• 산업기술연구
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• 제3권
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• pp.69-74
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• 1983

For the determination of a reservoir capacity Rippl's mass-curve method has long been used with the past river flow data assuming the same flow records will be repeated in the future. This study aims to find out a better method for determining the reservoir capacity by employing the analytical theory based on the stochastic process. For the present study the synthetic generation methods of Thomas-Fiering type was used to synthetically generate 50 years of monthly river inflows to three single-purpose reservoirs and three multi-purpose reservoirs. The generated sequences of monthly flows were analyzed based on the range concept. With the optimum operation rule of the reservoirs as the one which maximizes the water-use downstream the waterrelease from the reservoir was determined and with due consideration to the mean inflows and the range of monthly flows the required reservoirs capacity was stochastically determined. It was possible to repersent the so-determined reservoir capacity in terms of the mean monthly inflows and the number of subseries in the determination of ranges. It is suggested that the result obtained in this study would be applied to approximately estimate, in the stage of preliminary design, the required capacity of a reservoir in question with the limited information such as the mean monthly inflow and the period of reservoir operation.

• 산업공학
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• 제23권4호
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• pp.311-318
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• 2010

In the daily multi-reservoir operating problem, monthly storage targets can be used as principal operational guidelines. In this study, we tested the use of a simple back-propagation Artificial Neural Network (ANN) model to derive monthly storage guideline for daily Coordinated Multi-reservoir Operating Model (CoMOM) of the Han-River basin. This approach is based on the belief that the optimum solution of the daily CoMOM has a good performance, and the ANN model trained with the results of daily CoMOM would produce effective monthly operating guidelines. The optimum results of daily CoMOM is used as the training set for the back-propagation ANN model, which is designed to derive monthly reservoir storage targets in the basin. For the input patterns of the ANN model, we adopted the ratios of initial storage of each dam to the storage of Paldang dam, ratios of monthly expected inflow of each dam to the total inflow of the whole basin, ratios of monthly demand at each dam to the total demand of the whole basin, ratio of total storage of the whole basin to the active storage of Paldang dam, and the ratio of total inflow of the whole basin to the active storage of the whole basin. And the output pattern of ANN model is the optimal final storages that are generated by the daily CoMOM. Then, we analyzed the performance of the ANN model by using a real-time simulation procedure for the multi-reservoir system of the Han-river basin, assuming that historical inflows from October 1st, 2004 to June 30th, 2007 (except July, August, September) were occurred. The simulation results showed that by utilizing the monthly storage target provided by the ANN model, we could reduce the spillages, increase hydropower generation, and secure more water at the end of the planning horizon compared to the historical records.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.273-281
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• 2004

일반적으로 저수지는 건설되기 이전에 설정된 이용계획에 따라 용량이 할당되고, 방류량의 조절로 운영정책이 확립된다. 이렇게 수립된 저수지 할당계획은 댐의 증고 또는 용도변경과 같은 특별한 사항이 발생하기 전까지는 변화되지 않는다. 하지만 시간이 경과함에 따가 공공의 필요성과 목적에 변화가 발생할 수 있으므로 이를 반영하기 위한 하나의 대안으로서 다목적댐의 용량 재할당에 대한 연구를 수행하였다. 본 연구에서 금강유역의 대청다목적댐을 대상으로 여러 가지 저수용량 재할당 대안에 대하여 홍수조절용량에 대한 평가를 실시한 결과, 대청댐의 상시만수위를 증가시키더라도 동일한 홍수사상에 대하여 대청댐 단독운영의 경우 보다 홍수 제어능력이 감소하지 않는다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.579-591
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• 1999

저수지의 시스템 조작은 수자원 계획 또는 관리 측면에서 저수지 설계 뿐 아니라 운영 기준을 마련하기 위해서 필수적이다. 한편 수자원 체계가 확장되고 복잡해짐에 따라 시스템 조작기법 또한 진보적인 방법이 요구된다. 이에 따라 다양한 기법이 도입되어 시스템 조작에 적용되어 왔다. 본 연구에서는 국내에서 최대 규모인 한강수계 저수지 계통의 시스템 조작에 최적제어이론인 선형추적 모형을 적용하여 이용 가능성을 평가한다. 이때 한강 수계 저수지 계통은 수력발전 사용수량을 통하여 하류에 용수를 공급함으로써 수도권의 용수공급을 담당하고 있다. 이에 이수측면의 수자원 이용을 극대화하기 위해서 수력발전 최대화에 조작 목적을 두고 용수공급은 제약조건으로 하여 우선적으로 공급하도록 선형추적 모형을 설계하고 최적 제어율의 유도 및 적용을 통하여 저수지 조작을 수행한다. 이때 조작은 화천댐, 소양강댐, 춘천댐, 의암댐, 청평댐, 충주댐, 팔당댐 등 주요 7개 댐을 포함하고 월단위로 21년간을 수행한다. 그리고 조작결과는 수력발전과 용수공급 및 보장수량 측면에서 분석되고 조작 연산 효율성이 검토된다.

• Water Engineering Research
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• 제5권4호
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• pp.157-176
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• 2004

This research presents a prototype development and implementation of Decision Support System (DSS) for integrated river basin water management for the flood control. The DSS consists of Relational Database Management System, Hydrologic Data Monitoring System, Spatial Analysis Module, Spatial and Temporal Analysis for Rainfall Event Tool, Flood Forecasting Module, Real-Time Operation of Multi Reservoir System, and Dialog Module with Graphical User Interface and Graphic Display Systems. The developed DSS provides an automated process of alternative evaluation and selection within a flexible, fully integrated, interactive, centered relational database management system in a user-friendly computer environment. The river basin decision-maker for the flood control should expect that she or he could manage the flood events more effectively by fully grasping the hydrologic situation throughout the basin.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.803-814
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• 2022

라오스 정부는 증가할 것으로 예상되는 전기 수요량을 충족하기 위해, 남능강 유역 내에 기존 8개소의 발전소 외에도 발전소 댐을 지속적으로 개발하고 있거나 기존 발전소의 발전 설비용량을 증설하고 있다. 이에 따라 라오스 정부는 발전소를 효율적으로 운영하기 위해 기존 저수지 운영규정 곡선(reservoir operation rule curve)을 갱신할 필요성을 제기하였다. 본 연구는 이를 위해 범용적인 동적 계획법(Dynamic Programming:DP) 프로그램인 CSUDP를 활용하여 발전소에서 생산되는 연간 발전량을 극대화하기 위해 현재의 단독 운영체계 외에 연계 운영체계도 검토하였다. 이의 결과로부터 적절한 운영규정 곡선 형태(URC/LRC, MRC)를 추출하였고, 이를 HEC-ResSim 프로그램의 저수지 운영 세트의 운영기초 자료로 입력하여 연간 발전량을 모의하였다. 모의된 연간 발전량과 기존의 운영규정 곡선, 운영실적, 그리고 현장 운영자의 의견 등을 종합하여, 대상 발전소의 연간 발전량을 최대화하는 최적의 저수지 운영규정 곡선(reservoir operation rule curve)을 개발하였다. 이 경우, 저수지를 연계하여 운영하는 체계가 저수지 단독의 운영체계보다 연계에 따른 시너지 효과로 약 2.5 %의 발전량을 더 생산하는 것으로 모의 되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.779-793
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• 1998

본 연구에서는 용수공급을 위한 이수관점에서 수력발전의 경제적 운영과 더불어 용수수요에 효과적으로 대처할 수 있는 댐군의 경제적 연계운영 최적화 모형을 제안한다. 제안된 모형은 댐군의 연계운영을 통한 발전방류의 최대화, 용수 수요량에 대한 물부족량(shortfall)의 최소화, 불필요한 여수로 방류량의 최소화, 홍수기를 대비한 저수지의 여유공간 확보, 그리고 발전효율을 높일 수 있는 저수위의 확보 등을 고려하였다. 제안된 최적화 모형은 구조적으로는 최적화 모형이지만, 실질적으로는 댐군의 연계운영의 행태를 표현한 시뮬레이션 모형이라 할 수 있으며, 용수공급계획 수립시 최대 용수공급 가용량 산정에 활용하기 위해서 개발된 모형이다. 최적화모형은 약 3,920개의 혼합정수변수와 약 7만$\times$13만 Node-Arc Incidence Matrix로 표현되는 네트워크 모형을 포함하는 여러 기간에 걸친 혼합정수계획 문제 (multi-period mixed integer programming)로 설계되었으며, 대형문제로부터 야기되는 수많은 자료를 효과적으로 처리하기 위하여 DBMS를 활용하였다. 본 모형의 효과를 검토하기 위하여 한강수계에 위치한 댐들 중에서 2개의 다목적 댐과 3개의 발전용 댐들의 연계운영에 실험하여 보았다. 실험결과, 본 연구에서 수립된 모형의 현실적인 이용을 위한 수정 보완과, 효과적인 댐 유역별 중장기 유입량 예측시스템이 개발되어 실시간으로 운영될 수 있도록 수정, 보완된다면 현재의 운영방법보다 더 좋은 운영방안을 제시하므로써, 환경보존에 따른 이득은 물론 용수공급 능력을 증대시킬 수 있는 대안이 될 수 있다.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 한국경영과학회 2008년도 추계학술대회 및 정기총회
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• pp.519-519
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• 2008

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권6호
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• pp.443-452
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• 2021

혼합정수 계획의 최적화 기법으로 유도한 '용수 감량 공급 기준'은 용수를 미리 감량 공급함으로써 가뭄 기간에 상대적으로 많은 물을 확보하여 저수지를 운영하는 기준이다. 우리나라의 다목적 저수지 운영에 적용하고 있는 현행 기준은 모의 운영 기법으로 유도된 '용수공급 조정기준'이다. 2003-2018년 기간의 저수지 유입량을 입력 자료로 하여, 합천 다목적댐 저수지의 모의 운영에 두 방법을 적용한 결과, 두 방법 모두 2015년부터 2018년까지 지속된 가뭄에 장기간 물 공급 부족이 발생하였다. 특히 2017년 하반기에 물을 전혀 공급하지 못하거나 간헐적으로 공급하는 기간이 지속해서 나타났다. 용수공급 조정기준은 '정상 용수공급 환원 기준 저수량'을 둠으로써, 2017년 7월에 용수공급 불가 상태에 이른 다음, 저수량이 정상 용수공급 환원 기준 저수량 보다 커지는 2018년 1월까지 용수공급을 중단하는 결과를 낳았다. 저수지에 물이 유입되어 저수량이 증가하는 상태에도 불구하고 물 공급을 중단하는 결과는 실행 상 개선이 필요하다. 현행 용수공급 조정기준과 용수 감량 공급 기준 모두 가뭄 단계별 용수의 감축 공급 개념을 과학적 수치로 나타낸 저수지 운영 기준으로서 유용하고 현실적이다. 그렇지만 위와 같이 몇 개월간 물을 전혀 공급하지 못하거나 간헐적으로 공급하는 저수지 모의 운영 결과를 개선하기 위하여, 현재 적용 중인 가뭄 단계별 물의 공급 축소량을 증가시킬 필요가 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권1호
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• pp.1-15
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• 2008

본 연구의 목적은 금강수계의 가장 효율적인 가중치를 찾을 수 있는 절차를 제시하는 것이다. 일반적으로 다목적 최적화 모형의 결과는 목적함수에 부여된 가중치에 크게 좌우되는 경향이 있다. 특히 다목적 저수지 운영 문제의 경우는 어떤 유입량 시나리오가 적용되느냐에 따라 그에 적합한 가중치가 크게 달라질 수 있다. 따라서 유입량의 변동성을 감안해서 저수지 운영자에게 적합한 초기 가중치를 적용하는 것은 매우 큰 의미가 있다. 이에 본 연구는 유입량의 불확실성을 감안하여 적절한 가중치군을 도출할 수 있는 절차를 제안한다. 제안한 절차에서는 다중목적 최적화모형(GA-CoMOM)을 통해 파레토 집합에 대응되는 가중치군을 도출하고, DEA-윈도우분석(DEA-window analysis)과 교차효율성 분석(cross-efficiency analysis)을 사용하여 후보 가중치에 대한 순위를 산정하고, 이 결과를 분석해서 적합한 가중치를 선정한다. 이 절차를 금강 수계 저수지군 연계 운영 문제에 적용한 결과 유입량의 불확실성을 감안해서 가중치를 설정할 수 있었다.