수문학적 유사성과 관측소별 중요도를 고려한 수위관측망 최적화 연구

Title
수문학적 유사성과 관측소별 중요도를 고려한 수위관측망 최적화 연구
Authors
주홍준
Keywords
수문학적유사성과관측소별중요도를고려한수위관측망최적화연구
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
최근 전세계적으로 기후변화와 지구온난화로 인하여 국지적인 집중호우 발생가능성이 높아지고 있다. 이로 인한 급작스런 홍수가능성 또한 높아지고 있는 이때 하천의 홍수저감을 위한 효율적인 수문자료 획득이 필요한 시점이라 할 수 있다. 하지만 기존에 설치된 수위관측망의 경우 전국에 산재하고 있어서 안정적인 유지관리가 어려운 형편이며 이로 인하여 지역적인 수문특성을 반영할 수 있는 수문자료의 획득에 어려움이 있다. 본 논문은 이를 극복하기 위해 제한된 인력과 비용을 활용하여 일관되고 적절한 수문자료를 획득하기 위한 방안 수립을 목표로 하였으며 반드시 필요한 공간단위 및 일관성을 유지하는 수위 관측 자료를 얻기 위한 기반 기술을 정립하였다. 이를 위해 수위관측소의 개별적인 평가가 아닌 기존의 수위관측소 설치 기준에 입각한 관측소간의 수문학적 유사성이나 상․하류 유역간의 유기적인 상관관계를 파악하여 최적의 수위관측망의 선정 기술을 개발함으로서 유역을 대표할 수 있는 일관된 수위자료 획득에 중점을 두었다. 그리하여 우선 기존에 충주댐 유역을 대상으로 국가하천과 중소하천을 중심으로 설치되어 있는 수위관측소 현황을 파악하고 Arc GIS의 HEC - Geo HMS를 사용하여 수위관측지점을 출구점으로 하는 유역 분할 및 특성 인자를 추출하여 HEC-HMS와 연계, 강우 사상 중 앙상블 이론을 이용하여 유출 특성을 나타내는 대표단위도를 산정한 후 확률밀도함수로 변환했다. 그런 후 대상유역내에서 엔트로피 이론을 이용하여 수위관측소를 선정하였으며 마지막으로 각 관측소의 등급을 선정한 다음 엔트로피에 의해 선정된 수위관측소와 각 관측소의 등급을 고려한 수위관측소 간의 다목적 유전자 알고리즘 (Multi Objective Genetic Algorithm)의 적용 방안 및 enumeration 기법을 적용시켜 각 관측소 설치 위치와 조합 및 등급에 대하여 최적화된 수위관측망을 구축할 수 있었다. 본 논문을 통하여 최적의 수위관측망 구축함으로서 안정적인 홍수 방어와 효율적인 수문자료 획득에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Description
제 1 장 서 론 1 1.1 연구배경 및 목적 1 1.2 연구동향 2 1.3 연구 내용 및 범위 4 제 2 장 유출모형과 앙상블 및 최적화 기법 7 2.1 유출량 산정 모형 7 2.1.1 HEC-HMS 모형 7 2.1.2 HEC-GeoHMS 모형 8 2.2 앙상블 기법 9 2.2.1 앙상블의 정의 9 2.2.2 앙상블 유량예측 9 2.3 최적 수위관측망을 구성하기 위한 방법 10 2.3.1 엔트로피 이론 10 2.3.2 열거 (Enumeration) 기법 14 2.3.3 다목적 유전자 알고리즘 16 제 3 장 수문학적 유사성 평가 방법 27 3.1 대상 유역 및 자료 수집 27 3.1.1 대상 유역 27 3.1.2 자료 수집 27 3.2 HEC-GeoHMS 모형 구축 29 3.3 유출량 산정 및 단위도 유도 37 3.3.1 매개변수 최적화 37 3.3.2 강우사상을 이용한 유출량 산정 44 3.4 엔트로피 이론 적용을 위한 단위도의 확률밀도함수 추정 56 제 4 장 수위관측망의 최적화 및 등급화 65 4.1 엔트로피 이론에 의한 유역의 적정 수위관측소 선정 65 4.2 수위관측소별 등급화 산정 69 4.2.1 기존 수위관측소 등급화 방법 69 4.2.2 수정 수위관측소의 등급화 방법 75 4.3 다목적 유전자 알고리즘을 이용한 수위관측망 최적화 및 등급화 78 4.3.1 수위관측망 최적 조합 79 4.3.2 수위관측망 최적 개수 선정 85 4.3.3 수위관측소 최종 등급화 87 제 5 장 결 론 89 참 고 문 헌 91
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23585
Appears in Collections:
College of Engineering(공과대학) > Civil Engineering (사회인프라공학) > Theses(사회인프라공학 석박사 학위논문)
Files in This Item:
24667.pdfDownload

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Browse