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앙상블 유량예측 성능 향상을 위한 강우-유출모형의 모의결과 비교
학술지명 2025년 한국수자원학회 학술발표회 저자 박진혁,강신욱,장수형,최현구
발표일 2025-05-22

   전국 생·공용수 수원의 약 70%를 차지하는 다목적댐과 용수댐의 1~3개월 후 장기 유입량 예측은 물관리에 있어 매우 중요하다. 장기 유입량 예측은 기상변수의 불확실성이 커서 확률론적 전망이 적절하다. 기상청에서 제공하는 확률장기예보 정보, 현재 상태 및 과거에 재현되었던 강수 등 수문자료, 강우-유출 모형으로 구현하는 확률론적 예측기법인 앙상블 유량예측(ESP, Ensemble Streamflow Prediction) 기법을 활용하여 다목적댐 및 용수댐의 장기 유입량을 전망하여 현업에 사용하고 있다. 
   앙상블 유량예측에 사용하고 있는 강우-유출 모형은 현재 유역수문 상황을 반영하는 Tank 모형을 사용하고 있으나, 유량이 적은 갈수시기에 기저유량을 재현하는데 한계가 있고 홍수시 첨두유량이 과소하게 모의되어 대체 모형을 검토하였다. 기존 GR4J 모형에 융적설모듈을 포함하였고 매개변수는 SCE-UA 알고리즘으로 추정되도록 포트란 언어로 코딩하였다.    
   신규로 구성된 GR4J 모형으로 영섬유역 5개 다목적댐과 용수댐을 대상으로 매개변수를 추정하고 NSE(Nash-Sutcliffe 효율성) 등 통계량과 유량수문곡선을 생산하였다. 기존 Tank 모형과 GR4J 모형에 의한 통계량을 비교한 결과 신규로 구성된 GR4J 모형이 더 나은 성능을 보였다. GR4J를 사용한 경우 NSE는 평균 3.5% 향상되었고 관측값의 평균과 표준편차와도 근접한 결과를 보였다. 또한 갈수시기 유량을 보다 합리적으로 재현하였고 홍수시기 첨두유량은 Tank 모형의 모의보다 나은 결과를 보였다.  
   신규로 구성된 GR4J를 강우-유출 모형으로 사용하는 앙상블 유량예측 체계를 통해 전망 성능을 향상시킬 수 있을 것이다. 

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