• 제목/요약/키워드: reservoir system operation

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MIP에 의한 댐군연계운영 최적화모형 개발과 개발 모형에 의한 낙동강수계 용수공급능력 재평가 (Development of Optimal Reservoir System Operation Model for Water Supply by Applying MIP Technique and Reappraisal of Water Supply Capability of Nakdong River Basin)

  • 최영송;안경수;박명기
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.447-459
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    • 2000
  • 수자원 개발이 인문 사회적 여건으로 날로 어려워짐에 따라 공급위주의 물 관리 정책이 한계에 달하고 이어 수요관리개념에 따른 적용 가능한 수자원관리 기법의 개발이 필요해지고 있다. 무효방류량을 최소화하여 한정된 물 자원 배분을 합리적으로 이룰 수 있는 실제 적용 가능한 수요관리기법은 수자원의 효율적 이용과 유역물관리 시스템의 방법론적 완성을 위해 반드시 필요하다. 본 연구는 기존의 물수지분석 기법을 댐 연계운영 모형과 조합하여 MIP 기법에 의해 이수목적 다목적댐 최적연계운영모형을 개발하고 낙동강 수계를 대상으로 모형의 적용성에 대한 검증을 실시하였으며 낙동강 수계의 용수공급능력을 재평가하였다. 이 결과를 계획 당시 자료 및 다른 모형에 의한 운영결과와 비교한 바 개발된 모형은 훌륭히 물 부족량 공급방식으로 수계의 물 공급을 보장할 수 있고 기존 모형등에 의한 방식보다 물배분과 관리에 효율적으로 활용 될 수 있음이 평가되었다.

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Application of Artificial Intelligence Technology for Dam-Reservoir Operation in Long-Term Solution to Flood and Drought in Upper Mun River Basin

  • Areeya Rittima;JidapaKraisangka;WudhichartSawangphol;YutthanaPhankamolsil;Allan Sriratana Tabucanon;YutthanaTalaluxmana;VarawootVudhivanich
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.30-30
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    • 2023
  • This study aims to establish the multi-reservoir operation system model in the Upper Mun River Basin which includes 5 main dams namely, Mun Bon (MB), Lamchae (LC), Lam Takhong (LTK), Lam Phraphoeng (LPP), and Lower Lam Chiengkrai (LLCK) Dams. The knowledge and AI technology were applied aiming to develop innovative prototype for SMART dam-reservoir operation in future. Two different sorts of reservoir operation system model namely, Fuzzy Logic (FL) and Constraint Programming (CP) as well as the development of rainfall and reservoir inflow prediction models using Machine Learning (ML) technique were made to help specify the right amount of daily reservoir releases for the Royal Irrigation Department (RID). The model could also provide the essential information particularly for the Office of National Water Resource of Thailand (ONWR) to determine the short-term and long-term water resource management plan and strengthen water security against flood and drought in this region. The simulated results of base case scenario for reservoir operation in the Upper Mun from 2008 to 2021 indicated that in the same circumstances, FL and CP models could specify the new release schemes to increase the reservoir water storages at the beginning of dry season of approximately 125.25 and 142.20 MCM per year. This means that supplying the agricultural water to farmers in dry season could be well managed. In other words, water scarcity problem could substantially be moderated at some extent in case of incapability to control the expansion of cultivated area size properly. Moreover, using AI technology to determine the new reservoir release schemes plays important role in reducing the actual volume of water shortfall in the basin although the drought situation at LTK and LLCK Dams were still existed in some periods of time. Meanwhile, considering the predicted inflow and hydrologic factors downstream of 5 main dams by FL model and minimizing the flood volume by CP model could ensure that flood risk was considerably minimized as a result of new release schemes.

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INFLOW PREDICTION FOR DECISION SUPPORT SYSTEM OF RESERVOIR OPERATION

  • Kazumasa Ito
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2002년도 학술발표회 논문집(I)
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    • pp.59-64
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    • 2002
  • An expert system, to assist dam managers for five dams along the Saikawa River, has been developed with a primary objective of achieving swift and accurate reservoir operation decision-makings during floods. The expert system is capable of supporting on decision-makings upon establishment of flood management procedure and release/storage planning. Furthermore, an attempt was made to improve reservoir inflow prediction models for better supporting capability. As a result, accuracy on prediction of inflow up to 7 hours ahead was improved, which is important for flood management of the five dams, using neural network. The neural network inflow prediction models were developed for each types of floods caused by frontal rainfalls, snowmelt and typhoons, after extracting relevant meteorological factors for each.

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농업용 저수지 운영을 고려한 SWAT 모형의 수문학적 거동 분석 (Analysis of Hydrologic Behavior Including Agricultural Reservoir Operation using SWAT Model)

  • 이용준;박민지;박기욱;김성준
    • 한국지리정보학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.20-30
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    • 2008
  • 본 연구에서는 SWAT 모형을 이용하여 유역내 농업용 저수지의 운영이 유역 출구인 하천 지점에서의 유출에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 안성천 유역 공도수위관측소의 상류 유역을 대상으로, 유역내 고삼과 금광 농업용 저수지의 방류량 고려시와 미고려시에 대한 공도지점에서의 각각의 하천유출 거동을 분석하였다. SWAT 모형에서 저수지 물수지 분석모듈을 수정하여, 저수지의 일별 관측 저수위로부터 계산된 저수량과 수표면적을 이용하여 저수지의 일 방류량 자료를 생성하였다. 이를 이용하여 공도수위관측소의 5개년(1997~2001) 동안의 일별 하천 유출량 자료를 대상으로 모형의 보정(1997, 1998, 1999년)과 검증(2000, 2001년)을 실시하였다. 검증기간에 대한 Nash-Sutcliffe 모델효율은 0.55, RMSE는 2.33 mm/day로 나타났다. 한편, 두 저수지의 방류량을 고려하지 않은 상태에서의 모의결과는 한 결과, Nash-Sutcliffe 모델효율은 0.37로, RMSE는2.91 mm/day로 나타나 저수지 고려시의 결과와 비교하면 각각 0.18의 모델효율 저하, 0.58%의 오차증가를 보였다. 따라서 농업용 저수지가 있는 유역에서는 SWAT 모형의 활용시, 저수지 유역에서의 저수지에 의한 저류효과 및 방류 영향을 고려하여야 하는 것으로 나타났다.

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농업용 저수지 공급량과 수요량의 확률분포 및 신뢰성 해석 기법을 활용한 물 공급 취약성 평가 (Vulnerability Assessment of Water Supply in Agricultural Reservoir Utilizing Probability Distribution and Reliability Analysis Methods)

  • 남원호;김태곤;최진용;이정재
    • 한국농공학회논문집
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    • 제54권2호
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    • pp.37-46
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    • 2012
  • The change of rainfall pattern and hydrologic factors due to climate change increases the occurrence probability of agricultural reservoir water shortage. Water supply assessment of reservoir is usually performed current reservoir level compared to historical water levels or the simulation of reservoir operation based on the water budget analysis. Since each reservoir has the native property for watershed, irrigation district and irrigation water requirement, it is necessary to improve the assessment methods of agricultural reservoir water capability about water resources system. This study proposed a practical methods that water supply vulnerability assessment for an agricultural reservoir based on a concept of probabilistic reliability. The vulnerability assessment of water supply is calculated from probability distribution of water demand condition and water supply condition that influences on water resources management and reservoir operations. The water supply vulnerability indices are estimated to evaluate the performance of water supply on agricultural reservoir system, and thus it is recommended a more objective method to evaluate water supply reliability.

다기준 의사 분석 기법에 의한 다목적 저수지의 운영율 평가 (Comparative Evaluation of Multipurpose Reservoir Operating Rules Using Multicriterion Decision Analysis Techniques)

  • 고석구;이광만;고익환
    • 물과 미래
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    • 제25권1호
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    • pp.83-92
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    • 1992
  • 다목적 저수지의 운영을 위해서 여러 가지 대안의 운영율로부터 최상의 안을 선택할 때에는 시스템에 주어진 주요 목적에 부가하여 세부적인 평가 기준들도 고려하여야 한다. 특히 평가 단위가 서로 다른 여러개의 평가기준을 고려할 때에는 경험이나 발견법 만으로는 최상의 안을 선택하기가 어렵게 된다. 다기준 의사 분석기법을 이요하면 여러대안들을 각 평가 기준에 다라 체계적으로 비교하여 대안들의 우선 순위를 결정함으로써 최상의 운영율을 선택할 수 있다. 본 연구에서는 다목적 저수지 시스템의 운영율 평가를 위한 평가 기준을 규명하여 제시하였으며, 다기준 의사분석 기법을 이용하여 충주 다목적 저수지 시스템에 대한 4개의 운영율을 9개의 평가 기준에 따라 평가하였다. 적용 결과 대규모 다목적 저수지 시스템의 운여오가 같이 많은 평가기준을 고려하여 여러 가지 대안의 운영율을 평가할 때에는 이러한 기법이 매우 효율적임을 알 수 있다.

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Hedging Rule을 이용한 댐 연계 운영 최적화: 한강수계 사례연구 (Optimization of Multi-reservoir Operation with a Hedging Rule: Case Study of the Han River Basin)

  • 류관형;정건희;이정호;김중훈
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권8호
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    • pp.643-657
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    • 2009
  • 홍수기에 집중되는 유출량을 갈수기에 적절히 활용하기 위한 대표적인 구조물이 댐이다. 제한된 용수공급량을 적절히 분배해 용수수요량을 만족시키면서 미래 갈수기시 용수공급을 대비하여 댐 저류량을 조절하는 것이 댐 운영의 중요한 목적 중 하나이다. 본 연구에서는 갈수 시 댐 저류량에 따라 댐 계획방류량을 일정비율 줄여주는 Hedging Rule을 5단계로 적용하여 댐의 상시만수위 저류량에 대한 실제 저류량의 편차, 수요에 대한 용수공급 부족량, 그리고 하천유지용수 부족량을 목적함수로 하여 혼합정수 선형계획법(MILP, Mixed Integer Linear Programming)으로 저수지 연계운영모형을 구성하였다. 한강수계의 다목적댐인 충주, 횡성, 소양강 댐과 용수전용댐인 광동 댐, 그리고 발전용 댐이지만 비교적 큰 저류용량을 가진 화천 댐을 연계 운영 대상으로 하여, 수자원장기종합계획에 사용된 2003년 유출량 및 수요량 자료와 댐 운영 실무편람의 댐 계획방류량 자료를 10일 단위로 입력하여 GAMS/CPLEX를 이용해 최적화하였다. 그 결과 생공용수 수요량 99.99%, 농업용수 수요량 99.91%, 그리고 하천유지용수 수요량 100.00%를 충족시키면서도, 실제 2003년 운영자료에 비교하여 댐 저류효율이 10.04% 개선된 결과를 도출하였다.

한강수계 복합 저수지 시스템의 최적 수력발전 운영을 위한 LINEAR TRACKING의 적용 (Application of Linear Tracking to the Multi-reservours System Operation in Han River for Hydro-power Maximization)

  • 유주환;김재한;정관수
    • 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.

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이수관리곡선과 WWW 에 의한 관개저수지의 이수관리 (Management of Irrigation Reservoir to Overcome Drought by Operation Rule Curve and WWW)

  • 민진우;문종필;김영식;박승기;김태철
    • 한국농공학회:학술대회논문집
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    • 한국농공학회 1998년도 학술발표회 발표논문집
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    • pp.81-86
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    • 1998
  • It is difficult to know how to restrict the amount of water supply in the drought season, because there is no objective standard rules. The purpose of the study is to present management rules to overcome the drought in the irrigation reservoir by forecasting the water level and restricting water supply according to the operation rule curve and the pattern of rotation-irrigation system. From the operation rule curve drawn up by analyzing the observed water level of reservoir, the water supply rules and rotation-irrigation patterns using WWW and GIS are suggested.

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안동호-임하호 연결에 따른 물 이동과 수온성층 변화 (Water Transportation and Stratification Modification in the Andong-Imha Linked Reservoirs System)

  • 박형석;정세웅
    • 한국물환경학회지
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    • 제30권1호
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    • pp.31-43
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    • 2014
  • Recently, Andong Reservoir and Imha Reservoir located in Nakdong River basin (Korea) are being connected by a tunnel (length 2km, diameter 5.5m) for a conjunctive use. The objectives of this study were to construct a two dimensional(2D) laterally-averaged model for two reservoirs, and examine the effects of connection on the water transportation and temperature stratification in the reservoirs. The 2D models for each reservoir were calibrated using field data obtained in 2006, and applied to the linked system for the year of 2002 when a severe flood intruded into Imha Reservoir during the typhoon Rusa. Simulation results showed that 364 million $m^3$ of water can be conveyed from Imha to Andong, while 291 million $m^3$ of water from Andong to Imha after connection. It resulted in 1.38 m increase of annual averaged water level in Andong Reservoir, whereas 3.75 m decrease in Imha Reservoir. The structures of thermal stratification in both reservoirs were influenced in line with the flow exchanges. In Andong Reservoir, the location of thermocline moved upward about 10 m compared to an independent operation. The results imply that the persistent turbidity issue of Imha Reservoir might be shifted to Andong Reservoir during a severe flood event after connection.