KR20130090278A - Real time cotrolling system and method based area modeling - Google Patents

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KR20130090278A KR1020120011473A KR20120011473A KR20130090278A KR 20130090278 A KR20130090278 A KR 20130090278A KR 1020120011473 A KR1020120011473 A KR 1020120011473A KR 20120011473 A KR20120011473 A KR 20120011473A KR 20130090278 A KR20130090278 A KR 20130090278A
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Abstract

PURPOSE: A real-time storage tank operating system and method based on a watershed modeling are provided to convey rainwater or combined sewer overflows (CSO) by constructing a watershed model and using a prediction of rainfall and rainwater runoff. CONSTITUTION: A monitoring unit (110) is installed at a CSO storage tank, an intercepting sewer, and a conveyance pipeline and monitors rainfall, water levels, and water quality data. A rainfall prediction unit (120) predicts rainfall by using weather forecasting and rainfall radar data. A modeling unit (130) models the reference water level of at least one storage tank and the flood water level of each sewer and river of each watershed. An operation management unit (140) manages the operation of a real-time control unit (150) by being linked with the monitoring unit, rainfall prediction unit, and modeling unit. The real-time control unit controls at least one storage tank of each watershed to be opened and closed in real time according to the operation management of the operation management unit. [Reference numerals] (110) Monitoring unit; (111) Rainfall data; (112) Water level data; (113) Water quality data; (120) Rainfall prediction unit; (121) Rainfall prediction rate; (130) Modeling unit; (131) Model construct; (132) Calculate a rainfall leakage rate; (133) Water level prediction; (134) RTC mock-up; (135) Mock-up result; (136) Model correction; (140) Operation management unit; (141) Model input; (142) Data input/processing; (143) Storage tank operation logic; (144) Operation result; (150) Real-time control unit; (151) Rainwater storage tank inflow/outflow control; (153) CSO storage tank inflow/outflow control; (AA) Weather forecast/rainfall data; (BB,CC) Data I/F

Description

유역모델링 기반 저류조 실시간 운영시스템 및 운영방법{REAL TIME COTROLLING SYSTEM AND METHOD BASED AREA MODELING}Reservoir modeling-based storage tank real-time operating system and operation method {REAL TIME COTROLLING SYSTEM AND METHOD BASED AREA MODELING}

본 발명은 유역모델링 기반 저류조 운영시스템 및 운영방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 최근 기후변화에 따른 집중호우 및 국지적 강우에 대해 효과적으로 대응하여, 적절히 빗물을 관리하고 이용하며, 도시침수를 예방하고, CSOs(합류식하수관거 월류수) 저감 등을 통하여 방류수계를 보호할 수 있는 유역모델링 기반 저류조 실시간 운영시스템 및 운영방법에 관한 것이다.The present invention relates to a watershed modeling-based storage tank operating system and operation method, and more specifically, to effectively respond to the localized heavy rainfall and local rainfall due to recent climate change, to properly manage and use rainwater, to prevent urban flooding, The present invention relates to a watershed modeling-based storage tank real-time operating system and operation method that can protect the discharge system by reducing CSOs.

우리나라는 강우량이 7월과 8월에 집중될 뿐만 아니라 다른 국가에 비해 대부분의 수원을 하천에 의존하고 있기 때문에, 하천의 환경, 수량 및 수질 관리가 매우 중요하다.In Korea, since rainfall is concentrated in July and August, and most of the water sources are dependent on rivers compared to other countries, the environment, quantity, and water quality management of rivers are very important.

종래의 하천의 환경, 수량 및 수질을 관리방법은, 하천의 적정 지역에 대규모의 저류시설, 예컨대, 댐과 같이 일시적으로 불어나는 유량을 저장할 수 있는 시설을 설치하여 홍수해를 방지하고, 수원을 확보하는 정도의 수준이였다.The conventional method of managing the environment, quantity, and water quality of rivers is to install flooding facilities in an appropriate area of the river, such as dams, to temporarily store the flow rate, to prevent flood damage, It was a level of securing.

그러나, 이러한 종래의 하천 관리방법으로는, 댐 또는 저류시설 등이 다른 시스템 또는 기능과 연계되지 못하고 독립적으로 운영되기 때문에, 대규모의 시설을 남발하여 환경을 훼손할 뿐만 아니라 막대한 비용을 들이고도 일년에 몇 일 사용하지 못하였으며, 특히, 댐이나 저류시설이 설치된 지역에서는 그 남아 그 혜택을 볼 수 있었지만, 그렇지 못한 지역에서는 홍수해나 가뭄 시 물 부족 등 혜택을 보지 못하는 문제점이 있었다.However, in the conventional river management method, since a dam or a storage facility is operated independently without being connected with other systems or functions, it is possible to overhaul a large facility and damage the environment as well as to incur enormous costs. It could not be used for a few days, especially in areas where dams or detention facilities were installed, but the benefits remained, but in areas where there were no floods or droughts, there was a problem of not receiving water.

특히, 이러한 종래의 하천 관리방법은 기후변화에 따른 집중호우 및 국지적 강우에 대하여 유역 별로 고립되어 제대로 대응할 수 없는 문제점이 있다.In particular, such a conventional river management method has a problem in that it is isolated by watershed and cannot cope properly with localized rainfall and local rainfall due to climate change.

또한, 최근에는 하천의 수질 환경이 매우 중요시되고 있으며, 특히 하수관거 및 처리시설의 정화 용량을 넘어서 미처리된 상태로 하천에 방류되는 오수(CSO; Combined Sewer Overflows)가 하천의 오염을 유발하는 주요한 비점오염원으로 지목되면서 지역마다 CSO 저류조의 설치가 요구되고 있지만, 이들 시스템 또는 기능 사이의 유역별 연계가 없기 때문에, 유역마다 필요 이상의 큰 용량으로 설계되어 대규모 공사가 이루어지게 되고, 막대한 규모의 재원이 투입되지만, 유역마다 제 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다.In addition, in recent years, the water quality of rivers has become very important, and in particular, the major nonpoint source of pollutants (CSO; Combined Sewer Overflows), which is discharged in untreated state beyond the purification capacity of sewage pipes and treatment facilities, causes river pollution. Although CSO storage tanks are required for each region, there is no watershed connection between these systems or functions, so large watersheds are designed for large watersheds than necessary for each basin, and huge resources are invested. However, there is a problem in each basin not functioning properly.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 최근 기후변화에 따른 집중호우 및 국지적 강우에 대해서 유역모델링을 이용하여 효과적으로 대응하여, 적절히 빗물을 관리하고 이용하며, 도시침수를 예방하고, CSO(합류식하수관거 월류수) 저감 등을 통하여 방류수계를 보호할 수 있는 유역모델링 기반 저류조 실시간 운영시스템 및 운영방법을 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, the object of the present invention is to effectively respond to the heavy rain and local rainfall due to the recent climate change by using the watershed modeling, to properly manage and use rainwater, It is to provide watershed modeling-based storage tank real-time operating system and operation method that can protect the effluent system by preventing inundation and reducing CSO.

본 발명에 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 실시간 운영시스템은 서로 이격 배치되는 적어도 1 이상의 유역에 배치되는 적어도 1 이상의 빗물 저류조와, 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조로부터 서로 이격 배치되는 적어도 1 이상의 CSO 저류조, 및 차집관거 및 하수처리장이 서로 연동할 수 있도록 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조간, 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조와 상기 적어도 1 이상의 CSO 저류조 사이 또는 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조와 차집관거 사이, 상기 적어도 1 이상의 CSO 저류조와 상기 차집관거 사이, 상기 적어도 1 이상의 CSO 저류조와 방류하천 사이의 이송관거를 연동제어할 수 있도록 The watershed modeling-based storage tank real-time operating system according to an embodiment of the present invention includes at least one rainwater storage tank disposed in at least one basin spaced apart from each other, and at least one CSO storage tank spaced apart from the at least one rainwater storage tank. And between the at least one rainwater storage tank, between the at least one rainwater storage tank and the at least one CSO storage tank or between the at least one rainwater storage tank and the conduit so that the collection pipe and the sewage treatment plant can interoperate with each other, the at least one CSO Interlock control between the storage tank and the collecting conduit, and the transport conduit between the at least one CSO storage tank and the discharge stream.

상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조와, 상기 CSO 저류조, 차집관거, 이송관로에 설치되어 강우, 수위, 수질 데이터를 모니터링하는 모니터링유닛과, A monitoring unit installed in the at least one rainwater storage tank, the CSO storage tank, the collecting conduit, and the conveying pipe to monitor rainfall, water level, and water quality data;

기상예보와 강우레이더 자료로 강우를 예측하는 강우예측유닛과,Rainfall prediction unit that predicts rainfall with weather forecast and rainfall radar data,

상기 모니터링유닛과 상기 강우예측유닛의 데이터를 이용하여 각 유역의 적어도 1이상의 저류조의 기준수위와 각 관거 및 하천 홍수위를 모델링하는 모델링유닛과,A modeling unit for modeling reference water levels of at least one storage tank and each conduit and river flood level using data of the monitoring unit and the rainfall prediction unit;

상기 모니터링유닛, 상기 강우예측유닛과, 상기 모델링유닛과 연동하여 실시간 제어유닛을 운영관리하는 운영관리유닛과,An operation management unit operating and managing a real-time control unit in association with the monitoring unit, the rainfall prediction unit, and the modeling unit;

상기 운영관리유닛의 운영관리에 따라 상기 각 유역의 적어도 1이상의 저류조를 개폐하도록 실시간 제어하는 실시간 제어유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.And a real-time control unit for controlling in real time to open and close at least one storage tank of each basin according to the operation management of the operation management unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 실시간 운영시스템 및 운영방법에 의하면, 유역모델을 구축하고 강우량 및 강우예보를 이용하여 강우예측 및 우수유출량 예측을 수행하고, 예측결과를 이용함으로써 적어도 1 이상의 빗물 저류조, 적어도 1 이상의 CSO 저류조, 및 하수처리장 사이를 연계하여 빗물 또는 CSO가 이송될 수 있도록 함으로써, 유역간 협조가 이루어져 대규모 저류시설을 설치할 필요가 없기 때문에, 사회적, 경제적 손실을 막을 수 있다.According to the watershed modeling-based storage tank real-time operating system and operation method according to an embodiment of the present invention, by establishing a watershed model, using rainfall and rainfall forecasting to predict rainfall and stormwater runoff, at least 1 By linking rainwater or CSOs with more than one rainwater reservoir, at least one CSO reservoir, and a sewage treatment plant, there is no need to install large-scale reservoirs, thus preventing social and economic losses. .

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 실시간 운영시스템 및 운영방법에 의하면, 집중호우 또는 국지적 강우 등에 의한 일시적인 급격한 유량의 변화에 의한 홍수 등의 재해 등에 대해 유역간 협조에 의하여 효과적으로 대응할 수 있다. In addition, according to the watershed modeling-based storage tank real-time operating system and operation method according to an embodiment of the present invention, it is possible to effectively cope with disasters such as flooding due to a sudden sudden change in the flow rate due to heavy rainfall or local rainfall. Can be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템의 내부구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템의 내부구성간의 제어흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템의 운영흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영방법을 설명하는 플로우챠트이다.1 is a block diagram showing the internal configuration of a watershed modeling-based storage tank operating system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flow chart showing the control flow between the internal configuration of the watershed modeling-based storage tank operating system according to an embodiment of the present invention.
3 is an operational flow diagram of a watershed modeling-based storage tank operating system according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a watershed modeling-based storage tank operating method according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, in adding reference numerals to the elements of each drawing, it should be noted that the same elements are denoted by the same reference numerals as much as possible even though they are shown in different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템 및 그 제어방법을 살펴본다.A watershed modeling-based storage tank operating system and a control method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템의 내부구성을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템의 내부구성간의 제어흐름을 나타내는 흐름도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템의 운영흐름도이다.1 is a block diagram showing an internal configuration of a watershed modeling-based storage tank operating system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a control flow between the internal configuration of the watershed modeling-based storage tank operating system according to an embodiment of the present invention 3 is a flowchart illustrating an operation of a watershed modeling-based storage tank operating system according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템(100)은 모니터링유닛(110), 강우예측유닛(120), 모델링유닛(130), 운영관리유닛(140), 실시간 제어유닛(150)을 포함하여 상기 모니터링유닛(110)의 강우, 수위, 수질 데이터와, 상기 강우예측유닛(120)의 강우예측량은 상기 운영관리유닛(140)의 통합 DB(147)를 거쳐서 상기 모델링유닛(130)의 입력자료로 활용되어 강우 유출량과 저류소 수위를 예측할 수 있게 그 모델링 결과를 이용하여 상기 실시간 제어유닛(150)이 상기 적어도 1 이상의 저류조(101)을 실시간 제어할 수 있다.1 to 3, the watershed modeling-based storage tank operating system 100 according to an embodiment of the present invention is a monitoring unit 110, rainfall prediction unit 120, modeling unit 130, operation management unit ( 140, including the real-time control unit 150, rainfall, water level, water quality data of the monitoring unit 110, and rainfall prediction of the rainfall prediction unit 120 is integrated DB (147) of the operation management unit 140 The real-time control unit 150 controls the at least one or more storage tanks 101 in real time using the modeling results so as to be used as input data of the modeling unit 130 to predict rainfall runoff and reservoir level. can do.

이를 위하여, 상기 모니터링유닛(110)은 강우데이터를 얻을 수 있도록 강우량을 측정하는 강우측정부(111)와, 수위데이터를 측정할 수 있는 수위측정부(112), 및 수질을 측정할 수 있는 수질측정부(113)을 포함할 수 있다.To this end, the monitoring unit 110, the rainfall measuring unit 111 for measuring rainfall so as to obtain rainfall data, the water level measuring unit 112 for measuring the water level data, and the water quality to measure the water quality It may include a measuring unit 113.

상기 강우예측유닛(120)은 기상예보와 강우레이더 수신부(121)를 통해서 기상예보와 강우레이터 자료를 입수하고 이를 통해서 강우예측부(121)를 통하여 강우예측량을 예측할 수 있다.The rainfall prediction unit 120 may obtain weather forecast and rainfall data through the weather forecast and rainfall radar receiver 121, and predict the rainfall forecast through the rainfall predictor 121.

상기 모델링유닛(130)은 상기 운영관리유닛(140)에 유역모델을 제공하도록 유역모델을 구축하기 위한 유역모델구축부(131)와, 상기 모니터링유닛(110)으로부터 측정된 강우, 수위, 수질 데이터를 상기 운영관리유닛(140)을 거쳐서 입력받는 강우, 수위, 수질 데이터를 이용하여 강우 유출량을 산정하는 강우 유출량 산정부(132), 상기 강우 유출량 산정부(132)의 산정결과인 강우 유출량에 따라 저류조(101)의 수위를 예측하는 수위 예측부(133)와, 상기 수위 예측부(133)에서 예측한 수위를 이용하여 실시간 모의 실험을 하는 RTC 모의부(134), 상기 RTC(real time control) 모의부(134)의 모의결과를 저장하고 이를 상기 운영관리유닛(140)의 운전결과부(144)에 출력하는 모의결과부(135)와, 상기 모니터링유닛(110)의 모니터링 결과인 강우데이터, 수위데이터, 수질데이터와, 상기 운전관리유닛(140)의 운전결과부(144)의 저류지의 유입 및 유출 제어결과 데이터를 이용하여 유역모델을 보정하는 모델보정부(135)를 포함한다. The modeling unit 130 is a watershed model building unit 131 for establishing a watershed model to provide a watershed model to the operation management unit 140, rainfall, water level, water quality data measured from the monitoring unit 110 According to the rainfall runoff amount calculation unit 132 to calculate the rainfall runoff amount using the rainfall, water level, water quality data received through the operation management unit 140, the rainfall runoff amount calculation unit 132, Water level prediction unit 133 for predicting the water level of the storage tank 101, RTC simulation unit 134 for real-time simulation using the water level predicted by the water level prediction unit 133, the RTC (real time control) A simulation result unit 135 for storing the simulation result of the simulation unit 134 and outputting the simulation result to the operation result unit 144 of the operation management unit 140, rainfall data which is a monitoring result of the monitoring unit 110, Water level data, water quality data, And a model correction unit 135 for correcting the watershed model using the inflow and outflow control result data of the reservoir of the operation result unit 144 of the pre-management unit 140.

상기 실시간 운전관리유닛(140)은 상기 모니터링유닛(110)의 모니터링 결과인 강우데이터, 수위데이터, 수질데이터를 입력받고, 상기 모델링유닛(130)으로부터 유역모델을 입력 받는 입력부(141)와, 상기 입력부(141)를 통해 입력된 강우, 수위, 수질 데이터를 상기 모델링유닛(130)이 유역모델을 구축하기 위해서 이용할 수 있도록 처리해주는 데이터/입력처리부(142)와, 상기 모델링유닛(130)의 저류지 수위 예측결과에 따라 저류조의 운영여부를 결정하는 저류조운영로직부(143)와, 상기 저류조운영로직부(143)의 로직에 따라 실시간 제어유닛(150)에서 빗물저류조(101) 또는 CSO 저류조의 우수 또는 CSO 유입 및 유출을 제어결과를 관리하는 운전결과관리부(144)를 포함한다.The real time operation management unit 140 receives rainfall data, water level data, water quality data, which are the monitoring results of the monitoring unit 110, an input unit 141 which receives a watershed model from the modeling unit 130, and the A data / input processing unit 142 for processing the rainfall, water level, and water quality data inputted through the input unit 141 so that the modeling unit 130 can use it to build a watershed model, and the reservoir of the modeling unit 130. Excellent of rainwater storage tank 101 or CSO storage tank in real-time control unit 150 in accordance with the logic of the storage tank operating logic unit 143 and the storage tank operating logic unit 143 according to the water level prediction result. Or an operation result management unit 144 that manages the control result of the inflow and outflow of the CSO.

상기 실시간 제어유닛(150)는 상기 모델링유닛(130)의 수위예측부(133)의 수위예측결과에 따라 상기 운영관리유닛(140)의 저류조 운영로직부(144)의 운영로직에 따라 빗물저류조의 우수 유입 및 유출을 제어하는 빗물저류조 유입/유출 제어부(151)와 CSO 저류조의 CSO 유입 및 유출을 제어하는 CSO저류조 유입/유출 제어부(152)를 포함하며, 상기 실시간 제어유닛(150)의 빗물저류조 유입/유출 제어부(151)와 CSO저류조 유입/유출 제어부(152)는 그 운전결과를 출력하여 상기 운전관리유닛(140)의 운전결과부(145)로 출력하도록 구성된다.The real-time control unit 150 of the rainwater storage tank according to the operation logic of the storage tank operation logic unit 144 of the operation management unit 140 according to the water level prediction result of the water level prediction unit 133 of the modeling unit 130. Rainwater storage tank inflow / outflow control unit 151 for controlling rainwater inflow and outflow and CSO storage tank inflow / outflow control unit 152 for controlling the CSO inflow and outflow of the CSO storage tank, the rainwater storage tank of the real-time control unit 150 The inflow / outflow control unit 151 and the CSO storage tank inflow / outflow control unit 152 are configured to output the operation result to the operation result unit 145 of the operation management unit 140.

이와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템(100)에 의하면, 종래에는 우수 유출량이 발생하면, 빗물 저류조에 단순히 우수가 유입되어 저류상태를 유지하다가 유입된 우수가 강우량이 감소되거나 건조 시에 배수되어 이용되던 저류조의 운영방법에 비하여, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 유역별 강우를 예측하고(S110), 적어도 1 이상의 빗물저류조(101, 101') 중 상류 유역을 모형화하고(S121), 상류유역의 빗물 저류조(101, 101')의 수위(저류량)을 예측하고(S131) 적어도 1 이상의 빗물 저류조(101, 101')와 연통가능한 관거의 통수능을 검토할 수 있으며(S141), 하천 수위에 대해서도 그 예측 모형을 구축하고(S122), 방류 하천의 수위를 예측하여(S132), 홍수위를 검토한 후 (S142) 적어도 1 이상의 빗물 저류조(101, 101') 중 CSO 저류조(102), 차집관거(103), 하수처리장(104), 방류하천(105)의 통수능을 검토하여 관거 배수를 해야 하는 우선수위를 선정하여(S150) 저류조의 유입 및 유출을 실시간 제어할 수 있다(S160).According to the watershed modeling-based storage tank operating system 100 according to an embodiment of the present invention configured as described above, when rainwater outflow occurs in the related art, rainwater simply flows into the rainwater storage tank to maintain the storage state, and rainwater flows into the rainwater. Compared to the operation method of the storage tank used to be reduced or drained during drying, as shown in Figures 2 and 3, to predict the rainfall by the watershed (S110), upstream of at least one rainwater storage tank (101, 101 ') Model the watershed (S121), predict the water level (storage) of the rainwater reservoirs 101, 101 'of the upstream basin (S131), and examine the water flow capacity of the conduits that can communicate with at least one rainwater reservoir 101,101'. (S141), and build a prediction model for the river level (S122), predict the level of the discharged river (S132), and after reviewing the flood level (S142) at least one rainwater storage tank (101, 101 ') Medium CSO Reservoir (1 02), by selecting the water level to drain the conduit drainage 103, the sewage treatment plant 104, the discharge stream 105 by selecting the water level to be drained (S150) can be controlled in real time to the inflow and outflow of the storage tank (S160) ).

또한, 상기 저류조 운영의 시나리오 및 지침을 마련(S170)할 수 있기 때문에 보다 빗물 저류조 관거 배수의 우선수위를 선정하는데 용이하게 이용될 수 있다(S180).In addition, because the scenario and instructions for the storage tank operation can be prepared (S170), it can be easily used to select the priority level of the rainwater reservoir conduit drainage (S180).

즉, 빗물저류조 상류유역 모형화(S121)와 하천 수위 예측모형화(S122) 등 모형화단계(S120)와, 모형을 이용한 빗물저류조(101, 101') 수위 예측(S131) 또는 방류하천(105)의 수위 예측(S132) 등 예측단계(S130)를 거쳐서 관거의 통수능(S141)과 동시에 방류하천(105)의 홍수위를 검토하는 단계(S142) 등을 고려하여(S140) 빗물저류조(101, 101')에 빗물이용시설이 설치되었을 경우 운영흐름이 변경될 수도 있지만, 적어도 최소한의 침수 및 홍수를 방지하는 측면에서 강우예측과 유역 모델링에 기반하여 저류조를 효과적으로 운영할 수 있다.That is, the modeling stage (S120), such as rainwater reservoir upstream basin model (S121) and river water level prediction modeling (S122), and the water level of the rainwater reservoir (101, 101 ') water level prediction (S131) or discharge stream 105 In consideration of the step (S 142) and the like (S 142) to examine the flood level of the discharge stream 105 at the same time through the forecasting step (S 130), such as the prediction (S 132) and the like (S 140) in the rainwater storage tank (101, 101 '). If a rainwater facility is installed, the operational flow may change, but the reservoir can be operated effectively based on rainfall prediction and watershed modeling, at least in terms of preventing flooding and flooding.

이제 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영방법을 설명한다.Referring now to Figure 4 describes a watershed modeling-based storage tank operating method according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영방법을 설명하는 플로우챠트이다.4 is a flowchart illustrating a watershed modeling-based storage tank operating method according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영시스템(100)에 있어서, 서로 이격 배치되는 A유역의 적어도 1 이상의 빗물 저류조(101)와, B유역의 적어도 1 이상의 빗물저류조(101')와, 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조(101, 101')로부터 서로 이격 배치되는 적어도 1 이상의 CSO 저류조(102), 및 차집관거(103) 및 하수처리장(104), 및 방류하천(105)가 서로 연동할 수 있도록 관거로 연결하여 유입수와 유출수를 유역모델링기반으로 제어할 수 있다.As shown in FIG. 4, in the watershed modeling-based storage tank operating system 100 according to an embodiment of the present invention, at least one rainwater storage tank 101 of the A basin and spaced apart from each other, and at least one of the B basin The rainwater storage tank 101 'and the at least one CSO storage tank 102 spaced apart from each other from the at least one rainwater storage tank 101, 101', and the collecting conduit 103 and the sewage treatment plant 104, and the discharge stream. The inflow and outflow can be controlled based on basin modeling by connecting the conduit so that 105 can interlock with each other.

이제 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 적어도 1 이상의 유역의 적어도 1 이상의 저류조 운영방법에 대해서 상세히 설명한다.Referring now to FIG. 4, a method of operating at least one reservoir of at least one basin based on basin modeling according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영방법을 설명하는 플로우챠트이다.4 is a flowchart illustrating a watershed modeling-based storage tank operating method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영방법은, 상기 강우예측유닛(120)은, 상기 강우레이더 수신부(121)를 통해서 기상예보가 입수되면, 상기 강우레이더 수신부(121)를 통해서 입수한 기상예보를 바탕으로 상기 강우예측부(122)로 하여금 강우량을 예측한다(S210).Watershed modeling-based storage tank operating method according to an embodiment of the present invention, the rainfall prediction unit 120, when the weather forecast is obtained through the rainfall radar receiver 121, obtained through the rainfall radar receiver 121 The rainfall prediction unit 122 predicts the rainfall based on the weather forecast (S210).

상기 강우예측유닛(120)은 예측된 강우예측량을 상기 운영관리유닛(140)으로 전송하며, 상기 모니터링유닛(110)도 상기 강우측정부(111), 상기 수위측정부(112), 상기 수질측정부(113)으로부터 측정된 강우데이터, 수위데이터, 수질데이터를 상기 운영관리유닛(140)으로 전송하여, 상기 운영관리유닛(140)의 데이터 입력처리부(142)를 통해서 상기 모델링유닛(130)에 데이터 입력하여, A 유역 또는 B 유역, 즉 각 유역별 우수 유출량을 산정한다(S220).The rainfall prediction unit 120 transmits the predicted rainfall prediction amount to the operation management unit 140, the monitoring unit 110 also the rainfall measurement unit 111, the water level measurement unit 112, the water quality measurement The rainfall data, the water level data, and the water quality data measured from the unit 113 are transmitted to the operation management unit 140, and are transmitted to the modeling unit 130 through the data input processing unit 142 of the operation management unit 140. By inputting the data, a stormwater discharge for each of the watershed A or the watershed B, that is, the watershed is calculated (S220).

상기 모델링유닛(130)은 A 유역 또는 B 유역, 즉 각 유역별 우수 유출량을 이용하여, 각 유역의 적어도 1 이상의 저류조(110, 110')의 수위를 예측한다(S240)The modeling unit 130 predicts the water level of at least one or more storage tanks 110 and 110 'of each basin by using the A or B basin, that is, the rainfall runoff for each basin (S240).

이 때, 상기 모델링유닛(130)의 RTC 모의부(134)는 상기 강우 유출량 산정부(132)의 산정결과인 강우 유출량과, 상기 수위 예측부(133)의 예측 수위를 이용하여 실시간 모의 실험을 실시하며, 상기 모니터링유닛(110)의 모니터링 결과인 강우데이터, 수위데이터, 수질데이터를 이용하여, 모델보정부(135)에서 유역모델을 보정한 결과를 이용하여 모델구축부(131)는 유역 모델을 구축하여 상기 운영관리유닛(140)에 유역모델을 제공하여 적어도 1 이상의 유역에 배치된 적어도 1 이상의 저류조(110, 110')를 연동하여 운영관리할 수 있다(S230).At this time, the RTC simulation unit 134 of the modeling unit 130 performs a real-time simulation using the rainfall runoff amount which is a result of the rainfall runoff calculation unit 132 and the predicted water level of the water level prediction unit 133. By using the rainfall data, the water level data, and the water quality data that are the monitoring results of the monitoring unit 110, the model building unit 131 uses the result of correcting the watershed model in the model correction unit 135. Providing a watershed model to the operation management unit 140 by establishing a can be managed by operating at least one storage tank (110, 110 ') disposed in at least one or more watershed (S230).

즉, 유역모델링에 기반하여 상기 운영관리유닛(140)은 각 유역의 저류조, 즉 A저류조(110) 또는 B 저류조(110')가 기준수위를 초과하는 지 여부를 판단한다(S250).That is, based on the watershed modeling, the operation management unit 140 determines whether the storage tank of each basin, that is, the A storage tank 110 or the B storage tank 110 'exceeds the reference level (S250).

이 때, A 저류조 또는 B 저류조의 예측 유입량이 기준수위가 초과되지 않은 경우(S252)에는, 상기 운영관리유닛(140)은 상기 실시간 제어유닛(150)으로 하여금 상기 A 저류조 또는 B 저류조의 우수 유입을 계속 진행할 수 있도록 한다(S261).At this time, when the predicted inflow amount of the A storage tank or the B storage tank does not exceed the reference water level (S252), the operation management unit 140 causes the real-time control unit 150 to inflow the rainwater of the A storage tank or the B storage tank To continue to proceed (S261).

또한, 상기 운영관리유닛(140)은 A 저류조 또는 B 저류조의 예측 유입량이 기준수위가 초과되면, 상기 모델링 유닛(120)에 의한 유역의 관거 통수능 및 하천 홍수위의 유역 모델링 결과가 관거 통수능 및 하천 홍수위를 만족하는 지 여부를 판단한다(S260). In addition, the operation management unit 140, if the predicted inflow amount of the A storage tank or the B storage tank exceeds the reference water level, the watershed modeling result of the watershed modeling unit and the river flooding level of the basin by the modeling unit 120, the watershed capacity and the river flooding level It is determined whether to satisfy (S260).

이 때, 상기 각 유역의 관거 통수능 및 하천 홍수위를 만족하지 않으면(S262), 상기 실시간A 제어유닛(150)으로 하여금 A저류조 또는 B 저류조의 저류상태를 유지하도록 한다(S272).At this time, if the water drainage capacity and river flood level of each basin is not satisfied (S262), the real-time A control unit 150 to maintain the storage state of the A storage tank or B storage tank (S272).

상기 각 유역의 관거 통수능 및 하천 홍수위를 만족하면, 상기 A 저류조 또는 B 저류조의 저류를 상기 하수관거(104)를 통하여 관거배수한다(S270)When the water supply capacity of each basin and the flood flood level are satisfied, the storage of the A storage tank or the B storage tank is drained through the sewage pipe 104 (S270).

이와 같이 관거 배수된 하수는 CSO 저류조 처리장(104)으로 이송 처리되거나 하천(105)으로 방류된다(S280).The sewage drained in this way is transferred to the CSO storage tank treatment plant 104 or discharged to the river 105 (S280).

상기 모델링유닛(130)의 유역모델구축부(131)가 상기 운영관리유닛(140)에 유역모델을 제공하도록, 상기 강우 유출량 산정부(132)에서 강우 유출량을 산정하고, 상기 강우 유출량 산정부(132)의 산정결과인 강우 유출량에 따라 상기 수위 예측부(133)가 저류조(101)의 수위를 예측하며, 상기 RTC 모의부(134)가 상기 수위 예측부(133)에서 예측한 수위를 이용하여 실시간 모의 실험을 하고, 이를 모의 결과부(135)가 상기 운영관리유닛(140)의 운전결과부(144)에 출력하며, 이 때, 모델보정부(135)는 상기 모니터링유닛(110)의 모니터링 결과인 강우데이터, 수위데이터, 수질데이터와, 상기 운전관리유닛(140)의 운전결과부(144)의 저류지의 유입 및 유출 제어결과 데이터를 이용하여 유역모델을 보정할 수 있다.The rainfall runoff calculation unit 131 calculates the rainfall runoff amount in the rainfall runoff calculation unit 132 so that the watershed model building unit 131 of the modeling unit 130 provides the watershed model to the operation management unit 140. The water level predicting unit 133 predicts the water level of the storage tank 101 according to the rainfall flow rate, which is a result of the calculation of 132, and the RTC simulation unit 134 uses the water level predicted by the water level predicting unit 133. The simulation is performed in real time, and the simulation result unit 135 is output to the operation result unit 144 of the operation management unit 140, at this time, the model correction unit 135 monitors the monitoring unit 110 The watershed model can be corrected using the result of rainfall data, water level data, water quality data, and the resultant inflow and outflow control result data of the operation result unit 144 of the operation management unit 140.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 유역모델링 기반 저류조 운영방법에 따르면,단기 강우 뿐만 아니라 연속적인 집중 호우시에도 통수능과 홍수위를 고려하여 적어도 일 이상의 저류조 수위조절 가능하며, 복수개의 저류조를 유역별 강우유출량에 따라 연계 운영 할 수 있어서 강우유출량 많은 유역은 저류우수 유출을 제한하고, 저류조간 이송관거(106, 107, 108)를 이용하여 강우유출량 적은 유역의 저류조로 우수를 이송할 수 있으며, 강우유출량 적은 유역은 예측수위에 따라 적절한 관거 배수를 할 수 있으며, 모든 유역 강우유출량 많을 경우 순차적으로 저류우수를 관거 배수할 수 있다.
That is, according to the watershed modeling-based storage tank operating method according to an embodiment of the present invention, at least one or more storage tank level can be adjusted in consideration of water supply capacity and flood level during continuous heavy rainfall as well as short-term rainfall, a plurality of reservoirs by watershed It can be operated in conjunction with the rainfall flow rate, so the basin with a large amount of rainfall outflow limits the discharge of the rainfall and the rainwater can be transferred to the reservoir of the basin with the small amount of rainfall outflow by using the storage tidal transport conduits (106, 107, 108). Watersheds with low runoff can be adequately drained according to forecast water levels, and if all watershed rainfall is high, drainage can be drained sequentially.

110 : 모니터링유닛
120 : 강우예측유닛
130 : 모델링유닛
140 : 운영관리유닛
150 : 실시간 제어유닛110: monitoring unit
120: rainfall prediction unit
130: modeling unit
140: operation management unit
150: real time control unit

Claims (6)

서로 이격 배치되는 적어도 1 이상의 유역에 배치되는 적어도 1 이상의 빗물 저류와, 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조로부터 서로 이격 배치되는 적어도 1 이상의 CSO 저류조, 및 차집관거 및 하수처리장이 서로 연동할 수 있도록 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조간, 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조와 상기 적어도 1 이상의 CSO 저류조 사이 또는 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조와 차집관거 사이, 상기 적어도 1 이상의 CSO 저류조와 상기 차집관거 사이, 상기 적어도 1 이상의 CSO 저류조와 방류하천 사이의 이송관거를 연동제어할 수 있도록 상기 적어도 1 이상의 빗물 저류조와, 상기 CSO 저류조, 차집관거, 이송관로에 설치되어 강우, 수위, 수질 데이터를 모니터링하는 모니터링유닛과,
기상예보와 강우레이더 자료로 강우를 예측하는 강우예측유닛과,
상기 모니터링유닛과 상기 강우예측유닛의 데이터를 이용하여 각 유역의 적어도 1이상의 저류조의 기준수위와 각 관거 및 하천 홍수위를 모델링하는 모델링유닛과,
상기 모니터링유닛, 상기 강우예측유닛과, 상기 모델링유닛과 연동하여 실시간 제어유닛을 운영관리하는 운영관리유닛과,
상기 운영관리유닛의 운영관리에 따라 상기 각 유역의 적어도 1이상의 저류조를 개폐하도록 실시간 제어하는 실시간 제어유닛을 포함하는 유역모델링 기반 저류조 운영시스템.The at least one rainwater reservoir disposed in at least one basin spaced apart from each other, the at least one CSO storage tank spaced apart from each other from the at least one rainwater reservoir, and the at least one or more drainage and sewage treatment plants so as to interlock with each other. Rainwater storage tank, between the at least one rainwater storage tank and the at least one CSO storage tank or between the at least one rainwater storage tank and the conduit, between the at least one or more CSO storage tanks and the conduit, between the at least one or more CSO storage tanks and the discharge stream And a monitoring unit installed in the at least one rainwater storage tank, the CSO storage tank, the drainage conduit, and the transport conduit so as to interlock control the transport conduit of the transport conduit to monitor rainfall, water level, and water quality data;
Rainfall prediction unit that predicts rainfall with weather forecast and rainfall radar data,
A modeling unit for modeling reference water levels of at least one storage tank and each conduit and river flood level using data of the monitoring unit and the rainfall prediction unit;
An operation management unit operating and managing a real-time control unit in association with the monitoring unit, the rainfall prediction unit, and the modeling unit;
A basin modeling-based storage tank operating system including a real-time control unit for controlling in real time to open and close at least one or more storage tanks of each basin according to the operation management of the operation management unit. 제 1 항에 있어서,
상기 모델링유닛은 상기 운영관리유닛에 유역모델을 제공하도록 유역모델을 구축하기 위한 유역모델구축부와, 상기 모니터링유닛으로부터 측정된 강우, 수위, 수질 데이터를 상기 운영관리유닛을 거쳐서 입력받는 강우, 수위, 수질 데이터를 이용하여 강우 유출량을 산정하는 강우 유출량 산정부, 상기 강우 유출량 산정부의 산정결과인 강우 유출량에 따라 저류조의 수위를 예측하는 수위 예측부와, 상기 수위 예측부에서 예측한 수위를 이용하여 실시간 모의 실험을 하는 RTC 모의부, 상기 RTC 모의부의 모의결과를 저장하고 이를 상기 운영관리유닛의 운전결과부에 출력하는 모의결과부와, 유역모델을 보정하는 모델보정부를 포함하는 유역모델링 기반 저류조 운영시스템.The method of claim 1,
The modeling unit is a watershed model building unit for constructing a watershed model to provide a watershed model to the operation management unit, and the rainfall, water level receiving the rainfall, water level, water quality data measured from the monitoring unit through the operation management unit Using a water level estimating unit for estimating rainfall runoff using water quality data, a water level estimating unit for predicting the water level of the storage tank according to the rainfall outflow amount calculated as a result of the rainwater estimating unit, and the water level predicted by the water level estimating unit Water reservoir modeling-based storage tank including the RTC simulation unit for performing real-time simulation, the simulation result unit for storing the simulation results of the RTC simulation unit and output the simulation results to the operation result unit of the operation management unit, and a model correction unit for correcting the watershed model Operating system. 제 2 항에 있어서,
상기 운전관리유닛은 상기 실시간 제어유닛에서 상기 빗물저류조 또는 CSO 저류조의 우수 또는 CSO 유입 및 유출량 제어한 결과를 수신하여 관리하는 운전관리결과관리부를 더 포함하며,
상기 모델보정부는 상기 모니터링유닛의 모니터링 결과인 강우데이터, 수위데이터, 수질데이터와, 상기 운전관리결과관리부의 실시간 저류조 제어결과를 이용하여 유역 모델링을 수행하는 유역모델링 기반 저류조 운영시스템.3. The method of claim 2,
The operation management unit further includes an operation management result management unit for receiving and managing the result of rainwater storage tank or CSO storage tank rain or CSO inflow and outflow control in the real-time control unit,
The model compensator is a watershed modeling-based storage tank operating system for performing the watershed modeling using the rainfall data, the water level data, the water quality data and the real-time storage tank control results of the operation management result management unit of the monitoring unit. 소정 유역의 강우량을 예측하는 단계와,
상기 소정 유역의 우수 유출량을 산정하는 단계와,
소정 유역의 적어도 1 이상의 저류조 수위를 예측하는 단계와,
상기 적어도 1 이상의 저류조 수위가 기준 수위를 초과하는 지 판단하는 단계와,
상기 적어도 1 이상의 저류조 및 상기 저류조와 연결된 이송관거, 상기 저류조와 CSO 저류조 또는 하천을 연결하는 배수관거의 통수능과 하천 홍수위를 판단하는 단계를 포함하며,
상기 적어도 1 이상의 저류조 수위가 기준 수위를 초과하는 지 판단하는 단계와 상기 관거 통수능과 하천 홍수위를 판단하는 단계는 유역 모델링에 기반하여 이루어지는 유역모델링 기반 저류조 운영방법.Predicting rainfall in a given basin;
Calculating the stormwater runoff of the predetermined watershed;
Predicting at least one or more reservoir levels in a given basin;
Determining whether the at least one reservoir level is above a reference level;
Determining a water flow capacity and a river flood level of the at least one storage tank and a transfer conduit connected to the storage tank, a drain conduit connecting the storage tank and the CSO storage tank, or the stream;
Determining whether the at least one reservoir level is above a reference level, and determining the conduit capacity and the river flood level are based on basin modeling. 제 4 항에 있어서,
상기 유역 모델링은 상기 소정 유역의 우수 유출량 산정값과, 상기 예측 수위를 이용하여 실시간 모의 실험에 의하여 이루어지는 유역모델링 기반 저류조 운영방법.The method of claim 4, wherein
The basin modeling is a basin modeling-based storage tank operating method using a real-time simulation using the stormwater runoff calculation value and the predicted water level of the predetermined watershed. 제 6 항에 있어서,
상기 유역모델링은 모니터링유닛의 모니터링 결과인 강우데이터, 수위데이터, 수질데이터와, 상기 소정 유역에 배치된 적어도 1 이상의 저류조의 실시간 운전결과를 이용하여, 모델보정부에서 유역모델링 보정이 이루어지는 유역모델링 기반 저류조 운영방법.The method according to claim 6,
The watershed modeling is based on the watershed modeling that the watershed modeling correction is performed in the model compensation by using rainfall data, water level data, water quality data, which are the monitoring results of the monitoring unit, and real-time operation results of at least one storage tank disposed in the predetermined watershed. Storage tank operation method.
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