• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.52 no.10
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• pp.719-728
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• 2019

Valve in water distribution network (WDN), that controls the flow in pipes, is used to isolate a segment (a part of WDN) under abnormal water supply conditions (e.g., pipe breakage, water quality failure event). The segment isolation degrades pressure and water serviceability in neighboring area during the water service outage of the segment. Recent hydraulic and water quality failure events reported encouraging WDN valve installation based on various abnormal water supply scenarios. This study introduces a scenario-based optimal valve installation approach to optimize the number of valves, the amount of undelivered water, and a shortest water supply path indicator (i.e., Hydraulic Geodesic Index). The proposed approach is demonstrated in the valve installation of Pescara network, and the optimal valve sets are obtained under multiple scenarios and compared to the existing valve set. Pressure-driven analysis (PDA) scheme is used for a network hydraulic simulation. The optimal valve set derived from the proposed method has 19 fewer valves than the existing valve set in the network and the amount of undelivered water was also lower for the optimal valve set. Reducing the reservoir head requires a greater number of valves to achieve the similar functionality of the WDN with the optimal valve set of the original reservoir head. This study also compared the results of demand-driven analysis (DDA) and the PDA and confirmed that the latter is required for optimal valve installation.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.6
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• pp.421-428
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• 2014

For the analysis of water supply network, demand-driven and pressure-driven analysis methods have been proposed. Of the two methods, demand-driven analysis (DDA) can only be used in a normal operation condition to evaluate hydraulic status of a pipe network. Under abnormal conditions, i.e., unexpected pipe destruction, or abnormal low pressure conditions, pressure-driven analysis (PDA) method should be used to estimate the suppliable flowrate at each node in a network. In order to carry out the pressure-driven analysis, head-outflow relationship (HOR), which estimates flowrate at a certain pressure at each node, should be first determined. Most previous studies empirically suggested that each node possesses its own characteristic head-outflow relationship, which, therefore, requires verification by using actual field data for proper application in PDA modeling. In this study, a model pipe network was constructed, and various operation scenarios of normal and abnormal conditions, which cannot be realized in real pipe networks, were established. Using the model network, data on pressure and flowrate at each node were obtained at each operation condition. Using the data obtained, previously proposed HOR equations were evaluated. In addition, head-outflow relationship at each node was analyzed especially under multiple pipe destruction events. By analyzing the experimental data obtained from the model network, it was found that flowrate reduction corresponding to a certain pressure drop (by pipe destruction at one or multiple points on the network) followed intrinsic head-outflow relationship of each node. By comparing the experimentally obtained head-outflow relationship with various HOR equations proposed by previous studies, the one proposed by Wagner et al. showed the best agreement with the exponential parameter, m of 3.0.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.22 no.2
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• pp.67-72
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• 2010

In this study, the impact on the circulating water system has been analyzed due to an installation of helical turbine to develop hydro-kinetic energy at the discharge channel of the power plant. Numerical simulations of velocity and pressure variations have been performed when one set of $3.6\;m\;{\times}\;1.5\;m$ sized helical turbine is installed at the outlet of discharge culvert. In case of mean sea level, change of downstream water surface elevation does not affect upstream elevation of the weir because its propagation is blocked by the seal well weir. However in case of highest high water level, change of downstream elevation affects upstream elevation because flow pattern in discharge culvert becomes the full pipe flow with submerged weir. Although an unstable pressure change occurs in upstream of the weir during the intial 10 minutes after beginning of the discharge, it becomes stable after that time. In addition, a rise of water surface elevation by 0.2 m is observed but it is concluded that it hardly affects the safety of circulating water pump (CWP) although its required power is increased more or less. Therefore, the increase of required power of CWP needs to be considered for evaluation of the helical turbine applicability.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.4 no.4
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• pp.21-28
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• 2001

In this study, GNLP(GIS linked non-linear network analysis program) for pipeline system analysis has been developed. This GNLP gets the input data for pipeline analysis from existing GIS(geographic information system) data automatically, and has GUI(graphic user interface) for user. Non-Linear Method was used for hydraulic analysis of pipe network based on Hazen-Williams equation, and Microsoft Access of relational database management system(RDBMS) was used for the framework of database applied program. GNLP system environment program was improved so that a pipe network designer can input information data for hydraulic analysis of pipeline system more easily than that of existing models. Furthermore this model generate output such as pressure and water quantities in the form of a table and a chart, and also produces output data in Excel file. This model is also able to display data effectively for analysed data confirmation and query function which is the core of GIS program.

• Plant Journal
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• v.10 no.4
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• pp.35-41
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• 2014

The height and capacity of the thermal storage tank can be decided by the altitude and heat load of the heat supply area. Evaporation in heat pipe can be prevented by pressurizing it with the hydraulic head of the thermal storage tank. In addition, it absorbs the expanded volume from the temperature changes and supplies water to the pipelines in case of the shortage of water. One of the most important roles of the thermal storage tank is a stable heat supply facility. It can control the heat demand by accumulating the surplus heat and supplying in changing heat demand time. The purpose of this thesis is to be helpful for the operation and maintenance of the thermal storage tanks. The study has been carried out for 18 thermal storage tanks, which have been used polyurethane foam as insulation, among 27 tanks in district heating plants. The characteristics of the insulation materials, the reasons for the damages of the insulation and how impact the insulation damages to the corrosion of the thermal storage tank have been studied.

• Korean Journal of Fisheries and Aquatic Sciences
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• v.25 no.6
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• pp.529-537
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• 1992

Airlift pumps were tested to evaluate their pumping and aeration capacities. The pumps were 34.5 inch long made of 2, 3, 4 and 6 inch nominal diameter PVC pipes. An one hp air blower was used to supply the air. The air-flow rate was measured by an anemometer type air-flow meter and air pressure was level changes in a water tank from which water was pumped. Aeration by the pumps was tested by the standard aeration test method with the center of pump outlet positioned 3 inches above water surface. Oxygen concentrations in water were measured to determine aeration rate. As pumping head increased by water level draw-down in the tank water flow decreased while air flow increased. The reduction rate of water flow was higher with 4 and 6-inch pumps. Small pumps showed very minor changes in the reduction. Aeration rates were similar among 3, 4, and 6 inch pumps. With one hp air blower 6-inch pump at the minimum pumping head achieved the best performance in terms of water circulation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.174-174
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• 2012

최근 농업용저수지의 경우 기상이변에 따른 수위조절을 위하여 다량의 수문을 일시에 개방하는 사례가 지역적으로 증가하고 있는 추세이다. 그에 따라 당초 목적인 농업용수를 위한 취수시설이 최근 홍수조절용으로 활용됨에 따른 취수시설 내 공동현상이 발생하고 있다. 이러한 공동현상으로 인해 수시설물의 안정성에 문제가 발생하고 그에 따른 2차 재해위험이 있을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공동현상 방지를 위해 취수시설 공기관 설계기준에 대하여 고찰하였다. 공동현상을 방지하고 홍수량을 적절하게 배제하기 위해서 유입되는 공기량산정식이 필요하다. 공기관 단면결정은 농업생산기반정비사업 설계기준(필댐)의 구조설계 부분에 정리되어 있지만 이는 이수측면에서 설계 및 시공이 진행됨에 따라서 취수에 대한 목적을 달성하기에는 어려움이 있다. 따라서 취수시설의 기능과 역할을 증대시키고자 취수시설 적정 공기관 설계를 분석하여 향후 신규, 개보수 및 현장 유지관리에 활용하기 위한 기초자료를 제시하였다. 이러한 공동현상 및 공기관 설계를 위하여 현장조사, 수치해석, 수리모형시험을 병행하여 문석하였다. 그 결과 취수탑의 형상변수와 수위에 대한 수치해석을 수행하여 변수가 소요공기량에 미치는 영향은 조절게이트 개폐율을 증가시킬수록 소요공기량이 증가하며, 약 80%의 개폐율에서 소요공기량이 최대가 되었다. 방수로 직경이 증가하면, 공기관 입구와 끝단의 압력차가 감소하여 소요공기량이 감소하고, 수위가 증가하면 소요공기량이 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 공동현상 방지를 위해 공기량 산정식은 취수터널에 연직수문이 설치되어 있는 6가지 흐름의 형태에 따라서 $/Q_w=0.04(F-1)^{0.85}$, $Q_a/Q_w=K(F-1)$, $Q_a/Q_w=0.014(F-1)^{1.4}$, $Q_a/Q_w=0.015(F-1)^{1.4}$의 관계식 중 적정한 것을 사용하여야 할 것으로 판단되며, 또한 공기관에 유입부의 허용부압은 수두로부터 1.0m이하로 하고, 공기관 내 풍속은 $45^m/s$를 기준으로 최대 $90^m/s$로 하여야 할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 1980.08a
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• pp.44-46
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• 1980

파의 에너지 감쇠기구의 관점에서 볼 때 분류손실방식인 유공벽식 방파제 중에서 원형공이 벽 전체에 균일하게 분포되어 있고 구멍 직경에 비해 벽 두께가 얇은 삼중 유공벽형 Caisson의 각 벽에 작용하는 파력에 고나해 이론적 접근과 실험을 통한 실증을 시도해 보았다. 이론적인 방법으로는 토굴구효남의 이론을 응용하였으며 주어진 파랑조건에 대해 각 유공벽 전 후면에 연속방정식과 Bernoulli 방정식을 이용하여, 각 영역별 연속 Potential의 진폭과 위상각에 대한 비선형 12원 연립방정식을 만들었고 Computer를 이용하여 반복법으로 각 속도 Potential을 확정하였다. 이렇게 구한 속도 Potential을 압력방정식에 대입하여 각 벽별 파력을 계산하였으며 동일한 파랑조건하의 실험에서 각 벽별 파력을 측정하여 양자를 서로 비교검토하였다. Bernoulli의 방정식중 에너지 손실항은 의사비선형으로 처리하였다. 유공율조합 0.25-0.3-0.2이고, 판두께가 1cm인 모형의 실험결과, 각 벽별 최대파력치의 특성으로서는 첫때, S-2, S-3등 간벽에 작용하는 파력이 전벽 및 후벽에 비해 두드러지게 작다는 사실과, 둘째 작용파력의 크기 순이 파형경사가 작을 때는 대략 S-4, S-1, S-2, S-3순이고 파형경사가 클 때에는 대략 S-1, S-4, S-2, S-3순이라는 점 등을 들 수 있겠다. 굴구효남이 가정한 f의 치 1.5를 사용하여 계산한 각 벽별 최대파력을 실험치와 비교해 본 결과, 파가 각 유공벽을 통과할 때의 손실수두를 실험에서의 양만큼 fr=1.5를 가정한 수학적 model이 설명해 주지 못한다고 볼 수 있으므로 두가지 방법에 의하여 본 실험에서 사용한 유공판의 손실계수를 근사적으로 추정하여 보았다. 추정한 f를 사용하여 다시금 각 벽별 최대파력을 계산하고 실험치와 비교해 보면 훨씬 서로 근접함을 알 수 있었다. 결국 본 논문의 이론을 사용하면 유공Caisson문제의 전체적인 윤곽 및 각 변수들의 파력에 대한 영향을 파악할 수 있겠다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.433-437
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• 2015

XP-SWMM은 유한차분방법에 의한 천수방정식을 기반으로 하는 TUFLOW 엔진을 탑재하여 1차원 솔루션 엔진과 동적으로 연결하여 범람원에서의 흐름거동을 2차원으로 해석할 수 있다. 유역에서 발생한 모든 유출량은 해당 소유역의 노드(맨홀)로 유입되며 2차원 침수양상은 관로상태에 따라 노드를 통해 역류한 유출수에 의해서 폰딩(Ponding)되는 조건으로 모의한다. XP-SWMM의 침수범람 모의는 침수범람 상황을 가시적으로 보여주는데 상당한 강점을 가지고 있으나 실제 지형여건에 따른 자연현상을 엄밀하게 모델링하는데 일정부분 한계가 있다. 모형의 한계는 담수된 노드의 수위로 인한 에너지 영향(오리피스 흐름)으로 인접관로의 침수가 부가적으로 유발할 수 있다는 점이며 실제 대부분의 경사지에서의 침수상황은 노드에 유출수가 담수되지 않고 하류로 지면을 따라서 확산(Diffusion)되어 담수영향으로 인한 인접관로 침수가 추가적으로 유발되지 않을 가능성이 매우 높다. 즉, XP-SWMM의 담수허용조건, 지반고 2D연결 옵션은 유역에서의 침수발생량을 과대평가 할수 있으며 특정 유역에서는 실제 침수발생 상황과 차이가 발생 할 수 있는 것이다. 본 연구에서는 서울시 광화문 일대의 효자배수분구 우수관로를 SWMM으로 구성하고 강우조건 95mm/hr에서 노드조건을 담수허용, 2D연결, 담수없음 조건으로 모형을 수행하여 침수모의 결과를 비교, 검토하였다. 전체관로 노드조건을 담수허용, 2D연결로 설정하게 되면 담수없음 조건과 비교하여 1.2-2.8배의 침수발생량이 추가로 발생하는 것으로 검토되었다. 즉, 담수없음 조건의 경우 침수발생시 노면 수위상승 인한 동수경사 영향이 반영된 압력관로 영향이 반영되지 않아 노드간 침수발생량이 중복되지 않는다. 반면, 담수허용이나 2D연결로 모형을 수행할 경우 지면의 경사가 충분히 있는 지역에 침수가 발생하더라도 일정 수심이상의 수두(동수경사선)가 형성되어 침수를 추가로 유발하는 것으로 보인다.

• Journal of the Society of Disaster Information
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• v.18 no.1
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• pp.1-9
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• 2022

Purpose: In this study, we used hydrophilic waterstop used in geosynthetics vertical barrier system to evaluate the performance of impermeability under sealing conditions. Method: ASTM D5887 and ASTM D6766 were applied to determine the capability of the connection during the geosynthetics vertical barrier system. Hydrophilic waterstop was saturated in each solution and the weight, thickness, and volume changes were analyzed over elapsed time. Hydrophilic waterstop was installed at the geosynthetics vertical barrier system connection to evaluate the permeability characteristics. Results: As the expansion reaction time of hydrophilic waterstop increased relatively under saline conditions, the decrease in permeability also showed a smaller decrease in fresh water. Furthermore, the method of engagement of the geosynthetics vertical barrier system showed somewhat better performance of the impermeability due to the large pressure resistance caused by the roll joint type than interlock type. Conclusion: In urban pollutants, which can estimate the outflow of pollutants such as oil storage facilities and industrial complexes, proactive response technologies that can prevent the contaminant diffusion can significantly reduce the damage.