• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.510-514
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• 2006

하수관은 평상시 개수로 흐름특성을 가지며, 설계강우를 초과하는 홍수사상이 발생하는 경우에만 만수되어 관로 흐름특성이 나타난다. 개수로 흐름은 Froude수에 의해 상류와 사류로 구분되며, 일반적으로 등류수로로 가정한 후 유출량 또는 수심 등 흐름 변위를 산정한다. 사류인 경우 하수관 출구부에서 등류수심이 발생한다고 가정하면 해석이 용이하지만 길이가 짧은 하수관에서 실험을 수행한 결과 등류조건을 조성하기가 용이하지 않았다. 따라서 등류수심이 발생한다는 가정 하에 개발된 기존 마찰계수 산정식의 보완이 필요하다. 완변이 부등류 해석법을 이용하여 부등류 마찰계수 산정식을 개발하고자 시도하였으며, 이를 등류 마찰계수 산정식의 결과와 비교하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.141-146
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• 2008

빗물 유출량 제어를 위한 빗물 저류 시설에서 지금까지는 저류되는 용량이 주된 관심사였다. 많은 물을 순간적으로 저류하여 지체시킴으로서 유출량을 감소시키는 것이 목적이었다. 하지만 이러한 빗물저류시설은 저류기능 뿐만 아니라 침전에 의한 수질개선효과도 가지고 있다. 이렇게 저류된 물을 갈수기에는 화장실 용수나 잡용수로 사용할 수도 있고, 수질 개선을 통하여 하수 오염 부하량의 경감효과까지 노릴 수 있다. 이러한 수질개선 효과를 알아보기 위해서는 빗물 저류시설의 수리학적 흐름특성과 입자의 거동파악이 필수적이다. 본 연구에서는 CFD(Computational Fluid Dynamic)를 이용하여 빗물저류시설 중 하나인 빗물저장조의 수리학적 흐름특성 및 입자의 거동을 살펴보았다. 빗물저장조는 유출입패턴이 불규칙하다. 이를 크게 네 가지 경우로 나누어 살펴보면, 유입만 있고 유출이 없는 경우(Case 1), 유입과 유출이 동시에 있는 경우(Case 2), 유출입이 모두 없는 경우(Case 3), 유출만 있고 유입이 없는 경우(Case 4)로 살펴 볼 수 있다. 기존의 수량 측면에만 한정되었던 빗물 저류 시설에 대한 연구를 수자원 절약과 수질 개선을 통한 하수도 오염 부하량 감소의 측면을 덧붙여 빗물 저류 시설의 목적 범위를 확장할 수 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.102.2-102.2
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• 2010

도시의 생활권 전역에 걸쳐 설치되어 있는 지하매설 시설물인 하수관망은 그 거동에 따라 방류수역의 수질에 큰 영향을 준다. 하수관망을 통한 하수의 이송특성은 관망의 형상과 각 지점에서의 수질정보에 영향을 받는다. 본 연구에서는 이 두 가지 인자에 대한 분석을 위해 하수관망의 외적 형상과 내적 정보흐름의 관계를 분석하였다. 실제 하수관망을 대상으로 자연하천의 정량화에 쓰이는 하천차수방법을 적용해 관망의 차수를 구분하여 도시에 공간적으로 넓게 분포되어있는 하수관망의 범위를 좁힌 후, 정보이론에서의 엔트로피(Entropy) 개념을 하수관망에 도입하여 하수관망의 차수와의 상관관계를 알아보았다. 이러한 분석을 통하여 하수관망의 차수와 엔트로피 사이에 유기적 상관성이 성립함을 확인 할 수 있었다. 총엔트로피와 한계엔트로피 모두 관망의 차수와 유의한 관계를 보였으나 그 양상은 반대로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.351-356
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• 2005

출구부 수심을 결정하는 것은 개수로 흐름을 해석하는 데 매우 중요하면서도 쉽지 않은 일이다. 출구부 수심을 결정하기 위해서는 무엇보다도 정확한 관측이 선행되어야 한다. 그러나 종종 그 형상이 복잡하고 부정확한 관측결과를 가져오는 경우도 있다. 이 때문에 본연구진은 보다 더 효과적으로 마찰계수와 출구부 수심을 결정하는 방법을 제안하고자 한다. 출구부 수심은 그 흐름 특성에 따라 상류일 경우에는 임계수심, 사류일 경우에는 등류수심과 거의 일치하며 이를 통해 출구부 수심을 양해적으로 산정하는 방법을 제안한다. 이 양해식은 관측된 '정류수심'자료를 통해 개발 및 검증되었으며, 여기서 정류수심은 하수관의 출구부에서부터 대략 관경의 0.7배 정도 떨어진 지점을 중심으로 형성되는 수심을 가리킨다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.207-217
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• 2000

밀도성층화된 흐름 수역으로 방류되는 부력제트에 의한 초기확산을 해석하기 위하여 수치모형을 적용하였다. 수치모형은 제트적분모형으로서 흐름수역의 원역에서의 대표적 특성으로 밝혀진 쌍와흐름특성을 모형에 반영한 Gaussian-vortex모형이다. 수치모형의 현장 적용성을 검토하기 위하여 수표면에서의 초기희석에 대한 관측이 수행된 6개의 해양방류관에 수치모형을 적용하였다. 현장관측자료에 대한 수치모형의 적용결과, 개발된 수치모형이 하수확산관에 의해 해양으로 방류되는 오염물질의 초기 확산해석에 활용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국해안해양공학회:학술대회논문집
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• 한국해안해양공학회 2000년도 한국해안해양공학발표논문집 Proceedings of Coastal and Ocean Engineering in Korea
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• pp.126-132
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• 2000

하수처리장의 수중확산관에서 방류되는 부력제트는 초기혼합, 중력확장, 이송-확산 등의 과정이 시간적, 공간적으로 규모가 상이한 범위에서 일어나며, 하수방류 해역의 주변수 흐름은 지형특성과 조석의 영향을 받아 3차원적 비정상류 특성을 나타낸다. 이러한 부력제트의 거동을 모의하기 위해서는 일반적으로 근역과 원역을 분할하여 예측하는 방법을 사용하는데, 초기혼합 과정과 중력환장 과정을 예측하기 위해서는 정상상태는 가정한 특성길이 모형이나 제트적분 모형을 사용하고, 원역으로의 이송-확산 과정을 모의하기 위해서는 농도 모형이나 임자추적 모형등을 사용한다. (중략)

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.18-18
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• 2015

현재 국내 도시유역의 유출분석을 위한 많은 모형들 중에서 SWMM 모형은 지표면의 양상, 침투율, 하수관망 체계를 고려한 유출분석이 가능하고, 계산과정에서 부등류를 해석함으로써 하류관로의 배수위 영향을 고려할 수 있는 장점을 가지고 있어 도시유출해석에 많이 이용되고 있는 실정이다. 지하시설물인 하수관로는 유지관리가 어려운 시설물 중 하나이다. 지하에 위치한 하수관망도는 상부 외압에 의한 토양의 유동과 미세한 토류의 변화 등으로 지속적으로 유동이 발생하고 있는 실정이다. 또한, 육안을 통한 조사가 어려운 지하시설물이기 때문에 하수관로 정보의 유지관리가 어려운 실정이다. 맨홀은 하수관거의 제원이 변화된 지점, 흐름방향 및 경사가 급격하게 변하는 지점 등에 위치하고 있어 하수관로 정보를 관리하는 있다. 지하시설물인 하수관로는 관리가 용이하지 않기 때문에 지반침하 등으로 관거의 평균경사 등이 변경될 수 있다. 본 연구에서는 하수관로 상류 및 하류 관저고의 변화에 따른 민감도를 분석하고자 한다. 대상 유역의 모든 관로에 대한 영향을 객관적으로 검토하기 위하여 도시적인 해석을 토하여 관거정보의 오차에 따라서 유출에 미치는 영향을 분석하고 이런 문제를 해결할 수 있는 방안 들을 정리하여 향후, 하수관로 정보의 신뢰성 확보를 위하여 하수관망 정보의 정밀도 문제를 검토하는데 도움이 되고자 한다.

• 융합정보논문지
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• 제10권7호
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• pp.153-159
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• 2020

본 연구에서는 실제 하수관로 내 흐름상태를 파악하기 위하여, 건기동안 처리구역 최상부에 위치한 관로의 수위, 유속, 유량의 값을 실제 측정하여 추정된 하수의 전단응력을 조사하였다. 수세분뇨 및 토사를 모사하기 위해 점착성 및 비점착성 고형물(두부와 모래)을 따로 또 함께 투입한 후 흐름의 상태를 촬영하였는데, 본 실험대상관로에서는 큰 방해없이 침전물이 하수와 함께 씻겨 내려가는 것을 관찰하였다. 경사가 0.00319인 관로에서 주중 하수의 최소전단응력을 초과하는 빈도는 0이었고 0.00603의 기울기의 경우 10회였다. 현장조사기간 중 최소전단력을 초과하는 이벤트는 1회 발생하여 하수도에서 악취가 증가될 가능성을 시사하였다. 경사가 가파른 관로의 최대전단응력은 2.9~3.1N/㎡이었지만, 완만한 경사에서는 1.6~1.7 N/㎡으로 감소하였다. 강우시 합류식 관로로 유입될 수 있는 비응집성 입자를 포함한 하수는 최소전단응력 기준 이하로 유지되는 시간 간격이 주중에 비해 주말동안 증가하였다. 설계기준에 따라 설계된 본 실험대상 관로에서는 수세분뇨가 직투입되어도 관로내 침전물이 오래 퇴적상태로 머물지 않고 하수와 함께 흘러갈 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.604-604
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• 2012

국지성 집중호우에 따른 도심지 내수 침수 피해의 주원인으로 하수관거의 설계기준을 초과하는 강우가 침수피해의 주요 원인이며, 도심화로 인해 불투수 면적이 증가함에 따라 유출되는 시간이 짧아 저지대의 피해는 불가피하다. 2010년과 2011년에 100년 이상의 강우사상이 서울시에 연이어 나타나면서 집중호우로 인한 피해지역이 유사하게 나타났으며, 광화문 거리의 연이은 침수는 현재 서울시의 하수관거의 용량과 빗물펌프장 및 저류조 시설로 구성된 기존 수방대책의 한계점을 보이고 있다. 이에 서울시는 광화문 일대의 배수능력을 향상시키기 위하여 효자배수분구 빗물배수터널을 계획하고 있다. 일본, 미국 및 유럽 등지에서는 대심도 지하수로 시설에 대한 수리실험 및 수치 연구를 바탕으로 다양한 지하방수로가 건설되어 국지성 집중 강우에 대해 적절히 대응하고 있으나, 국내의 경우에는 대심도 지하방수로 시설에 대한 연구가 미비하여 지하방수로 설계 지침 및 기술적 자료가 부족한 실정이다. 그러므로 대심도 빗물배수터널 시설에서의 흐름특성 분석에 관한 수리실험 및 수치해석 등의 구체적인 연구가 필요하다고 판단된다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적 및 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 대심도 빗물배수터널 시설의 접선식 유입구에 대한 흐름특성을 수치모의 하였다. 접선식 유입구 및 수직갱(drop shaft)에 대한 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 그림 1과 같이 6면체 격자로 구성하였다. 맨홀 내의 다상유동을 고려하기 위하여 VOF(Volume of Fluid) Scheme을 적용하였으며, 수치해석 방법으로는 비정상류, 1st order implicit method를 사용하였다. Fluent에서의 난류 흐름을 계산하는 방법에는 난류 운동에너지와 난류 에너지 소산율 $\epsilon$의 전달 방정식을 도입한 k-$\epsilon$ 난류 모형을 채택하였다.

• 상하수도학회지
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• 제28권6호
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• pp.647-655
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• 2014

To perform long-term sewer monitoring, It is important to understand the nature of the wastewater flow that occurs at the point on early stage of the monitor and to prevent in advance a problem which may caused. We can infer the flow properties and external factors by analyzing the scatter graph obtained from the measured data flow rate monitoring data since an field external factor affecting the sewage flow is reflected in the flow rate monitoring data. In this study, Selecting the three points having various external factors, and we Inferred the sewer flow characteristics from depth-velocity scatter graph and determined the analysis equation for the dry-weather flow rate data. At the'point 1' expected non-pressure flow, we were able to see the drawdown effect caused by the free fall in the manhole section. At the'point 2', existed weir and sediments, there was backwater effect caused by them, and each of size calculated from the scatter graph analysis were 400 mm and 130 mm. At the'Point 3', there is specific flow pattern that is coming from flood wave propagation generated by the pump station at upstream. In common, adequate equations to explain the dry weather flow data are flume equation and modified manning equation(SS method), and the equations had compatibility for explaining the data because all of $R^2$ values are over 0.95.