• Title/Summary/Keyword: 지속가능한 물관리

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Correlation analysis of pollutants using IoT technology in LID facilities (LID 시설 내 IoT 기술을 활용한 오염물질 상관성 분석)

  • Jeon, Minsu;Choi, Hyeseon;kevin, Geronimo Franz;Reyes, N.J.DG.;Kim, Leehyung
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2021.06a
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    • pp.453-453
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    • 2021
  • 도시지역 비점오염원관리, 물순환 회복, 침투 및 증발산량 증가, 열섬현상 저감을 위한 주요한 방안으로 저영향개발(low impact development, LID)과 그린인프라 기법의 적용되고 있다. LID 시설은 소규모 분산형 시설로써 넓은 지역에 많고 다양한 시설들이 적용되어 시설의 개수가 많으며, 수질 및 토양 내 기성제품에 대한 센서들의 가격은 고가로 형성되어 있어 기기의 경제성 및 유지관리 등 적용하는데 제한적이다. 따라서 과거 모니터링 자료를 기반으로 오염물질들과의 상관성 분석을 통하여 계측이 어려운 항목들을 계측가능한 항목들로부터 예측 가능하며, 선정된 항목들에 대한 비용효율적인 센서를 개발하여 실시간 LID 모니터링이 가능한 비용효율적 모니터링을 개발하였다. 공주대학교 천안캠퍼스의 LID 시설들은 2013년에 조성되어 현재까지 시설이 운영되고 있으며, 5년이상의 과거 강우시 모니터링 자료들을 이용하여 오염물질 상관성 분석을 수행가능 하기에 대상지로 선정하였다. 오염물질 상관성 분석은 2013년부터 2017년도에 침투도랑에서 수행된 강우시 모니터링 자료를 활용하여 각 오염물질들의 상관성을 분석을 수행하였다. 침투도랑 내 유입되는 평균 유입수는 TSS 286.1±318.3 mg/L, BOD 22.6±39.5 mg/L, TN 8.96±5.85 mg/L, TP 1.01±1.11 mg/L로 나타났다. 겨울철에 비해 여름철에서의 오염물질의 유입농도가 높은 것으로 분석되었다. 이는 여름철 고온건조로 인한 노면 내 차량의 주행으로 인한 중금속, 폐타이어 등과 장마철 강우 시 유출된 토사로 인하여 유입수의 농도가 높은 것으로 분석되었다. 오염물질 부하량은 TSS와 COD 0.66으로 유의성이 높은 것으로 나왔으며, COD와 TSS, TP, TN 등 유의성이 높은 것으로 분석되었다. Arduino와 Raspberry PI를 활용하여 저비용 센서와 LTE 모뎀통신과 데이터 베이스 연결하여 개발된 프로그램을 통해서 무선으로 LID 시설에 대한 모니터링을 침투화분2와 식생체류지에 조성하였다. 전력공급이 어려운 식생체류지의 경우 태양열(Solar system) 시스템과 보조 전력 배터리를 조성하여 장마철이나 장기적인 악천후로 인한 전력을 생산하지 못할 경우 보조전력배터리에서 전력을 제공하여 지속적인 모니터링이 이루어지도록 설계하였다. 토양함수량, 토양온도와 Conductivity 등 3종류의 센서를 적용하였으며, 프로그램은 현재 2단계를 통한 2차수정을 통하여 프로그램을 구축하였다. 오차, 오작동, 계측값에 대한 검·보정 작업이 필요하다. 또한 대기자료의 구축을 통해 보다 토양과 LID 시설에 대한 영향분석이 필요한 것으로 사료된다.

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Development Process and Methods of Audit and Certification Toolkit for Trustworthy Digital Records Management Agency (신뢰성 있는 전자기록관리기관 감사인증도구 개발에 관한 연구)

  • Rieh, Hae-young;Kim, Ik-han;Yim, Jin-Hee;Shim, Sungbo;Jo, YoonSun;Kim, Hyojin;Woo, Hyunmin
    • The Korean Journal of Archival Studies
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    • no.25
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    • pp.3-46
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    • 2010
  • Digital records management is one whole system in which many social and technical elements are interacting. To maintain the trustworthiness, the repository needs periodical audit and certification. Thus, individual electronic records management agency needs toolkit that can be used to self-evaluate their trustworthiness continuously, and self-assess their atmosphere and system to recognize deficiencies. The purpose of this study is development of self-certification toolkit for repositories, which synthesized and analysed such four international standard and best practices as OAIS Reference Model(ISO 14721), TRAC, DRAMBORA, and the assessment report conducted and published by TNA/UKDA, as well as MoRe2 and current national laws and standards. As this paper describes and demonstrate the development process and the framework of this self-certification toolkit, other electronic records management agencies could follow the process and develop their own toolkit reflecting their situation, and utilize the self-assessment results in-house. As a result of this research, 12 areas for assessment were set, which include (organizational) operation management, classification system and master data management, acquisition, registration and description, storage and preservation, disposal, services, providing finding aids, system management, access control and security, monitoring/audit trail/statistics, and risk management. In each 12 area, the process map or functional charts were drawn and business functions were analyzed, and 54 'evaluation criteria', consisted of main business functional unit in each area were drawn. Under each 'evaluation criteria', 208 'specific evaluation criteria', which supposed to be implementable, measurable, and provable for self-evaluation in each area, were drawn. The audit and certification toolkit developed by this research could be used by digital repositories to conduct periodical self-assessment of the organization, which would be used to supplement any found deficiencies and be used to reflect the organizational development strategy.

A Study on Space Creation and Management Plan according to Characteristics by Type in Each Small-Scale Biotope in Seoul - Base on the Amphibian Habitats - (서울시 소규모 생물서식공간 유형별 특성에 따른 조성 및 관리방안 연구 - 양서류 서식지를 중심으로 -)

  • Park, Ha-Ju;Han, Bong-Ho;Kim, Jong-Yup
    • Journal of the Korean Institute of Landscape Architecture
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    • v.52 no.2
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    • pp.110-126
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    • 2024
  • This study conducted a classification of small-scale biological habitats created in Seoul to analyze and synthesize location characteristics, habitat structure, biological habitat functions, and threat factors of representative sites, as well as derive creation and management problems according to the ecological characteristics. The aim was to suggest improvement measures and management items. Data collected through a field survey was used to categorize 39 locations, and 8 representative sites were selected by dividing them into location, water system, and size as classification criteria for typification. Due to the characteristics of each type, the site was created in an area where amphibian movement was disadvantageous due to low or disconnected connectivity with the hinterland forest, and the water supply was unstable in securing a constant flow and maintaining a constant water depth. The habitat structure has a small area, an artificial habitat structure that is unfavorable for amphibians, having the possibility of sediment inflow, and damage to the revetment area. The biological habitat function is a lack of wetland plants and the distribution of naturalized grasses, and threats include the establishment of hiking trails and decks in the surrounding area. Artificial disturbances occur adjacent to facilities. When creating habitats according to the characteristics of each type, it was necessary to review the possibility of an artificial water supply and introduce a water system with a continuous flow in order to connect the hinterland forest for amphibian movement and locate it in a place where water supply is possible. The habitat structure should be as large as possible, or several small-scale habitats should be connected to create a natural waterfront structure. In addition, additional wetland plants should be introduced to provide shelter for amphibians, and facilities such as walking paths should be installed in areas other than migration routes to prevent artificial disturbances. After construction, the management plan is to maintain various water depths for amphibians to inhabit and spawn, stabilize slopes due to sediment inflow, repair damage to revetments, and remove organic matter deposits to secure natural grasses and open water. Artificial management should be minimized. This study proposed improvement measures to improve the function of biological habitats through the analysis of problems with previously applied techniques, and based on this, in the future, small-scale biological habitat spaces suitable for the urban environment can be created for local governments that want to create small-scale biological habitat spaces, including Seoul City. It is significant in that it can provide management plans.

A Research on Applicability of Drone Photogrammetry for Dam Safety Inspection (드론 Photogrammetry 기반 댐 시설물 안전점검 적용성 연구)

  • DongSoon Park;Jin-Il Yu;Hojun You
    • Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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    • v.27 no.5
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    • pp.30-39
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    • 2023
  • Large dams, which are critical infrastructures for disaster prevention, are exposed to various risks such as aging, floods, and earthquakes. Better dam safety inspection and diagnosis using digital transformation technologies are needed. Traditional visual inspection methods by human inspectors have several limitations, including many inaccessible areas, danger of working at heights, and know-how based subjective inspections. In this study, drone photogrammetry was performed on two large dams to evaluate the applicability of digital data-based dam safety inspection and propose a data management methodology for continuous use. High-quality 3D digital models with GSD (ground sampling distance) within 2.5 cm/pixel were generated by flat double grid missions and manual photography methods, despite reservoir water surface and electromagnetic interferences, and severe altitude differences ranging from 42 m to 99.9 m of dam heights. Geometry profiles of the as-built conditions were easily extracted from the generated 3D mesh models, orthomosaic images, and digital surface models. The effectiveness of monitoring dam deformation by photogrammetry was confirmed. Cracks and deterioration of dam concrete structures, such as spillways and intake towers, were detected and visualized efficiently using the digital 3D models. This can be used for safe inspection of inaccessible areas and avoiding risky tasks at heights. Furthermore, a methodology for mapping the inspection result onto the 3D digital model and structuring a relational database for managing deterioration information history was proposed. As a result of measuring the labor and time required for safety inspection at the SYG Dam spillway, the drone photogrammetry method was found to have a 48% productivity improvement effect compared to the conventional manpower visual inspection method. The drone photogrammetry-based dam safety inspection is considered very effective in improving work productivity and data reliability.

An Experimental Analysis of Ultrasonic Cavitation Effect on Ondol Pipeline Management (온돌 파이프라인 관리를 위한 초음파 캐비테이션 효과에 대한 실험적 분석)

  • Lee, Ung-Kyun
    • Journal of the Korea Institute of Building Construction
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    • v.24 no.1
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    • pp.67-75
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    • 2024
  • In the context of Korean residential heating systems, Ondol pipelines are a prevalent choice. However, the maintenance of these pipelines becomes a complex task once they are embedded within concrete structures. As time progresses, the accumulation of sludge, corrosive oxides, and microorganisms on the inner surfaces of these pipelines diminishes their heating efficiency. In extreme scenarios, this accumulation can induce corrosion and scale formation, compromising the system's integrity. Consequently, this research introduces an ultrasonic generation system tailored for the upkeep of Ondol pipelines, with the objective of empirically assessing its practicality. This investigation delineates three variants of ultrasonic generating apparatuses: those employing surface vibration, external generation, and internal generation techniques. To emulate the presence of contaminants within the pipelines, substances in powder, slurry, and liquid forms were employed. The efficacy of the cleaning process post-ultrasonic wave application was scrutinized over time, with image analysis methodologies being utilized to evaluate the outcomes. The findings indicate that ultrasonic waves, whether generated externally or internally, exert a beneficial effect on the cleanliness of the pipelines. Given the inherent characteristics of Ondol pipelines, external generation proves impractical, thereby rendering internal generation a more viable solution for pipeline maintenance. It is anticipated that future endeavors will pave the way for innovative maintenance strategies for Ondol pipelines, particularly through the advancement of internal generation technologies for pipeline applications.

Effect of Cultivation Activity in Daecheong Lake Flood Control Site on Water Quality (대청호 홍수조절지 내 경작활동이 수질에 미치는 영향)

  • Choi, Hyeseon;Jeon, Minsu;Kim, Leehyung
    • Journal of Wetlands Research
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    • v.22 no.1
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    • pp.49-58
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    • 2020
  • The excessive use of fertilizer and compost in agricultural land increases the accumulation of nutrients in soil. The surplus nutrients in soil transported through surface and sub-surface flow can lead to water pollution problems and algal bloom. Moreover, nutrient accumulation and continuous crop cultivation changes the physical structure of the soil, which increases the potential of nutrient. The cultivation in the Daecheong Lake reservoir area may have a direct effect on the lake's water quality due to leaching and releasing of nutrients when water level rises. This research was carried out to analyze the physical and chemical properties of soil in the agricultural areas surrounding Daecheong Dam reservoir to provide basic data available for the establishment of Daecheong Lake water quality management measures. The soil of the Daecheong Lake reservoir was classified as sandy Loam, where surplus nutrients can be transported. Chemical compositions in the soil were found to be significantly affected by use of different fertilizer amounts. Nutrient outflow occurred during spring rainfall events from the rice paddy fields, whereas excess nutrients from summer to fall seasons originated from dry paddy fields. Nutrient outflow from dry paddy fields is mainly from sub-surface flow. Organic agricultural wastes from agricultural land and excessive vegetation inside the river was also evaluated to contribute to the increase in organic matter and nutrients of the river. The results can be used to select the priority management area designation and management techniques in the Daecheong Lake for water quality improvement.

Application of Flux Average Discharge Equation to Assess the Submarine Fresh Groundwater Discharge in a Coastal Aquifer (연안 대수층의 해저 담지하수 유출량 산정을 위한 유량 평균 유출량 방정식의 적용)

  • Il Hwan Kim;Min-Gyu Kim;Il-Moon Chung;Gyo-Cheol Jeong;Sunwoo Chang
    • The Journal of Engineering Geology
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    • v.33 no.1
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    • pp.105-119
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    • 2023
  • Water supply is decreasing due to climate change, and coastal and island regions are highly dependent on groundwater, reducing the amount of available water. For sustainable water supply in coastal and island regions, it is necessary to accurately diagnose the current condition and efficiently distribute and manage water. For a precise analysis of the groundwater flow in the coastal island region, submarine fresh groundwater discharge was calculated for the Seongsan basin in the eastern part of Jeju Island. Two methods were used to estimate the thickness of the fresh groundwater. One method employed vertical interpolation of measured electrical conductivity in a multi depth monitoring well; the other used theoretical Ghyben-Herzberg ratio. The value using the Ghyben-Herzberg ratio makes it impossible to accurately estimate the changing salt-saltwater interface, and the value analyzed by electrical conductivity can represent the current state of the freshwater-saltwater interface. Observed parameter was distributed on a virtual grid. The average of submarine fresh groundwater discharge fluxes for the virtual grid was determined as the watershed's representative flux. The submarine fresh groundwater discharge and flux distribution by year were also calculated at the basin scale. The method using electrical conductivity estimated the submarine fresh groundwater discharge from 2018 to 2020 to be 6.27 × 106 m3/year; the method using the Ghyben-Herzberg ratio estimated a discharge of 10.87 × 106 m3/year. The results presented in this study can be used as basis data for policies that determine sustainable water supply by using precise water budget analysis in coastal and island areas.

A Study on Water Level Network Design for Operation of KHNP(Korea Hydro & Nuclear Power) Dam (한수원 댐 운영을 위한 수위관측망의 설계)

  • Jang, Bok-Jin;Lee, Yeon-Kil;Jung, Sung-Won;Han, Gi-Hark
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.461-461
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    • 2011
  • 강수, 수위 및 유량자료 등의 수문자료는 안정된 물 관리 계획, 홍수조절 및 공급계획, 전력공급 등을 위한 댐의 역할을 원활하게 하기위한 운영의사결정을 위한 매우 중요한 기초자료가 된다. 댐 운영을 위한 다양한 기능을 가진 모델을 가지고 있다고 하더라도 매년 변하고 있는 댐 유역의 수문현상에 대한 관측자료를 이용하여 지속적으로 모델을 보정하여 정확성을 확인하고 향상시키는 노력을 기울여야 하므로 수문자료는 댐 운영에 있어서 필수적인 요소일 수밖에 없다. 본 연구에서는 한국수력원자력(주)의 9개 댐 유역에서 기존 활용 가능한 관측소 현황 및 현장조사를 통해 운영상 목적에 맞는 최적의 수위관측망을 설계하여 제시하였다. 설계 방법으로는 댐 유입량 파악과 개략적인 도달시간 파악을 위해 주요 유입지천인 국가하천과 지류 중 지방하천이라도 유역면적이 $150\;km^2$ 이상인 경우에는 유입량 파악을 위한 수위관측소를 두도록 설계하였다. 관측소 밀도는 각 댐 유역의 수문학적 유역 특성인 유역면적, 유입하천의 지형적 특성, 하천크기 등을 고려하여 결정하였다. 설계된 수위관측소들은 현장의 수위관측 및 유량관측에 대한 적정성을 검토하여 댐 저류지 배수영향 등으로 인해 관측이 부적정할 경우 이설을 통해 적정한 위치에서 수문조사가 이루어지도록 제안하였다. 본 연구에서 제안된 한국수력원자력(주) 관할 댐 유역의 수위관측망은 자체 관할 수위관측소 뿐 아니라 자료의 공동 활용이 가능한 국토해양부 등의 관측소까지 포함하고 있다. 따라서 댐 운영 의사결정을 위한 중요한 기초자료로서의 수위 및 유량자료를 경제적이고 효율적으로 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

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Development of Flood Depth-Damage Functions (침수피해시 공공건물에 대한 손상함수 개발)

  • Lee, Chang Hee;Kim, Sang Ho;Hwang, Shin Bum
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2018.05a
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    • pp.440-440
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    • 2018
  • 홍수피해의 위험성이 증가하고, 발생 시기가 불규칙해짐에 따라 보다 효과적인 홍수위험관리가 요구되며, 최적의 홍수피해저감대책을 수립하기 위해서는 다양한 홍수피해저감 대책들에 대해서 비용대비 피해저감효과 분석이 필요하다(FLOODsite, 2007). 홍수피해저감효과를 분석하기 위해서는 수리 수문학적 분석을 통한 피해범위와 침수심 등 피해규모를 분석함과 함께 피해규모에 따른 홍수피해액 추정이 가능해야 하며, 이를 통해 홍수피해저감 대책에 대한 비용대비 효과분석 수행이 가능하다(Kim et al., 2014). 국내에서 많이 적용되고 있는 다차원법은 침수편입율을 산정하고 건물에 대해서 손상률에 해당하는 피해율이 제시되어 있으며, 이를 이용하여 구조물과 내용물에 대해 피해액을 추정할 수 있다(Choi et al., 2006a; Choi et al., 2006b; Yi et al., 2010). 그러나, 단독주택, 아파트, 연립주택 등 주택 이외 다른 용도의 건물에 대해서는 손상함수가 없어 우리나라 여건에 맞는 공공건물에 대한 손상함수 개발이 필요한 상황이다. 본 연구에서는 실제 피해지역의 자료들을 토대로 공공건물 용도별 침수심별 손상함수를 개발하고 적용하였다. 공공건물에 대한 손상함수 개발을 위해서는 많은 피해자료의 수집이 필요하나, 실제 공공건물의 경우 다양한 건물유형으로 인하여 유형별 침수사례가 많지 않은 상황이다. 이로 인하여 현장조사에 의한 침수현황 조사는 한계가 있기 때문에 보험가입자에게 사고로 인하여 손해가 발생했을 때 그 손해액을 결정하고 보험금을 산정하는 업무를 수행하는 손해사정사들을 통해 여러 가지 공공건물을 대상으로 침수심별 손상률에 대한 설문 조사를 실시하였다. 본 연구를 통해 공공건물에 대한 손상함수의 개발절차, 침수심별 손상함수의 개발결과, 보완과정 그리고 손상함수의 적용결과에 대한 국내외 기법과의 비교 결과를 제시하였다. 적용결과 본 연구에서 현장 조사 기반으로 개발한 손상률을 적용한 경우 국내 실제 피해액을 가장 잘 반영하는 것으로 분석되었는데, 다만 동일 건물용도(예컨대 공공업무시설)일지라도 바닥재 등 마감재 재질이 건물마다 다르며, 건물별로 공간 활용 여건이 다양하여 동일한 침수심에 대해서 피해액의 변동폭이 크게 발생 되어 동일한 침수심에 대한 피해내용이 달라져 변동폭이 크게 발생되는 한계가 발생하였다. 향후 보다 많은 피해사례를 지속적으로 조사할 필요가 있으며, 이를 통해 손상함수를 개선하기 위한 연구가 계속 진행되어야 할 것이다.

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A study on the application validity of microwave water surface current meter for the measurement of river water intake (하천수 취수량 계측을 위한 전자파 표면 유속계의 적용 유효성 검토 연구)

  • Baek, Jong Seok;Kim, Chi Young;Cho, Sang Uk;Oh, Dong Heon;Kang, Hyun Woong
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.347-347
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    • 2020
  • 하천수의 통합적인 물관리를 위해서는 농업용수의 목적으로 취수되는 하천수량과 같은 기초자료의 확보가 필수적이다. 취입보를 통해 취수되는 하천수량은 취수문에 근접한 농업용수로에서 유량을 계측할 수 있는데, 계측지점의 특성에 맞는 최적의 계측방법 선정 및 검증이 필요하다. 대부분의 농업용수로는 단면이 일정하여 수위-유량 관계 곡선식, 초음파 측정법, 수면경사법, 구조물법 등 대부분의 계측방법 적용이 가능한데, 본 연구에서는 전자파 표면 유속계를 이용해 산정한 유량자료와 실측 유량자료와의 적합성을 비교하여 전자파로 측정한 유량자료의 정확도를 확인하였다. 전자파 표면 유속계는 도플러 효과를 이용해 표면 유속을 산정하는 방식으로, 주로 홍수기와 같이 고유량 상황에서 사용되고 있고, 저유량이나 바람이 센 상황에서는 표면유속이 단면 전체의 평균유속을 대변하기 어려워 연중 지속적인 활용도가 낮은 상황이다. 농업용수로는 다양한 규모로 설계되어 있어 저유량에서부터 고유량까지 넓은 범위의 계측방안이 필요한데, 전자파 표면 유속계를 이용한 계측으로는 연속적인 자료 확보에 한계가 있다. 본 연구에서는 일정한 단면에서 전자파 표면 유속계와 실측 유속과의 비교를 통해 적정 수준의 정확도를 가질 수 있는 전자파 표면 유속계 측정범위를 특정하고, 저유량 구간에서 취약한 표면 유속 측정 자료를 보정할 수 있는 개선 방법을 적용하여 농업용수를 취수하는 지점에서 전자파 표면 유속계의 연중 상시 계측 가능 방안에 대한 연구를 수행하였다. 전자파 표면 유속계의 측정 범위 특정과 저유량 계측 개선 방안 등을 통해 추후 농업용수로의 하천수 취수량 계측 방법 선정에 도움이 될 것으로 기대한다.

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