정수계획법을 이용한 지하수 수질관측망의 설계

Groundwater Quality Monitoring Network Design Using Integer Programming

지하수 수질 감시를 위한 관측망의 설치는 지하수자원의 보호를 위해 매우 중요하다. 그러나 현재 지하수 수질 관측망의 설계는 합리적인 방법보다는 현장전문가의 경험과 직관에 의존하는 경우가 많다. 본 논문에서는 3차원 수질모의와 최적화를 이용하는 지하수질 관측망의 설계방법론을 제안하였다. 설계과정은 다음의 세 가지 경우로 정형화되었다. (Ⅰ) 평균농도를 감시하는 위치를 선정하되 관측정의 수기 제한되는 경우, (2) 최대농도를 감시하는 위치를 선정하되 관측정의 수가 제한되는 경우, (3) 평균농도를 감시하는 위치를 선정하되 예산상 제약이 있는 경우. 이와 같은 설계문제를 매립장 현장에 적용하고 0-1 정수계획법으로 해결하였다. 관측망의 설치목적, 운영기간, 제약조건 등에 따라 관측망의 구성이 다르게 결정됨을 보이고 그 의미를 해석하였다.

Monitoring of groundwater Quality is essential for the preservation of groundwater resources. In practice. however, groundwater monitoring network is designed based on the experience and intuition of experts or on the convenience. This study proposes a simulation-optimization approach for the optimal design of monitoring networks. In it, the predicted three-dimensional concentration data are used as the input of an optimization problem. Various design objectives and constraints are considered and the problem is formulatcu as the 0-1 integer programming. The methodology was applied to a sanitary landfill site. The results show that the monitoring network configuration changes as the monitoring goal, operation time and constraints vary. The proposed method turns out to be an efficient tool for the wide range of groundwater Quality monitoring network design problems.oblems.