• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권12호
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• pp.41-46
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• 2018

무선 센서 네트워크 시스템은 종래의 계측기술이 가지는 한계인 집중계측방법이 가지는 단점을 보완하여 시설물 전체의 거동을 확인할 수 있다는 장점으로 구조물의 안전진단 및 계측, 물 관리 시스템 그리고 댐 구조물에 대한 관리시스템에 까지 폭넓게 제안되고 있다. 그러나 계측과 동시에 시설물의 상태평가가 가능한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 기존의 기술적 단점을 개선하기 위하여 시설물의 거동을 파악함과 동시에 안전 등에 대한 상태평가가 가능하도록 무선 센서 네트워크 시스템을 제안하였다. 저수지 댐 시설에 대한 지반공학적 위험인자를 사전에 평가하고, 시설물의 파괴를 유발하는 인자에 대한 한계값을 설정함으로써 위험인자를 측정함과 동시에 인자별로 한계상태를 즉시 평가할 수 있는 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 저수지댐에 대한 표준단면을 이용하여 침투 및 비탈면 활동에 대한 수치해석을 수행하였고, 응력-간극수압 연동 유한차분 수치해석을 수행하여 저수지 댐 구조물에 대한 한계변위를 설정함으로써 즉시 상태평가가 가능하고 측정값을 이용해 회귀분석 함으로써 한계값에 도달하는 시간을 예측할 수 있음으로써 재난, 재해를 사전에 인지할 수 있는 시스템을 제안하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2017

댐 변위 모니터링은 댐의 안전성을 위협하는 영향을 파악하여 댐과 관련된 붕괴사고를 사전에 방지하고, 댐을 안전하게 운영하고 유지 관리하는데 중요한 항목으로 사용되고 있다. 하지만, 기존 변위계측 분석 결과 원인불명의 변위가 발생하여 정확한 댐 거동 해석을 저해하고 있다. 본 연구에서는 광파기(Total Station) 기반 댐의 변위계측의 신뢰성 개선을 위해 그 보정방법을 제안하였다. 현재까지의 광파기에 의한 변형 모니터링은 기준점(2~3개소)과 광파기가 설치된 기계점 위치를 초기에 측량하여 불변으로 간주하였고, 측량과정에서 중요한 변위 산정요소가 되는 기준 수평 수직각은 고려하지 않고 측량을 실시하였다. 본 연구에서는 실제 댐 변위 계측시 기준점 측량을 통해 광파기의 위치 변화 및 기준 수평 수직각의 변화를 관측하였다. 그 결과 오차발생의 가장 큰 원인은 광파기 위치 변화와 댐 변위량 계산에 중요한 항목인 기준 수평 및 수직각임이 밝혀졌다. 또한, 이를 보정한 결과 최대 변위 20mm에서 약 ${\pm}5mm$로 감소하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제12권2호
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• pp.75-82
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• 2008

국내에는 약 18,000여개의 댐이 있는 것으로 보고되고 있다. 이 중에서 대댐으로 분류되는 1,200여개의 대댐은 비교적 양호하게 운영 관리되고 있으나, 지자체 등에서 관리하는 소규모의 댐들은 대부분 제체를 관통하는 복통을 갖고 있으며, 제도적 장치의 미비와 전문 인력의 부족으로 체계적인 유지관리가 거의 이루어지지 않고 있는 실정이다. 본 연구에서는 소규모 댐들에서 자주 발생하는 결함의 유형에 대해서 고찰하고, 결함의 보수보강을 통하여 소규모 댐의 안전을 확보할 수 있는 방법을 제시하고자 한다. 또한, 전기비저항 탐사를 통하여 결함의 진행정도를 파악하고, 보수보강 이후의 보수보강 효과를 판정하는 방법론을 제시하고자 하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.47-58
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• 2010

불포화 흐름을 고려하지 않는 도해법 (Casagrande, 1961; Cedergren, 1997)과 근사식(Sakamoto, 1998)에 의한 중심코어형 사력댐 코어죤의 침투량은 실제 침투거동과는 차이가 있고, 저수위 변화에 대한 침투량 변화경향의 파악도 곤란하다. 본 연구에서는 소양강댐에 대한 2차원 정상상태 및 비정상상태 침투류해석으로 저수위, 포화투수계수, 불포화수리특성 변화에 대한 정상상태 침투량과 정상상태 도달시간에 미치는 영향요인을 분석하였다. 분석결과 침투량은 정규화된 선형 관계식으로 예측이 가능하고, 불포화 예측변수 n이 정상상태 침투량과 정상상태 도달시간에 가장 큰 영향을 주었다. 본 연구에서 제시한 예측기법은 복잡한 3차원 해석 및 여러 단면에 대한 2차원 해석을 수행하지 않고도 댐 설계자 및 안전관리 실무자가 중심코어형 사력댐의 침투량을 산정하여 실측치와의 정량적 분석에 손쉽게 이용할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.234-234
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• 2021

국내 기반시설의 대부분은 1970년대 경제성장기에 건설되어 사용연수가 30년 이상 경과하였고 급격한 고령화가 진행 중이다. 1990년대 성수대교와 삼풍백화점의 붕괴는 시설물 유지관리의 중요성에 대한 전국민적 관심을 집중시켰고, 이에 정부는 1995년 「시설물의 안전관리에 관한 특별법」 제정을 시작으로 현재까지 다양한 정책 및 기준을 수립해왔다. 일반적으로 안전점검 및 정밀안전진단 등을 수행하여 시설물의 안전등급을 평가하고 결함에 대한 보수·보강을 실시하여 시설물을 유지·관리하고 있다. 그러나 유지관리 예산은 한정적이기 때문에 모든 결함에 대한 보수·보강 사업을 실시할 수 없는 실정이다. 이에 보수·보강 조치의 우선순위를 선정하는 것이 필요하며, 관련 법령 세부지침에는 부재의 중요도, 결함의 심각성, 경제성을 고려한 우선순위지수(PI, Priority Index)를 제시하고 있다. 이 식은 전문가의 주관적인 판단에 의해 영향도를 50~100%범위 안에서 조정할 수 있으며, 일부 특정 부재는 동일한 가중치가 설정되어 있다. 또한 결정적으로 보수보강을 통한 효과를 효율적으로 고려하지 못하고, 대부분 경제성에 의해 우선순위가 결정되는 한계점이 발생한다. 따라서, 본 연구에서는 몇 가지 사례분석을 통해 현재 우선순위지수에 대한 문제점을 고찰하고 이를 개선할 수 있는 우선순위 산정식(PI)을 제시하였다. 과거 유지관리 시행 초기에는 보수보강 사례가 부족하였지만 현재는 수십년간의 축적된 자료를 바탕으로 제시된 산정식을 충분히 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 향후 보수보강 효과를 정량화하는 방법에 대한 추가적인 연구가 수행된다면 더욱 경제적인 측면에서 우선순위를 산정할 수 있을 것이며 노후화된 기반시설 유지관리방안에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.

• 방재저널
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• 제15권2호
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• pp.126-133
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• 2013

최근 기상이변으로 가뭄과 홍수, 폭설 등 자연재난이 전 세계적으로 빈번하게 발생하고 있고, 우리나라도 예외는 아니어서 일 강수량이 300mm가 넘는 집중폭우의 횟수도 증가하고 있다. 특히 지난 해 한반도 지역의 아열대성 기후변화로 인해 잦은 국지성 폭우와 태풍 등 물재해로 인명과 재산피해가 점증하고 있다. 2012년 7월에 발생한 제7호 태풍 '카눈'을 시작으로 잇따른 초대형 태풍 '덴빈', '볼라벤', '산바'는 태풍이 북상하여 중부지방 중심 전국적으로 많은 비를 내렸으며 경기 및 강원 북부 일부 지방은 관측 강우량을 경신하였다. 홍수기 시 수자원 운영에 미치는 댐, 보 수문자료의 활용을 통해 홍수분석 등에 활용됨으로써 홍수분석 의사결정 시 신속하게 대응할 수 있는 물 관리 시스템에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다. 이에 K-water에서는 최신 ICT 기술을 융합한 "실시간 수자원정보시스템"을 구축 운영하여 24시간 365일 상시 모니터링함으로써, 2012년에 과거 유래 없는 4개의 대형 태풍이 한반도에 상륙하였을 때에도 안정적으로 시스템을 운영하면서 신속하게 대응할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.240-240
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• 2022

하천을 안전하고 효율적으로 관리하기 위해서는 하상재료, 하천형태, 하천유황 등 자연적 또는 인위적 변화에 의한 하상변동의 해석과 예측이 수행되어야 한다. 하상변동은 하천의 일정구간을 기준으로 상류단면으로부터 유입되는 유입 유사량과 하류단면을 통해 유출되는 유사량의 차이에 의해 구간 내에서 발생하는 하상의 상승 또는 저하가 발생하는 현상을 말한다. 이러한 하상변동은 하천의 이수와 치수, 환경변화에 복합적으로 영향을 미치게 된다. 이에 본 연구에서는 댐 직하류를 대상으로 K-River 모형과 HEC-RAS 모형을 이용하여 하상변동을 계산하고, 각 모형으로부터 얻어진 모의 결과를 비교 분석하였다. K-River 모형의 하상변동 모의를 위한 경계조건을 구성하기 위해 하상토의 입도분포를 입력하고, 유역의 월별 평균 강수량과 댐 유입량을 이용하여 비유량법을 이용하였으며, 산출된 유입량을 바탕으로 댐방류량을 결정하였다. 유사량 공식의 선정은 하천 및 하상토의 특성에 맞추어 적절히 활용하여야 하나, 본 연구에서는 테스트를 목적으로 Engelund-Hansen 공식, Yang 공식, Laursen 공식 등 5가지의 유사량 공식을 선정하였다. HEC-RAS 모형의 경우 최근 유사 부정류모의 기능이 개발되었으나, 테스트 결과 안정적으로 모의가 수행되지 않아 준정류 조건을 적용하여 수행하였다. HEC-RAS와 K-River의 모의 결과를 비교한 바에 따르면 정량적인 차이가 나타나지만, 하상고의 상승 및 하강 경향은 대체로 일치하는 것으로 확인되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.306-309
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• 2022

최근 우리나라에서도 지진 발생빈도가 급격히 증가하면서 지진에 대한 관심도가 높아지고 있다. 지진발생 시 대응과 복구도 중요하지만, 관리 취약점을 사전에 찾아내어 예방 및 사전 대비 활동을 수행하는 것이 필요하다. 한국수자원공사에서는 지진으로부터 안전한 시설관리를 위해 지진가속도계측기를 운영하여 실시간 지진데이터를 수집하고 있으며, 대외기관에서 지진데이터를 활용할 수 있도록 데이터를 전송하고 있다. 운영 중인 지진감시시스템의 관리 취약점을 사전에 줄이고자 지진데이터의 수집지연시간을 최소화하고, 빅데이터를 활용한 지진데이터의 실시간 품질분석 체계·기반 구축으로 고품질의 데이터 생산이 가능하다. 이에 따라 댐 안전관리 및 고품질의 지진데이터를 확보하여 대외기관에 신속한 데이터를 제공함으로써 지진재해로부터 국민의 생명과 재산을 보호할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.411-414
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• 2016

장마 및 태풍, 집중호우 등 다량의 강우발생시 댐 및 하천의 수위 관측은 국민의 생명 및 재산과 직접 연관되는 상황으로 안전재난 대비를 위해서는 안정적인 실시간 수위 데이터 확보와 신뢰성 있는 데이터는 과학적이고 신뢰성 있는 수자원 관리를 위한 필요충분 요소이다. 그러나 현재 운영되고 있는 댐이나 하천 상하류의 수위계는 신뢰성 확보를 위하여 현장에서 검정 및 교정이나 보정 등이 쉽지 않은 실정이다. K-water연구원에서는 길이분야인 수위계에 대한 국제공인 교정기관으로 운영중에 있으며, 현장에서 부자식 수위계를 교정할 수 있는 시스템 및 절차서의 부재로 표준교정실에서만 교정을 실시하였다. 따라서 본 연구에서는 기준자와 카메라를 이용하여 부자식 수위계를 현장에서 교정할 수 있도록 이동형 교정시스템 및 표준교정 절차서를 개발하였으며, 수위 데이터의 신뢰성 있는 자료 확보와 일관성 있는 자료관리가 가능하도록 하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권6호
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• pp.409-419
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• 2024

기후변화는 이미 지속 가능한 수자원 관리에 영향을 미치고 있다. 기후변화가 댐 저수지의 물 공급에 미치는 영향은 일반적으로 지구 기후 모델 결과 기반으로 생성된 기후변화 시나리오를 사용하여 수행되고 있다. 그러나 기후변화를 추정하기 때문에 시나리오는 미래에 발생할 수도 있는 상황을 가정하는 한계로 인하여 본질적으로 불확실성을 내포하고 있다. 이러한 문제에 대한 대책으로 의사결정 스케일링 접근법을 본 연구에 적용하였다. 연구대상지는 충주, 용담, 합천, 섬진강 댐이다. 강우 유출 모형(IHACRES)과 HEC-ResSim기반 댐 운영 모형을 결합하여 댐 이수 안전도를 분석하였다. 이 수안전도 분석은 안정적인 댐 운영에 목적을 두고 그 결과에 따라 구조적 또는 비구조적 이수공급 계획을 수립하는데 활용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 이수안전도 분석으로 댐이 안전하게 운영될 수 있는지를 평가하고 장래 댐 운영 중 발생할 수 있는 잠재적인 위험을 식별하기 위함이다. 1995년 부터 2014년까지 관측된 강수량과 온도를 기준으로 49개의 기후스트레스 시나리오(분위 수 기준 7개의 강수 시나리오와 0℃부터 6℃도까지 1℃ 간격의 7개의 온도 시나리오)를 적용하였다. 그 결과 홍수기 강우 변동이 비홍수기의 강우 증가보다 수위 상승에 더 큰 변화를 가져왔다. 따라서 이수 안전도는 1분위 강우 의존성이 매우 높은 것으로 평가되었다. 또한 강수 및 온도를 결합한 시나리오에서 댐 용수 공급 신뢰도는 개별 강수 및 온도 시나리오 신뢰도 변화의 합계보다 더 큰 변화가 모의되었다. 이러한 차이는 강수량의 감소와 증가가 각각 물과 에너지가 제한된 증발량의 발생으로 초래하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 수행한 의사결정 스케일링을 통한 이수안전도 평가는 댐 운영의 효율성 향상을 도모할 것으로 평가된다.