• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.183-183
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• 2022

최근 몇 년 동안 기후변화에 대응하기 위한 탄소중립 혹은 저탄소 운영의 중요성이 강조되어왔다. 상수도 관망은 직접적인 탄소 배출 시설물은 아니지만, 상수도 관망의 운영 그리고 구성요소의 제조부터 폐기까지의 전 생애주기 동안 막대한 양의 에너지를 사용하는데, 이러한 에너지의사용이 탄소 배출에 간접적인 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 특히 수자원공사에 따르면, '17년 기준 수도사업 관련 전기 사용에 따른 간접 배출이 70만tCO2eq에 이르는 것으로 보고되고 있어, 에너지의 효율적인 운영 및 자산관리 체계의 필요성이 커지고 있는 실정이다. 상수도 관망의 에너지 효율에 영향을 주는 요인은 크게 구성요소의 노후와 누수로 구분할 수 있다. 본 연구에서는 상수도 관망 관로 별 노후와 누수 여부를 판단하여 교체 전략을 수립할 수 있는 자산관리 모형을 제안하고 관로별 에너지 효율을 시각화하여 전반적인 자산관리에 근거를 제시하고자 한다. 모형은 최적화 기법을 통한 관로별 기능적 노후도 산정 및 누수 탐지, 관만 내 누수 지역화, 에너지 효율 시각화 등 총 3개의 모듈로 구성되어 있다. 제안한 모형은 고도의 차이가 큰 국내 D시 가상 관망에 적용하였다. 해당 관망에 다양한 관로의 노후 및 누수 상황을 가정하여 가상의 데이터를 생성하고 이를 토대로 관로별 기능적 노후와 누수 조건을 고려하여 해당 모형을 검증한다. 또한, 노후와 누수에 따른 가상 상황별 관로의 자산관리 의사결정 예시를 제공하여 향후 모형의 활용에 대한 가이드 라인을 제시한다. 마지막으로 관망 내 설치된 감압밸브를 터빈으로 전환하여 관망 운영 단계에서 무의미하게 소산되는 열에너지를 회수하는 방안을 검증하였다. 최적화 기법을 통해 비용 대비 최적 터빈 설치 지역을 선정하였고 향후 터빈 설치에 고려해야 할 사항을 정리한다. 본 연구에서의 결과는 향후 종합적인 저탄소형 상수도 관망을 위한 초석을 제공할 것으로 기대한다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제11권4호
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• pp.326-334
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• 2008

전기비저항 탐사법은 지하 천부의 전기비저항 영상화에 널리 사용되어 왔으며, 최근 신속한 자동측정이 가능해짐에 따라 모니터링이 용이하게 되었다. 이 연구에서는 전기비저항 모니터링 자료의 해석을 위한 시간경과 역산법을 개발하였다. 개발된 역산법은 기준모델에 비하여 변화가 큰 모델변수에는 약한 제한을, 변화가 미미한 모델변수에는 강한 제한을 가하는 방법이다. 수치시험을 통하여 시간경과 역산 영상은 시간적으로 변화한 영역을 보다 정확하고 뚜렷하게 영상화함을 확인하였다. 또한 저수지 누수문제에 개발된 시간경과 역산법을 적용하여 누수구간을 탐지할 수 있었으며, 이 누수구간은 측정 기간내에 크게 변화하지 않았음을 확인할 수 있었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제13권4호
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• pp.397-406
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• 2010

전기비저항 탐사법은 저수지 누수구간 탐지에 매우 효과적이고 실질적인 물리탐사법이다. 일반적으로 저수지 제체의 마루에서 수행되는 전기비저항 탐사는 저수지가 2차원 구조를 갖고 있다고 가정한다. 하지만 저수지 제체에서 얻어지는 전기비저항 탐사자료는 저수지의 3차원 지형에 의해 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 유한요소법을 사용하는 3차원 전기비저항 탐사 모델링 프로그램을 통하여 저수지의 3차원 구조와 저수지 수위의 변화가 전기비저항 탐사자료에 미치는 영향을 평가하였다. 또한 측선의 위치에 따른 전기비저항 탐사자료를 비교하였으며, 지형보정 기법을 개발하였다. 마지막으로 누수구간이 존재하는 제체에 대한 3차원 모델링 자료에 대하여 2.5차원 역산을 수행하여 2차원 전기비저항 탐사법을 이용한 누수구간 탐지의 가능성을 분석하였다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.95-104
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• 2004

Leaks in underground pipelines can cause social, environmental and economical problems. One of relevant countermeasures against leaks is to find and repair of leak points of the pipes. Leak noise is a good source to identify the location of leak points of the pipelines. Although there have been several methods to detect the leak location with leak noise, such as listening rods, hydrophones or ground microphones, they have not been so efficient tools. In this paper, accelermeters aroused to detect leak locations which could provide an easier and more efficient method. Filtering, signal processing and algorithm of raw input data from sensors for the detection of leak location are described. A 120m-long and a 70m-long experimental pipeline systems are installed and the results with the systems show that the algorithm with the accelerometers offers accurate pinpointing for leaks location detection. Theoretical analysis of sound wave propagation speed of water in underground pipes, which is critically important in leak locating, is also described.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2003년도 춘계학술대회논문집
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• pp.821-826
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• 2003

Leaks in underground pipelines can cause social, environmental and economical problems. One of a good contermeasures of leaks Is to find and repair of leak points of pipes. Leak noise is a good source to identify the location of leak points of pipelines. Although there have been several methods to detect the leak location with leak noise, such as listening rods, hydrophones or ground microphones, they were not so efficient tools beca. In this paper, two accelermeters are used to detect leak locations which could provide an easier and efficient method. The filtering, signal processing and algorithm is described for the detection of leak location. A 120m-long pipeline system for experiment is installed and the results with the system show that the algorithm with the two accelerometers gives very accurate pinpointing of leaks. Theoretical analysis of sound wave propagation speed in underground pipes is also described.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권2호
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• pp.155-162
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• 2006

저수지 제체의 누수는 주로 세굴현상에 기인하며, 이 세굴현상은 주변의 토괴를 침식하여 결과적으로 제체의 파괴를 유발시키는 주된 요인이다. 따라서 누수구간의 탐지는 효과적인 제체의 유지관리에 필수적인 요소가 된다. 전기비저항 탐사는 저수지 제체의 안전진단에 가장 널리 사용되고 있는 물리탐사 방법으로 특히 세굴현상에 의한 누수구간의 탐지에 효과적인 것으로 알려져 있다. 하지만 기존의 전기비저항 탐사는 제체 마루에서 수행된 2차원 전기비저항 탐사자료의 역산 단면상에서 저비항대를 누수 위험 구간으로 해석하는 정성적인 단계에 머무르고 있다. 근자에 이르러 상시관측을 통한 전기비저항의 변화율을 이용한 해석방법이 제시되었지만 아직까지 제체의 안전도를 정량적으로 산출하는 기법에 관한 연구는 없는 실정이다. 제체내의 세굴현상이 진행됨에 따라 누수구간은 공극율이 증가하고, 공극율의 증가는 제체의 안전과 직결된다. 본 연구에서는 Archie의 경험식을 근거로 전기비저항 탐사에서 얻어진 건기전도도 자료를 제체부의 공극율로 변환하는 기법을 개발하였다. 또한 전기비저항 상시관측 자료를 이용하여 제체의 안전도 지수를 산출하는 방법론을 제시하고자 하였다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2000년도 정기총회 및 특별심포지움
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• pp.41-53
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• 2000

제당의 누수부위 조사를 위하여 전기비저항 탐사가 많이 이용되고 있는 바, 전기비 저항 탐사를 이용한 누수부위의 파악은 주로 제체 내 불균질대의 규명을 통하여 이루어지고 있다. 본 연구에서는 제당의 누수부위 탐지를 위한 전기비저항 탐사의 3차원 유한요소 수치모델링을 수행하고 이 결과를 이용하여 제당 누수부위 조사를 위한 2차원 및 3차원 전기비저항 탐사 방법론 및 자료의 해석에 대하여 고찰하였다. 제체의 형상과 전기비저항 구조는 근본적으로 3차원이므로 종래의 2차원 전기비저항 탐사에 비하여 비록 격자상의 측선 배열을 적용할 수 없더라도 3차원적으로 탐사를 수행하고 이를 해석함으로써 좀 더 정확한 제체하부의 영상화가 가능함을 보였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권4호
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• pp.291-298
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• 2006

전기비저항 탐사법은 저수지 누수구간 탐지에 매우 효과적이고 실질적인 물리탐사법이다. 일반적으로 저수지 제체의 마루에서 수행되는 전기비저항 탐사는 저수지가 2차원 구조를 갖고 있다고 가정한다. 하지만 저수지 제체에서 수행되는 전기비저항 탐사 자료는 저수지의 3차원 지형에 의해 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 유한요소법을 사용하는 3차원 전기비저항탐사 모델링 프로그램을 통하여 저수지의 3차원 구조가 전기비저항 탐사자료에 미치는 영향을 평가하였다. 제체의 상류사면, 상류쪽 마루, 마루중앙, 하류쪽 마루와 하류사면에 위치한 측선에서 얻어진 전기비저항 탐사자료를 비교하였다. 3차원 효과는 측선의 위치에 따라 서로 다른 양상을 보였으며, 측선이 하류사면 쪽에 위치할 경우 그 영향이 더 크게 나타났다. 또한 지형효과보다는 저수지를 구성하는 요소들의 전기비저항 값이 전기비저항 탐사자료에 더 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 마지막으로 누수구간이 존재하는 제체에 대한 3차원 모델링 자료에 대하여 2.5차원 역산을 수행하여 2차원 전기비저항 탐사법을 이용한 누수구간 탐지의 가능성을 분석하였다.

• 상하수도학회지
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• 제34권2호
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• pp.139-147
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• 2020

This paper suggests a nonlinear pressure consideration scheme through an unsteady pipe network analyzer for leakage detection with a portable pressure wave generator. In order to evaluate the performance of a proposal scheme, linear input pattern has been simulated and experiments had been carried out under both no leakage and one leakage conditions in a reservoir-pipeline-valve system. This method using portable pressure wave generator showed that a leakage can be detected from a reflection where a leakage is originated through time domain analysis. Meaningful similarity in pressure response between nonlinear input pattern and experimental results were found both no leakage and a leakage conditions.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2004년도 춘계학술대회논문집
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• pp.985-990
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• 2004

Leak noise is a good source to identify the exact location of a leak point of underground water pipelines. Water leak generates broadband noise from a leak location and can be propagated to both directions of water pipes. This sound propagation due to leak in water pipelines is not a non-dispersive wave any more because of the surrounding pipes and soil. However, the necessity of long-range detection of this leak location makes to identify low-frequency acoustic waves rather than high frequency ones. Acoustic wave propagation coupled with surrounding boundaries including cast iron pipes is theoretically analyzed and the wave velocity was confirmed with experiment. The leak locations were identified both by the acoustic emission (AE) method and the cross-correlation method. In a short-range distance, both the AE method and cross-correlation method are effective to detect leak position. However, the detection for a long-range distance required a lower frequency range accelerometers only because higher frequency waves were attenuated very quickly with the increase of propagation paths. Two algorithms for the cross-correlation function were suggested, and a long-range detection has been achieved at real underground water pipelines longer than 300m.