이 논문에서는 수리시설물을 효율적으로 유지관리하기 위하여 저수지 및 방조제제체에 계측 시스템을 설치하고, 전기비저항, SP, 수위, 간극수압 및 지중변위를 주기적으로 모니터링하여 그 결과를 분석함으로써 제체의 누수현상 및 안정성 평가를 시도하였다. 저수지 및 방조제의 체제에 설치된 전기비저항/SP 측정 시스템으로부터 측정한 각 단계별 측정 자료의 변화영상을 구하고, 변화추이를 비교분석함으로써 누수현상을 정확하게 파악할 수 있었고, 수위, 간극수압 및 지중변위량의 자료를 종합적으로 해석함으로써 제체의 안정성을 평가할 수 있었다. 이러한 결과로부터 종래의 일시적으로 실시한 물리탐사 결과로부터 누수현상을 파악하는 것보다 모니터링 계측시스템을 설치하여 운용하는 것이 수리시설물을 효율적이고 경제적으로 유지관리하기 위한 방법임을 알았다.
이 논문에서는 수리시설물을 효율적으로 유지관리하기 위하여 저수지 및 방조제제체에 계측 시스템을 설치하고, 전기비저항, SP, 수위, 간극수압 및 지중변위를 주기적으로 모니터링하여 그 결과를 분석함으로써 제체의 누수현상 및 안정성 평가를 시도하였다. 저수지 및 방조제의 체제에 설치된 전기비저항/SP 측정 시스템으로부터 측정한 각 단계별 측정 자료의 변화영상을 구하고, 변화추이를 비교분석함으로써 누수현상을 정확하게 파악할 수 있었고, 수위, 간극수압 및 지중변위량의 자료를 종합적으로 해석함으로써 제체의 안정성을 평가할 수 있었다. 이러한 결과로부터 종래의 일시적으로 실시한 물리탐사 결과로부터 누수현상을 파악하는 것보다 모니터링 계측시스템을 설치하여 운용하는 것이 수리시설물을 효율적이고 경제적으로 유지관리하기 위한 방법임을 알았다.
The subject of this paper is research into the application of resistivity/SP monitoring to detecting the water leakage of water utilization facilities. For this purpose, we installed a comprehensive monitoring system consisting of resistivity/SP measurement, inclinometer, piezometer, and water gauge...
The subject of this paper is research into the application of resistivity/SP monitoring to detecting the water leakage of water utilization facilities. For this purpose, we installed a comprehensive monitoring system consisting of resistivity/SP measurement, inclinometer, piezometer, and water gauge at an embankment, Using this monitoring system, we monitored the various kinds of measurement data and compared the resistivity structures and SP variations that of hydrological and engineering data in order to investigate the water leakage and stability of the embankment. The variations of resistivity and SP at the embankment were provided from the monitoring data and we could accurately locate the portions of which resistivities and SP have sharply changed, Furthermore, we could estimate the stability of the embankment more effectively and quantitatively by jointly interpreting the monitoring data of resistivity and SP, water level, pore water pressure, and subsurface displacement. The monitoring experiments in this study led us to the conclusion that for the efficient maintenance of the water utilization facilities, monitoring the resistivity and SP data would be much more preferable to performing the just one-time measurements.
The subject of this paper is research into the application of resistivity/SP monitoring to detecting the water leakage of water utilization facilities. For this purpose, we installed a comprehensive monitoring system consisting of resistivity/SP measurement, inclinometer, piezometer, and water gauge at an embankment, Using this monitoring system, we monitored the various kinds of measurement data and compared the resistivity structures and SP variations that of hydrological and engineering data in order to investigate the water leakage and stability of the embankment. The variations of resistivity and SP at the embankment were provided from the monitoring data and we could accurately locate the portions of which resistivities and SP have sharply changed, Furthermore, we could estimate the stability of the embankment more effectively and quantitatively by jointly interpreting the monitoring data of resistivity and SP, water level, pore water pressure, and subsurface displacement. The monitoring experiments in this study led us to the conclusion that for the efficient maintenance of the water utilization facilities, monitoring the resistivity and SP data would be much more preferable to performing the just one-time measurements.
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문제 정의
이 논문은 수리시설물을 효율적으로 유지관리 하기 위하여 저수지 제체에 계측 시스템을 설치하여 주기적으로 전기비저항, SP, 수위, 간극수압 및 지중변위량의 자료를 모니터링하고, 그 결과를 분석함으로써 제체 누수현상 등 안정성을 평가한 사례에 대해서 보고하고자 한다.
이 연구는 수리시설물을 효율적이고 경제적으로 유지관리하기 위하여 전기비저항, SP의 계측 모니터링 시스템을 제체에 설치하여 주기적으로 얻은 자료를 분석하여 누수현상 등의 제체 안정성에 대해서 검토했다.
제안 방법
일반적으로 SP 측정에서는 비분극 전극봉을 사용하지만, 이 시스템에서는 장기간에 걸쳐 SP를 측정 해야 하기 때문에 내구성 등을 고려하여 저수지 제체에 설치한 전극봉과 동일한 스테인리스 전극봉을 사용했다. SP의 자동측정 시스템 운영에 있어서 1일 측정회수는 2회로 설정하고, 측정 시기는 만조와 간조에 각각 SP를 측정하여 하드디스크의 메모리에 일시 저장하여 전화회선을 이용하여 사무실에서 전송할 수 있도록 했다.
이러한 관점에서 볼 때, 노후화된 저수지 및 방조제의 누수현상을 조기에 발견하여 자연재해를 사전에 예방하고, 수리시설물의 보수 및 보강대책을 조기에 수립함으로서 개보수 공사비를 절감하는 유지관리 체계가 절실히 요구되고 있다. 따라서 노후화된 수리시설물을 대상으로 전기비저항, SP 등 계측 시스템을 설치하여 주기적으로 측정한 결과를 비교 분석하여 제체의 누수현상 및 진행 상태를 파악하여 조기에 보수.보강대책을 마련함으로써 자연재해를 사전에 방지할 수 있을 것이다.
물리탐사에 의한 저수지의 누수탐지는 일시적으로 탐사를 실시하여 전기비저항의 분포양상을 해석하여 누수구간을 판정하고 있었지만, 제체의 누수현상에 대해서 정밀하게 분석하여 보수.보강 대책을 세우기에는 부족한 점이 많다.
전기비저항 측선상의 계측기는 사전조사에서 제체 중에 누수가능성이 높거나 가장 취약한 부분을 중심으로 수위계, 간극수압계, 지중경사계를 설치했다. 수위계와 간극수압계는 제체 중에 형성되어 있는 침윤선의 수위와 간극수압을 측정하기 위하여 설치했으며, 지중경사계는 누수현상 등으로 제체 사면의 슬라이딩에 의한 지중변위를 계측하기 위하여 설치했다.
우선 전기비저항탐사 및 현장답사의 사전 조사를 통하여 전극간격과 계측기의 설치위치를 결정하였다. 실제 시스템 설치에 있어서는 저수지 제체 상부에 깊이 30 cm로 굴착하여 그 바닥에 전극을 5 m 간 격으로 설치하고, 각 전극에 전선을 연결하여 전선보호관을 통하여 터미널보드에 접지시켰다. 전극과 전선의 연결부는 공기와 물에 의한 부식을 방지하기 위하여 Fig.
1은 저수지 제체에 설치한 전기비저항 시스템을 포함한 계측 시스템을 나타내고 있다. 우선 전기비저항탐사 및 현장답사의 사전 조사를 통하여 전극간격과 계측기의 설치위치를 결정하였다. 실제 시스템 설치에 있어서는 저수지 제체 상부에 깊이 30 cm로 굴착하여 그 바닥에 전극을 5 m 간 격으로 설치하고, 각 전극에 전선을 연결하여 전선보호관을 통하여 터미널보드에 접지시켰다.
저수지의 경우 전기비저항 측정 시스템으로부터 자료를 주기적으로 획득 분석함으로써 제체의 누수현상 및 안정성을 검토하였다. Fig.
실제 시스템 설치에 있어서는 저수지 제체 상부에 깊이 30 cm로 굴착하여 그 바닥에 전극을 5 m 간 격으로 설치하고, 각 전극에 전선을 연결하여 전선보호관을 통하여 터미널보드에 접지시켰다. 전극과 전선의 연결부는 공기와 물에 의한 부식을 방지하기 위하여 Fig. 2와 같이 실리콘으로 절연 및 방수처리를 하였으며, 모든 전극이 설치된 후에 굴착한 흙으로 되 메움을 하였다. 전기비저항 측선상의 계측기는 사전조사에서 제체 중에 누수가능성이 높거나 가장 취약한 부분을 중심으로 수위계, 간극수압계, 지중경사계를 설치했다.
2와 같이 실리콘으로 절연 및 방수처리를 하였으며, 모든 전극이 설치된 후에 굴착한 흙으로 되 메움을 하였다. 전기비저항 측선상의 계측기는 사전조사에서 제체 중에 누수가능성이 높거나 가장 취약한 부분을 중심으로 수위계, 간극수압계, 지중경사계를 설치했다. 수위계와 간극수압계는 제체 중에 형성되어 있는 침윤선의 수위와 간극수압을 측정하기 위하여 설치했으며, 지중경사계는 누수현상 등으로 제체 사면의 슬라이딩에 의한 지중변위를 계측하기 위하여 설치했다.
성능/효과
저수지의 경우는 전기비저항을 주기적으로 측정하여 각 주기별 전기비저항의 변화추이를 관찰함으로써 누수구간을 정확하게 파악할 수 있었다. 방조제의 경우는 SP 자동 측정시 스템으로부터 1일 2회 SP를 측정하여 시계열 측정치를 비교했을 때, 상대적으로 낮은 SP 측정치가 나타나는 곳이 해수침투의 가능성이 높은 것으로 해석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 제체의 누수구간 판정뿐만 아니라 제체의 지중경사계, 간극수압계 등의 계 측결과를 종합적으로 해석함으로써 제체의 안정성까지 평가할 수 있는 기법을 개발하여 수리시설물을 효율적이고 경제적으로 유지관리 할 수 있기를 기대한다.
7은 1개월간의 측정기간에 있어서 측점번호 8의 SP 변동을 주위의 값과 비교한 것이다. 전체적으로는 SP가 변동하고 있는 것은 해수면의 변화에 기인된 것으로 생각되지만, 측정기간에 따라 No. 8번의 SP 측정치가 주변의 SP 측정치보다 크게 낮아지고 있음을 알 수 있다. 이러한 원인은 해수면 변화에 따라 제체의 해수침투량이 변화하고 있기 때문으로 해석되면 이곳이 해수침투가 발생되고 있는 구간으로 판단된다.
후속연구
방조제의 경우는 SP 자동 측정시 스템으로부터 1일 2회 SP를 측정하여 시계열 측정치를 비교했을 때, 상대적으로 낮은 SP 측정치가 나타나는 곳이 해수침투의 가능성이 높은 것으로 해석하였다. 이러한 결과를 바탕으로 제체의 누수구간 판정뿐만 아니라 제체의 지중경사계, 간극수압계 등의 계 측결과를 종합적으로 해석함으로써 제체의 안정성까지 평가할 수 있는 기법을 개발하여 수리시설물을 효율적이고 경제적으로 유지관리 할 수 있기를 기대한다.
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