최적화 기법을 이용한 빗물펌프장 최적 운영수위 결정 (Determination of Optimal Operation Water Level of Rain Water Pump Station using Optimization Technique)

서지정보

· 발행기관 : 한국산학기술학회
· 수록지 정보 : 한국산학기술학회논문지 / 19권 / 7호 / 337 ~ 342페이지
· 저자명 : 심규범, 유도근, 김응석

초록

도시유역에서 발생되는 내수침수를 방어하는 수단으로 구조적 대책인 빗물펌프장이 있으나 현실적 적용에 어려움이 있기 때문에 비구조적 대책 등이 보안되어야 한다. 본 연구에서는 빗물펌프장 실무운영 담당자의 의견을 반영한 최소의 월류량을 가지는 펌프의 최적운영수위를 결정하였다. 빗물펌프장의 최적운영수위를 산정하기 위해 최적화 기법인 GA(Genetic Algorithm)을 이용하였으며, 도시유역의 강우-유출 모형인 SWMM(Ver.5.1) DLL과 연계하였다. 제약조건으로는 펌프의 효율을 극대화하는데 까지의 걸리는 시간을 고려하였으며, 최적운영수위를 산정한 결과 전체적으로 기존운영수위보다 낮은 운영수위에서 월류량이 감소하였다. 대부분 펌프의 경우 각 펌프 호기의 운영 범위에서 가장 낮은 운영 수위가 선정되었다. 초기 펌프의 운영하는 것이 월류량을 저감할 수 있는 것으로 판단되며 이 후 펌프 운영 조건 변경을 하여도 월류 저감에 변화는 없는 것으로 나타났다. 내수침수 저감정도는 약 1%∼2%로 산출되었으며, 하류지역에서 발생되는 월류량을 저감하는 정도이지만, 펌프의 운영적 관점에서 기계적 및 실무적 관점의 접근에 따른 효과적인 운영이라 판단된다. 향후, 펌프의 운영조건 등을 고려한다면, 펌프의 효율을 증대하고 내수침수를 저감하는데 도움이 되리라 판단된다.

영어초록

A rain water pumping station is a structural countermeasure to inland flooding of domestic water generated in a urban watershed. In this study, the optimal operation water level of the pump with the minimum overflow was determined based on the opinions of the person in charge of the operation of the rain water pump station. A GA (Genetic Algorithm), which is an optimization technique, was used to estimate the optimal operation water level of the rain water pump station and was linked with SWMM (Ver.5.1) DLL, which is a rainfall-runoff model of an urban watershed. Considering the time required to maximize the efficiency of the pump, the optimal operating water level was estimated. As a result, the overall water level decreased at a lower operating water level than the existing water level. For most pumps, the lowest operating water level was selected for the operating range of each pump unit. The operation of the initial pump could reduce the amount of overflow, and there was no change in the overflow reduction, even after changing the operation condition of the pump. Internal water flooding reduction was calculated to be 1%~2%, and the overflow occurring in the downstream area was reduced. The operating point of the pump was judged to be an effective operation from a mechanical and practical point of view. A consideration of the operating conditions of the pump in future, will be helpful for improving the efficiency of the pump and to reducing inland flooding.

참고자료

· 없음