• Korean Journal of Hydrosciences
• /
• 제5권
• /
• pp.57-70
• /
• 1994

For the system benefit optimization by considering risk or reliability from a multiple reservoir system using the Monte Carlo Technique, Many stochastically generated inflow series have to be used for the system analysis. In this study, the stochastically generated inflow series for the multiple reservoir system operation are preprocessed according to the considering system objectives and operating time periods. Through this procedure, several representative inflow series which have discrate probability levels and operation horizons are selected among the thousands of generated inflows. Then a deterministic optimization technique is applied to the hydropower energy estimation from the Han River Reservoir System which considers five reservoirs in this study. It took much less computational requirements than using the original Morite Carlo Technique, even though estimated result was almost similar.

• Water Engineering Research
• /
• 제3권1호
• /
• pp.57-62
• /
• 2002

This research is intended to integrate long-term operation rules and real time operation policy for conservation & flood control in a reservoir. The familiar Yield model has been modified and used to provide long-term rule curves. The model employs linear programming technique under given physical conditions, i.e., total capacity, dead storage, spillways, outlet capacity and their respective elevations to find required and desired minimum storage fur different demands. To investigate the system behavior resulting from the above-mentioned operating policy, i.e., the rule curves, the simulation model was used. Results of the simulation model show that the results of the optimization model are indeed valid. After confirmation of the above mentioned rule curves by the simulation models, gate operation procedure was merged with the long term operation rules to determine the optimum reservoir operating policy. In the gate operation procedure, operating policy in downstream flood plain, i.e., determination of damaging and non-damaging discharges in flood plain, peak floods, which could be routed by reservoir, are determined. Also outflow hydrograph and variations of water surface levels for two known hydrographs are determined. To examine efficiency of the above-mentioned models and their ability in determining the optimum operation policy, Esteghlal reservoir in Iran was analyzed as a case study. A numerical model fur the solution of two-dimensional dam break problems using fractional step method is developed on unstructured grid. The model is based on second-order Weighted Averaged Flux(WAF) scheme with HLLC approximate Riemann solver. To control the nonphysical oscillations associated with second-order accuracy, TVD scheme with SUPERBEE limiter is used. The developed model is verified by comparing the computational solutions with analytic solutions in idealized test cases. Very good agreements have been achieved in the verifications.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제31권1호
• /
• pp.105-113
• /
• 1998

홍수기 중 저수지 운영은 이수와 치수를 고려한 전반적인 홍수기 저수지 운영확 홍수예측시 임의의 저수지 수위에서의 홍수시 저수지 운영으로 구분할 수 있다. 본 연구는 홍수시 저수지운영에 관한 것으로 전반적인 홍수시 저수지 운영방안에 관해 논의하고자 한다. 현행의 홍수시 저수지 운영을 위해서는 확보된 홍수조절용량을 토대로 각종 수문모형의 불확실성과 기술적인 한계, 제약조건 등을 고려한 양적인 홍수조절 방안이 마련되어야 한다. '저수지 홍수변환법'은 이러한 양적인 홍수조절 방안중의 하나로 무피해방류량 이상의 홍수유입량에 대해 댐의 안전을 고려하여 적절한 방류량을 결정하는 일련의 절차이다. 본 연구에서는 기 발표된 '저수지 홍수변환법'에 대한 보충설명과 함께 전반적인 홍수시 저수지 운영방안을 논의하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.246-246
• /
• 2023

Multi-purpose dams are operated accounting for both physical and socioeconomic factors. This study aims to evaluate the utility of a deep learning algorithm-based model for three multi-purpose dam operation (Seomjin River dam, Juam dam, and Juam Control dam) in Seomjin River. In this study, the Gated Recurrent Unit (GRU) algorithm is applied to predict hourly water level of the dam reservoirs over 2002-2021. The hyper-parameters are optimized by the Bayesian optimization algorithm to enhance the prediction skill of the GRU model. The GRU models are set by the following cases: single dam input - single dam output (S-S), multi-dam input - single dam output (M-S), and multi-dam input - multi-dam output (M-M). Results show that the S-S cases with the local dam information have the highest accuracy above 0.8 of NSE. Results from the M-S and M-M model cases confirm that upstream dam information can bring important information for downstream dam operation prediction. The S-S models are simulated with altered outflows (-40% to +40%) to generate the simulated water level of the dam reservoir as alternative dam operational scenarios. The alternative S-S model simulations show physically inconsistent results, indicating that our deep learning algorithm-based model is not explainable for multi-purpose dam operation patterns. To better understand this limitation, we further analyze the relationship between observed water level and outflow of each dam. Results show that complexity in outflow-water level relationship causes the limited predictability of the GRU algorithm-based model. This study highlights the importance of socioeconomic factors from hidden multi-purpose dam operation processes on not only physical processes-based modeling but also aritificial intelligence modeling.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제37권6호
• /
• pp.487-497
• /
• 2004

하천을 구성하는 수공시스템의 구성요소 중에서 댐과 같이 하천유량 조절에 중요한 역할을 하는 시설이 신규건설을 통해 시스템에 추가되면, 기존 시스템의 운영방식은 이를 고려하여 변화되어야 된다. 기존댐에서 사용되던 운영률은 기왕의 시스템의 입력과 출력에 적합하도록 설계되었으므로, 신규댐이 하천에 추가되면 운영률 또한 이를 고려하여 변화되어야 한다. 본 연구에서는 하천에 신규댐 건설로 인하여 기존댐 운영률의 변화가 필요할 때, 기존댐과 신규댐의 운영목적을 동시에 고려하여 새로운 운영률을 작성하기 위한 기법을 제시하였다. 이를 위하여 추계학적 기법을 통해 발생된 유입량과 최적기법을 사용한 댐 연계운영을 실시하여 저수지 운영률을 개발하였다 본 연구에서 제안된 기법의 검증을 위해 금강유역을 선정해 적용한 결과 새로운 운영률의 적합성을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제38권11호
• /
• pp.937-946
• /
• 2005

본 연구에서는 저수지의 용수수요 증가에 따른 용수공급능력 평가를 실시하여 추가 공급 가능량과 이를 위한 저수지 운영방법을 제안하였다. 이를 위하여 전역 최적해를 탐색하는 SCE-UA법과 다중 목적함수를 적용한 최적화 모형과 저수지의 유입량, 수요량, 발전량을 추정하는 저수지 운영 모형을 결합한 저수지 최적운영 모형을 개발하였다. 개발된 모형의 적용성은 섬진강댐의 최적운영에 모형을 적용하여 평가하였다. 모형의 적용기간은 유입량을 고려하여 풍수기, 평수기, 갈수기로 구분하였다. 풍수기에는 목표 운영수위별의 발전량이 실측발전량 보다 $-2.29{\~}14.61\%$, 갈수기에는 실측발전량 보다 $-5.94{\~}3.98\%$ 증가된 결과를 나타냈다. 평수기에는 실측발전량 보다 $-0.43{\~}6.35\%$ 증가 된 결과를 나타냈다. 섬진강댐의 하류 용수 증가에 따른 용수공급 가능량을 산정하기 위하여 댐하류 방류량을 0.17, 0.50, 0.70, 1.0, 1.5, $3.0\;m^3/sec$로 구분하여 최적 운영한 결과, 하류 방류량을 $0.70\;m^3/sec$ 이하, 목표 저수위를 194.0m 이하로 할 경우 실적 운영 결과 보다 향상된 결과를 나타냈다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제38권9호
• /
• pp.737-746
• /
• 2005

최적화란 목적함수가 최대 또는 최소가 되도록 하는 결정변수를 찾아가는 절차이다. 기존의 많은 연구자들은 최적해의 효율적인 탐색과정에 집중한 반면 최적화의 시작점이라 할 수 있는 목적함수 구성을 위한 연구는 상대적으로 미진한 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 국내외에서 빈번히 사용되고 있는 가중평균법을 사용하여 tradeoff를 고려한 목적함수와 절대우선순위를 위한 가중값을 적용한 목적함수를 구성하여 표본추계학적 동적계획법을 통해 산정한 최적운영률을 비교하였다. 그 결과 절대우선순위를 위한 가중값을 적용한 경우가 보다 실제 저수지운영과 부합하는 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 국내 다목적댐 운영계획에 보다 적합한 목적함수를 구성하기 위해서는 절대우선순위를 위한 가중값을 부여하여 목적함수를 구성하는 것이 타당한 것으로 판단된다.

• 상하수도학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.605-612
• /
• 2016

Membrane bioreactors (MBRs) employ a process of biological treatment that is based on a membrane that has the advantages of producing high-quality treated water and possessing a compact footprint. However, despite these advantages, the occurrence of "fouling" during the operation of these reactors causes the difficulty of maintenance. Hence, in this study, three physical cleaning methods, namely, backwashing, air scrubbing, and mechanical cleaning ball was performed to identify optimum operating conditions through laboratory scale experiments, and apply them in a pilot plant. Further, the existing MBR process was compared with these methods, and the field applicability of a combination of these physical cleaning methods was investigated. Consequently, MCB, direct control of cake fouling on the membrane surface was found to be the most effective. Moreover, as a result of operating with combination of the physical cleaning process in a pilot plant, the TMP increasing rate was found to be - 0.00007 MPa/day, which was 185% higher than that obtained using the existing MBR process. Therefore, assuming fouling only by cake filtration, about one year of operation without chemical cleaning is considered to be feasible through the optimization of the physical cleaning methods.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제44권4호
• /
• pp.285-293
• /
• 2011

본 연구에서는 제한된 수자원 부존량을 효율적으로 사용하고 각 댐의 저류량, 수요에 대한 용수공급량 및 하천유지용수를 최대화하기 위해 댐 상 하류간의 연계운영 모형을 이용하여 연계운영 효과를 분석하고 댐과 보의 최적 연계운영을 통한 하류단의 수문학적 거동 특성 변화를 검토하여 댐운영 개선방안 도출 등 다양한 하천관리 개선 방안에 대해 연구하였다. 대상유역은 신뢰성 높은 수문자료를 획득 가능한 금강 수계 유역으로 하였으며 수문자료는 순물소모량을 감안한 '67~'06년(40개년) 유입량(수자원장기종합계획, 2006)을 유역의 일유입량으로 변경하여 적용하였다. 연계운영 시 네트워크상에서 용수공급 가능한 범위는 연평가시 95%를 만족하는 신뢰도를 적용하였으며 기존에 건설된 용담, 대청댐에 의해 구해진 저수지수는 0.292로 산정되었고 향후 추가될 금남, 금강, 부여보에 의해 재산출된 저수지수는 0.297로 나타났다. 결과적으로 29.2%를 저류할 수 있는 상태에서 보가 추가되면서 29.7%로 저류량이 증가됨을 나타낸다. 규암지점의 유황변동특성을 분석한 결과, 각 단계가 증가할수록 저수량 $Q_{275}$과 갈수량 $Q_{355}$은 증가하고 풍수량 $Q_{95}$과 평수량 $Q_{185}$은 감소하여 대상지점의 유황이 전반적으로 개선되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 갈수량의 경우 댐과 보에 의해 통제가 되지 않은 수치 보다 댐-보연계 시 $16.3m^3/s$ 증가하였다. 본 연구를 통해 자연상태의 유황보다 댐연계 및 댐-보 연계운영에 의해서 유황이 안정되고 이로 인해 안정적으로 이용할 수 있는 용수가 증가되는 것을 확인할 수 있었다.

• Geomechanics and Engineering
• /
• 제16권4호
• /
• pp.399-413
• /
• 2018

This paper addresses the issue of field measurement of excavation damage zone (EDZ) and its numerical simulation method considering both excavation unloading and blasting load effects. Firstly, a 2000 m-deep rock cavern in China is focused. A detailed analysis is conducted on the field measurement data regarding the mechanical response of rock masses subjected to excavation and blasting operation. The extent of EDZ is revealed 3.6 m-4.0 m, accounting for 28.6% of the cavern span, so it is significantly larger than rock caverns at conventional overburden depth. The rock mass mechanical response subjected to excavation and blasting is time-independent. Afterwards, based on findings of the field measurement data, a numerical evaluation method for EDZ determination considering both excavation unloading and blasting load effects is presented. The basic idea and general procedures are illustrated. It features a calibration operation of damage constant, which is defined in an elasto-plastic damage constitutive model, and a regression process of blasting load using field blasting vibration monitoring data. The numerical simulation results are basically consistent with the field measurement results. Further, some issues regarding the blasting loads, applicability of proposed numerical method, and some other factors are discussed. In conclusion, the field measurement data collected from the 2000 m-deep rock cavern and the corresponding findings will broaden the understanding of tunnel behavior subjected to excavation and blasting at great depth. Meanwhile, the presented numerical simulation method for EDZ determination considering both excavation unloading and blasting load effects can be used to evaluate rock caverns with similar characteristics.