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Goal Programming을 이용한 홍수기 저수지 최적 운영
Optimal Reservoir Operation Using Goal Programming for Flood Season 원문보기

한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, v.11 no.2, 2011년, pp.147 - 156  

김혜진 (아주대학교 건설교통공학과) ,  안재황 (아주대학교 건설교통공학과) ,  최창원 (아주대학교 건설교통공학과) ,  이재응 (아주대학교 환경건설교통공학부)

초록
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홍수기 다목적댐 운영의 목적은 홍수조절용량을 최대한 이용하여 하류 주요 지점의 첨두홍수량을 저감시키거나, 계획홍수량을 초과하지 않도록 방류량과 방류시점을 조절함으로써 홍수피해규모를 최소화하는 것이다. 따라서 홍수기 다목적댐 운영에 있어 가장 중요한 것은 최적의 방류시점과 방류량의 결정이며 이를 통해 홍수기말 이수용량을 최대로 확보 하는 점이다. 본 연구에서는 다목적 최적화기법의 하나인 goal programming을 이용하여 홍수기 저수지 최적운영을 실시하였다. goal programming은 선형계획법 또는 비선형계획법을 이용하여 두 개 이상의 목적을 가진 문제의 최적 대안을 구하기 위해, 목표값으로부터의 편차의 합을 최소화하여 최적화하는 기법이다. 홍수기 다목적댐 운영에서 goal programming의 적용성을 검토하기 위해 실제 홍수 사상을 이용하여, 단일저수지 운영과 저수지 연계운영을 실시하였다. 단일저수지 운영을 적용하기 위한 시험유역으로는 충주댐 유역을 선정하였고 저수지 연계운영을 적용하기 위한 시험유역으로는 안동댐과 임하댐 유역을 선정하였다. goal programming의 결과 분석을 위해 저수지 모의운영 모형인 HEC-5 모형의 결과와 비교, 분석하였다. 검토 결과 goal programming을 이용할 경우 홍수기 말에 저수지 수위를 홍수기제한수위로 유지할 수 있었으며 주요 지점의 홍수량을 매 시간 적절히 계획홍수량 아래로 유지할 수 있었다. goal programming을 이용한 최적 운영의 경우 전 구간의 유입량을 알고 있다고 가정한 점에서 실제 저수지 운영과는 차이가 있으나, 적절한 제약조건을 적용하고 홍수예경보를 이용하여 예보된 유입량을 활용하면 최적의 방류량 시점과 방류량을 산정하여 홍수기 다목적댐을 효율적으로 운영할 수 있으며 주요 지점의 홍수량도 저감할 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of multipurpose reservoir operation in flood season is to reduce the peak flood at a control point by utilizing flood control storage or to minimize flood damage by controlling release and release time. Therefore, the most important thing in reservoir operation for flood season is to det...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 홍수기말 이수용량 확보를 고려한 홍수기다목적댐 운영에서 goal programming의 적용성을 검토하기 위해 실제 홍수사상을 이용하여, 단일저수지 운영과 저수지연계운영을 실시하고 HEC-5 모의운영과 비교, 분석하였다.
  • 최적 모형은 홍수기 말에 각 댐을 홍수기제한수위(안동댐의 경우 상시만수위)로 유지하는 것과 안동시 지점의 홍수량의 최대값을 최소화하는 것을 목적함수로 설정하여 운영하였다. 안동시 지점의 홍수량은 안동댐과 임하댐으로부터 방류되는 유량을 하도추적하고 길안천의 지류유입량을 고려하여 산정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다목적댐 운영에서 최적화기법은 어떤 것들이 주로 이용되는가? 따라서 다목적댐은 이수 혹은 치수의 관점에서 미리 정해진 저수지 운영률 또는 최적화기법 등을 이용하여 운영한다. 최적화 기법은 선형계획기법(linear programming, LP), 동적계획기법(dynamic programming, DP), 비선형계획기법(nonlinear programming, NLP) 등이 있으며 모의기법으로는 HEC-5 등이 주로 이용되고 있다.
홍수기 다목적댐 운영의 목적은? 홍수기 다목적댐 운영의 목적은 홍수조절용량을 최대한 이용하여 하류 주요 지점의 첨두홍수량을 저감시키거나, 계획홍수량을 초과하지 않도록 방류량과 방류시점을 조절함으로써 홍수피해규모를 최소화하는 것이다. 따라서 홍수기 다목적댐 운영에 있어 가장 중요한 것은 최적의 방류시점과 방류량의 결정이며 이를 통해 홍수기말 이수용량을 최대로 확보 하는 점이다.
다목적 최적화기법은 무엇인가? 다목적 최적화기법은 두 개 이상의 목적을 가진 문제의 최적 대안을 찾고자 할 때, 고려해야 할 여러 조건들이 서로상충되어 의사결정이 어려울 경우 비지배해의 집합이라는 개념을 도입하여 최적 대안을 찾는 기법이다. 어떤 문제의 해가 정해진 기준 및 조건들에 의해 상호 지배되지 않고 상충될 때 각각의 해들을 비지배해라고 한다.
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참고문헌 (19)

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  13. Rosenthal, R.E. (2008) GAMS- A User's Guide. 

  14. Roy, B. (1974) Criteres Mulitiples et Modelisation des Preference-L'Apport des Relations de Surclassement, Revue d'Econome Politique, No. 1. 

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  16. Xu, K., Zhou, J., Gu, R. and Qin, H. (2011) Approach for aggregating interval-valued intuitionistic fuzzy information and its application to reservoir operation. Expert System with Application, Vol. 38, No. 7, pp. 9032-9035. 

  17. Yeh, W.G (1985) Reservoir management and operations model ; A state-of-the-at-review. Water Resources Research, Vol. 21, No. 12, pp. 1797-1818. 

  18. Zeleny, M. (1973) Compromise programming in J.L. Cochrane and M. Zeleny (eds.) Multiple criteria decision making, Univ. of South Carolina Press, Columbia. 

  19. Zeleny, M. (1974) A concept of compromise solutions and method of displaced ideal, Computers and Operations Research, Vol. 1, No. 4, pp. 479-496. 

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