• 경영과학
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• 제29권1호
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• pp.1-14
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• 2012

The goal of the multi-reservoir operation planning is to provide an optimal release plan that maximize the reservoir storage and hydropower generation while minimizing the spillages. However, the reservoir operation is difficult due to the uncertainty associated with inflows. In order to consider the uncertain inflows in the reservoir operating problem, we present a Stochastic Dynamic Programming (SDP) model based on the markov decision process (MDP). The objective of the model is to maximize the expected value of the system performance that is the weighted sum of all expected objective values. With the SDP model, multi-reservoir operating rule can be derived, and it also generates the steady state probabilities of reservoir storage and inflow as output. We applied the model to the Geum-river basin in Korea and could generate a multi-reservoir monthly operating plan that can consider the uncertainty of inflow.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권4호
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• pp.407-413
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• 1998

본 연구는 기후 변화가 수자원 시스템에 미치는 영향에 대한 최근의 연구 동향을 살펴보고, 그 중의 한 기법을 미국의 Skagit 시스템에 실례로 적용해 보았다. 적용된 기법에서는, 기후변화로 인하여 Skagit 시스템의 월별 유입량의 평균과 분산이 $\pm$5% 증가한다고 가정하였다. 평균과 분산이 변화한 각각의 경우에 대하여 월별 운영률을 추계학적 동적 계획법으로 구하고 기후 변화가 없다고 가정한 경우의 운영률과 비교하였다. 그 결과 Skagit 시스템의 월별 운영률은 유입량 분산의 변화보다는 평균의 변화에 더욱 민감함을 보였다. 또, 결정된 운영률들은 모의 발생된 유입량 시나리오들을 이용하여 그 효율성을 비교하였는데, 운영률의 평가 지표로는 평균 연간 수익을 사용하였다. 산출된 운영률 중 가장 최선의 운영률을 선택하기 위하여, 본 연구에서는 Bayesian 결정 기법을 간단한 예로 설명하였다.

• Water Engineering Research
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• 제3권1호
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• pp.57-62
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• 2002

This research is intended to integrate long-term operation rules and real time operation policy for conservation & flood control in a reservoir. The familiar Yield model has been modified and used to provide long-term rule curves. The model employs linear programming technique under given physical conditions, i.e., total capacity, dead storage, spillways, outlet capacity and their respective elevations to find required and desired minimum storage fur different demands. To investigate the system behavior resulting from the above-mentioned operating policy, i.e., the rule curves, the simulation model was used. Results of the simulation model show that the results of the optimization model are indeed valid. After confirmation of the above mentioned rule curves by the simulation models, gate operation procedure was merged with the long term operation rules to determine the optimum reservoir operating policy. In the gate operation procedure, operating policy in downstream flood plain, i.e., determination of damaging and non-damaging discharges in flood plain, peak floods, which could be routed by reservoir, are determined. Also outflow hydrograph and variations of water surface levels for two known hydrographs are determined. To examine efficiency of the above-mentioned models and their ability in determining the optimum operation policy, Esteghlal reservoir in Iran was analyzed as a case study. A numerical model fur the solution of two-dimensional dam break problems using fractional step method is developed on unstructured grid. The model is based on second-order Weighted Averaged Flux(WAF) scheme with HLLC approximate Riemann solver. To control the nonphysical oscillations associated with second-order accuracy, TVD scheme with SUPERBEE limiter is used. The developed model is verified by comparing the computational solutions with analytic solutions in idealized test cases. Very good agreements have been achieved in the verifications.

• 한국수자원학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.269-278
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• 1997

저수지 운영의 기초가 되는 운영률은 대부분 과거기록 유입량중 최대 혹은 최소의 극한치 자료를 이용하거나 평균치 자료를 이용하여 도출하기 때문에 실제 운영에서 발생할 수 있는 불확실성에 대처한 기대편익 산정이나 운영방안 수립에는 적절히 이용할 수 없다. 또한 지금까지 개발된 대부분의 운영률은 유입량을 포함하여 모든 운영변수를 이미 알고 있다는 확정론적 방법에 기초하고 있어 유입량의 불확실성을 반영하지 못하는 단점이 있다. 이를 개선할 수 있는 방법으로 추계학 분석기법에 의한 운영률을 개발할 수 있는데 이는 저수지 상태방정식의 구성요소인 유입량의 추계학적 특성을 시계열상에서 이산화된 천이확률로 처리하여 모형에 적용할 수 있다. 확정론적 방법에 의한 저수지 운영방안을 개선시키기 위하여 추계학적 방법에 의한 저수지 운영률을 개발하였다. 본 연구에서는 이와같은 방법론에 따른 양해 추계학적 동적계획기법을 이용하여 충주 저수지 시스템의 최적 운영 방안을 마련하였다. 개발된 운영률을 홍수기를 제외하고는 Lag-1 Markov 모형의 기본가정을 충실히 따르고 있어 저수지 운영률로의 이용이 가능하며, 운영단계의 유입량을 적절히 예측할 수 없는 현실에서 전단계의 유입량과 적용단계의 저류량만을 이용하는 저수지 운영률의 개발이 가능하다.

• 물과 미래
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• 제25권1호
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• pp.75-82
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• 1992

본 연구에서는 방류량 결정에 있어 신뢰도 수준을 고려한 저수지 운영율을 개발할 수 있는 방법론을 제시하고 있다. 이와같은 저수지 운영율은 장기간의 유입량 자료와 모의 발생된 자료를 이요, 최적화 기법에 의한 운영결과를 위험도(신뢰도)분석 및 고나련 이자들과의 상관분석을 실시하여 도출하였다. 이와같은 방법론을 본댐과 조정지댐으로 구성되어 있는 충주 저수지 시스템의 운영에 적용하여 월별 운영율을 개발하였으며, 또한 개발된 운영율을 검증하기 위한 모의 운영을 실시하여 과거 운영 실적과 비교하였다. 비교 결과는 금번 개발된 운영율을 이요할 경우 기존 시스템의 기대 편익을 상당히 증가시킬수 있을뿐만 아니라 운영에 따른 신뢰도도 개선시킬 수 있는 것으로 나타났다.

• 융합보안논문지
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• 제20권1호
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• pp.33-40
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• 2020

하천 인근에 위치한 빗물펌프장은 유수지를 대상으로 적절한 규칙에 따라 펌프를 가동함으로써 도심지 및 농경지 침수 피해를 예방하는 기능을 수행한다. 현재 대부분의 빗물펌프장은 유수지의 수위를 기준으로 단순한 규칙 기반의 펌프운영 정책을 사용하고 있다. 최근 지구온난화로 인한 기후 변화가 예측하기 어려운 강우량의 변화를 발생시키고 있다. 따라서 단순한 펌프정책으로는 지구온난화로 인한 갑작스러운 유수지 변화에 적절하게 대처하기 어렵다. 본 논문은 강우량과 저수량, 유수지 수위 등의 정보를 이용해 시스템이 적정 유수지 수위을 유지할 수 있도록 펌프 가동을 선택할 수 있는 심층 강화학습 기반의 자동 빗물펌프 운용 방법을 제시한다. 제안한 방법의 타당성을 검증하기 위해 강우-유출 모의 모델인 Storm Water Management Model(SWMM)을 이용해 모의실험을 수행하고 현장에서 사용되고 있는 기존 펌프 정책과 성능을 비교하였다.

• 산업공학
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• 제24권3호
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• pp.220-230
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• 2011

The multi-reservoir operation problem for efficient utilization of water resources involves conflicting objectives, and the problem can be solved by varying weight coefficient on objective functions. Accordingly, decision makers need to choose appropriate weight coefficients balancing the trade-offs among multiple objectives. Although the appropriateness of the weight coefficients may depend on the total amount of water inflow, reservoir operating policy may not be changed to a certain degree for different hydrological conditions on inflow. Therefore, we propose to use fuzzy Data Envelopment Analysis (DEA) to rank the weight coefficients in consideration of the inflow variation. In this approach, we generate a set of Paretooptimal solutions by applying different weight coefficients on Coordinated Multi-reservoir Operating Model. Then, we rank the Pareto-optimal solutions or the corresponding weight coefficients by using Fuzzy DEA model. With the proposed approach, we can suggest the best weight coefficients that can produce the appropriate Pareto-optimal solution considering the uncertainty of inflow, whereas the general DEA model cannot pinpoint the best weight coefficients.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.67-79
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• 2010

한국수자원공사는 낙동강 및 금강수계에 대해 실시간 물관리 시스템을 개발하여 수계 내 다목적 댐의 효율적인 운영을 도모하였다. 본 연구에서는 이를 확장하여 최적화 기법인 표본 추계학적 동적계획법을 사용하여 한강수계 다목적댐의 효율적인 월말 목표저수량을 산정하고 이를 통해 실시간 물관리시스템의 효율을 극대화하고자 수행되었다. 수계 내 댐중 저수용량과 용수공급 측면에서 중요도가 높은 소양강댐, 충주댐, 화천댐 등 3개 댐만을 대상으로 모형을 개발하였으며 저수량 상태변수의 민감도 분석 결과를 통해 저수량 상태변수 개수를 설정하였다. 본 연구를 통해 제시된 최적화모형을 통한 운영률과 한국수자원공사의 운영목표수위에 의한 저수지 운영방식과 비교를 실시한 결과 연평균 37.22 MCM의 수계 내 요구용수 부족량 감소효과와 더불어 발전량 측면에서도 연간 171 GWh가 증가하는 것을 확인하였다. 또한 이수기 저수지 운영계획 시스템을 실제 적용한 결과 2007년~2008년 이수기 동안 전력생산, 수질개선 등을 위한 추가적인 용수공급이 가능하다는 것을 확인하였다. 이러한 실제 적용사례를 통해 SSDP 모형과 이수기 저수지운영 시스템의 그 유용성을 타진할 수 있었으며 다른 수계로 확장을 실시한다면 보다 합리적인 저수지 운영계획이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.105-113
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• 1998

홍수기 중 저수지 운영은 이수와 치수를 고려한 전반적인 홍수기 저수지 운영확 홍수예측시 임의의 저수지 수위에서의 홍수시 저수지 운영으로 구분할 수 있다. 본 연구는 홍수시 저수지운영에 관한 것으로 전반적인 홍수시 저수지 운영방안에 관해 논의하고자 한다. 현행의 홍수시 저수지 운영을 위해서는 확보된 홍수조절용량을 토대로 각종 수문모형의 불확실성과 기술적인 한계, 제약조건 등을 고려한 양적인 홍수조절 방안이 마련되어야 한다. '저수지 홍수변환법'은 이러한 양적인 홍수조절 방안중의 하나로 무피해방류량 이상의 홍수유입량에 대해 댐의 안전을 고려하여 적절한 방류량을 결정하는 일련의 절차이다. 본 연구에서는 기 발표된 '저수지 홍수변환법'에 대한 보충설명과 함께 전반적인 홍수시 저수지 운영방안을 논의하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.109-117
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• 2002

저수지를 설계 및 계획함에 있어서 저수지의 설계수명 기간동안 예상되는 퇴사량을 위한 퇴사공간을 배분하는 것은 가장 중요한 절차중의 하나이다. 특히 퇴사공간의 배분과 관련된 해석 및 연구는 저수지 운영, 흐름의 수리학적 특성, 유입 유사량과 연관된 매우 다양한 변수들간의 상호작용으로 인하여 매우 복잡하고 쉽지 않은 문제이다. 퇴적물들의 공간적인 분포를 알아보기 위한 접근방법은 경험적인 방법에 의존하고 있으며 이와 같은 경험적인 방법의 적용은 대부분 실제의 퇴적현상을 엄청나게 단순화시켜야만 가능하다 본 연구에서는 소양강댐을 대상으로 하여 경험적면적감소법(Empirical Area Reduction Method)에 의해 저수지 퇴사량을 계산하고 계산된 결과를 실측자료와 비교하여 봄으로써 경험적면적감소법의 적용성을 알아보았으며 그 결과 매우 적용성이 우수한 것으로 나타났다.