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수리해석 기반 상수관망 수질위험성 예측 방법
학술지명 대한환경공학회 저자 이호민,배철호,김정현,최두용,김경필
발표일 2020-11-13

최근 상수관망에서 탁수발생 등 수질사고가 증가함에 따라 국민의 수돗물에 대한 불신이 커지고 있으며, 이에 대한 대응책으로 관 세척 등이 수행되고 있다. 하지만 이러한 관 세척에는 큰 비용이 발생하며 세척에 따른 효과를 정량화하기 어렵다. 따라서 평상시의 수질거동(탁도변화)을 모의하고, 급격한 유속변화 등에 의해 관내부의 침전물이 재부유하여 이송되는 것을 예측하며, 관 세척에 따른 정량적 효과를 분석하기 위해 수리해석 기반 수질모의 기법이 필요하다.
탁도변화 예측모형 중 영국 셔필드 대학의 PODDS(Prediction of Discoloration in Portable Water Distribution System)는 소화전 개방시험을 통한 탁도측정으로 도출된 수리 전단력과 관내면 침전물의 점착력 간의 관계식을 이용, 탁도변화를 모의한다. 국내의 경우, 탁질이송모의 모형인 K-TWTM(K-water Turbid Water Transport Model)이 제안된 바 있으며, 기존 PODDS의 수리 전단력과 탁질발생 잠재량 관계식을 적용, 수리해석을 통해 관로내 수두손실을 수리 전단력으로 변환하고, 각 관로구간에서의 탁질발생과 이송현상을 이산체적법에 기반하여 모의한다. 
본 연구에서는 PODDS와 K-TWTM 모형을 통한 상수관망 탁도변화 예측과정을 비교, 그 특징을 분석하고 통계적 전처리(이상치 판단, 처리) 과정과 예측 신뢰성 평가 과정을 포함한 수리해석 기반 상수관망 수질위험성 모의 방법론을 제안하였다. 제안된 기법은 평상시 관로내 유속변화에 따른 탁수발생 예측 및 거동 모의와, 수질사고 발생 시 탁수의 이송에 대한 모의에 적용이 가능하며, 향후 관 세척 효과분석, 자가세척관망 구축, 수질사고 대응 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
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