하천수질 해석을 위한 2차원 이송-분산 모형의 종·횡혼합계수

Abstract

본 연구에서는 자연하천에서 실측한 수리 및 분산 자료를 수집하여 분석하고 이를 이용하여 2차원 이송-분산 모형의 종혼합계수와 횡혼합계수에 대한 새로운 예측식을 제시하였다. 종혼합계수에 대한 연구 결과, 국내 중·소 하천 및 미국의 St. Clair River에서 취득한 종혼합계수의 무차원 값은 10~400으로 Elder(1959)가 제안한 이론값인 5.93보다 매우 큰 것으로 나타났다. 종혼합계수와 하천 수리 및 지형 인자간의 상관관계를 분석한 결과, _ / 가 / 와 / 와는 양의 상관관계를 가지고 있으나, / 와는 별다른 상관성을 보이지 않았다. 본 연구에서 유도한 종혼합계수 예측식은 평균 절대 백분율 오차(MAPE)가 13.8 %로 우수한 것으로 나타났다. 횡혼합계수의 경우, 대수형태로 나타낸 _ / 가 / 와 / 와는 선형 관계를 나타내고 있으나 / 와는 별다른 상관성을 보이지 않는 것으로 나타났다. 본 연구에서 제안한 횡혼합계수 예측식을 기존 경험식과 함께 비교한 결과, Bansal(1971)식과 Deng et al.(2001)식은 실측값을 과대 예측하고 있고 Baek and Seo(2013)식, Baek and Lee(2023)식, Aghababaei et al.(2017)의 유전프로그램밍에 의한 식은 일부 실측값을 과소 예측하는 것에 비해 본 연구에서 제안한 식은 실측값과 일치성이 높게 예측하는 것으로 나타났다.