상수도 시스템 내에서의 실시간 수질감시를 위한 LPCF 모형의 적용 및 검증 (Application of the LPCF Model for Real-Time Contamination Warning in the Water Supply System)

서지정보

· 발행기관 : 대한환경공학회
· 수록지 정보 : 대한환경공학회지 / 40권 / 10호 / 403 ~ 410페이지
· 저자명 : 박창경, 윤석민, 윤상진, 김성수, 박노석

초록

현재 국내의 상수도 시스템 내에서는 수질감시등의 목적으로 다양한 수질인자들이 실시간으로 관측되고 있으며, 실시간 관측되는 수질인자들의 변화가 특정 한계값(Threshold)을 초과하는 경우 오염경보를 발령하는 ‘Set Point’방법을 적용하고있다. 하지만 미국 EPA에서는 ‘Set Point’방법을 활용한 수질오염감시는 다음과 같은 심각한 허위경보(False alarm)를 발생 시킬 수 있다고 보고하였다. 첫째, 한계값에 의존한 ‘Set Point’방법은 상수도 시스템 내의 불규칙적인 수리조건에 의한 급격한수질변화 및 계측기의 측정오류로 인해 발생되는 빈번한 이상값(Outlier)들의 영향으로 인해 과도하면서도 성가신 위양성(False-Positive)의 거짓경보를 발생시킨다. 둘째, ‘Set Point’방법은 미소오염물질의 장기간 유출과 같이 설정된 한계값 이내에서 발생되는 미세한 수질오염에 대해서는 실제적으로 대응할 수 없는 위음성(False-Negative)의 심각한 감시오류를 발생시키게 되며, 결국 이러한 허위경보들은 수질오염감시의 운영 효율과 신뢰도를 저하시키는 주요원인이 된다고 지적하였다. 이에본 연구에서는 국내 상수도 시스템에 적용 가능한 실시간 수질오염감시 기술을 개발하고자 미국 EPA의 LPCF 모형을 적용하였다. 그리고 LPCF 모형의 개발을 위해 국내 G_정수장에서 관측된 pH, 탁도, 잔류염소, ORP 및 전기전도도 자료를 수집하였으며, 모의 수질오염사고를 이용하여 LPCF 모형의 적용성을 검증하였다.

영어초록

Currently, various water quality parameters are monitored for real-time contamination warning in the water supply system of South Korea. If the measured values of water quality parameters exceed the threshold, contamination warnings are issued. However, the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) reported the following limitations of the contamination warning system based on these thresholds. First, irregular and sudden hydraulic changes in water supply system caused by pump or valve malfunction may cause measurement error of the water quality sensors, which may cause nuisance and unnecessary false-positive alarms. Second, in the case of long-term outflow of micropollutants, water quality changes are slightly within the thresholds, which causes a serious monitoring error of false-negatives that cannot be detected even in actual contamination. Therefore, the U.S. EPA applied a linear prediction–correction filter (LPCF) model for real-time contamination warning, which is based on the autoregressive (AR) model. The main purpose of this study is to develop a contamination warning technique to be applied to water supply system of South Korea. For the development of a real-time contamination warning technique, the LPCF model was applied and Testing with water quality data collected from G_water supply system of South Korea.

참고자료

· 없음