Clark 모형 매개변수의 불확실성을 고려한 홍수유출 해석: 충주댐 유역을 중심으로 (Flood Runoff Analysis Considering the Uncertainty on the Clark Model Parameters: A Case Study on the Chungju Dam Basin)

본 연구에서는 Clark 모형의 매개변수가 가지고 있는 불확실성이 유출 결과에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위해, 이변량 대수정규분포왿� Smith, Adelfang and Tubbs(SAT) 이변량 감마분포를 이용하여 Clark 모형의 매개변수인 집중시간과 저류상수가 가지고 있는 불확실성을 정량화하였다. 또한, 이변량 확률밀도함수를 이용하여 다양한 집중시간과 저류상수의 짝(pair)을 생성하였으며, 충주댐 유역을 대상으로 유출해석을 실시하였다. (1) 집중시간과 저류상수의 종속적인 관계를 고려하여 이변량 확률밀도함수로 이변량 대수정규분포왿� SAT 이변량 감마분포로 선정하였으며, 이들 분포는 관측된 집중시간과 저류상수를 잘 대변하는 것으로 확인되었다. (2) 유출 앙상블의 첨두유량과 첨두시간을 신뢰구간을 이용하여 정량화한 결과, 신뢰구간의 크기는 첨두시간과 첨두유량에 비례하는 것으로 확인되었다. (3) 실제 호우사상을 이용하여 위 결과를 검토한 결과, 일부 지점과 일부 호우사상에서 신뢰구간을 벗어나는 관측결과를 보이고 있음을 확인하였다. 이는 집중시간과 저류상수의 결정과정에서 포함된 편의(bias)가 주원인인 것으로 확인되었다.

This study evaluated the effect of uncertainty of the Clark model parameters on the result of flood runoff. For this purpose, the uncertainty of the Clark model parameters, the concentration time and storage coefficient, was quantified by the Smith, Adelfang and Tubbs’ (SAT) Bivariate Gamma distribution and bivariate lognormal distribution. Various pairs of concentration time and storage coefficient were generated to be used as input for the rainfall-runoff analysis. Finally, the uncertainty in the runoff results was then analyzed with respect to the uncertainty of the input parameters. This study was applied to the Chungju Dam basin as an example, and the results are as follow: (1) Considering the dependent relationship between the concentration time and storage coefficient, the bivariate lognormal distribution and SAT bivariate gamma distribution were selected to be suitable for the observed concentration time and storage coefficient. (2) The uncertainty of the peak flow and peak time was quantified by the confidence interval, whose size was found to be proportional to the peak time and peak flow. (3) From the comparison of above results with the actual rainfall events, it was some of the events were out of the confidence interval. Those cases were mainly due to the bias involved in the parameter estimation.