• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.15 no.3
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• pp.1756-1763
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• 2014

A water pipeline buried under the riverbed could be exposed by bed erosion, therefore safe crossing sections should be analyzed for preventing damages due to the exposure of pipelines. In this study, flow and bed changes have been simulated using a two-dimensional numerical model for selecting the optimized section of pipeline crossing in the Geum River. As a result of simulation with the 20-year recurrence flood, sediment deposition has been distributed overall in the channel and bed erosion over 2 m has occurred near bridge piers. For the extreme flood simulation, the channel bed near the bridge piers has been eroded down to the buried depth. Therefore, within 140 m upstream of the bridge piers, bed erosion affects a buried pipeline in safety due to bridge pier effects and the crossing section over 150 m upstream of bridge piers is selected as a safe zone of a water pipeline.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.37 no.6
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• pp.347-361
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• 2023

Water utilities are making various efforts to reduce water losses from water networks, and an essential part of them is to recognize the moment when a pipe burst occurs during operation quickly. Several physics-based methods and data-driven analysis are applied using real-time flow and pressure data measured through a SCADA system or smart meters, and methodologies based on machining learning are currently widely studied. Water utilities should apply various approaches together to increase pipe burst detection. The most intuitive and explainable water balance method and its procedure were presented in this study, and the applicability and detection performance were evaluated by applying this approach to water supply pipelines. Based on these results, water utilities can establish a mass balance-based pipe burst detection system, give a guideline for installing new flow meters, and set the detection parameters with expected performance. The performance of the water balance analysis method is affected by the water network operation conditions, the characteristics of the installed flow meter, and event data, so there is a limit to the general use of the results in all sites. Therefore, water utilities should accumulate experience by applying the water balance method in more fields.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.120-120
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• 2017

인천지역의 상수도공급은 팔당댐을 취수원으로 하여 도수, 송수관을 거쳐 인천지역 내 정수장을 통하여 각 급수지역까지 일원화된 관로시스템으로 공급되고 있다. 관망에서의 적절한 수압관리, 노후관로 교체사업 등은 급수관망 내 관로 사고위험을 줄일 수 있고, 누수량을 저감하여 무수율의 감소로 이어질 수 있다. 상수관망 내 누수에 영향을 주는 물리적, 운영적 요소를 파악하고, 이를 이용하여 누수해결을 위한 방법론을 제시하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 인천시 배수관망 데이터를 활용하여 통계분석 및 인공신경망을 통하여 무수율에 영향을 미치는 인자를 선별하고, 무수율과의 연관성을 분석하고자 하였다. 이를 위해 대상지역에 대한 시설현황 및 운영자료를 취득하고, 무수율 분석에 활용하였다. 인천시의 소블럭을 대상으로 관로노후도, 배수관연장, 평균관경, 급수전당 공급량, 누수발생 횟수, 용도지역, 관망구성 형태 등을 고려하여 무수율과의 관계분석을 위한 통계분석을 수행하였다. 특히 급수에 필요한 최소에너지와 관망에서 공급되는 에너지를 비교하기 위하여 관망해석 프로그램인 EPANET을 이용하여 관망내 절점에서의 수압과 수요량이 적용된 최소공급에너지를 활용하였고, 이를 통하여 블록 내 과잉공급에너지와 무수율의 영향성을 비교하였다. 최종적으로 산출된 주요인자에 대한 주성분분석, 분산분석, 다중회귀분석 등의 통계분석과 인공신경망에 의해 학습된 알고리즘을 통하여 산정된 무수율을 실측 무수율과 비교, 분석하였다. 인공신경망에 의해 산정된 무수율과 실측 무수율의 정확도를 평가하기 위하여 MAE, MSE, PBIAS 등의 정확도 평가와 산점도 분석을 수행하고, 상관계수를 도출하여 가장 정확한 방법을 결정하였다. 분석 결과 통계분석에 의한 다중회귀식으로 산출된 무수율 보다 인공신경망에 의한 무수율이 실측값에 더욱 근접한 것으로 나타났으며 이용된 뉴런의 수의 따라 산출결과가 상이하기 때문에 최적 뉴런의 수를 산정해야 할 필요가 있음을 확인하였다. 특히 사용된 상수관망 주요인자 중 주성분분석을 통하여 선정된 각 성분을 인공신경망에 적용시 더욱 정확한 무수율 예측이 가능한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.282-286
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• 2009

1979년 준공된 수도권 광역상수도 1단계 시설은 상당한 노후화가 진행되었을 것으로 예상되며, 또한 향후 한강하류권 용수공급계획이 예정되어 있어 내부부식 및 관로손상부 개량의 시급성이 제기되었다. 이에 따라 직경 2,800${\sim}$800mm의 초대구경 도수관 53.9km의 개량을 위한 사업이 추진되었으며 시공성, 환경성, 경제성 등의 여러 항목에 대한 검토 결과 신개념 녹색공법인 비굴착식 건식일체형 공법이 최종 선정되었다. 그동안 기존관 개량공사에서 주로 사용되었던 굴착공법이 굴착에 따른 공기지연, 소음 분진 악취 등의 환경오염, 전구간 굴착에 따른 공사비 증가 등 많은 문제점을 안고 있는 것에 반해, 동사업에서 채택된 비굴착공법은 관로내에서 작업이 이루어지므로 공기단축, 환경오염 최소화에 따른 민원발생 최소화, 작업구만 굴착함에서 오는 공사비 절감 등 상대적으로 훨씬 우수한 것으로 평가된다. 동공법에 따르면 관내부 갱생공사는 '배수 및 잔류토사 제거'${\to}$'관내건조'${\to}$'표면처리'${\to}$'프라이머도장'${\to}$'본도장'의 순으로 진행된다. 일체형 장비에 의한 이와 같은 초대형관의 자동화시공은 세계에서 처음 적용되는 것이다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.37 no.3
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• pp.611-619
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• 2017

This paper intends to develop unit water production cost (UWPC) between alternative water resources including desalination, freshwater reservoirs, single-purpose dams, underground dams, and two indirect water in-take technologies - riverbank filtration and aquifer storage and recovery (ASR). The UWPCs of water supply schemes including each alternative are determined based on project cost, and operation and maintenance estimation models, which were developed based on real project cost data. The sensitivity analysis of UWPCs reveals that ASR is the lowest cost option in producing drinkable water among the alternatives, followed by riverbank filtration and underground dam. It is expected that economics related to the finding plays a critical role in supporting water resources planning and budget allocation for central and local water authority in Korea.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2018.05a
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• pp.186-186
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• 2018

본 연구에서는 매개변수 자동 보정기법인 PEST(Model-Independent Parameter Estimation and Uncertainty Analysis)를 CAT 모형에 연계하여 유출특성 분석을 실시하였다. CAT-PEST 연계모형은 CAT 모형의 모의유출량을 이용하며 PEST의 반복계산을 통하여 최적 매개변수를 추정한다. 침투방법은 CAT에서 제공하는 Rainfall Excess 방법, Green and Ampt 방법 및 Horton 방법을 이용하였으며 각 침투방법에 따른 유출 특성을 비교 및 분석하였다. 연구대상유역은 보령 댐 유역으로 유역면적은 $163.7km^2$이며 전체면적의 약 80%가 산지로 구성되어 있고, 유로연장은 22.3km, 유역평균경사는 40.19%이다. 또한 보령댐 유역의 월평년값 평균기온은 -0.8에서 $25.5^{\circ}C$로 계절변동이 매우 큰 것을 알 수 있다. 최근 몇 년간 심각한 가뭄 피해를 입은 보령댐 유역은 2016년에 도수관로를 완공하여 이를 통해 금강으로부터 물을 끌어다 쓰고 있는 실정이며, CAT 모형에서는 금강도수유입량을 외부유입 처리하여 유출량을 산정하였다. 모의기간은 1999년부터 2017년까지이며 전체기간에 대한 보정 후 연도별 보정을 실시하였다. 통계적 평가수단은 $R^2$, RMSE 및 NSE를 사용하여 유역 최종출구점에서의 유출량과 비교하였으며 전체기간에 대한 보정결과 NSE와 $R^2$가 0.75 이상으로 나타나 대체적으로 모의 유출수문곡선이 관측 수문곡선과 유사한 양상을 보였다.

• Journal of Korean Society for Geospatial Information Science
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• v.3 no.2 s.6
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• pp.101-113
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• 1995

In pipeline planning, the systematic and reasonal management of topographical and spatial data are needed in order to omprove the availibilities for data analysis and the effective combinations of spatial informations. According to that fact, DBMS (Database Management System) and DSS(Decision making Support System) have to be developed for the planning of water supply system Also, the economic selection for harmonious delivery of water to target area, since the alternatives of pre-designed pipeline are influenced by hydraulic stability and geographic characteristics. In this study, GIS technique for water supply planning and management which stores graphic features and attributes as digital data sets is considered and engineering application programs are integrated for effective planning of water supply system. Decision making support system based on analyzing technical, Social and economical aspects is developed for the extension of water supply facilities and pipeline configurations. Especially, Hydraulic, land-use and economic influences are considered as important factors for the purpose of developing the system. Hydraulic analysis program(SAPID) for pipeline flow which is already developed in Water Resources Research Institute and economic analysis program(ECOVEL) are integrated with GIS for resonable decision making. Every possible aspects in pipeline planning for water supply is reviewed and the applicabilities of developed system into the field are evaluated.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2005.05b
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• pp.497-501
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• 2005

근래 들어 도시화로 인한 물순환 파괴를 근본적으로 연구하고 이를 정상화하기 위한 체계적이고 통합적인 유역관리 기술이 요구되고 있다. 유역통합관리의 이론을 실제로 적용한 계획을 세우기 위해서는 Heathcote(1998)가 제안한 다음과 같은 단계별 절차를 수행하는 것이 바람직하다. 단계별 절차는 (1) 대상유역에 대한 정보수집, (2) 문제점 도출, (3) 분명한 목적 수립, (4) 대안의 구성, (5) 대안의 검토, (6) 대안의 효과분석, (7) 최종계획 수립으로 이루어져 있으며 본 연구에서는 3단계의 과정에 해당된다. Heathcote(1998)는 대안의 선정과 평가를 위한 방법으로 단순평가방법(simple assessment method)과 세부평가방법(detailed assessment method)으로 구분하였는데 본 연구에서 수행한 내용은 단순평가방법에 해당된다. 본 연구는 안양천 유역에서 물순환 건전화의 핵심을 건천화 방지로 판단하고 이를 위한 대안을 크게 지표수, 지하수, 대체수자원 분야로 구분하여 제시하였다. 지표수 분야의 경우 구조적인 대안으로 소규모 저수지의 개발, 타유역에서의 도수, 보를 이용한 수량 확보, 우오수분리벽을 이용한 상류유출수의 확보, 저협수로 형성, 하천바닥에 차집관로 매설 방지 및 차집관로 유지관리 등이 있으며 비구조적인 대안으로는 기존 저수지의 유지용수 공급을 위한 운영, 유수지의 다목적 활용, 하천수 직접취수 제한 등이 있다. 지하수 분야의 대안으로는 지하철 용출수의 재이용, 지하수의 과다이용 제한, 침투증진시설의 설치 등이 있으며 대체수자원 분야의 대안으로는 하수처리수를 고도처리하여 유지용수로 재이용하는 것, 중소규모 하수처리장의 상류 설치, 대규모 사업장의 폐수를 고도처리하여 활용하는 것, 상수도의 이용 등이 있다. 이러한 여러 가지 대안들은 Walesh(1989)가 제안한 절차에 따라 기술가능성(technical feasibility), 경제성(economical efficiency), 환경성(environmental feasibility) 등을 정성적으로(qualitatively) 파악하여 실현가능한 대안을 선정하였다. 이렇게 선정된 대안들은 중유역별로 검토하여 효과가 있을 것으로 판단되는 대안들을 제시하는 예비타당성(Prefeasibility) 계획을 수립하였다. 이렇게 제시된 계획은 향후 과학적인 분석(세부평가방법)을 통해 대안을 평가하고 구체적인 타당성(feasibility) 계획을 수립하는데 토대가 될 것이다.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.21 no.3
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• pp.341-348
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• 2007

The efficiency of powdered activated carbon (PAC) for removing taste and odor (T&O) in drinking water supplies is dependent on the contact time, quality of mixing, and the presence of competing compounds. All of these are strongly influenced by the stage in the treatment process at which the PAC is added. In conventional water treatment plants (WTPs), PAC is commonly added into the rapid mixing basin where chemicals such as coagulants, alkaline chemicals, and chlorine, are simultaneously applied. In order to prevent interference between PAC and other water treatment chemicals, alternative locations for addition of PAC, such as at transmission pipe in the water intake tower or into a separated PAC contactor, were investigated. Whatever the location, addition of PAC apart from other water treatment chemicals was more effective for geosmin removal than simultaneous addition. Among several combinations, the sequence 'chlorine-PAC-coagulant' produced the best result with respect to geosmin removal efficiency. Consequently, when PAC has to be applied to cope with T&O problems in conventional WTPs, it is very important to prevent interference with other water treatment chemicals, such as chlorine and coagulant. Adequate contact time should also be given for adsorption of the T&O compounds onto the PAC. To satisfy these conditions, installation of a separated PAC contactor would be the superior alternative if there is space available in the WTP. If necessary, PAC could be added at transmission pipe in the water intake tower and still provide some benefit for T&O treatment.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.7
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• pp.721-728
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• 2008

DBPs(Disinfection By-Products) are most formed through the reactions between chlorine and NOM(Natural Organic Matter) in water treatment. In this study, occurrence of DBPs including THMs(Trihalomethanes) is evaluated. Also, influencing factors by the seasons and raw water quality were investigated for correlation among them and the characteristics of THMs formation by prechlorination process. This study investigated the operation condition for THMs removal depending on raw water quality. Water treatment plant from intake station to gauging well flows for about 10 hours in Y Water Supply Office. It is limited to control of THMs formation because of excessive reaction time between chlorine and THMs precursors in the intake station. Therefore, as multi-points prechlorination from intake station to gauging well, THMs formation was decreased in the water treatment, and it was willing to prevent overdosage of chlorine. The concentration of THMs was 0.021 mg/L in the summer, 0.015 mg/L in the winter, respectively. Also, THMs formation showed that 0.013 mg/L in the water of gauging well after prechlorination, 0.014 mg/L in the flocculation/sedimentation/filtration, 0.016 mg/L in the water after postchlorination, respectively. THMFP(Trihalomethane Formation Potential) removed 42.7% and 50% through the flocculation/sedimentation and filtration, respectively, and it is similar TOC removal efficiency. In this study, multi-points prechlorination from intake station to gauging well decreases in contact time and concencrations of NOM and chlorine. Also, it decreases in THMs and amount of chlorine uesd. In the result of multi-points prechlorination in the summer, the concentration of THMs was 0.013mg/L in the treated water. In view of these facts, THMs formation can be decreased approximately 50%.