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자료명/저자사항
국가하천시설 유지관리 종합정보시스템 구축 및 시범 운영연구 1차 / 국토해양부 인기도
발행사항
과천 : 국토해양부, 2010
청구기호
전자형태로만 열람 가능함
자료실
전자자료
형태사항
1책(면수복잡) : 삽화, 사진, 표 ; 30 cm
총서사항
건기연 ; 2010-156
제어번호
MONO1201112612
주기사항
[주관연구기관]: 한국건설기술연구원
[연구책임자]: 윤광석
원문
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표제지

제출문

요약문

목차

제1장 서론 18

1.1. 연구목적 20

1.2. 연구범위 및 내용 20

제2장 하천시설 관리현황 및 유지관리 자료 표준화(안) 22

2.1. 국가하천시설 관리현황 24

2.1.1. 하천시설 유지관리의 정의 및 목적 24

2.1.2. 하천시설 유지관리 규정 및 정책 26

2.1.3. 하천시설 유지관리 조직체계 30

2.1.4. 하천시설 유지관리 재원 36

2.1.5. 하천시설 유지관리 개선방안 37

2.2. 국가하천시설 유지관리 자료 표준화(안) 39

2.2.1. 하천시설관련 관리대장 작성 기준 39

2.2.2. 하천제방 유지관리 자료 표준화(안) 40

2.2.3. 배수통관 유지관리 자료 표준화(안) 44

2.2.4. 보 유지관리 자료 표준화(안) 47

2.3. 하천시설 현황 조사 49

2.3.1. 하천시설 현황 49

2.3.2. 국가하천구간 하천횡단구조물 현황조사 65

2.3.3. 국가하천구간 제방현황 조사 113

제3장 국가하천시설 유지관리 정보시스템 116

3.1. 시스템 개요 118

3.2. 시스템 구성 120

3.2.1. 전체 시스템 구성도 120

3.2.2. 하천시설 유지관리 정보 데이터베이스 구성 121

3.3. 시스템 운용 방안 135

3.3.1. 하천시설 관리 138

3.3.2. 육안점검, 정밀점검 및 정밀안전진단 자료관리 144

3.4. 향후 구축 방안 152

제4장 제내지 현황과 연계된 제방 평가 기법 154

4.1. 하천제방 안정성 평가기법 156

4.1.1. 침식에 대한 안정성 평가 156

4.1.2. 누수에 대한 안정성 평가기법 197

4.1.3. 비탈면에 대한 안정성 평가기법 208

4.2. 하천제방 투자 우선순위 평가 기법 216

4.2.1. 국내 치수안전도 설정기법 217

4.2.2. 국외 치수안전도 설정기법 239

4.3. 홍수피해잠재능 산정 257

4.3.1. 홍수피해잠재능 지수 산정 257

4.3.2. 홍수피해잠재능 산정 275

4.3.3. 홍수피해잠재능 평가 277

제5장 결론 및 향후 연구계획 280

5.1. 결론 282

5.2. 향후 연구계획 283

참고문헌 286

부록 292

부록 I. 국가하천 시설 현장 조사 294

부록 II. 국가하천 제방 현황 조사 459

부록 III. 하천횡단구조물 조사 614

서지자료 686

판권기 687

〈표 2.1〉 하천법 시행규칙 제8조의 하천대장 자료 작성항목 27

〈표 2.2〉 일본 국토해양성 하천국의 조직 및 주요업무 34

〈표 2.3〉 일본 국토교통성 하천국 관련 직할·보조사업 예산 38

〈표 2.4〉 보 유지관리 자료 표준화(안) 작성 예 48

〈표 2.5〉 하천법상의 하천시설의 종류 및 4대강 사업시설 50

〈표 2.6〉 하천시설의 수계별 현황(WAMIS, 2010) 51

〈표 2.7〉 하천시설의 지방청별 현황(WAMIS, 2010) 52

〈표 2.8〉 국가하천시설 수계별 현황(WAMIS, 2010) 54

〈표 2.9〉 국가하천시설 하천별 현황(WAMIS, 2010) 55

〈표 2.10〉 4대강살리기 시설 계획의 수계별 현황 57

〈표 2.11〉 4대강살리기 시설 계획의 지방청별 현황 58

〈표 2.12〉 수계별 생태하천 계획 현황 59

〈표 2.13〉 수계별 생태습지 계획 현황 61

〈표 2.14〉 수계별 자전거도로연장 계획 현황 63

〈표 2.15〉 수계별 다기능보 계획 현황 64

〈표 2.16〉 설치목적에 따른 보의 분류 65

〈표 2.17〉 구조와 기능에 따른 보의 분류 65

〈표 2.18〉 평면형상에 따른 보의 분류 66

〈표 2.19〉 하천횡단구조물 하천별 현황 67

〈표 2.20〉 하천횡단구조물 수계별 현황 70

〈표 2.21〉 지역본부별 취입보 현황 78

〈표 2.22〉 국가하천 구간내 한국농어촌공사 관리 취입보 현황 79

〈표 2.23〉 한국농어촌공사 관리 취입보 준공연도별 현황 80

〈표 2.24〉 국가하천 구간내 한국농어촌공사 관리 취입보 준공연도별 현황 81

〈표 2.25〉 한국농어촌공사 관리 취입보 경과 연도별 누적비율 83

〈표 2.26〉 국가하천 구간내 한국농어촌공사 관리 취입보 경과 연도별 누적비율 83

〈표 2.27〉 국가하천 수계 하천횡단구조물 현장조사 결과 84

〈표 2.28〉 한강 수계 현장조사 결과 85

〈표 2.29〉 안성천 수계 현장조사 결과 87

〈표 2.30〉 금강 수계 현장조사 결과 88

〈표 2.31〉 삽교천 수계 현장조사 결과 91

〈표 2.32〉 만경강 수계 현장조사 결과 91

〈표 2.33〉 동진강 수계 현장조사 결과 93

〈표 2.34〉 한강 수계 현장 외관 조사 결과 103

〈표 2.35〉 안성천 수계 현장 외관 조사 결과 105

〈표 2.36〉 금강 수계 현장 외관 조사 결과 107

〈표 2.37〉 삽교천 수계 현장 외관 조사 결과 109

〈표 2.38〉 만경강 수계 현장 외관 조사 결과 110

〈표 2.39〉 동진강 수계 현장 외관 조사 결과 112

〈표 2.40〉 국가하천구간 하천제방 현황조사(달천) 113

〈표 3.1〉 하천시설 유지관리 정보 데이터베이스 시스템 테이블 레이아웃 126

〈표 4.1〉 하도특성에 따른 난류지수 TI 162

〈표 4.2〉 Escarameia & May(1992) 설계 기본식에 적용되는 보정계수 C 162

〈표 4.3〉 Pilarczyk(1990) 설계 기본식에 고려되는 계수 163

〈표 4.4〉 호안공종별 설계 기본식 (HR Wallingford, 1998) 168

〈표 4.5〉 안정 계수 φ와 한계전단계수 ψcr (The Mekong River Commission, 2009)(이미지 참조) 169

〈표 4.6〉 흐름에 대한 난류계수 KT(The Mekong River Commission, 2009)(이미지 참조) 169

〈표 4.7〉 각 하도조건별 보정계수(The Mekong River Commission, 2009) 170

〈표 4.8〉 비탈경사계수(he Mekong River Commission, 2009) 170

〈표 4.9〉 흐름조건별 안정계수(Design of Riprap Revetment, 1994) 172

〈표 4.10〉 침식에 대한 설계세목(하천사방기술기준, 일본) 175

〈표 4.11〉 국외 사석호안 설계 기본식 189

〈표 4.12〉 일본의 세그먼트 분류 및 특징 195

〈표 4.13〉 입경별 한계유속(한국수자원학회, 2009) 200

〈표 4.14〉 제체 및 기초 지반 토질에 따른 Creep Ratio(한국지반공학회, 2009) 203

〈표 4.15〉 누수에 대한 안정성 평가기법 조사 결과 208

〈표 4.16〉 제체 상태에 따른 안전율(한국수자원학회, 2009) 210

〈표 4.17〉 교통(상재)하중 기준(한국수자원학회, 2009) 212

〈표 4.18〉 사용용도에 따른 적재하중(한국지반공학회, 2009) 214

〈표 4.19〉 누수에 대한 안정성 평가기법 조사 결과 215

〈표 4.20〉 홍수피해잠재능 구성요소 218

〈표 4.21〉 지수별 가중계수 220

〈표 4.22〉 수정 홍수피해잠재능의 지수별 가중계수 223

〈표 4.23〉 기존 홍수피해잠재능과 수정 홍수피해잠재능의 세부항목 비교 223

〈표 4.24〉 수정 홍수피해잠재능 구성 세부항목 225

〈표 4.25〉 홍수피해에 영향을 미치는 주요 인자 235

〈표 4.26〉 서울시 홍수피해 주요 원인 237

〈표 4.27〉 안전도 평가인자 및 각 인자별 가중치 237

〈표 4.28〉 중국의 제방 방호 대상 등급 239

〈표 4.29〉 중국의 제방 등급별 기준 240

〈표 4.30〉 CRS 평가 항목(FEMA, 2010) 241

〈표 4.31〉 CRS 등급 및 보험 할인율(FEMA, 2010) 242

〈표 4.32〉 피해잠재능 분류(USACE, 2010) 246

〈표 4.33〉 토지 이용에 따른 토지구분(Birks 등, 1992) 248

〈표 4.34〉 토지 이용에 따른 목표치수안전도(Birks 등, 1992) 248

〈표 4.35〉 홍수 위험 취약성 분류(DCLG, 2010) 250

〈표 4.36〉 홍수 위험 취약성 및 홍수구역 적합성(DCLG, 2010) 251

〈표 4.37〉 일본의 중소하천 설계빈도 255

〈표 4.38〉 일본 9차 치수사업 7개년 계획의 치수사업 목표(국토교통성, 2010) 255

〈표 4.39〉 일본 사회자본 정비 중점계획 중 치수사업 지표(국토교통성, 2010) 256

〈표 4.40〉 홍수위험구역 침수면적 258

〈표 4.41〉 홍수피해 인구 261

〈표 4.42〉 홍수피해 자산 262

〈표 4.43〉 도시화면적 264

〈표 4.44〉 사회기반시설 보수비용 266

〈표 4.45〉 홍수피해액 267

〈표 4.46〉 확률강우량 산정결과 269

〈표 4.47〉 내수방어능력 270

〈표 4.48〉 낙동강유역내 배수펌프장 현황 271

〈표 4.49〉 변수를 이용한 홍수피해 잠재능 산정의 계수 275

〈표 4.50〉 3변수를 이용한 홍수피해 잠재능 산정의 계수 275

〈표 4.51〉 홍수피해 잠재능 지수 산정결과(2변수) 276

〈표 4.52〉 홍수피해 잠재능 지수 산정결과(3변수) 276

〈표 4.53〉 홍수피해 잠재능 산정결과 276

〈그림 2.1〉 국토해양부 하천관리 조직체계 31

〈그림 2.2〉 미시시피강위원회 조직체계(국토해양부, 2004) 36

〈그림 2.3〉 빅츠버그 공병지구대의 조직체계(국토해양부, 2004) 36

〈그림 2.4〉 하천제방 유지관리 자료 표준화(안)의 작성 예 41

〈그림 2.5〉 배수통문 및 통관 유지관리 자료 표준화(안) 작성 예 45

〈그림 2.6〉 수계별 하도길이(km) 70

〈그림 2.7〉 수계별 하천횡단구조물 현황(개소) 71

〈그림 2.8〉 수계별 하천횡단구조물 밀도(개소/km) 71

〈그림 2.9〉 한강 수계 위성사진 조사 자료 72

〈그림 2.10〉 금강 수계 위성사진 조사 자료 73

〈그림 2.11〉 낙동강 수계 위성사진 조사 자료 73

〈그림 2.12〉 영산강 수계 위성사진 조사 자료 74

〈그림 2.13〉 섬진강 수계 위성사진 조사 자료 74

〈그림 2.14〉 안성천 수계 위성사진 조사 자료 75

〈그림 2.15〉 삽교천 수계 위성사진 조사 자료 75

〈그림 2.16〉 만경강 수계 위성사진 조사 자료 76

〈그림 2.17〉 동진강 수계 위성사진 조사 자료 76

〈그림 2.18〉 탐진강 수계 위성사진 조사 자료 77

〈그림 2.19〉 형산강 수계 위성사진 조사 자료 77

〈그림 2.20〉 한국농어촌공사 관리 취입보 준공연도별 현황 통계 81

〈그림 2.21〉 국가하천 구간내 한국농어촌공사 관리 취입보 현황 통계 82

〈그림 2.22〉 본체 철근 노출 사례(한강 수계 청미천 무명1보) 94

〈그림 2.23〉 본체 유실 사례(금강 수계 논산천 무명5보) 95

〈그림 2.24〉 본체 함몰 사례(만경강 수계 소양천 중보) 96

〈그림 2.25〉 본체 및 물받이 침식 사례(동진강 수계 정읍천 간내보) 96

〈그림 2.26〉 물받이 파손으로 인한 철근 노출 사례(금강 수계 논산천 무명1보) 97

〈그림 2.27〉 물받이 부분 유실 사례(만경강 수계 전주천 금학보 좌안) 98

〈그림 2.28〉 물받이 표면 파손 사례(동진강 수계 정읍천 간내보) 98

〈그림 2.29〉 바닥보호공 유실 사례(안성천 본류 진사보) 99

〈그림 2.30〉 바닥보호공 채움재(채움채) 유실 사례(금강 수계 논산천 무명4보) 100

〈그림 2.31〉 바학보호공 채움재 유실 사례(만경강 수계 전주천 금학보) 100

〈그림 2.32〉 바닥보호공 채움재 유실 사례(동진강 수계 정읍천 무명2보) 101

〈그림 2.33〉 수문 파손 사례(한강 수계 곡릉천 휴암보) 102

〈그림 3.1〉 하천시설 유지관리 정보시스템 구성도 120

〈그림 3.2〉 효율적인 데이터베이스 구조 설계를 위한 모델링 121

〈그림 3.3〉 하천시설 유지관리 정보 데이터베이스 구축 흐름도 122

〈그림 3.4〉 하천 및 하천시설 테이블간의 관계형 예시 123

〈그림 3.5〉 하천시설 유지관리 정보 데이터베이스 설계서 124

〈그림 3.6〉 하천시설 유지관리 정보데이터베이스 ERD 125

〈그림 3.7〉 하천시설 유지관리 종합정보시스템 실행 화면 135

〈그림 3.8〉 국가하천시설 유지관리 종합정보시스템 검색 화면 136

〈그림 3.9〉 하천 현황 제어창 화면 136

〈그림 3.10〉 수계/하천 트리창 화면 137

〈그림 3.11〉 하천 현황창 및 메뉴 화면 137

〈그림 3.12〉 수계 관리 화면 138

〈그림 3.13〉 수계별 하천관리 화면 138

〈그림 3.14〉 제방 입력 선택 화면 139

〈그림 3.15〉 제방 정보 상세 입력 화면 140

〈그림 3.16〉 제방 입력 완료시 화면 141

〈그림 3.17〉 보 입력 선택 화면 141

〈그림 3.18〉 보 정보 상세 입력 화면 142

〈그림 3.19〉 통문 입력 선택 화면 142

〈그림 3.20〉 통문 정보 상세 입력 화면 143

〈그림 3.21〉 보 및 통문 입력 완료시 화면 143

〈그림 3.22〉 육안점검 정보 입력 선택 화면 144

〈그림 3.23〉 육안점검 정보 입력 화면 144

〈그림 3.24〉 육안점검 정보 입력 완료 화면 145

〈그림 3.25〉 정밀점검 정보 입력 선택 화면 145

〈그림 3.26〉 정밀점검 결과 기본 현황 입력 화면 146

〈그림 3.27〉 정밀점검 결과 요약 입력 화면 147

〈그림 3.28〉 정밀점검 결과 입력 완료 화면 148

〈그림 3.29〉 정밀안전진단 정보 입력 선택 화면 149

〈그림 3.30〉 부재별 손상 정보 입력 화면 149

〈그림 3.31〉 손상 정보 조회 화면 150

〈그림 3.32〉 정밀안전진단 결과 입력 완료 화면 151

〈그림 3.33〉 하천시설물이 적용된 벡터지도 정보시스템 예시 화면 152

〈그림 4.1〉 강우와 하천수의 침투에 의한 하천제방 피해의 발생과정 157

〈그림 4.2〉 호안공종 유형 159

〈그림 4.3〉 사석 비중 2.65에 대한 사석 직경과 중량 173

〈그림 4.4〉 힘의 균형 모델도 176

〈그림 4.5〉 투영면적의 설명 177

〈그림 4.6〉 군체 호안공 모델도 179

〈그림 4.7〉 파괴형태 박리이고 단체 호안공 모델도 180

〈그림 4.8〉 박리 모델의 균형 181

〈그림 4.9〉 소류 파괴이고 일체성이 약한 월류보호공 모델도 182

〈그림 4.10〉 파괴형태가 소류이고 일체성이 강한 호안공 모델도 184

〈그림 4.11〉 망태채움 모델도 185

〈그림 4.12〉 이동상 저수로 만곡부 보정 187

〈그림 4.13〉 제방 만곡부 보정 188

〈그림 4.14〉 사석 호안에 대한 설계값 비교 191

〈그림 4.15〉 돌망태 호안에 대한 설계값 비교 192

〈그림 4.16〉 단체형 블록 호안에 대한 설계값 비교 193

〈그림 4.17〉 군체형 블록 호안에 대한 설계값 비교 194

〈그림 4.18〉 침투류 해석 및 수위조건(한국지반공학회, 2009) 201

〈그림 4.19〉 메쉬 크기에 따른 해석 결과(한국건설기술연구원, 2004) 202

〈그림 4.20〉 배수통문 주변 차수공의 침투경로길이(JICE, 2001) 204

〈그림 4.21〉 일본의 하천제방 침투에 대한 안정성 조사 순서(건설성, 2000) 205

〈그림 4.22〉 제방의 안정해석 단면 형태(한국수자원학회, 2009) 211

〈그림 4.23〉 해석조건에 따른 침윤선 변화 및 활동에 대한 안정해석 단면 형태 (한국지반공학회,2009) 213

〈그림 4.24〉 홍수피해잠재능(PFD) 산정절차 219

〈그림 4.25〉 홍수피해잠재능의 그룹화(정성원 등, 2001) 221

〈그림 4.26〉 수정 홍수피해잠재능의 그룹화(김정훈, 2004) 226

〈그림 4.27〉 연피해 기대치 계산방법을 이용한 잠재위험도 계산과정 229

〈그림 4.28〉 x-xT에 대하여 T년 수준의 보호가 제공되는 지역(이미지참조) 230

〈그림 4.29〉 x-xT에 대하여 T년 수준의 보호가 제공되지 않는 지역(이미지참조) 231

〈그림 4.30〉 ESPON의 취약도 산정과정 247

〈그림 4.31〉 일본의 홍수대책을 위한 치수계획별 지역 253

〈그림 4.32〉 홍수위험구역 259

〈그림 4.33〉 행정구역도 260

〈그림 4.34〉 도시화분석 263

〈그림 4.35〉 사회기반시설 피해 265

〈그림 4.36〉 확률강우량 분포도 268

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I. 제목

국가하천시설 유지관리 종합정보시스템 구축 및 시범 운영연구 1차

II. 연구사업 개요

본 연구사업은 국가하천 내 하천제방 및 관련시설물을 대상으로 4대강 살리기 사업결과를 포함한 국가하천시설물 현황 자료수집 및 표준화된 조사 양식을 사용하여 정보화 기법을 개발하고, 주요 국가하천시설(제방, 보 등)에 대하여 국내 실정에 맞는 국가하천시설 유지관리시스템 및 국가하천시설 현황자료 D/B 구축, 합리적인 하천제방 안정성 및 투자우선순위 평가시스템 구축을 통한 제내지 현황과 연계된 제방 평가기법을 개발하고자 국토해양부 하천운영과 발주로 수행된 사업으로 사업개요는 다음과 같다.

○ 사업명: 국가하천시설 유지관리 종합정보시스템 구축 및 시범 운영 연구 1차

○ 사업기간: 2010. 3. 30∼2010. 2. 22(실준공일 2010. 12. 20)

○ 사업예산: 194,000,000원

○ 수행기관: 한국건설기술연구원 하천·해안항만연구실/지반연구실

III. 연구사업 목적

최근 홍수 시 제방붕괴로 인한 인명 및 재산피해가 가중되어 왔으며, 1987년∼2003년까지의 통계자료에 의하면 국내 제방붕괴 유형 중 11.5%가 제체 불안정에 의한 붕괴로 보고되어 노후화된 제방 시설물의 안전관리 체계 대책이 요구되고 있다.

한편, 하천시설의 관리는 체계적인 점검 및 보수 미시행으로 하천시설이 노후화되고 수해에 취약한 실정으로 인해 국가하천 제방 및 주요 하천시설에 대한 국가적 차원의 효율적인 유지관리대책 필요한 실정이다.

본 연구사업에서는 국가하천시설 관련 피해 최소화를 위하여 체계적이고 효율적인 국가하천시설 유지관리 종합정보시스템을 구축하고자 하며, 금회 1차 과업에서는 국가하천시설 유지관리 종합정보시스템 개발을 위한 기초 단계로 1) 현장 점검을 위한 유지관리정보시스템의 시범구축, 2) 국가하천시설 현황자료 조사 및 D/B 시범구축, 3) 제방 평가기법 조사 및 개발방안 수립을 위하여 연구가 추진되었다.

본 사업에서는 한강, 낙동강, 금강, 영산강 4대 국가하천 본류와 각 지류를 포함한 61개 국가하천 내 하천시설물(제방 및 보 등)을 대상으로 하천기본계획보고서 및 육안점검, 위성사진 판독을 통하여 자료 수집 및 표준화를 통한 정보화기법, 유관기관 운용시스템과의 연동을 고려한 하천시설 유지관리 정보시스템, 침식, 누수, 비탈면 활동에 대한 안정성 평가를 통한 제내지와 연계된 안정성 평가기법을 개발함으로써 국가하천 내 노후 시설물 유지관리를 위한 합리적 안전관리체계를 구축하고자 한다.

IV. 연구사업 수행 내용 및 결과

가. 국가하천시설 현황 및 유지관리 자료 정보화 기법 개발

(1) 국가하천시설 관리현황

○ 하천시설 유지관리의 정의 및 목적 분석

○ 하천시설 유지관리 규정 및 정책 분석

○ 하천시설 유지관리 조직체계 분석

○ 하천시설 유지관리 개선방안 제시

(2) 국가하천시설 유지관리 자료 표준화(안)

○ 하천시설관련 관리대장 작성 기준 분석

○ 하천제방 유지관리 자료 표준화(안) 제시

○ 배수통문 및 통관 유지관리 자료 표준화(안) 제시

○ 보 유지관리 자료 표준화(안) 제시

(3) 하천시설물 현황조사

○ 국가하천시설(제방, 보 등) 현황 및 유지관리 자료 수집

○ 국가하천시설(제방, 보 등) 현황 및 유지관리 자료 표준화

나. 국가하천시설 유지관리 정보시스템 구축

(1) 유지관리 정보시스템 개발을 위한 전산시스템 구축

○ 유지관리정보시스템 개발을 위한 시스템 개발 방향 도출 및 설계

○ 국가하천시설 현황(위치, 제원 등) 및 유지관리(설계, 피해사례, 보수·보강 등) 관련 자료가 포함된 전산시스템 구축

(2) 국가하천시설 현황자료 D/B 구축

○ 주요 국가하천시설(제방, 보 등)에 대한 현황자료 D/B 시범 구축

○ 주요 국가하천시설(제방, 보 등)에 대한 현황자료 D/B 시범 입력

○ 주요 국가하천시설(제방, 보 등)에 대한 현황자료 D/B 개선방안 도출

다. 제내지 현황과 연계된 제방 평가기법 조사 및 개발방안 수립

(1) 하천제방 안정성 평가기법 조사 분석

○ 하천제방 침식, 누수, 비탈면 활동에 대한 안정성 평가기법 조사 분석

○ 하천제방 침식, 누수, 비탈면 활동에 대한 안정성 평가방안 제시

(2) 하천제방 투자 우선순위 평가기법 조사 분석

○ 국내외 치수안전도 설정기법 조사 분석

○ 하천제방 투자 우선순위 선정방향 제시

(3) 홍수피해잠재능 산정

○ 홍수위험구역 산정

○ 홍수피해잠재능 지수 산정

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