• 한국ITS학회 논문지
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• 제17권1호
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• pp.114-122
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• 2018

본 논문은 맨홀 아래 지하에 매설된 상수도관의 수압을 효율적으로 측정하기 위하여 무선통신 모듈을 내장한 수압센서(IoT)를 모든 상수도관 밸브에 설치하여 수압을 측정하도록 하였다. 측정한 데이터는 무선 통신으로 스마트폰에 전송하고 스마트폰은 수신한 데이터를 다시 서버로 전송하여 저장하고 관리할 수 있도록 하는 새로운 수압측정 시스템을 제안하였다. 담당자들은 서버에 저장된 수압 데이터를 원격에서 조회하여 상수도관의 누수 여부나 관리지역 내의 수압의 적정성 여부 등을 확인하여 이상 여부를 체크할 수 있도록 함으로써 상수도관의 수압을 효율적으로 관리할 수 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.83-83
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• 2023

댐의 침투수량은 준공이후 댐 안전성 확보를 나타내는 지표 중의 하나이며, 유지관리를 위해 침투수량 측정을 실시하여 관리를 하고 있다. 댐 타입별로 침투수량에 대한 허용치와 관리기준치는 다르지만, 기본적으로 댐에서 발생되는 침투수량은 측정범위를 넘지 않도록 관리를 하고 있다. 댐의 침투수량 측정은 댐 하류에 누수집수벽을 설치하고 댐에서 발생되는 침투수량을 집수한 후 삼각위어를 통하여 침투수량을 측정하고 있다. 이러한 침투수량 측정은 대부분의 댐에서 실시간으로 자동측정하고 있지만, 경우에 따라 미계측 구간이 발생되어 댐 유지관리 측면에서 미계측에 대한 원인분석이 필요한 실정이다. 일반적으로 침투수량의 미계측 원인은 계측기기, 삼각위어, 누수집수벽, 기초지반 등 다양한 원인이 있지만 명확한 원인을 찾기는 어려움이 많다. 특히, 댐 침투수량의 경우 지하수위, 댐 표면 우수, 침투수가 같이 측정되기 때문에 원인분석을 위해서는 다양한 검토가 필요하다. 본 연구의 표면차수벽형석괴댐은 누수집수벽을 통하여 침투수량을 측정하고 있으나, 일부 구간 미계측 부분이 발생하여 기초지반, 댐체 하류사면, 여수로와 댐체 접합부를 통한 누수를 원인으로 추정하였다. 이를 조사하기 위하여 전기비저항 탐사, 시추조사, 수압시험, 지하수위 측정 결과를 이용하여 누수발생 추정위치를 찾고, 침투수량이 미계측되는 원인을 분석하고자 하였다. 전기비저항 탐사는 여수로 접합부, 누수집수벽 상·하류 구간을 선정하여 측정한 결과 상·하류 저비저항대가 존재하는 구간을 추정할 수 있었다. 수압시험 결과 기초암반은 2.3 ~ 21.3 Lu(3.65×10^-5 ~ 3.65×10^-4 cm/sec)의 범위로 누수 가능성이 있는 높은 투수성을 갖는 부분을 확인할 수 있었다. 전기비저항 탐사, 수압시험, 지하수위 측정을 통해 누수집수벽 기초지반 누수발생 원인분석 결과 누수집수벽 기초암반을 통한 누수로 누수집수벽에 댐체를 통한 침투수량이 저류되지 못하는 현상이 발생하기 때문인 것으로 판단되었다. 침투수량계의 정상화를 위해서는 조사를 통해 확인된 누수집수벽 기초암반 누수구간의 그라우팅 보수보강이 필요함을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.981-985
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• 2005

상수도 관망은 상수도 운용시스템에서 가장 중요한 부분이다. 그러므로 항상 수요자의 필요에 부응하는 충분한 수량과 좋은 수질로 공급할 수 있도록 적정한 압력 유지와 수량 확보가 되도록 유지 관리 되어야 한다. 이를 위해서는 상수도 관망의 합리적인 해석과 최적의 설계를 통해 수요자가 필요로 하는 양질의 물을 원활히 공급하고 재원의 낭비를 줄여야 한다. 그러나 우리나라의 많은 대도시들의 경우처럼 특히 상수도 시설이 거대해 지고 급수구역이 광범위하며 복잡한 배수시설을 가지고 있는 지역에 있어서는 모든 현상을 정확하게 파악하고 유지관리하기가 매우 어렵게 되므로 운영관리상 많은 문제점이 발생하게 된다. 이러한 문제점에 보다 효율적으로 대처하기 위해서는 가장 기본적으로 현재의 상수도 시설에 대한 수리적 상태를 파악하여야 한다. 따라서 본 논문에서는 대도시 상수도 시설의 효율적 운영 및 확장에 기본이 되는 현재의 상수도 시설에 대한 시설현황, 운영, 수리상태를 파악 하고, 밸브의 개폐에 따른 수리학적 특성 변화를 제시하고자 하였다. 관망 해석에 필요한 입력 자료는 실제 운영되고 있는 광주광역시의 상수도 급배수 관망 시설을 대상으로 산출 하였고 관망해석 프로그램인 Pipenet 98을 이용하여 시뮬레이션을 실시하였다. 본 논문에서 대상 구역에 대해 수리적 특성 변화를 모의한 결과 상수 관로내의 밸브 개폐도를 $100\%$ 유지시켰을 때 평균 수압은 $4.4kg/cm^2$으로 나타났으며 밸브 개폐도 $80\%$일 때의 평균 수압 $4.7kg/cm^2$, 밸브 개폐도 $60\%$일 때의 평균 수압은 $4.69kg/cm^2$으로 나타났다. 밸브 개폐도가 $100\%$일 때가 밸브를 $60\%$와 $80\%$ 개폐시켰을 때보다 $0.3kg/cm^2,\;0.29kg/cm^2$ 낮게 나타나 밸브를 전체 개방 했을 때 관로내의 수압이 상수설계기준에 적합한 수압을 유지함을 알 수 있다. 상수관로 설계 기준에서는 관로내 수압을 $1.5\~4.0kg/cm^2$으로 나타내고 있는데 $6kg/cm^2$보다 과수압을 나타내는 경우가 $100\%$로 밸브를 개방하였을 때보다 $60\%,\;80\%$ 개방하였을 때가 더 빈번히 발생하고 있으므로 대상지역의 밸브 개폐는 $100\%$ 개방하는 것이 선계기준에 적합한 것으로 나타났다. 밸브 개폐에 따른 수압 변화를 모의한 결과 밸브 개폐도를 적절히 유지하여 필요수량의 확보 및 누수방지대책에 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권11호
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• pp.1103-1113
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• 2013

본 연구에서는 상수관망의 수압모니터링지점 선정방법을 제시하고 이를 모의하기 위해 단순화된 샘플관망에 적용하여 최적위치를 선정하였다. 또한, 최적의 수압모니터링지점 선정방법을 도출하고 실제 도시의 상수관망에 적용하여 모니터링 지점을 선정해보았다. 모니터링 지점선정방법은 크게 세 가지로 구분하여 계산하였다. 먼저 조도계수 변화로 인한 민감도분석, 유량변화로 인한 압력기여도분석과 민감도분석을 통하여 모니터링 지점을 선정하였다. 그리고 부정류 해석결과를 이용한 압력기여도분석과 민감도분석결과를 정류해석결과와 비교하였다. 결과를 통하여 가장 효과적이고 간편한 방법을 선정하였고 실제 상수관망에 적용하였다. 본 연구에서 제시된 모니터링 지점선정방법은 상수관망의 유지관리는 물론 누수탐지를 위한 수압관리 모니터링 지점선정방법으로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제14권4호
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• pp.429-442
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• 2004

1999년 부산광역시에서 발생한 황령산 산사태는 평면파괴 형태였다 그 후, 황령산 절개사면은 재시공 되었으며 최종 구배는 1:2.0이었다. 수평변위, 간극수압 및 축력을 측정하기위하여 공사중인 2000년 8월부터 2002년 2월까지 파괴사면에 대한 계측이 실시되었다. 계측결과를 종합 고려하면, 강우량에 비례해서 간극수압이 증가되지만 강우 후 지반의 압력수두가 신속히 감소하여, 지표에서 유입된 강우가 사면을 따라 신속히 배출되는 것으로 사료된다. 또한, 경사계 및 하중계 계측자료의 분석결과, 지반의 거동은 거의 없으므로, 사면도 안정된 것으로 사료된다. 특히 본 연구지역과 같이 강우와 관련된 산사태 지역의 경우 자동화 계측을 통해서 간극수압의 신속한 증감을 알 수 있었으며, 추후 이러한 주요 시설 사면에서 자동화 방식에 의한 계측관리가 사면의 안정성을 판단하는데 더욱 효과적일 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.395-395
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• 2022

본 연구는 머신러닝 기반의 상수도 모니터링 시스템의 예측 모델을 개발하고, 예측 모델의 적용이 가능성을 검토하였다. 상수도모니터링 시스템은 상수관망에 설치된 센서에서 수집된 자료를 모니터링 할 수 있어 운영자의 상수도 시설물의 관리 편의성을 높일 수 있다. 특히 수리학적 모델을 적용하여 계산된 값과 측정된 값을 비교해 이상치가 발생하면 운영자에게 이를 알려주므로 시스템내의 문제점을 빠르게 확인할 수 있다. 그러나 수리학적 모델은 입력자료가 증가됨에 따라 계산시간이 많이 소요되는 문제가 있고, 계산된 값의 정확도가 낮아지므로. 이러한 문제를 보완하기 위해 머신러닝 기반의 예측 모델을 개발하여 이를 해결하고자 하였다. 예측 모델은 GS 이니마 브라질(GS Inima Brazil)에서 운영중인 아라사투바(Aracatuba) 지역 주사라(Jussara) DMA(District Metered Area)의 2018년 1월에서 7월까지의 운영자료를 이용하였으며, 상수도 모니터링 시스템에서 상수관로 수압에 영향을 미치는 영향 인자들을 분석하고, 하이퍼파라미터 최적화를 통한 수압 예측 모델을 개선하였다. 금회 연구는 머신러닝 기반의 모델을 통하여 상수관망의 시간변화에 따른 장래 예측 수압을 검토할 수 있었다는데 큰 의의가 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권12호
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• pp.13-20
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• 2011

외수압에 의한 강관 라이닝 좌굴 사례를 조사, 평가하여 강관 라이닝의 안전성에 미치는 요소 및 그 중요도를 산정하고자 하였다. 대상터널은 ${\bigcirc}{\bigcirc}$광역상수도 도수시설인 직경 2m의 수로터널로서 터널 라이닝은 내부의 강관 라이닝과 배면의 뒷채움 콘크리트로 구성되어 있다. 두 개의 수로터널에서 발생된 강관 라이닝 좌굴 손상을 대상으로 손상의 형태 및 설계 조건을 상세하게 조사하였다. 좌굴 손상에 적용 가능한 좌굴 안전성 평가방법을 기존의 문헌 자료를 참조하여 선정하였으며, 손상에 대한 조사결과와 비교하였다. 또한 본 지역의 수리지질학적인 특성이 좌굴 손상에 미치는 영향을 검토하였다. 연구결과 수리지질학적 지층특성뿐만 아니라 터널 라이닝의 적절한 시공이 강관 라이닝의 좌굴에 영향을 미치는 중요한 요소이며, 외수압의 크기 결정은 수리지질 특성에 따라 산정되어야 하는 것을 알 수 있었다. 기존 손상 사례에 대한 연구는 압력 수로터널의 강관 라이닝에 대한 설계, 시공 및 유지관리 기간 중의 문제점 및 개선사항을 도출하는데 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.25-36
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• 2022

본 연구에서는 감압정의 침투수 처리 효과를 정량적으로 분석하여 소규모 필댐과 하천제방에서 제체를 통과하는 침투수의 처리 효과를 확인하였다. 이를 위해 댐과 제방에서의 제체와 기초지반의 투수 특성에 따른 침투해석을 수행하여 침투수의 거동특성을 파악하여 댐 제체 선단에 작용하는 양압력을 분석하였다. 또한 감압정의 설치 조건을 변수로 분석하여 댐 또는 제방의 제체 선단에 작용하는 양압력의 감소 효과를 분석함으로써 침투수 처리 효과를 분석하였다. 감압정은 파이핑 현상 또는 양압력을 유발하는 제체의 선단 하부 기초지반에서의 작용 간극수압을 감소시키는 효과가 있는 것으로 평가되었으며, 제체의 높이 및 비탈면 기울기와 같은 기하학적 조건에 크게 영향을 받지 않고 간극수압을 관리할 수 있는 것으로 확인되었다. 투수성이 상대적으로 큰 조립토 지반에 비해 세립토 지반에서 감압정의 간극수압 저감 효과는 상대적으로 저하되지만 감압정이 설치되지 않은 조건에 비해서 간극수압 저감 효과를 기대할 수 있는 것으로 확인되었다. 감압정의 직경, 설치 깊이에 따라서 감압정의 저감 효과는 상대적으로 차이가 발생하지만 감압정의 설치 깊이가 침투수 관리에 가장 효과적인 것으로 확인되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제36권6호
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• pp.5-15
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• 2020

본 연구는 필댐에 설치된 간극수압과 댐의 저수위와의 상관관계를 통해 댐의 안정성 평가를 위한 간극수압계의 활용방안에 대해 다루고 있다. 이를 위해 필댐에 설치된 총 8개의 간극수압계에 대해서 주성분 분석을 수행한 결과, 3개의 군집으로 분류되었다. 이는 댐 제체 내에 형성되는 침윤선을 기준으로 내부, 외부, 상단으로 분류된 것으로 나타났다. 침윤선 내부에 위치한 A군집 내 간극수압계와 저수위와의 상관계수는 0.94~1.00로 강한 양의 선형관계를 나타냈다. 즉, 향후 A군집 내에 존재하는 간극수압계에 의해 해당 댐의 유지관리가 필요한 것을 의미한다. 또한, 저수위와 간극수압계에 대한 회귀분석을 수행한 결과, A군집의 결정계수가 0.89~0.99로 선형회귀 모형이 도출되었다. 따라서 저수위가 설명 변수로 고정될 때 간극수압의 예측이 가능하여 현재 계측된 값과의 비교를 통해 댐의 안전성 여부를 판단할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제18권1호
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• pp.53-60
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• 2016

본 논문은 터널 유지관리계측의 압력 관리기준치 설정에 대한 연구로 계측 초기에 설정된 지하철계측 초기 관리기준치를 토대로 서울지하철 6,7,9호선 8개 대표단면의 터널 콘크리트라이닝의 토압과 간극수압에 대하여 약 5년에 걸친 계측 실적을 분석하고, 국외 계측관리기준을 비교하여 향후 터널 유지관리계측에 적용할 압력 계측관리기준치 설정에 대한 연구를 수행하였다. 연구결과 향후에 터널에 적용할 유지관리계측의 압력 관리기준치는 국내적용 계측관리기준치와 국외적용 계측관리기준치 분석결과를 비교하여 안전단계는 허용압력의 60%, 주의단계는 허용압력의 80%, 정밀분석단계는 허용압력의 100%로 실무에서 쉽게 적용할 수 있는 절대치에 의한 계측관리방법을 제안하였다.