• 제목/요약/키워드: optimum water supply management

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농업용 저수지의 다목적 이용을 위한 용수의 적정배분 (Optimized Allocation of Water for the Multi-Purpose Use in Agricultural Reservoirs)

  • 신일선;권순국
    • 한국농공학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.125-137
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    • 1987
  • The purpose of this paper is to examine some difficulties in water management of agricultural reservoirs in Korea, for there are approximately more than 15,000 reservoirs which are now being utilized for the purpose of irrigation, along with the much amount of expenses and labors to be invested against droughts and floods periodically occurred. Recently, the effective use of water resources in the agricultural reservoirs with a single purpose, is becomming multiple according to the alterable environment of water use. Therefore, the task to allocate agricultural water rationally and economically must be solved for the multiple use of agricultural reservoirs. On the basis of the above statement, this study aims at suggesting the rational method of water management by introducing an optimal technique to allocate the water in an existing agricultural reservoir rationally, for the sake of maximizing the economic effect. To achieve this objective, a reservoir, called "0-Bongje" as a sample of the case study, is selected for an agricultural water development proiect of medium scale. As a model for the optimum allocation of water in the multi-purpose use of reservoirs a linear programming model is developed and analyzed. As a result, findings of the study are as follows : First, a linear programing model is developed for the optimum allocation of water in the multi-purpose use of agricultural reservoirs. By adopting the model in the case of reservoir called "O-Bongje," the optimum solution for such various objects as irrigation area, the amount of domestic water supply, the size of power generation, and the size of reservoir storage, etc., can be obtained. Second, by comparing the net benefits in each object under the changing condition of inflow into the reservoir, the factors which can most affect the yearly total net benefit can be drawn, and they are in the order of the amount of domestic water supply, irrigation area, and power generation. Third, the sensitivity analysis for the decision variable of irrigation which may have a first priority among the objects indicate that the effective method of water management can be rapidly suggested in accordance with a condition under the decreasing area of irrigation. Fourth, in the case of decision making on the water allocation policy in an existing multi-purpose reservoir, the rapid comparison of numerous alternatives can be possible by adopting the linear programming model. Besides, as the resources can be analyed in connection with various activities, it can be concluded that the linear programing model developed in this study is more quantitative than the traditional methods of analysis. Fifth, all the possible constraint equations, in using a linear programming model for adopting a water allocation problem in the agricultural reservoirs, are presented, and the method of analysis is also suggested in this study. Finally, as the linear programming model in this study is found comprehensive, the model can be adopted in any different kind of conditions of agricultural reservoirs for the purpose of analyzing optimum water allocation, if the economic and technical coefficients are known, and the decision variable is changed in accordance with the changing condition of irrigation area.

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다수원 상수도시스템 연계운영을 위한 최적 네트워크 모형 구축 (Development of Optimal Network Model for Conjunctive Operation of Water Supply System with Multiple Sources)

  • 유태상;하성룡;정태성
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권12호
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    • pp.1001-1013
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    • 2011
  • 이웃한 상수도시스템의 공급 가능지역이 중첩될 경우, 이들 시스템을 연계함으로써 경제성과 수질 조건을 만족시키는 조건별 용수공급체계를 구축하는 것이 필요하다. 용수수요 조건별 경제적 급수구역과 최적 펌프운영율을 산정하기 위하여 관망수리해석 모형(EPAnet)과 네트워크 최적화모형(KModSim)을 연계 하는 최적 네트워크모형을 개발하였다. 개발된 최적 네트워크 모형을 사등가압장, 구천댐 그리고 연초댐의 3개 상수원이 존재하는 거제지역 상수도시스템에 적용하고 2007년 운영 결과와 비교하는 방법으로 모형을 검정하였다. 최적 네트워크 모형의 적용성을 검토하기 위하여, 2011년 용수자료를 이용하여경제적급수구역변경에따른펌프운영및 수질의 적정성을평가 하였다. 평가결과본 모형은 수량, 경제성 그리고 수질을 모두 만족하는 최적해를 구하는 것으로 나타나 송배수계통간의 최적 설계 혹은 최적연계운영율을 구하기 위한 모형으로 활용이 가능하다.

ARIMA 모델에 의한 상수도 일일 급수량 추정에 관한 연구 (A Study on the Eltimation of Daily Urban Water Demand by ARIMA Model)

  • 이경훈;문병석;박성천
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제30권1호
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    • pp.45-54
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    • 1997
  • 수돗물, 송배수펌프의 운전 등 상수도시설을 합리적인 운용을 위해서는 일, 또는 시간 단위의 급수량 사용량의 추정이 필수적이다고 할 수 있다. 급수량의 추정방식은 회귀모형식 및 시계열 분석방법이 있는데, 본 연구에서는 시계열 분석방법인 ARIMA모형을 이용하여 일일 급수량을 추정하였으며 연구대상 지역으로는 광주광역시를 선정하였다. 일일 급수량을 추정하는데 있어서 시계열장을 15, 30. 60, 90일로 나누어 각각의 시계열장에 대해 시행착오법으로 각 모형에 적용하여 최적의 시계열장을 결정하여, 상수도 일일 급수량을 추정할 수 있는 모형을 제안하고 그 유효성을 잔차분석을 통해 검증하였다. 제안된 모형식은 사고 등의 인위적인 조작(단수 등)이 가해지는 시기를 제외하고는 실측치와 모형의 추정치와의 오차율이 최대 약 12%, 평균 3% 이내로 나타나, 모형의 결과는 상수도 일일 급수량의 추정에 필요한 시설에 적용 가능하다고 판단된다.

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LSTM 기반 배수지 수위 변화 예측모델과 적합성 평가 연구 (A Study on LSTM-based water level prediction model and suitability evaluation)

  • 이은지;박형욱;김은주
    • 스마트미디어저널
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    • 제11권5호
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    • pp.56-62
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    • 2022
  • 배수지는 정수처리 된 물을 급수하기 위해 정수물을 모아두는 저장소로서, 물의 수요량에 따라 급수량을 조절하여 안정적으로 물을 공급하기 위해 배수지의 수위 관리는 매우 중요하다. 현재 배수지 내에 수위 계측 센서를 설치하여, 가압장의 펌프운영을 통해 배수지의 최적 수위를 관리하고 있으나, 센서의 오작동 및 통신두절 등 사고대응을 관리자 감시에 의존하고 있어, 사고의 위험을 안고 있다. 본 연구에서는 배수시설의 안정적 운영을 위하여, 배수지의 수위 변화 예측 인공지능 모델을 제안하였으며, 배수지 수위 변화 예측모델의 현장적용에 대한 안정성을 확인하기 위하여 수위 데이터의 결측 상황에 대한 시뮬레이션을 통하여, 실제 수위 변화값과 예측된 수위 변화값의 비교를 통하여 모델의 유용성을 확인하였다.

HYDRUS를 이용한 작물재배용 암면배지에서의 수분 이동 시뮬레이션 (Simulation of Water Movement in Rockwool Slab as Soil-less Cultivation Using HYDRUS)

  • 김동현;김종순;권순홍;박종민;최원식
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.153-162
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    • 2023
  • It is important to determine water movement at the growing substrate used in soil-less cultivation for better management of water supply. Numerical simulation is a fast and versatile approach to evaluate highly accurate water distribution. The objective of this study is to simulate the water movement in rockwool as a soil-less medium using HYDRUS-2D. HYDRUS-2D was used to simulate the spatial and temporal water movement in two types of rockwool slabs (Floriculture (FL), high density; Expert (EP), low density). The simulation was performed at two pulse conditions: 10 min ON and 50 min OFF (case A), 20 min ON and 40 min OFF (case B). The total irrigation amounts were the same at both cases. In case A, during the irrigation ON, the water contents at FL increased 1.93-fold faster than the values at EP. Whereas, during the irrigation OFF, the decreasing rate of water contents at FL was almost the same as one at EP. At case B, these values were not changed much from case A. However, the duration of optimum water content (50% - 80%) was 15.0 min and 23.5 min at case A and case B, respectively. Thus, FL and 20 min ON and 40 min OFF (case B) could supply water to rockwool much faster and longer than EP. Once qualitatively validated, this simulation of water movement in rockwool could be used to design an effective optimum irrigation method for vegetables.

최적화기법에 의한 농업용 저수지의 관개면적별 최적용수관리 (Optimal Water Management for Classified Irrigation Area of Agricultural Reservoir by using Optimization Programming)

  • 차상화
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.439-446
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    • 2003
  • In this paper, the study area is selected Sungju Reservoir which was constructed with an agricultural purpose and determined the optimal water management plan among the five cases of classified irrigation area by using Linear Programming. As a results of reservoir operation, the additional water quantity of classified irrigation area showed 16.036${\times}$10$\^$6/m$^3$3/year, 19.404${\times}$10$\^$6/m$^3$/year, 18.864${\times}$100$\^$6/m$^3$/year, 4.032${\times}$10$\^$6/m$^3$/year and 0.672${\times}$10$\^$6/m$^3$/year and the total water supply quantity showed 69.628${\times}$10$\^$6/m$^3$/year, 70.048${\times}$10$\^$6/m$^3$/year, 67.979${\times}$10$\^$ 6/m$^3$/year, 67.979${\times}$10$\^$6/m$^3$/year, and 69.939${\times}$10$\^$6/m$^3$/year respectively. Therefore, the case-II was adopted with water management plan of optimum. It is also known that the maximum irrigation area augmentation effect appears in the case which will use the additional water quantity in field irrigation of the case-II which was adopted.

연근해 어선용 해수냉각장치의 열부하특성 (Heat Load Characteristics of Sea Water Cooling Apparatus on Inshore Fishing Boat)

  • 한인근;문춘근;김재돌;윤정인
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제25권6호
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    • pp.1317-1323
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    • 2001
  • The circumstance is giving the blow against fishermen with the incoming-decreasing and the difficulty of crew's supply & demand and management. In addition, the depression of the external situation like the departure of WTO system and the plan of EEZ proclaim is forcing fishery into improving their fishing condition. By this international and domestic circumstance, development of the sea water cooling apparatus for fish hold storage is demanded sincerely. First of all, we Investigated load characteristics which based on development of sea water cooling system and optimum fish hold storage. The experimental results is as follows. In creasing the speed of compressor and mass blew rate of refrigerant, the temperature of NaCl solution is low. And the load characteristics experiment on fish hold storage outlet is as fellows. As time goes by, increasing the mass flow rate of NaCl solution, temperature difference between inlet and outlet is small in a model of fish hold storage. These results provide many useful informations applicable to an actual design of sea water cooling system and optimum fish hold storage.

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시스템다이내믹스를 활용한 도시개발밀도의 적정성 평가 모델 구축 연구 (Establishment of the Measurement Model about the Adequate Urban Development Density using System Dynamics)

  • 전유신;문태훈
    • 한국시스템다이내믹스연구
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    • 제4권2호
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    • pp.71-94
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    • 2003
  • The purpose of this dissertation is to build a development density control model and estimate optimum developmental density level for a sustainable urban growth management. To develop the model, system dynamics modeling approach was used. The model was developed to analyze how urban growth, transition, and decay occur depending on the interaction among population, houses, industry structure, land and urban infrastructure such as road, water supply, and sewage treatment facilities. The model was applied to Anyang city to estimate optimum density level. Extensive computer simulation was conducted to find out the maximum numbers of population, industry structure, houses, and cars that can be adequately sustained with the current Anyang city's infrastructure capacity. The computer simulation result shows that the city is overpopulated by some 90,000 people. It nab analyzed that 20% increase of existing capacity of urban infrastructure is necessary to support current population of Anyang city. To reduce the population to the adequate level whereby the current urban infrastructure can sustain, the current city regulation on floor area ratio needs be strengthened at least 20% to 35%.

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QUAL2Kw 모형을 이용한 자동보정 방법 비교분석과 섬강의 수질관리 대안 평가 (Comparative analysis of auto-calibration methods using QUAL2Kw and assessment on the water quality management alternatives for Sum River)

  • 조재현
    • 환경영향평가
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    • 제25권5호
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    • pp.345-356
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    • 2016
  • 본 연구에서는 GA와 QUAL2K를 통합한 QUAL2Kw 모형을 이용해서 수질모형 매개변수의 자동 보정 방법을 비교 분석하였다. 발전 속도가 빠른 원주시의 배출 오염부하의 영향을 크게 받는 섬강에 QUAL2Kw 모형을 적용하였고, 전 구간 단일 매개변수를 적용하는 방법과 구간별 매개변수를 적용하는 두가지 방법으로 자동보정 방법을 비교 분석하였다. CV(RMSE)의 오차와 GA의 적합도 분석결과 구간별 매개변수 방법이 단일 매개변수 방법보다 정밀도가 다소 높은 것으로 나타났으므로 본 연구에서는 구간별 매개변수 방법으로 계산한 자동보정 결과를 채택하였다. 검보정된 QUAL2Kw 모형을 섬강 수질관리를 위한 세가지 시나리오에 대해 적용해서 수질 개선 효과를 분석하였다. 원주하수처리장 방류수질을 개선하는 시나리오 1에서는 중권역 대표지점인 섬강 4-1지점의 BOD와 TP 농도가 각각 17.7%, 29.1% 감소되었고, 원주천 유입직후 섬강에서는 BOD와 TP 농도가 각각 50.4%, 40.5% 감소하여 섬강 수질 개선효과가 크다. 원주취수장을 폐쇄하고 섬강 이외의 수계에서 원주 일대에 광역상수도를 공급하는 시나리오 2에서는 섬강 중하류부의 유량이 증가함에 따라 섬강 본류의 수질이 소폭 개선된다. 원주천 합류 직후 섬강에서 BOD가 0.18mg/L, TP가 0.0063mg/L 감소하였다. 시나리오 3에서는 시나리오 1과 시나리오 2의 대안을 동시에 계획하는 것으로서 시나리오 1보다 섬강 수질이 소폭 더 개선된다. 시나리오별 수질 예측결과 원주하수처리장의 방류수질을 개선하는 것이 섬강 수질개선에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 특히 원주천 합류직후 섬강 수질이 크게 개선된다. 원주취수장을 폐쇄하고 타 수계에서 광역상수도를 통해 원주 지역에 상수도를 공급하는 방안도 섬강 수질을 소폭 개선할 수 있다.