ λΆμν ν, νΈμ°μ¬μμ λν κ°μ°-μ μΆ ν΄μμ ν΅ν΄ μ°μ΅λ νμλμ ꡬμΆνκ³ μ΄λ₯Ό
λΉλν΄μνλ νλ₯ νμλ μ°μ λ²μ μ μνμλ€. μ΄λ¬ν μΈ κ°μ§ νλ₯ νμλ μ°μ λ²μ μ μ©ν κ²°κ³Ό, μ°μ λ νλ₯ νμλμ μ€μ°¨ κ°μ μ μ λ©΄μ μ λ°λΌ μμ΄νκ²
λνλλ€λ κ²°λ‘ μ λμΆνλ€. λ°λΌμ μ μ νΉμ±μΈμ λν νλ₯ νμλμ μ°μ νλλ° κ³ λ €ν΄μΌ νλ μ£Όμ μΈμμ΄λ€. ο½’νμ²μ€κ³κΈ°μ€. ν΄μ€ο½£μ λ°λ₯΄λ©΄ νλνλ¦μ
μ νμκ°μ΄ λ§€μ° μ§§μ μμ μμμλ λλ¬μκ°μ΄ λ§€μ° μ§§κ² μ°μ λλ―λ‘ ν©λ¦¬μκ³Ό λ¨μλλ² λ± λͺ¨λ λ°©λ²μμ νμλμ΄ ν¬κ² μ°μ λλ€(Korea Water
Resources Association, 2009). Chae et al.(2017)μ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μΆμ ν νλ₯ νμλμ νκ·λͺ¨νμΌλ‘
보μ νλ λ°©μμ μ μνμλ€. νΉν, μ μ λ©΄μ μ κΈ°μ€μΌλ‘ λμμ μμ ꡬλ³ν ν, λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ μ μ©ν μ μλ νλ₯ νμλ μΆμ λ²μ μ μνμλ€. μ μ
λ©΄μ μ κ³ λ €νμ¬ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ μ μ©νμμ κ²½μ° μ μ λ©΄μ μ κ³ λ €νμ§ μμμ λλ³΄λ€ μ νλκ° 2.1%p μμΉνλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. λ°λΌμ λ³Έ μ°κ΅¬μμλ
Chae et al.(2017)μμ μ μλ λ°©λ²μ κ°μ νκΈ° μνμ¬ μ μμ νΉμ±μ λ°μνμ¬ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ νλ₯ νμλμ μΆμ νλ λ°©μμ μ μνμλ€.
2. λμ μ μ
λ³Έ μ°κ΅¬λ μ°λ¦¬λλΌμμ νμλΉλν΄μλ²μ λμμΌλ‘ μ¬μ©λκ³ μλ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ κ³Όλ€μ€κ³ λ¬Έμ λ₯Ό κ°μ νκ³ , μ μ νΉμ±μ κ³ λ €νμ¬ λ―Έκ³μΈ‘
μ μμ νλ₯ νμλμ μ°μ ν μ μλ λ°©λ²μ μ μνλλ° λͺ©μ μ΄ μλ€. μ΄μ μ΄λ‘ μ μΌλ‘ κ°μ₯ μ ν©νλ€κ³ νλ¨λλ νμλΉλν΄μλ²μΌλ‘ μΆμ λ νλ₯ νμλμ
μ°Έκ°μΌλ‘ νμ¬ κ°μ°μλ£λ₯Ό κΈ°λ°μΌλ‘ νλ₯ νμλμ μ°μ νλ λ°©λ²μΈ μ€κ³κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ μΆμ κ°κ³Ό λΉκ΅Β·λΆμνμλ€. νλ₯ νμλμ λΉκ΅Β·λΆμμ μννκΈ°
μν΄ Fig. 1κ³Ό κ°μ΄ 12κ°(νκ°κΆμ 4κ°, λλκ°κΆμ 3κ°, κΈκ°κΆμ 5κ°)μ μ€κΆμ μ μμ μ μ νμλ€. μ μ λ λμ μ μμ κ΄μΈ‘νμλ μλ£κ°
20κ° μ΄μμ΄λ©°, κ΄μΈ‘ μ λμ κ΄μΈ‘ μ§μ κ³Ό μ μμ’
ν©μΉμκ³νλ³΄κ³ μμ νλ₯ νμλ μ°μ μ§μ μ΄ μΌμΉνλ μ μμΌλ‘ μ μ νμλ€. ꡬμΆλ κ΄μΈ‘ μ λ μλ£μ κ΄μΈ‘
λ
μ λ° μ μ λ©΄μ μ Table 1κ³Ό κ°λ€.
Fig. 1.
Middle-Scale Watersheds Used in This Study
Table 1. Area & Period of Rainfall Data in Study Area
|
3. μ°κ΅¬λ°©λ²
3.1 νμλΉλν΄μλ²
ν΅κ³νμ μλ¬ΈλΉλν΄μμμλ μλ£κ° λ
립μ μ΄κ³ λμΌν λΆν¬λ‘λΆν° νλλμλ€κ³ κ°μ νλ€. λ°λΌμ μ λ μλ£μ λν λ
λ¦½μ± λ° λμ§μ± κ²μ μ μννμλ€.
μ λ μλ£ κ°μ λ
립μ±μ΄ μλμ§λ₯Ό κ²μ¦νλ 1μ°¨ κ³μ΄μκ΄κ³μ(Lag-one Serial Correlation Coefficient, )λ Eq. (1)κ³Ό κ°λ€. κ° μ μμ μ λ μλ£μ λν 1μ°¨ κ³μ΄ μκ΄κ³μ() λ° 95% μ 뒰ꡬκ°(Confidence Interval, CI)μ λ°νμΌλ‘ μ λ μλ£μ λ
립μ±μ κ²μ ν κ²°κ³Ό(Table 2), κ΄μΈ‘ μ λ μλ£λ
μλ¬Ένμ μ§μμ±μ΄ κ±°μ μλ 무μμ κ³μ΄λ‘ μκ°μ λνμ¬ λ
립μ μΈ κ²μΌλ‘ λΆμλμλ€. λν Eq. (2)λ₯Ό μ΄μ©νμ¬ μ λ μλ£μ λν λμ§μ± κ²μ μ
μνν κ²°κ³Ό(Table 2), λͺ¨λ μ μμμ κ²μ ν΅κ³λμ΄ 5% μ μ μμ€(Significant Level, SL)μ μκ³κ°λ³΄λ€ μκ² λνλ μ λ
μλ£λ€μ λμ§μ λͺ¨μ§λ¨μ μν΄ μλ κ²μΌλ‘ λΆμλμλ€.
Table 2. Results of Homogeneity and Independence Test (Observed Flow)
|
(1)
(2)
μ¬κΈ°μ, Sλ μκ° λμ§μ±μ λν λ―Όκ°λμ΄λ©°, nμ μλ£μ κ°μ, Xtλ μ λκ³μ΄μ΄λ©°, λ μ λμλ£μ νκ· κ°μ΄λ€.
λ³Έ μ°κ΅¬μμλ Gamma λΆν¬, μΌλ°κ·ΉμΉ(GEV) λΆν¬, Gumbel λΆν¬, Weibull λΆν¬μ λν λͺ¨μλ₯Ό νλ₯ κ°μ€λͺ¨λ©νΈλ²μ μ΄μ©νμ¬ μΆμ νκ³ ,
Kolmogorov-Smirnov (K-S) κ²μ μ ν΅νμ¬ νλ₯ λΆν¬νμ μ ν©μ±μ κ²μ νμλ€. 12κ° λμ μ μμ λν 4κ°μ§ νλ₯ λΆν¬ν λͺ¨λ μ ν©μ±μ΄
νλΉν κ²μΌλ‘ κ²ν λμλ€. Kim and Heo(2006)μ μνλ©΄, μλ£μ μκ° μ μ λ, λ체μ μΌλ‘ 2λ³μ Gamma λΆν¬κ° μ ν©νλ©°, Gumbelκ³Ό
GEV λΆν¬λ μλ£μ μκ° λ§μμ§μλ‘ μ ν©νλ€. λν μλ¬Έμλ£μ μ΅λμΉ λλ μ΅μμΉ κ³μ΄μ λΆμνλ κ²½μ°μλ GEV λΆν¬κ° μ μ νλ€(Lee, 2015).
λ°λΌμ λ³Έ μ°κ΅¬μμλ GEV λΆν¬λ₯Ό μ΅μ νλ₯ λΆν¬νμΌλ‘ μ μ νμλ€. GEV λΆν¬μ νλ₯ λ°λν¨μλ Eq. (3)κ³Ό κ°λ€.
(3)
μ¬κΈ°μ, λ μΆμ²λͺ¨μ, λ νμλͺ¨μ, λ μμΉλͺ¨μμ΄λ€.
λ³Έ μ°κ΅¬μμλ GEV λΆν¬λ₯Ό μ΄μ©νμ¬ 12κ°μ λμ μ μμ νλ₯ νμλμ μ°μ νμΌλ©°, μνμ²μ€κ³κΈ°μ€, νμ²μ€κ³κΈ°μ€, μ μμ’
ν©μΉμκ³ν λ±μμ μ€κ³κΈ°μ€μΌλ‘
μ£Όλ‘ μ¬μ©λλ μ¬νκΈ°κ° 30λ
, 50λ
, 80λ
, 100λ
, 200λ
μ ν΄λΉνλ νλ₯ νμλ(FFA)μ Table 3μ μ μνμλ€.
Table 3. Flood Quantiles Estimated by FFA and DRRA
|
3.2 μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²
μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²(DRRA)μ κ΄μΈ‘ κ°μ° μλ£λ₯Ό λΉλν΄μνμ¬ νλ₯ κ°μ°λμ μ°μ νκ³ μ°μ λ νλ₯ κ°μ°λμ κ°μ°-μ μΆ λͺ¨νμ ν΅ν΄ λͺ¨μνμ¬ νλ₯ νμλμ
μ°μ νλ λ°©λ²μ΄λ€. μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ μ λ μλ£μ λΉν΄ μλμ μΌλ‘ νλΆν κ°μ° μλ£λ₯Ό νμ©ν μ μλ μ₯μ μ κ°μ§κ³ μλ€. λ³Έ μ°κ΅¬μμλ
μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλμ μΌκ΄μ±μ μ μ§νκΈ° μν΄ 2008λ
κ΅ν κ΅ν΅λΆμμ λ°κ°ν ο½’νκ°μ μμ’
ν©μΉμκ³ν λ³΄κ³ μο½£μ ο½’κΈκ°μ μμ’
ν©μΉμκ³ν
λ³΄κ³ μο½£ κ·Έλ¦¬κ³ 2009λ
κ΅ν κ΅ν΅λΆμμ λ°κ°ν ο½’λλκ°μκ³ νμ²κΈ°λ³Έκ³ν λ³΄κ³ μο½£μ κ³ μλ νλ₯ νμλ κ°μ μμ§νλ€. μ¬νκΈ°κ° 30λ
, 50λ
, 80λ
,
100λ
, 200λ
μ ν΄λΉνλ νλ₯ νμλ(DRRA)μ Table 3μ μ 리νμμΌλ©°, νμλΉλν΄μλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλ(FFA)κ³Ό λΉκ΅Β·λΆμνμλ€.
λΆμ κ²°κ³Ό, λ³Έ μ°κ΅¬μμ μ μ λ 12κ°μ λμ μ μ μ€ μ ν¬κ΅ μ μ(Code #2017)μ μ μΈν 11κ°μ μ μμμ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²(DRRA)μΌλ‘
μ°μ λ νλ₯ νμλμ΄ νμλΉλν΄μλ²(FFA)μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλλ³΄λ€ ν¬κ² μ°μ λλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. μ μλ³λ‘ κ³Όλ μ°μ λλ λΉμ¨μ Table 3μ
μ μλμμΌλ©°, νκ· 52.1% (μ ν¬κ΅ μ μμ μ μΈνλ©΄ 57.4%) κ³Όλ€ μ°μ λλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€.
2012λ
κ΅ν κ΅ν΅λΆμμ λ°κ°ν ο½’μ€κ³νμλ μ°μ μλ Ή(μ)ο½£μ λ°λ₯΄λ©΄ μ°λ¦¬λλΌλ λ―Έκ΅ SCSμμ μ μνκ³ μλ κΈ°μ€ μ€ μ€κ³μμ μ°¨μμμ λμ μ μΆλ
쑰건μ μ±ννκ³ μλ€. λν, μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μ€κ³νμλμ μ°μ ν κ²½μ°μ μ νν μν¨μ쑰건μ μ€κ³μμ μ κ³ λ €νμ¬ μ μΆλ₯ μ΄ κ°μ₯ λμ
AMC-β
’ 쑰건μ μ μ©νμ¬ CN-β
’λ₯Ό μ±νν ν μνλ¨μ λ°λΌ μ€κ³νμλμ κ³Όλ μ°μ κ²°κ³Όκ° λνλλ€.
μ ν¬κ΅ μ μμ κ²½μ°, λ€λ₯Έ μ μμ λΉν΄ μ μ νμ΄ μ’μ 첨λνμλμ΄ μ§μ²΄λλ€. λ°λΌμ κ°μ°-μ μΆ λͺ¨νμ μ μ©ν κ²½μ°, 첨λνμλμ΄ μκ² μ°μ λλ κ²½ν₯μ΄
μλ κ²μΌλ‘ μΆμ λλ€.
3.3 μ§μλΉλν΄μλ²
μ°λ¦¬λλΌμμ κ΄μΈ‘ μ λ μλ£μ λΆμ‘±κ³Ό νμλΉλν΄μλ²μ λν μΈμ λΆμ‘± λλ¬Έμ νμλΉλν΄μλ²μ μΌλΆ λ€λͺ©μ λ μ€κ³λ₯Ό μ μΈνκ³ λ μ€λ¬΄μμ κ±°μ μ μ©λμ§
λͺ»νκ³ μλ μ€μ μ΄λ€(Yoon et al., 2005). κ΄μΈ‘ μ λ μλ£μ μκ° λ§€μ° μ μ μ°λ¦¬λλΌμ κ²½μ°, κ³μΈ‘μ μμ νμλΉλν΄μλ² κ²°κ³Όλ₯Ό μ΄μ©νμ¬
λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ νλ₯ νμλμ μΆμ ν΄μΌ νλ€. μ΄λ₯Ό λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ λν μ§μλΉλλΆμμ΄λΌ ν μ μμΌλ©°, μ§μλΉλλΆμμ Qt ν΅κ³λ λΆμλ², μ§μνμλ², λͺ¨λ©νΈμΆμ λ², μ μ΄λ² λ±μ΄ μμΌλ(Burnham, 1980; Kim and Won, 2004), μ§μνμλ²(Index
Flood Method)μ΄ κ°μ₯ λ§μ΄ μ΄μ©λκ³ μλ€.
μ§μνμλ²μ μλ£ νλ³ΈμΌλ‘λΆν° λνμ μΈ ν΅κ³λμ λμΆνλλ° λ§€μ° μ μ©ν λ°©λ²μ΄λ€. μΌλ°μ μΌλ‘ μ§μνμλ μ°μ΅λμ λκ³μ΄μ νκ· κ³Ό μΌμΉνλ€κ³ κ°μ νλ€(Kim
et al., 2016). λν, μ°μ΅λμ λκ³μ΄μ νκ· μ μ μ λ©΄μ λ±μ μ μ νΉμ±μΈμλ€κ³Όμ λ©±ν¨μλ‘ ννλ μ μλ€(Fill and Stedinger,
1998; Malamud and Turcotte, 2006; Yoon et al., 2005; Kim et al., 2016). λ³Έ μ°κ΅¬μμλ κ΄μΈ‘
μ λ μλ£ λΆμ‘±μΌλ‘ μΈν λΆνμ€μ±μ λ¬Έμ μ μ 극볡νκΈ° μν΄ μμ°μ λμ ν΅ν΄ μ°μ΅λκ³μ΄μ μμ±ν ν, μμ°μ λμ μ°μ΅λκ³μ΄μ νκ· κ°κ³Ό μ μ νΉμ±μΈμκ°μ
μκ΄κ΄κ³μμ λ©±ν¨μλ₯Ό μ΄μ©νμ¬ μ λνκ³ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ νλ₯ νμλμ μΆμ ν μ μλ μ§ννμλ₯Ό λμΆνμλ€. λ³Έ μ°κ΅¬μ νμ©λ μμ°μ λ μλ£λ 2011λ
κ΅ν κ΅ν΅λΆμμ λ°κ°ν ο½’μμμμ₯κΈ°μ’
ν©κ³ν(2011~2020)ο½£μμ νμ©λ μλ£λ‘μ¨ κ°μ°-μ μΆλͺ¨νμΈ ν μμλΆ μ λ₯ꡬ쑰 ν±ν¬λͺ¨νμ μ΄μ©νμ¬ μ°μ λ μλ£μ΄λ€.
λν, 5λκ° κΆμμ 42λ
κ° μ€κΆμλ³ μΌ κ°μλ μλ£μ λ μ§μ λ° νμ² μ§μ μ μ λμλ£ μμ§μ ν΅νμ¬ ν μμλΆ μ λ₯ꡬ쑰 ν±ν¬λͺ¨ν 맀κ°λ³μμ 보μ κ³Ό
κ²μ¦μ΄ μνλ λ° μλ€.
3.3.1 λΉλλ³ νμλκ³Ό μ§νμΈμμ μκ΄κ΄κ³ λΆμ
λ³Έ μ°κ΅¬μμλ λμ μ μμ μ°νκ· μμ°μ λ()κ³Ό νΉμ±μΈμ(λ©΄μ , μ λ‘ μ°μ₯, νμ κ²½μ¬, μ μνκ· ν)μμ μκ΄κ΄κ³λ₯Ό λΆμνμλ€. κ·Έ κ²°κ³Ό μ°νκ· μμ°μ λ()κ³Ό λ©΄μ μ μκ΄κ³μλ 0.992, μ λ‘μ°μ₯κ³Όλ 0.960μΌλ‘ μ μν μκ΄μ±μ 보μμΌλ(Fig. 2), νμκ²½μ¬μ μ μνκ· νμ κ°κ° 0.164, 0.219λ‘
μ μνμ§ μμ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€.
Fig. 2.
Relationship between Annual Average Natural Flood and Topographic Factors
λ€μ€νκ·λΆμμ λΉμ νμ± ν¨μλ λνμ μΌλ‘ μ§μ λ°©μ μ, λ©± λ°©μ μ, ν¬νμ±μ₯λ₯ λ°©μ μ λ± 3κ°μ§κ° μλ€. 3.3μ μ μΈκΈν λ°μ κ°μ΄ μ§μλΉλν΄μλ²μμ
μ°μ΅λμ λκ³μ΄μ νκ· κ³Ό μ μ λ©΄μ λ±μ μ μ νΉμ±μΈμλ€κ³Όμ κ²½νκ΄κ³λ μ£Όλ‘ λ©±ν¨μλ‘ ννλλ€. λ°λΌμ λ³Έ μ°κ΅¬μμλ μ μ νΉμ±μΈμ μ€ λ©΄μ κ³Ό μ λ‘μ°μ₯μ
λ©±ν¨μ ννλ‘ λ€μ€νκ·λΆμνμ¬ μ°νκ· μμ°μ λκ³Ό νκ·μ Eq. (4)λ₯Ό λμΆνμλ€.
(4)
μ¬κΈ°μ, Aλ μ μ λ©΄μ , Lμ μ λ‘μ°μ₯μ΄λ©° λν a,b,cλ λ€μ€νκ·λΆμμΌλ‘ λμΆλ νκ·κ³μλ‘ κ°κ° 0.224, 1.618, -0.751μ κ°μ
κ°μ§λ€.
3.3.2 μ μμ λν μ§ννμλΉλ 곑μ μ μμ±
λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ λν νλ₯ νμλμ Yoon et al.(2005)μμ μ μν μμ κ΄κ³λ₯Ό μ΄μ©ν Eq. (5)μ κ°μ΄ μ°μ ν μ μλ€.
(5)
μ¬κΈ°μ, λ κ° λΉλλ³ νλ₯ νμλ ()μ μ°νκ· μμ°μ λ()μ λν λΉ()μ΄λ€. μ¬νκΈ°κ° 30, 50, 80, 100, 200λ
μ λν κ°μ κ°κ° 2.02, 2.21, 2.38, 2.46, 2.71μ΄λ€.
3.3.3 μμ°μ λ-μ§μλΉλν΄μ ν, 보μ μ μ μ©
λ³Έ μ°κ΅¬μμ μμ°μ λμ κ³ λ €ν μ§μλΉλν΄μλ²μ μνν λͺ©μ μ κ΄μΈ‘ μ λ μλ£κ° μ‘΄μ¬νμ§ μλ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ λνμ¬ κ°μ°μλ£, μ μ λ©΄μ λ±μ νΉμ±
μΈμλ₯Ό νμ©νμ¬ νμλμ μΆμ νκΈ° μν κ²μ΄λ€. μ¦, μμ°μ λμ κ³ λ €ν μ§μλΉλν΄μλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλμ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ νλ₯ νμλ μΆμ μ μ§ννμλ‘
νμ©νλ κ²μ΄λ€.
Chae et al.(2017)μ νμλΉλν΄μλ²κ³Ό μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλ κ°μ κ΄κ³μμ λμΆνμ¬ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ μ μ©ν μ
μλ νλ₯ νμλ μΆμ 곡μμ μ μν λ° μλ€. κ·Έλ¬λ μμ§κΉμ§ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ νλ₯ νμλ 보μ κ³Όμ μμλ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ νΉμ±κ³Ό κ΄λ ¨λ
λΆνμ€μ±μ΄ ν¬κΈ° λλ¬Έμ μΆκ°μ μΈ μ μ νΉμ±μ λ°μνλ λ°©λ²μ κ°λ°ν νμμ±μ΄ μμλ€.
λ°λΌμ λ³Έ μ°κ΅¬μμλ λ¨μν νμλΉλν΄μλ²κ³Ό μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ² κ°μ κ΄κ³λΏλ§μ΄ μλ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ μ μ νΉμ±μΈμλ₯Ό μΆκ°μ μΌλ‘ κ³ λ €νμ¬ λ€μ€νκ·λΆμμ
ν΅ν΄ 보μ μμ μ μνμλ€. λ€μ€νκ·λΆμμ λνμ μΈ ν¨μμ ννλ Table 4μ κ°μΌλ©°, κ²°μ κ³μκ° κ°μ₯ λμ λ©± λ°©μ μμ μ±ννμλ€. λν, λ€μ€νκ·λΆμμ
νμ©λλ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλ()κ³Ό μμ°μ λ μ§μλΉλν΄μλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλ()κ°μ μν₯μ λνλ ννμ κ°λ²λͺ¨νκ³Ό κ³±νλ ννμ μΉλ²λͺ¨νμ΄ μλ€. κ°λ² λͺ¨νμ κ°λ³ μμΈμ ν¨κ³Όλ₯Ό ꡬλΆνκ³ ν¨κ» λνμ¬ λ°μ΄ν°λ₯Ό λͺ¨ννν κ²μ΄λ€.
μλ£κ° κ³μ ν¨ν΄ λ±μ μν₯μ λ°μ§ μμ λ κ°λ² λͺ¨νμ΄ μ νλλ©°, μΉλ² λͺ¨νμ μλ£μ κ³μ ν¨ν΄ ν¬κΈ°κ° μλ£ ν¬κΈ°μ λ°λΌ λ¬λΌμ§λ κ²½μ° μ ννλ€.
λ³Έ μ°κ΅¬μμ μ¬μ©λλ μλ£λ κ° λ°©λ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλμΌλ‘μ¨ κ³μ μ μν₯μ λ§μ΄ λ°κΈ° λλ¬Έμ μΉλ² λͺ¨νμ μ±ννμ¬ Eq. (6)κ³Ό κ°μ ννλ‘
보μ μμ μ μνμλ€.
Table 4. Regression Equations of Flood Quantiles from Flood Frequency Analysis and
Design Rainfall-Runoff Analysis Method
|
(6)
μ¬κΈ°μ, Yλ νμλΉλν΄μλ²μ νλ₯ νμλ κ°(m3/s)μ΄λ©°, μ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ νλ₯ νμλ κ°(m3/s)μ΄λ€. λν, λ μμ°μ λμ κ³ λ €ν μ§μλΉλν΄μλ²μ νλ₯ νμλ κ°(m3/s)μΌλ‘ μ μ νΉμ±μ ν¬ν¨νκ³ μλ€.
4. λ―Έκ³μΈ‘ μ μμμ μ μ©
λ³Έ μ°κ΅¬μμ μ μν νλ₯ νμλ μΆμ λ²μ λΆμ‘±ν κ΄μΈ‘ μ λ μλ£ λμ νλΆν κ°μ°μλ£λ₯Ό νμ©ν μ μλ μ₯μ μ΄ μμΌλ©°, μ μ©νκ³ μ νλ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ
λνμ¬ μ μ νΉμ±μ κ³ λ €ν μ μκ³ μνκ³Όμ μ΄ λΉκ΅μ κ°λ¨ν μ₯μ μ κ°μ§κ³ μλ€. κ·Έλ¬λ μ΄λ₯Ό λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ μ μ©νκΈ° μν΄μλ λ¨Όμ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ
λν μ μ©μ± κ²μ¦μ΄ νμνλ€.
4.1 Leave-One-Out Cross-Validation (LOOCV)
λ³Έ μ°κ΅¬μμ μ μν μμ°μ λμ κ³ λ €ν μ§μλΉλν΄μμ μ΄μ©νμ¬ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ 보μ μμ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ λμμΌλ‘ μ μ©μ±μ νμΈνκΈ° μν΄
Leave-One-Out Cross-Validation (LOOCV) λ°©λ²μ μ μ©νκ³ νκ· μ κ³±κ·Όμ€μ°¨(Root Mean Square Error, RMSE)λ₯Ό
νμ©νμ¬ Skill Scoreλ₯Ό μ°μ νμλ€. μ΄λ₯Ό ν΅ν΄ λ³Έ μ°κ΅¬μμ μ μν λ°©λ²μ΄ κΈ°μ‘΄μ λ°©λ²λ³΄λ€ μλμ μΌλ‘ μΌλ§λ§νΌμ μ νλλ₯Ό μμΉμμΌ°λμ§ μ λμ μΌλ‘
νμΈν μ μλ€.
LOOCV λ°©λ²μ΄λ ν΅κ³λμ λν μλ£μ μν₯μ κ²ν νκΈ° μν λ°©λ²μΌλ‘ ν΅κ³λ κ³μ°μ nκ°μ μλ£λ₯Ό μ¬μ©ν λ, κ·Έ μ€ νλμ μλ£λ₯Ό μ μΈν (n-1)κ°μ
μλ£λ₯Ό μ΄μ©νμ¬ ν΅κ³λμ κ³μ°ν ν, κ°κ°μ λ³νλμ μ΄μ©νμ¬ κ³μ°λ ν΅κ³λμ κ²μ¦νλ λ°©λ²μ΄λ€. μ¦, 12κ°μ λμ μ μ μ€ ν κ°μ μ μμ λ―Έκ³μΈ‘
μ μμ΄λΌ κ°μ ν ν, λλ¨Έμ§ 11κ°μ μ μμ λμμΌλ‘ λ³Έ μ°κ΅¬μμ μ μν λ°©λ²μ μ μ©νμ¬ μ΅μ’
μ μΌλ‘ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ΄λΌ κ°μ ν μ μμ μ μ©νμλ€. μ΄
λ°©λ²μ 12κ°μ λμ μ μμ λνμ¬ λͺ¨λ 1λ²μ© μμ°¨μ μΌλ‘ μ μ©μν¨ ν Skill Scoreλ₯Ό μ°μ νμλ€.
4.2 Skill Score (SS)
Skill Scoreλ νΉμ ν μμΈ‘κΈ°λ²μ μλμ μ±λ₯ νκ°λ₯Ό νλλ° μ£Όλ‘ μ°μ΄λ κΈ°λ²μ΄λ€. μλ²½ν μμΈ‘κ³Ό κΈ°μ€ μμΈ‘ μ¬μ΄μ μλμ μμΈ‘ μ νλμ λν
νκ°κΈ°λ²μΌλ‘μ¨ μΌλ°μ μΌλ‘ Eq. (7)λ‘ ννλλ€.
(7)
μ¬κΈ°μ, Aperfλ μλ²½ν μμΈ‘μ μ νλ, Arefλ κΈ°μ‘΄ λ°©λ²μ μμΈ‘ μ νλ, Anewλ μλ‘μ΄ λ°©λ²μ μμΈ‘ μ νλλ‘ μλ―Έλλ€.
λν, νκ· μ κ³±κ·Όμ€μ°¨(RMSE)λ νλ₯ νμλμ μ°μ νλ λ°©λ²μ μ νλλ₯Ό λνλ΄λ μ§νλ‘ μ¬μ©λ μ μμΌλ―λ‘ λ³Έ μ°κ΅¬μμλ νκ· μ κ³±κ·Όμ€μ°¨λ₯Ό μμΈ‘ μ νλλ‘
νμ©νμλ€. νμλΉλν΄μλ², μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ² κ·Έλ¦¬κ³ μμ°μ λ-μ§μλΉλν΄μλ²μ ν΅ν 보μ μ μ μ©λ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλμ Eq. (8)μ
μ΄μ©νμ¬ 2κ°μ§ λ°©λ²(μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²κ³Ό μμ°μ λ-μ§μλΉλν΄μλ²μ ν΅ν 보μ μ μ μ©λ²)μ λν νκ· μ κ³±κ·Όμ€μ°¨λ₯Ό μ°μ νμλ€.
(8)
μ¬κΈ°μ, qt,trueλ μ°Έκ°μΌλ‘ λ³Έ μ°κ΅¬μμλ νμλΉλν΄μλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλ(m3/s)μ΄λ©°, qt,estλ λΉκ΅λλ κ°μΌλ‘ λ³Έ μ°κ΅¬μμλ μ μν 보μ μμ μ μ©νμ¬ μ°μ λ νλ₯ νμλ(m3/s)μ΄λ€. λ°λΌμ, Aperfλ 0μ΄ λλ©°, Arefλ νμλΉλν΄μλ²κ³Ό μ€κ³κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλ μ¬μ΄μ νκ· μ κ³±κ·Όμ€μ°¨μ΄κ³ , Anewλ λ³Έ μ°κ΅¬μμ μ μν 보μ μμ μ μ©νμ¬ μ°μ λ νλ₯ νμλκ³Ό νμλΉλν΄μλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλ κ°μ νκ· μ κ³±κ·Όμ€μ°¨λ₯Ό μλ―Ένκ² λλ€.
4.3 μ μ©κ²°κ³Ό
Table 5λ μ μ λ©΄μ μ΄ κ°μ₯ ν° νλΉλ μ μμ λν μ μ© κ²°κ³Όλ₯Ό λνμ μΌλ‘ μ μν κ²μ΄λ©°, κ·Έ μΈμ μ μμ μ μ©ν κ²°κ³Όλ Fig. 3μ μ μνμλ€.
λΆμ κ²°κ³Ό, κΈ°μ‘΄μ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλμ΄ νμλΉλν΄μλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλλ³΄λ€ μμ μ ν¬κ΅ μ μ(Code #2017)μμλ§
μμ Skill Scoreκ° λνλ¬μΌλ, μ΄λ₯Ό μ μΈν λλ¨Έμ§ μ μμ μ λ°μ μΌλ‘ Skill Scoreκ° μ¦κ°νλ κ²μΌλ‘ λνλ¬λ€. λ¨νκ° μλ₯ μ μ(Code
#1001)μ 37.16%, νμ°½κ° μ μ(Code #1002)μ 33.1%, μμκ° μ μ(Code #1012)μ 36.14%, νλΉλ μ μ(Code
#1017)μ 74.95%, μκ΄ μ μ(Code #2011)μ 46.85%, κ³ λ Ήκ΅ μ μ(Code #2014)μ 52.86%, λΆμΌ μ μ(Code
#3001)μ 12.74%, νλ μ μ(Code #3009)μ 24.36%, μν μ μ(Code #3011)μ 24.29%, κ·μ μ μ(Code #3012)μ
70.51%, κ°κ²½ μ μ(Code #3014)μ 88.84% μ νλκ° ν₯μλλ κ²°κ³Όλ₯Ό 보μλ€. μ ν¬κ΅ μ μμ ν¬ν¨ν λμ μ μ μ 체μ μ νλ μμΉλ₯ μ
μ½ 23.21%μΈ κ²μΌλ‘ λνλ¬μΌλ©° μ ν¬κ΅λ₯Ό μ μΈνκ³ λ μ νλ μμΉλ₯ μ΄ μ½ 42.62%λ‘ λ§€μ° μνΈν κ²°κ³Όλ₯Ό λνλλ€.
Table 5. Adjusted Flood Quantiles using Flood Index of Natural Flow
|
Fig. 3.
Flood Quantiles Estimated by FFA, DRRA, and the Proposed Method
5. κ²° λ‘
λ³Έ μ°κ΅¬μμλ μ€κ³νμλ μ°μ λ²μ λνμ μΈ λ λ°©λ²(νμλΉλν΄μλ²κ³Ό μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²)κ°μ μ°¨μ΄κ° μΌλ§λ§νΌ λ°μνλμ§ νμΈνκ³ , μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ
κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μ°μ λ κ°μ 보μ νμ¬ νλ₯ νμλμ μ°μ νλ λ°©λ²μ μ μνμλ€. νμλΉλν΄μλ²μ ν΅ν΄ κ΄μΈ‘ μ λμ μ§μ λΉλν΄μνμ¬ νλ₯ νμλ κ°μ
μ°μ νμΌλ©°, μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ μ μμ’
ν©μΉμκ³νλ³΄κ³ μμ κ³ μλ μλ£λ₯Ό μΈμ©νμ¬ νμ©νλ€. μ΄ λ κ°μ§ λ°©λ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλμ λΉκ΅Β·λΆμν
κ²°κ³Ό, μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλμ΄ νμλΉλν΄μλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλλ³΄λ€ νκ· μ½ 52% ν¬κ² μ°μ λμλ€. λν, μ§μλΉλλΆμμ
μννκΈ° μνμ¬ μ μ νΉμ±μΈμ μ€ μ μ λ©΄μ κ³Ό μ λ‘μ°μ₯μ μ΄μ©νμ¬ μμ° μ λ μ§ννμλ₯Ό λμΆνμλ€.
LOOCV λ°©λ²κ³Ό Skill Score λ°©λ²μ μ΄μ©νμ¬ λ―Έκ³μΈ‘ μ μμ λν μ μ©μ±μ κ²μ¦νμλ€. κ²μ¦ κ²°κ³Ό, κΈ°μ‘΄μ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²λ³΄λ€
νμλΉλν΄μλ²μΌλ‘ μ°μ λ νλ₯ νμλμ΄ ν¬κ² λνλ μ ν¬κ΅ μ μμ μ μΈν λλ¨Έμ§ 11κ° μ μμμ λͺ¨λ μ νλκ° νκ· μ μΌλ‘ μ½ 42.62%κ° μ¦κ°λλ
κ²°κ³Όλ₯Ό 보μλ€.
λ³Έ μ°κ΅¬μ κ²°κ³Όλ§μΌλ‘ μ΄ν΄λ³Ό λ μμ°μ λμ μ°μ΅λ νκ· κ°κ³Ό μ μνκ· νμ λΉλ₯Ό κΈ°μ€μΌλ‘ κ²°κ³Όκ° λ¬λΌμ§λ κ²½ν₯μ λ³Ό μλ μλ€. μ΄λ₯Ό μ λμ μΈ κΈ°μ€μΌλ‘
μ μ©νκΈ°μλ λ€μ λ¬΄λ¦¬κ° μμ§λ§, μ΄λ² μ°κ΅¬μ κ²°κ³Όλ‘ λ³Ό λ μ§κΈκΉμ§ μ¬μ©λμ΄μ¨ μ€κ³ κ°μ°-μ μΆ κ΄κ³ λΆμλ²μ΄ μ΅μ μ λ°©λ²μ μλλ©° μλμ μΌλ‘ μ μ
λ©΄μ νμ΄ μμ μ μμμλ λ³Έ μ°κ΅¬μμ μ μν 보μ μμ ν΅ν νλ₯ νμλ μ°μ λ²μ΄ λ μ’μ κ²°κ³Όλ₯Ό λνλλ€κ³ 보λ κ²μ΄ ν©λ¦¬μ μ΄λΌκ³ νλ¨λλ€. λ³Έ μ°κ΅¬μ
κ²°κ³Όλ§μΌλ‘ κΈ°μ‘΄μ μ€λ¬΄μμ λ§μ΄ μ¬μ©λλ νλ₯ νμλ μ°μ λ²μ λν λ³νλ₯Ό κΈ°λνκΈ°λ μ΄λ €μ°λ μμΌλ‘ μ μνκ· ν λ± μ μμ νμμ΄ νλ₯ νμλ μ°μ μ
μν₯μ μ£Όλ μΈμλ€μ λν μΆκ°μ μΈ μ°κ΅¬κ° μνλλ€λ©΄ μμΌλ‘ λ ν©λ¦¬μ μΈ νλ₯ νμλ μ°μ λ²μ μ μν μ μμ κ²μ΄λΌ κΈ°λλλ€.