Abstract
Urban Storm Sewer Optimal Design Model(USSOD) was developed to compute pipe capacity, pipe slope, crown elevation, excavation depth, risk and return cost in the condition of design discharge. Rational formula is adopted for design discharge and Manning's formula is used for pipe capacity. Discrete differential dynamic programming(DDDP) technique which is a kind of dynamic programming (DP) is used for optimization and first order second moment approximation method and uncertainty analysis is also for developing model. USSOD is applied to hypothetical drainage basin to test and verify. After testing the model, it is also applied to Ulsan drainage basin which was developed by Korea Land Cooperation(KOLAND). Comparing the design results of USSOD with those of KOLAND, discharge capacity 0.35 $m^3/sec$, the crown elevation is 0.77m higher and return cost is $9\%$ less than design results of KOLAND, which verify the improvement of USSOD. Layout design model using GIS and optimization including detention or retention effect are needed in the future study.
본 연구는 도시 우수관망 설계 시 주어진 설계유량을 효율적이고 경제적인 단면 구성과 관망에 따른 우수배제 능력을 극대화시키기 위해 최적화 기법인 동적계획법(Dynamic Programming : DP)의 특수한 방법인 이산미분형 동적계획법(Discrete Differential Dynamic programming DDDP)를 이용해 최적화된 설계조건을 구할 수 있도록 하였다. 이산미분형 동적계획법의 기법은 설계유량과 맨홀의 위치가 결정되면 그에 따른 최적 우수시스템이 될 수 있는 관의 용량, 경사, 수위, 수심, 위험도, 회수비용 등을 결정할 수 있는 방법으로 이는 공사비용에 따를 최소비용을 목적함수로 위험도 분석을 통하여 최적화된 조건을 찾는 방법으로 모형개발을 하였다. 개발된 모형을 실제 단지계획의 합리식으로 설계된 우수관망 계획과 비교 검증하여 보다 경제적이고 효율적인 우수관망 시스템을 구축하는 모형을 제시하였다.
