• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.521-521
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• 2016

상수도 관망은 수원에서 수요절점까지 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 상수도 관망의 최적설계는 수리학적 제한조건 (절점의 수압, 관로의 유속)을 만족하는 범위에서 비용을 최소화하는 설계안을 얻는 것으로 Savic and Walters (1997)는 유전 알고리즘 (Genetic Algorithms, Holland 1975)을 적용한 상수도 관망 설계 프로그램인 GANET를 제안하였고, Maier et al. (1996)은 개미군집알고리즘 (Ant Colony Optimization Algorithm, Dorigo et al. 1996)을 상수도 관망 최적설계에 적용한 후 그 결과가 유전 알고리즘에 비해 우수함을 증명하는 등 상수도 관망 최적설계에 관한 연구가 활발히 진행되어 오고 있다. 유전알고리즘은 선택, 교차, 돌연변이의 반복계산 과정을 통하여 최적해를 찾는 최적화 기법이다. 이 과정에서 결정변수는 유전자 (Gene)의 집합으로 표현되며, 염색체 (Chromosome) 내에서 근접한 유전 인자들은 일종의 Building Block을 형성하게 된다. Building Block은 좋은 해를 갖는 유전 인자를 높은 확률로 보관하여 지역해에 빠질 가능성을 줄이는 반면, 유전형 (Genotype)이 표현형 (Phenotype)을 충분히 모방하여 표현하지 못한 경우 오히려 최적해의 탐색을 방해할 수 있다는 한계점을 갖는다. 유전 알고리즘을 상수도 관망 최적설계에 적용하였을 때에도 이 한계점은 여실히 드러난다. 관로의 관경을 결정변수로 설정한 후 유전형으로 표현하였을 때, 관망도 상에서 근접하지 않은 두 관로가 염색체 내에서 연속으로 나열된다면 두 관로 간의 연관성이 실제보다 크게 고려되기 때문이다. 한편, 하모니써치 (Harmony Search, Geem et al. 2001) 알고리즘은 즉흥 연주 (Improvisation)를 통해 최상의 화음을 만들어내는 현상으로부터 착안하여 만들어진 최적화기법으로 연산 기법은 무작위선택, 기억회상, 피치조정 등으로 구성되어 있으며, 결정변수에 해당하는 연주자가 독립적으로 행동하며 해를 탐색한다는 점에서 유전알고리즘과 큰 차이를 갖는다. 본 연구에서는 유전알고리즘의 Building Block에 의해 발생하는 오류를 개선하고자, 상수도 관망 최적설계 연구에 많이 사용되는 Hanoi 관망 (Fujiwara and Khang 1990) 관로의 정렬 순서를 여러 가지 기준으로 설정하여 관망데이터를 구축한 후 하모니써치와 유전 알고리즘을 적용하여 최적화를 수행하였고 그 결과를 비교하였다. 그 결과 유전 알고리즘과 달리 하모니써치 알고리즘의 경우, 관로의 나열 순서와 상관없이 우수한 최적해 탐색 결과를 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.55 no.spc1
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• pp.1223-1234
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• 2022

Efforts for reducing greenhouse gas emission coping with climate change have also been performed in the field of water and wastewater works. In particular, the technical development for reducing energy has been applied in operating water distribution system. The reduction of energy in water distribution system can be achieved by reducing structural loss induced by topographic variation and operational loss induced by leakage and friction. However, both analytical and numerical approaches for analyzing energy budget of water distribution system has been challengeable because energy components are affected by the complex interaction of affecting factors. This research drew mathematical equations for 5 types of state (hypothetical, ideal, leak-included ideal, leak-excluded real, and real), which depend on the assumptions of topographic variation, leakage, and friction. Furthermore, the derived equations are schematically illustrated and applied into simple water network. The suggested method makes water utilities quantify, classify, and evaluate the energy of water distribution system.

• 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 Korea Water Resources Association
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• v.51 no.11
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• pp.977-987
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• 2018

The purpose of the water distribution system is gradually changing to increase the flexibility for responding to various abnormal situations. In addition, it is essential to improve resilience through preparing emergency plans against water supply failure. The most efficient way is emergency interconnections which supply water from interconnected adjacent blocks. To operate successful interconnections, it is essential to evaluate the supply performance in spatial and temporal aspects. The spatial and temporal aspects are dominated by its interconnected pipes and interconnected reservoirs respectively. In this study, an emergency interconnection scenario where problem occurred in reservoir 1 at 0:00hr in A city, Korea. An Advanced-Pressure Driven Analysis model was used to simulate the volume and inflow volume of the interconnected reservoirs. Based on the hydraulic analysis results, a multi-dimensional evaluation of the supply performance was conducted by applying possible water supply range indicator (PWSRI) and possible water supply temporal indicator (PWSTI) which are based on fuzzy membership functions. As a result, it was possible to evaluate the supply performance on the sides of consumers in spatio-temporal aspects and to review whether established plans mitigate the damage as intended. It is expected to be used for decision making on structural and non-structural emergency plan to improve the performance of an emergency interconnection.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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• v.3 no.2 s.6
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• pp.101-113
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• 1995

In pipeline planning, the systematic and reasonal management of topographical and spatial data are needed in order to omprove the availibilities for data analysis and the effective combinations of spatial informations. According to that fact, DBMS (Database Management System) and DSS(Decision making Support System) have to be developed for the planning of water supply system Also, the economic selection for harmonious delivery of water to target area, since the alternatives of pre-designed pipeline are influenced by hydraulic stability and geographic characteristics. In this study, GIS technique for water supply planning and management which stores graphic features and attributes as digital data sets is considered and engineering application programs are integrated for effective planning of water supply system. Decision making support system based on analyzing technical, Social and economical aspects is developed for the extension of water supply facilities and pipeline configurations. Especially, Hydraulic, land-use and economic influences are considered as important factors for the purpose of developing the system. Hydraulic analysis program(SAPID) for pipeline flow which is already developed in Water Resources Research Institute and economic analysis program(ECOVEL) are integrated with GIS for resonable decision making. Every possible aspects in pipeline planning for water supply is reviewed and the applicabilities of developed system into the field are evaluated.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.35 no.6
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• pp.665-675
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• 2002

It is very closely related with the reliability of the pipe network to predict pipe burst and diminish burst effect in water distribution system. Most of the engineers have not consider pipe layout and the effect of pipe burst in conservative pipe network design. In this study, The effect of pipe burst in the network is analyzed with respect to pipe network geometric topology and the method of increasing the system reliability is presented by reducing pipe-burst effect. In existing pipe system, it is only designed to the closed loop system but in case of each pipe burst, it cannot transmit appropriate water to consumers and occurs severe hydraulic head drop in many nodes. The techniques developed in this study allow proper pipe diameter and pipe layout to pipe system through the analysis of pipe-burst effect. Thus, when each pipe is bursted, pipe system is prevented from severe pressure head drop in demand nodes and can supply stable flowrate to consumer.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.39 no.6 s.167
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• pp.545-552
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• 2006

The purpose of this study is to develop an optimal, long-term planning model for improvement of water distribution networks. The water distribution system is divided into sub-zones and the decision of improvement plan is made for each sub-zone. Costs for replacement, rehabilitation and repair, benefits including reduced pumping and leakage costs, and hydraulic reliability are considered to make optimal decision for improvement planning of water network. Harmony search algorithm is applied to optimize the system and hydraulic analysis model EPANET is interfaced with the optimal decision model to check the hydraulic reliability, The developed model is applied to actual water distribution system in Daegu-city, South Korea. The new model which use durability, conveyance and cost as a decision variable is different from existing methods which use only burying period and pipe type and can be used as optimal decision making system for water distribution network.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.14 no.3 s.40
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• pp.287-300
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• 2004

By using a simple conceptual model, a sensitivity analysis is performed to examine the effects of changing model parameters on the model outputs, the groundwater discharge and the radius of influence, induced by tunnel construction. The results indicate that the model outputs are most sensitive to the tunnel depth and the hydraulic conductivity, and their sensitivities vary with time. It is also revealed that the sensitivity of the specific yield in- creases constantly with time, and therefore it is as important as the hydraulic conductivity for constructing a wet-system tunnel. A transient model is suggested to simulate the stepwise tunnel excavation and the watertight lining. The model is used for a tunnel construction site to predict groundwater mow into the tunnel and the transient response of the surrounding aquifer system. The predicted results are highly sensitive to the hydraulic conductivites assigned by model calibration. Thus, a postaudit should be made to reduce the uncertainty of the predictive model.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1664-1668
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• 2008

팔당호는 수도권의 상수원수로서 매우 중요한 역할을 맡고 있다. 팔당호의 수도권 상수도 공급량은 전체 공급량에 32%를 차지하고 있으며, 현재 4개의 취수구에서 상수원수가 취수되고 있다. 취수장의 총 취수시설 용량은 $9.02{\times}10^6\;m^3/day$ 규모이고, 실제 취수되는 양은 약 $4{\times}10^6\;m^3/day$이다. 따라서 팔당호의 지속적인 수질관리 및 수질예측이 중요하다고 할 수 있다. 실제로 팔당호는 여러 가지 수질 문제를 안고 있다. 팔당호 상류의 인구가 증가하고 도시화되면서 유입되는 오염물질의 양이 증가하고 있으며 이런 상황에서 상수원수로서 필요한 수질을 확보하는 데에 어려움을 겪고 있다. 특히 집중호우 시 호수 및 하천에 발생하는 부유사 문제가 심각한 수준이다. 하천에서 부유사 문제는 수자원 이용뿐만 아니라 하천 생태계까지 피해를 미치게 된다. 따라서 부유사 거동에 대해 해석하는 모형개발에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이렇듯 중요성과 문제성을 동시에 지니고 있는 팔당호의 수질을 예측, 관리를 위해 2차원 수질모델을 이용하여 부유물질 확산거동을 예측하고자 한다. 수로연장이 길고 수심이 깊은 댐이나 호수에서는 x-z방향으로 구획을 나누고 하천, 하구나 만에서는 수심보다 수평방향 면적이 넓기 때문에 x-y방향으로 구획을 나누는 것이 일반적이며, 팔당호의 경우 수리학적으로 큰 규모의 호수이기 때문에 이러한 2차원 모형을 이용하는 것이 적합하다. 본 연구에서는 2차원 수질 해석모델인 SED-2D를 이용하여 부유사 확산 거동에 대한 해석모델 개발을 연구하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.1316-1320
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• 2004

생활수준의 향상과 기술발전에 따라 상수도 관망시스템에 관할 관점 또한 기존의 설계 및 해석의 개념에서 안정적이고 효율적인 용수공급 운영의 측면으로 변화하고 있다. 본 연구에 서는 상수도 시스템을 효율적으로 운영하기 위한 방법을 관망운영의 측면에서 모색하였으며, 수도권 광역상수도를 대상으로 하여 시범 적용하였다. 본 연구는 현재 시점에서 안정적인 용수공급이 가능한 가능최소 에너지 비용을 구하는 것이 목적이다 용수수요량의 변화 등 운영여건이 바뀌게 되면, 수리적 안정성이 확보되는 범위내에서 가능한 최적의 펌프운영패턴을 도출하였다. 현재 용수공급량 변동시 또는 연계운영 방법의 변경시와 같은 운영여건 변동에 따른 경제적운영 방안 등에 대한 연구가 미비하여 가장 최적의 운영방안 도출이 어려운 실정이므로, 본 연구를 통하여 연계운영에 최적화 기법의 적용 및 운영방안의 도출을 수행하였다. 운영여건의 변경시 펌프장 등에서의 전력원단위 변화 등 각 단계별 수도시설의 종합적 고려를 통한 경제적 운영방안을 검토할 수 있는 상수관망 최적운영모형의 실제 탑재 모델을 개발하였으며, 이를 기반으로 하여 실제 현장에서 담당자가 쉽게 사용할 수 있는 사용자 편의 환경을 개발하였다.