Journal of Korea Water Resources Association (한국수자원학회논문집)

Korea Water Resources Association (한국수자원학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Development of Optimal Design Simulation Model for Least Cost Urban Sewer System Considering Risk (I)

위험도를 고려한 최소비용 도시우수관망 설계의 최적화 모형개발 (I): 모형의 개발과 시험유역의 적용

  • Published : 2005.12.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This study purpose to develop simulation model of optimal design condition of urban storm sewer system considering risk. Urban Storm Sewer Optimal Design Model(USSOD) can compute pipe capacity, pipe slope, crown elevation, excavation depth, risk and return cost in the condition of design discharge. Rational formula is adopted for design discharge and Manning's formula is used for pipe capacity. Discrete differential dynamic programming(DDDP) technique which is a kind of dynamic programming(DP) is used for optimization and first order second moment approximation method and uncertainty analysis is also for developing model. USSOD is applied to hypothetical drainage basin to test and verify, which resulted economical and efficient design in urban drainage sewer system.

본 연구는 도시 우수관망 설계 시 주어진 설계유랑을 효율적이고 경제적인 단면 구성과 관망에 따른 우수배제능력을 극대화시키기 위해 최적화된 설계를 통하여 경제적인 우수시스템을 설계할 수 있는 모형의 개발이 이루어져야 할 필요성이 있다. 이에 본 연구에서는 최적화 기법으로 동적계획법(Dynamic Programming : DP)의 특수한 방법인 이산미분형 동적계획법(Discrete Differential Dynamic Programming : DDDP)를 이용해 최적화된 설계조건을 구할 수 있도록 하였다. 이산미분형 동적계획법의 기법은 설계유랑과 맨홀의 위치가 결정되면 그에 따른 최적 우수시스템이 될 수 있는 관의 용량, 경사, 수위, 수심, 위험도, 회수비용 등을 결정할 수 있는 방법으로 이는 공사비용에 따른 최소비용을 목적함수로 위험도 분석을 통하여 최적화된 조건을 찾는 방법으로 모형개발을 하였다.

Keywords

References

  1. 건설부 (1993). 하수도 시설기준, pp.224-275
  2. 전병호 (1988). 도시개발에 따른 수해 가중영향 분석 및 대책 연구, 한국건설기술연구원, pp.3-42
  3. 한국토지개발공사 (1989). 도시 소규모 단지의 설계유량 산정기법에 관한 연구
  4. Ang, A.H.S., and Tang, W.H. (1975),. 'Probability Concept in Engineering Planning and Design', Vol. I : Basic Principles, John Wiley & Sons, Inc., New York
  5. Argaman, Y., Shamir, U., and Spivak, E. (1973). 'Design of Optimal Sewerage System', Jour. Env. Div., ASCE, Vol.99, No.EE5, pp.703-716
  6. Barlow, J.F. (1972). 'Cost Optimization of Pipe Sewerage Systems', Proceedings, Institution of Civil Engineers(London), Vol.53, pt.2
  7. Dajani, J.S., and Hasit, Y. (1974). 'Capital Cost Minimization of Drainage Networks', Jour. Env. ASCE, Vol.100, No.EE2, pp.325-337
  8. Deininger, R.A. (1969). 'System Analysis for Water Supply and Pollution Control', National Resources System Models in Making Decision, Water Resources Center, Purdue Univ., Lafayette, Inc., pp. 20-25, pp.301-380
  9. Heidari, M. (1970). A differential dynamic programming approach to water resources analysis, Ph.D. Thesis, Department of Civil Engineering, University of Illinois at Urbana-Campaign, Ill
  10. Holland. M.G. (1966). 'Computer Models of Water Collection Systems', Water Resources Group Harvard Univ., Cambridge, Mass., pp.45-80
  11. Meredith, D.D. (1972). 'Dynamic Programming with Case Study on Planning and Design of Urban Water Facilities', Treatise on Urban Water Systems, Colorado State Univ., Fort Collins, Colo., pp.590-652
  12. Merritt, L.B., and Bogan, R.H. (1973). 'Computer based Optimal Design of Sewer System', J. Env. Eng. Div., ASCE, Vol.99, No.EE1, pp.35-53
  13. Yen, B.C. (1985). 'hydraulics of Sewers', Advances in Hydrosciences, Vol. 14, Academic Press, pp.5-48
  14. Yen, B.C., Wenzel, H.G., Mays, L.W., and Tang, W.H. (1976). 'Advanced Methodologies for Design of Storm Sewer Sysrems', WRC, Research Report No.112, University of Ill