분산형 상수관망 구축을 위한 인라인 급수탱크 위치 최적화

Abstract

상수관망의 운영에서 가장 중요한 것은 수용가에 필요한 수량과 수압으로 용수를 공급하는 것이다. 수량 확보는 취수원의 확보 등을 통해서 안정적으로 운영하는 것이 가능하지만 적정한 수압을 안정적으로 공급하는 것은 상수관망의 시설물 설계와 운영방법 등에 의해서 결정된다. 우리나라와 같이 산지가 많은 지형이거나 수용가가 널리 분산되어 존재하는 경우에는 송수과정에서 발생하는 과다한 손실수두에 의해서 안정적인 수압으로 공급하는 것이 어렵다. 이와 같은 경우에는 일반적으로 가압장을 설치하여 부족한 수압을 확보하게 된다. 가압장 이외의 대안으로 블록 내 설치하는 고가탱크가 하나의 대안이 될 수 있다. 그러나 고가탱크 설치에 의한 이점을 최대화하기 위해서는 필요한 위치와 개수의 결정이 중요하다. 이를 위해서 본 연구에서는 고가탱크의 위치와 개수조합에 따른 압력의 안정화를 정량화하여 최적탱크 조합과 위치를 결정할 수 있는 방법론을 제시하였다. 고가탱크 개수조합 별 이점은 압력개선 절점 수와 압력개선 지수로 정량화 하였다. 제안된 방법을 샘플관망에 적용하여 적용성을 평가하였다. Providing customers with the desirable amount of water with sufficient pressure is the most critical issue in operating a water supply network. It is possible to secure the necessary amount of water for stable operation by taking water from a reservoir or a dam, whereas supplying water with sufficient pressure stably is determined by how they properly design and operate a water supply network. In cases of mountainous areas such as Korea or where customers are widely distributed, too much pressure head loss in conveying water makes it difficult to maintain the design pressure head at demand locations. Usually, the utility resolves this problem by introducing a booster pump to the system. Besides booster pumps, another alternative will be an elevated tank for the system. It is, however, important to determine the number and locations of elevated tanks for obtaining the maximum advantages by installing an elevated tank. In this study, we suggest a methodology for determining the number and locations of elevated tanks by the quantification of being pressure-stable. The advantage obtained by elevated tank combinations is quantified in terms of "the number of pressure-improved nodes" and "Index of pressure improvement"and the methodology is applied to a sample network to prove its applicability.