상수관망에서의 수압기반수요모의를 위한 K-NRisk 개발 및 적용

Development and Applications of K-NRisk for Pressure Dependent Demand Analysis in Water Distribution Networks

상수도 관수로시스템의 수리해석은 현재 상태의 평가뿐만 아니라, 불확실성에 의한 가깝고 먼 미래의 예측을 위해서도 상당히 중요하다. 관망해석은 공급량의 결정변수설정 여부에 따라, 수요기반해석(DDA)과 수압기반해석(PDA)로 분류될 수 있으나, 전 세계적으로 대표적으로 사용되고 있는 EPANET2 모형은 수압기반해석 기능을 포함하고 있지 않아, 비정상적인 상황에서의 수리해석이 직접적으로 불가하였다. 본 연구에서는 최신의 수압기반해석 이론을 접목하여 다중시나리오 기반의 비정상상황 수리해석을 가능하게 한 소프트웨어(K-NRisk)를 개발하였다. 개발된 소프트웨어를 기존 국외 상용 소프트웨어와 비교하였으며, 대표적 비상상황에 대한 공급성 모의를 다중시나리오 기능을 기반으로 수행하여 검증하였다. 신규 개발된 K-NRisk 결과는 비상상황에서 수압 부족 지역을 시각화 할 수 있을 뿐만 아니라 합리적으로 물 부족량을 정량화 할 수 있음을 보여준다. 따라서 K-NRisk는 상수도 운영의 효율화, 압력 부족 지역의 유수율 증대 및 위기 관리를 향상시키는 사용자 의사 결정 도구로 사용될 수 있다.

Hydraulic analysis of water distribution networks is important not only for the assessment current status, but also for the near and far future prediction with uncertainties. Hydraulic analysis models can be classified into demand driven analysis (DDA) and pressure driven analysis (PDA) depending on nodal outflow assumption. However, the EPANET2, which is globally used model, does not include PDA module, and therefore hydraulic analysis under abnormal conditions is impossible. In this study, a new multi-scenario based hydraulic analysis model for abnormal conditions, K-NRisk is developed by combining PDA technique. The K-NRisk is compared with the existing commercial softwares, and verified by multi-scenario based modeling for typical abnormal conditions. The results show that, the K-NRisk developed in this study can visualize pressure deficient area under abnormal conditions, and also can quantify the water shortage reasonably. Therefore, the K-NRisk can be used as a decision support tool to improve the efficiency of water distribution network operation, to enhance the revenue water ratio at pressure deficient area.