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LSTM을 활용한 제주도 표선유역 중산간지역의 지하수 취수영향 분석

· 작성자 : 관리자      ·작성일 : 2022-04-15 11:39:21      ·조회수 : 572     

LSTM을 활용한 제주도 표선유역 중산간지역의 지하수 취수영향 분석 논문의 구분, 발행기관, 논문명, 발행년도, 저자, 논문내용을 포함한 표입니다.
구분 학술논문(지하수위) 발행기관 한국수자원학회
논문명 국문 LSTM을 활용한 제주도 표선유역 중산간지역의 지하수 취수영향 분석
영문 Analysis of groundwater withdrawal impact in the middle mountainous area of Pyoseon Watershed in Jeju Island using LSTM
발행년도 2021
저자 신문주, 문수형, 문덕철, 고혁준, 강경구
논문내용 요약
  • 본 연구에서는 딥러닝 알고리즘인 Long Short-Term Memory(LSTM)를 활용하여 제주도 남동쪽 표선유역 중산간지역에 위치한 2개 지하수위 관측정을 대상으로 지하수 취수영향을 분석하였음.
  • 표선유역 인근 2개 관측소의 일단위 강수량 자료와 6개 취수정의 지하수 취수량 자료 및 연구대상 관측정의 지하수위 자료를 사용 하였음.
  • 지하수위 변동특성을 최대한 반형하기 위하여 예측 일수로 1일로 설정하였으며, 보정 및 검증 기간을 사용하여 매개변수의 과적합을 방지하였으며, 테스트 기간을 사용하여 LSTM의 예측성능을 평가하였음. (NSE, RMSE활용)
  • 취수가 주변 지하수위 변동에 미치는 영향을 분석하기 위해 취수량을 최대 취수량인 2,300㎥/일, 최대취수량의 2/3인 1,533 ㎥/일 및 0㎥/일로 설정하여 모의하였으며,
  • 모의 결과 2개 감시정의 보정, 검증 및 예측기간에 대한 검증치는 NSE 최대 0.999, 최소 0.976의 범위를 보였으며 RMSE는 최대 0.494m, 최소 0.084m를 보여 LSTM은 우수한 예측성능을 나타내고 있음을 확인함.
  • 또한 이러한 결과는 LSTM이 지하수위 변동특성을 적절히 학습하였다는 것을 의미하며 따라서 추정된 매개변수를 활용하여 지하수 취수영향을 모의 · 분석함.
  • 최종결과. 지하수위 하강량은 0.38m 였으며 이는 연구지역에 대한 취수량은 지하수위 하강에 거의 영향을 주지 않는 것을 의미한다고 해석함.
주요어
  • LSTM, 지하수위 예측, 취수영향, 지하수위 변동특성, 기계학습법

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