• 한국수자원학회논문집
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• 제51권11호
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• pp.959-969
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• 2018

노후화된 상수관로는 단수유발, 수압부족 및 수질악화, 싱크홀 발생 피해와 누수로 인한 경제적 손실 등을 초래한다. 하지만 모든 노후관로를 일시에 보수 및 교체하는 것은 불가능하므로, 사용 중인 관로의 노후도를 정량적으로 판단하여 상수관로의 개량 우선순위를 결정해야 한다. 본 연구에서는 ANN(Artificial Neural Network)-Clustering 기법이 상수관로의 노후도 평가를 위한 새로운 평가방법이 될 수 있음을 제시하였다. 본 연구는 전라남도 YG지역의 배수관로를 적용대상으로 진행하였으며, 관망성능평가 항목을 이용하여 전체 관로를 세 개의 등급으로 분류하여 노후도를 평가하였다. 또한, 본 연구의 적용 가능성을 판단하기 위하여 실무에서 적용 중인 점수평가법 결과와 비교분석을 실시하였으며, 전체 대상관로의 노후도 정도를 직관적으로 파악할 수 있도록 산정된 노후도 등급을 관망도에 도시하였다. 본 연구에서 제안한 노후관로 평가기법은 관로의 다양한 특성값을 손쉽게 변경하여 적용할 수 있으며, 점수평가법과 더불어 상수관로의 유지관리를 위한 객관적이고 합리적인 관망성능평가법이 될 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권10호
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• pp.785-793
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• 2009

본 연구에서는 부정류 상태의 조압수조를 해석 할 수 있는 수치모형이 개발되었다. 그리고 부정류 효과를 고려한 파이프의 파괴확률 산정을 위한 신뢰성 모형이 개발되었다. 파이프 파괴의 상대적 위험도 평가와 조압수조의 기능성 평가를 위해 부정류 효과를 고려한 조압수조가 있는 상수관망 시스템의 파괴확률을 산정하였다. 신뢰성 해석을 통하여 부정류가 파괴확률을 크게 증가 시키는 것을 알 수 있었으며 조압수조가 부정류의 압력을 크게 감쇠시킴으로써 파괴확률을 현저히 저하시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.108-108
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• 2018

상수관의 노후화 혹은 공사 중 작업자의 실수, 또는 자연재해 등에 의해 상수관망 내 파손 관이 발생할 경우 파손된 관의 보수 및 교체 작업을 위해서는 파손 관과 인접한 밸브를 차폐하게 된다. 이로 인하여 관망의 일부 지역에 물 공급이 차단되는 단수구역이 발생하게 되며, 단수구역은 밸브를 닫음으로 인해 파손 관과 함께 격리되는 직접고립지역(segment)과 직접고립지역을 차폐함으로써 의도치 않게 수원으로부터 물 공급이 차단되는 간접고립지역(unintended isolation)으로 구분할 수 있다. 간접고립지역은 차폐된 직접고립지역으로 인해 수원으로부터의 유일한 용수공급 노선이 차단되어 발생한다. 관 파손에 의한 단수 피해를 현실적으로 모의하기 위해서는 밸브위치에 따른 단수구역을 정확히 산정할 필요가 있다. 단수구역은 파손관의 위치뿐만 아니라 차단 밸브의 개수 및 위치에 따라 달라진다. 따라서, 관 파손에 의한 단수피해를 최소화하기 위해서는 각 관로의 파손확률과 절점의 중요도를 고려하여, 적절한 밸브의 위치를 선정해야 한다. 본 연구에서는 관 파손에 따른 단수상황을 모의하여 파손 관에 의한 직, 간접 단수구역을 탐색한 후, 단수용량을 파악하고 이를 최소화하기 위한 밸브의 적정 위치를 최적화 알고리즘을 이용하여 결정하는 방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1211-1222
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• 2022

상수도 관망 운영 단계에서 비정상상황은 필연적으로 발생하며, 이때 밸브를 이용한 구역의 격리가 필요하다. 밸브를 이용한 구역 격리 시 흐름 경로와 유향, 유속의 변화와 같은 수리적 변화로 인해 수리적 피해는 불가피하며, 대부분의 기존 연구들은 수리적 피해를 최소화할 수 있도록 밸브의 위치를 결정하여 왔다. 다만, 수리적 변화는 예지치 못한 수질 사고를 유발할 수 있기에, 격리 시 수질 사고 발생 여부를 미리 판단할 필요가 있다. 이에 본 연구에서는 밸브 위치에 따른 예지치 못한 수질 문제를 예방할 수 있는 밸브 설계 방안을 제안한다. 이를 위한 격리 전후의 관로별 흐름 특성 변화율을 정량화하는 유향 변경률 인자(Flow Direction Change Ratio, FDCR)와 신뢰도(reliability)를 고려한 최적 설계 방법론을 제안하였으며, 해당 모형을 가상 상수도 관망에 적용하여 FDCR 고려 유무에 따른 설계안을 비교하였다. 설계 결과 FDCR을 고려한 경우 기존 설계안 대비 유향 변동이 없는 것을 확인하였으며, 세그먼트 격리에 따른 절점별 압력과 관별 유속의 평균과 변동성을 확인한 결과 기존 설계안 대비 우수한 성능을 나타냄을 확인하였다. 또한 설계안 비교를 위해 그래프 이론 기반 인자인 수리학적 거리 인자(Hydrualic Geodesic Index, HGI)를 활용하였으며, HGI가 높은 설계안이 유향 변동성이 낮은 것으로 나타났다. 본 연구는 향후 수질 사고를 고려한 밸브 시스템의 설계 및 운영에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권9호
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• pp.769-780
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• 2010

'위상적 평가'와 '수리학적 평가'를 통해 수요절점에서 필요한 수량을 필요한 압력으로 충분히 공급할 수 있는지의 여부를 정량화하고 이를 신뢰성의 산정을 위한 기준으로 사용하는 것은 대표적인 상수관망시스템의 신뢰성산정 방법이다. 하지만 '수리학적 평가'를 이용한 수요절점에서의 압력확보 여부를 신뢰성 산정에 사용한 기존의 연구들은 'Demand-Driven Analysis의 사용'과 '사용성의 미고려'라는 두 가지 측면에 있어서 문제가 있다. 또한 비정상상태인 상수관망시스템의 수리모의 적합한 Pressure-Driven Analysis를 이용한 연구들도 신뢰성 산정에 있어 가능공급량만을 고려하고 사용성을 고려하지 않아, Pressure-Driven Analysis의 장점이 효율적으로 사용되지 않은 단점이 있다. 본 연구에서는 기 개발 된 Pressure-Driven Analysis 모형인 HSPDA모형과, 거리척도 방법을 이용하여 수량과 수압을 동시에 고려하는 신뢰성 분석기법을 제안하였다. 제안된 기법을 상수관망에 적용하여 기존의 연구결과와 비교하였고 이를 바탕으로 수립 가능한 신뢰성 확보방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제55권spc1호
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• pp.1295-1303
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• 2022

안정적인 수도 공급을 위한 상수도관망의 역할이 더욱 주목받음에 따라 비정상 상황에 대한 신속한 탐지와 적절한 대처 역시 중요시되고 있다. 장치에 의존한 탐지기법 등 기존의 방법론에는 한계가 존재하므로 데이터를 이용한 모델 기반의 방법이 개발되었다. 하지만 상수도관망 내 측정 데이터는 불확실성을 가져 실제 사용량과 다르다. 따라서 본 연구에서는 기계학습 방법의 하나인 인공신경망 모델을 이용하여 상수도관망 압력값을 예측함에 있어 데이터 불확실성의 영향을 조사한다. 정규분포를 따르는 임의의 값을 고려하여 데이터에 측정치 오류를 형성하고 측정치 오류 여부 및 종류에 따라 총 9가지 데이터를 인공신경망 모델을 통해 예측해 경향성을 비교한다. 분석을 통해 데이터 불확실성이 증가할수록 모델 성능이 감소하며, 출력데이터의 측정치 오류가 모델 성능에 미치는 정도가 더 큼을 확인하였다. 특히 입력데이터와 출력데이터의 측정 오차 크기가 동일한 경우 예측 정확도는 각각 72.25%, 38.61%로 큰 차이를 보였다. 따라서 ANN 모델 예측 성능 향상을 위해서는 입력 데이터보다 출력데이터인 주절점의 측정 오류 크기를 줄이는 것이 중요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.1012-1017
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• 2004

노후된 상수도 관망의 최적개량 계획수립을 위하여 국내에서 가장 많이 쓰이는 모형은 관거의 교체, 갱생, 유지보수 비용 등과 같은 인자를 이용한 경제성분석에 의한 모형이다. 국내 적용된 대부분의 모형은 Shamir 등(1979)의 모형을 근간으로 하고 있으나, 모형에서 사용되는 여러 인자 중 관거의 유지보수 비용에 대한 국내 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 6년간의 대구광역시 지역의 누수보수기록자료를 이용해 국내 적용 가능한 유지보수 비용 함수를 유도하였다.

• 물과 미래
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• 제29권3호
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• pp.197-205
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• 1996

상수도 관망시설에서 각 관로는 시간이 경과함에 따라 각종 부식이 일어나 통수능이 저하된다. 그러므로 적절한 시기에 갱생이나 교체 등의 처리를 해주어야 한다. 본는 연구에서는 각 수요절점에서 요구수량, 요구압력 등 수리학적 조건을 만족시켜주며 동시에 최소의 비용으로 노구된 관로를 처리해주는 의사결정모형을 개발하였다. 교체비용, 관파열보수비용, 양수비용, 관 파열율, 연이율 등은 각 관로의 교체시기를 경제적으로 결정하는데 이용된다. 그리고 배수시설의 수리학적 만족여부는 관망계산 프로그램 KYPIPE에 의해 점검된다. 시스템이 수리학적 조건을 만족지 못할 경우 교체시기는 조건이 만족될 때까지 앞당겨진다. 본 모형은 기존 송배수시설인 수도권 광역상수도 제1단계에 적용되었다. 모형을 이용해 산출한 최적교체시키는 수리학적으로 모의해본 결과 문제가 없으며를 알 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권10호
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• pp.673-679
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• 2017

본 논문에서는 상수관로의 효율적인 유지 관리를 위해 상수도 기술진단에서 점수평가법으로 도출된 관망성능평가결과를 이용한 상수도 관로의 내구연수 및 잔존수명 산정 방법을 제시하였다. 본 연구에서 잔존수명은 '모델에 의해 추정된 매설 후 최적교체시기까지 경과년수'를 의미하는 '내구연수'와 매설 후 경과년수의 차이로 정의하였으며, 내구연수는 관망성능평가기준으로 제시된 노후관로 판정기준 점수에 도달하는 시점으로 정의하였다. 연구대상지역의 관망성능평가에 사용된 평가항목들과 노후도 점수를 상수도 관로의 잔존수명 추정을 위한 다중회귀모델의 변수로 사용하였다. 잔존수명의 산정에 필요한 내구연수를 추정하기 위하여 구축된 회귀모델에 독립변수로 사용된 노후도 점수를 나타내는 변수의 값으로 노후관로 판정기준 점수에 해당하는 값을 대입하였다. 개발된 회귀모델을 이용하여 연구대상지역 상수도 관로의 내구연수 및 잔존수명을 산정하였으며 그 결과를 지방공기업법에서 제시하고 있는 내용연수와 비교하여 분석하였다.