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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 19(7); 2019 > Article
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Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2019;19(7):87-94.
DOI: https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2019.19.7.87    Published online December 31, 2019.
Monte Carlo 모의 기법을 이용한 저수지 간 추가-감축 용수 공급량 산정
진영규1, 이상호2, 정택문3, 강신욱4
1정회원, 부경대학교 공과대학 토목공학과 박사수료
2정회원, 부경대학교 공과대학 토목공학과 교수
3부경대학교 공과대학 토목공학과 석사과정
4정회원, K-water연구원 책임연구원
Estimation of Supplement-Reduction Amounts of Water Supply in a Reservoir System Operation Using a Monte Carlo Simulation
Youngkyu Jin1, Sangho Lee2, Taekmun Jeong3, Shinuk Kang4
1Member, Ph.D. candidate. Department of Civil Engineering, Pukyong National University
2Member, Professor, Department of Civil Engineering, Pukyong National University
3Master course. Department of Civil Engineering, Pukyong National University
4Member, Principal reasearcher, K-water Insititute, K-water
Corresponding author:  Sangho Lee, Tel: +82-51-629-6076, Fax: +82-51-629-6063, 
Email: peterlee@pknu.ac.kr
Received: 23 September 2019   • Revised: 23 September 2019   • Accepted: 7 October 2019
Abstract
One can compensate users for a water supply shortage from a reservoir by supplying supplemental water from another reservoir. Such an operation may be a reservoir system operation. Specific supplement-reduction quantities of water, derived from an optimization method, are bound by the reservoir inflows and the objective function used for the derivation. Thus, they do not always provide proper reservoir simulation results for random future inflows to reservoirs. If reasonable supplement-reduction water supply quantities are known as ranges, instead of as fixed values, the water supply operations of reservoirs may be more stable. The purpose of this study is to determine, via a Monte Carlo simulation, the ranges of supplement-reduction quantities of water supply needed from the major multi-purpose dams in the Nakdong River basin to cope with droughts. The reservoir system simulation, a model of the Nakdong River basin, was developedusing GoldSim. The simulation period was set from 2017 to 2018, when the drought was severe at the Andong-Imha and Hapcheon dams. When reservoirs were simulated independently during the test period, and current water supplyadjustment standards were applied, a perfect failure period of water supply from the Hapcheon dam occurred for more than five months. To mitigate that, supplemental releases were provided from the Namgang dam and the releases from the Hapcheon dam were reduced. Performing the Monte Carlo simulation produced the appropriate range of supplement-reduction releases,with a range of 3.35 to 4.42 m3/s. Using a range of supplement-reduction releases for the reservoir system operation is considered more effective for reservoir operations than using fixed values.
Key Words: Reservoir System Simulation, Water Supply, Adjustment Standard, Monte Carlo Simulation, Drought
요지
물 공급을 위한 저수지군의 연계 운영을, 한 저수지의 물 공급량 부족을 다른 저수지의 물 추가 공급으로 보완하는 방식으로 수행할 수 있다. 최적화 기법으로 유도한 추가-감축 용수 공급량은 사용된 저수지 유입량 시계열과 목적함수에 구속되므로, 무작위의 미래 유입량에 대하여 항상 적절한 저수지 운영결과를 도출한다고 할 수 없다. 만일 저수지 연계 운영의 목표에 부합하는 추가-감축 용수 공급량을 특정한 값이 아닌 범위로 알 수 있으면, 보다 안정적으로 물을 공급할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 Monte Carlo 모의를 이용하여 낙동강 주요 다목적 댐 군의 가뭄 대응 추가-감축 용수 공급량의 범위를 결정하였다. 저수지군 연계 모의 운영 모형으로서 GoldSim으로 자체 개발한 낙동강 주요 다목적 댐 군 이수목적 연계 모의 운영 모형을 사용하였다. 모의 운영 기간은 안동-임하댐과 합천댐에 가뭄이 극심했던 2017년부터 2018년까지로 하였다. 모의 운영 기간에 대하여 현행 용수공급 조정기준으로 저수지들을 독립 운영하였을 경우, 합천댐에서 용수 공급 완전 실패 기간이 5개월 이상 발생하였다. 이를 완화하기 위해 남강댐에서 추가로 방류하고 합천댐에서 감축하여 방류하였다. 여기서, Monte Carlo 방법으로 추가-감축 방류량의 적정 범위를 결정하였으며, 그 범위는 3.35 ~ 4.42 m3/s이었다. 범위로 주어진 방류량 추가-감축의 연계 운영 방안은 단일의 최적 운영 규칙보다 실제 저수지 운영에서 효용성이 크다고 판단된다.
핵심용어: 저수지군 모의 운영, 용수공급, 조정기준, Monte Carlo 모의, 가뭄


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