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Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2014;14(3):177-186.
Published online June 30, 2014.
불확실성을 고려한 상수관망 누수탐지 모형 개발 및 적용
유도근, 윤정수, 이호민, 강두선, 김중훈
Development and Application of Leakage Detection Model for Water Distribution Networks considering Uncertainty Analysis
Do Guen Yoo, Jung Soo Yoon, Ho Min Lee, Doosun Kang, Joong Hoon Kim
Abstract
The leakage management of water distribution networks is one of the significant work for supply water with efficiency and stability. This study suggests the improved leakage detection model, which includes hydraulic analysis simulator considering the uncertainties of nodal demand and pipe roughness coefficient. The nodal demand and pipe roughness coefficient are important element that contains a high degree of uncertainty when modeling networks. Here, the Emitter function of EPANET2 is used to simulate the leakage in water distribution networks. The developed model is applied to the P city network in Korea which is calibrated, and the results show the proposed model is superior to other reported models. The suggested model is proved to be efficient in detecting the location of the leakage and it can supports to leakage detection operations in real fields. Furthermore, the model also can be used to estimate the position and the number of monitoring points.
Key Words: Water distribution system; Leakage detection; Emitter coefficient; Uncertainty analysis; Optimization
요지
상수관망 시스템에서의 누수관리는 효율적이고 안정적인 물공급 측면에서 상당히 중요하다. 본 연구에서는 기존 누수탐지 모델의 문제점을 보완하여, 절점의 수요량과 관 마찰계수의 불확실성 분석을 포함하는 수리해석 시뮬레이션을 통해 개선된 누수탐지모형을 개발하였다. 상수도 관망해석 프로그램인 EPANET2의 에미터 (Emitter) 기능을 활용한 모형을 구축하였으며, 상수관망의 수리해석 시 불확실성이 큰 매개변수인 수요량과 관 마찰계수의 불확실성 분석을 통해 보다 합리적인 누수탐지를 기법을 제안하였다. 개발된 방법을 검 보정이 완료된 국내 실제 소블럭 관망에 적용하였으며, 불확실성을 고려한 경우와 그렇지 않은 경우를 구분하여 그 결과를 서로 비교하였다. 적용 결과, 현장의 누수탐지를 실시하기 전 전처리 과정으로 본 연구에서 제안된 누수탐지모형을 적용하고 그 결과로 도출된 누수의심 지점을 바탕으로 탐지를 실행할 경우 경제적, 시간적으로 많은 효율을 보일 수 있을 것으로 판단된다. 또한 제안된 방법은 누수지점 탐지를 위한 방법론 뿐 만 아니라, 효율적인 누수탐지를 위한 관측 자료의 수 및 관측 지점의 선택에 관한 연구에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
핵심용어: 상수관망; 누수지점탐지; 에미터 계수; 불확실성 분석; 최적화 기법


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