하수도 시스템의 효율적인 운영 및 유지관리를 위한 시스템다이내믹스 모형의 개발

국문 초록 (Abstract)

본 논문에서는 시스템 다이내믹스(System Dynamics, SD) 방법론에 입각하여 하수도 시스템의 운영지표들과 이에 영향을 미치는 외부변수들로 구성된 피드백 루프 메커니즘(Feedback Loop Mechanism)을 관로유지관리와 연관하여 규명하고, 외부변수의 변화에 따른 운영지표의 변화를 예측함으로써 하수도 시스템의 효율적인 운영 및 유지관리 방안을 모색할 수 있는 SD 컴퓨터 모의 모형(Computer Simulation Model)을 개발하였다. 개발된 모형에 부산광역시 하수도 시스템의 과거 운영 자료를 적용함으로써 모형을 검증하였고, 미래의 운영 상황을 예측하였다. 그 결과, 하수도보급률은 이미 목표치에 거의 도달하여 큰 변동이 없을 것으로 예측되었으며, 하수처리효율과 하수처리량, 요금현실화율은 점차 증가할 것으로 예측되었다. 또한 정책 지렛대의 발견을 위해 시스템에 큰 영향을 미치는 주요 운영지표를 선정하여 외부변수의 변화에 대한 민감도 분석을 수행하였는데, 그 결과 관로 유지관리와 연관된 외부변수는 하수처리효율의 변화뿐만 아니라 시설이용률, 하수처리량 등의 변화에도 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this paper, the feedback loop mechanisms among the operational indices and exogenous variables of a sewerage system that are inherent in the operation and maintenance of a sewerage system were identified using the System Dynamics (SD) modeling methodology. The identified feedback loops were used to develop a SD computer simulation model that can be used to predict future operational conditions of a sewerage system and identified the efficient ways of operation. The data of Busan metropolitan city sewerage system was applied to verify the developed SD model and predict future operational conditions of the system. As a result, it was predicted that sewage treatment efficiency, volume of sewage treatment and cost recovery rate will be gradually increased, whereas service rate which was already very close to the target will remain almost the same as the current value. Furthermore, sensitivity analysis concerning some operational indices was performed in order to discover the policy leverage. As a result, it was found that the exogenous variables related to the pipe maintenance had a great effect on facility using rate, volume of sewage treatment as well as sewage treatment efficiency.