• 한국수자원학회논문집
• /
• 제36권4호
• /
• pp.547-559
• /
• 2003

본 연구에서는 체계적이고 효율적인 하수관거 정비 계획 수립을 위하여 하수관거의 경제적 가치와 불명수 발생량 및 예산 제약 등을 고려한 최적화 모형을 개발 하였다. 하수관거의 최적 정비 계획 모형은 비용 및 환경오염을 일으키는 불명수 발생 사이의 상관관계를 적절히 판단하여 최적의 경제적 사용연수를 결정하여야 하며, 예산 제약 및 각 하수관거와 배수구역의 비용 대비 효과 등을 고려하여 최적의 정비 시점 및 방법을 결정하여야 한다. 이를 위하여 본 연구에서는 관거의 잔존 수명을 상태 노드로 표현하고, 정비에 따른 잔존 수명의 변화를 아크로 표현한 최소비용 네트워크 흐름 최적화(Network Flow Optimization)모형을 구성하였으며, 이를 기초로 예산 제약 및 하수관거 시스템의 정비 특성을 고려한 제약식을 추가한 다중 목적 혼합 정수계획법(Multiple Objective Mixed Integer Programming, MOMIP)을 수립하였다. 이때 모형의 목적식은 비용 최소화 목적과 함께 불명수 발생량 최소화 목적을 추가하여, 의사결정자에게 비용과 불명수 발생량 사이의 영향 관계를 보여줌으로써 적절한 하수관거 정비 계획을 선택할 수 있도록 하였다.

• 한국물환경학회지
• /
• 제29권6호
• /
• pp.754-761
• /
• 2013

Urban floods are usually caused by the lack of drainage capacity. Hence, sewer capacity expansion methodology by replacing small pipes with bigger ones is primarily applied as a flood control measure. However, this approach is often unreasonable because of the costs and time involved. Thus, the installation of underground rainwater storage tanks with the two advantages of flood control and water conservation is proposed. This study compared the effectiveness of flood control by both the sewer expansion methodology and rainwater storage tanks using the Storm Water Management Model. Three cases were simulated in this study. The first case analyzed flood reduction by the storm sewer expansion methodology. The simulation results indicate that the overflow volume from manholes was reduced by 49% with this methodology. The second case analyzed flood reduction by installation of rainwater storage tanks. The simulation results indicate that the overflow volume was reduced by 62%. However, these two cases could not prevent urban floods completely. Hence, the third case analyzed the joint application of the storm sewer expansion methodology and rainwater storage tanks. In this simulation, flooding did not occur. Consequently, the results of this study clearly show that underground rainwater storage tanks are more effective for flood control than capacity expansion of storm sewer. Furthermore, the joint application of these two flood control measures is more effective than their separate application.

• 상하수도학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.121-129
• /
• 2019

If sewage flows for an extended time at low velocities, solids may be deposited in the sewer. Sufficient velocity or tractive force should be developed regularly to flush out any solids that may have been deposited during low flow periods. This study aims to evaluate the periods (T) during which sewage flow greater than the minimum tractive force maintains on a spot in sewer pipe system with lower tractive force or lower velocity than expected in the design step, when a storage tank installed in a place upsteam pours water into the sewer. The effect to T of design factors of storage tank and sewer pipes was evaluated assuming the uniform flow in sewers. When the area of orifice in the storage tank is $0.062m^2$(or 0.28 m diameter), the maximum T of 31sec was maintained using the usually used preset range of values of several design factors. As the horizontal cross section of storage tank and water depth of storage tank and roughness in sewers increase, T linearly increases. Also, T linearly decreases as the diameter of a sewer pipe increases. Although T gradually decreases as the sewer pipe slope decreases to around 0.005, T decreases sharply when the slope is less than 0.003.

• 한국물환경학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.36-43
• /
• 2011

This study is selected two points of combined sewer that occurred Fish Kill after first flush, that analyzed generation of pollutants and stream runoff generation of combined sewer overflows (CSOs) as fine weather and rainfall. In addition, this study was to analyze the relationship between CSOs and sediments, to propose measures to reduce the sediment relevant with CSOs and rainfall runoff from entering sewage treatment plants and measures for discharged directly into streams when indicate relatively good water quality after overflow. Sediments in combined sewer system was discharged about 50~80% as overflows during rainfall and we can reduce the amount of the CSOs at least 50% or more if the sewer does not exist in the sediments because of the amount of discharge about the amount of intercept has been investigated by 3~5 times. Because of velocity at sediment interval in sewer is very low, sewage velocity of about 3~5 times as much as it can increase the amount of sediment can be reduced if the separation wall is installed. Effective control of BOD overflow load is respectively 77.5%, 75.8% at first point, second point by the separation wall is installed. Drainage area greater than area in this study or many combined sewer overflows region is increased the more effective control of separation wall. Turbidity to measure changes in water quality of overflows can be used as an factor to control the intercept flows because the intercept flows(3Q) after the first flush has lowered removal efficiency and increases the operational load of sewage treatment plants. Sewage water quality after a overflow when the reasonable turbidity was measured at this point flows to excluded intercept flow(1Q) can be discharged to stream.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권6호
• /
• pp.7-14
• /
• 2008

하수관거시스템 개량의 주된 목적은 불명수(Inflow/Infiltration, I/I)를 제거함으로써 그 성능을 향상시키는데 있다. 이때 전체 하수관거시스템 내에서 개개 관거별 I/I 발생량을 정량화할 수 있다면, 전체 하수관거시스템 내에서 소유역별 해당 정보의 추출이 보다 명확해질 수 있다. 그러나 실제 현장에서는 예산 및 시간의 제약 때문에 개개 관거의 I/I 발생 정보의 획득은 거의 불가능하다. 본 연구에서는 하수 관거별 I/I 발생량을 AHP(Analytic Hierarch Process)를 이용하여 정량화하였으며, 산정된 관거별 I/I 발생량을 이용하여 효율적인 하수과거 개량 사업 시행을 위한 개량 우선순위 결정 모형(Rehabiliation Priority Decision Model for sewer system, RPDM)을 개발하였다. 개개 관거별 I/I 발생량 산정 결과에 기반하여 RPDM은 개량이 시행되는 기간 동안 발생하는 I/I 발생량을 최소화하는 소유역별 최적 개량 우선순위(Optimal Rehabilitation Priority, ORP)를 유전자 알고리즘을 이용하여 결정한다. 이때 최적 개량 우선순위에 따른 소유역별 개량 시행 시 발생하는 이익은 개량 기간 동안 하수처리장으로 들어가는 I/I의 하수처리비용(Waste Water Treatment Cost, WWTC)에 대한 절감을 의미한다. 본 연구에서는 개발된 RPDM에 의한 최적 개량 우선순위의 결과는 일반적인 하수관거 개량사업의 우선순위 결정 방법인 점수가중평가법(Numerical Weighting Method, NWM)과 최악의 개량순서에 따른 결과들과 비교되었으며, 개량 기간 동안의 I/I 처리비용이 점수가중평가법에 비하여 22%, 최악의 개량순서에 비하여 40% 감소하는 것으로 나타났다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권5호
• /
• pp.119-128
• /
• 2008

최근 국내에서는 도시지역 내배수시스템에 대한 문제점들을 개선하기 위하여 정비사업이 활발히 이루어지고 있으나 시설물에 대한 자료의 구축이 부족하며 정비사업을 시행함에 있어서 체계적인 정비사업 시행 및 관리가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 내배수시설에 대한 자료의 효율적 저장과 합리적 관리를 목적으로 하는 도시유역 내배수시설 유지관리시스템을 구축하였다. 이 시스템은 수리 수문 해석 모듈을 이용하여 통수능 검토에 따른 우수배제 목적의 합리적 근거를 마련하고 우수토실에서의 합류식 하수관거 월류수의 발생량을 추정하며, 현재 표본지역의 중요지점에서만 관측되는 불명수에 대하여 관거별로 불명수를 배분하여 관거별 노후도를 평가하는 I/I분석 및 노후도 평가 모듈, 개량사업의 최적 우선순위의 결정 및 합리적인 의사 결정을 위하여 수리 수문 해석 모듈과 노후도 평가모듈이 연계된 최적 개 보수 우선순위 모델을 구축함으로써 최적개량 의사결정이 가능한 종합적 연계시스템을 구축하였다. 또한 이 시스템은 사용자 화면 구성 형태로 개발되었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권6호
• /
• pp.563-580
• /
• 2010

2009년 환경부는 '농어촌지역 하수도정비 종합계획'을 발표하면서 도시지역과 농촌지역의 하수도 서비스 격차를 줄이고 농어촌지역의 생활환경을 개선하기 위하여 2015년까지 약 4조 7천억 원의 예산을 투입하여 농어촌지역의 하수도 보급률을 75%까지 향상하겠다고 밝혔다. 하지만 이번 종합계획은 소규모하수도의 문제점을 정확히 파악하지 못하고 있어 하수도 보급률 증가에 따른 수질개선 효과는 기대하기 어려울 것이다. 따라서 본 연구에서는 경기도의 2개 지역 마을하수도 정비 사례를 중심으로 마을하수도의 문제점과 해결방안에 대해서 알아보고, 종합계획을 추진하는데 고려되어야 할 사항들에 대해서 논의하고자 한다. 현장조사를 통하여 하수의 불균등 유입, 저유량, 저부하 등의 문제가 공통적으로 발생하고 있는 것을 파악하였다. 유입되는 부하량에 맞게 처리시설의 운전 방법을 개선해야 하지만 대부분의 시설들이 설계시 제시된 운전인자로 운전되고 있어 처리효율이 저하되는 것으로 조사되었다. 정밀진단에서는 문제점에 대한 해결방안으로 유량균등화, 포기/ 비포기 비율 조절 등을 검토하여 현장에 적용하였으며, 그 결과 유기물 및 탈질산화 반응에 의한 T-N의 처리효율 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

• 융합정보논문지
• /
• 제10권7호
• /
• pp.153-159
• /
• 2020

본 연구에서는 실제 하수관로 내 흐름상태를 파악하기 위하여, 건기동안 처리구역 최상부에 위치한 관로의 수위, 유속, 유량의 값을 실제 측정하여 추정된 하수의 전단응력을 조사하였다. 수세분뇨 및 토사를 모사하기 위해 점착성 및 비점착성 고형물(두부와 모래)을 따로 또 함께 투입한 후 흐름의 상태를 촬영하였는데, 본 실험대상관로에서는 큰 방해없이 침전물이 하수와 함께 씻겨 내려가는 것을 관찰하였다. 경사가 0.00319인 관로에서 주중 하수의 최소전단응력을 초과하는 빈도는 0이었고 0.00603의 기울기의 경우 10회였다. 현장조사기간 중 최소전단력을 초과하는 이벤트는 1회 발생하여 하수도에서 악취가 증가될 가능성을 시사하였다. 경사가 가파른 관로의 최대전단응력은 2.9~3.1N/㎡이었지만, 완만한 경사에서는 1.6~1.7 N/㎡으로 감소하였다. 강우시 합류식 관로로 유입될 수 있는 비응집성 입자를 포함한 하수는 최소전단응력 기준 이하로 유지되는 시간 간격이 주중에 비해 주말동안 증가하였다. 설계기준에 따라 설계된 본 실험대상 관로에서는 수세분뇨가 직투입되어도 관로내 침전물이 오래 퇴적상태로 머물지 않고 하수와 함께 흘러갈 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 상하수도학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.647-654
• /
• 2005

Recently, the economic losses caused by inundation are increasing due to the urbanization and industrialization, i.e., intensive land utilization and concentration of population and properties. It is regarded that the role of the storm sewer systems in urban areas becomes more important as one of the effective countermeasures for reducing the inundation losses. In this study, the effects of rainfall design frequency enhancement on the construction cost of the storm sewer systems were analyzed by increasing the design frequency from the present design frequency of the sewer systems, which is 5~10 years, to 15 years, 20 years and 30 years. The change rate functions of the design discharge and construction cost based on the various design frequencies were derived by regression analysis. According to the analysis, change the rate of design discharge at 15, 20, 30 years rainfall design frequencies were increased by 10%, 17.1%, and 27.2%, respectively, when compared to that at 10 year frequency. Furthermore, it was found that by increasing the design frequency from 10 years to 15 years, 20 years and 30 years, the construction costs were increased by 5.0%, 8.0% and 12.4%, respectively. Finally, their reliabilities need to be tested by applying the rate functions to the real storm sewer districts.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제15권5호
• /
• pp.938-945
• /
• 2005

For elucidating excessive growth of biofilm that subsequently leads to the clogging problem in a small town's sewer lines of Wisconsin, the FISH method was employed. At the beginning of the simulated experiments, ${\beta}$-subclass proteobacteria prevailed in runs fed with industrial wastewater, while ${\gamma}$-subclass proteobacteria dominated in runs with domestic wastewater. However, the bacterial community structure changed significantly over six weeks; Cytophaga-Flavobacterium (CF)­group bacteria dominated in most runs fed with the small town's wastewater regardless of their source, while CF-group decreased strongly in run fed with domestic sewage from another city (Madison). It was also microscopically confirmed that most of those clogging materials was toilet tissue, which in turn may lead to vigorous growth of cellulose-degrading CF-group bacteria. This dominant presence of CF-group bacteria in the small town's sewer indicates that the main constituent of biofilm, toilet tissue (cellulose) in sewage, might have induced the unique pattern of their microbial community structure. Therefore, it suggests that molecular technique is useful for monitoring the clogging problems in sewer lines.