저류함수모형의 매개변수에 대한 보정기법의 비교연구

초록

현재 국내 주요 하천의 홍수예경보시스템의 운영과 다목적댐의 홍수조절관리에는 수문학적 모형의 하나인 저류함수모형(Storage Function Model, SFM)이 사용되고 있다. 저류함수모형을 실제 홍수유출현상에 적용하는데 있어 가장 어려운 점은 매개변수를 결정하는 것이다. 저류함수모형의 매개변수 추정방법은 홍수수문자료 등의 부족으로 인하여 일본의 이근천(利根川) 공식과 목촌(木村) 공식을 주로 사용하고 있으나, 우리나라의 유역특성을 충분히 반영하지 못하는 등 많은 문제점을 가지고 있으며, 현재 매개변수들을 결정할 수 있는 객관적이고 합리적인 방법이 제시되어 있지 않기 때문에 모형의 매개변수를 결정할 때 경험식을 이용 하거나 수문기술자의 판단에 의한 보정에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 그동안 이러한 문제점을 해결하고 우리나라 유역특성에 적합한 매개변수를 산정하는데 많은 노력을 기울여 왔지만 홍수 수문자료의 부족과 모형이 가지는 자체의 한계성 등 여러 가지 문제점으로 인하여 아직까지 만족할 만한 성과를 얻을 수 없었다. 우리나라에서는 유출모형의 매개변수를 자동으로 보정하기 위하여 Pattern Search 법(고석구 등, 1991), Brent 법(이창해, 1995), 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm, GA)을 이용한 방법(박봉진 등, 1997), 통합저 류함수모형의 퍼지제어에 의한 방법(이정규 등, 2000) 그리고 Harmony Search 법(김중훈 등, 2004) 등의 연구가 진행되었다. 외국에서는 유출모형의 자동보정을 위하여 Adaptive Random Search 법과 Multi-Start Simplex법(Duan 등, 1992)을 비교하였고, Shuffled Complex Evolution-University Arizona 법(Sorooshian 등, 1993) 등의 적용에 관한 연구논문들이 발표되고 있다. 따라서 본 연구에서는 미호천유역을 대상유역으로 하여 시행착오법 그리고 최적화기법을 이용하여 매개 변수를 산정하고, 그 방법들에 대한 비교와 분석을 하였으며, 검정을 위한 홍수사상에 최적매개변수를 적용 하여 비교하고자 한다.