Journal of Korea Water Resources Association (한국수자원학회논문집)

Korea Water Resources Association (한국수자원학회)
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Development of Optimal Decision-Making System for Rehabilitation of Water Distribution Systems Divided by small Division

상수관망의 구역별 최적개량 의사결정 시스템의 개발

  • 백천우 (고려대학교 공과대학 사회환경시스템공학과) ;
  • 김석우 (하존이엔씨 수자원부) ;
  • 김응석 (선문대학교 공과대학 토목공학과) ;
  • 김중훈 (고려대학교 공과대학 사회환경시스템공학과) ;
  • 박무종 (한서대학교 공과대학 토목환경공학과)
  • Published : 2006.06.01
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Abstract

The purpose of this study is to develop an optimal, long-term planning model for improvement of water distribution networks. The water distribution system is divided into sub-zones and the decision of improvement plan is made for each sub-zone. Costs for replacement, rehabilitation and repair, benefits including reduced pumping and leakage costs, and hydraulic reliability are considered to make optimal decision for improvement planning of water network. Harmony search algorithm is applied to optimize the system and hydraulic analysis model EPANET is interfaced with the optimal decision model to check the hydraulic reliability, The developed model is applied to actual water distribution system in Daegu-city, South Korea. The new model which use durability, conveyance and cost as a decision variable is different from existing methods which use only burying period and pipe type and can be used as optimal decision making system for water distribution network.

본 연구에서는 노후관망의 최적개량 계획수립을 위한 의사결정모형을 개발하였다. 각각의 관거에 대한 개량계획을 수립하는 기존에 개발된 다른 모형과 달리 노후화된 상수관망을 소구역으로 구분하여 각 소구역의 개량계획을 수립하였다. 개발된 모형에서는 최적개량 의사결정을 위해 개량비용(교체비용, 갱생비용, 유지보수비용), 개선이익(펌프운영비 감소이익, 누수 감소이익) 및 수리학적 타당성을 고려하였다. 화음탐색법을 최적화기법으로 적용하였으며 수리학적 타당성 검토를 위해 수리해석 모형인 EPANET을 연계하였다. 대구시의 실제 상수도관망에 개발된 모형을 적용하였으며, 매설기간과 관의 종류에 의존하는 기존 방법과 달리 관의 내구성, 통수능, 비용 등을 고려하는 최적개량의사결정 시스템으로 활용될 수 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. 김응석 (2003). '상수관로의 노후도 예측에 근거한 최적 개량 모형의 개발 (I): 이론 및 모형개발' 한국 수자원학희논문집, 한국수자원학회, 제36권, 제1호, pp.45-59
  2. 김응석, 박무종, 김중훈 (2003). '상수관로의 노후도 예측에 근거한 최적개량 모형의 개발 (II) : 적용 및 분석' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제 36권, 제1호, pp. 61-74
  3. 김한주 (1994). '물분배 시스템의 최적 관개량 의사결정 모형에 관한 연구' 석사학위논문, 고려대학교
  4. 백천우, 김석우, 조덕준, 김응석, 김중훈 (2004) '통수년수 경과에 따른 C상수 변화곡선의 매개변수 추정 ' 2004년 한국수자원학회 학술발표회 논문집, 한국 수자원학회, 발표논문 초록집, pp. 297-297
  5. 백천우, 김응석, 박무종, 김중훈 (2005). 'ReHS를 이용 한 상수관망 최적개량 의사결정 시스템의 개발' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제38권, 제3호, pp. 199-212 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2005.38.3.199
  6. 한국수자원공사 (1995). '수도관개량을 위한 의사결정 시스템 개발,'
  7. Geem, Z. W, Kim, J. H, and Loganathan, G. V. (2001). 'A New Heuristic Optimization Technique: Harmony Search.' Simulation, Vo1.l4., No.I., pp. 34-39
  8. Geem, Z. W, Kim, J H, and Loganathan G. V. (2002). 'Harmony Search Optimization Application to Pipe Network Design.' International Journal of Modeling and Simulation, Vol.22., No.2., pp. 125-133 https://doi.org/10.1080/02286203.2002.11442233
  9. Halhal, D, Walters, G. A, Ouazar, D, and Savic, DA (1997). 'Water Network Rehabilitation with Structured Messy Genetic Algorithm,' Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 123, No.3, June, pp. 137-146 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1997)123:3(137)
  10. Kim, J. H, Baek, C. W, Jo, D. J, Kim, E. S., and Park, M. J (2004). 'Optimal Planning Model for Rehabilitation of Water Networks.' Water Science & Technology:Water Supply, Vol. 4., No.3., pp. 133 -147 https://doi.org/10.2166/ws.2004.0050
  11. Kim, J. H, and Mays, L. W (1994). 'Optimal rehabilitation model for water distribution systems.' Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 120., No.5., pp. 674-692 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1994)120:5(674)
  12. Lansey, K. E., Basnet C., Mays, L. W., and Woodburn, J. (1992). 'Optimal Maintenance Scheduling for Water Distribution Systems.' Civil Engineering System, England
  13. Mays, L. W, and Tung, Y.K (1992). 'Hydrosystems engineering and management.' McGraw-Hill
  14. Mononobean(物部長穂). 1960. 水理学. 岩波書店刊. pp.155-158
  15. Park, S. W., Loganathan, G. V. (2002a). 'Methodology for Economically Optimal Replacement of Pipes in Water Distribution Systems: 1. Theory.' KSCE Journal of Civil Engineering, Vol.6, No.4, pp. 539-543 https://doi.org/10.1007/BF02842007
  16. Park, S. W., Loganathan, G. V. (2002b). 'Methodology for Economically Optimal Replacement of Pipes in Water Distribution Systems: 2. Applications.' KSCE Journal of Civil Engineering, Vol.6, No.4, pp. 545-550 https://doi.org/10.1007/BF02842008
  17. Shamir, U. and Howard, C. D. (1979). 'An Analytic Approach to Scheduling Pipe Replacement.' Journal of the American Water Works Association, Vol.71, No.5, May, pp. 248-258 https://doi.org/10.1002/j.1551-8833.1979.tb04345.x
  18. Sullivan, J, P. Jr. (1982). 'Maintaining aging System-Boston's Approach.' Journal of the American Water Works Association, Vol.74, No. 11, November, pp. 555-559
  19. Walski, T. M. (1987). 'Replacement Rules for Water Mains.' Journal of the American Water Works Association, Vol.79, No. 11, November, pp. 33-37
  20. Woodburn, J., Lansey, K E., and Mays, L. W. (1987). 'Model for the Optimal Replacement and Replacement of Water Distribution System Component.' Proceeding of the 1987 National Corference on Hydraulic Engineering, ASCE, pp. 600-611, Williamsburg, Virginia, August
  21. U.S. Army Corps of Engineers. (1983). 'Engineering and Design-Evaluation of Existing Water Distribution Systems.' Engineer Technical Letter No. 1110-2-278

Cited by

  1. Life cycle determination of water distribution system using life cycle energy analysis vol.29, pp.1, 2015, https://doi.org/10.11001/jksww.2015.29.1.011