다목적 최적화 기법을 이용한 수위관측망 평가 = Evaluation of a Stream Gauge Network Using Multiobjective Optimization Method

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 남강댐 유역을 대상으로 수위관측소의 수문정보량과 설치목적별 중요도를 고려하여 수위관측망을 평가하였다. 엔트로피 이론을 적용하여 산정된 수문정보량과 설치목적별 중요도를 동시에 고려하기 위해 유클리디언 거리를 이용하여 2개의 목적함수를 통합하였으며, 이를 다목적 최적화 기법을 이용하여 최적관측망을 선정하였다. 최적 수위관측망을 구축하기 위해 대표단위도를 실제 강우-유출 해석을 결과를 바탕으로 유도한 후 확률밀도함수로의 전이를 통해 엔트로피 이론에 적용하였다. 아울러 설치목적별 중요도는 MLIT(2010)에서 조사한 수위관측소별 설치목적을 참조하여 등급을 정량화 하였다. 이를 남강댐에 유역에 적용한 결과 다목적 최적화 기법을 이용하여 수위관측망을 평가한 경우가 엔트로피 이론만을 적용했을 때보다 관측소의 설치목적을 보다 잘 만족함을 확인하였다. 이는 수위관측소의 설치목적별 중요도와 자료의 특성이 동시에 반영된 결과이다. 아울러 대상유역인 남강댐 유역에서는 총 12개의 수위관측소 중 8개의 수위관측소가 필요한 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study has evaluated the stream gauge network which is considered the total hydrological information and the importance class of stream gauge stations, and is applied to Namgang Dam basin. The total hydrological information and the importance class of stream gauge stations are two different physical parameters. We adopt the Euclidean distance method to consider them simultaneously. An equation obtained by the Euclidean distance method is used as the objective function in multiobjective optimization method to determine the optimal combination of the stream gauge stations for satisfying the both criteria: the maximum total amount of the hydrological information and the importance class of stream gauge stations. To evaluate the optimal stream gauge network, the representative unit hydrograph which is derived by real rainfall-runoff analysis is transferred into probability density function for the application of entropy theory concept. The importance class of stream gauge stations is determined by referring the result of MLIT (2010). As result of applying to Namgang Dam basin, The optimal stream gauge network obtained by the suggested method shows more satisfied the importance of stream gauge station purpose than the optimal stream gauge network obtain by the entropy theory only. This result implies that the optimal steam gauge network by the suggested method can consider both the total hydrological information and the importance class of stream gauge station. It is found that Namgang Dam basin needs at least 8 steam gauge stations among 12 steam gauge stations.