• 대한환경공학회지
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• 제28권2호
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• pp.117-127
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• 2006

최근에 국제물협회(IWA)는 수도서비스분야에 대한 새로운 수행능지표를 제안하였고 이의 성공적인 적용사례가 연이어 보고되고 있다. 이들 보고에 따르면, 특히 급수전당의 물소비량이 크게 차이나는 지역들 간에는 백분율을 이용한 지표를 이용하여 수행능을 비교하지 말아야 한다고 말하고 있다. 그러나 아직까지 한국에서는 백분율을 이용하는 지표들 중의 하나인 유수율이 수도행정의 목표를 수립하기 위해 가장 중점적으로 사용되고 있으며, 시스템간의 물손실관리 수행능을 비교평가 하는 데에 널리 사용되고 있다. 이에 본 연구에서는 전국적인 상수도 및 지역통계 자료를 이용하여 백분율지표의 비합리성을 밝히고 보다 효율적인 물손실관리를 위하여 어떤 것이 보다 바람직한 수행능지표인지를 제안하고자 하였다. 3년간의 상수도 및 지역통계 자료를 이용하여 전국의 도시지역에 대하여 유수율, 실손실율, 1인 당 실손실량, 급수전 당 실손실량, 및 IWA의 누수평가지표(ILI)를 산정하고, 각 대상지역을 비교 평가한 결과에 따르면, 백분율을 이용한 지표 즉, 유수율 및 실손실율은 지역 조건이 크게 차이나는 곳 간의 수행능을 제대로 비교하지 못하는 반면, 급수전 당 실손실량 및 누수평가지표는 수행능을 효율적으로 비교, 평가하는 것으로 나타났다. 또한 유수율이 높게 나타나는 지역에서도 하나의 급수전 당 손실되고 있는 물의 양이 매우 클 수 있다는 것을 보여주었다. 따라서 수도사업자의 물손실 관리에 대한 수행능을 보다 합리적으로 평가하여 물손실 문제에 쉽게 접근하고, 문제를 효율적으로 해결하기 위해서는 급수전 당 실손실량 혹은 누수평가지표를 이용하는 것이 바람직하다고 판단된다.

• 상하수도학회지
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• 제29권3호
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• pp.415-425
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• 2015

Aging water pipe networks hinder efficient management of important water service indices such as revenue water and leakage ratio due to pipe breakage and malfunctioning of pipe appurtenance. In order to control leakage in water pipe networks, various methods such as the minimum night flow analysis and sound waves method have been used. However, the accuracy and efficiency of detecting water leak by these methods need to be improved due to the increase of water consumption at night. In this study the Principal Component Analysis (PCA) technique was applied to the night water flow data of 426 days collected from a water distribution system in the interval of one hour. Based on the PCA technique, computational algorithms were developed to narrow the time windows for efficient execution of leak detection job. The algorithms were programmed on computer using the MATLAB. The presented techniques are expected to contribute to the efficient management of water pipe networks by providing more effective time windows for the detection of the anomaly of pipe network such as leak or abnormal demand.

• 상하수도학회지
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• 제37권6호
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• pp.447-456
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• 2023

Risk assessment on Jeju Special Self-Governing Province(JSSGP)'s water supply facilities and establishment of adaptation measures for climate crisis factors were implemented. JSSGP's vulnerability to the climate crisis was high in the order of drought, heat wave, heavy rain and strong wind. As a drought adaptation measure, policies of water saving and revenue water ratio improvement were considered. As for the heat wave adaptation measure, the introduction of an advanced water treatment process was suggested in response to the increase of algae cell number which resulting in taste and odor problem. As for heavy rain adaptation measures, the installation and operation of automatic coagulant injection devices for water purification plants that take turbid surface water were proposed. As a measure to adapt to strong winds, stabilization of power supply such as installation of dual power line was proposed in preparation for power outages. It is expected that water facilities will be able to supply high-quality tap water to customers even under extreme climate conditions without interruption through risk assessment for climate crisis factors and active implementation of adaptation measures.

• 한국물환경학회지
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• 제25권5호
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• pp.778-784
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• 2009

The purpose of this study is to figure out the differences of the inflow rates of Sewage Treatment Plants (STP), invested by public fund or public-private partnership (PPP). This paper finds that the average ratio of sewage inflow according to facility capacities (medium and small scale STP) was either nearly below 30% or above 100% in the first year. As the size of STP increased, there was decrease in the accuracy of demand assumption. This was because the operation time when the ratio of sewage inflow was uniform was different according to the size of STP, whereby the time was short when the STP were small. The design average ratio of sewage inflow was 10% larger than the real average ratio; this was considered overdesigned. In the case of a plant built by the PPP scheme, the average ratio of inflow of the STP before an abolition of MRG was larger than after the abolition of MRG. This may be explained by moral hazard from too much reliance on MRG. After the abolition of MRG, the demand risk of PPP was shifted from a PPP project to a conventional project.

• 상하수도학회지
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• 제29권3호
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• pp.395-406
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• 2015

This research carried out an analysis on input cost and leakage reduction effect by leakage reduction method, focusing on the project for establishing an optimal water pipe network management system in the Taebaek region, which has been executed annually since 2009. Based on the result, optimal cost-benefit analysis models for water distribution network rehabilitation project were developed using DEA(data envelopment analysis) and multiple regression analysis, which have been widely utilized for efficiency analysis in public and other projects. DEA and multiple regression analysis were carried out by applying 4 analytical methods involving different ratios and costs. The result showed that the models involving the analytical methods 2 and 4 were of low significance (which therefore were excluded), and only the models involving the analytical methods 1 and 3 were suitable. From the result it was judged that the leakage management method to be executed with the highest priority for the improvement of revenue water ratio was installation of pressure reduction valve, followed by replacement of water distribution pipe, replacement of water supply pipe, and then leakage detection and repair; and that the execution of leakage management methods in this order would be most economical. In addition, replacement of water meter was also shown to be necessary in case there were a large number of defective water meters.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권6호
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• pp.393-407
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• 2024

본 연구는 지구 온난화와 기상이변으로 물의 중요성이 커지는 현실에서 지방상수도 서비스에 주목하고 형평성과 영향요인을 확인하여 결과를 분석하고자 하는 목적으로 수행되었다. 전국 152개 지자체를 대상으로 Coulter 모형을 사용하여 평균단가, 요금현실화율, 유수율, 상수도 보급률, 직원 수, 고객만족도 등 6개의 변수에 대해 형평성을 측정한 결과 평균단가의 형평성 수준이 가장 낮았으며 추이 분석 결과 대부분 변수의 형평성이 하락하였다. 또한 토빗회귀분석을 통해 형평성 영향요인을 비형평성 계수에 미치는 영향을 기준으로 확인한 결과, 재정자립도는 모든 변수에서 정(+)의 영향을, 1인당 지방세 부담액은 부(-)의 영향을, 시/군 여부는 고객만족도를 제외한 5가지 계수에 부(-)의 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 한편 상수도 서비스의 형평적 제공을 위해서는 시설개선을 위한 요금 인상 등의 제도 변화가 필요하고, 기후 위기 상황에서 정부와 지자체는 지방상수도의 형평적 공급을 위하여 공급 다변화 방안을 추진해야 함을 정책적 함의로 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제38권3호
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• pp.417-428
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• 2018

본 연구의 목적은 상하수도 시설을 중심으로 한 물 인프라의 지속가능성을 평가하는 지수들을 활용하여 경제, 사회, 환경적 측면에서의 지속가능성을 평가하고 지속가능성 확보 필요성을 제고하기 위함이다. 경제, 사회, 환경적 지수 중 중요하게 고려해야할 세부지수들을 파악하고, 전국 지자체를 유형화하여 집단 간 특성을 비교분석하였다. 세부 지수의 가중치 산출은 주성분 분석을 활용하였으며, 지자체를 유형화하는 과정에는 K-평균 군집분석을 시행하였다. 가중치 분석 결과, 전체 12개의 지수 중 재정자립도, 자본수입비율, 보조금비율, 서비스보급률, 노후화율, 수생태건강성, 하천수질이 지속가능성을 평가하기 위한 주요한 변수로 분석되었으며, 특히, 경제부문 지수의 영향력이 가장 높은 것으로 나타났다. 다음으로는 군집분석 결과를 통해 지자체를 크게 두 가지 유형으로 분류하였고, 각 유형 별 특징을 살펴보았다. 먼저 경제부문의 지속가능성이 우수한 집단에서는 환경부문에 대한 개선이 필요한 것으로 나타났지만, 대체로 지속가능성 상태가 우수한 것으로 나타났다. 환경부문이 우수한 집단에서는 지속가능성 상태가 열악한 지자체가 많이 포함되어 있으며, 특히, 경제부문 상태를 향상시키기 위한 집중적인 노력이 필요한 것으로 보인다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권7호
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• pp.609-623
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• 2010

본 논문에서는 시스템다이내믹스(System Dynamics, SD) 방법론에 입각하여 상수도 시스템의 운영에 내재된 피드백 루프 메커니즘(feedback loop mechanism)을 상수관로의 유지관리와 연관하여 규명하고, 관로 상태의 변화가 전체 시스템에 미치는 영향을포함한 상수도 시스템의 운영지표를예측하여 상수도 시스템의 효율적인운영 및 유지관리를 지원할 수 있는 SD 컴퓨터 모의 모형(simulation model)을 개발하였다. 개발된 모형은 물 공급(water supply) 모형, 관로 유지 관리(pipe maintenance) 모형 및 상수도 재정(water supply business finance) 모형으로 구성된다. 연구대상 지역 상수도 시스템의 운영 자료를 개발된 모형에 적용하여 모형을 검증하고 시스템의 과거 및 미래의 운영 상태를 추정하였으며, 시스템의 운영에 큰 영향을 미치는 정책 지렛대를 발견하였다. 정책 지렛대 발견을 위해 모형의 외부변수의 변화에 대한 연구대상 시스템의 주요 운영지표의 민감도가 분석되었는데 관로의 유지관리에 연관된 외부변수는 누수수량과 관로의 변화에는 큰 영향을 끼치나, 유수율을 비롯한 주요 운영지표에는 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 관로의 유지관리와 유수율과 같은 주요 운영지표 간의 관계를 보다 정확히 모형화하기 위해서는 관로의 누수 또는 사고로 인해 발생하는 사회적 비용의 발생과 그 전파 메카니즘이 모형화되어야 할 것으로 분석된다.