진화알고리즘을 이용한 QUAL2E 모형의 반응계수 추정에 관한 연구
Study on the Estimation to Reactive Coefficient of QUAL2E Model using Evolution Algorithm
초록/요약
환경문제에 대한 일반적인 관심이 높아지고 수질관리의 필요성에 대한 인식이 고조됨에 따라, 하천의 수질모형의 개발 및 적용에 관한 연구가 국내외적으로 활발히 진행되고 있다. 하천의 수질모델링은 수계에 유입되는 오염원이 하천의 수질에 미치는 영향을 정량적으로 평가하거나 예측하기 위한 것으로서, 계산결과의 신뢰성은 모형의 적정성 및 정확성에 따라 좌우된다. 즉, 수체내에서 일어나는 물리적, 화학적, 생물학적인 현상들을 모의하는 수학적 모형의 적정성과 그에 포함된 매개변수들의 정확성이 중시되고 있다. 수질모형은 자료의 불확실성, 모형 매개변수의 불확실성 및 모형 구조의 불확실성 등이 존재하여 모형 출력의 정확성에 대한 의문이 항상 있다. 따라서 본 연구에서는, 하천 수질모형으로 그의 적용성이 인정된 QUAL2E 모형을 모형의 매개변수의 불확실성을 최소화하기 위하여 진화알고리즘을 이용하여 매개변수를 최적화 하였으며, 이를 탐진강 수계에 적용하였다. 적용결과, 진화알고리즘에 의한 QUAL2E 모형의 매개변수 추정의 적용성에 대한 우수성을 시행착오법과 비교하여 그 우수성을 확인하였다.
more초록/요약
As the general interest in environmental problems and the recognition to the necessity of water-quality control have been raised, the development and application of water-quality models of river are being studied home and abroad. As water-quality modeling of river is a method to estimate or predict the influence that a pollution source flowed into a basin has on the water-quality of river quantitatively, the reliability of calculation results is subject to the propriety and accuracy of models. In short, the propriety of mathematical models that simulate the physical, chemical and biological phenomena observed within a basin and the accuracy of parameters contained in them are considered as important. As there are uncertainties of data, model parameters and model structure in water-quality model, the question to the accuracy of model output always has been raised. Accordingly, in this study, to minimize the uncertainty of model parameters in QUAL2E model which has been recognized to be applicable as water-quality model of river, we have optimized the parameter using evolution algorithm, and applied this to the Tamjin basin. As a result of application, we have confirmed a superiority in the applicability of parameter estimation of QUAL2E by evolution algorithm, compared with the rule of trial and error.
more목차
목차
표목차 = iii
그림목차 = v
Abstract = vii
제1장 서론 = 1
1.1 연구개요 및 목적 = 1
1.2 연구내용 및 방법 = 2
1.3 연구동향 = 3
2장 연구의 이론적 배경 = 5
2.1 진화 알고리즘 이론 = 5
2.2 QUAL2E 모형의 이론 = 11
2.3 매개변수 추정방법 = 20
제3장 대상유역의 특성분석 및 오염부하량 산정 = 21
3.1 대상유역의 일반사항 = 21
3.2 오염부하량 산정 및 예측 = 22
3.3 유달 오염 부하량 산정 = 31
3.4 원단위 산정 = 32
3.5 환경기초시설 및 BOD 삭감량 = 35
3.6 유달율 산정 = 36
3.7 유달 부하량 산정 = 37
제4장 모형의 적용 = 39
4.1 HEC-RAS 모형의 수리입력계수 산정 = 39
4.2 QUAL2E를 이용한 대상구간의 모형화 = 42
4.3 모형의 보정과 검증 = 44
4.4 진화 알고리즘을 이용한 매개변수 추정 = 47
4.5 시행착오법과 진화알고리즘(EA)의 비교·분석 = 51
5장 수질보전을 위한 필요유량 산정 = 54
5.1 탐진강 지천의 유황분석 및 목표수질 설정 = 54
5.2 수질예측과 필요유량 산정 = 54
5.3 필요유량의 산정 및 분석 = 56
5.4 필요유량 추정식 개발 = 67
6장. 결론 = 69
국문요약 = 70
참고문헌 = 71