• Title/Summary/Keyword: 수위센서

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Development of river flood prediction method utilizing water stage-discharge hysteresis (하천 이력현상 활용 하천 홍수예측 기법 개발)

  • Kim, Kyungdong;Kim, Dongsu
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.19-19
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    • 2022
  • 하천에 발생하는 홍수를 예측하는 과정은 실무에서 많이 사용하는 HEC-HMS 와 같은 강우-유출 모형을 사용하여 산정한 하천의 강우빈도별 설계홍수량으로부터 HEC-RAS와 같은 수리학적 모형을 이용하여 홍수위를 산정하는 방법을 주로 의존하고 있다. 하지만 이러한 방법은 강우 강도를 통하여 하천에 발생하는 빈도별 유량으로 간접적으로 홍수위를 산정하기 때문에 실시간으로 발생하는 홍수위 또는 홍수 발생시간을 정확하게 알기 힘들다. 하지만, 최근 하천의 홍수파 또는 배수영향으로 인한 이력현상으로 하천의 수위-유량관계의 이력현상으로 인해 발생하는 유량자료의 오차를 줄이기 위해 수위관측소에 H-ADCP 초음파 센서를 활용한 자동유량측정장치를 설치, 운영하여 실시간으로 유량자료를 관측하고 있다. 이러한 자동유량측정장치에서 측정하는 유량자료는 H-ADCP에서 지표유속으로부터 유량자료를 산정하는데, 홍수파 또는 배수영향으로 지표유속, 유량, 수위의 수문곡선에 발생하는 이력현상을 관측 가능하다. 관측된 수문곡선의 이력현상은 유속, 유량, 수위 순으로 첨두의 발생시간이 나타나는데, 유속의 첨두 발생시간과 수위의 첨두 발생시간은 수문곡선의 형태 또는 규모에 따라 달라진다. 따라서 본 연구에서는 기존의 강우-유출 모의에 의존한 홍수예보기법을 보완하여 더 정확한 홍수위, 홍수 발생시간을 예측하고, 홍수예경보 시스템에 정량적인 기준을 제시할 수 있도록, 하천에 발생하는 수문곡선의 첨두유속과, 첨두수위의 발생시간, 규모를 분석하여 둘의 관계를 제시하고자 한다. 분석방법으로는 대상유역으로 이력현상이 발생하는 영산강유역에 위치한 남평교, 나주대교 두 지점을 선정하고 자동유량관측소 관측자료인 지표유속, 수위자료를 취득한다. 취득한 자료로부터 지표유속의 첨두 값과, 수위의 첨두 값, 지표유속의 첨두지점으로부터 수위의첨두지점 까지 발생하는 시간을 홍수 사상별로 정리하여 첨두유속-첨두수위, 첨두유속-첨두수위발생시간의 관계그래프를 산정하였다. 남평교의 경우 유속-수위의 이력범위는 거의 없었다. 나주대교의 경우 유속-수위 이력범위가 현저히 나타나 관계를 분석하기 용이 하였다. 하천에 이력현상이 현저히 나타나는 경우 첨두유속-첨두수위, 첨두유속-첨두수위발생시간의 관계가 뚜렷하게 나타나고 이러한 결과를 바탕으로 하천의 홍수예경보 판단의 정량적 기준을 제안하였다.

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Drought Assessment of Upland Crops using Soil Moisture, SPI, SGI (토양수분, 표준강수지수, 표준지하수위지수를 활용한 밭가뭄 평가)

  • Jeon, Min-Gi;Nam, Won-Ho;Ok, Jung-Heun;Hwang, Seon-Ah;Hur, Seung-Oh
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2022.05a
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    • pp.313-313
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    • 2022
  • 일반적으로 가뭄은 특정지역에서 평균 이하의 강수량이 발생되는 현상으로, 강수량이 감소되면 토양수분, 하천수 수위, 저수지 수위, 지하수위 등이 순차적으로 감소한다. 수문학적 가뭄은 기상학적 가뭄 및 농업 가뭄에 비해 늦게 발현되는데, 이는 강수량의 부족이 토양수분, 하천수량, 지하수 및 저수지 수위 등과 같은 수문학적 시스템에 전이되는 시간이 소요되기 때문이다. 따라서, 가뭄 피해를 경감하기 위해 지하수위 변동성을 이용하여 지하수 함양량을 추정함으로써 효율적인 수자원 관리의 필요성이 증대되고 있다. 지하수위는 농촌 지하수 개발, 가뭄 및 홍수 예측 등 다양한 분야에 활용되며, 강수량에 의한 변화가 지표수에 비해 느리게 나타나고 토양을 통과하는 특성으로 인해 단기 및 장기간의 변화 경향이 나타난다. 미국 지질조사국 (United States Geological Survey)에서는 지하수위를 월 단위로 보통 이하 (Below-normal), 보통 (Normal), 보통 이상 (Above-normal) 3단계로 구분하여 분포도를 작성하고 전체 관측기간 중 25% 이상에서 보통 이하 (Below-normal)로 나타나면 가뭄으로 판단한다. 우리나라의 경우 지형, 유역을 고려한 지하수 수위 및 수질 현황과 변동성을 파악하기 위하여 전국 지하수위 관측망 688개소를 설치하고 운영 중에 있다. 또한, 농촌진흥청에서는 전국 농업기상대와 연계하여 토양수분관측망 (soil moisture monitoring network)을 구축하였으며, 표토 10 cm에 토양수분센서를 전국 168 지점에 설치하여 운영하고 있다. 본 연구에서는 강수량을 기반으로 산정한 표준강수지수 (Standardized Precipitation Index, SPI)와 지하수위를 기반으로 산정한 표준지하수위지수 (Standardized Groundwater Level Index, SGI), 토양수분관측망의 토양수분의 상관 분석을 수행하고자 한다. 밭작물 가뭄의 중요 요소인 토양수분 함량은 강수에 즉각적으로 반응하는 반면 지표수 및 지하수는 상대적으로 장기간의 강수에 영향을 받기 때문에, 본 연구의 결과는 향후 밭작물 지역의 가뭄 취약성을 관리하는 지표로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

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Smart sensor based social disaster notification system (스마트 센서 기반 사회재난 상황 알림 시스템)

  • Lim, Hojung;Kim, Sanghan;Lee, Daesung;Kim, Jungkon
    • Proceedings of the Korean Society of Disaster Information Conference
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    • 2017.11a
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    • pp.133-136
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    • 2017
  • 사회재난을 예방하고 재난 상황에서 위기 대처를 신속하게 수행하기 위해서는 재난 상황을 신속하게 인지하는 것이 중요하다. 재난 상황의 신속한 인지를 위해서는 현장에 설치된 각종 센서로부터 상황 정보를 사물인터넷을 통해서 빠르게 수집하고 중요 이벤트 발생을 인식하는 것이 중요하다. 이를 위해서 수위 센서 데이터의 효율적인 수집과 데이터 전송을 위한 사물인터넷 기반 사회재난 상황 알림 시스템을 설계하고 평가한다.

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Development of a Trial Product for Irrigation Management in Substrate Culture (고형배지경 급액관리 시작기 개발)

  • Kim, Sung-Eun;Sim, Sang-Youn;Lee, Sang-Don;Kim, Young-Shik
    • Journal of agriculture & life science
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    • v.44 no.5
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    • pp.129-135
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    • 2010
  • This experiment was carried out to commercialize an irrigation control system by finding out problems and solving them in application of a nutrient supply system through this experiment. Its efficiency had been tested through hydroponic cultivation of tomato and cucumber using this system in the farmer's plastic house (1-2W, 20a : Yanggyo-ri, Oseong-myeon Gyeonggi-do) from November. 2006, too. In the first cultivation, tomato seeds (cultivar Coco, Takii Seed Co. Japan) were sowed on November 8, 2006, and transplanted on January 8, 2007. and then, in the second, cucumber (Chuichong, Nongwoo Seed Co.) were cultivated in the same plastic house (sowing date : June 27, transplanting date : July 13). In the third, another cucumber cultivar (Jo-woon, Dongbu-hannong Seed Co.) were cultivated (sowing date : September 5, transplanting date : September 23). All of seedlings were transplanted on perlite bag ($W340{\times}L1,200{\times}H150mm$, 40L). By using this system, 971 boxes (5 kg/box) of tomato were produced and sold, and then total income was 5,466 thousand won per 10a. On the second cultivation, total amount of cucumber production was 489 boxes (50 ea/box), and total income was 7,380 thousand won. On the third cultivation, total amount of production was 67 boxes (100 ea/box), and total income was 1,854 thousand won. On the other hand, this system saved irrigated water by 50% ($4,000{\rightarrow}2,000L/10a/day$) in tomato cultivation, and by 44%($4,500{\rightarrow}2,500L/10a/day$) in cucumber cultivation. It also saved cost of nutrients by 50% in tomato ($1,648{\rightarrow}824thousand\;won/10a$), and 44% in cucumber ($1,648{\rightarrow}725thousand\;won/10a$). Furthermore this irrigation system maintained moisture content in perlite bag stable during cultivation period. Therefore, this system was successfully applied on farmer's greenhouse without a problem and can be commercialized for farmers.

Tracking of water level curve for improvement of dam inflow measurement in Youngdam (용담호 홍수기 유입량 산정 개선을 위한 수면곡선 추적)

  • Hwang, Eui-Ho;Kwon, Hyung-Joong;Lee, Geun-Sang;Lee, Eul-Rae
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2008.05a
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    • pp.2233-2237
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    • 2008
  • 기존 댐저수지 유입량 산정은 수위-저수량곡선에 댐축에서 측정된 수위를 적용하여 시간당 저수량변화를 계산한 후 방류량을 감안하여 산정하고 있으나, 특히 홍수시 저수지내의 수위가 균일하지 않아 유입량 산정 시 오차 원인이 되고 있다. 홍수기 댐 저수지의 운영에 있어서 가장 큰 불확실도를 가지고 있는 유입량의 정확한 모의를 위해서는 유역 상류 유입부 유량뿐 아니라 저수지 내에서의 수위관측 필요하며, 또한 기존 방법에 의한 유입량 계산의 오차 규명 필요하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 GIS를 이용한 저수지의 저수위-저류량곡선 개선 및 댐저수지 구간별 수위관측을 통한 실시간 홍수 유입량 산정 시스템 도입이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서 현행 댐 저수지에서 운영되고 있는 수위관측소를 포함하여 관측지점을 확대하고 실시간 수위관측이 가능한 통신체계를 구축하고자 하였다. 관측지점의 확대는 기존의 문제점을 해결하는데 있어 주요 지점의 수면 프로파일을 구축하여 호내 유입량 산정에 대한 재검토를 진행하고자 하였으며, 이를 위해 구간별 수위 모의가 가능한 HEC-RAS 모형을 이용하여 저수지 내의 수면곡선 분포를 모의하고 저수지 내에서 관측한 수위자료와 비교하였다. 또한 관측된 수위자료의 체계적인 관리 체계 구축을 위해 실시간 모니터링이 가능하고, 통신망의 안전성 확보를 통한 결측 자료가 발생하지 않도록 USN Gateway와 CDMA를 연동하여 통신망을 구성하였다. 나아가, 댐 저수지 유입량 산정에 대한 재검토와 실시간 수위관측 방법에 대한 신기술 도입을 통하여 물관리 부서에 즉시 적용이 가능하도록 유입량 산정 방법과 센서 기술 적용 방법 및 확장성을 제시하였다.

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Improvement of the Calcuation of Discharge for UVM(Ultrasonic Velocity Meter) (이동시간차 방식 초음파유속계의 유량산정방법의 개선)

  • Park, Hyun-Keun;Kim, Chi-Young;Rho, Young-Sin;Jung, Sung-Won
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.1855-1859
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    • 2009
  • 본 연구에서는 이동시간차 방식(UVM)의 자동유량측정시설의 유량산정방법을 개선하기 위해 수위변동시 유속과 초음파의 신호강도 변화 패턴을 검토하여 불안정한 유속을 제거하는 필터링기법을 적용하였으며, 수위변화에 따른 각 다층의 센서신호 작동에 대한 설정 값을 재조정하였다. 이러한 기법을 적용하여 유량을 재산정한 결과, 평수기 불안정한 변화를 보이던 유량측정결과가 안정화되어 실측치에 비교하였을 때 평수기 측정치는 5%이내, 홍수기 측정결과는 10% 이내로 개선되었다. 유량산정기법 개선 후 1.5m $\sim$ 4.3m 범위의 수위대의 측정결과가 비교적 안정적으로 이루어지고 있으며, 향후 4.3m 이상의 수위의 측정결과에 대한 검토가 필요하다.

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A study of Water Level Control System (수위관리 시스템 연구)

  • Park, Yong-Wook
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.5 no.5
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    • pp.504-508
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    • 2010
  • A reducing labor is a big issue in rural community due to a increasingly aging society. In this paper, the water control system for corps production with a function of automatically controls and solar energy system is developed. The water level was measured by ultrasonic sensor and water gate was controlled by using servo motor. The system had included ATmega 128 control unit for signal controls. The water level control system will be able to contribute to the aging rural society.

Performance Test of Optical Fiber Sensors Using Embankment Pool Model (토조모형을 이용한 광섬유 센서 성능 시험)

  • Park, Kyoung-Won;Hwang, Eui-Ho;Lee, Gwang-Man
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.649-653
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    • 2012
  • 제방붕괴에 따른 피해발생을 억제하기 위해서는 제방거동 특성을 사전에 충분한 정보를 통하여 파악할 필요가 있으며, 이를 위해 광섬유를 이용한 제방누수감지 센서를 개발하였다. 광섬유는 내구성 및 유지관리가 우수하고 장기간 사용에도 장점을 가지고 있다. 개발된 센서들은 현장에 적용하기 전에 충분한 실험을 통해 성능과 기능에 대한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 개발된 광섬유 센서를 대상으로 제방누수감지 목적으로 설치할 경우 센서의 이행도를 시험하였다. 시험방법은 토조를 설치하여 제체에 작용하는 간극수압, 온도 및 변위 등을 대상으로 하였다. 이를 위해 폭 5m, 길이 7m 및 높이 2m의 토조를 설치하여 가제방의 주요 부위에 기존 계측기기와 광섬유 센서를 같이 매설하고 수위와 시간변화에 따른 주요 특성치에 대하여 실험하였다. 실험결과 광섬유 센서가 연구목적에 부합하는 계측치를 보여주어 제방누수감지 센서로 활용 가능함을 확인하였다. 아울러 광섬유 센서의 기능에 대한 전반적인 실험을 통하여 현장적용에 대한 사용성을 입증하였다.

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