• 농업과학연구
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• 제47권3호
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• pp.509-517
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• 2020

Geographic information system (GIS) sewer network data are a fundamental input material for urban inundation modeling, which is important to reduce the increasing damages from urban inundation due to climate change. However, the essential attributes of the data built by a local government are often missing because the purpose of building the data is the maintenance of the sewer system. Inconsistent simplification and supplementation of the sewer network data made by individual researchers may increase the uncertainty of flood simulations and influence the inundation analysis results. Therefore, it is necessary to develop a basic algorithm to convert the GIS-based sewage network data into input data that can be used for inundation simulations in consistent way. In this study, the format of GIS-based sewer network data for a watershed near the Sadang Station in Seoul and the Oncheon River Basin in Busan was investigated, and a missing data supplementing algorithm was developed. The missing data such as diameter, location, elevation of pipes and manholes were assumed following a consistent rule, which was developed referring to government documents, previous studies, and average data. The developed algorithm will contribute to minimizing the uncertainty of sewer network data in an urban inundation analysis by excluding the subjective judgment of individual researchers.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.980-987
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• 2012

비점오염원은 세정에 의해 하수관 내로 유입되어 수계까지 흘러 수계의 오염부하를 가중시킬 뿐만 아니라, 관의 상태에 따라 누수 및 월류를 야기하여 오염을 일으킨다. 이에 따라 하수관거의 유지관리 및 환경오염 방지를 위한 관거내 하수의 유량, 수질, 불명수 및 월류 등을 효율적으로 관리하기 위한 모니터링의 필요성이 증가하고 있다. 그러나 하수관거의 경우, 지하에 설계되며 그 구조 및 연결이 복잡한 특성으로 인해 실제 하수관거에 대한 모니터링은 쉽지 않다. 본 연구에서는 시스템해석이론에 기초한 하수관망 오염제거 해석과 관망 모니터링 및 이상진단방법을 제시하였다. 먼저 하수관망 공정모사 프로그램인 Stormwater & Wastewater Management Model for expert (XP-SWMM)을 이용하여 관망 내의 오염물질의 거동패턴을 해석하였다. 둘째, 다변량 통계 모니터링을 이용하여 하수관망 내의 수질 모니터링 및 하수관망 유출을 탐지하는 관망 이상 진단을 수행하였다. 정적/동적 상태 시스템에 기초한 하수관망 오염 매카니즘 해석결과, 강우시 총질소와 총인 부하량이 비강우시보다 급격하게 증가함을 확인하였으며, 이는 수계의 오염부하를 가중시킬 것으로 판단되다. 이에 따라 하수관망 내 유출은 강우로 생긴 유량 및 유입오염물질의 농도 증가로 인한 관망이상으로 사료된다. 제안된 하수관망 모니터링 및 이상진단 기법은 도시 유역에서의 비점오염원 관리와 지속적인 모니터링에 있어 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한공간정보학회지
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• 제6권2호
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• pp.69-79
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• 1998

현대사회는 도로, 상 하수도, 가스, 전화 등 여러 가지 사회기반시설물의 효율적 관리가 필수적이다. 그 중에서도 하수도시설은 지역 주민의 생활환경보호와 공공수역의 수질 보전을 위하여 가능한 최적의 상태로 관리되어야 한다. 기존의 일부 지자체 및 기업체에서는 이러한 하수도시설물을 효율적으로 관리할 수 있도록 하수관리시스템을 개발하여 사용하고 있다. 이러한 시스템의 제약점은 관망의 관리기능만을 제공할 뿐 관망에 부하되는 하수량에 대한 분석기능은 제공치 않으며, 일부 제공된 분석기능은 모든 관거를 획일적인 조건에서 분석하는 관계로 실제업무의 적용에는 현실적으로 타당치 않은 실정이다. 따라서 이번 연구에서는 이러한 하수시설물에 대한 관망분석을 도시계획도를 기본으로 용도지역별 특성에 따라 조건을 달리하여 분석할 수 있는 시스템을 개발하였다. 본 시스템은 각각의 하수관에 부하되는 하수량을 파악학 수 있음은 물론 우수량의 변화 및 인구밀도의 변화에 따라 부하되는 하수량의 변화에 대한 모의실험의 지원과 도시의 팽창 및 신도시의 건설에 따른 하수도 시설설계에 대한 의사결정을 지원할 수 있도록 하였다. 이러한 본 연구의 결과물은 통수능 부족관거의 검색을 통하여 민원발생시 적절한 의사결정지원이 가능하며, 관련 업무의 효율성증대 및 대민서비스 향상에 기석도가 크리라 판단된다.

• 한국안전학회지
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• 제39권1호
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• pp.70-81
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• 2024

With heavy rainfall due to extreme weather causing increasing damage, the importance of urban flood forecasting continues to grow. To forecast urban flooding accurately and promptly, a sewer network and surface grid with appropriate detail are necessary. However, for urban areas with complex storm sewer networks and terrain structures, high-resolution grids and detailed networks can significantly prolong the analysis. Therefore, determining an appropriate level of network simplification and a suitable surface grid resolution is essential to secure the golden time for urban flood forecasting. In this study, InfoWorks ICM, a software program capable of 1D-2D coupled simulation, was used to examine urban flood forecasting performance for storm sewer networks with various levels of simplification and different surface grid resolutions. The inundation depth, inundation area, and simulation time were analyzed for each simplification level. Based on the analysis, the simulation time was reduced by up to 65% upon simplifying the storm sewer networks and by up to 96% depending on the surface grid resolution; further, the inundation area was overestimated as the grid resolution increased. This study provides insights into optimizing the simplification level and surface grid resolution for storm sewer networks to ensure efficient and accurate urban flood forecasting.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
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• 한국경영과학회/대한산업공학회 2003년도 춘계공동학술대회
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• pp.660-667
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• 2003

In this study, a Multiple Objective Mixed Integer Programming (MOMIP) Model is developed for sewer rehabilitation planning by considering cost, inflow/infiltration. A sewer rehabilitation planning model is required to decide the economic life of the sewer by considering trade-off between cost and inflow/infiltration. And it is required to find the optimal rehabilitation timing, according to the cost effectiveness of each sewer rehabilitation within the budget. To develop such a model, a multiple objective mixed integer programming model is formulated based on network flow optimization. The network is composed of state nodes and arcs. The state nodes represent the remaining life and the arcs represent the change of the state. The model consider multiple objectives which are cost minimization and minimization of inflow/infiltration. Using the multiple objective optimization, the trade-off between the cost and inflow/infiltration is presented to the planner so that a proper sewer rehabilitation plan can be selected.

• 상하수도학회지
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• 제27권6호
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• pp.711-721
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• 2013

Optimal operation of a combined sewer network with distributed storage facilities aims to use the whole retention capacity of all reservoirs efficiently before overflows take place somewhere in the considered network system. An efficient real-time network control (RTNC) strategy has been emerging as an attractive approach for reducing substantially the overflows from a sewer network compared to the conventional fixed or manually adjusted gate setting method, but the related concrete framework for RTC development has not been throughly introduced so far. The main goal of this study is to give a detailed description of the RTNC systems via reviewing several guidelines published abroad, and finally to suggest methods for the proper application of RTNC on distributed storage facilities. Especially, this study is focused on emphasizing the importance of hierarchical structure of RTNC system that consists of three control layers (management, global control and local control). Further, with regard to the global control layer which is responsible for the central overall network control, the wide-ranging details of two components (adaption and optimization layers) are also presented. This study can provide the valuable basis for the RTNC implementation in the particular sewer network with distributed multiple storage facilities.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.397-397
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• 2015

The frequency of urban floods is recently increased as a consequence of climate change and haphazard development in urban area. To mitigate and prevent the flood damage, we generally utilized a numerical model to investigate the causes and risk of urban flood. Contrary to general flood inundation model simulating only the surface flow, the model needs to consider flow of the sewer network system like SWMM and ILLUDAS. However, this kind of model can not consider the interaction between the surface flow and drainage network. Therefore, we tried to evaluate the impact of bidirectional interaction between sewer and surface flow in urban flooding analysis based on simulations using the quasi-interacted model and the interacted model. As a general quasi-interacted model, SWMM5 and FLUMEN are utilized to analyze the flow of drainage network and simulate the inundation area, respectively. Then, FLO-2D is introduced to consider the interaction between the surface flow and sewer system. The two method applied to the biggest flood event occurred in July 2011 in Sadang area, South Korea. Based on the comparison with observation data, we confirmed that the model considering the interaction the sewer network and surface flow, showed a good agreement than the quasi-interacted model.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권10호
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• pp.777-786
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• 2011

우수관망의 최적 설계에 관한 기존의 연구 모형들은 설계강우에 대하여 관거의 연결, 관경 및 관 경사 등을 최소의 비용을 목적으로 최적화하여 왔다. 그런데 우수관망에서의 관거 내의 흐름은 관경, 관 경사와 특히 관망의 구성 형태에 따라서크게달라진다. 기존의최적우수관망설계모형들은설계유량을만족시키는것에국한되었으며, 설계기준을초과하는 강우에 따른 침수의 발생은 관망의 설계에 어떠한 고려도 되지 않았다. 본 연구에서는 우수관망을 구성함에 있어서 관거 내 흐름을 분산시키고 제어함을 목적으로 한다. 이것은 관망 구성에 따른 관거 내 흐름의 중첩효과를 제어함으로써 가능하며, 이러한 흐름의 제어를 통하여 설계기준을 초과하는 강우에 대해서 우수관망에서의 내수침수 발생은 저감될 수 있다. 본 연구에의 최적 우수관망 설계 모형(Optimal Sewer Layout Model, OSLM)은 내수침수 발생을 저감시키기 위해 흐름의 중첩효과를 고려하여 관거 내 흐름을 분산시키고 제어하기 위하여 개발되었다. 이 모형은 최적화를 위하여 유전자알고리즘(Genetic Algorithm, GA)를 이용하였으며, 수리학적 분석을 위하여 SWMM(Storm Water Management Model)을 연계하였다. 모형의 적용은 유역면적 44 ha의 서울시 하계 배수분구에 이루어졌으며, 현재의 우수관망 구성에 대하여 도출된 최적 우수관망에서는 지속기간 30분의 설계강우에 대하여 7.1%의 유출구 첨두유출량 감소와 20년 빈도의 지속기간 1시간 초과강우에 대하여 24.2%의 침수 발생량 저감 효과를 나타내었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.722-728
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• 2012

도심지역의 하수관거 시스템은 우수 수용능력 및 하수 월류 발생 등의 시스템의 한계점을 가지고 있어, 강우시 우수 유출수로 인한 침수저감과 더불어 도시비점오염원의 저감에 모두 대응할 수 있는 저류시설의 도입이 주목받고 시작하였다. 최근 환경부에서는 방재적 우수관리와 더불어 합류식 하수관거 월류수, 분류식 우수관거 유출수 처리를 포함하는 다기능 저류시설을 "하수저류시설"이라 통칭하고, 이의 도입을 적극 추진하고 있는 실정이다. 반면 대규모 단일 저류시설 설치의 경우에는 공간 확보의 문제가 발생할 수 있으며, 이에 대안으로는 중 소규모의 분산형 저류시설 설치 및 운영을 들 수 있다. 본 연구에서는 분산형 저류시설-하수관망 네트워크 시스템의 최적 운용을 위한 모델 예측 제어기법을 제안한다. 이를 위해 첫째로 네트워크 시스템의 각 구성 요소의 수리모델을 제시함으로써 보다 정밀한 하수관망 네트워크의 거동을 모사하고자 한다. 둘째로 제안된 모델을 기반으로 현재의 강우 유입량을 고려하여 각 저류조의 수위, 하수관로의 유입/유출량을 예측하여, 입자군집 최적화 알고리즘을 이용한 모델 예측 제어기법을 바탕으로 주어진 제약조건을 만족하며 상황을 바탕으로 제안된 제어기법의 사용여부에 따른 효과를 비교 분석하고, 이의 타당성을 검증하고자 한다.

• 한국물환경학회지
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• 제32권4호
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• pp.367-374
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• 2016

In this study, the RDII impact on sewer designing in the upstream monitoring area (A site) was considered. Based on the long-term (1/1/2011~12/31/2011) rainfall and flow data consisting of 10-min interval sampling in the nearby design area (B site), the maximum RDII/DWF ratio was selected. The sewer network system at B site was evaluated by the Manning equation. Scenario 1 considering the hourly maximum flow with respect to the flow velocity showed that none of the sewer pipes satisfied the minimum flow velocity condition (0.6 m/s), and 40 pipes did not achieve half of the velocity condition. In scenario 2 considering I/I, 1 the pipes satisfied 0.6 m/s, and 35 pipes showed 0.3 m/s. Scenario 3 reflected the effect of RDII. Velocities in 26 pipes were less than 0.3 m/s, and 4 pipes satisfied the velocity condition. With respect to the allowance rate, 17 pipes were shown to have more than 99%, and none of the pipes satisfied less than 95% of the allowance rate in scenario 1. In scenario 2, 17 Ed: Per the Table pipes showed more than 99% and one pipe showed less than 95%. In scenario 3, 16 pipes showed more than 99% of the allowance rate, and 19 pipes showed less than 95%. Based on these results, it is predicted that deposition would occur due to the slow flow velocity; however, capacity would not be a problem.