초록 ▼

3단계 연구사업의 연구결과를 각 단위과제별로 요약정리하면 다음과 같다.
1. 관망 진단시스템의 시범사업 및 상용화 기술 개발
본 연구의 최종목표는 1단계와 2단계 연구사업에서 개발되고 현장적용된 “관망 노후도 평가 및 관망 건전도 진단시스템” 및 “관내 점검구를 이용한 비굴착 보수/보강 공법”을 현장에 확대 적용하여 실용성을 극대화 하고, 최종적으로 개발기술을 상용화(상품화)하는데 있다.
3단계 연구는 Piping Renewal 시스템을 2단계까지 개발완료된 진단시스템과 관내 점검구등의 장비에 적용하여 상수도관망의

3단계 연구사업의 연구결과를 각 단위과제별로 요약정리하면 다음과 같다.
1. 관망 진단시스템의 시범사업 및 상용화 기술 개발
본 연구의 최종목표는 1단계와 2단계 연구사업에서 개발되고 현장적용된 “관망 노후도 평가 및 관망 건전도 진단시스템” 및 “관내 점검구를 이용한 비굴착 보수/보강 공법”을 현장에 확대 적용하여 실용성을 극대화 하고, 최종적으로 개발기술을 상용화(상품화)하는데 있다.
3단계 연구는 Piping Renewal 시스템을 2단계까지 개발완료된 진단시스템과 관내 점검구등의 장비에 적용하여 상수도관망의 포괄적인 서비스를 제공하기 위한 통합 유지관리시스템을 구축하기 위한 것이다. 구축된 시스템을 현장적용하여 문제점을 보완하고, 성공적인 상용화를 위하여 기능성과 경제성 고려한 기술을 개발하는 것이다.
2. 상수관의 부식진단 및 부식방지 기술 개발
상수도 배관의 균일부식, 미주전류에 의한 전식, 코팅 손상에 따른 국부부식을 감지할 수 있는 부식감지시스템을 개발, 현장 적용을 통해 다양한 환경에서의 신뢰성을 확보하며, 부식감지시스템 및 무선전송 기술을 적용한 실시간 원격 모니터링 시스템 구축을 통해 부식손상 및 파손 위험 구역의 집중적 유지보수로 배관 관리의 효율성을 증대시킨다. 이와 같은 기술 개발을 상용화하여 선진국 기술 대비 독자적인 기술로서 정확성, 경제성, 편의성의 측면에서 국제 경쟁력을 갖춘 부식 모니터링 시스템 기술을 확보한다.
3. TDR기술을 이용한 상수도 관망의 누수탐지 시스템 개발
본 연구는 TDR을 이용한 누수 탐지 모니터링 시스템을 개발하여 신속한 누수 지점뿐만 아니라 소량의 누수 및 정확한 누수지점을 찾아내서 보수를 시행할 수 있으며 크게는 누수 이전에 누수 방지의 효과와 시공된 관들에 대한 정보파악으로 유지 보수시기를 정확하게 알아낼 수 있다. 본 연구는 인력 및 시간 절약과 국산화를 통한 수입 의존율을 크게 줄일 수 있고 광범위한 지역을 실시간으로 누수를 탐지 할 수 있는 장점이 있다. 개발한 시제품의 상용화를 위하여 누수감지전용 TDR 측정 시스템인 RTD-1000와 RTD-1000A의 개량된 상용화 버전인 RTD-2000 등을 심도 있게 연구한다.
4. 누수저감 최적운영 시스템 개발의 실용화 및 현장적용성 기술 개발
본 연구의 목표는 1, 2단계 연구사업에서 5개 하위프로그램을 개발된 누수저감 최적운영 시스템을 상수관망 정보시스템, 평가시스템, 운영시스템, 감시시스템으로 재구성하고, 1개 이상의 현장에 적용하여 그 실용성 및 효과를 체계적으로 검증하여 이를 통해 기술을 보완함으로써 기술의 상용화 및 상품화의 기틀을 마련하는 것으로, 특히 블록국축이 완료된 소블록의 유입점에 감압밸브를 설치하고, 운영함으로써 이때의 누수저감양과 경제성 분석으로 위한 현장 적용연구를 통해 4차년도까지 약 166만㎥이상의 직접적인 대체수자원을 확보하였다.

Abstract ▼

This study comprise four main parts as mentioned below.
(1) Pilot project of pipeline diagnosis system and practical application
The study aims at making full use of utilization and accordingly commercialized applications of technology by putting into action in the fields the following; assess

This study comprise four main parts as mentioned below.
(1) Pilot project of pipeline diagnosis system and practical application
The study aims at making full use of utilization and accordingly commercialized applications of technology by putting into action in the fields the following; assessment of deterioration in pipes and diagnosis system of usage in pipes, non-digging maintenance/reinforcement method using pipe access hole.
3rd stage of research is to set up an integrated maintenance system to expand the service categories by way of combining piping renewal system with already developed 1st and 2nd stages of technology. By applying the system to complement the issues, the technology considering functionality and economic feasibility will be developed for the successful commercialization.
(2) Evaluation of corrosion resistance and development of corrosion protection
technique of water pipeline
It is re-designed to improve stray current interference and the detection function electro-chemical corrosion of corrosion detection sensor. As a design goal in order to miniaturize existing corrosion detection sensors and improve sensor current output, various factors affecting the galvanic current of sensor were selected. The optimal design elements were applied into the sensor design by a reasonable manner such as electrode materials configured the sensor, their electrochemical properties of galvanic corrosion and a computer simulation based on numerical analysis, etc. The sensing improvement was verified by comparing the existing bulk-type sensors through a variety of soil erosion environments and assessment in the field.
To improve the reliability applied field of corrosion detection sensors, the representative environment variables affecting corrosion in the soil environment were assessed the impact on respond to interference external current through the electrochemical testing and evaluation. Design complementary methods for improved durability of sensor and improvement the reliability of field measured data were derived on the base the results of evaluation.
Field database were complemented by continuous measurements of corrosion detection sensors and piping protection state of Gwacheon field gained in the course of 2nd research to ensure field application and operational efficiency of corrosion detection sensors.
To improve the reliability applied field of corrosion detection sensors, the representative environment variables affecting corrosion in the soil environment were assessed the impact on respond to interference external current through the electrochemical testing and evaluation. Design complementary methods for improved durability of sensor and improvement the reliability of field measured data were derived on the base the results of evaluation.
Field database were complemented by continuous measurements of corrosion detection sensors and piping protection state of Gwacheon field gained in the course of 2nd research to ensure field application and operational efficiency of corrosion detection sensors.
Field variable such as the status of the cathodic protection and interference of stray current to secure an additional Gangnam-site expected to stray current interference by subway are analyzed the impact on change behavior of the sensor current. The electro-chemical corrosion detection is verified through the laboratory evaluation reproducing field piping cathodic protection and stray current interference environment. It was inferred quantitative relationships between level of pipe corrosion protection and sensor current accordance with the size of the stray current intervention. In addition , the cause to the challenges of field measurements was determined accurately.
It was configured remote corrosion monitoring system comprising measurement system for ensuring accurate data of corrosion detection sensors, wireless data transmission using a CDMA line and web-based corrosion monitoring software. The system was developed to enable corrosion control of field pipelines by measuring sensor data in real time through the Internet site. The foundation of commercialize the entire system was made by reviewing the efficiency and reliability of field applied. Futhermore, market analysis and marketing strategies were established with an objective evaluation about the corrosion detection sensors technology through expert advice of field pipe corrosion, technology demonstration was carried out aggressive based on this. It can be expected commercialization successfully of this corrosion-sensing technology based on the marketing strategies reflected the requirements of consumer.
(3) Development of the leakage detection system for water network using TDR technique
With this study associated, experts in the field of water and wastewater is secured, consult and investigate the field situation. We could take advantages in the study by advice about the actual construction. To apply TDR (Time Domain Reflectometer) technology in this study, effective design and construction techniques of leak detection pipe joint, leak detection techniques which can be applied to existing pipes, construction techniques for secure connection with the ground control unit, the specifications of TDR (RTD-1000, leak detection only) have been developed based on RTD-1000 and leak detection pipe developed by 1st, 2nd step. In step 3 study, the monitoring system has operated in Gao district of Daejun and Pyeongtaek (LeeChung district, Gungli ~ Sukseongri district). During the pilot project, the S/W, H/W drawback and improvement factors of monitoring system will be drawn to study betterments. And RTD-1000A prototype which is a low electrification and smaller model of RTD-1000 system will be developed. In addition, developing RTD-2000, commercialization version after improving RTD-1000A, existing version should be executed to commercialize on the 4th year.
(4) Commercialization of optimal leakage reduction system operation and development of practical application
In this step 3 study, the sub-programs of optimal leakage reduction system operation which had developed til now are reconstructed to water distribution information systems, assessment systems, operating systems and monitoring systems. The purpose of the research on the 3rd stage is to verify, improve and complement the application capacity by applying the optimal operation system for the leakage reduction to the three fields. To utilize the data on the pipe network of three fields and related facilities efficiently, we constructed DB by the unit of small blocks and developed the waterworks pipe network information management system which enables various programs developed for the leakage protection to relate with DB, and we verified the application capacity of it. And water distribution evaluation system was also developed such as the leakage frequency spatial analysis program for the area management of leakage frequency, the health assessment program for assess situation of facilities and maintenance In water distribution as well as balance analysis for the clear definition of component and calculation of block water distribution balance, etc. In addition, to manage the distribution network efficiently and optimally, the study and the research about water network interpreting program, water pressure control program and optimal block shaping program for commercialization and commercial services were performed.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...3
• 보고서 요약서 ...5
• 요약문 ...7
• SUMMARY ...15
• CONTENTS ...25
• 목차 ...27
• 표목차 ...30
• 그림목차 ...35
• 제1장 연구개발과제의 개요 ...49
• 제1절 연구개발의 필요성 ...49
• 제2절 연구개발의 목표 및 추진체계 ...51
• 1. 연구 개발 목표 및 내용 ...51
• 2. 연구개발 추진체계 ...56
• 제2장 국내.외 기술개발 현황 ...61
• 제1절 관망 진단시스템의 시범사업 및 상용화 기술 개발 ...61
• 1. 노후관 개량 공사 ...61
• 2. 관망 진단시스템 ...64
• 3. 산업용 로봇시스템 ...72
• 제2절 상수관망의 부식진단 및 부식저감의 기술개발 현황 ...75
• 1. 미주전류에 의한 간섭 ...75
• 2. 부식 감지 기술 ...81
• 3. 국부부식 감지 기술 ...85
• 제3절 TDR 기술을 이용한 누수탐지 시스템의 개발 현황 ...87
• 1. 국내외 기술 개발 현황 ...87
• 2. 관련 기술 ...88
• 제4절 누수저감 최적운영 시스템 개발의 현황 ...95
• 1. GIS를 이용한 상수관망의 정보관리 기술 ...95
• 2. 배수량관리에 의한 누수관리 기술 ...101
• 3. 성능지표에 의한 누수관리 기술 ...107
• 4. 건전도 평가 및 관파손 확률 예측에 의한 누수관리 기술 ...110
• 5. 관망해석 및 수압조절을 통한 최적운영 관리기술 ...114
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...121
• 제1절 관망 진단시스템의 시범사업 및 상용화 기술 개발 ...121
• 1. Piping Renewal 지원시스템 개발 ...121
• 2. 누수방지 관련 방안 수립 ...131
• 3. 관망 진단 장비의 성능개선 ...133
• 4. 관내점검구를 이용한 관망 유지관리 프로그램 제작 ...148
• 5. 현장 적용 및 조사 ...152
• 6. 관망진단시스템 상용화 방안 ...171
• 제2절 상수관망의 부식진단 및 부식저감 기술 개발 ...175
• 1. 전식 및 국부부식 감지를 위한 센서 설계 ...175
• 2. 부식감지 시스템의 신뢰성 향상 방안 도출 ...195
• 3 부식감지 시스템의 현장 데이터 베이스 구축 ...210
• 4. 부식감지시스템의 전식 감지 기능 검증 ...228
• 5. 부식모니터링시스템 설계 및 현장 적용 ...237
• 6. 부식감지센서 기술 상용화 전략 ...253
• 제3절 TDR기술을 이용한 상수도 관망의 누수탐지 시스템 개발 ...259
• 1. 1차년도 연구 ...260
• 2. 2차년도 연구 ...273
• 3. 3차년도 연구 ...296
• 4. 4차년도 연구 ...305
• 제4절 누수저감 최적운영 시스템의 실용화 및 현장적용성 기술개발 ...319
• 1. 상수관망 정보시스템 ...320
• 2. 상수관망 평가시스템 ...335
• 3. 상수관망 운영시스템 ...454
• 4. 상수관망 감시시스템 ...501
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...509
• 제1절 관망진단 시스템의 실용화 및 현장적용성 기술개발 ...509
• 1. 연구개발 목표의 달성도 ...509
• 2. 관련분야에의 기여도 ...510
• 제2절 상수관의 부식진단 및 부식방지기술 개발 ...511
• 1. 연구개발 목표의 달성도 ...511
• 2. 관련분야에 대한 기여도 ...512
• 제3절 TDR기술을 이용한 상수도 관망의 누수탐지 시스템 개발 ...514
• 1. 연구개발목표의 달성도 ...514
• 2. 관련분야에 대한 기여도 ...514
• 제4절 누수저감 최적운영 시스템의 실용화 및 현장적용성 기술 개발 ...516
• 1. 연구개발목표의 달성도 ...516
• 2. 관련분야에 대한 기여도 ...517
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...521
• 제1절 관망시스템의 실용화 및 현장적용성 기술 개발 ...521
• 제2절 상수도관의 부식진단 및 부식방지 기술 개발 ...523
• 제3절 TDR기술을 이용한 상수도 관망의 누수탐지 시스템 개발 ...524
• 제4절 누수저감 최적운영 시스템의 실용화 및 현장적용성 기술 개발 ...526
• 제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외과학기술 정보 ...527
• 제1절 관망 진단시스템의 시범사업 및 상용화 기술 개발 ...527
• 1. 관망 진단 및 유지관리 기술 ...527
• 2. 관망의 부식 ...530
• 제2절 상수관의 부식진단 및 부식방지기술 개발 ...534
• 1. 국부부식 진단 기술 ...534
• 제3절 TDR기술을 이용한 상수도 관망의 누수탐지 시스템 개발 ...545
• 1. TDR기술을 이용한 누수탐지 모니터링 시스템 구축에 관한 연구 ...545
• 2. 센서 네트워크를 이용한 시스템 구축에 관한 연구 ...545
• 제4절 누수저감 최적운영시스템의 현장적용성 기술개발 ...547
• 1. IWA의 배수량 수지분석방법과 수행지표의 적용 및 개선에 관한 연구 ...548
• 2. 관망의 교체 및 갱생의 최적방안 연구 ...548
• 3. 배수관망의 수압최적화에 관한 연구 ...549
• 4. 수압에 따른 물사용량과 누수량 변화를 고려한 관망해석 개발에 관한 연구 ...549
• 제7장 참고문헌 ...553