본 연구는 배수지에서 저수조를 포함한 대수용가의 수도꼭지에 이르는 구간에서 탁도와 잔류염소 농도의 시간적⋅공간적 변화를 분석하였다. 모니터링은 배수지, 중블록 유입 지점, 대수용가 유입 지점, 저수조 유출 지점, 수도꼭지 등 5개 지점에서 수행되었으며, 유량, 잔류염소, 탁도, pH, 전기전도도, 온도를 측정하였다. 연구 결과, 수돗물 이동 경로를 따라 잔류염소 농도는 점차 감소하고 탁도는 증가하는 경향을 보였다. 특히, 비업무시간대에는 수돗물 정체로 인한 수질 저하가 확인되었다. 또한, 저수조의 건전성을 평가하기 위해 반응계수를 산출한 결과, 시간에 따른 저수조 내부 건전성 저하와 수질 악화 가능성이 확인되었다. 본 연구는 수돗물의 이동 거리, 사용 시간대, 유량 변화 및 공급 방식에 따라 수질이 달라질 수 있음을 보여주며, 저수조에 의존하는 지역에서는 안전한 수돗물 공급을 위해 지속적인 모니터링과 관리가 필요함을 시사한다.

상수도 시스템에서의 사고 발생은 사용자들의 물 이용 불편으로 인해 막대한 사회경제적 피해를 초래할 수 있는 위협 요인이며, 따라서 수도사업자들은 수도정비기본계획 등을 통해 상수도 사고를 빠르게 복구하고, 피해 규모를 최소화하기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다. 본 연구는 상수도 시스템에서 발생하는 관로사고 상황에 대하여 회복탄력성을 정량적으로 평가하고, 비상급수 방안을 포함한 사고 대응 전략의 효과를 분석하기 위한 평가 모형을 개발하였다. 개발 모형은 시스템의 회복탄력성에 기여하는 다양한 특성들을 반영할 수 있는 시간단위 공급 부족량과 충족률 지표를 통해 회복탄력성을 평가하며, 국내 지방상수도 시스템의 특정 구역을 대상으로 관로사고 시나리오를 모의하여 개발 모형의 적용 효과를 검증하였다. 결과적으로 개발 모형을 통해 비상연계관로, 배수지 충수, 병물 공급 등 비상대응 방안의 효과를 정량적으로 평가하였으며, 이를 통해 시스템의 회복탄력성 향상을 위한 설계 및 운영 전략 수립의 가능성을 확인하였다.

안정적이고 효율적인 수자원 공급을 보장하는 것은 가정, 산업, 공공 보건 분야 복지에 필수적이다. 상수도 시스템에서 이상을 감지하기 위해 데이터 모델, 수리 모델 기반 시뮬레이션 등 다양한 접근 방식을 통해 이상감지 역량이 꾸준히 향상되어 왔으나, 현장 적용 및 검증에 한계가 있어 실질적인 활용은 폭 넓게 이루어지지 못하고 있다. 실제 적용 가능한 이상감지 시스템 측면에서, 본 연구에서는 유량 및 압력 계측 데이터를 활용하여 시스템 내 이상 발생을 신속하게 감지하고 개략적인 위치를 파악하기 위한 실시간 이상감지 및 탐색 모델을 제안하였다. 제안된 모델은 유량수지 분석, 유량-수두손실 관계, EPANET 기반 수리 해석 방법을 통합하여 이상 감지 및 위치 파악의 정확성을 개선시키고자 하였다. 현장 실험 결과, 제안된 모델은 높은 신뢰도에서 시스템 내 이상유량의 발생을 효과적으로 감지하고, 발생 구간을 파악할 수 있는 것으로 나타났다. 본 연구 성과는 시스템의 실시간 이상 감지 및 운영관리를 위한 실효성 있는 접근 방식을 제공함으로써 상수도 시스템의 지속 가능하고 회복력 있는 운영관리에 기여할 것으로 기대된다.

The pressure sensor had been widely used to effectively monitor the flow status of the water distribution system for ensuring the reliable water supply to urban residents for providing the prompt response to potential issues such as burst and leakage. This study aims to present a method for evaluating the performance of pressure sensors in an existing water distribution system using transient data from a field pipeline system. The water distribution system in Y District, D Metropolitan City, was selected for this research. The pressure data was collected using low-accuracy pressure sensors, capturing two types of data: daily data with 1Hz and high-frequency recording data (200 Hz) according to specific transient events. The analysis of these data was grounded in the information theory, introducing entropy as a measure of the information content within the signal. This method makes it possible to evaluate the performance of pressure sensors, including identifying the most sensitive point from daily data and determining the possible errors in data collected from designated pressure sensors.

The number, size, and material distribution of microplastics (MPs) sized 20-200 μm in the raw water and water treatment processes were analyzed using FT-IR in three water treatment plants in Jeju Province. The number of MPs was detected at 0.075-0.620 MP/L in raw water and 0.040-0.047 MP/L in filtered water, which is relatively lower than the results of other studies. Regarding the size of the MPs, particles sized 20-50 μm in both the raw water and the treated water accounted for the highest proportion, representing 65.6% and 56.3% of the total, respectively. In terms of MP type distribution, polypropylene (PP) was identified as the main type at 58.7%. In the water purification process, the MPs removal efficiency was the highest at 93.5% in the sedimentation and rapid filtration process, followed by 58.4% in membrane filtration and 40.0% in slow filtration. Continuous monitoring of the distribution of MPs in raw water and water treatment processes is recommended.

Currently, there is no definitive regulation for the appropriate frequency of data sampling in water distribution networks, yet it plays a crucial role in the efficient operation of these systems. This study proposes a new methodology for determining the optimal frequency of data acquisition in water distribution networks. Based on the decomposition of signals using harmonic series, this methodology has been validated using actual data from water distribution networks. By analyzing 12 types of data collected from two points, it was demonstrated that utilizing the factors and cumulative periodograms of harmonic series enables similar accuracy at lower data acquisition frequencies compared to the original signals.

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.

부남호는 하굿둑 건설 이후 수질이 급격히 악화되어 농업용수로 사용이 불가할 만큼 본래의 기능을 상실하였다. 따라서 해수 교환이나 유통의 필요성이 있으나, 극히 오염된 부남호의 물을 대량 방류할 시 문제가 야기될 수 있기 때문에 시기에 따른 환경 조사가 중요하다. 따라서 본 연구에서는 갈수기 (4월)와 강우기 (7월)에 천수만과 부 남호의 수질 및 식물플랑크톤 분포 특성을 조사하였다. 갈수기에는 부유 생물이 정체되어 부남호 내에서 남조류 Oscillatoria spp. 세포수가 8.92×107 cells L-1로 대증식하였 고, Nitrate+Nitrite을 제외한 영양염 대부분이 소비되었다. 강우기에는 담수 유입의 영향으로 부남호에서 용존 영양염이 크게 증가하였고 부남호에서 식물플랑크톤이 대증식 하였다. 강우기 방류의 영향으로 천수만 내측 역시 높은 농도의 생물량을 보였다. 강우기 부남호에서 우점했던 남조류 Oscillatoria spp.와 Microcystis spp.가 천수만 내측에서도 다수 출현하였으며, 해수에서는 Cheatoceros spp., Eucampia zodiacus와 같은 규조류가 빠르게 증식하였다. 부영양화 지수는 부남호 내측에서 1을 초과하여 부영양 해역으로 평가되었다. 천수만은 강우기에 담수 방류의 영향을 받을 경우 부영양화 해역으로 평가되었다. 특히 부남호 내 방조제에 인접한 B3 정점의 8 m 이상 수심에서 정체된 해수 기원의 강한 빈산소 수괴가 관찰되었고, Nitrate+Nitrite를 제외한 영양염 농도가 극단적으로 높았다. 특히 COD 농도가 206 mg L-1로 심하게 오염된 상태임을 확인하였다. 따라서 부남호는 지속적으로 육상기원의 영양염이 누적되며, 식물플랑크톤의 대발생과 침강으로 수질이 더욱 악화될 가능성이 높은 수역으로 판단되었고, 이를 근본적으로 해결하기 위해서는 해수유통을 통한 생태계 복원이 필수적이다.

여름 동중국해 북부해역 (32°N~33°N, 124°E~127° 30ʹE)에서 수괴에 따른 미소플랑크톤에 속하는 식물플랑크톤 군집 및 섬모충류 현존량의 공간분포 및 저차영양단계의 생태구조 특성을 파악하기 위한 현장조사를 2019년 8월 3일부터 8월 6일까지 21개 정점의 표층과 Chl-a 최댓 층 (CML)을 대상으로 채수하였다. 결과 북부해역의 수괴는 크게 중국연안수 (CCW) 및 쓰시마난류 (TWC)로 구분 되었다. CCW는 고온, 저염의 환경특성을, 그리고 TWC는 고온, 고염의 환경특성을 나타내었다. 수괴에 따른 식물플랑크톤 군집특성은 CCW가 중국의 대형하천에서 공급되는 영양염류에 의해 다양한 군집구조를 보인 반면, TWC는 남방의 빈영양 외해역에서 발원하여 북상하고 있어 단조로운 군집특성을 나타내었다. 식물플랑크톤과 섬모충류의 현존량은 CCW에서 매우 높았고, TWC에서 낮은 특성을 보였다. 특히 TWC에서 식물플랑크톤에 비해 높은 섬모충류의 현존량을 보이는 것에서 세균 등을 먹이원으로 하는 미세먹이망에 의한 저차영양단계의 에너지흐름 이 자원생물 생산에 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. 즉 여름 동중국해의 생태구조는 수괴에 따라 CCW가 bottom-up system 구조라면, TWC는 top-down system 구조를 갖는 것으로 추정되었다.

In this study, air scouring cleaning was selected and applied among 5 small blocks (S1~S5) in domestic S cities to analyze the cleaning effect of particles causing discoloration. In order to identify the cleaning effect, 10 locations were selected as water quality investigation point, such as the stagnant or water mains ends. Removal of solids, variation of particle components, weight and concentration were analyzed. And the level of the cleanness of the surface inside water mains using endoscope was investigated. As a result of analysis, the solids discharged after cleaning were mainly sand and gravel, pieces related to pipe materials, and corrosion products. As a result of analyzing the concentrated particles of the filter before and after cleaning, it was found that the change in discoloration on the filter was large. In addition, as a result of comparing the weight and the concentration of the particles, it was found that the particles causing discoloration were significantly removed after cleaning. From the results of the endoscopy, it was confirmed that most of the precipitated and accumulated dark yellow discoloration matters inside water mains were removed through cleaning. Therefore, it seems that the particles causing discoloration in water decreased after cleaning. Therefore, it is expected that, if properly cleaning was applied, matters that cause discoloration can be removed from the water mains, and customer's complaints can also be reduced through water quality improvement.

본 연구는 난방온실의 온도분포 균일화를 위한 기초자료 제공을 목적으로 온수난방 방식의 토마토 재배 온실 에서 난방실험을 통하여 난방배관의 표면온도와 실내기온 사이의 상관관계를 분석하고, 난방배관의 열전달특성 분석과 난방배관 배치의 개선을 통하여 난방배관 표면온도의 편차를 줄이고 균일도를 향상시키기 위한 방안을 도출하였다. 서로 다른 두 온실의 온도분포를 분석하여 최대편차와 균일도를 검토한 결과, 온수의 유량이 많고 난방배관의 길이가 짧게 배치된 온실의 온도편차가 작고, 균일도는 높은 것으로 나타났다. 또한 순환팬을 가동한 경우에 온도편차는 작아지고 균일도가 개선되는 것을 확 인할 수 있었다. 난방배관의 표면온도와 실내기온 사이의 상관관계를 분석한 결과, 두 온실 모두에서 유의적인 (p<0.01) 정적 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 온수난방 온실에서 실내기온의 분포는 난방배관 표면온도의 분포에 영향을 받는다는 것을 확인할 수 있었고, 온도편차 가 최소화 되도록 난방배관을 배치함으로써 실내기온 분포의 균일도를 개선할 수 있는 것으로 판단되었다. 난방 배관의 열전달 특성을 분석한 결과 배관의 길이가 길어 지면 온도편차는 커지고, 관내의 유속이 빨라지면 온도 편차는 작아지는 것으로 나타났다. 따라서 지선배관의 길이가 짧아지도록 난방배관을 배치하고, 관내의 유속을 제어함으로써 온실의 온도분포와 환경의 균일성을 개선 할 수 있을 것으로 판단되었다. 국내 온실에서 가장 많 이 사용하고 있는 튜브레일(40A) 방식의 온수난방시스 템에서 하나의 지선배관에서의 온도편차를 3oC 이내로 조절하기 위해서는 관내의 유속이 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0m·s-1일 때 난방배관의 길이는 각각 40, 80, 120, 160, 200m 이내로 제한해야 하는 것으로 분석되었다.

Waterworks facilities inevitably experience some amount of leakage even if there is a lot of investment or state-of-the-art technology that is applied such as DMA(District Metered Area) system construction, leakage detection, repair, pipe rehabilitation, etc. The primary reason is the leakage is naturally restored over time. In the UK, this restoration characteristic is defined as NRR(Natural rate of rise of leakage) and used to decision making for prioritizing active leakage control of DMAs. However, this restoration characteristic is well recognized, but researches on NRR in the water distribution system are insufficient in Korea. In this study, the estimation method of NRR was developed suitable for applicating in Korea considering of SCADA data, water infrastructure, and water usage patterns by modification of the UK's NRR method. The proposed method was applied to 9 DMAs and verified it's applicability by comparing with the other water loss performance indicators. It is expected that the proposed method can be used to support decision making for sustainable NRW(Nor-revenue water) management in the water distribution system.

본 연구에서는 동진강 수계에서 외래 교란어종 (큰입배스와 블루길)에 대한 물리적 서식지 및 화학적 수질 특성의 영향을 분석하였다. 또한 큰입배스 (Micropterus salmoide)와 불루길 (Lepomis macrochirus) 각각 어종에 대한 우점 지역 (출현 지역)과 비출현 지역을 구분하였고, 수 화학 (Water chemistry) 및 어류서식지 특성 (하상구조 등)에 대한 상관도 분석을 실시하였다. 두 교란어종의 상대 풍부도는 BOD, PO4-P 및 pH의 수질이 악화됨에 따라 크게 감소하였으나, NO3-N 및 전기전도도에 따른 풍부도 변화는 보이지 않았다. 블루길은 동진강 수계의 우점 지역 (출현 지역)과 비출현 지역 두 지역 사이에 서식지 구조적 측면에서 유의한 차이를 보이지 않은 반면, 큰입배스는 두 지역 간의 비교군에서 뚜렷한 차이를 보였고, 특히, 실트, 자갈, 암반과 같은 하상구조에서 뚜렷한 차이를 보였다. 동진강에서 우점종은 피라미 (14.6%), 불루길 (14.0%) 및 큰입 배스 (9.8%)로서 나타났다. 즉, 외래 생태교란종이 전체 개체수의 24%를 차지하여, 동진강 수계는 외래종의 분포는 유기물 오염 및 영양염 (P) 오염에 의해 크게 영향을 받는 것으로 나타났다.

Analysis of water quality distribution is very important for river water quality management. Recently, various studies have been conducted on the analysis of water quality distribution according to reduction methods of nonpoint pollutant. The objective of this study was to select the probability distributions of water quality constituents (T-N, T-P, COD, SS) according to the farming forms (control, slow release fertilizer, water depth control) during non-storm period in the paddy fields. The field monitoring was conducted monitoring site located in Baeksan-myun, Buan-gun, Jeollabuk-do, Korea during non-storm period from May to September in 2016. Our results showed that there were no differences in water quality among three different farming forms, except for SS of control and water depth control. K-S method was used to analyzed the probability distributions of T-N, T-P, COD and SS concentrations discharged from paddy fields. As a results of the fitness analysis, T-N was not suitable for the normal probability distribution in the slow release fertilizer treatment, and the log-normal probability distribution was not suitable for the T-P in control treatment. The gamma probability distribution showed that T-N and T-P in control and slow release fertilizer treatment were not suitable. The Weibull probability distribution was found to be suitable for all water quality constituents of control, slow release fertilizer, and water depth control treatments. However, our results presented some differences from previous studies. Therefore, it is necessary to analyze the characteristics of pollutants flowing out in difference periods according to various farming types. The result of this study can help to understand the water quality characteristics of the river.

This study developed prediction models of chlorine bulk decay coefficient by each condition of water quality, measuring chlorine bulk decay coefficients of the water and water quality by water purification processes. The second-reaction order of chlorine were selected as the optimal reaction order of research area because the decay of chlorine was best represented. Chlorine bulk decay coefficients of the water in conventional processes, advanced processes before rechlorination was respectively 5.9072 (mg/L)-1d-1 and 3.3974 (mg/L)-1d-1, and 1.2522 (mg/L)-1d-1 and 1.1998 (mg/L)-1d-1 after rechlorination. As a result, the reduction of organic material concentration during the retention time has greatly changed the chlorine bulk decay coefficient. All the coefficients of determination were higher than 0.8 in the developed models of the chlorine bulk decay coefficient, considering the drawn chlorine bulk decay coefficient and several parameters of water quality and statistically significant. Thus, it was judged that models that could express the actual values, properly were developed. In the meantime, the chlorine bulk decay coefficient was in proportion to the initial residual chlorine concentration and the concentration of rechlorination; however, it may greatly vary depending on rechlorination. Thus, it is judged that it is necessary to set a plan for the management of residual chlorine concentration after experimentally assessing this change, utilizing the methodology proposed in this study in the actual fields. The prediction models in this study would simulate the reduction of residual chlorine concentration according to the conditions of the operation of water purification plants and the introduction of rechlorination facilities, more reasonably considering water purification process and the time of chlorination. In addition, utilizing the prediction models, the reduction of residual chlorine concentration in the supply areas can be predicted, and it is judged that this can be utilized in setting plans for the management of residual chlorine concentration.