• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.53 no.11
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• pp.1015-1024
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• 2020

Recently, water pollution accidents have continued to occur in pipelines such as red water Incheon and Seoul. In order to recognize this water quality problem, it is necessary to install a water quality sensor in an appropriate location and measure it in advance to detect or block the water supply to the water faucet of the shelter. However, there are limitations, such as maintenance costs, to installing multiple water meters in all pipelines. Therefore, this study proposed a methodology for determining and prioritizing the installation location of flow-based water quality sensor for the recognition of water quality problems in pipelines. We applied the proposed procedure to the pipe break scenario. The results of the determination of the location of the water quality sensor were presented by applying it to the pipe network that actually operates the emergency pipe in Korea. The result of the decision showed that in the event of abnormal situation caused by the destruction of individual pipes, the flow rate of the pipes around the aqueduct and the tank may change rapidly, resulting in water quality accidents caused by turbidity. In the future, it is expected that the water quality monitoring point selection method, such as establishing an external pipe operation plan for pipe cleaning, will utilize the procedure for determining the location of the water quality sensor according to the velocity.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.250-254
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• 2009

상수관망의 기능은 정수처리 된 양질의 물을 수용가에게 안전하게 공급하는 것이며, 이를 위해 상수관내에는 수용가에 충분한 양의 물을 공급할 수 있는 적정 유량과 압력이 유지되어야하고 최소기준치 이상의 잔류염소농도 유지 등의 적절한 수질을 만족시켜야한다. 하지만 상수관망은 상수관 파괴에 따른 오염물질 유입이나 테러와 같은 인위적인 오염물 주입 등의 갑작스런 사고에 의한 수질오염에 언제나 노출되어 있다. 이러한 수질오염사고 발생 시 신속한 대처를 위해서는 상수관망의 모든 절점에 수질측정 센서를 설치하는 것이 바람직하겠지만, 이는 경제적 측면과 센서의 유지 관리측면에서는 이상적이지 않다. 또한 발생 가능한 모든 상황에 대한 시뮬레이션 기반의 수질모델링을 통하여 적절한 수질오염 측정지점을 선정할 수도 있겠지만, 이는 상당한 시간과 계산능력을 요한다. 따라서 본 연구에서는 네트워크 분석기법 (Network Analysis)인 Betweenness Centrality와 수리해석 모형인 EPANET을 이용하여 상수관망의 수질오염측정지점 선정기법을 제안하였다. Betweenness Centrality는 네트워크를 구성하는 한 절점과 다른 한 절점을 연결시키는 특정 절점의 매개정도로 중심성을 측정하는 기법이다. Betweenness Centrality는 상수관망의 특정절점에 수질오염 사고가 발생하였을 때 오염원의 이동 가능한 경로의 수에 따라 그 값이 달라지며, 결과값에 의하여 수질오염측정지점이 선정된다. 본 연구에 의한 결과는 상수관망이 복잡하여 시뮬레이션을 통한 분석이 어렵고 많은 시간과 계산능력이 요구 될 경우 대안기법으로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.181-181
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• 2022

상수도 관망은 비정상상황에서도 안전한 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 따라서 상수도 관망의 최적 설계는 수리학적 제약조건 (i.e., 절점의 압력, 관의 유속)을 만족하는 설계안을 제시한다. 하지만 점차 커지는 도시 규모에 따라 수질적으로 안전한 물을 공급하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 또한, 상수도시스템의 형식 (i.e., 수지상식, 혼합식, 순환식)에 따라 용수의 체류 시간, 절점의 압력 등이 상이하다. 따라서, 본 연구에서는 도시 규모 및 형식과 잔류염소 농도를 고려한 상수도시스템 최적 설계를 진행하였다. 절점의 개수에 따라 도시의 규모를 분류하였으며, BI(BI; Branch Index) 지수를 통해 상수도시스템의 형식을 분류하였다. 또한, 수리학적 제약조건(i.e., 절점의 압력)과 수질적 제약조건 (i.e., 잔류염소 농도)을 설정하여 수리-수질을 동시에 만족하는 최적 설계안을 도출하였다. 비상시에도 물을 안정하게 공급하기 위하여 시스템의 탄력성과 설계비용을 목적함수로 설정하여 다목적 최적 설계를 진행하였다. 이러한 연구는 압력만을 고려한 기존 설계단계에서 수질적 측면을 동시에 고려하여 수질 측면의 안전성을 향상할 수 있다. 또한, 시스템의 탄력성을 고려하여 비정상상황에서도 물을 공급하여 사용성을 향상하는 설계안을 도출하여 수리학적 안정성을 만족하며, 경제적 측면도 향상할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.260-266
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• 2009

Non-revenue water reduction(NRW) technologies are implemented to evaluate and manage leakages scientifically in water distribution systems under local governments. A development of quantitative leakage indicator by measuring minimum night flow, pressure control policy by installation of PRV(pressure reducing valve) and the establishment of leakage prevention schemes by residual life modeling of deteriorated water pipes are reviewed and studied. Estimation models of allowable leakage are developed by measuring and analyzing minimum night flow at residential and commercial area in Nonsan city, which is suggested from UK water industry and can improve an existing leakage indicator for the evaluation of non-revenue water. Also, pressure control method is applied and analyzed to Uti distribution area in Sacheon city in the operation aspect. As results, $466\;m^3/day$ of leakage can be reduced and it is expected that 113million won of annual cost can be saved. In the part of corrosion velocity and residual life assessment, non-linear prediction models of residual thickness are proposed by assessment of corrosion velocity based on exposure years, soil and water quality etc., since the deteriorated water pipe play a major role to increase leakage. It is expected that collection data and analyzing results can be applied effectively and positively to reduce non-revenue water by accumulating surveying data and verifying the results in the business field of water distribution systems under local governments.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.52 no.8
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• pp.555-563
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• 2019

Reduced thickness of the water pipes due to corrosion makes it difficult to perform the original functions since corrosion in metallic water pipes can occur over time. In this study, reliability model that can estimate the probability of pipe breakage is developed regarding corrosion depth increment according to service year. Probability of pipe breakage was calculated by FORM(First Order Reliability Method) and unsteady analysis was performed to analyze the statistical properties of water pressure. And KCIP(Korea Cast Iron Pipe) equation was adopted for the reliability function. Furthermore, change of pipe thickness was estimated by Nahal and Khelif equation and Romanoff equation. Therefore, pipe thickness was calculated due to change of corrosion depth and probability of pipe breakage was calculated and compared with 10, 20, 30 service years. From the results, probability of pipe breakage for network A is gradually increased from 6.8% to 8.6% according to service year of 10, 20, 30 when Nahal and Khelif equation is applied. And probability of pipe breakage for network A is also gradually increased from 6.4% to 8.9% according to service year of 10, 20, 30 when Romanoff equation is applied.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.185-185
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• 2022

상수도 관망의 운영 단계에서 비정상상황의 발생은 필연적으로 발생하며, 비정상상황 발생 시상수도 관망 내 설치된 제수 밸브의 차폐를 통해 해당 구역의 격리 후 복구를 진행한다. 일반적으로 제수밸브를 통해 격리될 수 있는 최소 구역은 세그먼트로 정의하고, 제수밸브 설치 시 세그먼트의 격리로 인한 상수도 관망의 피해를 줄일 수 있도록 위치를 선정한다. 제수 밸브를 통한 격리 시 상수도 관망의 흐름 경로와 유향, 유속의 변화와 같은 수리적 특성 변화가 불가피하다. 지난 '19년도에 발생했던 3건의 수질 사고가 수리적 특성 변화에서 기인했던 것을 고려할 때, 제수밸브 차폐로 상수도 관망의 부분 격리 시 발생 가능한 수리적 특성 변화에서도 수질 사고가 야기될 가능성이 있다. 기존 제수밸브 위치를 결정한 연구들을 보면, 대부분 제수밸브 위치에 따라 결정된 세그먼트의 격리 시 수압 저감을 고려하여, 격리 시에도 상수도 관망의 성능을 최대한 유지할 수 있도록 결정하는 것이 일반적이다. 다만, 앞서 언급한 것과 같이 격리 시 발생 가능한 수리적 특성 변화로, 수압 저감 외에도 예기치 못한 수질 사고의 발생 원인이 되기도 한다. 이에 따라 제수밸브의 최적위치를 결정할 때 수리적 특성 변화를 고려해야 예지치 못한 2차 피해를 줄일 수 있을 것이다. 이에 본 연구는 그래프이론을 활용하여 격리 전후 관로의 유향 변화를 최소화하도록 제수밸브 최적 위치 결정하는 방법론을 제안한다. 그래프이론은 망의 형태를 가지는 상수도 관망의 연결성을 정량화할 수 있으며, 본 연구에서는 수리학적 거리 인자를 적용하여 격리 시에도 각 수요절점이 최소 경로를 확보할 수 있도록 유도하였다. 해당 방법론은 가상 관망에 적용하여 수리학적 거리 인자에 따른 설계와 기존 상수도 관망 성능 극대화 설계 안을 비교하였다. 또한 수질 사고 위험도 인자를 정의하여 해당 인자에 따른 각 설계 안의 효과를 분석하였다. 본 연구는 향후 수질 사고를 고려한 밸브 시스템의 설계 및 운영에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of the Society of Disaster Information
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• v.11 no.1
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• pp.35-43
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• 2015

In this study, The failure of water supply facilities is categorized into two phases: functional failure and complete collapse. The fragility curve of water supply facilities under PGA has been developed for two loading cases: actual overseas earthquake and Korean artificial earthquake. The seismic fragility of water supply facilities has been analyzed and compared about failure phases and PGA. From the analysis results, the probability of failure of the wrapped steel pipe and ductile case iron pipe under Korean artificial earthquake has been shown as lower than that under actual overseas earthquake in the range from 0.1 to 0.4. The suggested seismic fragility curve by using Korean artificial earthquake can be exploited in a reasonable seismic design reflecting Korean local ground condition.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.160-160
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• 2015

지진은 인간의 통제가 불가능한 자연재해의 하나로 중요한 사회기반시설인 상수관망 시스템에 큰 피해를 유발하여 사회기능의 마비로 이어질 수 있다. 이러한 피해를 경감하기 위해서는 재해발생 이전에 시스템의 사전 보강을 통해 내구성을 강화하고, 재해피해 상황을 사전에 모의하여 필요한 복구전략, 복구자원 등의 대책을 마련하고, 실제 지진이 발생한 상황에서는 최대한 신속하게 피해를 복구하는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 재해발생 상황을 고려하여 상수관망시스템의 지진피해를 모의하고 복구전략을 수립함으로써 복구대책을 마련할 수 있는 방안을 모색하고자 한다. 재해가 발생한 이후의 비상상황을 모의한 후, 시스템의 취약도 및 수리분석을 통해 최적의 복구대책 및 전략을 수립하기 위한 컴퓨터 기반의 시뮬레이션 모형을 개발하였다. 먼저, 지진발생 시 발생 가능한 상수관망시스템의 관 파손, 누수, 배수지(정수지) 파손, 펌프시설 파손 및 전력차단으로 인한 펌프운영 중단, 기타 구조물의 파손 등의 취약도 분석을 통해 시스템 파괴 모의를 한 후, 복구 우선순위와 복구에 필요한 소요인력, 장비 등을 결정한다. 시스템의 피해상황을 관망 수리해석 모형인 EPANET 모형에 반영하여 정밀한 수리해석을 실시함으로써 재해 상황에서의 용수공급 상황을 실제와 가깝게 재현하도록 한다. 다음으로, 복구전략에 따른 실제 복구진행상황(파손관의 수리, 전력회복에 따른 펌프재가동 등)을 시간별로 모의하여 절점별 공급 가능량을 계산한다. 효율적인 복구전략을 마련하기 위해 다양한 민감도분석을 실시하여, 가장 효과적인 복구전략을 선정하였다. 본 연구에서 개발한 컴퓨터 기반의 시뮬레이션 모형은 복구 소요시간 예측, 복구 소요자원 산출, 시 공간적 복구 진행상황 등을 정량화한 의사결정 시스템의 역할을 수행 할 수 있다. 또한, 상수관망에 발생할 수 있는 다양한 지진피해를 모의하여, 해당 시스템에 가장 효과적인 복구전략을 마련하는데 도움을 줄 것이다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.6
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• pp.2859-2865
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• 2011

The welded connection is known as an essential factor for establishing qualified construction and/or maintenance of wrapped steel pipe. In this study, welded connection conditions in the coated pipes with large diameter (over 700 mm) in Korea water distribution systems were estimated for suggesting technically and economically available welded connection method. For the study analysis, current steel pipe usage and accident cases were investigated. In addition, the characteristics of each welded connection method and automatic or manual connection techniques were also compared and estimated. As results, automatic welded connection method is superior than manual welded connection method in aspect of pure construction cost (average 9%) or pure welded connection cost (average 13.5%). When the poor welding-working situations in Korea are considered such as high tolerance of out-of-roundness in KS regulation, a number of lap joint welded connections, the real cost benefits of automatic welded connection should be much higher than those of manual welded connections.

• Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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• v.21 no.5
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• pp.556-560
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• 2001

Remote field eddy current testing (RFECT) with through-wall transmission characteristic is being applied to pipes ranging from small tubes of heat exchanger to natural gas supply pipelines. Cast iron pipes with nominal diameter of 100mm are used primarily as the waterline pipes. The leakage of water occurs due to defects in the pipes caused by vibration of automobiles and corrosion. But, the use of direct inspection methods such as insertion of inspection equipment inside the pipelines has been limited due to its lack of economical efficiency. Economical development of inspection equipments is possible since RFECT method can be easily employed for system integration and quantitative evaluation of both inside and outside defects. In this study, the development of underground pipeline inspection system was tarried out by using RFECT method in consideration of the characteristics of waterline network. This paper specifically describes the design and production of RFECT pipeline inspection pig using centralizer mechanism, development of remote field eddy current signal acquisition and processing software, and review of RFECT system operation procedures.