농업용저수지의 정밀안전진단 상태평가기준 개선

전상옥 ( Sangok Jeon ),박승기 ( Seongki Park ),정남수 ( Namsu Jung ),최병한 ( Byeonghan Choi ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

현재 농업용저수지의 정밀안전진단을 위한 기준으로 사용하고 있는 농업생산기반시설 안전진단 실무지침(한국농어촌공사, 2010.6) 및 농업생산기반시설 정밀안전진단 실무세부요령(한국농어촌공사, 2011.12)은 국토해양부의 “안전점검 및 정밀안전진단 세부지침(2010.12)”을 준용하여 제정한 것으로서 시설물 결함에 대한 평가기준은 대규모 콘크리트댐을 대상으로 하고 있어 공사에서 관리하고 있는 소규모 농업용저수지의 대부분을 차지하고 있는 필댐에 적용하는 것은 시설의 규모나 시설을 구성하고 있는 토질재료의 특성을 적절히 반영하지 못하는 문제점이 있다. 농업용저수지는 5년마다 실시하는 정밀안전진단의 대상인 저수용량 30만㎥이상이 1,200개소에 불과하며, 필댐(흙댐)이 99.3%에 달하고 있어 일반 다목적댐과 규모 및 재료에서 현격한 차이를 보이고 있다. 또한, 농업용 저수지에는 일반 댐에 없는 복통, 사통 등의 농업용수 취수시설이 있어 이에 대한 고려도 필요하다. 이로 인해 일선 현장에서 농업용저수지에 대한 정밀안전진단 상태평가를 수행할 때 일반 댐의 기준으로 수행하고 있는 실정으로 농업용 소규모 필댐에 맞는 기준으로 개선하여야 할 것이다. 이를 위해 농업용저수지의 특성을 고려한 정밀안전진단 상태평가 진단표에 대한 개선방안을 제시하였다. 먼저, 기존 진단보고서에 대한 집중도 분석을 통해 항목별 수치범위의 적합성을 검증하고 전문가 의견수렴 등을 통해 기존 필댐에 대한 시특법상의 상태평가 진단표를 농업저수지에 맞도록 변경안을 마련하였다. 전체 진단표 항목과 변경항목에 대한 총괄표는 표와 같다.

재해대비 농업용저수지 취수시설 대체공법 시험시공

전상옥 ( Sangok Jeon ),허준 ( Jun Heo ),오승환 ( Seunghwan Oh ),박진현 ( Jinhyeon Park ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

과거 농업용저수지 축조는 기술적 수준이 낙후되고 예산의 부족으로 인해 복통을 공사시 홍수배제 및 취수시설로 주로 활용해 왔으며 흄관 또는 콘크리트 재질의 복통은 주로 제체의 중앙부를 관통하여 설치되기 때문에 안전진단시 제체의 주요한 결함요인으로 지목되어 왔다. 또한, 소규모 저수지에 설치된 복통은 내경이 800mm미만으로 매우 작아 안전진단 및 보수보강이 어려워 제체 파괴의 주요한 원인이 되고 있는 실정이다. 그러므로 소규모 저수지에 설치된 제체내 복통의 취수기능을 대체할 수 있는 시설에 대한 검토 및 시공기준 정립이 필요하다. 현재의 농업용저수지중 규모가 큰 지구는 취수시설로서 복통설치를 지양하고 있으나 소규모 저수지 및 기존에 설치된 저수지는 대부분 직경 800mm미만의 소규모 복통만이 설치되어 있고 취수터널은 복통에 비해 공사비가 매우 고가이어서 설계시 채택이 되고 있지 않다. 또한, 복통은 제체내부에 매설되어 있기 때문에 노후도를 파악하기가 어렵고 제고 10m미만인 소규모 저수지의 복통 개보수시 개착공법에 의해 복통을 다시 설치하고 있으나 이질 재료간 접속부에 대한 시공시 다짐불량 등 근원적인 결함으로 인해 향후 또다시 파이핑 등의 문제가 발생할 가능성이 높다. 그러므로 개착공법에 의한 소규모 저수지의 개보수시 기존 복통을 없앤 후 이를 대체할 수 있는 안전하고 보수가 쉽고 유지관리도 용이한 대체공법(사이폰)을 적용한 새로운 취수시설의 적용이 가능하다. 그러나, 사이폰 취수시설의 수리특성상 유출부에 대한 유속과 유량이 복통시설과 비교해서 크므로 하류부에 위치한 용수개거의 범람이 우려되므로 이를 방지하기 위해 수리모형실험 등을 통해 유출부에 대한 집수정 등의 감세시설의 설치가 필요하다. 또한, 저수지 복통의 3가지 기능인 공사시 가배수로 기능, 유지관리시 취수기능 및 홍수방지를 위한 사전방류기능에 대한 검토를 통해 사이폰 취수시설로 변경시 기능유지에 문제가 없도록 충분한 검토가 필요하다. 현재 농업용저수지중 제고 10m 미만이고 총저수용량이 10만㎥ 미만인 지구는 전국에 위치한 총 17,400개의 저수지중 13,785개소로서 전체의 79%에 달하고 있으며 이 저수지들의 복통 개보수공사에 대체 취수시설을 적용한다면 개착에 의한 콘크리트개거공법 또는 특허에 의한 보수보강공법과 비교해 경제성은 물론 복통으로 인해 발생가능한 파이핑 등의 재해대비 안전성도 더 높일 수 있을 것이다. 이를 위해 농업용저수지중 시범지구를 선정하여 사이폰 취수시설에 대한 시험시공을 실시하였으며 이를 운영하면서 설계, 시공 및 유지관리에 대한 가이드라인을 제공하여 안전에 대한 문제가 우려되는 복통을 대체할 수 있는 공법의 하나로 제시하고자 하였다.

농업용저수지의 정밀안전진단 문제점 개선방향

전상옥 ( Sangok Jeon ),최병한 ( Byeonghan Choi ),정민철 ( Mincheol Cheong ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

현재 농업용저수지의 정밀안전진단을 위한 기준으로 사용하고 있는 농업생산기반시설 안전진단 실무지침(한국농어촌공사, 2010.6) 및 농업생산기반시설 정밀안전진단 실무세부요령(한국농어촌공사, 2011.12)은 국토해양부의 “안전점검 및 정밀안전진단 세부지침(2010.12)”을 준용하여 제정한 것으로서 시설물 결함에 대한 평가기준은 대규모 일반 댐을 대상으로 하고 있어 공사에서 관리하고 있는 소규모 농업용저수지의 대부분을 차지하고 있는 필댐에 적용하는 것은 시설의 규모나 시설을 구성하고 있는 토질재료의 특성을 적절히 반영하지 못하는 문제점이 있다. 농업용저수지는 5년마다 실시하는 정밀안전진단의 대상인 저수용량 30만㎥이상이 1,200개소에 불과하며, 필댐(흙댐)이 99.3%에 달하고 있어 일반 다목적댐과 규모 및 재료에서 현격한 차이를 보이고 있다. 또한, 농업용 저수지에는 일반 댐에 없는 복통, 사통 등의 농업용수 취수시설이 있어 이에 대한 고려도 필요하다. 이를 위해 소규모이고 농업용 특성에 적합한 상태평가기준을 검토하고 개선하여 저수지 시설물의 안전도에 대한 정확한 평가에 적용할 수 있을 것이다.

지표식물종을 이용한 누수구역 조사방법

박승기 ( Seungkee Park ),전상옥 ( Sangok Jeon ),정남수 ( Namsu Jung ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

우리나라 농업용 저수지의 대부분은 필댐(Earth Fill Dam)이다. 저수지 누수는 필댐 파괴의 가장 중요한 원인이다. 저수지 누수는 저수지 상태, 기상조건 등에 따라 다양하게 나타남으로 누수구역과 누수량을 정확하게 파악하기가 매우 어렵다. 본 연구는 자연적인 서식환경에 따라 식물의 서식특성이 다르게 나타나는 특성을 고려하여 지표식물종을 이용한 누수구역 조사방법을 제안하였다. 충청남도 예산군 광시면 신흥저수지를 대상으로 누수구역 탐색을 위한 지표식물종 식생조사를 실시하였고 전기비저항 탐사법과 비교하여 적용성을 확인하였다. Most of agricultural reservoir in Korea is a Earth Fill Dam. Reservoir leakage is the most important cause of Earth Fill Dam destruction. Reservoir leakage will be displayed in various ways, the weather conditions and state of the reservoir, it is very difficult to accurately grasp the leakage area and quantity. The study have proposed method for researching a leakage area using the indicator plant species with considering plants characteristics difference which depending on the habitat. The study conducted a indicator plant species survey for researching, compared with the Geoelectric Survey method to confirm the applicability in Shinhung reservior Gwangsi-myeon, Yesan-gun, Chungcheongnam-do, Republic of Korea.

정밀농업 생산기반 조성방안

서동욱 ( Donguk Seo ),전상옥 ( Sangok Jeon ),송재도 ( Jaedo Song ),전건영 ( Keonyoung Jeon ),김현태 ( Hyuntae Kim ) 한국농공학회 2009 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2009 No.-

농업노동력의 감소와 농업에 의한 환경피해 증대 및 안전한 고품질 농산물 대량생산요구 증대 등 변화하는 농업환경에 대비하기 위해서는 미래 정밀농업이 필요하며, 정밀농업을 도입하기 위한 생산기반을 조성하여야 한다. 오늘날, GIS, GPS, RS, AI, 정보처리기술 및 전자통신 등 정밀농업 관련기술의 발전으로 인한 정밀농업 시행여건이 향상되고 있으며, 농업오염물질에 의한 하천, 담수호의 수질오염 등으로 인해 정보에 기반한 적정 비료와 농약 투입을 통한 친환경농업을 확대할 필요가 있다. 현재까지는 주로 농업기계 및 센서개발 위주의 연구수행으로 전체적인 정밀농업 시스템에 대한 기반조성 방안 연구 미흡하였으므로, 본 연구에서는 대규모 농업단지의 정밀농업 시스템 구축을 통한 농업생산 경쟁력 확보 및 친환경 농업기반 마련을 위하여 정밀농업 생산기반 조성방안 기준정립과 방향을 제시하고자 한다. 따라서, 미래 정밀농업 정의, 범위 설정 및 발전방향을 제시하고, 정밀농업 적용을 위한 생산기반 조성조건 도출하여, 정밀농업 대상 기반시설 조성방향 및 조성방안 제시하였다. 또한, 정밀농업 실용화 방안으로 정책적 지원방안과 이력추적관리제 연계 활성화 방안, 정밀농업관리시스템 구축 방안을 제시하였으며, 향후, 본 연구를 기초로 하여 정밀농업 연구 사업을 지속적으로 추진할 필요가 있다.

저수지 누수구역 탐사를 위한 습생식물지수 결정

김현수 ( Hyounsoo Kim ),이창범 ( Changbeom Lee ),박승기 ( Seungki Pack ),정남수 ( Namsu Jung ),전상옥 ( Sangok Jeon ) 한국농공학회 2016 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2016 No.-

본 연구는 농업용 저수지 사면에 대한 식생조사와 자연적인 서식환경에 따른 식물의 서식특성에 관한 문헌조사를 바탕으로 저수지사면에 자생하는 식물 종에 대한 습생지수를 결정하였다. 습생지수를 충남 예산군 신흥 저수지에 적용하였으며 전기비저항탐사결과와 비교하여 적용성을 확인하였다.

농업용 저수지 정밀안전진단 체계 개선 방안 연구

이창범 ( Changbeom Lee ),정남수 ( Namsu Jung ),박승기 ( Seongki Park ),전상옥 ( Sangok Jeon ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

우리나라의 농업용 저수지는 2008년 기준 17,596여개의 저수지가 전국에 산재되어 있고 한국농어촌공사3,356개소, 지방자치단체가 14,133개소로 관리가 이루어지고 있다. 자료에 의하면 국내 17,596개소의 댐과 저수지 중 농업용이 총 17,505개(99.5%)를 차지하고 있고, 이중 99.3%가 필댐이다 필댐은 제체의 대부분이 흙, 자갈, 암괴 등 자연재료로 만든 댐으로 제체의 구성재료에 따라 흙댐, 사력댐 등으로 구분되기도 한다(장중렬, 2012). 또한, 현재 지자체에서 관리하는 저수지의 58%인 8,352개의 저수지가 1948년 이전에 축조된 저수지로서 내구년한이 경과한 시설로 분류되고 있다(양승만, 2010). 내구년한이 50년이상 경과된 저수지의 경우 장마, 태풍, 국지성호우등 자연재해에 취약하고 노후화 저수지 관리에 대한 적절하지 않은 보수_보강과 평가방법으로 반영되고 있으며 축조기술의 상대적저하, 환경변화에 따른 안전성 저하등의 문제가 노출되어있다(박삼규, 2012). 이와 같이 농업용 저수지에서 나타나는 복합적인 문제가 증가하면서 안전관리분야의 관심이 높아져 “시설안전관리에관한특별법(이하 시특법)”과 “농어촌정비법”을 제정하여 시설물의 목적과 저수량에 따라 1종, 2종, 3종의 시설물로 구분하여 정기점검 및 정밀안전진단을 실시하고 있다. 시특법상의 2종시설물인 100만m³~1,000만m³ 저수지의 경우 콘크리트댐을 기준으로 한 진단 및 정기점검이 이루어지고 있으며 농어촌정비법은 안전점검 및 정밀안전진단 세부지침(국토해양부 2010. 12 기준)을 준용하고 계수조정을 통하여 상태평가를 수행하고 있다(한국농어촌공사, 2011). 시설물안전관리체계의 구축은 국토해양부, 한국시설안전공단 및 관련 기관등의 노력으로 그 체계가 정립되었으나 농업용 저수지의 점검 및 진단은 대댐위주의 진단체계에서 계수조정을 통해 반영되고 있고(이종근, 2013) 이에 따른 안전성을 파악하는 과정에서 과대평가가 이루어질 우려가 있으며 적절하지 않은 기준으로 인한 저수지 파괴의 위험성이 커지고 있으므로 농업용 저수지만의 독자적인 안전진단 체계가 필요하다. 본 연구에서는 한국농어촌공사에서 기준하고 있는 농업용 저수지 안전진단 체계를 조사하고 진단체계에서 나타나는 문제점을 분석하여 농업용 저수지의 재료적·구조적 특성을 고려한 진단 체계를 제시하고자 한다.

AHP기법을 이용한 저수지 정기점검 모델 체계방안연구

이창범 ( Changbeom Lee ),정남수 ( Namsu Jung ),박승기 ( Seongki Park ),전상옥 ( Sangok Jeon ) 한국농공학회 2014 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2014 No.-

저수지 정기점검목적은 시설물의 물리적·기능적 결함을 발견하고 그에 대한 신속하고 적절한 조치를 취하기 위하여 기능성 및 결함원인 등을 조사·측정·평가하고 필요시 적절한 보수·보강방법 등을 제시함으로써 재해를 예방하고 시설물의 효용을 증진시켜 시설물의 안정성 및 공공의 안전을 도모하는데 목적이 있다. 우리 나라의 수리시설물은 70%이상이 농업기반공사 관리시설로 이 중 50%이상은 시공한지 30년이상 되어 노후화 된 시설물이며 시설물 안전관리에 대한 특별법과 농업기반시설 관리규정에 의하면 유지관리 대상 시설물은 그 중요도에 따라 1, 2, 3종으로 구분하여 관리하도록 되어 있으나 이들 수리시설물은 전국에 산재하고 있어 목적한 기능을 수행하기 위하여 유지관리에 있어 시설물에 대한 평가와 관리방안, 관리시스템의 도입이 요구되고 있다. 현재 농업수리시설물은 일반토목구조물에 비해 항상 물과 접하는 환경으로 동결융해 등에 대한 콘크리트의 열화를 피할 수 없는 환경을 가지고 있다. 그리고 기존의 설계의 개념이 초기투자비를 가능한 최소로 설계하는 경우가 많아 유지관리에 대한 고려가 부족한 실정이다. 그러나 최근 구조물에 있어 개설 등의 초기투자보다는 기존 구조물의 유지관리의 필요성이 크게 제기되고 있다. 또한, 개보수 또는 정밀안전진단 의뢰의 우선순위를 객관적이고 정량적으로 결정해야 한다. 그러나 이를 이론적으로 구하는 것은 불가능에 가깝고, 이를 경험적인 과거의 자료로부터 규명하는 것은 사실상 불가능에 가깝다. 본 연구에서는 정기정검 모델 개발에 있어 체계를 갖추고 농업용시설 구조물의 유지관리와 목적한 기능을 수행할수 있도록 하기 위하여 먼저, 저수지를 구성하는 각각의 세부구조물과 여러부위에서 나타나는 성능저하현상을 분류하고, 각각의 성능저하현상이 저수지 전체의 안전도 또는 기능도에 미치는 영향의 크기를 조사 분석이 필요하다. 또한, 개보수 우선순위를 정량적으로 결정하기 위하여 오랜 경험과 전문성을 지닌 전문가집단 (농업기반공사 시설진단부) 대상으로 설문조사를 실시하며 조사된 데이터를 통해 AHP기법을 이용하여 가중치를 산정하고 세부구조물에 가중치를 반영한다. 세부구조물의 가중치를 결정하고 정기정검 모델 개발을 통해서 모델 적용함으로써 정기정검 후손상 및 결함에 대해서 신속하게 진단할 수 있으며 진단된 내용을 토대로 개보수 또는 정밀안전진단이 실시된다면 손상 및 결함에 대해 빠르게 대처 할 수 있을 것으로 판단된다.

농업용 저수지 사면 식생의 군집특성

김현수 ( Hyounsoo Kim ),이창범 ( Changbeom Lee ),박승기 ( Seungki Park ),정남수 ( Namsu Jung ),윤충원 ( Chungweon Yun ),전상옥 ( Sangok Jeon ) 한국농공학회 2015 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2015 No.-

우리나라 농업용 저수지의 대부분은 필댐(Earth Fill Dam)이며 저수지 축조시 하류사면은 잔디를 식재한다. 농업용저수지의 축조년수가 경과하면서 주변의 식생들이 천이하여 새로운 식물생태계를 형성한다. 충청남도 예산군 광시면 신흥저수지를 대상으로 식생조사를 실시하였고 각 종의 피도(coverage)와 개체수를 조합시킨 우점도(dominance) 계급을 판정 기록하였으며, 생육상태는 종 개체의 집합 혹은 이산의 정도에 따른 군도(sociability) 계급 등을 측정하였다. 신흥저수지의 클러스터에 의한 군집유형분석은 group linkage 방법 중 하나인 Ward’s method를 이용하여 총 3개의 군집유형으로 분류되었다. 총 51개소 중 각 군집의 releve은 군집1(13plot), 군집2(24plot), 군집3(13plot)으로 구성되었다 신흥저수지를 구성하고 있는 식물종의 생태적 영향력을 파악하기 위하여 상대빈도와 상대피도를 조합한 중요치를 산출하였다. 신흥저수지 구성종의 전체 중요치 비율은 쇠뜨기가 13.64%로 가장 높았고, 다음으로는 칡(12.38%), 쑥(11.43%), 달뿌리풀(5.48%), 개망초(5.18%), 마(4.77%), 억새(4.38%) 등의 순으로 나타났다. 군집별 중요치 비율을 비교하면, 군집1은 칡(29.89%), 여우팥(4.47%), 며느리밑씻개(2.89%), 아까시나무(1.58%), 환삼덩굴(1.14%), 산딸기(2.54%) 등의 교란지 또는 천이지대에 나타나는 교란종들이 다른 군집에 비하여 단연 높게 나타났다. 반면 군집2는 매자기(4.31%), 골풀(1.11%), 눈갯버들(0.75%), 고마리(0.18%), 고비(0.18%) 등의 토양이 습한지역이나 습지에서 나타나는 습생식물들의 중요치가 다른 군집에 비하여 높게 나타났다.