A Change of Peak Outflows due to Decision of Flow Path in Storm Sewer Network

In the previous researches for storm sewer design, the flow paths in overall network were determined to minimize the construction cost and then, it was not considered the superposition effect of runoff hydrographs in the sewer pipes. However, in this research, the flow paths are determined considering the superposition effect to reduce the inundation risk by controlling and distributing the flows in the sewer pipes. This is accomplished by distributing the inflows that enter into each junction by changing the flow path in which pipes are connected between junctions. In this paper, the superposition effect and peak outflows at outlet were analyzed considering the changes of the flow paths in the sewer network. Then, the flow paths are determined using genetic algorithm and the objective function is to minimize the peak outflow at outlet. As the applied result for the sample sewer network, the difference between maximum and minimum peak outflows which are caused by the change of flow path was about 5.6% for the design rainfall event of 10 years frequency with 30 min. duration. Also, the typhoon 'Rusa' which occurred at 2002 was applied to verify the reduction of inundation risk for the excessive rainfall, and then, the amount of overflows was reduced to about 31%.

우수관망 노선 결정에 따른 첨두유출량 변화 분석

우수관망의 설계에 대한 기존의 연구들에서 관망의 노선은 최소의 건설비용을 목적으로 결정하게 되며, 기존의 연구들에서는 관망의 노선 변경에 따른 관거 내 흐름의 중첩효과는 관망 노선 결정에서 고려되지 않고 있다. 그러나 본 연구에서는 관망의 노선 결정에 있어서 관거 내 흐름의 변화를 고려하였으며, 관망 전체의 흐름을 제어 및 분산시킴으로써 내수침수 위험도를 감소시키고자 하였다. 이것은 관망 구성에 따른 관거 내 흐름의 중첩효과를 제어함으로써 가능하며, 이러한 흐름의 제어를 통하여 우수관망에서의 내수침수 위험도가 저감될 수 있다. 본 연구에서는 우수관망에서의 노선 결정에 따라서 달라지는 관거 내 흐름의 중첩효과와 그 결과로서 나타나는 유출구에서의 첨두 유출량 변화를 분석하였다. 관망의 노선 결정은 유전자알고리즘을 이용하였으며, 이때 목적함수는 유출구에서의 최소첨두유출량이 된다. 가상의 우수관망에 대하여 노선 결정에 따른 첨두유출량 변화를 분석한 결과 10년 빈도의 설계강우량에 대하여 강우지속시간 30분의 경우 관망 노선에 따른 최대 및 최소 첨두유출량 차이는 약 5.6%이며, 초과강우에 대한 내수침수 발생 분석을 위하여 2002년에 발생한 태풍 '루사'에 대한 적용 결과 월류량이 약 31% 감소되는 결과를 나타냈다.