유역 및 기상상태를 고려한 Clark 단위도의 매개변수 평가: 2. 매개변수의 변동성 추정

Abstract

본 연구에서는 Clark 합성단위도의 매개변수 추정치에 대한 신뢰구간을 좁힐 수 있는 방안으로, 이들을 강우, 기상, 및 유역 특성인자로 다변량 회귀분석한 후 이를 Monte Carlo 모의기법을 통하여 분석하였다. 아울러 이렇게 얻은 결과는 Bootstrap 기법으로 분석한 결과 및 기존에 많이 사용되어 왔던 경험식과도 비교 검토하였다. 이상과 같은 과정을 통해 얻은 결과는 다음과 같다. (1) 관측된 호우사상의 수가 제한적인 경우, 유출특성에 미치는 인자들을 복합적으로 고려하여 유역의 평균유출특성을 추정하는 것이 가능하다. (2) Monte Carlo 모의기법을 적용하여 추정된 집중시간 및 저류상수의 신뢰도 평가가 가능하다. 이렇게 추정한 신뢰구간은 유철상 등(2006)에서의 신뢰구간에 비해 훨씬 좁은 것으로 파악되었다. (3) Bootstrap을 통한 관측자료의 분석에서도 위의 결과를 지지하는 결론을 얻을 수 있었다. 그러나 어느 정도 신뢰도 있는 집중시간 및 저류상수의 추정을 위해서는 최소 20개 정도 이상의 독립된 호우사상이 필요할 것으로 파악되었다. (4) 기존의 경험공식과의 비교에서는 어떤 공식도 본 유역의 유출특성을 잘 대변하지는 못하는 것으로 파악되었다. 그러나 집중시간의 경우 Kraven(I)과 Kraven(II)이 저류상수의 경우 Linsley 공식이 유사한 값을 주는 것으로 나타났다. 그러나 이 값 역시 상한과 하한의 범위에 크므로 사용 시 주의할 필요가 있음을 파악할 수 있었다. In this study, as a method for decreasing the confidence interval of the estimates of Clark hydrograph's concentration time and storage coefficient, regression equations of these parameters with respect to those of rainfall, meteorology, and basin characteristics are derived and analyzed using the Monte Carlo simulation technique. The results are also reviewed by comparing them with those derived by applying the Bootstrap technique and empirical equations. Results derived from this research are summarized as follows. (1) Even in case of limited rainfall events are available, it is possible to estimate the mean runoff characteristics by considering the affecting factors to runoff characteristics. (2) It is also possible to use the Monte Carlo simulation technique for estimating and evaluating the confidence intervals for concentration time and storage coefficient. The confidence intervals estimated in this study were found much narrower than those of Yoo et al. (2006). (3) A supporting result could also be derived using the Bootstrap technique. However, at least 20 independent rainfall events are necessary to get a rather significant result for concentration time and storage coefficient. (4) No empirical equations are found to be properly applicable for the study basin. However, empirical equations like the Kraven(I) and Kraven(II) are found valid for the estimation of concentration time, on the other hand the Linsley is found valid for the storage coefficient In this study basin. But users of these empirical formula should be careful as these also provide a wide range of possible values.