농업용 저수지 운영을 고려한 HyGIS-GRM의 강우-유출 해석

박정술 ( Jungsool Park ),최진용 ( Jinyong Choi ),김경탁 ( Kyungtak Kim ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

지구온난화에 따른 기후변화의 영향으로 여름철 전후 한반도의 강우강도는 증대되고 있으며 이로 인한 홍수의 발생빈도 및 규모는 지속적으로 증가할 것으로 예상되고 있다. 농업부분에서 홍수방어와 관련이 있는 시설로는 저수지, 배수장 등이 있으며 농업용 저수지는 농업용수의 공급, 가뭄 및 홍수에 대한 치수기능을 수행하는 중요한 기반시설물로 전국적으로 18,000여 개의 저수지가 분포하고 있다. 그러나 대다수의 농업용저수지는 노후화 되어 있고 자연 월류식 물넘이 구조로 홍수조절 기능 및 홍수조절용량을 확보하는데 어려움이 있는 실정이다. 또한, 현재 사용되고 있는 농업용 저수지의 설계기준이 적용된 시점은 1987년 이후이며 이를 적용한 농업용 저수지는 전체의 2.9%에 지나지 않아 집중호우 및 태풍에 취약성을 갖고 있다. 본 연구에서는 집중호우시 농업용 저수지의 저류효과를 판단하고 홍수저감을 위한 농업용 저수지의 활용성을 제시하기 위해 분포형 강우-유출 모형인 GRM(Grid based Rainfall-Runoff Model)을 활용하였다. GRM은 수자원 지리정보시스템인 HyGIS(Hydro Geographic Information System)와 통합 운영되며 HyGIS-GRM은 농업용 저수지의 저류영향과 저수지 운영을 반영한 유출모의가 가능하다.. 본 연구는 대규모의 농업용 저수지가 포함되어 있으며 상류의 저류효과가 유역의 출구점에 반영될 수 있는 중규모 유역인 동연교 수위표상류유역을 대상으로 하였으며 대상 유역에 포함된 농업용 저수지는 자연 월류식 물넘이 구조로 본 연구에서는 저수지의 최대 가능 저수량을 초과하는 유량은 모두 유출되는 저수지 운영방법을 적용하였다. 2008년과 2009년 실제 강우사상을 적용한 연구결과 농업용 저수지의 유무에 따라 첨두유량은 10%이상 차이가 나는 것으로 나타났으며 유효저수율이 증가할수록 첨두유량이 증가하는 것으로 나타나 농업용 저수지의 저류효과는 홍수방어에 기여할 수 있음을 확인하였다. 본 연구에서는 강우의 빈도에 따른 농업용 저수지의 영향을 정량적으로 평가하였으며 이러한 연구결과는 향후 농업용 저수지의 관리 및 운영시 참고자료로 활용할 수 있을 것이다.

정밀안전진단 DB를 활용한 농업용저수지 시설물의 취약부 평가

허준 ( Joon Heo ),봉태호 ( Tae-ho Bong ),차경섭 ( Kyung-sub Cha ),김성필 ( Seong-pil Kim ),전상옥 ( Sang-ok Jeon ) 한국농공학회 2022 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2022 No.-

국내 농업용저수지 시설물은 50년 이상 경과된 노후화된 저수지가 전체 저수지 80% 이상으로 기상이변 및 누수 등의 재해 발생 시 취약한 요소가 많다. 농업용저수지 시설물의 기능상실 및 붕괴시 하류지역에 경제적, 산업적 피해가 발생할 수 있다. 농업용저수지는 총저수용량의 규모로 1종과 2종 시설물로 구분되어 관리되고 있다. 농업용저수지는 시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법, 농어촌정비법 등에 근거하여 시설물에 대해 진단을 실시하여 사전에 재해·재난에 대비하고 있다. 한국농어촌공사 농업기반관리시스템(RIMS)에는 1995년부터 수행된 농업기반시설물의 정밀안전진단, 정밀점검 및 긴급점검 평가 결과가 등록되어 있다. 농업용저수지의 구조적 안정성 및 결함의 원인 등을 분석하기 위하여 1995년 부터 2020년까지의 농업용저수지 시설물의 정밀안전진단 4,200여건의 평가 등급을 분석하였다. 지역별로 농업용저수지 시설물의 정밀안전진단 결과를 분석하였다. 농업용저수지 결함사항을 저수용량 규모에 따라 구분하여 분석하였다. 또한, 농업기반시설물의 평가 등급과 기상현상과의 상관성을 분석하였다. 분석결과는 농업용저수지 취약부 평가를 통하여 시설물 우선 점검사항 및 보수보강을 위한 자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

현장적용이 용이한 농업용저수지 수질예측모델 개발

함종화 ( Jonghwa Haam ),김형중 ( Hyung-joong Kim ),김동환 ( Dong-hwan Kim ),홍대벽 ( Dae-byuk Hong ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

한국농어촌공사에서는 전국 17,600여개의 농업용저수지 중 19%인 3,300여개의 저수지를 관리하고 있으며, 이는 전국 총유효저수량(27.76×10⁹톤)의 89%(2.46×10⁹톤)에 해당된다. 농업용저수지의 수질관리를 목적으로 많은 종류의 수질모델이 사용되고 있는데, 농업용저수지 수질개선사업 실시설계와 같이 수질개선 공법별 예상되는 수질을 정확히 예측하여 공사비를 산출해야 하는 경우, WASP, CE-QUAL-W2, GEMSS와 같은 복잡한 모델을 사용하여 수질을 정확히 예측할 필요가 있다. 반면에 약 3,300여개의 농업용저수지 관리하는 실무부서에서는, 각 농업용저수지의 관리방법별 예상되는 저수지수질을 예측해야 하는 경우가 많은데, 기존 모델은 모델 구축 및 구동을 위해 너무 많은 입력자료, 시간 및 전문적인 지식을 필요로 하기 때문에 수질예측모델 적용에 많은 어려움이 있다. 그러므로 본 연구에서는 농업용저수지 관리를 위해 수질모델에 대한 전문적인 지식이 부족한 일선 실무자들도 쉽고 빠르게 구축 및 구동이 가능한 모델을 개발하고자 한다. 수평 및 수직방향의 수질차이를 조사하기 위해 한국농어촌공사에서 관리하고 있는 저수지를 비지도학습법 인공신경회로망인 self-organizing map(SOM)을 이용해 3가지 유형으로 분류하였으며, 각 유형별 1~2개의 저수지를 선정하여 각 저수지별 수평방향으로 3지점, 수직방향으로 3지점, 총 9지점에 대해 수질을 조사하였다. 그 결과 저수지 면적(평균 12.2ha)이 작고 수심(평균 4.0m)이 깊지 않아 일부지점 및 시기를 제외하고는 대부분 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 이상의 결과를 바탕으로 간단한 저수지 수질모델개발을 위해 0차원모델(완전혼합모델)형태의 모델을 개발하였다. 개발된 농업용저수지 수질모델(ARSIM, Agricultural Reservoir Simulation Model)은 DO, COD, T-N, NH₄-N, NO₃-N, T-P, PO₄-P, Chl-a를 모의할 수 있으며, 수질 항목 간 상호관계 및 반응식은 대부분 WASP 것을 이용하였으며, Runge Kutta 4차 방법으로 미분방정식을 계산하였다. 입력자료로 저수지 제원(수표면적, 유효저수량), 일별 기상자료, 유입하천의 유량 및 수질, 초기 저수지 수질자료가 필요하다. 기상자료는 기상 DB와 연결하여 관측소와 년도만 선택하면 자동 입력되도록 하였고, 수질 항목별 모델결과는 그래프 및 표를 이용해 쉽게 확인할 수 있도록 하였다. 사용되는 모델 파라메타의 의미와 평균값 및 범위를 마우스 이동을 통해 쉽게 확인할 수 있도록 하였으며, 쉽고 빠른 모델 보정을 위해 유전자 알고리즘(Genetic Algorithm)을 이용한 자동 보정기능을 추가하였다. 개발된 농업용저수지 모델의 적용성을 분석하기 위해 농업용저수지 유형별로 1개의 저수지를 선정하여 총 3개의 저수지에 대해 실측한 유입하천 및 저수지 유량 및 수질자료를 이용해 모델을 구동한 결과 짧은 시간 내에 수질모델 구축 및 구동이 가능하였으며, COD, T-N, T-P에 대해 실측값과 모의값을 비교한 결과 비슷한 경향을 나타내었다. 농도가 높아 연중 저수지 수질변화가 큰 3그룹의 저수지보다 농도가 낮고 연중수질변화가 적은 1그룹의 저수지에서 실측값과 모의값이 더 잘 일치하였다.

농업용 저수지 상류 오염원 관리를 위한 제도개선 방안

함종화 ( Jonghwa Ham ),이승헌 ( Seung-heon Lee ),장규상 ( Kyu-sang Jang ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

농업용 저수지의 유역 개발과 농경지 퇴·액비 사용 증가로 인해 저수지로 유입되는 오염부하량이 증가되어 농업용 저수지의 수질오염 확산 및 심화, 수질기준(IV등급) 초과율 증가, 녹조 번성 및 물고기 폐사 등의 문제가 지속적으로 발생하고 있다. 그러나 농업용 저수지 시설관리자의 상류유역 오염물질 배출시설에 대한 관리권한 제한 및 오염물질 배출저감을 위한 상류대책 참여 제한으로 저수지 수질관리에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 농업용 저수지 상류 유역의 오염원 관리와 관련한 현제도를 분석하고 농업용 저수지 시설관리자가 상류오염원 관리에 참여할 수 있도록 제도 개선방안을 검토하였다. 농업용 저수지 상류 오염원 관리와 관련하여 관련법을 검토한 결과 생활계와 관련된 신규 오염원 설치 및 처리시설 설치·운영, 미처리 오폐수 불법 방류 단속 등은 「하수도법」에 규정되어 있으며, 축산계와 관련된 신규 축산단지 설치 인허가 및 처리시설 설치·운영, 오폐수 불법 방류 단속 등은 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」에 규정되어 있다. 또한 산업계와 관련한 공장 및 산업단지의 설치 인허가, 처리시설 설치 및 운영과 비점오염물질 배출시설 신고 및 저감시설 설치 등은 「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률」에 규정되어 있고, 일부 농업용 저수지 만수위 5km 이내에 공장 및 산업단지 설치에 대한 제한은 「농어촌정비법」에 규정되어 있다. 농업용 저수지 상류유역 오염원관리와 관련하여 시설관리자는 「농어촌정비법」 제21조1항에 의해 오염물질이 농업용 저수지로 유입되는 경우 환경부장관 및 지방자치단체 장에게 오염물질 배출 시설 등에 개선 명령 및 조치를 하도록 요구하는 것 외에는 권한이 없다. 농업용 저수지의 효과적인 수질관리를 위해 상류유역 오염원 관리와 관련하여 시설관리자에게 ①신규 오염원 설치 인허가시 시설관리자와 사전 협의, ②오염물질 배출시설 및 처리시설의 미처리수 및 수질기준 초과 처리수 방류 단속권, ③유역의 비점오염저감시설 설치 및 운영, ④생활하수 및 축산폐수 처리시설 설치 등의 권한이 필요하다. 이중 농경지에서 배출되는 비점오염물질 저감을 위한 대책 수립 및 시행은 현행법(「농어촌정비법」 제21조3항2호)에 농식품부장관이 할 수 있도록 규정되어 있어 시설관리자인 한국농어촌공사가 위탁을 받아 시행이 가능하지만, 축산계 비점오염원 및 생활계 비점오염원에 대한 대책 수립 및 시행은 규정되어 있지 않으므로 「농어촌정비법」을 개정하여 이를 반영할 필요가 있다. 또한 신규 오염원 중 농업용 저수지 만수위 5km 이내에 공장 및 산업단지 설치 인허가시 시설관리자와 사전협의는 「농어촌정비법」 제22조2항을 개정하면 적용이 가능하다. 농식품부의 「농어촌정비법」에 규정된 조항을 개정하는 것은 추진이 용이한 반면, 환경부 소관 「하수도법」, 「가축분뇨의 관리 및 이용에 관한 법률」, 「수질 및 수생태계 보전에 관한 법률」에 규정된 조항을 개정하는 것은 환경부에 개정을 요청해야 하므로 상대적으로 추진에 어려움이 있다. 본 연구에서는 대안으로 수질오염이 심각한 농업용 저수지를 ‘농업환경관리지구(가칭)’로 지정하고 지구가 지정된 저수지 상류유역에 대해 시설관리자가 위에서 언급한 오염원 관리권한을 가질 수 있도록 「농어촌정비법」을 개정하는 방안에 대해 검토 중이다.

농업용 저수지 수질정보시스템 구축방안

함종화 ( Jonghwa Ham ),이태호 ( Taeho Lee ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

농업용 저수지 수질에 대한 관심이 높아지면서 2001년부터 농업용수 수질관리 및 정책수립의 기초자료를 확보할 목적으로 주요 농업용 저수지에 대해 수질측정망을 지정하여 운영하고 있다. 이렇게 수집된 수질자료는 수질DB를 만들어 농업기반시설관리시스템(RIMS)과 농촌용수종합정보시스템(RAWRIS)을 통해 조회 가능하도록 서비스되고 있다. 그러나 측정된 수질자료에 대한 관리조직별 년도별 통계자료가 제공되지 않고 있으며, 수집되고 있는 오염원의 부하량자료 및 위치자료와 다양한 GIS 관련 자료가 제공되지 않아 농업용 저수지의 수질관리에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 전국 농업용 저수지의 효율적인 수질관리를 위해 다양한 수질관련 자료를 제공하여 종합적인 수질현황 파악, 오염원인 분석, 수질관리방안 마련 및 수질변화 추정 등을 할 수 있는 인터넷 GIS기반의 농업용 저수지수질정보시스템을 개발하는 방안을 연구하였다. 농업용 저수지 수질관리 실무자를 대상으로 수질관리를 위해 수질정보시스템에서 제공되기를 바라는 자료를 설문조사 한 후 한국농어촌공사에서 수집되고 있는 농업용 저수지 수질관련 자료를 분석하여 수질정보시스템을 통해 서비스 할 수 있는 자료를 분석하였다. 그 결과 서비스 가능한 자료로는 ①농업용 저수지의 유역면적, 수표면적, 수심, 만수면적 등과 같은 제원, ②년 4회 조사한 수질조사결과, ③년1회 조사한 유역 오염원수 및 발생부하량 산정 결과, ④저수지 유역경계, 하천도, 동리경계, 토지이용도, 토지피복도, 처리장 위치 등과 같은 GIS자료 등이 있다. 자료제공 외에 필요로 하는 기능으로는 ①수질조사결과를 관리조직별, 행적구역별, 연도별로 통계값을 제공할 수 있는 기능, ②인터넷지도 기반으로 개별 저수지의 수질관련 자료를 제공할 수 있는 기능, ③유역 오염원변화가 저수지 수질에 미치는 영향을 간단히 분석할 수 있는 예측기능 등이다. 제공될 자료 중 농업용 저수지의 제원 및 수질자료는 한국농어촌공사에 구축된 통합DB자료를 활용할 계획이며, 오염원수 및 발생부하량은 excel로 정리된 자료를 DB화하여 별도의 DB서버에 구축할 예정이며, 유역경계, 하천도, 수표면 GIS자료는 한국농어촌공사에서 구축한 GIS자료를 GIS서버를 이용해 서비스할 계획이다. 동리경계, 토지이용도, 토지피복도 등과 같은 GIS자료는 브이월드에서 서비스되고 있는 자료를 연계하여 서비스할 계획이다. 제공할 기능 중 관리조직별, 행적구역별, 연도별 통계자료는 구축된 수질DB 자료를 이용해 산정하여 제공될 수 있도록 기능을 개발할 계획이며, 인터넷지도 기반으로 개별 저수지의 수질관련 자료를 제공하기 위해 브이월드를 이용해 해당기능을 개발할 계획이다. 유역 오염원변화가 저수지 수질에 미치는 영향을 간단히 분석할 수 있는 예측기능을 개발하기 위해 한국농어촌공사에서 개발하여 운영 중인 농업용 저수지 수질예측모델(ARSIM)이 인터넷 상에서 구동될 수 있도록 수정개발 할 계획이다. 본 연구의 결과를 바탕으로 향후 수질정보시스템 구축사업을 수행하여 농업용 저수지의 수질을 효율적으로 관리할 수 있도록 다양한 수질관련 자료를 제공할 계획이다.

합리적인 농업용저수지 유역내 공장설립 제한에 관한 연구

함종화 ( Jonghwa Haam ),김형중 ( Hyung-joong Kim ),홍대벽 ( Dae-byuk Hong ) 한국농공학회 2010 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2010 No.-

농업용저수지는 유역의 도시화와 산업화로 인해 생활하수 및 공장폐수 배출량의 증가, 축산시설 및 각종위락시설의 증가, 환경기초시설의 부족 등에 의하여 지속적으로 수질이 악화되고 있다. 농업용저수지의 수질을 보전할 목적으로 2005년 12월부터 「산업입지 관리에 관한 통합지침」에 의해 저수지로부터 상류방향으로 일정한 거리까지는 공장 및 산업단지가 설립할 수 없도록 하였으나, 법적 구속력이 미약하여 2009년 4월동일한 내용의 규제를 「농어촌정비법」에 추가하였다. 하지만, 공장 및 산업단지 규제 방법이 합리적이지 못하여 많은 민원이 제기되고 있는 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 농업용저수지 수질을 보호할 목적으로 유역내 공장 및 산업단지 입지를 제한할 수 있는 합리적인 방법을 제시하고자 한다. 새로 개정된 「농어촌정비법」과 동법 시행령은 모든 농업용저수지 상류 지역에서 유하거리 2km이내에 공장을 설립할 수 없으며, 도시지역·계획관리지역 이외의 지역, 농어촌용수구역 외의 지역, 그리고 수질오염방지시설 등 환경상 안전한 대책을 수립하여 관할 환경관리청장과 협의한 지역에서는 폐수배출시설이 아닌 공장 및 산업단지를 2km~5km 이내의 위치에 설립할 수 있도록 하였으며, 유하거리 5km 초과하는 지역에는 모든 공장 및 산업단지가 설립될 수 있도록 하였다. 하지만, 「농어촌정비법」과 동법 시행령은 농업용저수지 유입하천의 수질 및 유량과 공장 및 산업단지에서 배출하는 오염물질 배출량을 고려하지 않고 유역의 토지이용 및 폐수배출여부만을 이용해 공장 및 산업단지 설립을 규제하고 있어, 오염물질을 매우 적게 배출하는 공장과 이보다 훨씬 많은 오염물질을 배출하는 큰 공장이 동일한 입지제한 거리를 적용받는 등 불합리한 부분이 있어 잦은 민원이 제기되고 있다. 보다 합리적으로 농업용저수지 유역내 공장 및 산업단지 설립을 제한하기 위해 반듯이 산업단지에서 배출하는 오염물질량과 저수지 유입하천의 수질 및 유량을 고려해야 한다. 합리적으로 공장 및 산업단지 입지를 제한하기 위해 갈수기 유입하천의 평균 유속 및 오염물질 반응상수를 도출하였다. 현장에서 실측한 유입하천유속과 GIS를 이용해 실측지점의 하천경사 및 전국 농업용저수지 유입하천의 평균경사를 산정하여 이들 사이의 관계로부터 전국 농업용저수지 유입하천의 평균 유속(0.18m/s)을 도출하였다. 유입하천의 오염물질(COD) 반응상수는 14개의 유입하천 구간에서 실측한 값을 유속 0.18m/s일 때의 반응상수로 환산하여 도출한 결과 1.61로 나타났다. 위에서 도출한 반응상수(1.61), 평균유속(0.18m/s) 및 일차반응식 등을 이용해 공장 및 산업단지 입지제한 거리를 산정할 수 있는 식을 도출하였다. 도출한 식을 이용할 경우 유입하천 말단부의 목표수질 농도, 공장방류수 유입지점의 하천 유량 및 농도, 설립 예정 공장의 방류수 유량 및 농도에 따라 합리적으로 입지제한거리 산정이 가능하였다. 도출된 식에 의하면, 목표농도가 낮을수록, 하천수의 농도가 높을수록, 유량비(방류수유량/갈수기 하천수유량)가 클수록 입지제한거리가 길게 계산되어, 농업용저수지 만수위로부터 더 먼 거리까지 공장이 설립될 수 없도록 된다.

빅데이터 기법을 이용한 농업용저수지 용수공급 취약성 평가

방재홍 ( Jehong Bang ),최진용 ( Jin-yong Choi ) 한국농공학회 2018 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2018 No.-

농업용저수지는 최근 빈번해지는 가뭄에 더욱 취약해지고 있다. 이의 취약성을 개선하고 운영의 효율을 높이기 위해서는 수위 및 유량 관련 자료의 확보와 분석이 우선되어야 할 것이다. 4차 산업혁명은 여러 분야에서 다양한 가능성을 제시하고 있으며, 이 중 빅데이터 분야는 방대한 자료를 바탕으로 자료의 한계로 인하여 제한적이었던 여러 분야에 적용되고 있다. 현재 농업용저수지와 수로를 관리하기 위하여 약 1,600 여개의 농업용저수지와 약 2,000 여개의 수로에서 수위와 유량을 측정하고 있고, 전국 17,000 여개의 농업용저수지의 제원자료를 데이터베이스로 관리하고 있다. 또한 설치된 수위측정지점으로부터 매일 52만 여개 이상의 수위자료가 데이터베이스에 축적되고 있으나 이와 같은 자료가 농업용저수지의 취약성 평가나 농업용수 운영 특성 분석에 활용된 경우는 거의 없는 실정이다. 본 연구에서는 현재 수집 가능한 모든 계측자료(빅데이터)와 농업수리시설관련 자료를 이용하여 가뭄에 대비한 농업용 저수지의 용수공급 취약성을 평가하고자 한다. 빅데이터를 사용하기 위한 분석 툴로는 데이터 마이닝 기법의 하나인 인공신경망을 사용하고자 하였으며, 기계 학습을 위해 전국에 있는 농업용 저수지의 용수공급 취약성 확률, 해당 지역 기상 자료, 유역 특성 자료, 수위자료, 농업 가뭄 자료 등 접근 가능한 관련 자료를 입력자료로 활용하고자 한다. 학습 결과로는 저수지별 용수공급 취약성 확률의 안전 범위를 제시하고자 하였다. 이를 통해 특정 저수지의 현재 시점 용수공급 취약성 확률이 실제로 안전한 범위 내에 들어가는지 판단할 수 있을 것이며, 이는 가뭄에 대비한 농업용 저수지 운영에 참고할 수 있을 것으로 사료된다.

농업용 저수지 제당의 월류 및 내부침식 붕괴방지 기술

허준 ( Joon Heo ),이태호 ( Tae-ho Lee ),조영권 ( Young-kweon Cho ),이달원 ( Dal-won Lee ) 한국농공학회 2019 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2019 No.-

최근의 기후변동성 증대, 빈번한 집중호우의 발생 등 한반도 재해환경의 변화와 맞물려, 오래전에 축조된 대다수 농업용 저수지의 노후화는 과거 축조될 당시 기술의 한계를 드러내는 요인이 되고 있다. 국내 농업용저수지의 경우 50년 이상 경과된 노후화된 저수지가 전체 저수지 17,313개의 82%로, 기상이변·지진 등 자연재해 발생 시 구조적 취약성이 시설 노후화로 인해 점차 증대되고 있다. 전 세계적으로 재해에 대한 막대한 인명 및 재산 피해를 예방하기 위해서 여러 가지 구조적, 비구조적 대책을 강구하고 있으며, 특히 농업용저수지는 가뭄과 홍수 등에 의하여 피해가 발생할 가능성이 높은 소규모 구조물이 많아 이에 대한 대책이 요구된다. 특히, 농업용저수지의 제체가 집중호우나 태풍으로 인한 월류, 또는 내부침식으로 인한 붕괴시 시 주변지역 및 하류지역에 예측하기 어려운 경제적, 산업적 피해가 발생하며, 국부적인 손상만으로 상당한 경제적 피해가 발생할 것으로 예상된다. 따라서, 농업용저수지 제체 특성을 고려한 다양한 재료, 기술의 비교를 통해 집중호우 발생 시 제체의 월류 및 침식으로 인한 붕괴 가능성에 대처할 수 있도록 제체 붕괴방지 기술을 개발 재해에 대한 취약성을 개선할 필요가 있다. 본 연구에서는 농업용저수지 통계 및 안전진단 현황을 조사하였고, 국내외 댐 붕괴사례 조사 및 통계 분석을 수행하였다. 저수지 제당의 붕괴원인 및 취약부를 분석하였고, 저수지 제당의 보호기술 및 붕괴방지 기술을 조사하였다. 복통의 누수에 의한 저수지 제당의 안정성을 검토하기 위하여 균일형과 코어형 제당의 침투해석을 수행하여 파이핑 가능성과 침윤선의 변화를 분석하였다. 월류 및 내부침식 발생시 제체 거동 특성을 규명하기 위하여 실내모형실험을 수행하여 제체변형 및 파괴형상을 분석하였다. 수치해석과 모형실험을 통해 소규모 농업용저수지 제당에 적용 가능한 붕괴방지공법을 검토하였다.

농업용저수지의 홍수관리시스템 개발

김선주 ( Kim S. J ),강승묵 ( S. M. Kang ),지용근 ( Y. K. Jee ),박현준 ( H. J. Park ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

농업용저수지는 농업용수의 공급, 가뭄 및 홍수에 대한 치수기능을 수행하는 중요한 기반시설물로 농업생산기반정비사업 통계연보(2006)에 의하면 한국농어촌공사 및 시군관리 농업용저수지는 전국적으로 17,699개소가 산재되어 있는 것으로 조사되어 있다. 그러나 다수의 농업용 저수지가 노후 되어 있고, 홍수조절의 기능이 있는 다목적댐과는 달리 대부분이 농업용저수지가 자연 월류식 물넘이 구조로 되어 있어 홍수조절 기능 및 홍수조절 용량을 확보하는데 어려움이 있으며, 홍수시 수위조절이 가능한 농업용저수지는 전체의 0.2%인 44개소에 불과한 실정(차한우, 2003)으로서 대다수의 저수지가 유역면적이 작고 호우발생시 급격한 유입량 증가로 인한 수위상승은 저수지의 비상상황발생 및 갑작스런 방루에 의해 하류지역의 홍수위험을 증가시키게 된다. 특히, 2002년은 집중호우와 태풍루사로 최대의 홍수피해를 경험하였으며, 이를 계기로 100만톤 이상의 댐 침저수지에 대한 EAP(비상대처계획)을 의무화하여 수립을 진행하고 있고, 수리시설의 설계기준을 강화하여 홍수배재 능력이 부족한 시설물에 대한 보강계획을 수립, 사업을 추진하고 있으며, 수해가 우려되는 지역의 저수지에 대하여 홍수대비 사전 수위조절이 가능하도록 비상 수문 등 방류시설ㆍ보강함으로써 홍수조절기능을 부여하는 등 농업용저수지에 대한 개선사업이 추진되고 있다. 이와같은 배경에서 기상자료와 농업용저수지 자동수위측정 자료를 연계함으로써, 호우발생시 홍수 유입량을 파악하고 예상 강우에 의한 유입량 및 방류량을 사전에 파악하여 홍수시 농업용 저수지 운영의 의사결정 지원 및 홍수에 대응하고자 한다.

저수위 예측성 향상을 위한 농업용 저수지 모의시스템 개선

이재남 ( Jaenam Lee ),김해도 ( Haedo Kim ),신형진 ( Hyungjin Shin ),강석만 ( Seokman Kang ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

농업용저수지의 저수위는 농업용수 관리에 활용되는 중요한 지표이다. 농업용저수지 관리기관인 한국농어촌공사의 농업용수 가뭄지표는 관심, 주의, 경계, 심각단계인 4단계로 구분하고 있으며, 관심단계는 농업적 가뭄이 발생하는 4~9월 시기가 되고 평년대비 최근 2개월의 누적강수량과 저수지 저수율에 따라 주의, 경계, 심각단계로 구분된다. 각 단계에 따라 가뭄대응 방법이 달라지기 때문에 농업용 저수지의 저수율 예측능력의 향상이 필요하다. 농업용저수지의 물수지 분석에 사용되는 HOMWRS (Hydrology Operation Model for Water Resources System) 프로그램은 설계 목적으로 개발 및 활용되고 있기 때문에 실제 물 공급량과 프로그램을 통해 산정한 물 공급량이 차이가 발생하고 있고, 저수위를 예측하기 위한 모형 적용 시에도 실제값과 모의값이 차이가 발생하고 있다. 저수위 예측의 구체적인 활용은 저수지 관리자인 한국농어촌공사의 물관리 조직(지사)별로 현재의 시점을 기준으로 3개월 또는 6개월 이후에 저수위의 변화량을 전망함으로서 조기 가뭄대책 수립여부에 대해 의사결정시 활용하기 위함이다. 단기 기후예측정보 적용에 따른 저수지 저수율을 정확하게 예측하기 위해서는 과거 저수지 운영기간 동안에 모의 저수율이 얼마나 정확한지에 대한 분석이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 농업용 저수지의 설계 값을 적용한 저수지 물수지 분석을 수행하고, 과거기간의 관측 저수율 자료와 비교 평가를 통해 도출된 개선점을 반영하여 기존 농업용 저수지 모의시스템을 개선하고자 하였다. 본 연구에서 개선된 농업용 저수지 모의시스템은 기후예측 정보의 활용으로 사전에 저수지 저수율을 예측할 수 있어 기후변화 및 가뭄대비에 유용하게 활용할 수 있을 것으로 판단된다.