• 대한토목학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.129-134
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• 1992

본 논문은 도시유역의 최적 배수관망설계를 위한 위험도-안전도계수 관계를 설정하는 것이다. 배수관망의 신뢰도 분석을 위하여는 하수관의 용량과 하중을 결정하는 식을 구성하는 여러가지 매개변수들의 불확실성이 고려되어야 하며, 이에 따른 위험도를 결정하게 된다. 본 연구에서는 신뢰도 분석기법을 유역면적 $381,000m^2$인 성산 유수지 유역에 적용하였다. 하수관망의 용량을 결정하는 식으로는 Darcy-Weisbach식을, 하중을 결정하는 식으로는 합리식을 사용하였으며, 하수관의 용량과 설계유량과의 비로 나타나는 안전도계수를 구하여 이를 하수관망의 위험도와 상관시켰다. 이에 따라 재현기간별 위험도-안전도계수를 얻었으며, 이는 배수관망의 최적설계에 이용될 수 있다.

• 상하수도학회지
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• 제23권1호
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• pp.47-55
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• 2009

Sewers are important national infrastructure and play an essential part by handling both wastewater and stormwater to minimise problems caused to human life and the environment. However, they can cause urban flooding when rainfall exceeds the system capacity. Sewer flooding is an unwelcome and increasingly frequent problem in many urban areas, and its frequency will increase over time with urbanisation and climate change. Under current standards, sewers are designed to drain stormwater generated by up to 10 year return period storms, but data suggests that many in practice have been experienced flooding with exceeding system capacity under increased storm events. A large number of studies has considered upgrading or increasing the design standard but there are still lack of information to propose a suitable return period with the corresponding system quantity to achieve. A methodology is required to suggest a proper level of standard within a suitable sewerage rehabilitation planning that can avoid the exceedance problem. This study aimed to develop a methodology to support effective sewer rehabilitation that could prevent urban flooding mainly resulted from the exceedance of existing storm sewer system capacity. Selected sewerage rehabilitation methods were examined under different storm return periods and compared to achieve the best value for money.

• 상하수도학회지
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• 제24권5호
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• pp.509-517
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• 2010

Statistical distribution of annual maximum rainfall intensity of 18 cities in Korea was analyzed and applied to the reliability model which can calculate the probability of performance failure of storm sewer. After the analysis, it was found that distribution of annual maximum rainfall intensity of 18 cities in Korea is well matched with Gumbel distribution. Rational equation was used to estimate the load and Manning's equation was used to estimate the capacity in reliability function to calculate the probability of performance failure of storm sewer. Reliability analysis was performed by developed model applying to the real storm sewer. It was found that probability of performance failure is abruptly increased if the diameter is smaller than certain size. Therefore, cleaning the inside of storm sewer to maintain the original diameter can be one of the best ways to reduce the probability of performance failure. In the present study, probability of performance failure according to accumulation of debris in storm sewer was calculated. It was found that increasing the amount of debris seriously decrease the capacity of storm sewer and significantly increase the probability of performance failure.

• 상하수도학회지
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• 제19권5호
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• pp.557-564
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• 2005

The objective of this study is to evaluate a criteria of intercepting capacity and a reduction goal of overflow pollution load in combined sewer system. In the current criteria of intercepting capacity in the domestic sewage facility standard, it is known that three times of peak sewage (Q) in dry period or runoff flow by 2mm/hr is not appropriate since the intercepted flow is estimated by runoff and show different result even in the same watershed. Though a reduction goal of overflow pollution load can be determined from 1) same level of storm-water runoff pollution load in separated storm sewer, 2) less than 5% sewage load in dry weather period, by the domestic sewage facility standard, the simulated results from storm-water model show large differences between two criteria. While it is predicted that sewage pollution load standard three time larger than separated storm sewer standard in high population density and urbanized area, it is shown that separate storm sewer standard larger than sewage pollution load standard in middle population density and developing area. Accordingly, it is proposed that more reasonable intercepting flow and reduction goal of overflows pollution load should be established to minimize discharging pollution load in combined sewer systems. For the purpose, a resonable standard has to be amended by pollution load balance considering the characteristics of a watershed for generation, collection, treatment, and discharging flow.

• 한국물환경학회지
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• 제29권6호
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• pp.754-761
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• 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.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제9권1호
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• pp.129-135
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• 2008

하천으로 유입되는 합류식월류수(Combined Sewer Overflows, CSOs)는 하천의 수질 오염에 영향을 끼치게 되며 월류량은 차집관거의 설계용량에 따라서 결정되어진다. 따라서 차집관거의 기준 용량은 강우 유출의 특성 및 수질을 고려하여 합리적으로 결정되어야한다. 그러나 국내의 차집관거 기준 용량은 일괄적으로 시간최대오수량의 3배로 책정되어있으며, 강우-유출의 특성을 고려하지 않은 채 모든 지역에 대하여 균일하게 적용되어왔다. 따라서 본 연구에서는 강우유출 특성을 고려하여 강우 데이터에 대한 통계적 분석을 통하여 차집관거의 기준 용량을 결정하기 위한 기준 강우를 산정하였다. 서울지역의 평균개념의 확률강우량을 통하여 산정된 기준강우의 지속시간은 4hr이며 강우량은 재현기간 1.5년에 해당하는 6.76mm로 산정되었다. 또한 산정된 기준 강우를 적용하여 강우유출 특성 분석은 SWMM을 이용하였으며 이를 통하여 CSOs를 계산하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권11호
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• pp.967-976
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• 2010

우수관의 성능이 한계상태(performance limit state)에 도달할 확률을 정량적으로 산정할 수 있는 FORM(First-Order Reliability Model)의 AFDA(Approximate Full Distribution Approach) 신뢰성 모형을 개발하였다. 우수관망에서 각각의 관으로 유입하는 유량이 그 관의 허용 가능 배출량을 초과하여 성능한계상태에 도달할 때 이를 파괴상태(failure state)라 정의하여 신뢰함수를 수립하였다. 우수관거로의 유입량은 합리식, 유출량은 Manning의 공식을 적용하였다. 또한 신뢰성 해석을 위한 관련 확률변수들에 대한 통계적 특성과 분포함수에 대한 해석이 수행되었다. 강우자료의 불확실성 해석에서 우리나라 여러 중소도시에 대한 연 최대강우강도의 확률분포가 Gumbel 극치분포함수와 일치함을 확인하였다. 개발된 신뢰성 모형을 Y자형 우수관망에 적용하여 성능한계상태가 발생할 확률, 즉 파괴확률(probability of failure)을 정량적으로 산정하였다. Manning의 공식을 이용하여 우수관의 직경 변화에 따른 파괴확률의 거동특성을 분석하였다. 특히 문경과 대전의 50년 재현기간을 갖는 설계 강우강도에 대한 우수관의 파괴확률을 산정한 결과에 의하면, 관의 직경이 특정수치 이하일 경우 파괴확률이 급격히 커지는 것을 확인할 수 있었다. 이는 실제 우수관의 유효직경이 설계직경에 가깝도록 항상 관내 불순물을 제거하는 것이 파괴확률을 줄이는 최선의 방법임을 의미하는 것이다. 또한 우수관 시스템의 경우 여러 개의 관이 모여 하나의 관으로 흘러 들어가는 경우가 많으며 이 경우 다중파괴유형(multiple failure mode)을 적용하여 시스템이 파괴상태에 도달할 확률을 정량적으로 산정하였다. 본 연구에서 개발된 신뢰성 모형은 우수관의 운용, 관리, 감독은 물론 설계에 활용이 가능 할 것이다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권1호
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• pp.44-53
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• 2021

급격한 도시화로 인하여 도심지의 불투수 면적의 증가와 기후변화로 인한 국지성 집중호우로 인하여 기존 배수시설로 구성된 도시지역의 홍수 방어능력이 취약하게 되었다. 이와 같이 도심지의 우수 유출량이 증대되고 유출 양상이 변화되고 있는 다양한 도시지역에서의 원활한 내수배제를 위해서는 우수관거의 용량 증대 및 단순 지하 저류조의 설치가 아닌 기존 배수시설과 연계가 가능하면서도 배수가 용이한 형태의 간선저류지의 설치가 필요하다. 본 연구에서는 기존의 우수관거를 연계한 저류시설인 간선저류지 개념을 적용하고 유역 형상이 변화된 가상유역을 선정하여 간선저류지의 특성인자들과 설계를 위한 매개변수들의 관계를 분석하고 저류지의 설치위치 및 용량에 따른 우수유출저감효과를 검토하였다. 또한 여수 도원지구를 대상으로 간선저류지 설치위치 및 용량에 따른 관계를 검증하고 기존의 우수유출 저감시설과 간선저류지 설치에 따른 내수침수 저감효과를 비교 및 분석하였다. 간선저류지 적용에 따른 내수침수 저감효과를 분석한 결과, 간선저류지 설치에 따라서 침수면적이 약 66.5% 정도 감소하는 것으로 나타났으므로 본 연구에서 제시한 간선저류지는 도시지역의 내수침수를 저감시키는 데에 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.1199-1203
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• 2005

Combined sewer overflows(CSOs) are themselves a significant source of water pollution. Therefore, the control of urban drainage for CSOs reduction and receiving water quality protection is needed. Examples in combined sewer systems include downstream storage facilities that detain runoff during periods of high flow and allow the detained water to be conveyed by an interceptor sewer to a centralized treatment plant during periods of low flow. The design of such facilities as stormwater detention storage is highly dependant on the temporal variability of storage capacity available(which is influenced by the duration of interevent dry periods) as well as the infiltration capacity of soil and recovery of depression storage. As a result, a contiunous approach is required to adequately size such facilities. This study for the continuous long-term analysis of urban dranage system used analytical Probabilistic model based on derived probability distribution theory. As an alternative to the modeling of urban drainage system for planning or screening level analysis of runoff control alternatives, this model have evolved that offer much ease and flexibility in terms of computation while considering long-term meteorology. This study presented rainfall and runoff characteristics or the subject area using analytical Probabilistic model. Runoff characteristics manifasted the unique characteristics of the subject area with the infiltration capacity of soil and recovery of depression storage and was examined appropriately by sensitivity analysis. This study presented the average annual COSs and number of COSs when the interceptor capacity is in the range 3xDWF(dry weather flow). Also, calculated the average annual mass of pollutant lost in CSOs using Event Mean Concentration. Finally, this study presented a dicision of storage volume for CSOs reduction and water quality protection.