[논문]GUM 표준안 기반 ADCP 지점 측정 방법 유량 측정 불확도 분석

김동수; 김종민; 변현혁; 강준구

doi:10.3741/jkwra.2017.50.8.521

GUM 표준안 기반 ADCP 지점 측정 방법 유량 측정 불확도 분석
Uncertainty analysis for Section-by-Section method of ADCP discharge measurement based on GUM standard 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.50 no.8, 2017년, pp.521 - 535

김동수 (단국대학교 토목환경공학과) , 김종민 (한국건설기술연구원 하천실험센터) , 변현혁 (명지대학교 토목환경공학과) , 강준구 (한국건설기술연구원 하천실험센터)

초록
AI-Helper

음향 도플러 유속계(Acoustic Doppler Current Profiler, ADCPs)는 하천의 유량측정에 널리 사용되고 있으나, 유량 측정성과의 불확도를 평가하는 방법에 대하여 진행된 연구는 부족한 현실이며, 이는 실제 하천에서 유속 및 유량 등의 수리량을 조절하는 것이 현실적으로 불가능하여 ADCP의 불확도 요인별 실험 및 분석이 어렵기 때문이다. 유량 및 수리량의 측정 불확도를 평가하기 위하여 과학 및 공학 분야에서는 다양한 연구들이 진행되어 왔으며, 그 중 국제적으로 공인받고 있는 방법 중 하나가 GUM (Guide to the Expression of Uncertainty Measurement)이다. 본 연구에서는 GUM 표준안을 기반으로 ADCP의 유량 측정 불확도를 평가하기 위한 연구를 수행하였다. ADCP의 유량 측정 불확도 요인별 분석을 수행하기 위하여 유량 공급의 조절이 가능한 실 규모 수로를 보유하고 있는 하천실험센터에서 실험을 진행하였으며, ADCP의 측정 정확도에 영향을 미치는 수심, 측정 지점에서 하안까지의 거리, ADCP의 잠김 깊이, 유속 오차, 측정 시간, 반복 횟수, 하상 조건 등에 대한 측정 정확도 평가 실험을 수행하였다. ADCP로 유량을 측정하는 방법은 지점측정방식을 기반으로 유속-면적법을 통해 산정하는 방법과 일반적으로 사용되는 이동측정방식이 있으며, 본 연구에서는 ADCP의 지점측정방식을 통해 유량을 산정하는 Section-by-Section 방법으로 산정된 유량의 불확도를 평가하였다. 모든 측정 결과는 요인별 불확도 평가를 수행하기 위하여 유속은 ADV, 수심은 광파기로 측정된 결과와 비교하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Acoustic Doppler Current Profilers (ADCPs) have been widely utilized for assessing streamflow discharge, yet few comprehensive studies were conducted to evaluate discharge uncertainty in consideration of individual uncertainty components. It could be mostly because it was not easy to determine which uncertainty framework can be appropriate to rigorously analyze streamflow discharge driven by ADCPs. In this regard, considerable efforts have been made by scientific and engineering societies to develop a standardized theoretical framework for uncertainty analysis in hydrometry. One of the well-established UA methodology based on sound statistical and engineering concepts is Guide to the Expression of Uncertainty Measurement (GUM) adopted widely by various scientific and research communities. This research fundamentally adapted the GUM framework to assess individual uncertainty components of ADCP discharge measurements, and subsequently provided results of a customized experiment in a controllable real-scale artificial river channel. We focused particularly upon sensitivities of uncertainty components in the GUM framework driven by ADCPs direct measurements such as depths, edge distance, submerged depth, velocity gap, sampling time, repeatability, bed roughness and so on. Section-by-Section method for ADCP discharge measurement was applied for uncertainty analysis for this study. All of measurements were carefully compared with data using other instrumentations such as ADV to evaluate individual uncertainty components.

주제어

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유량 측정 성과 자료의 목적은 무엇인가?	유량 측정 성과는 유역의 설계 홍수량 산정 및 관측 지점의 수위-유량 관계곡선 구축 등 이치수를 위한 설계나 유역의 장· 단기 계획의 수립 시 기초자료로 사용되고 있으며, 설계나 연구 등의 목적을 위해 2 · 3차원 수치해석 모델의 입력 및검 ? 보정 자료로서 사용되고 있다(Jung et al., 2000; Son et al.
	GUM 표준안의 한계점은 무엇인가?	그러나, GUM 표준안도 모든 계측 분야에 적용할 수 있는 일반적인 안으로, ADCP 등과 같은 특정 장비에 기반하고 정형화된 유량산정 알고리즘에 구체적으로 적용하는 단계에 이르기 위해서는 추가적인 적용 작업이 필요하였다. 이에, Lee et al.
	측정 불확도를 산정하거나 공시하는 이유가 드문 원인은 무엇인가?	그러나, 각종 장비로 측정된 유량성과에 대한 신뢰성을 나타내는 지표인 측정 불확도를 산정하거나 공시하는 경우는 드물다. 그 이유로는 불확도 산정에 필수적인 이론적인 표준안이 통일되지 않았고 유량 측정에 영향에 미치는 다양한 불확도 인자들에 대한 정보가 부족하였기 때문 이다. 따라서 단순히 반복 측정된 유량의 표준편차를 불확도로 잘못 이해하거나, 프로펠러유속계 기반 도섭법의 경우 간편법인 ISO 748 (ISO, 2007) 등을 활용하고 있어, ADCP 등최근 도입된 측정방법에 대한 불확도 산정에 적용함에 있어 한계가 있었다.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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