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양해 추계학적 동적계획기법에 의한 저수지 운영률 개발
Development of Reservoir Operating Rule Using Explicit Stochastic Dynamic Programming

고석구    (한국수자원공사 낙동강사업본부   ); 이광만    (한국수자원공사 조사계획처  ); 이한구  
  • 초록

    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.


    Operating rules, the basic principle of reservoir operation, are mostly developed from maximum or minimum, mean inflow series so that those rules cannot be used in practical operating situations to estimate the expected benefits or provide the operating policies for uncertainty conditions. Many operating rules based on the deterministic method that considers all operation variables including inflows as known variables can not reflect to uncertainties of inflow variations. Explicit operating rules can be developed for improving the weakness. In this method, stochastic trend of inflow series, one of the reservoir operation variables, can be directly method, the stochastic technique was applied to develop reservoir operating rule. In this study, stochastic dynamic programming using the concepts was applied to develop optimal operating rule for the Chungju reservoir system. The developed operating rules are regarded as a practical usage because the operating policy is following up the basic concept of Lag-1 Markov except for flood season. This method can provide reservoir operating rule using the previous stage's inflow and the current stage's beginning storage when the current stage's inflow cannot be predicted properly.


  • 참고문헌 (16)

    1. Min-max DP에 의한 소양 및 충주호의 홍수조절 운영 , 오영민;이길성 , 한국수문학회지 / v.19,pp.339-344,
         
    2. 동적계획기법에 의한 물배분 , 이순탁;이진우 , 한국수문학회지 / v.18,pp.163-174,
         
    3. Decision problems under risk and chance constrained programming: dilemmas in the transition , Hogen,A.J.;Morris,J.G.;Thompson,H.E. , Manage Sci. / v.27,pp.698-716,
    4. Mays,L.W.;Tung,Y.K. , Hy-drosy stems engineering and management / v.,pp.,
    5. Monte Carlo optimization for reservoir operation , Willis,R.;Finney,B.A.;Chu,W.S. , Water Resources Research / v.20,pp.1177-1182,
    6. Optimum reservoir operating policies and the imposition of a reliability constraint , Askew,A.J. , Water Resources Research / v.10,pp.51-56,
    7. The linear decision rule in reservoir management and decision : 1. De velopment of the stochastic model , ReVelle,C.;Joeres,E.;Kirby,W. , Water Resources Research / v.5,pp.767-777,
    8. 다기준 의사분석기법에 의한 다목적 저수지의 운영률 평가 , 고석구;이광만;고익환 , 한국수문학회지 / v.25,pp.75-82,
         
    9. 북한강 댐군의 최적 운영을 위한 시스템 모형의 개발 , 권오헌 , 대한토목학회논문집 / v.28,pp.95-104,
    10. 고석구 , 한강수계 충주저수지 시스템의실시간 최적 운영을 위한 의사결정 지원 시스템 개발 / v.,pp.,
    11. Optimality and nonscalar-valued performance criteria , Zadeh,L.A. , IEEE Transactions on Automatic Control / v.AC-8,pp.59-60,
    12. Use of Monte Carlo techniques in the design and operation of a multipurpose reservoir system , Askew,A.J.;Yeh,W.W.G.;Hall,W.A. , Water Resources Research / v.7,pp.819-826,
    13. Labadie,J.W. , Dynamic programming with microcomputer: pogram CSUDP / v.,pp.,
    14. Reservoir management via reliability programming , Colorni,A.;Fronza,G. , Water Resources Research / v.12,pp.85-88,
    15. Loucks,D.P.;Stedinger,J.R.;Haith,D.A. , Water resources systems planning analysis / v.,pp.,
    16. 신뢰도를 고려한 다목적 저수지의 월별 운영률 , 이희승;심순보;고석구 , 한국수문학회지 / v.25,pp.75-82,
         
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Wi, Hui-Sang ; Lee, Jae-Eung 2000. "" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, 33(1): 501~506     
    2. Kim, Yeong-O 2000. "Deriving a Reservoir Operating Rule ENSO Information" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, 33(5): 593~601     
    3. Yi, Jae-Eung 2004. "Development of Optimal Operation Rule for Multipurpose Reservoirs System" 韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, 37(6): 487~497     

 저자의 다른 논문

  • Ko, Seok-Ku (19)

    1. 1992 "다목적댐의 이수 및 치수 관리를 위한 의사 결정 지원 시스템 개발" 韓國水文學會誌 = Journal of Korean Association of Hydrological Sciences 25 (1): 35~41    
    2. 1992 "다기준 의사 분석 기법에 의한 다목적 저수지의 운영율 평가" 韓國水文學會誌 = Journal of Korean Association of Hydrological Sciences 25 (1): 83~92    
    3. 1992 "수량(水量) 및 수질(水質)을 고려(考慮)한 저수지군(貯水池群)의 종합관리(綜合管理)" 대한토목학회논문집 12 (1): 123~130    
    4. 1992 "홍수시(洪水時) 저수지(貯水池) 실시간(實時間) 운영(運營) 의사결정(意思決定) 지원(支援) 시스템" 대한토목학회논문집 12 (1): 131~140    
    5. 1992 "최적화(最適化) 기법(技法)에 의한 저유함수(貯留函數) 유출(流出) 모형(模型)의 자동보정(自動補正)" 대한토목학회논문집 12 (3): 127~137    
    6. 1992 "충주(忠州)댐 유역(流域) 1990년(年) 9월(月) 대홍수(大洪水)의 수문학적(水文學的) 분석(分析)" 대한토목학회논문집 12 (4): 107~119    
    7. 1993 "Comparative Evaluation of Multipurpose Reservoir Operating Rules Using Multicriterion Decision Analysis Techniques" Korean journal of hydrosciences 4 (): 65~79    
    8. 1994 "중국과의 수자원분야 기술교류 및 협력 현황" 韓國水文學會誌 = Journal of Korean Association of Hydrological Sciences 27 (3): 12~15    
    9. 1994 "국제대댐회 제62차 집행위원회 및 제18차 총회 참가보고" 韓國水文學會誌 = Journal of Korean Association of Hydrological Sciences 27 (4): 23~28    
    10. 1994 "Simplification of Monte Carlo Techniques for the Estimation of Expected Benefits in Stochastic Analysis of Multiple Reservoir System" Korean journal of hydrosciences 5 (): 57~70    
  • 이광만 (26)

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