본 연구는 상수도 관망의 유수율 제고를 위하여 블록 및 블록감시제어시스템 구축과 이에 따른 블록별 유량 및 압력자료를 효율적으로 분석하고 활용하기 위한 기술을 연구하고 제시하는데 있다. 본 연구를 위하여 J시 상수도의 효율적인 관망관리를 위한 블록경계 및 블록감시제어시스템 구축 현황을 조사하였으며, 시스템구축에 따른 유수율 제고 목표달성을 위하여 현 시스템의 문제점을 분석하고 문제해결을 위한 유수율 분석 프로그램을 개발하여 적용하였으며 이에 따른 효과도 분석 제시하였다.
도시 수해 문제를 해결하기 위해서는 충분한 펌핑 시스템과 하천의 유하능력을 확보하여야 하나, 하천의 유하 능력을 넘어서는 유출이 발생하는 경우 각 소유역 별로 이들 유량을 일시적으로 저류 할 수 있는 유수체계의 설치가 필요할 것이다. 그러나, 이러한 유수체계의 설치에도 불구하고 강우분포의 변화 및 유량의 이동 지체에 따라 오히려 첨두 유량이 증가하는 문제를 발생시킬 수도 있으므로 상류와 하류에 위치한 각 유수지의 저류량과 유출 펌핑량 간의 시간문제 등 상호 관련성을 고려한 유수체계의 설치 모형이 필요하므로, IDP(Incremental Dynamic Programming)기법을 적용하여 강우 분포에 따른 유수지 상호간의 영향을 고려한 설계 모형을 제시하였다.
본 연구에서는 규칙파를 대상으로 한 경사입사파 내습시 유공벽 전면에서의 파고분포를 파악하기 위해 평면수조를 이용한 수리실험을 수행하였다. 본 연구는 파랑의 전파특성에 있어 무공벽과 유공벽의 차이점과 유사점에 대해 검토하였으며, 특히 유공벽의 유수실 폭과 유수실내 격벽의 효과에 대해 검토하였다. 제체 전면의 상대파고는 유공벽인 경우와 무공벽인 경우에 매우 큰 차이가 있음을 보였으며, 유수실내 격벽은 연파의 발달을 억제시키는 것으로 나타났다.
상수도관망에서 발생하는 누수현상은 수자원의 손실뿐만 아니라 압력손실로 인한 추가적 가압 설비의 필요성 및 누수되는 관로 주변의 토질의 약화 등을 초래하여 관망의 유지관리를 어렵게 하고, 심각한 경제적 손실을 야기하고 있다. 이에 구역고립으로 인한 수압과 유량 등을 상시 모니터링하여 누수사고의 적극적인 대처와 누수발생을 미연에 방지함으로써 유수율을 향상 시킬 수 있다 .실제 구역고립 후 계속되는 수압 조절 및 유입유량의 모니터링으로 인하여 구역내 유수율 산정결과 평균 유수율은 88.94%로서 부산광역시 2003년도의 유수율 79.5%보다 9.44% 높게 조사되었다.
상수도관망에서 발생하는 누수현상은 수자원의 손실뿐만 아니라 압력손실로 인한 추가적 가압 설비의 필요성 및 누수 되는 관로 주변의 토질의 약화 등을 초래하여 관망의 유지관리를 어렵게 하고, 심각한 경제적 손실을 야기하고 있다. 본 연구는 구역고립으로 인한 수압과 유량 등을 상시 모니터링 하여 누수사고의 적극적인 대처와 누수발생을 미연에 방지함으로써 유수율을 향상시킬 수 있다. 실제 구역고립 후 계속되는 수압조절 및 유입유량의 모니터링에 인하여 구역 내 유수율 산정결과 평균 유수율은 88.94%로서 부산광역시 2003년도의 유수율 79.5%보다 9.44% 높게 조사되었다.
유공방파제의 반사특성을 규명하기 위하여 파고 및 주기가 다른 여러 규칙파를 대상으로 유수실의 폭과 유공벽의 형태를 변화시키며 수리실험을 수행하였다. 실험결과, 유공방파제의 반사특성은 유수실 폭과 유수실내 파장의 비(B/L$_{c}$)에 민감하게 반응하며, B/L$_{c}$가 0.2인 부근에서 최소의 반사율을 보임을 알 수 있었다. 이러한 현상은 주로 유수실내에서의 공진현상에 기인한 것으로 판단된다. 유공벽형태(종슬리트, 횡슬리트 또는 원형 구멍)의 변화는 반사율면에 있어서 약간의 변화를 초래할 수는 있어도, 전반적인 반사특성 변화에는 영향을 주지 못함을 확인하였다.하였다.
하천에서 물이 비교적 빠른 속도로 흘러가면 압력 변동, 하상의 조도, 하천내 구조물 등의 영향에 의해 수면이 끊임없이 변형을 일으키며 수면에 작은 물결(수면 파문)이 생긴다. 이러한 수면 파문은 유수에 의해 유수의 평균 유속으로 이류되며, 이 때문에 인간이 유수의 흐름을 시각적으로 인식할 수 있다. 이러한 표면 파문은 적절한 영상 분석을 하면 표면 유속 측정의 추적자로 이용할 수 있다. 본 연구는 유수 표면을 연속된 영상을 촬영하고, 일련의 영상을 시공간 영상(space-time image)으로 만든 뒤, 휘도 경사법(graylevel gradient method)으로 유속 벡터를 추출하는 새로운 방법을 제시하였다. 이 분석 과정은 기존의 입자 영상 유속계(PIV, Particle Image Velocimetry) 기법을 이용하는 방법보다 훨씬 간단하고 분석 시간도 크게 절약할 수 있다. 또한, 수면 파문의 전파에 따른 중력파의 영향을 시공간 영상의 처리 과정에서 잡음으로 간주하여 처리할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 개발된 루틴을 표면 영상 유속계(SIV, Surface Image Velocimtery)에 구현하여 새로운 영상 유속계를 개발하였다. 시공간 영상 분속을 이용하는 새로운 영상 유속계를 실험실 수로의 영상 자료에 적용하여 그 정확도, 적용성, 장단점 등을 분석하였다. 제안된 방법에 의한 평균류 산정 결과는 물리적으로 타당하며, 저속 또는 저휘도에서의 분석 성능이 뛰어난 것으로 밝혀졌다. 다만, 이방향 흐름의 분석에서는 문제가 있는 것이 밝혀졌다.
갈수록 강화되고 있는 해양오염 기준에 맞추어 유성 빌지 배출시 포함된 기름의 함유량을 제어하기 위한 방법 중의 하나로 중력 분리 방식의 유수분리기가 개발되어왔다. 중력분리 방식 중 분리판식 유수관리기는 고비중을 가진 다량의 농후유를 처리하는데 있어서 효과적이기 때문에, 현재 IMO 기준인 15ppm에 부합하는 필터여과방식의 보완장치로서 사용이 가능하다. 이 논고의 목적은 분리판의 배열에 따른 유수분리 효율에 대해 검토하는 것이다. 유량, 유입유분농도 그리고 분리판 사이의 간격 등을 포함한 여러 가지 운용상의 변수가 있는 유성혼합물에 대한 효율적인 처리를 알아보기 위해 실험적 연구를 수행하였다. 실험결과 얻은 결론에서 격리판 사이의 간격이 분리효율에 지대한 영향을 미치고 있음을 알 수 있었고, 가장 좋은 분리 효율은 분리판과 내통 사이 간격과의 비율(H/Ci)이 2일 때 유입유분농도가 낮고 유량이 작은 경우에 얻어졌다.
수치표고모델(DEM, Digital Elevation Model)은 원격 탐사 기술의 발전으로 제작이 용이해졌다. 최근에는 작업의 요구사항에 따라 무인항공기(UAV)를 이용해서도 고해상도의 수치표고모델을 생산할 수 있지만, 고해상도는 데이터 저장 및 처리에 대한 시간과 비용의 문제를 동반한다. 본 연구에서는 수치표고모델 해상도의 효과를 확인하기 위하여 춘천을 대상 지역으로 하여 다양한 해상도의 수치표고모델로부터 얻은 6개의 지형적 매개변수를 비교하였다. 비교 분석은 지형의 기울기, 곡률, 유수의 방향, 유수의 축적(flow accumulation), 유수의 거리 및 유역에 대한 통계 분석을 기반으로 하였다. 그 결과, 수치표고모델의 표고와 유수의 축적 영역에는 변화가 없음을 확인할 수 있었으나, 기울기, 곡률, 유수의 거리 및 유역의 수는 픽셀 크기가 증가함에 따라 감소하였다. 따라서, 수치표고모델의 해상도는 요구되는 정밀도에 따라 신중하게 선택되어야 한다.
유수실을 두 개 가지는 유공케이슨에 작용하는 파력 산정식은 아직까지 없다. 이 연구에서는 이러한 이중유수실 케이슨 모형에 작용하는 파력을 측정한 수리실험 자료 분석 결과를 제시하였다. 실험결과로부터 세 가지 연직벽체에 작용하는 파력의 첨두값에 연관된 다섯 가지 파의 위상에 따른 파력의 변화 양상을 명확하게 규명할 수 있었으며, 이로부터 Takahashi and Shimosako (1994)와 유사한 형태의 이중유수실 파력보정계수를 산정하였다. 이 결과는 향후 추가 실험 및 현장 실무에의 적용을 통해 검증될 필요가 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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