최적화 기법을 이용한 빗물펌프장 최적 운영수위 결정

심규범(Kyu-Bum Sim),유도근(Do-Guen Yoo),김응석(Eung-Seok Kim) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.7

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. 초기펌프의 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 운영조건등을 고려한다면, 펌프의 효율을 증대하고 내수침수를 저감하는데 도움이 되리라 판단된다. 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.

BIM 기반 염소소독시설 유지관리 시스템 개발을 위한 연구

심규범(Sim, Kyu Bum),김화랑(Kim, Hwa Rang),김응석(Kim, Eung Seok),윤기용(Yoon, Ki Yong) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10

빗물펌프장 운영시나리오에 기반한 홍수재해저감능력 평가에 관한 연구

심규범(Sim, Kyu Bum),조덕준(Jo, Deok Jun),김응석(Kim, Eung Seok) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.1

급격한 도시화로 인한 불투수율 증가와 기후변화 등의 이유로 첨두유출량이 증가하고 있는 추세이며 이를 방어하기 위한 수단으로 빗물펌프장이 운영되고 있으나 대부분 유수지수위에 위해 펌프를 순차적으로 가동하겨 운영되고 있다. 따라서본 연구에서는 펌프운영조건에 따른 시나리오를 설정하고, 각 시나리오 별로 월류량과 월류발생지점을 분석하여 신뢰도를 산정하였다. 또한, 월류량 및 침수면적에 따른 관계식을 산정하고 현재운영조건에서 모의된 수위와 가장 큰 차이를 보인 시나리오의 월류량을 회귀식에 적용하여 침수면적 저감규모를 추정하였다. 적용 결과 0.28%~5.20%의 침수면적 저감을 보였다. 홍수저감효과를 높이기 위해서는 빗물펌프장 이외에도 내수배제시스템의 개선과 함께 빗물펌프장의 운영개선을 하는 것이 필요할 것으로 판단된다. The pump stations are operating against flood peak discharges on an increasing trend due to the increase in impervious areas by rapid urbanization and climate changes, and generally the pump station is operating on the subsequent with water levels in a retarding basin. Therefore, this study has set up scenarios for the pump operating conditions, and estimated the reliability by analysis results of the flooding discharges and sites for each scenario. Also, this study has presented the regression equation between total flooding volume and flooding areas, and estimated the reduction scale in flooding areas through the regression equation for the flooding volume from the water level of the scenario that has the biggest difference from the current pump operation rule. The results showed reduction rates of flooding areas between 0.28% ~ 5.20%. It is considered that improvement to operation rules in the pumping stations as well as the internal drainage system to increase flood reduction effects.

수확체감의 법칙을 이용한 생태저류지의 최적설계용량 산정

심규범(Sim Kyu Bum),연종상(Yeon Jong Sang),이옥정(Lee Ok jeong),김상단(Kim Sang dan),김응석(Kim Eung Seok) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.5

본 연구에서는 LID 시설들 중에서 생태저류지를 대상으로 위어 및 오리피스가 모두 고려된 최적설계용량 산정방법을 제안하였다. 이를 위하여 경제학 분야에서 주로 적용되는 수확체감의 법칙을 이용하였다. 대상지역은 강릉, 광주, 대구, 대전, 부산, 서울, 울산, 제주도, 천안에 위치한 월드컵 경기장 및 종합 운동장의 주차장을 선정하였으며, 이들 지역에 대한 생태저류지의 최적설계용량을 산정하였다. 환경부에서 사용하는 기존 방법은 LID 시설의 오리피스 유출 프로세스를 고려하지 못하는 단점을 가지고 있으나, 본 연구에서 제안된 방법은 LID 시설의 오리피스 방류구조를 고려하여 최적설계용량 설계가 가능한 장점이 있다. 결과적으로, 본 연구에서 산정한 최적설계용량은 환경부에서 제시하고 있는 비점오염저감시설을 위한 설계용량보다 약 2배 크게 산정되어, 환경부에서 제시하고 있는 기존 방법이 LID 시설을 과소 설계할 위험이 있는 것으로 분석되었다 In this study, a method for estimating the optimal design capacity considering all of the weir and orifice for a bio-retention, one of LID facilities is proposed. For this purpose, the law of diminishing returns, which is mainly applied in the field of economics, is used. The optimum design capacity of the bio-retention was estimated by selecting the parking lots of the World Cup Stadium or the Complex Playground in Gangneung, Gwangju, Daegu, Daejeon, Busan, Seoul, Ulsan, Jeju Island and Cheonan as the target watershed. While the existing method does not consider the outflow process of LID facilities, the proposed method has the advantage that the optimal design capacity is calculated considering the orifice and weir discharge structure of the LID facility. Since the optimal design capacity estimated using the proposed method is calculated to be about twice as large as the design capacity for the nonpoint pollution reduction facility proposed by the Ministry of Environment, the existing method has been found to be at risk of under-designing LID facilities.

외수범람위기 상황시 빗물펌프장 운영조건 결정

심규범(Sim, Kyu Bum),이상은(Lee, Sang Eun),조덕준(Jo, Deok Jun),김응석(Kim, Eung Seok) 대한토목학회 2017 대한토목학회 학술대회 Vol.2017 No.10

내수침수 억제를 위한 빗물펌프장 운영 방안

심규범(Sim, Kyu Bum),조덕준(Jo, Deok Jun),김응석(Kim, Eung Seok) 대한토목학회 2016 대한토목학회 학술대회 Vol.2016 No.10

SWMM 모형 매개변수의 불확실성 정량화 지수 산정

정건희,심규범,김응석,Chung, Gunhui,Sim, Kyu Bum,Kim, Eung Seok 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.2

급격히 발전하는 도시지역 및 산업단지의 경우 불투수지역이 대부분이며, 이로 인해 유출이 증가함에 따라 내수침수가 발생할 확률이 높아지고 있다. 도시지역의 유출해석은 대부분 SWMM 모형을 이용하여 강우-유출해석을 수행하고 있으나 이러한 모형은 실제 자연 현상을 해석하는데 한계가 있으며, 모형 자체도 불확실성을 가지고 있어 정확한 유출해석을 하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 모형의 매개변수를 조사하고 불확실성을 가지는 매개변수를 선정한 후 매개변수의 불확실성 정도를 불확실성 정량화 지수를 이용하여 정량화하였다. 수행 결과 관조도계수의 불확실성이 가장 크며, 유출량에 미치는 영향도 가장 컸다. 그러므로 우수관거 설계 시 관조도계수 추정을 보다 정확히 산정하여야 하며, 불확실성 정도를 예측하여 유출해석에 반영하고, 각 매개변수가 가지는 특성을 파악한다면 내수 침수를 예방하는데 큰 기여를 할 것으로 판단된다. In the case of rapidly developed urban and industrial complex, the most area becomes impervious, which causes the increasing runoff and high probability of flooding. SWMM model has been widely used to calculate stormwater runoff in urban areas, however, the model is limited to interpreting the actual natural phenomenon. It has the uncertainty in the model structure, so it is difficult to calculate the accurate runoff from the urban basin. In this study, the model parameters were investigated and uncertainty was quantified using Uncertainty Quantification Index (UQI). As a result, pipe roughness coefficient has the largest total uncertainty and largest effect on the total runoff. Therefore, when the stormwater pipe network is designed, pipe roughness coefficient has to be calibrated accurately. The quantified uncertainty should be considered in the runoff calculation. It is recommended to understand the characteristics of each parameter for the prevention and mitigation of urban flood.

비구조적 운영을 고려한 대림3 유역의 한계월류지점 산정기법 제안

유도근(Yoo Do Guen),심규범(Sim Kyu Bum),김응석(Kim Eung Seok) 한국방재학회 2018 한국방재학회논문집 Vol.18 No.2

도시 및 산업지역의 침수를 방어하기 위해 수공구조물 설치와 운영을 통해 내수침수를 저감하고 있으나 내수침수를 방어하는데 한계적인 지역이 발생하고 있다. 본 연구에서는 도시유역에서 발생하는 내수침수를 방어하기 위한 빗물펌프장 및 빗물저류조의 운영을 변경함에 따라 발생되는 월류의 특성을 SWMM모형을 이용하여 분석하고, 비구조적 대책인 수공구조물의 운영만으로 내수침수를 방어할 수 없는 지역 분석하여 한계월류발생지점을 선정하였다. 분석을 위해 빗물펌프장 운영, 빗물저류조운영, 빗물펌프장 및 빗물저류조의 조합적인 운영으로 총 3가지 시나리오로 구분하였다. 분석결과 빗물펌프장은 낮은 운영수위로 운영하고 빗물저류조는 높은 운영수위로 운영했을 경우가 가장 적은 월류량 및 월류발생지점을 보였으며, 최소 4.12%에서 최대 36.77%의 면적이 비구조적으로 방어할 수 없는 지역으로 나타났다. 내수침수 저감을 위해 선행적으로 한계발생지점 지역을 선정함에 따라 우선적 내수침수 방어 필요지역으로 선정할 수 있으며, 내수침수 저감 분석에 도움을 주리라 판단된다. In order to defend flooding in urban and industrial areas, structural and non-structural flood control measures can be performed through the installation and operation of hydraulic structures. In this study, operation of urban drainage pumping station and detention storage were utilized to protect the flooding as non-structural measures. To quantify flooding characteristics of non-structural operations, the new terminology, critical flooding node is introduced using EPA-SWMM model. The critical flooding nodes can be defined as locations that cannot defend inland flood by operation of non-structural measures. For the analysis, three scenarios were considered as rainwater pump station operation, detention storage operation, combine operation of rainwater pump station and detention storage. As a result of analysis, rainwater pump station operated at low operating water level and detention storage showed the least amount of flooding occurred when operated at high operating water level. And, non-structural operations can not be defended area of Minimum 4.12% to Maximum 36.77%. The determined locations can be selected as the priority inland flood defended area.

고용보험료와 타사회보험료의 공동징수방안에 관한 연구(2)

정연택,심규범 한국사회복지연구회(서울대학교 사회복지연구소) 1997 사회복지연구 Vol.10 No.1

한국의 사회보험입법은 선행 제도와의 연계없이 정치적 결정에 따라 이루어져 왔으며, 이로 인해 사회보험행정업무는 중복되거나 피보험자에 대한 보호가 체계적으로 이루어지지 못했다. 본 연구는 사회보험행정업무의 효율성제고라는 측면에서 고용보험료의 징수업무를 다른 사회보험기관에 위임할 경우 어느 사회보험기관이 가장 적절한가를 살펴본다. 연구자들은 업무통합의 기준으로서 업무의 유사성, 업무의 일관성, 책임소재의 명확화, 조직간 협조의 원활화, 담당자의 열의, 담당자의 전문성, 사업주의 접근용이성, 관련업무의 경감 등을 제시하며 이에 따라 산재보험, 국민연금, 의료보험자가 각각 고용 보험료 징수를 담당할 경우를 상정한다. 노동부가 관장하는 산재보험과 고용보험의 징수체계는 유사하나 업무의 절반이상을 차지하는 피보험자관리업무가 산재보험에는 없기 때문에 업무경감의 측면에서 산재보험보다는 국민연금기관이 의료보험조합이 적절하며, 지역분산도나 징수의 철저성 때문에 국민연금보다는 의료보험조합이 적절할 것으로 보인다. 장기적으로는 산재를 제외한 3대 사회보험의 적용징수업무의 통합이나 별도 징수기관의 설립을 통한 4대 사회보험의 적용징수업무의 통합이 바람직할 것으로 보이며 4대 사회보험기관이 모든 업무의 통합에 대한 연구는 별도로 이루어져야 하지만 연구자들은 현재의 사회보험 급여체계상 사회보험기관의 통합은 바람직하지 않을 것으로 생각한다.