• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.521-521
• /
• 2023

지방상수도의 관 파손사고 감지 및 누수관리 방법에는 블록시스템 구축을 통한 소블록별 야간최소유량 감시방법이 가장 대표적이다. 야간최소유량은 새벽 2시와 4시 사이의 인구 활동 비율이 가장 낮은 새벽 시간대에 소블록에 공급된 유량을 의미하며, 대부분 유량 성분은 누수량일 것이라는 가정에서 출발한다. 그러나 아파트 중심의 주거 형태를 보이는 도심지의 경우, 새벽 시간대에도 다량의 물수요가 비정기적으로 발생하고 있어 관망의 이상 여부를 감시하기 위한 관리기준으로서 야간최소유량을 이용하기에는 높은 일간 변동성에 따른 한계가 있다고 할 수 있다. 즉, 야간최소유량은 관 파손사고 발생의 감시보다는 관로 연결 또는 급수전 분기 부위에서 발생하는 미량의 누수가 수개월에 걸쳐 누적되는 장기추세를 분석하여 누수탐사반의 투입 시점을 결정하기 위한 근거를 제시하기 위한 목적으로 사용되며, 아직까지 관 파손사고의 발생은 자체적인 감지보다는 민원에 의해 인지되는 경우가 많다. 최근, 스마트관망 구축사업(SWM) 등을 통해 관 파손 및 누수 감지를 위한 청음식 누수감지센서가 소블록 내 도입되고 있으나, 초기 시설투자에 큰 비용이 수반되며 주변 소음과 배터리 전원방식의 한계로 인하여 새벽 시간대에만 분석이 제한적으로 적용되는 경우가 많아 이 역시도 상시적인 관 파손사고의 감시기술이라 보기는 어렵다. 본 연구에서는 소블록 유입점에서의 유량·압력과 소블록 내에 설치된 대수용가 스마트미터, 그리고 사고감지를 위한 수압계 사이의 평상시 수리적 균형을 학습한 DNN(Deep Neural Network) 모델을 이용하여 관 파손사고를 실시간 감지하는 모델 개발연구를 수행하였다. 모델은 관 파손사고 감지를 위한 수압계의 최적 위치와 대수를 결정하기 위한 모듈과 관 파손사고 감지모듈로 구성되며, 1개 소블록 Test-Bed를 구축하여 모델을 생성하고 PDD 관망해석 모델을 통해 생성된 가상의 사고에 대한 감지 여부로서 개발 모델의 감지성능을 평가하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2020.06a
• /
• pp.405-405
• /
• 2020

최근 선제적인 가뭄대응을 위하여 관계부처가 상시 가뭄 관리체계를 지속하고, 범정부적 가뭄예방 대처를 위한 가뭄종합대책이 수립되었다. 가뭄종합대책에는 통합적 가뭄 위기대응체계를 마련해 단계별로 가뭄에 체계적으로 대응하고, 극한가뭄에 대비해 선제적 용수확보와 가뭄 전문가 지역 협의체 운영 등을 통해 대응 역량을 강화하는 계획이 포함되어있다. 또한 국가재난관리체계에 따라 지자체는 지역별 재난안전대책본부를 수립하고, 현장조치 행동메뉴얼에 따라 단계별 제한급수대책 수립, 재난대응 단계별 행동요령 (징후 감지, 초기 대응, 비상 대응) 등을 수행한다. 이처럼 가뭄은 발생 후 해갈까지 많은 시간과 지속적인 관리가 필요하며, 사회전반에 걸처 영향을 주는 대형복합재난으로 국가적 차원의 통합적 관리가 필요한 재난으로 국가가뭄대응체계 및 비상대처계획 (Emergency Action Plan, EAP) 수립이 필요하다. 미국은 1998년 국가가뭄정책법(National Drought Policy Act)을 제정해 가뭄관리에 대한 법제도적 기반을 마련하였으며, 2006년 국가통합가뭄정보시스템법 (National Integrated Drought Information System Act)을 제정해(Public Law 109-430) 현재의 국가통합가뭄정보시스템 (NIDIS)이 설립되었다. 이후 국가가뭄회복력파트너십 (National Drought Resilience Partnership, NDRP)을 발족하여 2016년 장기가뭄 회복력을 위한 국가재해대응정책을 수립하였다 (Federal Action Plan for Long-Term Drought Resilience). 미국의 경우 1982년 콜로라도 주, 사우스다코타 주, 뉴욕 주를 시작으로 2020년 현재 48개 주에서 연방정부단위의 가뭄대응계획을 수립하였다. 본 연구에서는 미국에서 실행되고 있는 가뭄 적응 대책 및 비상대처계획을 조사, 분석하고, 향후 메가 가뭄 발생시 국가단위의 가뭄 재난위기관리 매뉴얼, 정부 및 지자체의 가뭄 대응 체계 및 대응 방안을 보완할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.429-429
• /
• 2021

2019년 발생한 인천광역시 붉은 수돗물 사태로 급수구역에 포함된 26만 1천 세대, 63만 5천 명이 직·간접적인 피해를 입은 바 있다. 경제적 피해액으로 추정할 경우 최소 1,280억 원 이상으로 보고된 바 있으며, 이와 같은 상수관망의 수질사고 확산은 장기간 동안 시민의 건강과 생활환경 수준을 저하시킨다. 따라서 상수도시스템의 수질사고확산 모델링 및 방지기술을 통한 수질안전성의 재확인이 필요하며, 이것은 상수도시스템의 지속가능성을 높여 국민이 체감하는 물 환경 수준 제고에 기여가 가능하다. 관망 내 수질해석을 직접적으로 수행하는 모델은 국외적으로 다양하게 개발(PODDS, EPANET-MSX, EPANET2.2 등)된 바 있으나 검·보정을 위한 수질측정 자료 부족 등으로 적용이 제한적이라는 한계가 현재에도 존재한다. 이를 보완하기 위해 수질자료에 비해 그 양이 많고 획득방법이 상대적으로 수월한 수리학적 계측자료 및 해석결과를 활용한 관로 내 체류시간 등을 활용한 연구가 수행된 바 있다. 그러나 이와 같은 수리학적 해석 결과를 활용하는 경우에도 계측자료를 기반으로 한 수리학적 검·보정은 필수적이라 할 수 있다. 본 연구에서는 관로 내 체류시간에 직접적인 영향을 미치는 유량 및 유속자료를 중심으로 수리학적 관망해석의 결과를 최적 검·보정하는 방법론을 제안하였다. 기존 상수관망 수리해석의 검·보정은 일부 지점에서 수압을 측정하고, 수리해석 결과로 도출되는 해당 지점의 수압이 실측된 결과와 유사하도록 관로의 유속계수를 적절히 보정하는 형태로 진행되었다. 그러나 본 연구에서는 관로유량과 유속자료의 목적함수 내 가중치를 수압자료보다 크게 설정하여 체류시간 중심의 검·보정이 수행될 수 있도록 하였으며, 검·보정 대상인자 역시 대수용가의 수요량, 수요패턴, 그리고 관로유속계수로 확장된 모형을 구축하였다. 최적화 기법으로는 메타휴리스틱 기법중 하나인 화음탐색법을 활용하였다. EPANET 2.2 Toolkit과 Visual Basic .Net을 연계하여 프로그래밍하였으며, 개발된 모형을 실제 지방상수도 시스템에 적용하여 분석하였다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.26 no.1A
• /
• pp.117-132
• /
• 2006

The existing analytical solutions for rectangular plates with three edges clamped and the other free are derived based on nondimensional differential equation and their characteristics are analyzed. Since Timoshenko and Woinowsky-Krieger's method (1959) can give solutions for the case limited to the aspect ratio of the plates less than one, this method are proved to be impractical for the bending moment calculation of the plates under consideration. Horii and Moto's method(1968) are modified by adding stabilizing terms to suppress overflow in the matrix computation, from which the series solution with maximum 150 terms can be obtained. By use of the series solution the convergence of computed bending moments is tested. The modified method can be shown to calculate the deflection properties for the plates with wide range of aspect ratios, but the computed x moment at the corner points formed by the free edge and the clamped edges can not satisfy the boundary condition and the cause of problem is discussed in detail.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.26 no.6A
• /
• pp.1001-1011
• /
• 2006

It is a general agreement that exact statistical solutions can be found by a Monte Carlo technique. Due to difficulties, however, in the numerical generation of random fields, which satisfy not only the probabilistic distribution but the spectral characteristics as well, it is recognized as relatively difficult to find an exact response variability of a structural response. In this study, recognizing that the random field assumes a constant over the domain under consideration when the correlation distance tends to infinity, a semi-theoretical solution of response variability is proposed for general structures. In this procedure, the probability density function is directly used. It is particularly noteworthy that the proposed methodology provides response variability for virtually any type of probability density function, and has capability of considering correlations between multiple random variables.

• Korean Journal of Ecology and Environment
• /
• v.33 no.1 s.89
• /
• pp.51-60
• /
• 2000

In order to understand the trend and assessment of water pollution, seasonal water quality was determined in the main river and the tributaries from midstream to downstream of the Kum River from March 1998 to June 1999. Among environmental factors, the variation of nitrogen, phosphorus and chlorophyll-a was distinctive on an aspect of increase and decrease relatively to others, and particularly the impact of inorganic N ${\cdot}$ P inflowing into the main river was observed to be more significant at the Kapchon, Mihochon and Soksongchon among the tributaries. Water quality was highly related to hydrologic factor, and it was more deteriorated when water discharge maintains for a long time below normal flow or relatively at low condition of minimum and drought flow. These phenomena were remarkablee from December to March of the next year. $NH_4$ and SRP were decreased dramatically flowing toward the lower part of the river and chl-a was increased exponentially. While, the variations of $NO_3$ and $BOD_5$ were regular from midstream to downstream and there was no significant difference between the stations. Limiting nutrient for Phytoplankton growth seemed to be P than N because the ratio of TN/TP or DIN/SRP was relatively high as 42 or 544 in the main river, respectively. The main river and tributaries were ranked to be third grade, based on the assessment of BOD as an indirect indicator of organics, but particularly Kapchon was ranked to be over fifth grade. In addition, the inflow of high N ${\cdot}$ P nutrients from tributaries including Kapchon and Mihochon seemed to be major factor of the development of water pollution of the Kum River. On the other hand, persistent bloom of phytoplankton in lower part of the river was observed. As a conclusion, management of water quality for main source of pollution is urgent.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.45 no.11
• /
• pp.1143-1156
• /
• 2012

One of the important purposes of most water resources systems is to prevent from drought damages. However, there are uncertainties in water supply plans from a reservoir due to factors such as limitation of available data, inaccuracy of surveyed data, unsuitability of analysis method, and climate change. In actual operating process, severe drought exceeding the water supply capability makes the normal water usage difficult. In Korea, however, alternative water source such as a development of new water project is very limited in case of water shortages due to drought. Especially, since there is no standard to evaluate the water supply effect considering severe drought damages, it is difficult to prepare the practical measures. In this study, water shortage events of existing multipurpose reservoirs are analyzed and the method of using low-storage emergency water supply is studied by using Water Shortage Index (WSI). The water shortage events are analyzed and the effect of water shortage decrease is evaluated using the existing inflow data of multi-purpose reservoirs. The results show that Imha, Daechung, Hapchon and Namkang reservoirs are highly vulnerable to the severe drought and required to develop additional emergency water source.

• Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SP
• /
• v.49 no.1
• /
• pp.19-30
• /
• 2012

For digital data compression, the quantization is the main part of the lossy source coding. In order to improve the performance of quantization, the vector quantizer(VQ) can be employed. The encoding complexity, however, exponentially increases as the vector dimension or bit rate gets large. Much research has been conducted to alleviate such problems of VQ. Especially for high bit rates, a constrained VQ, which is called the sample-adaptive product quantizer(SAPQ), has been proposed for reducing the hugh encoding complexity of regular VQs. SAPQ has very similar structure as to the product VQ(PQ). However, the quantizer performance can be better than the PQ case. Further, the encoding complexity and the memory requirement for the codebooks are lower than the regular full-search VQ case. Among SAPQs, 1-SAPQ has a simple quantizer structure, where each product codebook is symmetric with respect to the diagonal line in the underlying vector space. It is known that 1-SAPQ shows a good performance for i.i.d. sources. In this paper, a study on designing 1-SAPQ for the first-order Markov process. For an efficient design of 1-SAPQ, an algorithm for the initial codebook is proposed, and through the numerical analysis it is shown that 1-SAPQ shows better quantizer distortion than the VQ case, of which encoding complexity is similar to that of 1-SAPQ, and shows distortions, which are close to that of the DPCM(differential pulse coded modulation) scheme with the Lloyd-Max quantizer.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.23 no.1
• /
• pp.90-94
• /
• 2014

Environmental qualification (EQ) for safety-related equipment is required to ensure that those equipment will perform their required function even under the harsh environment conditions arising from design basis accident in the nuclear power plant. As a part of EQ program, the room temperature analysis in case of a loss of Heating, Ventilation, and Air Conditioning(HVAC) system was carried out to ensure the operability of the safety-related equipment of a nuclear power plant randomly chosen among the Korean nuclear power plants. In this paper, this analysis was performed in the conservative perspective using GOTHIC code. The room temperature analysis includes selecting the rooms in which the safety related equipment are located but not supported by safety related HVAC and determining the temperature of the selected rooms. Target rooms for the analysis consist of W229/W237 (Aux. feedwater pump room), W232 (Aux. feedwater tank room) and W230 (Equipment passageway). The results showed the temperature range from $43^{\circ}C$ to $83^{\circ}C$, in 72 hours after a loss of HVAC. Those values are far below of generic EQ temperature($171^{\circ}C$). Therefore, it is satisfied with EQ requirement of temperature limits on safety related equipment.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.39 no.6
• /
• pp.735-742
• /
• 2019

Drought is a social phenomenon in which the degree of perception varies depending on the affected factors, and is defined as various relative concepts such as meteorological drought, hydrological drought, agricultural drought, and climatological drought. In this study, a comparative analysis of meteorological drought among variously defined droughts was conducted and the applicability of the drought index was examined by comparing the actual drought cases and the results of meteorological drought index analysis. In order to compare the drought index, we used standardized Precipitation Index (SPI), China-Z Index (CZI), Modified CZI (MCZI) and Z-Score Index Respectively. Four drought indices were used for the Taebaek and Sokcho areas. The drought index was analyzed using the meteorological data from 1986 to 2015 for a duration of 3 months. As a result of the analysis, the SPI drought index was analyzed to be highly reproducible for the case of drought with past limited water series. In the case of CZI and MCZI drought indices, the number of extreme dry occurrences is similar to that of the past cases, but the reproducibility is low for the actual drought years. In the case of ZSI drought index, it is analyzed that the number of occurrences and the comparison with the past cases are inferior in reproducibility. For the meteorological drought index using precipitation, it would be effective to use the SPI drought index with the highest reproducibility and the past drought case.