• 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.

• 상하수도학회지
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• 제22권6호
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• pp.609-617
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• 2008

Water pipes are supposed to deliver the predetermined demand safely to a certain point in water distribution system. However, pipe burst or crack can be happened due to so many reasons such as the water hammer, natural pipe ageing, external impact force, soil condition, and various environments of pipe installation. In the present study, the reliability model which can calculate the probability of pipe breakage was developed regarding unsteady effect such as water hammer. For the reliability model, reliability function was formulated by Barlow formula. AFDA method was applied to calculate the probability of pipe breakage. It was found that the statistical distribution for internal pressure among the random variables of reliability function has a good agreement with the Gumbel distribution after unsteady analysis was performed. Using the present model, the probability of pipe breakage was quantitatively calculated according to random variables such as the pipe diameter, thickness, allowable stress, and internal pressure. Furthermore, it was found that unsteady effect significantly increases the probability of pipe breakage. If this reliability model is used for the design of water distribution system, safe and economical design can be accomplished. And it also can be effectively used for the management and maintenance of water distribution system.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권8호
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• pp.555-563
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• 2019

상수도관은 시간이 흐름에 따라 부식이 발생할 수 있으며 이로 인해 관두께가 작아져 기존의 성능을 발휘하기 힘들어진다. 이에 본 연구에서는 관두께 변화에 따른 파괴확률을 정량적으로 산정할 수 있는 수치모형을 개발하였으며 이를 실제 상수도관망에 적용하여 사용연수가 증가함에 따라 파괴확률이 어떻게 변화하는지 분석하였다. 파괴확률은 FORM(First Order Reliability Method)를 사용하여 산정되었고 압력의 통계적 특성을 분석하기 위해 여러 가지 다른 시나리오를 이용하여 부정류해석을 수행하였으며 신뢰함수로는 주장력공식을 개선한 KCIP(Korea Cast Iron Pipe)식을 사용하였다. 또한 부식으로 인한 두께변화를 산정하기 위하여 Nahal and Khelif식과 Romanoff의 식을 사용하였으며 이를 통하여 10년, 20년, 30년 후의 부식으로 인한 관두께를 추정하였고 이에 따른 파괴확률을 산정하여 비교분석하였다. 본 연구에서 적용된 상수도관망A의 경우 Nahal and Khelif의 식을 사용하였을 때 100 mm 직경의 강관이 사용연수가 10년, 20년, 30년으로 증가할 경우 파괴확률은 상수도압 $12kg/cm^2$ 일 때 각각 6.8%, 7.8%, 8.5%로 점진적으로 증가하는 것을 알 수 있었고, Romanoff의 식을 사용하였을 경우 6.4%, 7.5%, 8.9%로 증가하는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권5호
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• pp.373-380
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• 2019

본 연구에서는 상수도관망의 피해율 저감을 위한 최적의 펌프운영기법을 제안하였다. 펌프운영시스템은 효과적인 펌프운영을 위하여 개발되었다. 이를 위해 펌프와 소통할 수 있는 압력센서가 상수도관망의 관말단부에 설치되었다. 펌프운영시스템은 관말단의 센서로 부터 수신된 데이터를 통하여 펌프를 제어하게 된다. 따라서 펌프운영시스템은 관말단부에 충분한 유량을 전달할 수 있는 압력을 유지할 수 있고 불필요한 압력을 줄일 수 있다. 펌프운영시스템의 효과를 입증하기 위해 신뢰성해석모형이 사용되었고 기존의 펌프운영시스템과 새로운 펌프운영시스템의 운영결과를 통하여 상수도관의 파괴확률을 정량적으로 비교하였다. 이를 위해서 부정류해석을 수행하였고 그 결과는 파괴확률을 산정하는데 사용되었다. 그 결과, 새로 제시된 펌프운영시스템은 상수도관의 파괴확률을 현저히 낮출 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제21권6호
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• pp.689-699
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• 2007

The accurate estimation of water pipe deterioration is indispensable to prevent pipe breakage and manage in advance. In this study, corrosion of water pipe is adopted, which is relatively underestimated although it takes most part of deteriorating pipeline. Predicting corrosion rate and corrosion depth of a pipe can make an increase the life span of the pipeline, which is laid under the ground according to characteristics of soil and water corrosion. For the purpose, mathematical models that can presume nominal depth through estimation of pit corrosion and corrosion rate is introduced. As comparison of results with conventional methods in other foreign countries, it is evaluated that the external corrosion depth is estimated less than the models, proposed by other researchers and the internal corrosion rate was processed faster than the external corrosion rate.

• 상하수도학회지
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• 제28권6호
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• pp.681-690
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• 2014

It is known that sewer problems are the major causes of road cave-in. The objective of this study is to analyze the risk of road cave-in due to storm sewer laterals. We investigated 174 storm sewer laterals using a zoom camera at O-dong area in Seoul. The causes of road cave-in were classified into five cases: breakage of rigid pipe, deformation of flexible pipe, out of pipeline alignment, changing pipe material or changing pipe diameter, and a poor linkage between lateral and sewer. In addition, all defects were sorted into five grades based on the severity rating at storm sewer laterals. In this study, the most fragile pipe materials were found to be concrete pipe and polyethylene pipe, which recorded 2.3 and 1.69 defect rates. With regard to the causes of road cave-in, deformation of flexible pipe has a large influence on road cave-in at present. On a long-term basis, the two causes, out of pipeline alignment and a poor linkage between lateral and sewer, could have more influence on road cave-in.

• 상하수도학회지
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• 제29권3호
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• pp.415-425
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• 2015

Aging water pipe networks hinder efficient management of important water service indices such as revenue water and leakage ratio due to pipe breakage and malfunctioning of pipe appurtenance. In order to control leakage in water pipe networks, various methods such as the minimum night flow analysis and sound waves method have been used. However, the accuracy and efficiency of detecting water leak by these methods need to be improved due to the increase of water consumption at night. In this study the Principal Component Analysis (PCA) technique was applied to the night water flow data of 426 days collected from a water distribution system in the interval of one hour. Based on the PCA technique, computational algorithms were developed to narrow the time windows for efficient execution of leak detection job. The algorithms were programmed on computer using the MATLAB. The presented techniques are expected to contribute to the efficient management of water pipe networks by providing more effective time windows for the detection of the anomaly of pipe network such as leak or abnormal demand.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제47권2호
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• pp.167-183
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• 2013

Methods for estimating structural reliability using probability ideas are well established. When the residual ultimate strength of a buried pipeline is exceeded the limit, breakage becomes imminent and the overall reliability of the pipe distribution network is reduced. This paper is concerned with estimating structural failure of underground flexible pipes due to corrosion induced excessive deflection, buckling, wall thrust and bending stress subject to externally applied loading. With changes of pipe wall thickness due to corrosion, the moment of inertia and the cross-sectional area of pipe wall are directly changed with time. Consequently, the chance of survival or the reliability of the pipe material is decreased over time. One numerical example has been presented for a buried steel pipe to predict the probability of failure using Hasofer-Lind and Rackwitz-Fiessler algorithm and Monte Carlo simulation. Then the parametric study and sensitivity analysis have been conducted on the reliability of pipeline with different influencing factors, e.g. pipe thickness, diameter, backfill height etc.

• 상하수도학회지
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• 제20권1호
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• pp.35-43
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• 2006

Concerns related to protecting, identifying, and isolating of subsystems of a water distribution network have led to the realization of the increased importance of valves in the system. The most important purpose of valves in water distribution systems is to isolate a subsystem due to breakage, maintenance activities, or contamination. A subsystem called segment is isolated by the closure of adjacent valves. Minimizing the pipe failure impact, an efficient algorithm is required to identify adjacent valves quickly. In this paper, an algorithm to identify adjacent valves to be closed to isolate a subsystem from the remainder of a network when a pipe failure is presented. The algorithm is operated on a matrix called the valve location matrix containing the information of valve locations. An application to an existing water distribution system demonstrates the developed algorithm efficiently locates the adjacent valves for the isolation of a broken pipe.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.137-143
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• 2020

본 연구에서는 강성관용 하수관거 설계 시 주로 관에 작용하는 모멘트를 기준으로 관의 파손여부를 결정하는 기존 설계법의 개선을 위해 하수관거 기초의 지지력 및 침하량을 추가로 평가하는 개선안을 제시하였다. 동일한 조건에서 쇄석기초의 안전성이 가장 낮게 나타났고, 콘크리트 VR관 및 조립식 플라스틱 기초는 굴착 깊이 대부분에서 안전한 것으로 나타났다. 강성관용 하수관거 기초의 지지력은 기초의 종류에 상관없이 기초의 형상, 지반조건 및 지하수위에 따라 지지력이 결정되었다. 기초의 지지력은 지하수위가 높은 경우 작게 평가되었고, 동일 깊이에서 기초의 폭이 작을수록 크게 나타났다. 전체적으로 근입 깊이가 깊어짐에 따라 발생하는 즉시침하량은 작아지는 경향을 보이고, 관의 직경이 커짐에 따라 동일깊이에서 즉시침하량은 커지는 경향을 보여주고 있다. 강성관용 하수관거 설계 시 기존의 관에 작용하는 모멘트를 기준으로 하는 관의 파손 여부에 본 연구 결과에서 얻어진 지지력 및 즉시침하량을 고려하는 것이 강성관용 하수관거의 침하 등으로 인한 문제 해결에 합리적인 것으로 판단된다.