선행연구에서 오염부하량 예측 관련 모형은 크게 분포형 및 통계학적 모형을 이용하고 있다. 대부분 분포형 모형은 방대한 자료를 필요로 하며, 검·보정 절차를 진행해야 하는 단점이 있다. 통계학적 모형 중 주로 현장에서 사용하는 다중회귀모형은 다중공선성 문제를 반드시 확인해야 한다. 다중공선성은 독립변수를 제거 또는 통합하는 등의 통계학적 방법으로 해결 할 수 있으나 물리적 개념이 무시되는 오류가 나타난다. 본 연구에서는 분포형 모형의 난점을 피하고 다중공선성을 개선할 수 있도록 능형회귀모형을 사용하였다. 연구지역은 수질오염총량제도의 단위유역으로 경기도 양평군에 속해 있는 흑천A 유역을 선정하였으며, 유량지속곡선(FDC, Flow Duration Curve)를 작성하여 이를 5개 구간으로 구분하고 각각 능형회귀모형을 설계하였다. 독립변수는 7개(산림, 논, 밭, 시가지, 수역, 나지 및 초지) 토지피복별 잠재유출수량으로 이용하고, 종속변수는 BOD 및 TP 부하량으로 설정하였다. 독립변수는 자연 상태의 토지피복이 매우 복잡하게 산재되어 있어 실측을 통한 토지피복별 유출량 자료는 구축하기 매우 어렵다. 이에 SCS-CN을 이용하여 토지피복별 유출가중치를 산정하고 이를 통해 토지피복별 잠재유출수량을 추정하였다. 2007년부터 2011년까지의 유량자료, BOD 및 TP 수질 자료, 토지피복도(1:5,000, 30 m×30 m, Grid type) 및 강우 자료 등을 이용하였으며, 2012년부터 2014년까지의 유량 및 수질 자료를 이용하여 예측결과를 검증하였다. 그 결과 BOD 및 TP 부하량 예측 모형의 CE(Coefficient of Efficiency)는 0.7과 0.9, r(Pearson Correlation Coefficient)은 0.9와 0.9, RMSE(Root Mean Square Error)는 2.0 kg/day와 1.8 kg/day으로 나타나, 본 연구에서 제시한 모형의 예측결과가 우수한 것으로 나타났다.

Pollutant load models are classified as distribution and statistical type. These model have disadvantages to need massive data and parameters or to put statistical concept before physical one. We developed a ridge regression model (RR) of BOD and TP load. The RR model was applied to Heuk river watershed of the Han river watershed. RR was compartmentalized into each 5 interval of flow duration curve (FDC). Here, the potential runoff of land cover (7 item) was independent variable and BOD and TP load were dependent variables. Independent runoff for each land cover could not be surveyed owing to land cover scattered in natural condition, so it was estimated by weight value based on SCS-CN. The results of the RR model showed good performance, showing CE(Coefficient of Efficiency) of 0.7 and 0.9, and RMSE(Root Mean Square Error) of 2.0 kg/day and 1.8 kg/day for BOD and TP, respectively