• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.196-196
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• 2021

상수관망은 많은 관을 통해 물의 수요가 있는 곳으로 물을 공급해주는 역할을 하는 사회기반 시설물이다. 상수관망 설계의 요점은 두 가지로 구분할 수 있다. 첫 번째 요점은 다양한 종류의 관배치로 인한 상수관망 설계안의 많은 경우의 수이다. 두 번째 요점은 상수관망 내 절점의 최저 요구수압 등의 제약조건이다. 두 가지 요점이 있는 상황에서 상수관망 설계비용의 최소화를 위한 상수관망 최적설계는 많은 계산이 요구된다. 많은 계산이 요구되기 때문에 상수관망 최적설계에 최적화 기법을 적용할 수 있다. 본 연구에서 상수관망 최적설계를 위해 적용된 최적화 기법은 Hybrid Rate(HR)를 개선한 Hybrid Vision Correction Algorithm(HVCA)이다. HVCA는 Vision Correction Algorithm(VCA)을 기반으로 추가적인 전역탐색을 실행하는 Centralized Global Search(CGS)의 적용 및 자가적응형 매개변수인 Hybrid Rate(HR)를 적용하여 사용성과 성능을 개량한 알고리즘이다. HVCA의 기존 HR은 선형적으로 증가하는 형태이다. 선형적으로 증가하는 HR로 인해 HVCA는 최적해 탐색과정에서 지역해에 빠지는 문제가 발생하였다. HVCA의 문제를 해결하기 위해 HR을 비선형적으로 증가하는 형태로 개량하였다. HR이 개량된 HVCA를 수자원공학 문제인 상수관망 최적설계 문제에 적용하여 결과를 비교하였다. 적용결과 HR이 개량된 HVCA가 기존의 HVCA보다 낮은 설계 비용을 나타내었다. 상수관망 최적설계 적용결과를 바탕으로 HR이 개량된 HVCA는 상수관망 최적설계 이외의 수자원공학 문제에도 적용가능할 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.2 s.163
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• pp.89-98
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• 2006

To evaluate the pipe failure impact, current methodologies consider only a broken pipe as the impacted area. However, these approaches are accurate if the broken pipe is the only area isolated from tile system. Depending on the number and locations of on-off valves, more pipes which are adjacent to a broken pipe may be isolated. Using the concept of Segment suggested by Walski, the methodology evaluating the pipe failure impact incorporated with on-off valve locations has been suggested by Jun. However, a segment cannot account for all possible pipe failure impacted areas since it does not consider additional failures, namely the network topological failure and the hydraulic pressure failure. For this reason, a methodology which can consider the network topology and hydraulic pressure limitation as well as on-off valve locations is suggested. The suggested methodology is applied to a real network to verify its applicability As results, it is found that a single pipe failure can affect huge areas depending on the configuration of on-off valves and the network topology. Thus, the applicability of the suggested methodology for evaluating the pipe failure impacts on a water distribution network is proved.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.2-2
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• 2019

네팔의 경우 상하수도를 비롯한 기본적인 위생시설이 크게 미비하며 수도인 카트만두조차 수십 년 된 노후관로가 상수관으로 이용되고 있다. 또한, 하수처리 시설이 사실상 전무하며, 지하수를 주요 수원으로 활용하는 대다수 지역은 식수의 오염에 따른 수인성 전염병에 취약한 실정이다. 따라서 네팔에서는 깨끗한 물과 안정적인 수도공급, 하수처리 시설의 확보가 무엇보다 중요한 과제이며, 이에 스마트워터그리드 기술의 도입을 통한 수질개선, 안정적인 수도공급방안이 요구되고 있다. 본 연구에서는 국내에서 개발된 스마트워터그리드 기술을 네팔 소도시에 적용하기 위한 방법론을 제안하였다. 네팔 소도시의 수자원 및 상수도 시설을 답사하여 문제점을 파악하고, 시설 및 운영현황을 분석하였다. 현장조사 자료를 기반으로 스마트워터그리드 기술의 적용 방향과 단기 및 중장기 계획을 제시하였다. 또한, 네팔 소도시 중 하나인 Beni시를 시범지역으로 하여 과거 30년 동안 월 강수량 기반의 가뭄지수를 분석하고, EPANET을 통하여 상수관망해석을 실시였다. 연구 결과, 가뭄의 발생횟수가 점차 빈번해지는 것으로 나타났으며, 상수관망 해석 시 대부분의 수요절점 내 수압이 설계기준보다 낮은 것으로 모의되었고, 향후 관 노후화를 고려한 절점 수압의 확보와 수질개선 방안이 제시될 필요가 있는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.393-393
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• 2022

상수도관망의 압력은 물공급 서비스의 질을 나타내는 중요한 인자이다. 압력이 낮으면 물 사용성이 크게 저하되며, 이러한 이유로 보통의 수도사업자는 압력을 중요한 모니터링 변수로 고려하고 있다. 압력을 기반으로 여러 가지 변수를 계산할 수 있지만, 그 중에서도 압력경사(Pressure Head Gradient)는 수요량, 관경, 관의 파괴 등 독립변수 또는 독립요인의 변화에 따른 종속변수로서의 압력 민감도를 나타낸다. 압력경사의 계산은 매우 간단하면서도 활용도가 높다. 따라서, 다양한 종류의 압력경사를 계산하고, 상수도관망 설계, 운영, 관리 목적에 어떻게 사용할 것인가를 연구할 필요가 있다. 본 연구에서는 먼저 관의 상태, 관경, 절점수요량을 독립변수로 하고 이를 변화시켜 그 결과로의 압력종속변수를 계산, 압력경사를 결정하였다. 이를 기반으로, 히트맵을 구축하여 결과를 비교하였다. 그 후 각각의 압력경사에 대한 모듈을 구축하였으며, 개별 압력경사 모듈의 특징을 고려하여 활용방법을 수립하였다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.9 no.3
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• pp.17-28
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• 2008

In this study, the residual strength prediction models were proposed by measuring various residual strength according to pit characteristics for metallic water pipes such as cast iron pipe (CIP), ductile iron pipe (DIP), and steel pipe (SP). The exponential prediction model was better fitted to measured residual tensile strength for CIP. In case of DIP and SP, the prediction model using loss of strength was more exactly predicted compared with other model types. The fracture toughness were averagely $40.46kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$ for CIP, $85.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$ for DIP, and $92.27kgf/mm^2{\sqrt{mm}}$ for SP, the determination coefficient ($R^2$) of between measured residual tensile strength and predicted values for residual strength prediction models using fracture toughness was estimated from 0.44 to 0.86. Especially, the proposed residual tensile strength prediction models were applied for the verification and reliability to CIPs and DIPs at 14 sites. The determination coefficient ($R^2$) between measured residual tensile strength and predicted values was estimated from 0.76 to 0.78. Therefore it was thought that the proposed residual tensile strength models could help to support resonable and economical decision of rehabilitation/replacement.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.8 no.5
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• pp.15-21
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• 2008

The purpose of this study is to estimate deterioration assessment for weighting factors in pipe network for which each local selfgovernment takes rehabilitation and replacement work at present time. Deterioic hierarchy process(AHP), calculates the weighting factors. The appropriate marks matrix of sixteen deterioration factors are made for the precise decision standard of pipe condition through the result of this analysis. The marks matrix of sixteen deterioration factors can solve the complicated decision making problems of pipe rehabilitation workration factors in the pipe network might be influenced by local factors, such as province, location, or land use, in water supply systems. In this study, the sixteen deterioration factors are determined suitable for domestic situation based on the pipe deterioration factor data inside and outside of the country. Also, we select persons in charge of calculating the detail weighting factors and do survey about important level of each deterioration factors. Delphi method, a question survey method applying the analyts.

• Water for future
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• v.29 no.3
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• pp.197-205
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• 1996

Flow carrying capacity of water distribution systems is getting reduced by deterioration of pipes in the systems. The objective of this study is to develop a managerial decision-making model for the rehabilitation of water distribution systems with a minimum cost. The decisions made by the model also satisfy the requirements for the discharge and pressure at demanding nodes in the system. The replacement cost, pipe break repair cost, and pumping cost are considered in the economic evaluation of the decision along with the break ratio and interest ratio to determine the optimal replacement time for each pipe. Then, the hydraulic integrity of the water distribution system is checked for the decision by a pipe network simulator, KYPIPE, if the discharge and pressure requirements, the decision made for the optimal replacement time is revised until the requirements are satisfied. The model is applied to an existing water distribution system, the Metropolita Water Supply Project (1st Phase). The result shows that the decisions for the replacement time determined by the economix analysis are accepted as optimal and the hydraulic integrity of the system is in good condition.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.25 no.6
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• pp.834-840
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• 2021

The management and installation methods of pressure gauges in water supply pipeline are not efficiently regulated and their installations are different in each site. In this paper, various domestic and overseas documents are examined about the pressure gauge. In order to improve the efficiency of operation management such as pipeline network and pump operation, water pressure needs to be measured as accurate as possible, by which decision making for optimal pipe network can be achieved. To get the goal, the installation of pressure gauge should be reviewed about where and how to install. In this study, an optimal horizontal distance test is conducted, in which pressure value variation is monitored and analyzed according to up and down stream distances and valve flow control, and a optimal vertical position test is also analyzed by installing the pressure gauges vertically from the up(180°) to the bottom (0°) of the pipeline.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.92-92
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• 2020

최근 지진 발생 빈도와 규모가 증가함에 따라 지진재해에 취약한 지하구조물의 내진성능 향상 및 신속한 복구에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 대표적인 지하구조물 중 하나인 상수관망은 음용수를 안전하고 원활하게 공급하는 사회기반시설물로써 대부분의 시설물이 지하에 매설되어 있어 지진재해에 매우 취약하다. 지진으로 인해 상수관망 내 누수 및 파손 등의 피해가 발생할 경우, 물 공급이 중단되어 경제적 손실과 사회 전반적인 불편이 우려되므로 피해 관로의 신속한 파악과 복구가 이루어져야 한다. 상수관로에 발생하는 피해는 크게 누수와 파손으로 구분할 수 있다. 관로가 파손된 경우 용수가 표층으로 새어나오기 때문에 탐지가 용이하지만, 누수의 경우 표층으로 드러나는 피해가 없어 탐지 및 수리가 어려운 단점이 있다. 이러한 누수가 장기간 방치될 경우, 해당 시스템의 유수율 감소로 인한 경제적인 손실과 더불어 공급수압의 저하, 그리고 오염물 침투의 위험이 존재한다. 이러한 피해를 막기 위해서는 신속히 누수 지점을 파악한 후, 피해 관로의 교체 혹은 보수가 이루어져야 한다. 현장에서 누수를 직접 탐지하는 방법은 정확도가 높은 반면, 많은 인력과 장비 그리고 비용이 소모되는 단점이 존재한다. 따라서 현장 누수탐지에 앞서 컴퓨터를 이용한 간접 누수탐지 기법이 지속적으로 개발될 필요가 있다. 본 연구에서는 현장 누수탐지의 탐지효율을 향상시키기 위해 수압, 유량 등의 관측 데이터와 수리해석 모의 및 최적화 기법을 활용한 컴퓨터 기반의 다중누수 탐지모형을 개발하였다. 개발 모형은 국내에서 운영 중인 소블럭 상수관망시스템에 적용하여 검증하고 탐지효율을 분석하였다. 컴퓨터 모의를 이용한 다중누수 탐지모형은 지진이나 홍수와 같은 대규모 재난 발생 후, 상수관망시스템의 신속한 복구 및 운영 정상화를 위한 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.271-275
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• 2009

본 연구에서는 상수관로의 잔존수명을 통계적 기법 중 하나인 비례위험모형(PHM)에 적용하여 평가하였다. 비례위험모형을 구축하기 위한 개별관로의 생존시간은 관로의 파손율이 한계파손율에 도달하는 시간으로 정의하였다. 즉, Park and Loganathan(2002)에서 제시한 GPBM을 적용하여 시간에 따른 개별관로의 파손율을 추정하고 추정된 파손율과 한계파손율의 상등관계를 통해 생존시간을 산정하였다. 또한, 본 연구대상관로에 대한 GPBM을 구축함에 있어, 매설시점에서 누적파손횟수를 0으로 한 파손기록을 입력자료에 추가하는 방법과 가중계수(WF)의 범위를 수정함으로써 기존의 GPBM을 보완하였다. 이로써 파손사건이 최소 1회 이상 기록된 강관 및 주철관에 대한 비례위험모형을 구축하였다. 이와 같이 수정된 방법론은 관로 파손사건 등의 자료의 축적이 미비한 국내 여건에서 비례위험모형 및 GPBM과 같은 통계적 모형을 구축할 때 유용할 것으로 사료된다. 본 연구대상관로의 비례위험모형에 포함된 유의한 공변수는 관종과 관경 그리고 길이이며 관종은 비례성 가정을 위배하여 시간종속형 변수로 모형화되었다. 최종 채택된 PHM모형을 통해 생존함수를 추정하였으며 추정된 생존함수를 이용하여 개별관로의 잔존수명 및 경제적 수명 그리고 각 수명에 대한 95% 신뢰구간을 산정하였다. 또한 개별관로의 경제적 수명에 영향을 미치는 공변수의 위험비율도 분석하였다. 분석결과 강관의 평균 경제적 수명은 약 25.1년이고 주철관은 약 21년으로 산정되었다. 또한 관종에 따른 경제적 수명에 도달할 상대적인 위험률은 전반적으로 주철관이 높으나 20년 이상 매설된 관로에서는 강관의 위험률이 높을 것으로 분석되었다. 관경과 길이는 크기에 비례하여 상대적 위험률도 증가하였다.