상수관망 수압기반해석 신뢰성 향상을 위한 구역고립지역 처리기법

Isolation Area Treatment Technique for Improving Reliability of Pressure Driven Analysis in Water Supply Networks

상수관망의 수리해석기법 중 수압기반해석은 절점의 공급량과 수압을 모두 미지수로 고려하여 풀이하는 방법으로 절점의 공급량을 기지의 값으로 보고 해석하는 수요기반해석에 비해 수렴성의 문제가 발생할 확률이 상대적으로 크다. 본 연구에서는 수압기반해석에 사용되는 수치해석 기법인 전역경사기법(Global Gradient Algorithm)을 실제 상수관망에 적용하였을 때 발생할 수 있는 수렴성의 문제 사례를 제시하고, 이를 처리할 수 있는 기법을 제안하고자 한다. 이와 같은 수렴성의 문제는 폐합된 한 구역으로 유입되는 관로가 차폐될 경우, 즉 전체 관망시스템 중 고립된 구역이 존재하는 경우 발생할 수 있다. 구역고립지역의 자동적인 처리를 위해서는, 우선 구역고립지역이 발생하였을 경우 네트워크의 연결특성에 따른 구역고립 여부의 판단이 필요하다. 이후 구역고립지역 발생을 인지할 경우, 구역고립구역에 포함된 절점 및 관로의 상태를 변경시켜 현실적인 수리해석결과가 도출 될 수 있도록 후처리를 수행한다. 이와 같은 구역고립지역 처리기법을 국내 실제 상수관망에 적용하였으며, 적용 전후의 결과를 비교 분석하였다. 제안된 방법론은 현장 계측에 의한 모델의 검증이 제한된 경우, 보다 현실적인 수압기반해석의 결과를 도출할 수 있는 대안으로 활용이 가능하다.