• 상하수도학회지
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• 제22권6호
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• pp.609-617
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• 2008

Water pipes are supposed to deliver the predetermined demand safely to a certain point in water distribution system. However, pipe burst or crack can be happened due to so many reasons such as the water hammer, natural pipe ageing, external impact force, soil condition, and various environments of pipe installation. In the present study, the reliability model which can calculate the probability of pipe breakage was developed regarding unsteady effect such as water hammer. For the reliability model, reliability function was formulated by Barlow formula. AFDA method was applied to calculate the probability of pipe breakage. It was found that the statistical distribution for internal pressure among the random variables of reliability function has a good agreement with the Gumbel distribution after unsteady analysis was performed. Using the present model, the probability of pipe breakage was quantitatively calculated according to random variables such as the pipe diameter, thickness, allowable stress, and internal pressure. Furthermore, it was found that unsteady effect significantly increases the probability of pipe breakage. If this reliability model is used for the design of water distribution system, safe and economical design can be accomplished. And it also can be effectively used for the management and maintenance of water distribution system.

• 한국수자원학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.327-335
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• 1998

상수관망은 상수공급시스템에서 핵심적인 부분이다. 주어진 상수공급시스템에서 배수관망에 대한 비용은 사업전체 비용에 대한 대부분을 차지하고 있다. 관망에 대한 설계과정 중에서 최적화기법을 사용하여 비용을 절감하기 위한 연구가 시도되었다. 주어진 상수관망 시스템의 설계시 고려되는 관경의 결정을 위해 유량해석과 최적화 기법이 연계되어 해석하는 반복기법이 적용되었다. 유량해석을 위해서 선형화기법이 되입되었고 관경의 최적화를 위해서 선형계획법에 기초한 개정 단체법을 이용하였다. 22개 관로와 35개 관로를 가진 실제관망에 본 모형을 적용한 결과 짧은 계산시간으로 최적화된 상용관을 결정할 수 있었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.61-66
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• 2008

상수관망의 노후화에 따른 잦은 파괴로 인해 보다 효율적인 상수관망 모니터링시스템 구축이 중요한 문제가 되었다. 상수관망의 모니터링 시스템의 하나인 "Smart-Pipe 시스템"은 영구적이며 포괄적인 자동화된 형태의 SIM 시스템으로 기존의 모니터링 시스템에 비해 많은 장점을 가지고 있다. Smart-pipe를 도입하기 위해서는 상수관 파괴를 미리 예측하여 갑작스러운 상수관 파괴를 막는 것과 같이 smart-pipe 설치를 통해 발생하는 간접적 이익의 정량화가 우선되어야 한다. 그러나 이와 관련된 연구는 국내외적으로 매우 미비한 실정이다. 본 연구에서는 smart-pipe의 개념을 기존 상수관 모니터링 시스템과 비교하였으며 smartpipe 설치에 따른 이익을 수용가불편시간으로 정량화하는 방안을 제시하였다. 제안된 방법을 고양시의 상수관망에 적용하여 적용성을 검증하였으며, smart-pipe시스템의 도입을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단되었다.

• 한국물환경학회지
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• 제33권3호
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• pp.359-369
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• 2017

Water distribution systems supply drinking water to consumers' taps. Internal corrosion of metallic pipe used in drinking water distribution systems has reduced water quality and led to increased levels of toxic heavy metals such as lead, copper and nickel. These problems have been experienced to varying degrees by water utilities in many countries. North America has successfully managed and controlled pipe corrosion and corrosive water in water distribution system based on various policies, regulations and rules. Practical and engineering guidelines for evaluation of pipe corrosion and determination of treatment options are also provided to assist drinking water supplies. In addition, the corrosion mechanism in water distribution systems, such as the complex effects of physical and chemical parameters on the corrosion pipes has been improved to accurately predict corrosion rates of metallic pipes in actual water distribution systems. This paper reviews various regulations, policy statement, and treatment produces on controlling corrosion in drinking water distribution systems in US and Canada and then offers suggestion for management of corrosive water and pipe corrosion in drinking water distribution system in Korea.

• 한국물환경학회지
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• 제23권3호
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• pp.356-366
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• 2007

In this paper a methodology is developed to prioritize replacement of water distribution pipes according to the economical efficiency of replacement and assess the long-term effects of water main replacement policies on water distribution systems. The methodology is implemented with MATLAB to develop a computer algorithm which is used to apply the methodology to a case study water distribution system. A pipe break prediction model is used to estimate future costs of pipe repair and replacement, and the economically optimal replacement time of a pipe is estimated by obtaining the time at which the present worth of the total costs of repair and replacement is minimum. The equation for estimating the present worth of the total cost is modified to reflect the fact that a pipe can be replaced in between of failure events. The results of the analyses show that about 9.5% of the pipes in the case study system is required to be replaced within the planning horizon. Analyses of the yearly pipe replacement requirements for the case study system are provided along with the compositions of the replacement. The effects of water main replacement policies, for which yearly replacement length scenario and yearly replacement budget scenario are used, during a planning horizon are simulated in terms of the predicted number of pipe failures and the saved repair costs.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.665-675
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• 2002

상수관망에서 관로파열을 예측하고 파열영향을 감소시키는 작업은 관망의 신뢰도와 밀접한 관계가 있다. 기존의 상수관망의 설계에서는 관로의 배치 및 각 관로에 대한 수리학적 능력 및 파열에 대한 영향이 고려되지 않았다. 본 연구에서는 도학을 이용하여 상수관망의 기하학적 구성상태에 따른 관로 파열에 대한 영향을 예측하고 영향을 감소시켜 상수관망의 신뢰도를 증가시킬 수 있는 방법을 제시하였다. 기존의 상수관망은 폐합관로를 이루고 있지만 특정관로가 파열되었을 경우 적정한 유량공급이 불가능하여 관망의 대부분의 절점에 심각한 수두감소와 같은 부작용이 발생할 수 있었다. 본 연구에서 개발된 관로파괴 영향해석 기법을 이용하여 관망 설계시 적절한 관경 및 관로를 배치를 구성하여 관로 파괴시 발생하는 수요절점에서의 극단적인 수두감소를 극복할 수 있었고 사용자들에게 안정적인 유량공급이 가능하여 보다 신뢰성 있는 상수관망 시스템이 될 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.495-502
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• 2007

상수관망에서 다양한 제수밸브 분포간의 우열성 평가는 상수관망의 신뢰성 확보를 위해 필수적이다. 기존 상수관망에 새로운 제수밸브를 추가할 경우나 새로운 상수관망을 건설할 경우, 본 연구에서는 서로 다른 제수밸브 분포간의 우열성을 평가하여 좀 더 효율적인 제수밸브 분포를 선택할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 제안된 방법은 상수관 및 제수밸브의 파괴 모의를 바탕으로 하며 제수밸브 분포간의 우열성은 상수관망의 신뢰도를 기준으로 하였다. 상수관망의 신뢰도는 상수관 파괴당 평균적인 단수인구로 나타내지며 충분한 횟수의 상수관 및 제수밸브 파괴모의를 통해서 산정하였다. 제안된 방법의 적용성을 평가하기 위하여 실제 상수관망을 대상으로 새로운 제수밸브를 추가할 경우 두가지 다른 밸브분포를 결정한 후 우열성을 판별하였다. 또한 다양한 제수밸브 신뢰도에 따른 관파괴당 평균단수인구를 산정하여 제수밸브 신뢰도가 상수관망의 신뢰도 향상에 미치는 영향을 검증하였다.

• 상하수도학회지
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• 제20권1호
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• pp.35-43
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• 2006

Concerns related to protecting, identifying, and isolating of subsystems of a water distribution network have led to the realization of the increased importance of valves in the system. The most important purpose of valves in water distribution systems is to isolate a subsystem due to breakage, maintenance activities, or contamination. A subsystem called segment is isolated by the closure of adjacent valves. Minimizing the pipe failure impact, an efficient algorithm is required to identify adjacent valves quickly. In this paper, an algorithm to identify adjacent valves to be closed to isolate a subsystem from the remainder of a network when a pipe failure is presented. The algorithm is operated on a matrix called the valve location matrix containing the information of valve locations. An application to an existing water distribution system demonstrates the developed algorithm efficiently locates the adjacent valves for the isolation of a broken pipe.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.521-526
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• 2004

It is necessary to analyze the unsteady flow in the pipe network for the better operation and controls, but there are some problems in actual pipe network simulation, such as collecting a large amount of information in the field, operating highly upgraded computer system, and keeping a big storage device to run analysis program. The skeletonization method is used to cope with the problems in this paper. It is expected to reduce computation time, researcher's efforts, and costs for the analyzing the pipe network. The impact of individual pipe elements to the behavior of the water distribution system can be accounted in the process of skeletonization. However it is also important to study continuously about how to apply the skeletonization method for each of different cases, because inadequate uses may bring simulation to a false result. This paper introduces basic theories and skeletonizing examples in the actual pipe network in Dae-gu city.

• 한국수자원학회논문집
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• 제36권1호
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• pp.105-115
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• 2003

본 연구에서는 상수관망의 신뢰도해석을 위해 수리적 신뢰도와 기계적 신뢰도를 통합적으로 해석할 수 있는 통합신뢰도 해석모형을 개발하였다. 수리적 신뢰도는 불화실성을 가진 변수들에 대하여 적절한 변동계수를 가진 확률 분포형을 적용시켜 임의변수로 고려하였고 기계적 신뢰도는 관망의 각 구성물에 대해 순차적 고장을 발생시켜 각 고장에 대한 영항을 해석하여 신뢰도를 산정하였다. 덕 연구모형을 실제관망에 대한 적용결과 본 모형은 실제관망에 대한 불확실한 요소를 고려한 신뢰도를 잘 모의하고 있었다. 앞으로 신뢰성있는 상수관망 설계 및 기존 관망의 신뢰도 판정에 본 모형이 적용된다면 기계적 및 수리적으로 객관성이 있는 신뢰도를 가진 상수관망의 건설 및 유지관리가 될 수 있다고 판단된다.