대청호 상류 하천에서 강우시 하천 수온 변동 특성 및 예측 모형 개발

Abstract

강우시 저수지로 유입하는 탁수의 시공간분포를 실시간으로 예측하기 위해서는 하천 유입수 수온의 정확한 예측이 필요하다. 본 연구에서는 강우시 하천 수온의 변동특성을 조사하기 위해 2004년 홍수기 동안 대청호 상류 하천에서 한 시간 단위의 연속측정을 실시하였다. 강우사상 동안 하천수온은 강우 전 보다 최대 <TEX>$5\sim10^{\circ}C$</TEX> 정도 하강하는 것으로 나타났으며, 이것은 저수지로 유입하는 하천수의 밀도를 <TEX>$1.2\sim2.6$</TEX> tcg/<TEX>$m^3$</TEX> (<TEX>$0.12\sim0.26\%$</TEX>) 상승시켜 중층 밀도류를 형성하는 원인으로 작용했다. 실측자료를 이용하여 두 가지 종류의 통계형 수온 예측모형인 로지스적모형(DLG)과 다중회귀모형(DMR-1, DMR-2, DMR-3)을 개발하였다. 모든 모형들이 강우-유출 사상에 따른 하천 수온의 급격한 강하 현상을 비교적 잘 묘사하는 것으로 나타났으나, 일 평균기온, 이슬점 온도 그리고 하천 유량을 모형의 독립변수로 사용한 회귀형모형이 대기 기온과 하천 수온의 로지스틱 함수관계를 가정한 DLG모형보다 수온예측 성능이 보다 우수한 것으로 평가되었다. An accurate prediction of inflow water temperature is essentially required for real-time simulation and analysis of rainfall-induced turbidity 烈os in a reservoir. In this study, water temperature data were collected at every hour during the flood season of 2004 at the upstream of Daecheong Reservoir to justify its characteristics during rainfall event and model development. A significant drop of river water temperature by 5 to <TEX>$10^{\circ}C$</TEX> was observed during rainfall events, and resulted in the development of density flow regimes in the reservoir by elevating the inflow density by 1.2 to 2.6 kg/<TEX>$m^3$</TEX> Two types of statistical river water temperature models, a logistic model(DLG) and regression models(DMR-1, DMR-2, DMR-3) were developed using the field data. All models are shown to reasonably replicate the effect of rainfall events on the water temperature drop, but the regression models that include average daily air temperature, dew point temperature, and river flow as independent variables showed better predictive performance than DLG model that uses a logistic function to determine the air to water relation.