• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.9 no.6
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• pp.133-141
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• 2009

The main objective of water distribution system is to supply enough water to users with proper pressure. Hydraulic analysis of water distribution system can be divided into Demand Driven Analysis (DDA) and Pressure Driven Analysis (PDA). Demand-driven analysis can give unrealistic results such as negative pressures in nodes due to the assumption that nodal demands are always satisfied. Pressure-driven analysis which is often used as an alternative requires a Head-Outflow Relationship (HOR) to estimate the amount of possible water supply at a certain level of pressure. However, the lack of data causes difficulty to develop the relationship. In this study, effective supply, which is the possible amount of supply while meeting the pressure requirement in nodes, is proposed to estimate the serviceability and user's convenience of the network. The effective supply is used to calculate Subsystem Importance Index (SII) which indicates the effect of isolating a subsystem on the entire network. Harmony Search, a stochastic search algorithm, is linked with EPANET to maximize the effective supply. The proposed approach is applied in example networks to evaluate the capability of the network when a subsystem is isolated, which can also be utilized to prioritize the rehabilitation order or evaluate reliability of the network.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.239-239
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• 2019

상수도시설 중 배수관망시설은 해당 지역의 영향을 민감하게 받는 시설이므로 설계시 해당시설의 특성을 충분히 고려해야 한다. 배수시설은 설치된 해당지역에 따라 그 특성이 매우 다르기 때문에, 설계지표 또한 해당 도시마다 다르게 설정될 수 있다. 도시의 규모가 크거나, 그 특성이 해당 구역에 따라 다른 경우에는 같은 도시의 경우라도 대상구역에 따라 다른 지표를 사용하는 경우도 있다. 따라서 이런 상수도관망의 설계 및 관리를 위해서는 장기간 현장여건에 맞는 관측자료를 통한 정밀한 수리분석이 요구되며 국내의 경우 일반적으로 Hazen-Williams 공식을 사용하고, 이때 관내면의 마찰손실계수 C는 유속계수라 한다. 이러한 유속계수는 상수관로의 물리적 특성을 나타내며 관로 내의 흐름해석, 펌프 및 관로의 설계, 최적 운영 방안, 통수능력 및 관 노후도 평가 등에 사용되거나 영향을 미치는 중요한 요소라 평가되고 있다. 또한 다수의 현장 관측 자료를 확보하여도 분기 구간과 펌프 및 밸브 등으로 인한 손실 등의 오차가 발생하므로 유속계수 산정 시 발생되는 많은 오차들을 줄여 보다 신뢰성 있는 유속계수를 산정해야 하고, 현장 관측 자료를 이용하여 유속계수를 산정하기 어려운 구간에 대해서는 관망해석 모델링을 통하여 결정하고 있다. 본 연구에서는 전주권 광역상수도의 계통 특성에 맞는 관로의 유속계수를 결정하기 위해 관리주체에서 기존에 설치한 수압계와 유량계 및 관망도를 이용하여 기초자료를 수집하고 Hazen-Williams 공식을 이용하여 유속계수를 산정하였다. 계산된 상수관로 유속계수는 전주시의 10개 계통에서 최소 107.06, 최대 145.02, 평균 127로 계산되었으며, 유속계수에 영향을 미치는 물리적 요소들의 관계를 파악하고자 상관성 분석 실행하였다. 그 결과 관경과 경과년수의 상관계수 R은 0.011 관경과 유속계수의 상관계수는 -0.009로 두변수간의 상관성이 거의 없고, 경과년수와 유속계수의 상관계수는 -0.776로 음의 상관성을 갖는 것으로 분석되었다. 이와 같이 제시한 유속계수는 해당 지역의 참고자료나 기준으로서 활용할 수 있을 것으로 판단되며 비 대상 지역에서도 현장자료가 부족한 곳의 유속계수를 산정할 경우 보다 신뢰성 있게 유속계수를 산정할 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.98-98
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• 2023

ChatGPT(Chat과 Generative Pre-trained Transformer의 합성어)는 사용자와 주고받는 대화의 과정을 통해 질문에 답하도록 설계된 대형언어모델로, 지도학습과 강화학습을 모두 사용하여 세밀하게 조정된 인공지능 챗봇이다. ChatGPT는 주고받은 대화와 대화의 문맥을 기억할 수 있으며, 보고서나 실제로 작동하는 파이썬 코드를 비롯한 인간과 유사하게 상세하고 논리적인 글을 만들어 낼 수 있다고 알려져있다. 본 연구에서는 수자원시스템분야의 문제해결에 있어 ChatGPT의 적용가능성을 사례기반으로 확인하고, ChatGPT의 올바른 활용을 위해 필요한 사항에 대해 고찰하였다. 수자원시스템분야의 대표적인 연구주제인 상수관망시스템의 누수인지와 수리해석을 통한 문제해결에 ChatGPT를 활용하였다. 즉, 딥러닝 기반의 데이터분석을 활용한 누수인지와 오픈소스기반의 수리해석 모델을 활용한 관망시스템 적정 분석을 목표로 ChatGPT와 대화를 진행하고, ChatGPT에 의해 제안된 코드를 구동하여 결과를 분석하였다. ChatGPT가 제시한 코드의 구동결과를 사전에 연구자가 직접 구현한 코드구동 결과와 비교분석하였다. 분석결과 ChatGPT가 제시한 코드가 보다 더 간결할 수 있으며, 상대적으로 경쟁력 있는 결과를 도출하는 것을 확인하였다. 다만, 상대적으로 간결한 코드와 우수한 구동결과를 획득하기 위해서는 해당 도메인의 전문적 지식을 바탕으로 적절한 다수의 질문을 해야 하며, ChatGPT에 의해 작성된 코드의 의미를 명확히 해석하거나 비판적 분석을 하기 위해서는 전문가지식이 반드시 필요함을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean housing association
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• v.19 no.5
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• pp.111-120
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• 2008

The aim of this study is to present the design methods about manifold location being installed and size and to draw out the proper piping size as comparing the fluctuation of discharge with manifold size and residence size through the piping network analysis, when using the same faucet in accordance. The findings are summarized as follows, 1) an appropriate header main body pipe diameter was deemed to be $32{\sim}50\;mm$. 2) the research presented design measures for the application of appropriate water supply inlet pipe diameters according to residential buildings with various sizes. 3) the header direct branch piping method is ideal for small and medium-sized residential complexes, and the header branching and semi header methods are deemed to be more favorable for large residential complexes. 4) this study offered design measures for appropriate header system main body pipe diameters, water supply inlet pipe diameters, header system piping methods, application methods for functional auxiliary equipment units, and header system installation spaces and location.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.521-526
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• 2004

It is necessary to analyze the unsteady flow in the pipe network for the better operation and controls, but there are some problems in actual pipe network simulation, such as collecting a large amount of information in the field, operating highly upgraded computer system, and keeping a big storage device to run analysis program. The skeletonization method is used to cope with the problems in this paper. It is expected to reduce computation time, researcher's efforts, and costs for the analyzing the pipe network. The impact of individual pipe elements to the behavior of the water distribution system can be accounted in the process of skeletonization. However it is also important to study continuously about how to apply the skeletonization method for each of different cases, because inadequate uses may bring simulation to a false result. This paper introduces basic theories and skeletonizing examples in the actual pipe network in Dae-gu city.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.864-868
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• 2008

Water transmission and distribution systems play a important role to deliver safe and clean water and are responsible for the most direct impacts of water utilities to customers. Although the performance of WDS(Water Distribution Systems) should be evaluated by a certain standards, interests has not been in WDS and developed due to invisible, hard-working and insufficient information in the evaluation process in Korea till now. The investigations and researches were carried out to develop software to assist the evaluation of WDS with respects to hydraulics, water quality and structural analysis methods. The methodologies have been developed which can be used to estimate the performance to water distribution network and software are implemented by the process. Developed systems are consisted with database, analysis techniques, simulation models, decision support systems and other tools. The concepts and functions are introduced in this paper and the performance index are discussed for accurate assessment of water distribution systems.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.54 no.9
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• pp.643-656
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• 2021

Recently, water supply management technology is highly developed, and a computer simulation model plays a critical role for estimating hydraulics and water quality in water distribution networks (WDNs). However, a simulation of complex large water networks is computationally intensive, especially for the water quality simulations, which require a short simulation time step and a long simulation time period. Thus, it is often prohibitive to analyze the water quality in real-scale water networks. In this study, in order to improve the computational efficiency of water quality simulations in complex water networks, a hierarchical water-quality-simulation technique was proposed. The water network is hierarchically divided into two sub-networks for improvement of computing efficiency while preserving water quality simulation accuracy. The proposed approach was applied to a large-scale real-life water network that is currently operating in South Korea, and demonstrated a spatiotemporal distribution of chlorine concentration under diverse chlorine injection scenarios.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.850-853
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• 2008

송수관이나 배수관은 계획된 필요유량을 특정 지점까지 안전하게 전달할 수 있도록 설계되지만 여러 가지원인으로 인하여 갑작스런 파열이나 균열이 일어난다. 파이프 파괴의 원인으로는 수격현상, 관의노화, 파이프 외부로부터의 충격, 흙의 상태, 그리고 파이프 설치시의 공사여건 등이 있다. 본 연구에서 여러 가지 요인들을 불확실성 인자로 가정하여 파이프의 파괴확률을 산정할 수 있는 신뢰성 해석 모형이 개발되었다. 상수관망의 설계 시 파이프의 두께를 산정하는 주 장력 공식을 이용하여 신뢰함수를 만들고 파이프의 파괴확률을 계산하였다. 신뢰함수를 구성하는 확률변수들 중 파이프의 내압에 대한 분포함수는 정규분포가 아닌 극치분포(Gumbel distribution)를 따른다는 것을 부정류 수치해석 결과로서 알 수 있었고 AFDA(Approximate Full Distribution Approach) 기법을 사용하여 파괴확률을 산정하였다. 신뢰성 모형을 이용하여 파이프의 두께, 직경, 허용응력, 그리고 파이프 내압에 따른 파괴확률을 정량적으로 산정할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 신뢰성 해석모형을 이용하여 보다 안전하고 경제적인 송배수관의 설계기법을 구축할 수 있을 것이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.981-985
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• 2005

상수도 관망은 상수도 운용시스템에서 가장 중요한 부분이다. 그러므로 항상 수요자의 필요에 부응하는 충분한 수량과 좋은 수질로 공급할 수 있도록 적정한 압력 유지와 수량 확보가 되도록 유지 관리 되어야 한다. 이를 위해서는 상수도 관망의 합리적인 해석과 최적의 설계를 통해 수요자가 필요로 하는 양질의 물을 원활히 공급하고 재원의 낭비를 줄여야 한다. 그러나 우리나라의 많은 대도시들의 경우처럼 특히 상수도 시설이 거대해 지고 급수구역이 광범위하며 복잡한 배수시설을 가지고 있는 지역에 있어서는 모든 현상을 정확하게 파악하고 유지관리하기가 매우 어렵게 되므로 운영관리상 많은 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점에 보다 효율적으로 대처하기 위해서는 가장 기본적으로 현재의 상수도 시설에 대한 수리적 상태를 파악하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 대도시 상수도 시설의 효율적 운영 및 확장에 기본이 되는 현재의 상수도 시설에 대한 시설현황, 운영, 수리상태를 파악 하고, 밸브의 개폐에 따른 수리학적 특성 변화를 제시하고자 하였다. 관망 해석에 필요한 입력 자료는 실제 운영되고 있는 광주광역시의 상수도 급배수 관망 시설을 대상으로 산출 하였고 관망해석 프로그램인 Pipenet 98을 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 본 논문에서 대상 구역에 대해 수리적 특성 변화를 모의한 결과 상수 관로내의 밸브 개폐도를 $100\%$ 유지시켰을 때 평균 수압은 $4.4kg/cm^2$으로 나타났으며 밸브 개폐도 $80\%$일 때의 평균 수압 $4.7kg/cm^2$, 밸브 개폐도 $60\%$일 때의 평균 수압은 $4.69kg/cm^2$으로 나타났다. 밸브 개폐도가 $100\%$일 때가 밸브를 $60\%$와 $80\%$ 개폐시켰을 때보다 $0.3kg/cm^2,\;0.29kg/cm^2$ 낮게 나타나 밸브를 전체 개방 했을 때 관로내의 수압이 상수설계기준에 적합한 수압을 유지함을 알 수 있다. 상수관로 설계 기준에서는 관로내 수압을 $1.5\~4.0kg/cm^2$으로 나타내고 있는데 $6kg/cm^2$보다 과수압을 나타내는 경우가 $100\%$로 밸브를 개방하였을 때보다 $60\%,\;80\%$ 개방하였을 때가 더 빈번히 발생하고 있으므로 대상지역의 밸브 개폐는 $100\%$ 개방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.412-412
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• 2015

최근 기후변화 및 이상기후의 발생으로 짧은 시간에 많은 양의 강우가 발생하는 국지적인 기습강우가 빈번히 발생하고 있으며, 급격히 발전하는 도시지역은 토지이용에 따라 불투수지역이 대부분이며, 유출량이 증가하고 도달시간이 줄어들어 내수침수가 빈번히 발생하고 있다. 도시유역의 배수능력은 우수관거 말단부와 연결된 외수에 영향을 받기 쉽고, 복잡하고 긴 형태를 가진 도시유역의 관망분포에 따라 통수능 부족 및 외수에 의한 내수배제의 불량으로 인한 침수피해가 발생하고 있다. 도시유역에서 우수의 유출현상은 대부분 표면 흐름이나 우수관거를 통하여 흐르게 된다. 불투수층이 대부분인 도시유역의 강우에 의한 내수배제는 우수관거에 의존도가 높으며, 도시유역의 침수현상은 인간의 생활 및 사회기반시설 등에 직접적으로 피해를 입혀 막대한 재산피해와 인명 피해를 야기할 수 있다. 실제로, 우리나라의 경우 큰 하천주변으로 많은 도시들이 위치하고 있어 내수배제 불량에 의한 침수피해가 빈번히 발생하고 있으며, 이를 대비하기 위해 강우-유출 해석을 통하여 침수위험지역을 예측하고 홍수 저감을 위한 계획 수립은 매우 중요하다. 이러한 도시유역의 침수를 분석하기 위해서는 관거의 통수능과 월류수 및 지표수의 흐름을 고려한 2차원 해석이 함께 필요하다. 본 연구에서는 과거 침수가 발생하였던 신촌지역에 대하여 침수해석을 위해 범람해석 모형을 적용하였다. 현재 도시유출모의에 많이 사용되고 있는 SWMM 모형을 이용하여 우수관거의 관망해석을 실시하고 관거의 용량을 초과하여 범람한 유량은 범람해석 모형인 FLUMEN 모형을 이용하여 침수 분석을 통해 노면수의 흐름을 분석하여 도시유역의 침수모의 적용성을 검토하였다.