지진 및 수질 재해에 대비한 상수도 관망 리스크 관리 방안
저자
발행사항
용인 : 단국대학교 대학원, 2020
학위논문사항
학위논문(석사)-- 단국대학교 대학원 : 토목환경공학과 환경공학 전공 2020. 2
발행연도
2020
작성언어
한국어
DDC
628.1 판사항(23)
발행국(도시)
경기도
기타서명
Risk management method for water distribution network in response to earthquake and discoloration
형태사항
vi, 68 장 : 삽화 ; 30 cm.
일반주기명
단국대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수:김두일
참고문헌 : 장 64-66
UCI식별코드
I804:11017-000000195145
소장기관
자연 재해는 도시 인프라의 안정적인 운영에 영향을 미친다. 만약 지진 등으로 상수관망이 파손되면, 단수라는 리스크가 발생한다. 단수는 상수관망이 정상적인 상태로 회복하기 전까지 식수와 생활용수를 공급받지 못하는 시민들은 큰 불편을 겪어야 한다. 2019년에 인천에서 발생한 녹물사건은 인공적인 재해로 볼 수 있다. 재해로 비상사태가 발생하면 상수관망이 깨끗하고 안전한 수돗물을 공급하여, 구호기관이나 지방정부에서 효과적으로 위기에 대응할 수 있도록 해야 하지만, 현재의 시스템으로 완벽히 대응하기는 어렵다.
따라서, 본 연구에서는 재해로 인한 상수도 관망의 파손 및 수질 리스크를 분석하여 이들 리스크를 저감하고 대비할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.
데이터 수집 및 활용이 보다 용이한 통계적인 모델을 이용하여 관의 파손율을 산정하였다. 또한 상수도관의 파손 시나리오를 가정하여 WaterGEMS 프로그램의 PDA 수리해석을 통해 각 절점의 수요량에 비해 얼마나 공급량이 부족한지를 분석하였다. 단수 리스크를 산정하기 위해 과거 파손율 추이 표현을 잘 나타내는 모델인 Cohort survival model 식을 이용하였다. 상수도관의 파손 시 구역, 위치, 관경, 관연장 등에 따른 소요되는 비용은 환경부 공사비 개략산정기준을 기준으로 하여 비교 분석하였다.
단수 리스크 값은 0에서부터 4.05 m3/day까지 분포되어있으며, 1 m3/day 이상의 단수 리스크 값을 갖는 관로는 10%에 해당한다. 대상 지역의 평상시 유속이 낮고, 일 중 최대 유속이 0.35 m/s 미만인 유속의 관은 89%에 해당되며, 이러한 관로들은 입자들의 침전될 가능성이 높아지므로 비정상적인 상황이 발생했을 경우 관내의 부유물질 및 철 부식 물질, 녹물, 적수 등이 수요자에게 공급될 위험이 크다고 판단된다. 수리해석 및 유속 분석을 통해 리스크 발생 구간을 찾는 방법을 개발함으로써 발생하는 리스크 구간을 예측하여 단수 문제 및 탁수, 적수 문제 등의 사고 방지 및 리스크 대비와 저감할 수 있는 방법으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.
Natural disasters affect the stable operation of urban infrastructure. If the water supply network is damaged by an earthquake, there is a risk of water interruption. Until the water supply network recovers to normal conditions, citizens who do not have access to clean water must suffer great inconvenience. The discoloration incident in Incheon in 2019 can be classified as an artificial disaster. In the event of a disaster, the water supply network should be provided with clean and safe tap water, so that local governments can effectively respond to the crisis, but it is difficult to fully respond with the current system. Therefore, this study aims to analyze the damage and water quality risks of the water supply network caused by disasters and suggest ways to reduce and prepare for these risks.
The failure rate of pipes was calculated using statistical models that made it easier to collect and utilize data. In addition, the WaterGEMS program's PDA analysis, assuming pipe burst scenarios, analyzed how insufficient the supply is compared to the demand at each point. To determine the risk of water shortage, the Cohort survival model equation, a model that illustrates the trend of failure rates in the past, was used. Costs incurred by the zone, location, landscape, and extension of water supply pipes were compared and analyzed based on the criteria for calculating construction costs of the Korean Environmental Ministry.
The risk values are distributed from 0 to 4.05 m3/day, and the path to risk values above 1 m3/day is equivalent to 10%. The flow-rate of pipes with low normal flow rates and a maximum daily flow rate of less than 0.35 m/s in the target area correspond to 89% and these pipes are more likely to precipitate the particles, which, in the event of abnormal situations, are deemed to pose a high risk of supplying suspended and iron corrosion materials, and rust to the water consumers. It is expected that the risky pipes generated by developing methods for finding risk-generating intervals through the analysis of repair and flow rates will be used in a way to prevent accidents such as water shortage problems, turbidity, and enemy problems, and to reduce risk contrast.
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