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하천에서의 물질혼합거동을 예측하기 위한 방법으로서, (a) 자연하천으로부터 취득된 추적자의 원시 시간-농도 곡선이 전처리모듈(12)에 의해 전처리되는 단계; (b) 전처리된 시간-농도 곡선으로부터 복수의 농도곡선특징이 농도곡선특징 추출모듈(13)에 의해 추출되는 단계; (c) 상기 복수의 농도곡선특징과 기 확인된 복수의 하천특성 사이의 상관계수가 상관계수 연산모듈(14)에 의해 연산되는 단계; (d) 상기 복수의 하천특성 중 상관계수가 가장 높은 하천특성을 유의특징이라 하고, 회귀모형 구축모듈(15)에 의해 상기 유의특징과 상기 복수의 농도곡 선특징 중 적어도 일부에 대한 각각의 최적함수가 결정됨으로써 회귀모형이 구축되는 단계; 및 (e) 회귀모형 검증모듈(16)이, 상기 회귀모형에 의해 예측된 시간-농도 곡선을, 하나 이상의 비교예측모델에 의해 예측된 시간-농도 곡선 및 상기 전처리된 시간-농도 곡선과 비교함으로써 상기 회귀모형이 검증되는 단계를 포함하는,물질혼합 예측 방법
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제1항에 있어서, 상기 (a) 단계는, (a1) 상기 원시 시간-농도 곡선의 감소구간 중 시간에 대한 농도가 멱함수 관계가 종료되는 지점에서의 농도를 기저농도라 하고, 상기 시간-농도 곡선에서 상기 기저농도가 제거되는 단계; (a2) 상기 (a1) 단계에서 기저농도가 제거된 시간-농도 곡선에, 상기 추적자의 초기 주입질량(w0)에 대한 측정된 추적자의 질량(wm)의 비가 곱해짐으로써 질량이 보정되는 단계; (a3) 상기 (a2) 단계에서 보정된 시간-농도 곡선이 푸리에 변환(fourier transformation)되며, 변환된 곡선에 로우패스 필터(low pass filter)가 적용되고, 필터링된 곡선이 역푸리에 변환(inverse fourier transformation)됨으로써 전처리된 시간-농도 곡선이 구해지는 단계를 포함하는, 물질혼합 예측 방법
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제2항에 있어서,상기 (b) 단계의 농도곡선특징은, 추적자의 최초 도달시간(Tf), 첨두농도 도달시간(Tp), 중위 도달시간(Tmed), 표준편차(σ), 첨두농도의 75% 이상의 농도 유지 시간(T75), 첨두농도의 50% 이상의 농도 유지 시간(T50), 첨두농도의 10% 이상의 농도 유지 시간(T10), 왜곡도(SKNS), 첨도(KURT), 첨두농도(Cmax), 평균농도(Cmean), 곡선 상승부의 경사(Sr), 곡선 하강부 중 첨두농도(Cmax)의 10%까지 내려오는 지점까지의 평균 기울기(Sf) 및 곡선 하강부 중 첨두농도(Cmax)의 10%까지 내려오는 지점 이후의 평균 기울기(St)를 포함하는, 물질혼합 예측 방법
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제3항에 있어서,상기 (c) 단계의 기 확인된 복수의 하천특성은, 유하거리(L), 평균유속(U), 평균단면적(A), 평균하폭(W) 및 평균수심(H)을 포함하는, 물질혼합 예측 방법
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제4항에 있어서, 상기 (d) 단계의 유의특징이 유하거리(L)인 것으로 확인된 경우, 상기 복수의 농도곡선 특징 중 첨두농도(Cmax), 첨두농도 도달시간(Tp), 최초 도달시간(Tf) 및 첨두농도의 50% 이상의 농도 유지 시간(T50) 사이의 매개변수(θcp, θtp, θtf, θw)가 구해짐으로써 최적함수가 결정되는, 물질혼합 예측 방법
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제5항에 있어서,상기 매개변수(θcp, θtp, θtf, θw)는 아래 수학식 1 내지 수학식 4를 이용하여 구해지되, [수학식 1] [수학식 2] [수학식 3] [수학식 4] 상기 [수학식 1]에서 는 하류단경계(Downstream Boundary Condition)에서의 농도(C)의 최대값이며, 는 상류단경계(Upstream Boundary Condition)에서의 농도(C)의 최대값이고, 상기 [수학식 2]에서 는 첨두농도 도달시간의 변화량이고,상기 [수학식 3]에서 는 최초 도달시간의 변화량이고,상기 [수학식 4]에서 는 하류단경계에서, 최고농도의 50% 이상을 유지하는 시간이며, 는 상류단경계에서, 최고농도의 50% 이상을 유지하는 시간인, 물질혼합 예측 방법
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제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 비교예측모델은, ADE(Advection-Dispersion Equation) 및 TSM(Transient Storage Model)인, 물질혼합 예측 방법
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자연하천에서의 추적자 실험결과가 입력되는 실험결과 입력모듈(10); 자연하천으로부터 확인되는 복수의 하천특성이 입력되는 하천특성 입력모듈(11); 상기 추적자 실험결과를 전처리하여, 전처리된 시간-농도 곡선을 연산한도록 구성된 전처리모듈(12); 상기 전처리된 시간-농도 곡선으로부터 도출된 복수의 농도곡선특징을 추출하도록 구성된 농도곡선특징 추출모듈(13); 상기 복수의 농도곡선특징과 상기 복수의 하천특성 각각의 상관계수를 연산하도록 구성된 상관계수 연산모듈(14); 상기 복수의 농도곡선특징 중 적어도 일부와, 상기 복수의 하천특성 중 하나의 하천특성 사이의 최적함수를 결정하여 회귀모형을 구축하도록 구성된 회귀모형 구축모듈(15); 및상기 회귀모형에 의해 예측된 예측값을, 하나 이상의 비교예측모델에 의해 예측된 예측값 및 기 취득된 실측값과 비교함으로써, 상기 회귀모형을 검증하도록 구성된 회귀모형 검증모듈(16)을 포함하는,물질혼합 예측 장치
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제8항에 있어서,상기 복수의 하천특성은, 유하거리(L), 평균유속(U), 평균단면적(A), 평균하폭(W) 및 평균수심(H)을 포함하는,물질혼합 예측 장치
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제9항에 있어서,상기 복수의 농도곡선특징은, 추적자의 최초 도달시간(Tf), 첨두농도 도달시간(Tp), 중위 도달시간(Tmed), 표준편차(σ), 첨두농도의 75% 이상의 농도 유지 시간(T75), 첨두농도의 50% 이상의 농도 유지 시간(T50), 첨두농도의 10% 이상의 농도 유지 시간(T10), 왜곡도(SKNS), 첨도(KURT), 첨두농도(Cmax), 평균농도(Cmean), 곡선 상승부의 경사(Sr), 곡선 하강부 중 첨두농도(Cmax)의 10%까지 내려오는 지점까지의 평균 기울기(Sf) 및 곡선 하강부 중 첨두농도(Cmax)의 10%까지 내려오는 지점 이후의 평균 기울기(St)를 포함하는,물질혼합 예측 장치
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제10항에 있어서,상기 복수의 하천특성 중 하나의 하천특성이 유하거리(L)이고,상기 복수의 농도곡선특징 중 적어도 일부가 첨두농도(Cmax), 첨두농도 도달시간(Tp), 최초 도달시간(Tf) 및 첨두농도의 50% 이상의 농도 유지 시간(T50)인 경우, 상기 회귀모형 구축모듈(15)은 아래 수학식 1 내지 수학식 4를 이용하여 매개변수(θcp, θtp, θtf, θw)를 연산함으로써 회귀모형을 구축하되, [수학식 1] [수학식 2] [수학식 3] [수학식 4] 상기 [수학식 1]에서 는 하류단경계(Downstream Boundary Condition)에서의 농도(C)의 최대값이며, 는 상류단경계(Upstream Boundary Condition)에서의 농도(C)의 최대값이고, 상기 [수학식 2]에서 는 첨두농도 도달시간의 변화량이고,상기 [수학식 3]에서 는 최초 도달시간의 변화량이고,상기 [수학식 4]에서 는 하류단경계에서, 최고농도의 50% 이상을 유지하는 시간이며, 는 상류단경계에서, 최고농도의 50% 이상을 유지하는 시간인, 물질혼합 예측 장치
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제8항에 있어서,상기 하나 이상의 비교예측모델은 ADE(Advection-Dispersion Equation) 및 TSM(Transient Storage Model)인,물질혼합 예측 장치
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