필 댐의 특성을 고려한 농업용 저수지 정밀안전진단체계 개선 연구 A Study on the Safety Inspection System Improvement of Agricultural Reservoir Considering Fill-Dam Characteristics원문보기
이창범
(Graduate School, Kongju Nat'l Univ.)
,
정남수
(Dept. of Regional Construction Engineering, Kongju Nat'l Univ.)
,
박승기
(Dept. of Regional Construction Engineering, Kongju Nat'l Univ.)
,
전상옥
(Rural Reseorch Institute Korea Rural Community Corporation)
In 2008, 17, 596 dams and reservoirs are scattered across South Korea, and 17, 505 of them (99.5 %) are used for agriculture and 99.3 % are fill dam types. This study aimed to review literature related to the precise safety diagnosis system for agricultural reservoirs established by Korea Rural Comm...
In 2008, 17, 596 dams and reservoirs are scattered across South Korea, and 17, 505 of them (99.5 %) are used for agriculture and 99.3 % are fill dam types. This study aimed to review literature related to the precise safety diagnosis system for agricultural reservoirs established by Korea Rural Community Corporation (KRCC) and analyze problems of its evaluation method. And then, it proposed ways to improve the system including a modified diagnosis system, which was applied to pilot districts in order to verify the utility. For assessment model development of agricultural reservoir, we reviewed status of precision safety inspections systems of agricultural reservoir. There are many problems such as assess agricultural reservoir not by sheet which used in fill dam but by block which used in concrete dam construction and diversion tunnel which main element in reservoir levee is treated as water intake facility. For considering diversion tunnel in reservoir levee, previous precision safety inspection systems which summed in separated phenomenon, separated element, separated site, separated facility was change to new systems which summed in site, phenomenon, element, and facility. Compared results of previous inspection system calculated total assessment index (Ec) with new system calculated total assessment index (Ec) are not show statistical difference.
In 2008, 17, 596 dams and reservoirs are scattered across South Korea, and 17, 505 of them (99.5 %) are used for agriculture and 99.3 % are fill dam types. This study aimed to review literature related to the precise safety diagnosis system for agricultural reservoirs established by Korea Rural Community Corporation (KRCC) and analyze problems of its evaluation method. And then, it proposed ways to improve the system including a modified diagnosis system, which was applied to pilot districts in order to verify the utility. For assessment model development of agricultural reservoir, we reviewed status of precision safety inspections systems of agricultural reservoir. There are many problems such as assess agricultural reservoir not by sheet which used in fill dam but by block which used in concrete dam construction and diversion tunnel which main element in reservoir levee is treated as water intake facility. For considering diversion tunnel in reservoir levee, previous precision safety inspection systems which summed in separated phenomenon, separated element, separated site, separated facility was change to new systems which summed in site, phenomenon, element, and facility. Compared results of previous inspection system calculated total assessment index (Ec) with new system calculated total assessment index (Ec) are not show statistical difference.
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문제 정의
본 연구에 활용한 자료로는 농업생산기반시설 정밀안전진단 실무 세부요령 (KRCC, 2011)에서 기준하고 있는 정밀안전진단 진단체계의 제체평가 부분을 연구에 활용하였다. 또한, 본 연구에서 제시할 개선방안과 기존진단체계의 비교분석을 위하여 농업용저수지 정밀안전진단 상태평가가 실시된 저수지를 바탕으로 연구를 실시하였다.
본 연구에서는 대 댐 위주의 안전진단 체계에서 계수조정을 통해 반영되고 있는 농업용 저수지를 분석하고 개선방안을 도출하여 농업용 저수지의 독자적인 안전진단 체계를 제시하였다. 새로운 체계를 수립하기 위하여 기존의 농업용저수지 정밀안전진단을 실시하는 체계를 조사하여 제체 구조물에서 나타나는 문제점을 분석하였으며 이를 통해 농업용 저수지에 적합한 안전진단 체계를 도출하였다.
본 연구에서는 한국농어촌공사에서 적용하고 있는 농업용저 수지 정밀안전진단 체계의 조사와 분석을 통해 문제점을 도출하고 개선방안을 수립하여 새로운 진단체계를 제시하고자한다. 또한, 기존 진단체계와 신규 진단체계의 비교분석을 위하여 2004 년부터 2008년도까지 정밀안전진단을 실시한 28개 저수지에 개선된 정밀안전진단체계를 적용하였으며 적용 후 나타나는 결과 값을 바탕으로 기존 진단체계의 결과 값과 비교분석을 통해 진단 체계의 개선으로 발생하는 진단결과의 변화를 검증하고자 한다.
본 연구에서는 현재 농업용 저수지를 진단 및 평가하는 진단체계의 문제점을 도출하기 위하여 정밀안전진단 상태평가를 실시한 충북 충주에 위치하고 있는 대제저수지 상태평가결과를 분석하였다. Table 3, Table 4와 같이 현재 대제저수지의 댐 마루, 상류사면이 B등급으로 평가되었으며 하류사면의 경우 D등급으로 평가 되었다.
제안 방법
Fig. 3와 같이 농업용저수지 특성에 맞춰진 진단체계로 개별지점, 개별현상, 개별부재, 개별시설 평가로 이어지는 시스템으로 변경하였으며 댐 마루, 상류사면, 하류사면이 제체의 상태를 판단하는 항목들로 구성하였다. 이를 통하여 기존에 평가된 데이터를 개선된 신규진단 방식에 적용하여 결과값을 도출하고 기존 평가방식의 결과값과 신규 진단방식의 결과값을 토대로 통계분석을 실시하여 두 진단체계를 비교하는 방법으로 결론을 도출하고자 한다.
Table 7에서는 각 블록에서 나타나는 현상들에 의해 평가된 결과를 중심으로 총 6개 Block에 최소법을 적용하여 댐마루, 상류사면, 하류사면에 대한 평가지수 (E3)를 산출하였고 Table 8 은 기존의 복합시설 상태평가지수를 산출하는 공식을 적용하여 개별시설 상태평가지수 (Ec)를 도출하였다.
Table 5는 기존의 블록단위 상태평가 과정이며 Table 6은 개별시설 상태평가지수 (Ec) 결과이다. 두 진단체계는 2008년 정밀안전진단 실시한 옥성저수지 자료를 바탕으로 분석을 실시하였다.
본 연구에서는 한국농어촌공사에서 적용하고 있는 농업용저 수지 정밀안전진단 체계의 조사와 분석을 통해 문제점을 도출하고 개선방안을 수립하여 새로운 진단체계를 제시하고자한다. 또한, 기존 진단체계와 신규 진단체계의 비교분석을 위하여 2004 년부터 2008년도까지 정밀안전진단을 실시한 28개 저수지에 개선된 정밀안전진단체계를 적용하였으며 적용 후 나타나는 결과 값을 바탕으로 기존 진단체계의 결과 값과 비교분석을 통해 진단 체계의 개선으로 발생하는 진단결과의 변화를 검증하고자 한다.
본 연구에서는 대 댐 위주의 안전진단 체계에서 계수조정을 통해 반영되고 있는 농업용 저수지를 분석하고 개선방안을 도출하여 농업용 저수지의 독자적인 안전진단 체계를 제시하였다. 새로운 체계를 수립하기 위하여 기존의 농업용저수지 정밀안전진단을 실시하는 체계를 조사하여 제체 구조물에서 나타나는 문제점을 분석하였으며 이를 통해 농업용 저수지에 적합한 안전진단 체계를 도출하였다.
본 연구에서 제시한 개선된 진단체계와 기존의 진단체계를 비교분석 하기 위하여 2004년부터 2008년도까지 정밀안전진단을 실시한 28개소 저수지를 선정하여 비교 분석을 실시하였다. 선정된 28개 저수지는 복합부재 평가 내용을 중심으로 기존체계와 개선된 체계의 종합평가지수 (Ec)를 산출하였고 비교분석을 실시하는 과정에서 산출되는 평가지수 산출식은 기존방법 그대로 변경하지 않고 활용하였다.
3와 같이 농업용저수지 특성에 맞춰진 진단체계로 개별지점, 개별현상, 개별부재, 개별시설 평가로 이어지는 시스템으로 변경하였으며 댐 마루, 상류사면, 하류사면이 제체의 상태를 판단하는 항목들로 구성하였다. 이를 통하여 기존에 평가된 데이터를 개선된 신규진단 방식에 적용하여 결과값을 도출하고 기존 평가방식의 결과값과 신규 진단방식의 결과값을 토대로 통계분석을 실시하여 두 진단체계를 비교하는 방법으로 결론을 도출하고자 한다.
이를 통하여 보수·보강 대책과 효과검증을 실시하여 향후 설계시 중점 고려사항 등을 제시하였다.
대상 데이터
본 연구에 활용한 자료로는 농업생산기반시설 정밀안전진단 실무 세부요령 (KRCC, 2011)에서 기준하고 있는 정밀안전진단 진단체계의 제체평가 부분을 연구에 활용하였다. 또한, 본 연구에서 제시할 개선방안과 기존진단체계의 비교분석을 위하여 농업용저수지 정밀안전진단 상태평가가 실시된 저수지를 바탕으로 연구를 실시하였다.
본 연구에서 제시한 개선된 진단체계와 기존의 진단체계를 비교분석 하기 위하여 2004년부터 2008년도까지 정밀안전진단을 실시한 28개소 저수지를 선정하여 비교 분석을 실시하였다. 선정된 28개 저수지는 복합부재 평가 내용을 중심으로 기존체계와 개선된 체계의 종합평가지수 (Ec)를 산출하였고 비교분석을 실시하는 과정에서 산출되는 평가지수 산출식은 기존방법 그대로 변경하지 않고 활용하였다.
비교분석에 활용하기 위한 자료로 2004년부터 2008년도까지 실시한 90개 자료를 한국농어촌공사 기술안전품질원을 통해 확보하였으나 대부분의 자료가 종합보고서 형식이거나 수식오류로 인해 평가내용을 확인할 수 없어 그 중 28개소 저수지를 선정하여 연구에 활용하였다.
데이터처리
농업용저수지 정밀안전진단을 실시한 28개 저수지를 바탕으로 비교분석한 결과를 대응표본 t-test분석을 실시하였다. 대응표본 t-test분석 방법은 동일표본에서 측정된 두 변수 값의 평균차이를 검정하기 위하여 사용되는 방법이다 (Song, 2012).
성능/효과
t값의 경우 ±1.96범위의 수치이거나 유의확률 또한 0.05보다 커야 두 체계간의 차이는 없다고 해석할 수 있으며 따라서 진단체계를 상류사면, 댐마루, 하류사면 각각의 등급이 산출된 이후 합산되도록 변경하더라도 최종 결과값의 급격한 변화는 없는 것을 확인할 수 있었다.
댐 마루, 상류사면, 하류사면에서 어떠한 손상이 발생되더라도 복합부재로 합산되는 과정에서 시설물의 등급은 아무 이상이 없는 시설물로 판단되는 문제점을 도출할 수 있었다. 이를 개선하기 위해서는 개별부재가 제체를 평가할 수 있도록 조정이 이루어 져야하며 개별부재에서 나타나는 문제를 명확히 진단할 수 있는 진단체계가 요구된다.
본 연구에서 제시한 개선된 진단 체계와 기존진단 체계의 결과값을 중심으로 대응표본 t-test분석을 실시한 결과 t값의 경우 -0.466, 유의확률은 0.645로 나타났다. t값의 경우 ±1.
후속연구
개선된 진단 체계를 기존의 진단 체계와 비교분석하여 두 진단 체계간의 차이를 분석하고 활용성을 검증하기 위하여 대응표본 t-test분석을 실시한 결과 통계적 차이는 없는 것으로 나타나 체계를 변경하더라도 급격한 개보수 사업비의 변동은 없을 것으로 기대되며 개선된 진단체계가 구조물에 대한 등급을 현재보다 정밀하게 평가할 수 있으므로 저수지를 더욱 안전하게 관리하고 저수지 붕괴에 대하여 예방할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서 제시한 안전진단 체계는 농업용 저수지만의 안전진단 체계로 활용 될 수 있을 것으로 판단되며 향후 복통 등을 추가하여 제체를 평가해 보거나 개별 요소의 가중치에 대한 재산정 등이 이루어진다면 더욱 실질적인 농업용 저수지만의 안전진단 체계로 발전할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
저수지 시설물의 평가 단계별 특징은?
1과 같이 1단계에서 6단계로 나뉜다. 1단계에서 개별부재 (조사망)을 토대로 결함 및 손상에 대한 상태 평가 기준을 반영하고 상태평가 결과 및 평가점수 (M)를 결정한다. 2단계에서는 1단계에서 평가된 점수 (M)와 영향계수 (F)를반영하여 결함 및 손상의 평가지수 (E1)을 도출하고 이 중 최솟 값이 개별부재의 상태평가지수 (E2)로 결정된다. 3단계는 2단계 에서 산정한 개별부재의 상태평가지수 (E2 )와 조정계수 (A), 개별부재 중요도 (W)를 반영하여 복합부재에 대한 상태평가 지수(E3)를 산정한다. 4단계는 3단계에 평가된 상태평가지수 (E3)와 손상규모, 산출 식을 반영하여 개별시설 상태평가지수 (Ec)를산출하고, 안정성평가지수 (Es)와 비교하여 최솟값이 개별시설의 종합평가지수 (E4)를 산정한다. 5단계는 4단계에서 산정한 개별시설 종합평가결과지수 (E4)와 조정계수 (A), 개별시설의 중요도 (W)를 반영하여 복합시설 종합평가지수 (E5)를 산정하고 마지막으로 6단계에서는 5단계에서 산정된 복합시설 종합평 가지수 (E5)와 조정계수 (A), 개별시설의 중요도 (W)를 반영하 여 통합시설 종합평가지수 (E6)를 산정한다.
농업용 저수지는 어디에서 관리하고 있는가?
, 2005). 이러한 중요한 기능과 그 목적을 수행하고 있는 농업용 저수지는 2008년 기준 17,596개의 저수지가 전국에 산재되어 있고 한국농어촌공사 3,356개소, 지방자치단체가 14,133개소로 관리가 이루어지고 있다. 자료에 의하면 국내 17,596개소의 댐과 저수지 중 농업용이 총 17,505개 (99.
필 댐이란?
3 %가 필 댐이다 (Lee, 2013). 필 댐은 제체의 대부분이 흙, 자갈, 암괴 등 자연재료로 만든 댐으로 제체의 구성 재료에 따라 흙댐, 사력댐 등으로 구분되기도 한다 (Jang, 2010). 또한, 현재 지자체에서 관리하는 저수지의 58 %인 8,352개의 저수지가 1948년 이전에 축조된 저수지로서 내구 연한이 경과한 시설로 분류되고 있다 (Yang, 2011).
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