In this study, the physical properties and fracture characteristics according to the tensile load are evaluated on the materials of the polymeric filler and carbon fiber-based composite sleeve technique. The polymeric filler and the composite sleeve technique are applied to areas where the pipe body thickness is reduced due to corrosion in large-diameter water pipes. First, the tensile strength of the polymeric filler was 161.48~240.43 kgf/cm2, and the tensile strength of the polyurea polymeric filler was relatively higher than that of the epoxy. However, the tensile strength of the polymeric filler is relatively very low compared to ductile cast iron pipes(4,300 kgf/cm2<) or steel pipes(4,100 kgf/cm2). Second, the tensile strength of glass fiber, which is mainly used in composite sleeves, is 3,887.0 kgf/cm2, and that of carbon fiber is up to 5,922.5 kgf/cm2. The tensile strengths of glass and carbon fiber are higher than ductile cast iron pipe or steel pipe. Third, when reinforcing the hemispherical simulated corrosion shape of the ductile cast iron pipe and the steel pipe with a polymeric filler, there was an effect of increasing the ultimate tensile load by 1.04 to 1.06 times, but the ultimate load was 37.7 to 53.7% compared to the ductile cast iron or steel specimen without corrosion damage. It was found that the effect on the reinforcement of the corrosion damaged part was insignificant. Fourth, the composite sleeve using carbon fiber showed an ultimate load of 1.10(0.61T, 1,821.0 kgf) and 1.02(0.60T, 2,290.7 kgf) times higher than the ductile cast iron pipe(1,657.83 kgf) and steel pipe(2,236.8 kgf), respectively. When using a composite sleeve such as fiber, the corrosion damage part of large-diameter water pipes can be reinforced with same level as the original pipe, and the supply stability can be secured through accident prevention.

The water supply facilities of Korea have achieved a rapid growth, along with the other social infrastructures consisting a city, due to the phenomenon of urbanization according to economic development. Meanwhile, the level of water supply service demanded by consumer is also steadily getting higher in keeping with economic growth. However, as an adverse effect of rapid growth, the quantity of aged water supply pipes are increasing rapidly, Bursts caused by pipe aging brought about an enormous economic loss of about 6,161 billion won as of 2019. These problems are not only worsening water supply management, also increasing the regional gap in water supply services. The purpose of this study is to classify hazard evaluation indicators and to rank the water distribution network hazard by cluster using the TOPSIS method. In conclusion, in this study, the entropy-based multi-criteria decision-making methods was applied to rank the hazard management of the water distribution network, and the hazard management ranking for each cluster according to the water supply conditions of the county-level municipalities was determined according to the evaluation indicators of water outage, water leakage, and pipe aging. As such, the hazard ranking method proposed in this study can consider various factors that can impede the tap water supply service in the water distribution network from a macroscopic point of view, and it can be reflected in evaluating the degree of hazard management of the water distribution network from a preventive point of view. Also, it can be utilized in the implementation of the maintenance plan and water distribution network management project considering the equity of water supply service and the stability of service supply.

경주지진과 포항지진으로 수도관 파열과 상수도관 누수가 보고되었다. 따라서 상수도 시설의 지진안전성 확보는 지속적이고 안정적인 물공급을 위하여 중요한 이슈이다. 상수도관은 주로 도로 하부나 일반 성토지반에 매설되어있기 때문에 지진파에 의한 변형뿐만 아니라, 지반의 영구변형, 사면의 불안정성 및 지반 액상화 등에 의한 배관의 굽힘 변형이 발생하게 된다. 이러한 배관의 굽힘 변형이 과도하게 발생 되면 배관 이음부 변위허용량을 초과하여 손상 및 누수로 이어지게 된다. 따라 서, 상수도관 이음부의 허용 변형각이 산출되어야 지진으로 인한 지반의 변형에 대하여 상수도관의 지진안전성을 정확하게 평가할 수 있다. 상수도 시스템은 현장 상황과 설치 여건에 따라 다양한 종류의 상수도관을 이용하고 있다. 그중 주철 상수도관은 오랜 기간 사용되고 개선되어 일반적으로 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 한국주철관공업(주)에서 제작한 EZ-LOK 조인트가 적용된 주철 상수도관에 대하여 4점 굽힘시험을 수행하였으며, 매설된 주철 상수도관의 내진 및 내침하 설계기준인을 참조하여 지진안전성을 평가하였다.

This research proposes an optimal flushing operation technique in an effort to prevent secondary water pollutions and accidents in aged pipes, and to improve the cleaning effect of unidirectional flushing. Water flow directions were analyzed using EPANET 2.0, while flushing and air scouring experiments in forward and reverse directions were performed in the field. In 42 experiments, average residual chlorine concentration and turbidity were improved after cleaning compared to before cleaning. It was found that even when the same cleaning method was used, further improvement of cleaning effect was possible by applying air injection and reverse direction cleaning techniques. By means of one-way ANOVA(Analysis of variance), it was also possible to statistically verify the need of actively utilizing air injection and reverse direction cleaning. Based on correlation between turbidity and TSS, the total amount of suspended solids removal was estimated for 874 flushing operations and 194 air scouring operations. The result showed that air scouring used more discharge water than flushing by an average of 4.9 m3 yet with larger amounts of suspended solids removal by an average of 145.9 g. The result of analysis on turbidity values from 887 flushing operations showed low cleaning effect of unidirectional flushing for the pipes with diameters over 300 mm. In addition, the turbidity values measured during cleaning showed an increasing tendency as pipe age increased. The methodology and results of this research are expected to contribute to the efficient maintenance and improvement of water quality in water distribution networks. Follow-up research involving the measurement of water quality at regular time intervals during cleaning would allow a more accurate comparison of discharge water quality characteristics and cleaning effects between different cleaning methods. To this end, it is considered necessary to develop a standardized manual that can be used in the field and to provide relevant trainings.

In this study, the leak signal was measured by using an accelerometer to analyze the basic data and methodology for the development of the leak point estimation method in the water supply pipe. The measured results were analyzed by frequency analysis and cross-correlation analysis for leakage signals, and the error range was compared and analyzed with the actual leak point distance. As a result, it was confirmed that the vibration intensity due to leakage from the water leakage point was attenuated according to the distance. In the case of the ductile iron casting used in the experiment, the intensity of the signal at the 945 Hz, 1,500 Hz, 2,300 Hz band was increased with the change of the pressure in the pipe at 4mm of leakage hole. Also, it was confirmed that as the water pressure increases, the intensity of the leak signal increases but the similarity of the signal decreases. The results of this study confirm that the accelerometer sensor can be used efficiently for leak detection and it can be used as a basic data for the analysis for the development of leak point estimation method in the future.

For the asset management of a water pipe network, it would be necessary to understand the extent of the maintenance cost required for the water pipe network for the future. This study would develop a method to draw the optimum cost required for the maintenance of the water pipe network in waterworks facilities to maintain the aim revenue water ratio and to achieve the target revenue water ratio, considering the water service providers’ waterworks condition and revenue water ratio comprehensively. This study conducted a survey with 96 water service providers as of the early 2015 and developed models to estimate the optimum maintenance cost of the water pipe network, considering the characteristics of the water service providers. Since the correlation coefficient of all the developed models was higher than 0.95, it turned out that it had significant reliability, which was statistically significant. As a result of applying the developed models to the actual water service providers, it was drawn that increasing revenue water ratio to more than a certain level can reduce the maintenance cost of the water pipe network by a great deal. In other words, it is judged that it would be the most efficient to secure the reliability of waterworks management by increasing the short-term revenue water ratio to more than a certain level and gradually increase the revenue water ratio from the long-term perspective. It is expected that the proposed methodology proposed in this study and the results of the study will be used as a basic research for planning the maintenance of water pipe network or establishing a plan for waterworks facilities asset management.

Water discolouration and increased turbidity in the local water service distribution network occurred from hydraulic incidents such as drastic changes of flow and pressure at large consumer. Hydraulic incidents impose extra shear stresses on sediment layers in the network, leading to particle resuspension. Therefore, real time measuring instruments were installed for monitoring the variation of water flow, pressure, turbidity and particulates on a hydrant in front of the inlet point of large apartment complex. In this study, it is attempted to establish a more stable water supply plan and to reduce complaints from customers about water quality in a district metering area. To reduce red or black water, the water flow monitoring and control systems are desperately needed in the point of the larger consumers.

The water distribution system should be invariably operated on continuous pattern for 24 hours a day. Occasionally, it is not practically possible to operate for 24 hours due to water shortage or financial constraints. Therefore an intermittent water supply is unavoidable in water shortage area and developing countries.But the intermittent water supply can introduce large pressure forces and rapid fluid accelerations into a water supply network. These disturbances may result in new pipe failure, leakage and secondary contamination.This paper proposed an improvement methodology to prevent the disturbances by intermittent water supply. For the study, the hydraulic variation of intermittent flow in water distribution system was measured and analyzed in the field by comparing with simulation of hydraulic model. Installations of control valves such as, pressure reducing and sustaining and air valves were employed for pressure and flow control. The effectiveness of the methods are presented by comparing hydraulic conditions before and after introducing the proposed solutions.

우리나라의 연평균 지진발생 횟수는 꾸준히 증가하는 추세이다. 최근경주와 포항에서 규모 5를 초과하는 지진이 발생하여 상수도관의 피해가 다수 보고된 바 있다. 따라서 국내에서도 상수도관의 지진에 대한 대비가 필요 할 것으로 판단된다. 상수도관은 상수도 공급시스템에 있어 혈관과도 같은 중요한 시설로서 다양한 규격과 재질의 배관으로 구성된다. 그러므로 지진에 의한 상수도관의 손상은 식수공급, 화 재진압 등의 문제를 일으키게 되며, 인명 및 재산피해를 유발하게 된다. 하지만 국내에서는 시험 검증 및 경험에 의해 매립상수도관의 내진 성능이 평가된 예를 찾아보기 어렵다. 지진에 의한 상수도관의 손상은 액상화와 단층과 같은 지반의 변위지배적인 거동으로 인하여 발생한다. 지진에 의한 상수도관의 주된 파손은 배관 이음부에 집중되며 특히 직경 200mm 이하 배관이 위험한 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구에서는 호칭 150mm의 클램프로 고정된 이음을 가지는 iPVC 매립 상수도관에 대하여 시험적인 접근으로 내진 성능 및 내침하 성능을 평가 하였다.

수원과 수용가 간 연결성은 비정상상황 시 상수도관망의 기능 유지 정도를 나타내는 시스템 특성 중 하나이다. 상수도관망은 점과 선으로 구성된 그래프로 간략화 될 수 있기 때문에, 연결성 평가를 위해 주로 그래프 이론이 적용되었다. 하지만, 대부분의 연구는 상수도관망에 적합하지 않은 무 향-비가중 그래프 이론을 적용하였다. 본 연구에서는 유향-가중 그래프 이론을 상수도관망에 적용하였으며, 이를 기반으로 복잡한 수리해석 없이 상수도관망 연결성을 평가할 수 있는 지표인 SNSP (Source to Node Shortest Pathway)와 이의 역수인 SNSP-Degree (SNSP-D)를 제안하였다. 국내 J시 42개의 상수도관망을 이용하여 개발된 SNSP와 기존 상수도관망 성능평가지표 사이의 상관성 분석을 수행 및 검증하였다. 기존 상수도관 망 성능평가지표는 수리해석 결과를 지표 계산에 이용하는 3개의 회복력(Resilience) 지표와 에너지 효율 지표이다. 분석 결과, SNSP의 역수인 SNSP-D의 합과 기존 상수도관망 성능지표 사이에 평균적으로 0.87 이상의 높은 피어슨 상관계수(Pearson Correlation Coefficient, PCC) 값이 도출되었다. 특히, 회복력 지표 중 하나인 Modified Resilience Index (MRI)와 에너지 효율 지표의 경우 PCC 0.93 이상의 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났다. 또한 다중 회귀 분석을 통해 SNSP-D와 회복력 및 에너지 효율 간의 상관성에 영향을 미치는 수리학적 변인을 확인하였다. 본 연구에서 제안한 SNSP 지표가 상수도관망의 대략적인 회복력 및 에너지 효율 수준을 알려줄 수 있는 지표로 실무에서 널리 활용될 것으로 기대된다.

상수도관의 파열은 과도한 압력, 노후화, 온도변화나 지진 등에 의한 지반이동에 의해 발생한다. 상수도관 파열이 대규모 단수, 싱크홀 등과 같은 더 심각한 피해 이어지지 않도록 신속하게 탐지 및 대응하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 상수도관 파열 탐지를 위해 개선 Western Electric Company (WECO) 방법을 개발하였다. 개선 WECO 방법은 통계적공정관리기법 중 하나인 기존 WECO 방법에 임계치 조정자(w)를 추가하여 대상 네트워크에 적합한 이상탐지 의사결정을 할 수 있도록 했다. 개발된 개선 WECO 방법을 미국 텍사스 오스틴 관망에 적용 및 검증하였다. 상수도관 파열 발생 시 측정한 비정상데이터와 수요량 변동만 고려한 정상데이터를 이용하여 기존 및 개선 WECO 방법을 비교하였다. 최적 임계치 조정자 w값을 결정하기 위해 민감도 분석을 수행하였으며, 다양한 계측시간 간격 데이터(dt = 5, 10, 15분 등)의 영향도 분석하였다. 각 경우 별 탐지 성능은 탐지확률, 오경보확률, 평균탐지시간을 계산하여 비교하였다. 본 연구에서는 도출된 결과를 바탕으로 WECO 방법을 실제 상수도관 파열 탐지에 적용하기 위한 가이드라인을 제공한다.

Recently, KISTEC has developed and released seismic performance eavaluation s/w for water-pipe. The purpose of this study is to introduce the functions installed in the ASAD-W and verify the reliability of the ASAD-W by applying it to actual water-pipe.

Recently, KISTEC has developed and released seismic performance eavaluation s/w for water-pipe. The purpose of this study is to introduce the functions installed in the ASAD-W and verify the reliability of the ASAD-W by applying it to actual water-pipe.

Recently, it was found that the Vulnerability Index(VI) of Preliminary assessment for water pipelines seismic performance in domestic had lacks of correlation of detailed safety assessment. The purpose of this study is to propose a reasonable VI by analysing on correlation between existing VI and safety factor.

수도의 인구가 급증함에 따라 수원확보에 어려움을 겪고 있는 실정이다. 상수도시설은 준공 후 관의 매설로 인하여 관의 부식 및 노후화를 파악하기가 어렵다. 이러한 이유로 수도관로의 누수 파악과 누수로 인한 경제적 손실을 막기가 어렵다. 본 연구에서는 S대교의 누수량을 조사하고 시축관 설치 후의 누수량과 비교하여 누수감소량을 조사하였다. 그 결과 누수감소율이 약 98 %로 나타났으며, 이는 신축관을 설치하여 누수량을 감소하고 경제적 손실을 줄일 수 있는 것으로 판단된다.

최근 일본 등을 비롯한 세계 각국에서의 지진 등의 자연재해로 인한 구조물의 내진성능평가에 대한 관심이 고조되고 있다. 우리나라에서도 규모3이상 중급지진의 잦은 발생과 규모5이상 지진의 출현으로 규모6이상의 지진발생 가능성을 염두에 두어 사회 인프라시설의 피해 예측 기술과 대규모 지진재난에 대한 피해 저감기술의 개발이 필요한 시점이다. 인간의 삶과 생활에 밀접한 관련이 있는 라이프라인은 지진에 대하여 취약성을 띄고 있으며, 거대도시일수록 지진발생에 따른 재해위험은 증대되고 도시의 현대화 및 고도화에 따라 구조물의 파손에 의한 직접 손실 보다는 가스, 전기, 통신망 등의 라이프라인을 비롯하여 상수도, 도로등의 도시기반 인프라 네트워크 시설물 파괴에 의한 1차 및 차후 2차 피해까지 고려한다면 중요성은 더욱 크다고 할 수 있다. 특히 상·하수도관이나 천연가스관등과 같은 매설배관은 지진하중에 대해 심각한 취약성을 나타내는 것으로 보고되고 있다. 지진취약도 해석은 교량, 빌딩 구조물 등은 널리 연구하고 있지만 매설배관에 대한 취약도해석의 연구는 미흡한 것이 사실이다.<br> 본 연구에서는 국내에서 가장 많이 사용되는 상수도관의 대표단면을 선정하여 모델링하고 비선형 Winkler Foundation 모델을 이용하여 지진취약도를 평가하였다. 지진취약도 평가는 선정된 대표단면의 여러 가지 특징을 고려하여 시뮬레이션 모델과 최우도법을 통해 산정하였으며, 다양한 진동수 대역을 이용하여 평가하였다.

본 연구에서는 안전하고 원활한 용수공급을 목적으로 하는 상수도관망시스템의 오염예방 및 위험관리를 위한 통합의사결정시스템의 기본구조를 제시하고 유럽과 미국에서 널리 사용되고 있는 다기준 의사결정기법인 PROMETHEE와 ANP를 적용해 상수도관망의 이상징후 판정을 위한 위험요소들의 우선순위를 평가하였다. 문제 구성을 위하여 pH 잔류염소농도, 유량, 수압, 전기전도도, 탁도, 블록누수량, 수온을 자료항목으로 선정하였고 관부식, 관파열, 관내수질오염을 평가