• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.322-322
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• 2016

국내 1, 2종 댐 시설물은 "시설물의 안전관리에 관한 특별법(이하 시특법)" 제7조에 의해 주기적으로 정밀안전진단을 실시하여 상태평가 및 안전성평가에 의한 종합평가 등급을 부여하고 있다. 정밀안전진단 중 안전성 평가의 수문학적 안전성 평가는 댐의 구조형식과 현장진단 결과에 의한 댐의 상태평가에 따라 1차적으로 수행된다. 여유고 부족 또는 월류 발생 등의 1차적인 조건을 만족시키지 못할 경우 그에 따른 댐체의 구조적 안전을 검토(콘크리트댐)하고, 최종적으로 댐 붕괴 발생 시 하류에 미치는 인적, 경제적 위험요인 등을 기준으로 평가하는 3단계 평가가 수행된다. 본 논문에서는 위 단계적 평가가 수행된 기존댐의 수문학적 안전성 평가 및 상태평가 결과를 사용하여, 1종 기존댐에 대한 수문학적 안전성 취약 순위를 선정하고자 한다. 취약 순위를 선정하기 위하여 다기준의사결정기법(Multi-Criteria Decision Making: 이하 MCDM)을 적용하였고, MC DM의 Payoff Matrix 설정을 위하여 수문학적 안전성 평가 지표를 기준으로 설정하였으며, 이 외의 기준으로는 대상 댐의 연최대 강수량 값을 사용하였다. 연최대강수량값을 산정하기 위하여 기상관측소별 연최대 강수량 30년치의 평균값을 kriging 기법에 적용하여 대상댐에 대한 연최대강수량 값을 도출하여 수문학적 안전성 평가 지표 및 기존댐의 기상 관측값에 따른 댐별 수문학적 안전성 취약 순위 선정에 관한 연구를 수행하였다. 위 결과를 활용하여 수문학적 안전성 평가등급에 대한 검토 및 기후변화 적응 댐 수문학적 안전성 평가 프레임워크 개발을 위한 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.285-285
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• 2015

댐 및 저수지 시설물은 노후화나 안전성 미확보로 인한 파손 또는 붕괴 발생 시 하류부에 막대한 인명과 재산피해 등 치명적인 결과를 초래하게 된다. 이러한 대형 안전사고를 예방하고자 시설물의 안전관리에 관한 특별법에서는 댐 시설물을 규모별로 1, 2종 시설물로 구분하고, 이에 대해 주기적으로 안전점검 및 정밀안전진단을 실시하도록 제도화하는 한편 진단 결과에 따라 보수 보강 등의 안전조치를 의무화하고 있다. 구조물 결함에 따른 보수 보강은 보수재료와 공법 선정시 공법의 적용성, 구조적 안전성, 경제성 등을 종합적으로 검토하여 결정하여야 한다. 손상 부위에 대한 보수 보강은 제한된 예산과 인력을 효율적으로 투자하기 위해 보수재료 및 공법의 선정 뿐만 아니라 보수 보강이 이루어져야 하는 부재에 대한 우선순위를 산정하는 것이 최우선적으로 선행되어야 한다. 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침에서는 보수 보강 대책 마련 시안전점검 및 정밀안전진단 결과를 기초로 하여 적정 재료 및 공법을 선정하고, 보수 보강의 수준 및 우선순위를 결정하도록 명시되어 있다. 하지만 우선순위 결정에 대한 가이드라인이 부재하여 불필요한 시공과 비효율적인 예산 투입으로 인해 국가예산의 낭비되고 시설물의 안전까지 위협받게 되는 경우가 발생하고 있다. 따라서 본 연구에서는 시설물의 상태에 따른 적절한 보수 보강 필요성을 판단하고 보수 보강 수준 및 우선순위를 결정하기 위한 방법론을 개발하였다. 댐 시설물에 대한 안전점검 및 정밀안전진단의 종합평가는 평가대상 개별시설에 대하여 상태 평가 및 안전성 평가를 실시한 후 그 결과에 의해 산출된 상태평가지수와 안전성평가지수를 비교하여 평가단계별로 그 결과를 취합하여 종합평가를 실시하고 있다. 따라서 상태평가에 의해 산정된 종합평가 결과를 이용하여 개별 부재의 상태평가값 산정을 위해 하부 단계의 가중치 및 평가 지수 역산하고, 재산정된 가중치 및 평가지수를 이용하여 각 부재에 대한 보수 보강 우선순위를 산정하고자 하였다. 개발된 방법론은 점검 진단 책임기술자 및 시설물 관리주체 담당자가 댐 시설물의 개별부재에 대한 보수 보강 실시 여부를 판정할 수 있는 기준으로, 보수 보강에 대한 정책 결정시 경제성을 고려한 신뢰도 있는 기준으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.460-460
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• 2018

댐 수문학적 안전성평가는 "시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별벌(이하 시특법)"에 따른 댐시설물의 정밀안전진단의 안전성평가 중 가장 중요한 평가 항목으로 댐 시설물을 평가 수행 시 주요한 평가 항목이다. 기존의 수문학적 안전성평가는 가능최대강수량 발생 시 댐의 월류 및 여유고 확보여부에 대한 평가 여부만 판단하고 있으나, 본 연구에서는 기후변화를 고려하는 장기적 관점의 추가 평가항목을 도출하고자 한다. 현재 가능최대강수량으로 event적 평가를 수행하는 수문학적 안전성 평가에서 기존평가항목 뿐만 아니라, 기후변화 장기적 관점의 추가적인 기후영향인자를 도출하고 이를 함께 적용할 수 있는 평가 체계를 구축하고자한다. 장기적 관점의 기후영향인자라 함은 기상청에서 제공하는 기후변화 시나리오 결과에서 30년동안 장기적인 관점에서 대상 댐의 운영에 부담을 야기할 것으로 판단되는 인자를 말하는 것이며, 이때 기후변화 시나리오의 일자료를 활용하여 기후인자의 장기적 변동성을 추정하고자 하며, 이때 활용한 지표로는 월최대강수량, 연강우강도 및 댐 상태에 영향을 미칠 수 있는 최소기온을 사용하였다. 기후변화 시나리오의 불확실성을 최소화하기 위하여 월최대 강수량값을 산출하였고, 1년 동안 발생한 강우의 일수 및 강수량에 대한 영향을 고려하기 위하여 연강우강도값을 산출하였다. 또한 댐의 월류 및 여유고 확보여부 평가 시 댐 상태에 대하여 고려하기 때문에 댐의 외부상태에 영향을 주는 최소기온을 활용하여 댐별 평가를 수행하였다. 이때 2011~2040년(S1), 2041년~2070년(S2), 2071년~2100년(S3)기간으로 나누어 장기간 기후에 대한 영향 평가를 수행하여 1종 댐 시설물의 기후영향인자 값을 도출하였다. 도출된 기후영향인자를 기존 수문학적 안전성평가 항목과 함께 평가 될 수 있도록 AHP분석기법을 활용하여 각 인자에 대한 가중치를 재산출하였고, 기후영향인자를 고려하는 수문학적 안전성평가 체계를 구축하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.634-639
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• 2008

일부 콘크리트댐들의 경우 이상홍수 발생시 상 하류부 수위차가 크지 않은 상태로 월류가 발생하는 특징이 있으며, 치수능력 증대사업을 수행하여 안전성을 확보하기에는 지리적, 경제적인 문제로 어려움이 많아 현실적인 대책 수립이 어려우므로 월류가 발생한 상태에서도 안전성이 확보될 수 있는가에 대한 검토가 필요하다. 한국시설안전공단(2007)에서는 기존 댐의 수문학적 안전성 평가를 필댐과 콘크리트댐으로 구분 적용할 필요성과, 콘크리트댐의 경우 상태에 따라 일부 월류를 허용할 수 있는 방안에 대한 연구를 수행하였으며, 본 연구는 콘크리트 댐의 구조적 안전성 검토의 평가방법으로 수행하게 되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제35권4호
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• pp.5-14
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• 2019

국내 농업용 댐 17,5000여개의 안전점검 결과를 바탕으로 필댐에 나타나는 내부침식(internal erosion)과 관련된 대표적인 4가지 상태를 설정하였다. 이들 상태들을 정량화하기 위하여 댐 안전관리 전문가를 대상으로 설문조사를 실시하고 각 상태들에 대한 정량화된 점수를 제시하였다. 또한 4가지 대표 상태 이외의 다양한 댐 상태의 정량화를 도와주면서 댐 관리자들의 댐 상태 정량화 결정에 제한을 최소화 하고자 각 상태별 '부여가능한 점수의 범위(possible score range)'를 제시하였다. 각 상태별 '정량화된 점수'와 '부여가능한 점수의 범위'를 바탕으로 Case Study를 실시하여 본 방법이 댐의 위험 정도를 일관성 있게 반영하고 합리적인 수준의 파괴확률 값을 제공함을 알 수 있었다. 이는 기존의 댐 안전관리 방법이 가지는 가중평균에 의한 댐 상태등급 결정의 한계점을 극복할 수 있게 도와주어 실제로 위험한 댐을 위험한 댐으로 인지할 수 있게 도와줄 것이다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.19-25
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• 2019

본 연구에서는 무선 센서 네트워크 시스템을 이용한 저수지 댐 시설물 전체의 모니터링 시스템의 적용성을 평가하고자 국내의 저수지 댐을 대표할 수 있는 구간을 시범구축 현장으로 선정해, 계측과 동시에 시설물의 상태를 평가할 수 있는 시스템을 구축, 운영하였다. 무선 센서 네트워크 구축을 위해 시설물의 현재 상태를 평가하여 위험인자를 도출함과 동시에 극한상태에서의 위험인자의 한계값을 도출하였다. 위험구역, 위험인자에 적합한 측정항목을 설정하여 현장에서 측정할 센서의 종류 그리고 위치를 결정하였다. 국내의 저수지 댐을 대표할 수 있는 필댐을 대상으로 현장에서 무선 센서 네트워크 시스템을 구축하여 모니터링 함으로써 시스템의 적용성을 평가하였으며, 현재 댐의 계측관리 기술인 부분 집중방식의 계측과 직접 비교함으로써 시스템의 적용성을 검증하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.170-170
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• 2016

기후변화로 인한 강우강도의 변화와 국지성 호우로 인한 유역의 수문량의 증가가 전망되고 있는 상황에서 댐 시설물의 고령화에 따른 댐 안전성 문제가 대두되고 있으며, 신규댐 건설보다는 기존 댐의 재개발의 필요성이 부각되고 있다. 기후변화로 인한 집중호우의 강도와 발생빈도의 증가, 태풍의 대형화 등으로 댐으로 유입되는 수문량의 변동폭이 커짐에 따라서 극심한 홍수 및 가뭄의 발생이 빈번하게 일어나고 있어 물관리 어려움이 가중되고 있으며 이에 대한 대비책 마련이 시급한 실정이다. 그러나 아직까지 국내에서는 기후변화에 대한 영향을 고려한 댐 재개발에 대한 연구는 미흡한 상태이며, 기후변화와 신규 수자원 개발사업의 정체, 댐 시설물의 노후화 등 제반여건을 고려할 때 기존 댐 시설물 재개발의 전면적 재검토가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기후변화의 영향과 댐 시설물의 고령화 등에 따른 복합적인 댐 안전성 문제 등에 대비하기 위하여 댐 재개발 평가항목을 개발하였으며, 국내외 사례 및 문헌조사, 그리고 전문가 자문을 통해 각 평가항목에 대한 타당성 및 적합성 검토를 실시하고, 각 세부지표에 대한 평가기준과 댐 관련 분야의 전문도를 고려한 상대적 중요도 평가방법을 제시하고자 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.517-517
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• 2017

본 연구는 저수지 주변 생태환경 서식적합도지수를 산정하여 댐 건설 전후의 생태환경을 정량적으로 평가하고자 하였다. 생태적 가치에 대한 평가 모델 고려 인자로는 고도, 경사 및 각과 같은 물리적 요인, 산림 지형, 식생 유형, 연령층, DBH 등급과 같은 초목 요인들, 그리고 생태 자연상태, 식생 보존 분류 및 야생 생물 출현 지점과 같은 서식지 요인을 이용하였다. 각 요소의 생태학적 기능을 고려한 평가기준을 정량화하여 개발된 모델은 한탄강 댐 저수지에 적용하였다. 그 결과 댐 건설 이전의 생태 가치가 100이라고 가정했을 때, 댐 건설 이후에 물리적 요소는 83.9, 초목요소는 92.4, 그리고 서식처 요소는 84.5로 저하되었다. 전반적인 생태 가치는 건설 후 86.9 %, 13.1 % 감소하였다. 또한, 평가 요소를 쌓은 방법을 통해 생태학적으로 건강한 지역을 선정하였다. 본 연구결과는 댐 저수지에 생태 복원 계획을 수립하는 데 유용할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.37-37
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• 2016

기후변화는 댐유입량의 시공간적 변화를 야기할 것으로 전망된다. 따라서 기후변화에 따른 댐 유입량의 영향을 정량적으로 평가하고 그에 적응할 수 있는 댐 운영 방안이 필요하지만 영향평가 시 많은 불확실성이 발생하기 때문에 불확실성을 정량적으로 평가할 수 있는 기술 개발이 요구된다. 본 연구에서는 기후변화에 따른 댐 유입량 전망 시 발생하는 불확실성을 평가 단계별로 분해할 수 있는 기법을 이용하여 계절별 댐 유입량 전망 결과의 불확실성을 평가하였다. 이를 위해 현재 국내에서 가용한 CORDEX East Asia에서 제공하고 있는 5개 RCM 결과를 이용하였으며, 5가지 통계적 후처리기법, 2가지 수문모형을 이용하였다. 대상지역은 충주댐 유역으로 선정하였으며, 계절 댐 유입량에 대한 과거기간 대비 미래기간의 전망 결과에 대해 분석하였다. 평가결과, 겨울철을 제외한 모든 계절에서 RCM이 29.3~68.9%로 가장 큰 비중을 차지하는 것으로 나타났으며, 겨울철은 수문모형이 46.5%를 차지하는 것으로 나타났다. 이는 홍수기의 댐 유입량은 강수량에 직접적인 영향을 받으나 이수기에는 강수량 이외에 그 당시의 토양상태, 기후환경 등의 영향에 따른 수문순환 전반적인 영향이 물가용성에 영향을 미친다. 따라서 이수기는 수문모형에 더욱 영향이 큰 것으로 나타났으며, 홍수기는 기후 모델링 부분의 영향이 큰 것으로 사료된다. 이러한 분석을 통해 특정 RCM이나 통계적 후처리기법, 수문모형 등의 선정에 따라 전체 불확실성에 미치는 영향을 분석할 수 있으며, 이를 통해 불확실성을 저감할 수 있는 방안을 마련할 수 있을 것으로 기대된다.

• 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.