• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.2089-2093
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• 2007

저수지군 연계운영 문제는 서로 상충되는 목적들이 존재하고, 다양한 평가 기준들이 존재하는 다목적 특성을 갖는 문제이다. 때문에 저수지군 연계운영 문제에 다중목적계획법이 많이 사용되고 있으나 문제의 해결을 위해 사용한 다수의 목적간의 가중치 설정에 의사결정자의 주관적요소가 반영 될 수도 있고, 설정된 가중치에 따라 결과 값이 민감하게 반응하여 의사결정자가 바람직한 가중치 설정에 어려움이 있다. 본 연구의 목적은 다중 목적 특성이 존재하는 저수지군 연계운영 문제에 다요소 의사결정기법 적용하여 바람직한 저수지별 저수 가중치를 선정하는 방법을 제안하는 것이다. 제안하는 저수 가중치 선정 절차는, 우선 GA-CoMOM (Genetic-Algorithm Coordinate Multi-reservoir Operation Model)을 통해 수계 전체 관점에서 저수량과 발전량의 상충되는 목적에 대한 파레토 최적해와 각 최적해에 해당하는 저수지별 저수 가중치를 도출한다. 다음 단계로 다요소 의사결정기법중에 하나인 수정된 거리척도 기반의 DEA 순위 선정 절차를 이용하여 도출된 최적해들의 운영 결과를 평가하여 파레토 최적해군 중에 선호해를 결정하고, 결정된 선호해의 저수지별 저수 가중치를 해당 기간의 저수 가중치로 선정한다. 설명한 선호 가중치 선정 절차를 금강 수계에 적용해 보고 저수지 연계운영에서 바람직한 가중치를 도출할 수 있음을 보인다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.447-447
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• 2012

농업용저수지 둑높이기 사업은 기존 농업용저수지의 둑을 높여 저수량을 추가확보하여 갈수기에 본류 및 지류에 환경용수 공급을 하기 위하여 시행 중이다. 기존의 농업용저수지는 농업용수라고 하는 단일 목적 용수 공급을 위한 저수지로서 용수공급은 대상작물의 재배시기에 맞추어 이루어지고 있다. 둑높이기 대상 농업용저수지는 농업용수 및 환경용수 공급이라는 다중목적을 수행하여 한다. 따라서 기존의 농업용저수지 운영기준과는 차별되는 운영기준 설정이 필요하다. 이에 본 연구에서는 농업용 저수지의 농업용수 공급 능력을 유지하며, 하류하천에 유지유량을 공급할 수 있는 운영기준을 설정하였는데, 농업용 저수지의 규모에 따라서 운영기준을 제안하였다. 먼저 중소규모 저수지의 운영기준은 운영기준곡선의 개념을 활용하여 현저수량을 운영기준곡선에 대입하여 적정 방류가능량을 설정하였다. 구체적으로 저수지 유입량을 고려하여 연중 방류 가능한 기준방류량을 선정하고, 기준방류량의 연중 방류에 따른 최대, 최소 방류기준곡선과, 사업 전 저수량을 고려하여 방류제한 곡선을 설정하였다. 한편 대규모 저수지의 경우 기준방류량을 설정하기 위하여 과거 30년 이상의 저수량 모의를 통하여 비관개시 시점의 각 초기저수량에 따라 관개기 시점의 목표 저수량을 만족할 수 있는 초기저수량별 기준방류를 설정하고 이를 바탕으로 운영 기준을 설정하였다. 설정된 운영기준을 적용하여 일별 저수량을 모의하고, 운영기준 적용에 따른 환경용수 공급 능력 및 이수안전도의 분석하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.284-288
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• 2005

본 연구에서는 낙동강수계 일별 운영 계획 수립을 위한 저수지군 최적 연계운영 모형(CoMOM, Coordinated Multiple Reservoir Operating Model)을 개발하였다. 이를 위하여 동적 네트워크 흐름 모형을 기반으로 한 다중목적 혼합 정수 목표계획 모형 (MOMIGP, Multiple Objective Mixed Integer Goal-Programming)을 수립하였다. 이 모형은 월말 목표 수위 및 운영 제약 등을 목표 계획법으로 구성하였으며, 일별 운영의 특성을 고려하여 하도추적의 효과를 반영하였고, 선형화된 발전함수를 이용하여 발전량을 최대화 하도록 한 후 정확한 발전량을 사후에 산정하였다. 이와 같이 수립된 수학 모형을 GUI를 비롯한 프로그램(CoMOM)으로 개발하여 사용자가 편리하게 수행 할 수 있도록 하였다. 이 프로그램은 의사결정자의 운영 목표와 의도를 효과적으로 반영할 수 있도록 대화형 목표 계획법을 구현하였으며, 상충되는 여러 목적에 대하여 가능한 파래토(Pareto) 최적해를 제시하고 의사결정자가 가장 선호하는 해를 선택하도록 대화형 다중목적 계획법 CBITP(Convex hull of individual maxima Based Interactive Tchebycheff Procedure)를 활용하여 구현하였다. 한편 객체지항적 프로그램 기법을 활용하여 수계 내의 노드(저수지, 수요지, 발전소 등)를 추가 하거나 삭제 할 수 있도록 하여, 다른 수계로의 확장이 용이하도록 개발하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.33 no.4
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• pp.1389-1400
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• 2013

This study developed an operating rule curve (ORC) for multipurpose water supply (irrigation and environmental water) in heightened agricultural reservoir. Among the 20 reservoirs in improvement project of agricultural reservoir dam heightening, the 4 representative reservoirs (Ungyang, Gungchon, Yongam and Unam) were selected for the study according to the analysis of statistical characteristics. Available environmental water supply amounts during irrigation and non-irrigation periods, which is the range from release restricted water level to high water level were estimated by water balance analysis using reservoir operation model. Reliability, resiliency and vulnerability criteria for water system performance were used to assess the multiple water supply capacity. The ORC was presented as the percentile rank for the daily reservoir water level from the results of reservoir operation using the past couple of decades weather data. The water levels for each percentile were divided into 3 buffer sections representing drought (5~25%), normal (25~75%), and flood (75~95%) year to operate the heightened agricultural reservoir with ORC.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.287-291
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• 2009

지구 온난화의 영향으로 최근 이상홍수에 의한 피해가 증가하고 있다. 국내 다목적댐의 경우 월별 목표수위를 기준으로 하는 저수지 운영률이 존재하지만 이것은 실제 이상홍수가 발생할 경우 저수지 운영에 도움을 주지 못하는 것이 현실이다. 본 연구에서는 자원배분문제의 최적해를 찾는데 사용되는 최적화기법의 하나인 선형계획법과 수자원 문제와 같이 불확실성이 산재해있고, 애매모호한 문제를 다루기에 적합한 퍼지제어 기법을 적용하여 이상홍수 발생 시 두 개 이상의 다목적댐 군을 연계운영하기 위한 퍼지 최적 운영 기법을 개발하는 것을 목표로 하였다. 시험유역으로는 낙동강 상류에 위치한 안동댐과 임하댐 유역을 대상으로 PMF 발생 시 댐의 안전성을 높이고 안동시 지점에서의 최대홍수량을 최소화하기 위한 퍼지최적운영기법을 개발하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.1417-1421
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• 2005

현실에서 실제 존재하는 문제들은 단일 목적이 아닌 다수의 목적들로 이루어지는 경우가 대부분이다. 수자원 분야의 저수지군 연계운영 경우 용수공급 부족량의 최소화, 저수량의 최대화, 발전량의 최대화, 그리고 수계외 유출량의 최소화 등의 다중목적들로 이루어지는데 저수량의 최대화와 발전량의 최대화처럼 서로 상충되는 목적들이 존재하게 된다. 따라서 저수지군 연계운영 효과를 극대화하기 위해서는 위와 같이 상충되는 목적들 간의 trade-off를 고려한 여러 대안을 도출하여 댐운영 의사결정자들 간의 협의를 통한 적절한 대안이 선택되어야 할 것이다. 이를 위해서는 자료의 공유가 필수적이며 각 의사결정자들의 요구사항 및 평가기준들이 합리적으로 수용되어야 할 것이다. 본 연구에서는 웹을 활용하여 의사결정자들에게 상충된 목적들에 대하여 실시간으로 대안을 제공하고 의사결정자들의 의사를 바탕으로 합의된 저수지군 연계운영 방안의 도출을 지원하는 웹 기반 다기준 그룹의사결정지원 모형을 구현한다. 합의된 해 선정을 위한 대안들은 CBITP(CHIM based Interactive Tchebycheff Procedure)를 활용한 다중목적 계획법에서 제시한 방안들을 이용하며 그룹의사결정은 PROMETHEE(Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation) 기법을 사용한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.2049-2053
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• 2007

KModSim은 수자원배분에 관련된 물리적, 수문학적, 제도적, 그리고 행정적인 요구들을 동시에 만족하도록 디자인된 범용 우선순위 목적 선형최적화 모형으로써 자연유3tt입량과 기득 수리권 혹은 기득 저류권 등과 같은 다양한 형태의 저수권 사이의 조화운영이 가능하다. KModSim은 목적함수에 관련된 제약조건의 유연한 설정과 변경이 가능하며, 기존의 최적화 방법과 다르게 유역통합모의에 관련한 모형변수가 모형내에서 자동적으로 생성되도록 프로그램화 되어있다. 본 연구에서는 금강유역내 수자원의 효율적인 운영을 위하여 과거운영자료를 토대로 저수지운영율을 개발하고 시스템단계(system states)를 이용하여 KModSim 네트워크에 운영율을 적용하였다. 금강유역에서 개발한 운영율을 적용하고 모의한 결과 개발된 운영율은 실제저류량을 잘 재현하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 운영율 및 시스템단계 방법은 다중목적 우선순위 선형최적화 모형을 이용하여 유역의 다양한 수자원운영모의에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.1693-1697
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• 2009

수자원의 지속적 확보기술개발사업의 장단기 저수지 연계운영 및 수질개선 방안 연구에서 개발 중인 범용 하천유역관리 모형인 KModSim은 그 수행속도와 모델 구성의 편이성으로 인해 하천의 수요처와 다수개의 저수지를 포함하는 대단위 유역에 적용이 용이하다. 본 연구에서는 현재 한국수자원공사에서 저수지 운영계획에 사용하고 있는 저수지 운영 기준수위를 바탕으로 하천유지용수와 수질개선용수를 확보하는 방안을 검토하였다. 우선 수량과 수질을 고려한 저수지 운영계획을 수립하기 위하여 기존의 수량만을 분배하는 물배분 시스템을 바탕으로 방류량에 증가에 따라 수질개선을 유도할 수 있도록 수질 개선 용수 수요노드를 추가하였다. 이때 유역내의 저수지의 기준수위와 하천의 하천유지용수 및 용수수요노드의 우선순위의 설정에 따라 deficit supply 방식의 물분배가 가능하게 하였으며 이를 통해 꼭 필요한 유량이 발생 할 때 유량을 공급할 수 있도록 모형을 설정 하였다. 반면 방류량에 따른 수질개선 효과를 분석하기 위하여 과거의 수질 측정자료의 상관성을 분석하여 다중회귀분석 모형을 개발하였다. 개발된 모형은 방류량의 증가에 따른 수질개선 효과를 분석할 수 있는 모형으로 특정시점에 있어서 특정 수질 매개변수의 농도를 예측할 수 있으며 적정수준 이하의 수질 농도를 유지하기 위하여 필요한 방류량을 계산하도록 하였다. 이러한 수질 개선을 위한 공급 시나리오는 기존의 용수 우선의 시나리오 분석과 더불어 운영자에게 다양한 정보를 제공하여 보다 효율적 저수지 운영계획이 수립될 수 있도록 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.11
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• pp.937-946
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• 2005

The objective of the study is to develop a reservoir optimal operation model and to suggest the appropriate amount of additional water supply and optimal operation rule. The model uses multiple objective function and a global search method, SCE-UA method. The objective function is set up to maintain the storage at target level, to satisfy the water demand, and to maximize the hydropower product. To evaluate the model's applicability, the model was applied for allocating the optimal water depending on storage level changes of Seomjin dam. The results comparing optimal operation and historical data showed that hydropower product increased from $-2.29\%$ to $14.51\%$, $-5.94\%$ to $3.98\%$, and $-0.43\%$ to $6.35\%$ with varying target levels in wet, dry, and normal period, respectively. Also, The model was applied for assessing water supply capacity of Seomjin dam to satisfy increasing water demand. The dam was operated by the model on consideration of downstream flow as 0.17, 0.50, 0.70, 1.0, 1.5, and $3.0\;m^3/sec$. The results showed that in case of operating the dam with downstream flow less than $0.70\;m^3/sec$ and with target water level lower than 194.0 m, hydropower product was more than the historical operation data and existing amount of water supply was less influenced.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.361-361
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• 2023

본 연구에서는 기후변화가 다목적 댐의 수자원 관리에 미치는 영향을 분석하기 위해, 기후변화 시나리오를 기반으로 강우-유출과 저수지 운영 모형을 연계 모의하고, 갈수 시 물 공급과 홍수라는 두가지 상반된 위험 요소를 동시에 분석하는 방법론을 제안하고, 국내 댐 유역에 대해 적용성을 평가한다. 기후변화 시나리오로는 공통사회경제경로(Shared Socio-economic Pathway; SSP) 중 SSP2-4.5와 SSP5-8.5를 선택하고, 편이보정 후 2015-2100년의 미래 기후 자료를 구축한다. 수문과정의 불확실성을 고려하기 위해, GR4J, IHACRES, TAU 등 세가지 집중형 수문 모형으로 댐 유입량을 모의하고, 저수지의 물 공급 및 홍수 조절을 고려한 저수지 운영 모의를 수행하고, 기간별 이수안전도와 홍수위험도를 산정한다. 적용 유역으로는 다목적 댐인 합천댐과 섬진강댐의 상류유역을 선택하여, 제안된 방법론의 적정성을 평가한다. 초기 분석 결과, 먼 미래(2081-2100년) 기간에 대해 이수안전도 보다 홍수위험도의 변화가 컸으며, 근 미래의 변화는 먼 미래 보다 상대적으로 적고 뚜렷한 경향을 찾기 어려웠다. 본 연구에서는 다중 수문모형을 활용한 댐 유입량 모의불확실성 개선 방안과 미래 기후에 대한 이수안전도 및 홍수위험도 분석 결과의 함의에 대해 중점적으로 토의한다.