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상수도관망 취약관로 대상 플러싱 주기 결정 모델 개발 KCI 등재

Development of a model for determining the flushing and cleaning cycle of vulnerable pipes in water distribution networks

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/447610
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상하수도학회지 (Journal of the Korean Society of Water and Wastewater)
대한상하수도학회 (Korean Society Of Water And Wastewater)
초록

인천 적수 사고를 비롯한 수돗물 수질 사고가 연이어 발생하면서, 안전하고 깨끗한 물 공급의 중요성과 함께 상수도관망의 체계적인 유지관리에 대한 필요성이 증대된 실정이다. 이에 본 연구에서는 현장 세척 기록과 수리해석 및 관로 제원 등 데이터를 통합하여 상태가 취약한 상수관로의 최적 플러싱 주기를 결정하는 모델을 제안하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 문헌 검토를 통해 상수관로의 취약성을 평가하기 위한 6가지 핵심 지표로 평균 유속, 관 연령, 비내식성 밸브 산재 구역, 수질민원 발생 구역, 잔류염소 및 탁도 기준 미달 구간, 법정 세척 이력 부재 구역이다. 이러한 지표를 기반으로 상수관의 상태를 4가지 등급으로 분류하였다. 먼저, S시(2013∼2014 년)의 플러싱 데이터를 사용하여 관로 길이, 관경, 연령을 모델의 독립변수로 고려하여 최적 세척 주기를 예측하는 다중 회귀 모델을 개발했다. 이 모델은 통계적 유의성(R = 0.617, p < 0.05)을 갖으며, 다중공선성은 없는 것으로 나타났다. 개발한 모델의 적용성을 검토하기 위해 B시의 대규모 블록 구역에 모델을 적용한 결과, 취약한 관로가 관망의 말단 및 저유속 지역에 집중되어 있는 것으로 나타났다. 또한, 관경이 작고(100∼150mm) 노후된 배관은 일반적으로 월별 또는 분기별 주기로 더 짧은 세척 간격이 필요한 것으로 도출되었다. 이처럼 세척 간격이 짧은 구간은 세척을 정기적으로 수행하기 보다는 경제성 평가를 통해 개량 의사결정을 수립하는 것이 적절하다고 판단된다. 종합적으로 본 연구에서 제시한 취약관로 상태평가 기준 및 세척 주기 산정모델은 기존의 일률적 세척 주기 운영 방식의 한계를 보완하고, 관로별 상태에 따라 차등화된 유지관리 전략 수립에 기여할 수 있는 정량적 의사결정 도구로서의 활용 가능성을 확인하였다. 향후 다양한 지역에서의 세척 데이터 축적과 현장 실증을 통해 모델의 외삽성을 검증하고, 제한된 예산, 인력, 장비 등 현실적 제약조건을 고려한 최적화된 세척 스케줄링 기법으로의 확장이 필요할 것으로 판단된다. 이를 통해 정기적 세척뿐 아니라 예산 효율성, 유지관리 비용, 세척 효과 분석을 통합적으로 고려하는 종합적 의사결정 지원 모델로 발전시킬 수 있을 것으로 기대된다.

Following a series of drinking water quality incidents in Korea, including the Incheon red water event, the importance of safe and clean water supply and the need for systematic maintenance of water distribution networks (WDNs) have become increasingly emphasized. This study proposes a model to determine the optimal flushing cycle for vulnerable pipelines by integrating field flushing records with hydraulic analysis and pipeline data. A literature review identified six key indicators for pipeline vulnerability: low average flow velocity, pipe aging, areas with non-corrosion-resistant valves, history of water quality complaints, sections failing to meet residual chlorine or turbidity standards, and absence of legal flushing records. Based on these, pipelines were classified into four vulnerability levels. Using flushing data from S City (2013–2014), a multiple regression model was developed to predict optimal flushing cycles, with pipeline length, diameter, and age as independent variables. The model showed statistical significance (R = 0.617, p < 0.05), with no multicollinearity detected. Application to a large block zone in B City revealed that vulnerable pipelines were concentrated in terminal and low-flow regions. Smaller diameter (100–150 mm) and older pipelines required shorter flushing intervals, typically monthly or quarterly. For these sections, economic evaluation was considered more appropriate than routine flushing alone. Overall, the proposed criteria and flushing cycle estimation model complement the limitations of conventional uniform flushing schedules. In the future, the model should be expanded into an optimized flushing scheduling framework that accounts for practical constraints such as limited budgets, manpower, and equipment. Through this, the approach can evolve into a comprehensive decision-support model that integrates not only routine flushing schedules but also economic efficiency, maintenance costs, and cleaning effectiveness.

목차
요약문
ABSTRACT
1. 서 론
2. 연구방법
    2.1 국내⋅외 상수도관망 세척 대상 취약관로 선정기준
    2.2 상수도관망 취약관로의 정기적 세척주기 결정 모델
3. 연구결과
    3.1 상수도관망 세척 상태등급 선정기준(안) 제시
    3.2 상수도관망 취약관로 대상 정기적 플러싱 주기결정 모델 개발
    3.3 상수도관망 취약관로 대상 정기적 플러싱 주기결정 모델 적용
4. 결 론
사 사
References
저자
  • 김용록(서울시립대학교 환경공학과) | Yong-Rok Kim (Department of environmental engineering, University of Seoul)
  • 박해금(서울시립대학교 환경공학과) | Hae-Keum Park (Department of environmental engineering, University of Seoul)
  • 오유진(서울시립대학교 환경공학과) | Yoo-Jin Oh (Department of environmental engineering, University of Seoul)
  • 구자용(서울시립대학교 환경공학과) | Ja-Yong Koo (Department of environmental engineering, University of Seoul) Corresponding author