• Membrane and Water Treatment
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• 제14권2호
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• pp.65-76
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• 2023

Given the limited water resources and the presence of multiple decision makers with different and usually conflicting objectives in the exploitation of water resources systems, especially dam's reservoirs; therefore, the decision to determine the optimal allocation of reservoir water among decision-makers and stakeholders is a difficult task. In this study, by combining a fuzzy VIKOR technique or fuzzy multi-criteria decision making (FMCDM) and the Young's bilateral bargaining model, a new method was developed to determine the optimal quantitative and qualitative water allocation of dam's reservoir water with the aim of increasing the utility of decision makers and stakeholders and reducing the conflicts among them. In this study, by identifying the stakeholders involved in the exploitation of the dam reservoir and determining their utility, the optimal points on trade-off curve with quantitative and qualitative objectives presented by Mojarabi et al. (2019) were ranked based on the quantitative and qualitative criteria, and economic, social and environmental factors using the fuzzy VIKOR technique. In the proposed method, the weights of the criteria were determined by each decision maker using the entropy method. The results of a fuzzy decision-making method demonstrated that the Young's bilateral bargaining model was developed to determine the point agreed between the decisions makers on the trade-off curve. In the proposed method, (a) the opinions of decision makers and stakeholders were considered according to different criteria in the exploitation of the dam reservoir, (b) because the decision makers considered the different factors in addition to quantitative and qualitative criteria, they were willing to participate in bargaining and reconsider their ideals, (c) due to the use of a fuzzy-logic based decision-making approach and considering different criteria, the utility of all decision makers was close to each other and the scope of bargaining became smaller, leading to an increase in the possibility of reaching an agreement in a shorter time period using game theory and (d) all qualitative judgments without considering explicitness of the decision makers were applied to the model using the fuzzy logic. The results of using the proposed method for the optimal exploitation of Iran's 15-Khordad dam reservoir over a 30-year period (1968-1997) showed the possibility of the agreement on the water allocation of the monthly total dissolved solids (TDS)=1,490 mg/L considering the different factors based on the opinions of decision makers and reducing conflicts among them.

• 한국습지학회지
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• 제8권1호
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• pp.73-82
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• 2006

본 연구에서는 홍수시 낙동강 유역에서 발생하는 수위거동양상을 분석하기 위해서 수리학적 하도추적모형을 적용하였다. 이를 위해 Saint-Venent 식의 가중 4점 음해법 유한차분해를 구하는 FLDWAV모형을 적용하는 방법을 제시하였다. 또한 합리적인 댐관리를 위해서 상류 댐방류량에 따른 하류부의 홍수도달시간에 대해서도 검토하였다. 모의 결과 수리학적 모형에 의한 방류량의 도달시간을 산정하기 위해서는 여러 가지 가정과 제한조건에 따른 방류시간산정이 수반되어야 할 것으로 판단되었다. 본 연구에서 구축된 모형을 적용함으로서 하류하천의 영향을 고려한 합리적인 댐방류 의사결정의 지침을 제공하며, 홍수시 하천에서의 과학적인 수리학적 분석이 가능할 것으로 판단된다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제9권6호
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• pp.421-434
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• 2018

Decision-makers have different and sometimes conflicting goals with utilities in operating dam reservoirs. As repeated interactions exist between decision-makers in the long-term, and the utility of each decision-making organization is affected not only by its selected strategy, but also by other rivals' strategies; selecting and prioritizing optimum strategies from a decision maker's point of view are of great importance while interacting with others. In this paper, a model based on a fuzzy set theory, for determining the priority of decision-makers' strategies in optimal qualitative-quantitative operation management of dam reservoir is presented. The fuzzy priority matrix is developed via defining membership functions of a fuzzy set for each decision maker's strategies, so that all uncertainties are taken into account. This matrix includes priorities assigned to possible combination for other decision makers' strategies in bargaining with each player's viewpoint. Here, the 15-Khordad Dam located in the central part of Iran, suffering from low water quality, was studied in order to evaluate the effectiveness of the model. Then, the range of quality of water withdrawal agreed by all decision-makers was determined using the prioritization matrix based on fuzzy logic. The results showed that the model proposed in the study had high effectiveness model.

• 한국농공학회:학술대회논문집
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• 한국농공학회 2002년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.285-288
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• 2002

For real-time flood forecasting and effective control flood at the Youngsan estuary dam, the Flood Forecasting and Control User Interface System II (FFCUS II) has been developed. This paper describes the features and application of FFCUS II. FFCUS II is composed of the database management subsystem, the model subsystem, and the graphic user interface. The database management subsyem collects rainfall data and stream flow data, updates, processes, and searches the data. The model subsystem predicts the inflow hydrograph, the tide, forecasts flood hydrograph, and simulates the release rate from the sluice gates. The graphic user interface subsystem aids the user's decision-making process by displaying the operation results of the database management subsystem and model subsystem.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.171-171
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• 2020

Decision making strategies should consider both adaptiveness and robustness in order to deal with two main characteristics of climate change: non-stationarity and deep uncertainty. Especially, robust strategies are different from traditional optimal strategies in the sense that they are satisfactory over a wider range of uncertainty and may act as a key when confronting climate change. In this study, a new framework named Robust Stochastic Dynamic Programming (R-SDP) is proposed, which couples previously developed robust optimization (RO) into the objective function and constraint of SDP. Two main approaches of RO, feasibility robustness and solution robustness, are considered in the optimization algorithm and consequently, three models to be tested are developed: conventional-SDP (CSDP), R-SDP-Feasibility (RSDP-F), and R-SDP-Solution (RSDP-S). The developed models were used to derive optimal monthly release rules in a single reservoir, and multiple simulations of the derived monthly policy under inflow scenarios with varying mean and standard deviations are undergone. Simulation results were then evaluated with a wide range of evaluation metrics from reliability, resiliency, vulnerability to additional robustness measures. Evaluation results were finally visualized with advanced visualization tools that are used in multi-objective robust decision making (MORDM) framework. As a result, RSDP-F and RSDP-S models yielded more risk averse, or conservative, results than the CSDP model, and a trade-off relationship between traditional and robustness metrics was discovered.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권10호
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• pp.11-16
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• 2020

우리나라의 농업용 저수지는 국가 주요 기반시설 중 하나로 국민의 삶에 중요한 역할을 수행하고 있다. 하지만 노후화된 저수지가 인명과 재산에 대한 위험 요소로 작용하고 있는 실정이다. 현재 전국에 40년이 넘은 노후화가 진행된 크고 작은 댐과 저수지가 건설되어 있다. 전국에 건설된 댐, 저수지의 관리주체는 여러 기관으로 나눠져 있다. 따라서 비용과 시간적 문제로 모든 댐, 저수지의 관리가 어려운 실정이다. 그렇기 때문에 적은 관리 인력과 전문지식이 부족한 현장의 관리자도 다수의 저수지에 대하여 위험요인을 신속히 파악하고 시설물을 상태를 파악할 수 있는 소규모 저수지에 최적화된 안정성 평가 시스템이 구축되어야 한다. 본 연구에서는 위험인자로 침투, 누수, 침하, 활동, 균열, 침식으로 항목들을 선정하였으며 항목들의 위험도를 평가하기 위해 다기준 의사결정(Multi-Criteria Decision Making : MCDM) 방법 중 하나인 계층적 분석 과정(AHP) 기법을 활용하였다. 분석 결과 침투, 누수, 균열, 활동, 침하, 침식 순으로 나타났다. 산정된 가중치를 활용하여 사전에 간편한 방법으로 댐 저수지 붕괴 위험도를 평가하여 정밀진단 우선순위를 결정 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2003년도 학술대회지
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• pp.67-72
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• 2003

Infrastructure asset management is a methodology for programming infrastructure capital investments and adjusting infrastructure service provision to fulfil established performance, considering the life-cycle perspective of infrastructure. In this study, the methodologies for infrastructure asset management system implemented in sewer management system, bridge management system, pavement and highway management system, and embankment dam management system are described with focus on the system in U.S. As the major methodology to support the decision-making for asset mangers to better allocate the limited funds to the area needing it the most. various demand forecasting methodologies used in wastewater, water, transportation, electricity, and construction are also introduced for their applicability towards infrastructure asset management.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권spc1호
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• pp.1135-1148
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• 2018

기존의 저수지 운영 연구들은 미래의 기후가 과거와 유사하다는 정상성의 가정을 전제로 하였다. 하지만 기후의 비정상성으로 인해 불확실성이 더욱 커질 경우에는 큰 불확실성에서도 안정된 최적해를 찾을 수 있는 로버스트 최적화 과정(Robust Optimization, 이하 RO)이 필요하다고 알려져 있다. RO는 입력자료의 비정상성으로 인해 야기되는 불확실성을 제어하는 로버스트 항을 목적함수에 추가하여 기존의 최적화 방법을 개선한다. 본 연구는 기후변화의 비정상성을 대비하는 저수지 운영규칙 산정을 위해 추계학적동적계획법(Stochastic Dynamic Programing, 이하 SDP)과 RO를 결합하는 Robust-SDP를 제안하였고, 이를 최근 4년간 가뭄을 겪었던 보령댐에 적용하였다. 즉, 비정상성이 반영된 미래 유입량 자료를 생성하고 이를 6가지의 평가지표와 2가지의 의사결정 지원그림을 사용하여 과거 유입량 자료로부터 산출된 저수지 운영규칙의 수행능력을 평가하였다. 그 결과, Robust-SDP가 기후의 비정상성 하에서 극단적인 물 부족 사건의 발생률과 물 부족 사건의 실패의 크기를 감소시켰지만, 작은 크기의 물 부족 발생률은 증가하는 상충관계(trade-off)를 가져옴을 확인할 수 있었다. 이를 바탕으로 의사결정자가 우선시하는 평가지표의 결과에 따라 최적화 모형을 선택할 수 있음을 제안하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제22권8호
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• pp.965-977
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• 2013

Reliable long-term streamflow forecasting is invaluable for water resource planning and management which allocates water supply according to the demand of water users. It is necessary to get probabilistic forecasts to establish risk-based reservoir operation policies. Probabilistic forecasts may be useful for the users who assess and manage risks according to decision-making responding forecasting results. Probabilistic forecasting of seasonal inflow to Andong dam is performed and assessed using selected predictors from sea surface temperature and 500 hPa geopotential height data. Categorical probability forecast by Piechota's method and logistic regression analysis, and probability forecast by conditional probability density function are used to forecast seasonal inflow. Kernel density function is used in categorical probability forecast by Piechota's method and probability forecast by conditional probability density function. The results of categorical probability forecasts are assessed by Brier skill score. The assessment reveals that the categorical probability forecasts are better than the reference forecasts. The results of forecasts using conditional probability density function are assessed by qualitative approach and transformed categorical probability forecasts. The assessment of the forecasts which are transformed to categorical probability forecasts shows that the results of the forecasts by conditional probability density function are much better than those of the forecasts by Piechota's method and logistic regression analysis except for winter season data.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권spc1호
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• pp.1095-1105
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• 2021

기후변화에 따른 집중호우, 태풍 등의 발생빈도의 증가로 인하여 댐 운영의 고도화가 요구되고 있다. 일반적으로 댐 운영의 경우 강우예측, 강우-유출, 홍수추적 등 다양한 수리수문학적 요소들을 반영하여 수행되나 기 계획된 특정 규칙에 기반한 댐 운영 모형의 경우, 때때로 개별 모듈들의 불확실성과 복합적인 인자들로 인하여 댐의 방류량을 능동적으로 제어하는데 제약이 있을 수 있다. 본 연구는 남강댐 직하류 홍수피해 예방을 위하여 댐의 방류량 결정 등 효율적인 댐 운영을 지원하기 위해 딥러닝 기반 LSTM (Long Short-Term Memory) 모형을 구축하고, 선행시간별 댐직하류 수위예측 정확도를 분석하는 것을 목적으로 한다. LSTM 모형의 입력자료는 댐 운영에 사용되는 기초자료 및 하류 장대동 수위관측소의 수위 자료를 시 단위로 2009년부터 2021년 7월까지 수집하였다. 2009년부터 2018년 자료는 모형의 학습과 검증 및 2019년부터 2021년 7월 자료는 선행시간을 7개(1 h, 3 h, 6 h, 9 h, 12 h, 18 h, 24 h)로 구분하여 관측 수위와 예측 수위를 비교·분석하였다. 그 결과, 선행시간 1시간의 예측결과는 평균적으로 MAE가 0.01 m, RMSE가 0.015 m, NSE가 0.99 로 관측 수위에 매우 근접한 예측 결과를 나타내었다. 또한, 선행시간이 길어질수록 예측 정확도는 근소하게 감소하였지만, 관측 수위의 시간적 패턴을 유사하게 안정적으로 예측하는 것으로 분석되었다. 따라서 수리수문학적 비선형의 복잡한 자료간의 특징을 자동으로 추출하여 예측 자료를 생산하는 LSTM 모형은 댐 방류량 의사결정에 있어 활용이 가능할 것으로 판단된다.