• 제목/요약/키워드: Distribution pipe

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지방중소도시의 누수관리방법에 대한 효율성 평가 (Efficiency evaluation of water leakage management methods in local small and medium cities)

  • 황진수;최태호;김기범;구자용
    • 상하수도학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.121-133
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    • 2021
  • This study set up the estimates of leakage management efficiency evaluation and leakage management goal that could be used in local water distribution networks efficiency business and modernization business. The data were analyzed using data envelopment analysis and multiple regression analysis. To this end, with leakage management input indices concerning leakage reduction activities (e.g., aged pipe replacement, water meter replacement, leakage restoration, and leakage detection) and leakage management calculation indices (e.g., the increase of revenue water ratio and the reduction of leakage ratio), the data on 22 K-water consignment local water supply systems were analyzed for the years from 2004 through 2018. Using the results of efficiency analysis by data envelopment analysis, the other DMUs (Decision Making Unit) benchmarked the DMU with the highest efficiency to maximize the leakage management efficiency for all DMUs. Through this, leakage management goal estimates were drawn with the input indices of four leakage reduction activities and calculation indices of the increase of revenue water ratio and the reduction of leakage ratio by multiple regression analysis for each group based on the revenue water ratio and leakage ratio. The correlation coefficients of the leakage management goal estimate for the criteria for the revenue water ratio amounted to 0.553 and 0.771. The correlation coefficients of the leakage management goal estimate for the criteria for leakage ratio were 0.397 and 0.865. Accordingly, we estimated the quantity and priority of four leakage reduction activities for the target leakage ratio and revenue water ratio.

상수관망에서 역추적 계산법을 이용한 탁수 발생관 탐지 (Detection of turbid water generated pipe through back tracing calculation method in water distribution system)

  • 권혁재;김형기;한진우
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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    • pp.482-482
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    • 2023
  • 상수도관은 사용년수가 경과함에 따라 노후화가 진행되며, 노후화된 상수관은 내부적으로 부식, 이물질 퇴적, 균열 등의 현상이 발생하게 되고, 이는 결국 수질문제로 연결되어, 탁수사고 발생 확률증가의 주요 원인이 되고 있다. 국내 상수도관의 경우 매설년수의 증가로 인해 내구연한이 도래한 상수관망의 비중이 점차 증가하고 있으며, 2019년 서울시 문래동 수질사고, 2019년 인천 붉은 수돗물 사고, 2022년 안양 동안구 탁수사고, 2022년 여수시 웅천 탁수사고 등 관의 노후화로인한 탁수 사고가 빈번하게 발생되고 있어 수도 사용자에게 불편함을 끼치고 있다. 현재 정수장 및 상수관망에 설치된 탁도계를 통해 수질에 대한 감시를 진행하고 있지만, 경제적인 문제로 인해 모든 상수도관에 탁도계를 설치하기에는 현실적으로 불가능하며, 제한적인 탁도계의 개수를 통해 수질에 대한 감시 및 관리를 진행하고 있는 실정이다. 이러한 상황으로 인해 탁수사고 발생 시 발생 원인분석 및 최초 발생위치 결정이 쉽지 않으며, 보수 보강을 통한 상수도관의 정상화까지 오랜 시간이 걸리게 된다. 이에 본 연구에서는 상수관망에서 탁수 발생 시 최초 발생 위치를 결정할 수 있는 기법을 개발하였으며, 이를 실제 상수도관망에 적용하여 탁수발생 파이프를 탐지하였다. 탁수사고 발생 시 실측된 수질 데이터의 부족으로 인해 임의의 파이프에서 탁수가 발생하였다고 가상의 탁수 발생시나리오를 가정하였으며, 완전혼합농도식을 통해 관망에 설치된 탁도계의 NTU(Nethelometric Paultity Unit) 농도를 계산하여 가상의 탁수발생 시나리오를 상수도관망에 적용하였다. 이후, 역추적 계산기법을 통해 파이프의 초기 NTU 농도를 변화시켜주며 관망내 설치된 탁도계의 NTU 농도를 계산하였으며, 가상 시나리오를 적용하여 계산된 탁도계의 NTU 농도와 역추적 계산법을 적용하여 계산된 탁도계의 NTU 농도의 Percentage Error를 비교/분석하여 탁수 발생 파이프를 탐지하였다. 분석결과, 가상 시나리오의 최초 탁수발생 파이프와 역추적 계산법을 적용하여 탐지한 최초 탁수발생 파이프의 위치가 일치하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 개발된 역추적계산을 통한 탁수발생 파이프 탐지기법을 실제 관로 교체사업에 활용한다면 파이프의 개선 우선순위를 보다 명확하게 판단할 수 있으며, 더 나아가 상수도 관망의 유지관리에 활용하여 경제적이고 효율적인 상수관망 시스템관리를 할 수 있을 것으로 판단된다.

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계절별 수도사용량에 따른 적수 및 탁수발생 위험도 분석 (Risk analysis of red water and turbid water based on seasonal water usage)

  • 한진우;이상목;권혁재
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제56권7호
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    • pp.451-460
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    • 2023
  • 본 연구에서는 박리위험도와 퇴적위험도로 분류하여 적수와 탁수발생 위험도를 분석하였다. 먼저, 적수 및 탁수를 발생시키는 위험 인자들을 도출 하였고 계절별 수도사용량을 고려하여 수리해석을 진행하였다. 적용 지역은 청주시로 13개 동에 걸쳐서 위험도 분석을 진행하였고 퇴적위험도가 높은 지역과 박리위험도가 높은 지역을 선정할 수 있었다. 박리와 퇴적위험도가 모두 높다는 것은 수질문제를 일으킬 가능성이 매우 높은 지역으로 판단할 수 있다. 퇴적위험도와 박리위험도가 가장 높은 지역은 내덕1동과 율량동 구시가지로 경과년수는 30년 이상으로 청주시에서 가장 오래된 지역 이다. 퇴직위험도와 박리위험도 분석을 통해 상수관망의 유지관리 기능을 강화하여 시민들에게 안전한 물 공급을 통해 수돗물에 대한 신뢰도를 높일 수 있을 것이다.

독성 화학물질 누출사고 대응 기술연구 - 불산 및 암모니아 누출을 중심으로 - (A Study on the Response Technique for Toxic Chemicals Release Accidents - Hydrogen Fluoride and Ammonia -)

  • 윤영삼;조문식;김기준;박연신;황동건;윤준헌;최경희
    • 한국위험물학회지
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    • 제2권1호
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    • pp.31-37
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    • 2014
  • Since the unprecedented hydrogen fluoride leak accident in 2012, there has been growing demand for customized technical information for rapid response and chemical accident management agencies including the Ministry of Environment, the National Emergency Management Agency, and the National Police Agency need more information on chemicals and accident management. In this regard, this study aims to provide reliable technical data and guidelines to initial response agencies, similar to accident management technical reports of the US and Canada. In this study, we conducted a questionnaire survey and interviews on initial response agencies like fire stations, police stations, and local governments to identify new information items for appropriate initial response and improvements of current guidelines. We also collected and reviewed the Canada's TIPS, US EPA's hydrogen fluoride documents, domestic and foreign literature on applicability tests of control chemicals, and interview data, and then produced items to be listed in the technical guidelines. In addition, to establish database of on-site technical information, we carried out applicability tests for accident control data including ① emergency shut down devide, safety guard, shut down valve, ground connection, dyke, transfer pipe, scrubber, and sensor; ② literature and field survey on distribution type and transportation/storage characteristics (container identification, valve, ground connection, etc.); ③ classification and identification of storage/transportation facilities and emergency management methodslike leak prevention, chemicals control, and cutoff or bypass of rain drainage; ④ domestic/foreign analysis methods and environmental standards including portable detection methods, test standards, and exposure limits; and ⑤ comparison/evaluation of neutralization efficiency of control chemicals on toxic substances.

정보통신설비의 유지관리 의무화제도 도입 필요성에 관한 연구(공동주택환경을 중심으로) (A study on the Need for Introducing the Information and Communication Facilities Maintenance Mandatory System: In view of Apartment House Environment))

  • 임상출;김선형
    • 정보통신설비학회논문지
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    • 제6권3호
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    • pp.15-24
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    • 2007
  • 공동주택환경과 기간통신사업자의 서비스 제공 방식에 따라 광단국 및 광분배장비를 집중구내통신실과 동 지하에 설치하여 여러 서비스를 제공하지만 장비설치를 위한 공간확보와 케이블을 추가 포설하기 위한 예비배관확보를 위하여 서비스 제공 사업자사이에 분쟁이 심화되고 있다. 이러한 사항은 사업자들이 가입자 확보에만 치우치고 유지관리에는 소홀하며 또한 공동주택이 사유지임에도 불구하고 각 사업자들이 투자한 설비는 사업자의 자산임을 내세워 타인이 건드릴 수 없도록 하고 있기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 공동주택을 대상으로 여러 통신사업자와 방송사업자가 서비스하는 종류와 방법, 유지관리 실태, 문제점 등을 현장 실태조사를 통해 살펴보고 정보통신부에서 관리하는 정보통신공사업법과 전기통신기본법, 홈네트워크 등 기술기준, 건설교통부에서 관리하고 있는 주택법, 건축법, 주택건설기준등에 관한규정 등 여러 법령과의 관계를 분석하여 일정규모의 공동주택환경에서는 정보통신설비의 유지관리 제도가 의무화되어, 이용자가 안전하게 서비스를 이용할 수 있도록 개선 필요성을 제시하고자 한다.

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상수관망시스템에서의 장기간 모의를 위한 동역학적 모형의 개발 (The Development of Dynamic Model for Long-Term Simulation in Water Distribution Systems)

  • 박재홍
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제40권4호
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    • pp.325-334
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    • 2007
  • 본 연구에서는 점진적인 유량 및 압력이 변화하는 상수관망에서 Rigid Water Column Theory를 이용하여 정상모형의 확장기간 모의해석보다 정확하고 수충격 해석보다는 계산비용 및 노력 측면에서 효율적으로 장시간 부정류 해석 모형을 개발하였다. 개발된 모형을 이용하여 실제관망에 대하여 24 시간 열 수요량을 고려한 부정류 해석 및 밸브폐쇄로 인한 수충격해석 모의에 적용하였고 해석 결과는 다음과 같다. 24 시간 일변화 모의의 경우에 수요량이 증가할 경우 모든 관로에서 압력감소가 나타났으며 수요량이 감소할 경우 압력증가가 나타났다. 그리고 일 수요량의 변화에 따라 나타난 절점에서의 유량 및 압력 변화폭은 각 절점마다 다르고 수요량과 유량의 변화양상이 반대로 나타나는 관로도 발생하고 있으며 KYPIPE2의 결과와 본 모형의 유량 및 압력차이도 발생하고 있어 상수관망의 동역학적 해석의 필요성이 대두되었다. 밸브폐쇄로 인한 수충격모의에 본 모형이 적용되었을 때 본 모형은 유체의 압축성을 무시함으로 인해 밸브 완전 폐쇄와 동시에 압력과 유량의 변화가 전 관망에 발생하였고 수충격모형은 유체의 탄성으로 인해 발생된 압력파의 도달시간이 필요함으로 압력과 유량변화가 지체되어 나타났으나 전체적인 변화양상 및 변화폭의 크기 등은 유사한 경향을 나타내어 본 모형의 적용성을 입증하였다. 본 연구에서 개발된 프로그램은 장기간 점진적인 관로 부정류를 비교적 정확하게 해석할 수 있을 것으로 판단되며 이를 이용하여 관로내 오염물의 확산해석, 수요량을 고려한 절점에서의 압력제어 및 누수저감, 장기간 관로내의 유량 및 압력 변화를 고려한 관망관리 등의 분야에서 효율적으로 이용될 수 있을 것으로 기대되었다.

수돗물중 소독부산물(DBPs)의 생성 및 분포특성에 관한 연구 (Occurrence and Distribution of Disinfection of By-Products in Drinking Water)

  • 인치경;이중호;이인숙;방은옥;송현실;윤선진
    • 한국환경보건학회:학술대회논문집
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    • 한국환경보건학회 2005년도 국제학술대회
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    • pp.263-272
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    • 2005
  • Chlorine disinfection has been used in drinking water supply to disinfect the water-borne microbial disease which may cause to serious human disease. it is still the least costly, relatively easy to use, Chlorination is the primary means to disinfect portable water supplies and control bacterial growth in the distribution system. However, chlorine reacts with natural organic matter(NOM), that presents in nearly all water sources, and then produces disinfection by-products(DBPs), that have adverse health effects. Although the existent DBPs have been reported in drinking water supplies, it is not feasible to predict the levels of the various DBPs due to the complex chemistry reaction involved. 1. The objectives of this study is to investigate seasonal variation difference concentration of DBPs in the plant to tap water. The average concentration of THMs was 20.04 ${\mu}g/{\ell}$ , HAAs 8-15 ${\mu}g/{\ell}$ , HANs 2-4.5 ${\mu}g/{\ell}$ respectively. 2. Distant variation of DBPs furmation by the distance is that THMs concentration increased by 17% at 2km point from the plant and by 28% at 7km and HAAs, HANs also increase each by 16%, 32% at 2 km from the plant and 35%, 56% at 7 km. DBPs increase in water supply pipe continually, 3. The seasonal occurrence of BBPs is that in May and August DBPs concentration is very higher than in march, in May DBPs concentration is highest. The temperature is main factor of DBPs formation, precursor also. 4. Precursor which was accumulated for winter flowed into the raw water by flooding in spring and summer and produced DBPs. 5. Therefore for the supply of secure drinking water, it is required to protect precursor of flowing into raw water and to add to BCAA and DBAA to drinking water standards.

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개선 클러스터링 화음탐색법 개발 및 다양한 최적화문제에 적용 (Development of Improved Clustering Harmony Search and its Application to Various Optimization Problems)

  • 최지호;정동휘;김중훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권3호
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    • pp.630-637
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    • 2018
  • 본 연구에서는 최적화 기법의 하나인 화음탐색법 (HS: Harmony Search)에 클러스터링 기법을 적용하여 개선된 형태의 HS를 제안하였다. HS는 음악의 즉흥연주를 모방하여 개발되었으며 무작위선택, 기억회상, 음조조정의 세 가지 연산을 이용하여 최적해를 반복적으로 탐색해 나간다. 기존의 HS의 경우, 세 가지 연산 중 기억회상을 진행할 때 해집단의 저장 공간인 해저장소 (HM: Harmony Memory)에 있는 해를 선택하는데, 이 과정에서 적합도를 정량화한 목적함수 값에 상관없이 모두 동일한 확률로 해의 선택이 이루어지고, 이에 따라 최적의 해를 탐색하는 속도가 상대적으로 낮다. 본 연구에서 제안한 개선 클러스터링 화음탐색법 (ICHS: Improved Clustering Harmony Search)는 HM에서 목적함수의 값을 기준으로 클러스터링 기법을 적용하여 목적함수 값이 유사한 솔루션들이 하나의 해집단을 형성하도록 클러스터링을 수행한다. 이를 통해 만들어진 클러스터 중 상대적으로 목적함수 값이 우수한 클러스터에는 더 높은 선택 확률을 부여하여, 적합도가 높은 클러스터에 포함된 해의 결정변수가 선택될 확률을 높게 하는 역할을 한다. 본 연구에서는 ICHS의 효율성을 검증하기 위하여 개발 기법을 기존 논문에서 제시된 수학적 최적화 문제에 적용하였고 우수한 해탐색 성능을 확인할 수 있었다. 또한 실제 공학 문제에 대한 적용성 평가를 위해 개발 기법을 대규모 상수도관망 관경최적화 문제에 적용하였다. 상수도관망 최적설계에 대한 ICHS의 적용 결과, 기존 최적화 기법에 비해 우수한 해를 안정적으로 도출할 수 있는 것으로 나타났다.

최적화 기법 효율성 개선을 위한 Multi-layered Harmony Search Algorithm의 개발 및 적용 (Development and Applications of Multi-layered Harmony Search Algorithm for Improving Optimization Efficiency)

  • 이호민;유도근;이의훈;최영환;김중훈
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.1-12
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    • 2016
  • 최적화 분야에서 Harmony Search Algorithm (HSA)은 근래에 개발된 메타휴리스틱 최적화 알고리즘의 하나로, HSA가 개발된 이래 공학, 자연과학, 의약학 등 다양한 분야에서 많은 연구자들에 의해 활용되어왔다. 현재 최적화 대상 문제들의 복잡성이 날로 증가하고 있으며 이에 따라 기존 최적화 기법에 대한 효율을 개선하는 방법론 개발에 대한 필요성이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 HSA의 구조적 특성에 초점을 맞추어 해탐색 능력을 향상시키는 것을 목표로 하여 새로운 메타휴리스틱 최적화 알고리즘인 Multi-layered Harmony Search Algorithm (MLHSA)을 제안하였다. 개발된 MLHSA는 기존 HSA에 추가적으로 구조적인 특성을 부여하여 전역 탐색 및 지역 탐색 성능을 개선하였다. 또한, 제안된 기법의 효율성과 적용성을 검증하기 위해 이전 최적화 알고리즘 관련 문헌에서 다양한 알고리즘이 적용된 바 있는 수학적 최적해 탐색 문제와 상수도 관망의 최적 관경 설계에 MLHSA를 통한 최적화를 수행하였다. 적용 결과 본 연구에서 개발된 MLHSA는 기존 알고리즘을 효과적으로 대체할 수 있는 최적화 기법임을 확인할 수 있었다.

서울 삼성 1분구에 대한 침수면적 GIS 데이터베이스 구축 (Development of flood inundation area GIS database for Samsung-1 drainage sector, Seoul, Korea)

  • 오민관;이동률;권현한;김동균
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권12호
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    • pp.981-993
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    • 2016
  • 본 연구는 서울 삼성 1분구에 대하여 구축된 홍수 예, 경보 시스템의 한 부분인 침수면적 GIS 데이터베이스의 구축과정을 다룬다. XP-SWMM 모형을 대상 연구지역에 대하여 구축하였으며, 유역 출구에 위치한 관로에서 관측된 수위 시계열을 집중시간 산정 및 XP-SWMM 모형의 매개변수 교정에 활용하였다. 유역의 도달시간인 40분을 첫 20분, 나중 20분 두 개의 시간단계로 나누고, 가능최대강수량인 200 mm/hr 이하의 범위를 5 mm/hr 간격으로 나누어 침수를 일으키는 가능한 모든 강우 시나리오를 생성한 후, 이를 XP-SWMM 모형의 입력값으로 사용하여 침수면적의 GIS 데이터베이스를 구축하였다. 침수면적 데이터베이스의 분석을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다: (1) 동일한 강우의 증가분에 대하여서도 침수면적이 급격 혹은 완만하게 증가할 수 있는데, 이는 홍수시 지표흐름이 지형과 관망의 공간적 분포에 큰 영향을 받기 때문이다; (2) 동일한 침수면적을 가진 경우라 할지라도 강우가 시간적으로 어떻게 분포하느냐에 따라 침수범위의 차이가 클 수 있다. (3) 동일한 설계강우량이라도 시간적 분포가 다르다면 침수면적 및 침수범위가 크게 다를 수 있다.