• 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.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권2호
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• pp.117-122
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• 2014

Indexes of safety, restoration, damage impact, and management reliability were developed to assess reliability of drinking water distribution networks (DWDNs) management. The developed indexes were applied to evaluate the reliability of the pipeline management stage during unexpected mechanical and hydraulic accidents of components. The results were used to support the decision-making process in effective management and maintenance by enhancing the administrator's system understanding and by helping to create appropriate maintenance and management policies. The results of this study indicated that application of a management reliability index to assess DWDNs reliability may help create a more effective plan for establishing DWDNs management and maintenance.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권2호
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• pp.201-210
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• 2010

본 연구에서는 HSPDA모형을 기반으로 한 상수관망의 신뢰도분석 방안을 제안하였다. 대표적인 상수관망의 신뢰도분석 방법으로는 수량과 수압의 확보가 불가능한 수요절점을 산정하고 필요수량/공급가능수량 혹은 압력확보절점수/전체절점수 등을 계산하여 상수관망이 얼마나 신뢰할 수 있는가를 판단하는 것이 있다. 이를 계산하기 위해서는 수리모형을 이용한 상수관망의 모의가 필요하나 절점의 압력과는 상관없이 항상 모든 용수량은 공급가능하다는 가정을 사용하는 Demand-Driven Analysis (DDA) 를 신뢰도 분석에 사용할 경우 신뢰도가 과소 산정될 수 있으며, 절점수요는 절점수두에 비례한다는 가정을 사용하는 Pressure-Driven Analysis (PDA)의 적용이 필요하다. 그러나 기존에 수행된 많은 연구에서는 관망의 특성에 따라 제한적인 적용성을 가지는 PDA 모형과 semi-PDA모형이 비정 상운영상태의 상수관망 수리모의에 이용되었고 이로 인하여 정확한 상수관망의 신뢰도 산정이 어려웠다. 본 연구에서는 기존의 PDA모형의 가지는 단점을 보완한 HSPDA 모형과 Available Demand Fraction (ADF) 지수를 이용하여 상수관망의 신뢰도 산정이 가능한 모형을 제안하였다. HSPDA를 활용하여 상수관망의 비정상운영상태를 모의하고, 이를 이용하여 절점별 ADF 지수를 산정, 상수관망의 신뢰도를 산정하였다. 제안된 신뢰도분석기법을 대상관망에 적용하여 기존의 연구결과와 비교하였으며, 이를 바탕으로 수립 가능한 신뢰도 확보방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.495-502
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• 2007

상수관망에서 다양한 제수밸브 분포간의 우열성 평가는 상수관망의 신뢰성 확보를 위해 필수적이다. 기존 상수관망에 새로운 제수밸브를 추가할 경우나 새로운 상수관망을 건설할 경우, 본 연구에서는 서로 다른 제수밸브 분포간의 우열성을 평가하여 좀 더 효율적인 제수밸브 분포를 선택할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 제안된 방법은 상수관 및 제수밸브의 파괴 모의를 바탕으로 하며 제수밸브 분포간의 우열성은 상수관망의 신뢰도를 기준으로 하였다. 상수관망의 신뢰도는 상수관 파괴당 평균적인 단수인구로 나타내지며 충분한 횟수의 상수관 및 제수밸브 파괴모의를 통해서 산정하였다. 제안된 방법의 적용성을 평가하기 위하여 실제 상수관망을 대상으로 새로운 제수밸브를 추가할 경우 두가지 다른 밸브분포를 결정한 후 우열성을 판별하였다. 또한 다양한 제수밸브 신뢰도에 따른 관파괴당 평균단수인구를 산정하여 제수밸브 신뢰도가 상수관망의 신뢰도 향상에 미치는 영향을 검증하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.105-115
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• 2003

본 연구에서는 상수관망의 신뢰도해석을 위해 수리적 신뢰도와 기계적 신뢰도를 통합적으로 해석할 수 있는 통합신뢰도 해석모형을 개발하였다. 수리적 신뢰도는 불화실성을 가진 변수들에 대하여 적절한 변동계수를 가진 확률 분포형을 적용시켜 임의변수로 고려하였고 기계적 신뢰도는 관망의 각 구성물에 대해 순차적 고장을 발생시켜 각 고장에 대한 영항을 해석하여 신뢰도를 산정하였다. 덕 연구모형을 실제관망에 대한 적용결과 본 모형은 실제관망에 대한 불확실한 요소를 고려한 신뢰도를 잘 모의하고 있었다. 앞으로 신뢰성있는 상수관망 설계 및 기존 관망의 신뢰도 판정에 본 모형이 적용된다면 기계적 및 수리적으로 객관성이 있는 신뢰도를 가진 상수관망의 건설 및 유지관리가 될 수 있다고 판단된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제54권2호
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• pp.37-46
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• 2012

The change of rainfall pattern and hydrologic factors due to climate change increases the occurrence probability of agricultural reservoir water shortage. Water supply assessment of reservoir is usually performed current reservoir level compared to historical water levels or the simulation of reservoir operation based on the water budget analysis. Since each reservoir has the native property for watershed, irrigation district and irrigation water requirement, it is necessary to improve the assessment methods of agricultural reservoir water capability about water resources system. This study proposed a practical methods that water supply vulnerability assessment for an agricultural reservoir based on a concept of probabilistic reliability. The vulnerability assessment of water supply is calculated from probability distribution of water demand condition and water supply condition that influences on water resources management and reservoir operations. The water supply vulnerability indices are estimated to evaluate the performance of water supply on agricultural reservoir system, and thus it is recommended a more objective method to evaluate water supply reliability.

• 한국수자원학회논문집
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• 제42권6호
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• pp.505-511
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• 2009

상수관망의 노후관 교체시 신설관의 관경 결정은 상수관망의 장기적인 신뢰도 향상에 기여할 수 있는 중요한 문제이다. 그러나 대구경 관의 사용은 공사비 증가를 가져오기 때문에 적절한 관경의 결정을 위해서 대구경 관 사용에 따른 신뢰도 향상정도를 평가해야 한다. 본 연구에서는 상수관경의 변화가 상수관망의 신뢰도 향상에 미치는 영향을 평가할 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위하여 Segment 기반의 Minimum Cutset 및 Success Mode Approach를 활용하여 상수관망의 신뢰도를 산정하였으며 신뢰도 향상을 위하여 교체해야 할 상수관과 관경을 유전자 알고리즘을 이용하여 최적해를 찾도록 하였다. 제안된 방법을 실제 상수관망에 적용한 결과 상수관을 기존의 설계와 다른 관경을 이용할 경우 비슷한 공사비로 좀 더 나은 신뢰도 향상을 가져왔다. 그러나 공사비의 증가율에 비하여 신뢰도 향상의 효과는 크지 않았다. 따라서 관경 변화 뿐 아니라 상수관망의 구조적인 보강이나 추가적인 밸브의 설치도 함께 해야 상수관망의 전체적인 신뢰도 향상이 효율적으로 이루어질 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권9호
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• pp.735-742
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• 2007

본 연구에서는 실제 대형 상수관망에서 보다 효율적이면서도 정확한 신뢰도를 추정할 수 있는 segment를 기반으로 한 minimum cutset 방법을 제안하였다. 기존의 상수관망에서 minimum outset을 기반으로 한 모형은 상수관을 minimum outset의 최소단위로 다루어 상수관 파괴에 따른 피해영역을 과소산정할 수 있는 문제점을 가지고 있다. 그러나 제안된 신뢰도 추정 모형은 기존 신뢰도 추정 모형과 달리, 상수관 파괴에 따른 피해영역을 현실적으로 추정하기 위하여 segment와 unintended isolation, 그리고 수리학적 피해인 압력저하영역을 도입하였다. 또한 minimum cutset 방법에서 정의될 수 있는 minimum cutset을 상수관망 내 일부 절점의 비정상 상태를 야기하는 segment 1개로 정의하였으며 정의된 minimum outset의 동시파괴조합의 확률을 고려하기 위하여 success mode approach를 적용하였다. 제안된 모형은 제수밸브의 위치와 수를 고려하여 상수관 파괴에 따른 피해영역을 추정하며, 실제 대형 상수관망인 Chester Water Authority에 적용한 결과, 기존 신뢰도 추정 모형과 비교할 때 보다 실제적인 피해영역의 추정과 이에 따른 신뢰도의 추정이 가능하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제50권7호
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• pp.441-453
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• 2017

상수관망 시스템은 다수의 이용자에게 용수를 공급하기 위한 사회기반시설물로써, 적절한 수압을 유지하고 안정적으로 용수를 공급할 수 있어야 한다. 따라서 안정적인 설계와 효율적인 운영을 위해서는 상수관망 시스템의 용수 공급능력을 정량적으로 파악하는 것이 중요하다. 이러한 노력의 일환으로 상수관망 시스템 내 에너지 거동을 통해 신뢰도를 정량화한 신뢰도 지수가 다양한 방법으로 개발되어 왔다. 대부분의 신뢰도 지수는 공통적으로 절점에서의 최소요구수두 및 초과수두의 형태로 공급된 에너지를 기반으로 산정되며, 일부 지수의 경우 상수관망에 공급된 총 에너지 또는 용수 공급과정에서 손실된 에너지를 추가적으로 고려하여 산정된다. 본 연구에서는 상수관망의 용수 공급 과정에 따른 에너지 구성 요소를 소개하였으며 기존에 개발된 몇 가지 신뢰도 지수를 대상으로, 상수관망의 공급부하 상황을 고려한 시나리오 분석을 통해 신뢰도 지수의 적용성을 알아보고자 하였다. 또한, 각 절점 별 지수값을 도시함으로써, 상수관망 내 신뢰도의 공간적 분포를 나타내어 분석함으로써 보다 확장된 시스템 신뢰도 지수의 활용방안을 제시하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.665-675
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• 2002

상수관망에서 관로파열을 예측하고 파열영향을 감소시키는 작업은 관망의 신뢰도와 밀접한 관계가 있다. 기존의 상수관망의 설계에서는 관로의 배치 및 각 관로에 대한 수리학적 능력 및 파열에 대한 영향이 고려되지 않았다. 본 연구에서는 도학을 이용하여 상수관망의 기하학적 구성상태에 따른 관로 파열에 대한 영향을 예측하고 영향을 감소시켜 상수관망의 신뢰도를 증가시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 기존의 상수관망은 폐합관로를 이루고 있지만 특정관로가 파열되었을 경우 적정한 유량공급이 불가능하여 관망의 대부분의 절점에 심각한 수두감소와 같은 부작용이 발생할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 관로파괴 영향해석 기법을 이용하여 관망 설계시 적절한 관경 및 관로를 배치를 구성하여 관로 파괴시 발생하는 수요절점에서의 극단적인 수두감소를 극복할 수 있었고 사용자들에게 안정적인 유량공급이 가능하여 보다 신뢰성 있는 상수관망 시스템이 될 수 있었다.