Prediction and Characterization Analysis of River Water Quality using Multivariate Time Series Models

다변량 시계열 모델을 이용한 하천 수질의 예측 및 특성 분석

  • Song, Jaehyung (Department of Environmental Engineering, University of Sooul) ;
  • Han, Ihnsup (Department of Environmental Engineering, University of Sooul)
  • 송재형 (서울시립대학교 환경공학과) ;
  • 한인섭 (서울시립대학교 환경공학과)
  • Received : 2017.08.04
  • Accepted : 2017.09.15
  • Published : 2017.09.30

Abstract

This study set up seasonal univariate ARIMA and multivariate time series model (VECM) for predicting the occurrence of algae at the Haman point of Nakdong river basin system, and compared mutual prediction power. The predictive power of the multivariate time series model was evaluated at a relatively reasonable level of MAPE standard. In addition, Impulse response analysis showed that the Impulse of Chl-a itself, and TP in the long run, have the greatest effect on the generation of algae. The contribution rate of algae generation influential factors to the prediction error of algal generation fluctuation was examined. It was found out that the contribution rate to the past value of Chl-a was the biggest, and the contribution rates of algae itself (Chl-a), DO and TP were the mainstream.

본 연구에서는 낙동강 수계 함안 지점의 조류발생 예측을 위한 계절형 단변량 ARIMA 및 다변량 시계열 모델을 구축하고 상호 예측력을 비교하였다. 분석 결과 다변량 시계열 모델의 예측력은 비교적 합리적인 수준으로 평가되었다. 또한, 충격반응분석 결과에서는 Chl-a 자체의 충격이, 장기적으로는 TP가 조류발생에 가장 크게 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 조류발생 변동 예측오차에 대한 조류발생 영향인자들의 기여율을 살펴본 결과, 주로 조류자체(Chl-a) 및 DO, TP의 기여율이 큰 것으로 확인되었다.

Keywords