DOI QR코드

DOI QR Code

상수관로의 노후도 예측에 근거한 최적 개량 모형의 개발 (I) - 이론 및 모형개발 -

Development of Optimal Rehabilitation Model for Water Distribution System Based on Prediction of Pipe Deterioration (I) - Theory and Development of Model -

  • 김응석 (고려대학교 부설 방재과학기술연구센터)
  • 발행 : 2003.02.01

초록

본 연구에서는 상수관의 개량사업을 보다 효율적으로 실시 할 수 있는 방법으로 국내 실정에 적합한 상수관로의 노후도 조사방법을 이용하여 매설된 관의 노후도를 예측 근거한 최적 개량 모형을 제시하였다. 노후도 예측 모형은 확률론적 신경망 이론을 바탕으로 관별 노후도 정도를 5개 등급으로 구분하며 산정된 관별 노후도 등급 및 관경을 바탕으로 최대 잔존수명을 산정하였다. 최적 개량 모형은 관의 유지보수, 갱생, 교체의 시기 및 비용을 산정하는 것으로 최단경로흐름을 응용한 정수계획법을 이용하여 제시하였다. 또한 개발된 최적 개량 모형은 보다 현실적인 모형을 구축하기 위해 예산제약 유무에 따라 2가지 구분하여 모형을 제시하였다. 따라서, 본 연구에서 제안된 모형은 상수관로의 관리를 위해 보다 정량적인 방법으로 활용할 수 있을 것이다.

The method in this study, which is more efficiency than the existing method, propose the optimal rehabilitation model based on the deterioration prediction of the laying pipe by using the deterioration survey method of the water distribution system. The deterioration prediction model divides the deterioration degree of each pipe into 5 degree by using the probabilistic neural network. Also, the optimal residual durability is estimated by the calculated deterioration degree in each pipe and pipe diameter. The optimal rehabilitation model by integer programming base on the shortest path can calculate a time and cost of maintenance, rehabilitation, and replacement. Also, the model is divided into budget constraint and no budget constraint. Consequently, the model proposed by the study can be utilized as the quantitative method for the management of the water distribution system.

키워드

참고문헌

  1. 김응석, 김중훈, 이현동, 정원식, 곽필재 (2002). '상수관로의 노후도 평가 : (Ⅰ) 조사 방법 개발', 한국수자원학회 학술발표회 논문집(I), 한국수자원학회, pp. 371-376
  2. 김응석, 김중훈, 이현동, 정원식, 곽필재 (2002). '상수관로의 노후도 평가 : (Ⅱ) 영향 인자 및 가중치 산정', 한국수자원학회 학술발표회 논문집(I), 한국수자원학회, pp. 419-424
  3. 김중훈, 김종우, 이현동, 김성한 (1996). '기존 상수도 노후관망의 개량 및 관리기법의 개발', 한국수자원학회논문집, 대한토목학회, 제29권, 제3호, pp.197-205
  4. 이창용, 김응석, 신현석, 김중훈(2000). '확률적 신경망을 이용한 상수도 노후관 추정에 관한 연구', 대한토목학회논문집, 대한토목학회, 제20권 제2-B, pp. 197-210
  5. 이현동 (1994). '수도관의 노후화 판정기법', <건설기술정보>, 한국건설기술연구원 통권 125호, pp.9-15
  6. 전왕규 (1998). GIS를 이용한 상수도관의 노후도 평가 및 관리 시스템 개발, 석사학위논문, 인천대학교 대학원
  7. 환경부 (2001). 유수율 제고 연구
  8. 한국수자원공사 (1995). 수도관 개량을 위한 의사결정 시스템 개발
  9. Andreou, S. A.,D. H. Marks and Clark. (1987).' A new methodology for modeling failure patterns in deteriorating water distribution systems: Theory, Adv. Water Resoruce. Vol. 10, pp. 2-10 https://doi.org/10.1016/0309-1708(87)90002-9
  10. Clark, R. M.,Stafford, C. L. and Goodrich, J. A.(1982). 'Water distribution systems: A spatial and cost evaluation', Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 108, pp. 243-257
  11. Duan, Li, Yacov Y. H. (1992). 'Optimal Maintenance-Related Decision Making for Deteriorating Water Distribution Systems' J.W.R.R. Vol. 28, No. 4, pp. 1053-1061 https://doi.org/10.1029/91WR03035
  12. Halhal, D.,Walters, G. A.,Ouazar, D., and Savic, D. A. (1997). 'Water Network Rehabilitation with Structured Messy Genetic Algorithm', Journal of Water Resources Planning and Management, Vol.123, No. 3, pp.137-146 https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1997)123:3(137)
  13. Kettler, A. J. and Goulter, L. C. (1985). 'An analysis of pipe breakage in urban water distribution networks', Can. Journal Civil Engineering, Vol. 12, No. 2, pp. 286-293 https://doi.org/10.1139/l85-030
  14. Kim, J. H. (1992). Optimal Rehabilitation Replacement Model for Water Distribution System. Ph.D. Dissertation, The University of Texas at Austin, Texas
  15. Kim, J. H. and Mays, L. W. (1994). 'Optimal Rehabilitation/Replacement Model for Water Distribution System', Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 120. No. 5, pp. 674-692, ASCE, September https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9496(1994)120:5(674)
  16. Lansey, K. E., Basnet C.,Mays, L. W., and Woodburn, J. (1992). 'Optimal maintenance Scheduling for Water Distribution Systems,' to published in Civil Engineering System, England
  17. Walski, T. M. (1982). 'Economic Analysis of Rehabilitation of Water Mains', Journal of Water Resources Planning and Management, Vol. 108, No. 3, pp. 296-304
  18. Walski, T. M. (1985). 'Assuring Accurate Model Calibration,' Journal of the American Water Works Association, Vol. 77, No. 12 pp. 38-41, December
  19. Shamir, U. and Howard, C. D. (1979). 'An Analytic Approach to Scheduling Pipe Replacement', Journal of the American Water Works Association, Vol. 71, No. 5, pp. 248-258 https://doi.org/10.1002/j.1551-8833.1979.tb04345.x
  20. Sullivan, J. P. Jr. (1982) 'Maintaining aging System-Boston's Approach', Journal of the American Water Works Association, Vol.74, No. 11, pp. 555-559, November
  21. Woodburn, J., Lansey, K. E., and Mays, L. W. (1987). 'Model for the Optimal Replacement and Replacement of Water Distribution System Component', Proceeding of the 1987 National Conference on Hydraulic Engineering, ASCE, pp. 606-611

피인용 문헌

  1. Determining Optimal Volume and Quantifying Runoff Reduction Effects of On-site Stormwater Detention Facilities vol.13, pp.4, 2013, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2013.13.4.257
  2. Flood Runoff Estimation for the Streamflow Stations in Namgang-Dam Watershed Considering Forest Runoff Characteristics vol.52, pp.6, 2010, https://doi.org/10.5389/KSAE.2010.52.6.085
  3. Evaluation of Flood Runoff Reduction Effect of LID (Low Impact Development) based on the Decrease in CN: Case Studies from Gimcheon Pyeonghwa District, Korea vol.70, 2014, https://doi.org/10.1016/j.proeng.2014.02.169
  4. Soil Related Parameters Assessment Comparing Runoff Analysis using Harmonized World Soil Database (HWSD) and Detailed Soil Map vol.58, pp.4, 2016, https://doi.org/10.5389/KSAE.2016.58.4.057
  5. Effect of Changes in Soil Maps on the Effective Rainfall Based on SCS CN Method vol.14, pp.5, 2014, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2014.14.5.283
  6. Quantification of Flood Runoff Reduction Effect of Storage Facilities by the Decrease in CN vol.18, pp.6, 2013, https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0000661
  7. Evaluation of Problems to Apply Runoff Curve Number to Mountain Area in Korea vol.14, pp.5, 2014, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2014.14.5.293