• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.7
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• pp.609-623
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• 2010

In this paper the feedback loop mechanisms that are inherent in the management of water supply systems were identified based on the system dynamics modeling methodology. As a result, a system dynamics (SD) computer simulation model that can be used to aid efficient management of water supply systems was developed. The developed SD model can be used to predict operating conditions of water supply systems including the effects of pipe maintenance on the entire system. The developed model is consisted of water supply, pipe maintenance and water supply business finance model. The operation and maintenance data from a study water supply system were used to verify the model and to predict the past and future operating conditions of the system. The policy leverage that greatly affects the operating condition was evaluated by the sensitivity analyses for the operational indices due to changes in the exogenous variables. It was found that while the pipe maintenance related exogenous variables had great effects on the leakage and conditions of pipes, they did not have great effects on the major operational indices such as revenue water ratio. It is considered that the social costs due to leaks and pipe breaks and the corresponding mechanism of propagation of the costs must be modeled to better evaluate the effects of pipe maintenance on the operational conditions of water supply systems.

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.18 no.4
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• pp.695-713
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• 2009

This study investigates the determinants of municipal water prices and costs in Korea. A panel data set of 164 municipalities for the period 2000~2007 is used for the study. Both random and fixed effect models with an appropriate set of instruments are applied to the data. Substantial differences in prices and costs among municipalities are observed. The study finds that prices and costs increase if the leakage rate is high, the quality of primary water is bad, and the municipality has to purchase primary water from K-water which is the single creation and management corporation of water resources facilities in Korea. Prices and costs decline if the size of consumer is large, the proportion of paying consumer is high, and the amount of subsidy from the central government is large.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.31 no.3
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• pp.237-248
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• 2017

The estimation method of economical leakage management target utilized upon planning business for improvement of revenue water ratio in South Korea is presented and applicability of methods developed in this study is assessed through application on site. With a consideration of revenue water ratio in application target area, estimation method of long-term economical leakage management target is applied. Three leakage reduction methods such as replacement of residual aged pipe, leakage investigation and restoration and water pressure management are applied with a consideration of characteristics of site. Due to difficulty of obtaining data, analysis of cost/benefit by leakage reduction methods is performed by applying method of leakages estimation equation among statistical methods. As a result of application, revenue water ratio corresponding to long-term economical leakage management target is 91.6 %.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.1012-1017
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• 2004

노후된 상수도 관망의 최적개량 계획수립을 위하여 국내에서 가장 많이 쓰이는 모형은 관거의 교체, 갱생, 유지보수 비용 등과 같은 인자를 이용한 경제성분석에 의한 모형이다. 국내 적용된 대부분의 모형은 Shamir 등(1979)의 모형을 근간으로 하고 있으나, 모형에서 사용되는 여러 인자 중 관거의 유지보수 비용에 대한 국내 연구는 미비한 실정이다. 본 연구에서는 6년간의 대구광역시 지역의 누수보수기록자료를 이용해 국내 적용 가능한 유지보수 비용 함수를 유도하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2019.05a
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• pp.200-200
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• 2019

본 연구에서는 실제 가압장 및 가압장후단부의 상수도관망에 발생가능한 수충격해석을 수행하고 신뢰성해석을 수행하여 파괴확률을 정량적으로 산정하였다. 이를 위해 가압장의 펌프운영조건을 다르게 적용하였고 관말단부의 압력센서를 이용하여 토출압을 선택적으로 운영하면 수충격의 규모도 작아지고 파괴확률도 대폭 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 가압장의 토출압을 선택적으로 운영하기 위해서는 관말단부에 필수적으로 충분한 수압이 존재해야하며 이를 위해서 실시간 모니터링이 가능한 압력계를 설치하게 된다. 이 압력계로부터 수신되는 데이터를 통하여 펌프의 운영이 이루어지고 최소한의 에너지 사용을 통해 효율을 증대하고 피해율도 저감하게 된다. 본 연구에서 개발된 센서기반 펌프운영시스템이 적용된 실제 상수도관망은 현재 가압장의 운영조건으로 24시간 75m의 펌프 토출압을 유지하고 있으며 관말단부의 수용가에 충분한 수압이 전달되고 있다. 가압장의 고압유지는 관말단부에 충분한 수압을 전달하기 위한 것이지만 상수도관망에서 누수와 시설물에 대한 많은 피해를 유발할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 가압장의 펌프토출압을 75m와 60m로 선택적 운영을 할 수 있도록 프로그램을 개발하였다. 기존 가압장의 운영조건과 선택적 운영조건을 사용하여 수충격해석을 수행하였고 신뢰성해석모형을 사용하여 파괴확률을 정량적으로 산정할 수 있었다. 가압장의 운영조건을 최적화하여 효율은 증대하고 피해율을 저감할 수 있는 방법을 찾을 수 있었다. 이를 위해서 가압장의 인버터 설치는 물론이고 펌프의 최적운영을 위해 개발된 펌프운영 프로그램을 가압장 배전반에 장착하여 경제적인 운영이 될 수 있을 뿐만 아니라 실제 상수관망에서 과도한 수압으로 인해 발생할 수 있는 여러 가지 피해를 최소화할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서는 기존의 펌프장 토출압으로 운영되었을 때와 비교하여 에너지 절감율을 정량적으로 산정하여 비교분석하였다. 가압장 후단의 작은 마을을 대상으로 하여 절감된 전기요금은 적은 양이라 할 수 있겠으나 개발된 시스템을 전국에 적용한다면 에너지 절감으로 인한 경제적 파급효과는 크다고 할 수 있다.

• Management & Information Systems Review
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• v.36 no.3
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• pp.89-111
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• 2017

The era of today's day is that the era of the black gold age is now approaching the era of the blue gold age. As the importance of water increases, support and policies for the water industry are presented. The water industry is a public service industry but it faces the problem for unbalanced supply between users. One of solutions for solving the problem at hand is the privatization of the public service and it is the most sensitive and focused subject to the issue. Korea is also coming up for the privatization of the water industry. So, one of the privatization operations based on the privatization of the current waterworks law is management contract by the specialized organization and it is in progress to enhance the efficiency of public services. Therefore, this study aims at finding out the local water supply services' efficiency by K-Water using DEA(Data Envelopment Analysis), and productivity analysis by malmquist index on 18 organizations of the implementation of local water supply management contract using the date from 2012 to 2014. According to the result of the DEA, 10 of the 18 organizations were the most efficient during 3 years and malmquist index for analysing the productivity was decreasing. That is because of the leakage ratio and utilization ratio of the raw water and both of them are significant to productivity. As a result, this study differs from the previous studies by analysing efficiency and productivity using DEA and malmquist index to the solution for the problem faced by current water industry.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.37 no.6
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• pp.311-324
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• 2023

As an advanced study on the method of calculating the target revenue water ratio of local waterworks through the leakage component analysis method proposed by Kim et al. (2022), this study developed a model to calculate the achievable revenue water ratio within the specified project cost, the required project cost to achieve the specified target revenue water ratio, and the economically appropriate target revenue water ratio level by considering the leakage reduction cost and leakage reduction benefit for each revenue water ratio improvement strategy, and conducted an applicability evaluation of the developed model using actual field data. The procedure for calculating the target revenue water ratio of local waterworks considering economics proposed in this study consists of three stages: physical data linkage model construction, leakage component analysis, and economic analysis, and the applicability was evaluated for Zone H with branch type and the Zone M network type. As a result of the application, it was calculated that approximately 32.5 billion won would be required to achieve the target revenue water ratio of 70% in the Zone H, and approximately KRW 10.5 billion would be required to achieve the target revenue water ratio of 75% in the Zone M. If the business scale of Zones H and M was corrected to 10,000 m³/day of water usage, the required project cost for a 1% improvement in the revenue water ratio of Zone H was calculated to be 0.7642 billion won and 0.4715 billion won for Zone M.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2009.12a
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• pp.88-92
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• 2009

본 연구에서는 상수관로 보수 작업시 필연적으로 수행하던 단수 작업을 배제 하고 단수 없이 시행 가능한 관로 내시 진단 장치와 밸브류의 유지 보수 및 성능 개선을 위한 부단수 밸브 그랜드 패킹 교체장치, 부단수 밸브 스케일 제거 장치, 부단수 밸브 교체 장치를 개발함으로써 단수에 따른 시민 불편 및 경제적 손실을 저감하고 연속적인 물공급에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 누수 사고시 신속한 대처로 유수율 향상에 기여 할 수 있다. 또한, 관로의 내부를 직접 육안에 의해 관찰함으로써 해당 관로의 세척, 교체 등 정확한 보수 방법을 선정할 수 있으며, 정기적인 관 내부상태 확인을 통하여 노후도 평가의 직접진단 데이터로 활용 할 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.441-441
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• 2023

통합물관리는 2000년 이전부터 필요성이 논의되다가 2019년 물관리기본법이 제정·시행되면서 수량, 수질, 수생태, 방재 등 분야의 물관리 통합이 단계적으로 추진되고 있다. 수자원장기종합계획, 물환경관리 기본계획, 국가물관리기본계획, 4대강별 유역물관리종합계획 등이 수립되거나 수립중에 있다. 2021년 6월에 수립된 국가물관리기본계획에서는 통합물관리 정량지표들을 물환경, 물이용, 물안전, 물산업, 거버넌스의 5개 분야로 구분하여 제시하였고, 4대강 유역물관리종합계획(안)에서는 국가기본계획의 지표들을 근간으로 유역별 특성을 고려한 정량지표를 설정하고 있다. 수자원장기종합계획부터 유역물관리종합계획까지 통합물관리 정량지표들의 변천 내용과 현황을 검토하였다. 수자원장기종합계획(2016~2020)의 전략과 목표는 "①맑은 물 공급: 급수보급율, 관망 복선화율, 댐 부족량 공급기준, 비상급수 피해인구, 스마트시티 음용률, 누수율 저감, 물 기본법 제정, ②홍수안전 기반구축: 하천기본계획, 하천정비, 수해금액, 도시하천 종합치수대책 수립, 국가하천 홍수예보 지점, 홍수예보시간 단축지점 비율, ③친수환경 조성: 하천유지유량, 하천 이용객, 어류종 및 철새종 증가, ④수자원산업 및 기술개발: 일자리, 수자원산업 육성제도, 해외수주액, 외국 MOU, 국제회의, 남북공유하천 협의"이었다. 물환경관리 기본계획(2016~2025)의 전략과 목표는 "①물순환 체계: 불투수면적률 25% 초과지역, ②깨끗한 물 확보: 상수원 수질달성, ③생태계 서비스 증진: 수생태계 건강성 달성, ④물환경 기반 조성: 산업폐수 유해물질 배출저감, 상수원 4대강 보의 총인 농도와 남조류 세포수, ⑤경제·문화적 가치 창출: 국민체감 만족도"이었다. 국가물관리기본계획에서는 "①물환경: 하천·호소 목표수질 달성률, 수생태계 건강성 B등급 이상 비율, ②물이용: 수돗물 만족률-직·간접 음용률, 노후 상수관로-하수관로 개량, ③물안전: 가뭄피해 인구, 홍수피해 인구-피해액, 댐안전성 강화율, ④물산업: 물관리 R&D 예산, 수량·수질·수생태 통합측정 중권역 비율, 물산업 매출액의 수출액 비중, 한국 주도 국제협력 의제, ⑤거버넌스: 미정"을 계획지표로 하였다. 유역종합계획에서는 4대강별로 거버넌스를 포함하여, "①물환경: 국가계획지표, 주요 상수원 수질, ②물이용: 노후 상하수관로 개량, 지방상수도 유수율, ③물안전: 한해 인구, 수해 인구-피해액, 하천정비율, ④물산업: 물산업 일자리 창출, ⑤거버넌스: 물포럼, 시민참여활동"을 정량지표로 고려하고 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.31-31
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• 2022

기후변화, 물 부족, 인구 증가와 도시화로 인한 물 수요 증가, 수질 악화, 노후화된 인프라와 같은 세계적인 물문제의 증가로 인해, 도시 물순환 시스템 관리는 더 큰 어려움을 겪고 있다. 취수, 도·송수, 정수처리, 배·급수, 용수 사용, 하수 집수, 하수 처리, 재이용 및 배출 과정을 포함하는 도시 물순환 시스템의 과정은 매우 에너지 집약적인 활동이며, 이와 같은 에너지 소비는 탄소 배출과 양의 직접적인 상관관계가 있다. 따라서 자원 관리 및 데이터 관리를 최적화하기 위해 넥서스 관점의 접근법이 도시 물순환 시스템에 점차적으로 도입되고 있는 추세이다. 도시 물순환 시스템 넥서스에서는 일반적으로 에너지 인텐시티로 표현되는 물을 위한 에너지를 이해하는 것이 중요하다. 에너지 인텐시티의 차이는 기후(연평균 강수량, 단기 기후 변동성, 기후패턴 등), 지리적 특징(표고차, 평지비, 위치 등), 시스템 특성(총급수량, 인구, 인구밀도, 관로 연장 등) 및 운영관리 효율(수압, 누수율, 에너지 효율 등)과 밀접한 관계가 있다. 그리고 도시 물순환 시스템에서 에너지 관리를 증진시킨 방안은 유지관리 효율 개선(물·에너지 관리전략, 물손실 관리, 수요 관리 및 수요 대응 등), 신기술 도입, 그리고 에너지 회수로 나누어진다. 본 연구에서는 기존 문헌의 자료를 분석하여 도시 물순환 시스템의 각 공정별 에너지 인텐시티를 분석하였으며, 시스템 다이나믹스를 적용하여 다양한 도시 여건(인구, lpcd, 누수율, 취수원, 에너지 인텐시티)에서 외부영향(기후변화, 도시화)과 운영효율 변동(운영효율 향상, 신시술 도입)에 따른 도시 물순환 시스템 내 자원 사용 및 이동을 분석하였다. 에너지 인텐시티는 전체 도시 물순환 시스템, 상수 시스템, 하수시스템에서 각각 2.334 kWh/m³, 1.029 kWh/m³, 1.024 kWh/m³를 나타내었으며, 용수사용, 담수화, 재이용 과정에서는 매우 높은 값이 나타났다. 에너지 인틴시티의 값은 외부 영향에 크게 좌우되는 것으로 분석되었으며, 운영효율의 변동에 따라서 물 및 에너지 사용량은 변화하였지만 에너지 인텐시티의 변동은 크지 않았다. 이에 따라 도시 물순환 시스템을 넥서스 관점에서 관리하기 위해서는 에너지 인텐시티 이외에 물 및 에너지 사용량, 유수수량 관점 에너지 인텐시티, 사용수량 관점 에너지 인텐시티를 종합적으로 고려하는 것이 필요하다.