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초록
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최근 지자체 및 한국농어촌공사가 관할하는 저수지의 붕괴가 빈번하게 발생하고 있다. 최근의 사례로, 축조된 지 70년 이상의 노후된 농업용 저수지인 경북 영천시 소재의 괴연저수지가 2014년 08월 21일 9시경 집중호우로 인하여 여수로를 중심으로 붕괴되었다. 본 연구에서는 괴연저수지의 붕괴상황을 DAMBRK 모형을 통하여 재현하였다. 그리고 DAMBRK 모형에서 분석된 댐붕괴 유출량으로 침수범람도를 작성하였다. 괴연저수지 붕괴 당시 무인항공기로 촬영한 침수사진과 비교하여 괴연저수지의 붕괴 지속기간과 붕괴유출량을 추정하였다. 본 연구 결과는 괴연저수지와 같이 저수지 붕괴가 발생할 경우, 하류 지역에 대한 침수피해 예측에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Several reservoirs that were managed by local governments and the Korea Rural Community Corporation have recently collapsed. One of them is the Goeyeon reservoir in Yeongcheon-si, Gyeongsangbuk-do that collapsed mainly around the spillway due to heavy rain at 9 O'clock, on 21 August 2014. The Goeyeo...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 댐이나 저수지는 붕괴가 발생하면서부터 완전히 붕괴되기까지 시간이 매우 짧기 때문에 이를 실측하는 것은 매우 어려운 일이다. 따라서 본 연구에서는 앞서 설명한 괴연저수지의 기본제원 및 붕괴관련 자료를 수집하여 붕괴 지속기간에 따른 붕괴 유출량을 산정하였다.
  • 본 연구에서는 2014년 집중호우에 의하여 붕괴된 괴연저수지의 실제 붕괴 조건을 유추하기 위하여 시나리오별 붕괴유출량을 추정하고 UAV를 활용한 침수흔적도와 비교하여 짧은 시간에 붕괴되는 괴연저수지의 붕괴유출량과 붕괴 지속기간을 추정하였다.
  • 괴연저수지의 댐 정고 및 저수지내 최저수위, 여수로 정고 등과 같은 기초자료가 부족하기 때문에, 정밀지형도를 이용하여 댐 정고, 저수지내 수위, 여수로 정고를 추정하였다. 정밀지형도를 추정한 자료들은 과대추정되는 양상을 보이는데, 이를 보정하기 위하여, 본 연구에서는 고시된 유효저류용량인 61,000 m3을 최고수위에 맞추어 수위-수표면적 관계를 도출하였다. 그 결과, 괴연저수지의 최저수위는 EL.

가설 설정

  • 5 mm로 붕괴시점인 8월 21일 09시 이전에 강우는 종료된 것으로 확인된다. 따라서 본 연구에서는 저수지 붕괴 시점에서의 저수지 수위는 만수위였고, 추가 유입량은 없는 것으로 가정하고 DAMBRK 모형에 적용하였다. Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
국내외에서 발생한 대표적인 댐/저수지 붕괴 사례에는 무엇이 있나? 국내외에서 발생한 대표적인 댐/저수지 붕괴 사례를 살펴보면 다음과 같다. 미국에서는 1923년 세인트 프란시스(St. Francis) 댐 붕괴로 431명, 1963년 볼드윈 힐스(Baldwin Hills) 댐 붕괴로 5명, 1972년 버팔로 크릭(Buffalo Creek) 댐 붕괴로 125명, 1976년 테톤(Teton) 댐 붕괴로 11명의 인명피해가 발생하였다. 유럽에서는 1959년 프랑스 말파셋(Malpasset) 댐 붕괴로 423명의 인명피해가 발생하였고, 1963년 이탈리아의 바조트(Vajont) 댐 붕괴로 2,500여명이 사망하였으며, 1983년 스페인 토우스(Tous) 댐 붕괴로 30여명 그리고 1985년 이탈리아의 발데스타바(Val de Stava) 댐 붕괴로 268명의 사망자가 발생하였다. 아시아에서는 1975년 중국 반차오(Banqiao) 댐 붕괴로 인한 직간접적인 피해로 171,000명이 사망하였으며, 1979년 인도의 마츠후(Machhu) II 댐 붕괴로 5,000여명 이상의 인명피해가 발생하였다. 우리나라의 경우, 1961년 남원 효기리저수지의 붕괴로 인하여 155명의 사망자가 발생하였고, 1972년 부산 구덕저수지 붕괴로 75명의 인명피해가 발생하였으며, 한탄강유역에 위치한 연천댐은 1996년과 1999년에 2차례나 붕괴되었다. 그리고 강릉 남대천유역에 위치한 장현저수지와 동막저수지는 2002년 태풍 루사에 의해 26시간 동안 약 875 mm의 집중호우로 인해 연속으로 붕괴되었다. 2013년에는 경주 산대저수지가 붕괴되어 저수지 안전에 대한 사회적 관심을 불러일으키는 계기가 되기도 하였다(Kim and Han, 2016).
무인항공기를 이용하여 재해 지역의 자료를 확보하는 사례에는 어떤게 있나? 최근 전 세계적으로 무인항공기(UAV)를 활용하여 재해 지역의 자료를 확보하는 사례가 늘어나고 있다. 예를 들어, 미국 항공우주국(NASA)은 UAV를 이용하여 허리케인의 중심부 자료를 수집하여 허리케인 대비에 활용하고 있다. 네팔은 2015년 4월 네팔 지진으로 인하여 건물이 붕괴되었을 때 수색구조 서포터로 UAV을 띄워 최적 진입로 탐색과 같은 수색작업에 활용하였다. 스위스는 재난 발생으로 실종자가 발생하였을 때, 실종자의 스마트폰 와이파이(Wi-Fi)를 감지하여 실종자를 찾을 수 있는 UAV를 개발하고 있다.
댐이나 저수지의 제원과 붕괴부의 형상은 어떤 것의 가장 큰 변수가 되나? 댐이나 저수지의 제원과 붕괴부의 형상은 하류에서 발생하는 피해의 가장 큰 변수가 된다. 댐이나 저수지 비상대처계획(Emergency Action Plan, EAP) 수립을 위해서는 DAMBRK 모형을 이용하여 댐이나 저수지의 붕괴 유출량을 산정하게 된다.
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참고문헌 (12)

  1. ASDSO (Association of State Dam Safety Officials) (2005). Dam Failure Analysis, National Dam Safety Program, Columbus, Ohio, USA. 

  2. Clarke, K. C., Hoppen, S. and Gaydos, L. J. (1996). "Method and techniques for rigorous calibration of a cellular automaton model of urban growth." Proceedings, Third International Conference/ Workshop on Integrating Geographic Information Systems and Environmental Modeling, January 21-25th, Santa Fe, NM. 

  3. Coleman, S. E., Andrews, D. P. and Webby, M. G. (2002). "Overtopping breaching of noncohesive homogeneous embankments." Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 128, Issue 9, pp. 829-838. 

  4. Cristofano, E. A. (1965). Method of Computing Erosion Rate for Failure of Earthfill Dams, U.S. Bureau of Reclamation, Denver, CO. 

  5. Fread, D. L. (1988). The NWS DAMBRK Model: Theoretical Background/ User Documentation, Hydrologic Research Laboratory, National Weather Service, Silver Spring, MD. 

  6. Han, K. Y., Lee, J. T. and Lee, W. H. (1985). "An analysis of outflow hydrograph resulting from an earth Dam-Break." Journal of Korean Society of Civil Engineers, KSCE, Vol. 5, No. 2, pp. 41-50 (in Korean). 

  7. Han, K. Y. (2002). "Study of dam break flood analysis model." Magazine of Korea Water Resources Association, Water for Future, Vol. 35, No. 1, pp. 64-72 (in Korean). 

  8. Kim, J. H. (2001). "Analysis on embankment failure due to overflow." Chung-Ang Journal of Environmental Science, Institute of Environmental Science and Construction Chung-Ang University, Vol. 12, No. 2, pp. 97-107 (in Korean). 

  9. Kim, B. H. and Han, K. Y. (2016). "Flood inundation analysis resulting from two parallel reservoirs' failure." Journal of Korean Water Resources Association, Vol. 49, No. 2, pp. 121-132 (in Korean). 

  10. Korea Rural Community Corporation (2014). Study on Deterioration Status and Repairing & Reinforcing Method on Facility of Reservoir (I), KRC (in Korean). 

  11. McDonald, T. and Langridge-Monopolis, J. (1984). "Breaching characteristics of dam failures." Journal of Hydraulics Engineering, Vol. 110, Issue 5, pp. 567-586. 

  12. Park, J. K. and Park, J. H. (2015). "Reservoir failure monitoring and identified by the UAV aerial images." Crisis and Emergency Management, Vol. 11, No. 4, pp.155-167 (in Korean). 

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