도로의 빗물받이 간격을 고려한 우수관거 최적설계

• 영문명: Optimal Design of Drainage Pipe Considering a Distance of Storm Water Grate Inlet in Road
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 장동일 이정호 전환돈 김중훈 Chang, Dong-Eil Lee, Jung-Ho Jun, Hwan-Don Kim, Joong-Hoon
• 간행물 정보: 『2. 한국방재학회 논문집』8권5호, 53~58쪽, 전체 6쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2008.10.31

국문 초록

본 연구에서는 도로 측구에 매설된 우수관거와 함께 빗물받이 간격을 최적화하는 우수관거 최적 설계 모형을 제시하였다. 빗물받이 간격이 변화하면 각 측구에 대한 유역면적이 변화하게 되며, 각 측구로 유입되는 유량을 또한 변화시키게 된다. 각 측구로 유입되는 유량이 달라질 경우 하부에 매설된 우수관거의 필요용량이 달라지므로 관경의 변화가 요구되는 결과를 낳는다. 즉 빗물받이 간격이 달라진다면 빗물받이 개수, 각 우수관거의 관경 및 연장, 그리고 관거별 경사 등의 설계조합이 달라진다. 그에 따라서 최소비용을 위한 빗물받이 간격 별 우수관의 설계조합은 최적화를 통하여 해결해야한다. 수리학적 조건을 만족하는 빗물받이 간격 및 우수관의 설계조합을 유전자 알고리즘을 통하여 결정하였다. 도로의 조건들은 실제도로에 맞게 가정하였으며 강우조건은 서울지방의 재현기간 10년 지속시간 1시간 강우를 사용하였다. 현재 하수도 시설기준 및 여러 기준에 의해 포괄적으로 소개된 빗물받이 적정 간격은 $10{\sim}30\;m$이므로 본 모형을 이용한 빗물받이 최적 간격에 대한 해의 탐색은 이 범위 내에서 이루어졌다. 본 연구는 도로의 경사조건에 따른 빗물받이 최적간격과 우수관의 최적조합을 최소 건설비용을 통하여 제시하였으며 본 연구에 의해 획득된 결과에 의하면 노면경사에 따라 최적 빗물받이 간격이 다르며 빗물받이 간격에 따라 공사비용을최대 20% 감소시킬 수 있었다.

영문 초록

This study presented a design model optimizing a distance of inlet with drainage pipe laid under the gutter in road. When the distance of inlet changed, a basin for the gutter divided by the distance of inlet and the inflow coming into the gutter would be changed. In this case, the change of inlet distance causes the change of a diameter of drainage pipe and slope because of the change of capacity. Therefore, the optimization is needed to design the combination of them for the distance of inlet. Genetic Algorithm is used to determine the optimal combination of them. The conditions of road and the precipitation were assumed like a real and the range of inlet distance adopted $10{\sim}30\;m$ which has been introduced in domestic. This model presented the optimal distance of inlet and the combination of pipe and slope through the minimum cost. The result of the study is that the optimal distance of inlet is different from each slope of road and it can reduce about 20% of total cost for the distance of inlet.

키워드

빗물받이 유전자 알고리즘 측구 최적설계 Storm water grate inlet Genetic algorithm Gutter Optimal design