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SUMMARY
목차
제1장 서론 20
1.1. 연구배경 및 필요성 21
1.2. 연구목적 및 범위 21
1.3. 연구방법 및 절차 23
제2장 소하천 시설물 조사 및 유송잡물 발생원인 특성분석 27
2.1. 소하천 시설물 중 보 및 낙차공 현황조사 30
2.2. 피복분류 방법을 이용한 유송잡물 발생원인 및 특성분석 45
제3장 소하천 설계기준 개선을 위한 수리영향실험 97
3.1. 암거 수리특성 실험 99
3.2. 유송잡물을 고려한 암거 구조물 설계기준 개선안 마련 135
3.3. 보 및 낙차공 피해원인 검토 147
제4장 수리실험을 통한 유송잡물 저감효과 실험 및 분석 153
4.1. 우회말뚝 수리실험 155
4.2. 스위퍼 실규모 검증실험 164
4.3. 우회말뚝 실규모 실험 186
제5장 결론 197
참고문헌 207
부록 : 계측자료 및 생활밀착형 실증실험 모형제작 215
A. 차단에 따른 암거주변 유속계측자료 217
B. 집중호우시 캠핑장 위험성 실험을 위한 모형 제작 232
C. 급류발생으로 인한 텐트 유실 실험을 위한 모형제작 236
서지자료 238
REPORT DOCUMENTATION PAGE 239
표 2.1. 소하천 보 및 낙차공 설치 현황 43
표 2.2. 시도별 소하천 보 및 낙차공 설치 현황 44
표 2.3. 대상구간 선정 48
표 2.4. 육안판독을 이용한 현장조사(서곡천) 49
표 2.5. 육안판독을 이용한 현장조사(암골천) 50
표 2.6. 육안판독을 이용한 현장조사(덕산천) 51
표 2.7. 육안판독을 이용한 현장조사(평촌천) 52
표 2.8. 육안판독을 이용한 현장조사(봉곡천I) 53
표 2.9. 육안판독을 이용한 현장조사(봉곡천II) 54
표 2.10. 위성, 항공, UAV 영상의 특성 56
표 2.11. Dji Inspire 1 제원 56
표 2.12. 구조화 편집 방법 및 특징 61
표 2.13. 세분류 토지피복지도 분류체계(환경부, 토지피복지도 구축 선진화방안 연구, 2015) 63
표 2.14. 피복분류기준(환경부 토지피복 분류항목별 기준 참고) 64
표 2.15. UAV 영상을 이용한 봉곡천I 피복분류 결과 78
표 2.16. UAV 영상을 이용한 봉곡천II 피복분류 결과 80
표 2.17. UAV 영상을 이용한 평촌천 피복분류 결과 82
표 2.18. UAV 영상을 이용한 서곡천 피복분류 결과 84
표 2.19. UAV 영상을 이용한 암골천 피복분류 결과 86
표 2.20. UAV 영상을 이용한 덕산천 피복분류 결과 88
표 2.21. Kappa 계수 91
표 2.22. 봉곡천I 정확도 분석(Error matrix) 91
표 2.23. 봉곡천II 정확도 분석(Error matrix) 92
표 2.24. 평촌천 정확도 분석(Error matrix) 92
표 2.25. 서곡천 정확도 분석(Error matrix) 93
표 2.26. 암골천 정확도 분석(Error matrix) 93
표 2.27. 덕산천 정확도 분석(Error matrix) 94
표 2.28. 대상지 전체 정확도 분석(Error matrix) 94
표 3.1. 도로암거 표준도 규격(도로암거표준도, 2008) 101
표 3.2. 암거 수리실험조건 105
표 3.3. 차단에 따른 우안측 통로 상하류 수심 측정자료 119
표 3.4. 차단에 따른 좌안측 통로 상하류 수심 측정자료 119
표 3.5. 차단에 따른 우안측 통로 상하류 수심변화 120
표 3.6. 차단에 따른 좌안측 통로 상하류 수심변화 120
표 3.7. 최대유속비 비교 134
표 3.8. Fr비(KF) 산정공식(안)(이미지참조) 141
표 3.9. 폭비(Kw) 산정공식(안)(이미지참조) 141
표 3.10. 높이비(KH) 산정공식(안)(이미지참조) 142
표 3.11. 보 및 낙차공 파괴 원인별 유형 분류 기준(보 및 낙차공 설계기술개발 연구보고서, 2006) 148
표 4.1. 유송잡물 차단실험 조건 158
표 4.2. 우회말뚝 위치에 따른 효과 분석(유송잡물 길이 경간장 100%) 159
표 4.3. 우회말뚝 위치에 따른 효과 분석(유송잡물 길이 경간장 50%) 162
표 4.4. 실험 조건 169
표 4.5. 유송잡물 1개 투하 시 집적량(스위퍼 설치전) 172
표 4.6. 유송잡물 2개 투하 시 집적량(스위퍼 설치전) 173
표 4.7. 유송잡물 1개 투하 시 집적량(스위퍼 설치후) 178
표 4.8. 유송잡물 2개 투하 시 집적량(스위퍼 설치후) 179
표 4.9. 유송잡물의 길이에 따른 집적률 184
표 4.10. 우회말뚝에 대한 실규모 실험 조건 186
표 4.11. 조건 별 실험 결과(고유량 조건) 189
표 4.12. 조건 별 실험 결과(저유량 조건) 193
그림 1.1. 연구 범위 및 목표(설계기준 개선 및 차단시설 검증) 22
그림 1.2. 연구 범위 및 목표(생활밀착형 재난안전 실험) 23
그림 2.1. 연구방법 및 내용 29
그림 2.2. 소하천정비종합계획 시설물 표기 현황 42
그림 2.3. 시도별 소하천 낙차공 설치 비율 43
그림 2.4. 시도별 소하천 보 설치 비율 44
그림 2.5. 경남 창원지역 소하천 GIS data 47
그림 2.6. 정사영상 생성 과정 57
그림 2.7. 봉곡천I UAV 영상 66
그림 2.8. 봉곡천I-1 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 66
그림 2.9. 봉곡천I-2 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 67
그림 2.10. 봉곡천I-3 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 67
그림 2.11. 봉곡천I-4 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 67
그림 2.12. 봉곡천II UAV 영상 68
그림 2.13. 봉곡천II-1 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 68
그림 2.14. 봉곡천II-2 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 69
그림 2.15. 봉곡천II-3 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 69
그림 2.16. 봉곡천II-4 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 69
그림 2.17. 평촌천 UAV 영상 70
그림 2.18. 평촌천-1 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 70
그림 2.19. 평촌천-2 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 71
그림 2.20. 평촌천-3 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 71
그림 2.21. 평촌천-4 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 71
그림 2.22. 서곡천 UAV 영상 72
그림 2.23. 서곡천-1 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 72
그림 2.24. 서곡천-2 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 73
그림 2.25. 서곡천-3 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 73
그림 2.26. 서곡천-4 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 73
그림 2.27. 암골천 UAV 영상 74
그림 2.28. 암골천-1 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 74
그림 2.29. 암골천-2 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 75
그림 2.30. 암골천-3 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 75
그림 2.31. 암골천-4 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 75
그림 2.32. 덕산천 UAV 영상 76
그림 2.33. 덕산천-1 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 76
그림 2.34. 덕산천-2 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 77
그림 2.35. 덕산천-3 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 77
그림 2.36. 덕산천-4 UAV 영상(좌) 및 객체기반분류(우) 77
그림 2.37. 봉곡천I 피복분류도 78
그림 2.38. 봉곡천I-1 UAV 영상(좌) 및 피복분류도(우) 78
그림 2.39. 봉곡천I-2 UAV 영상(좌) 및 피복분류도(우) 79
그림 2.40. 봉곡천I-3 UAV 영상(좌) 및 피복분류도(우) 79
그림 2.41. 봉곡천I-4 UAV 영상(좌) 및 피복분류도(우) 79
그림 2.42. 봉곡천II 피복분류도 80
그림 2.43. 봉곡천II-1 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 80
그림 2.44. 봉곡천II-2 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 81
그림 2.45. 봉곡천II-3 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 81
그림 2.46. 봉곡천II-4 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 81
그림 2.47. 평촌천 피복분류도 82
그림 2.48. 평촌천-1 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 82
그림 2.49. 평촌천-2 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 83
그림 2.50. 평촌천-3 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 83
그림 2.51. 평촌천-4 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 83
그림 2.52. 서곡천 피복분류도 84
그림 2.53. 서곡천-1 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 84
그림 2.54. 서곡천-2 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 85
그림 2.55. 서곡천-3 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 85
그림 2.56. 서곡천-4 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 85
그림 2.57. 암골천 피복분류도 86
그림 2.58. 암골천-1 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 86
그림 2.59. 암골천-2 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 87
그림 2.60. 암골천-3 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 87
그림 2.61. 암골천-4 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 87
그림 2.62. 덕산천 피복분류도 88
그림 2.63. 덕산천-1 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 88
그림 2.64. 덕산천-2 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 89
그림 2.65. 덕산천-3 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 89
그림 2.66. 덕산천-4 UAV 영상(좌) 및 피복분류(우) 89
그림 2.67. 유송잡물 집적량 산정 최적화 순서도 95
그림 3.1. 폭 1.5m 수로 평면도 99
그림 3.2. 폭 1.5m 직선수로 전경 100
그림 3.3. 3m×3m 2련 수로암거 도면 102
그림 3.4. 1 / 10 모형암거 전경 103
그림 3.5. 부분차단 조건의 암거모형 104
그림 3.6. 유송잡물 집적전 유입부 흐름(차단율 0%) 106
그림 3.7. 유송잡물 집적후 측면 흐름(차단율 0%) 106
그림 3.8. 유송잡물 집적후 유출부 흐름(차단율 0%) 107
그림 3.9. 유송잡물 집적후 유입부 흐름(차단율 5%) 108
그림 3.10. 유송잡물 집적후 측면 흐름(차단율 5%) 108
그림 3.11. 유송잡물 집적후 유출부 흐름(차단율 5%) 109
그림 3.12. 유송잡물 집적후 유입부 흐름(차단율 10%) 110
그림 3.13. 유송잡물 집적후 측면 흐름(차단율 10%) 110
그림 3.14. 유송잡물 집적후 유출부 흐름(차단율 10%) 111
그림 3.15. 유송잡물 집적후 유입부 흐름(차단율 15%) 112
그림 3.16. 유송잡물 집적후 측면 흐름(차단율 15%) 112
그림 3.17. 유송잡물 집적후 유출부 흐름(차단율 15%) 113
그림 3.18. 유송잡물 집적후 유입부 흐름(차단율 20%) 114
그림 3.19. 유송잡물 집적후 측면 흐름(차단율 20%) 114
그림 3.20. 유송잡물 집적후 유출부 흐름(차단율 20%) 115
그림 3.21. 유송잡물 집적후 유입부 흐름(차단율 25%) 116
그림 3.22. 유송잡물 집적후 측면 흐름(차단율 25%) 116
그림 3.23. 유송잡물 집적후 유출부 흐름(차단율 25%) 117
그림 3.24. 수위계측 측선 및 측점 118
그림 3.25. 차단율 0% 일 경우 수면형 121
그림 3.26. 차단율 5% 일 경우 우안통로에서의 수면형(차단없음) 122
그림 3.27. 차단율 5% 일 경우 좌안통로에서의 수면형(차단율 5%) 122
그림 3.28. 차단율 10% 일 경우 우안통로에서의 수면형(차단없음) 123
그림 3.29. 차단율 10% 일 경우 좌안통로에서의 수면형(차단율 10%) 123
그림 3.30. 차단율 15% 일 경우 우안통로에서의 수면형(차단없음) 124
그림 3.31. 차단율 15% 일 경우 좌안통로에서의 수면형(차단율 15%) 124
그림 3.32. 차단율 20% 일 경우 우안통로에서의 수면형(차단없음) 125
그림 3.33. 차단율 20% 일 경우 좌안통로에서의 수면형(차단율 20%) 125
그림 3.34. 차단율 25% 일 경우 우안통로에서의 수면형(차단없음) 126
그림 3.35. 차단율 25% 일 경우 좌안통로에서의 수면형(차단율 25%) 126
그림 3.36. 유속계측 측선 및 측점 126
그림 3.37. 차단율 0% 일 경우 지점별 유속 127
그림 3.38. 차단율 0% 일 경우 유속분포도 127
그림 3.39. 차단율 5% 일 경우 지점별 유속 128
그림 3.40. 차단율 5% 일 경우 유속분포도 128
그림 3.41. 차단율 10% 일 경우 지점별 유속 129
그림 3.42. 차단율 10% 일 경우 유속분포도 129
그림 3.43. 차단율 15% 일 경우 지점별 유속 130
그림 3.44. 차단율 15% 일 경우 유속분포도 130
그림 3.45. 차단율 20% 일 경우 지점별 유속 131
그림 3.46. 차단율 20% 일 경우 유속분포도 131
그림 3.47. 차단율 25% 일 경우 지점별 유속 132
그림 3.48. 차단율 25% 일 경우 유속분포도 132
그림 3.49. 차단율에 수위상승비 비교(우안통로 차단없음) 133
그림 3.50. 차단율에 수위상승비 비교(좌안통로 차단있음) 133
그림 3.51. 차단율에 따른 유출부 유속변화 134
그림 3.52. 차단조건 및 차단율에 따른 유출부 유속변화 135
그림 3.53. 유송잡물 영향인자 139
그림 3.54. Fr에 따른 수위상승비 142
그림 3.55. 유송잡물 폭비와 수위상승비 143
그림 3.56. 유송잡물 높이비와 수위상승비 143
그림 3.57. 원형수로의 수리특성곡선(도로 배수시설 설계 및 관리지침, 2012) 144
그림 3.58. 좌안 콘크리트와 돌망태 접합부의 세굴 파괴 모습 149
그림 3.59. 파괴된 보의 잔해 150
그림 3.60. 보 접합부 세굴파괴 150
그림 3.61. 하상세굴로 인한 파괴 150
그림 3.62. 물받이 및 바닥보호공 150
그림 3.63. 회산교 상류보 우안 150
그림 3.64. 회산교 상류 보 좌안 150
그림 3.65. 하류바닥보호공 파괴 151
그림 3.66. 연결호안 및 밑다짐공 파괴 151
그림 3.67. 우안 콘크리트 붙임공 이면 세굴 침하 151
그림 3.68. 물받이 끝단에서 발생하고 있는 파이핑 152
그림 4.1. 실험 수로내 교각 모형 설치 156
그림 4.2. 우회말뚝 설치(교각-말뚝 0.3m) 156
그림 4.3. 우회말뚝 설치(교각-말뚝 0.5m) 157
그림 4.4. 우회말뚝 설치(교각-말뚝 1.0m) 157
그림 4.5. 유송잡물 길이 0.90m에 대한 집적률 비교 159
그림 4.6. 저감시설이 없는 경우(유송잡물 길이 0.90m) 집적률 비교 160
그림 4.7. 교각-말뚝 0.3m인 경우(유송잡물 길이 0.90m) 160
그림 4.8. 교각-말뚝 1.0m인 경우(유송잡물 길이 0.90m) 161
그림 4.9. 유송잡물 길이 0.45m에 대한 집적률 비교 162
그림 4.10. 저감시설이 없는 경우(유송잡물 길이 0.45m) 집적률 비교 163
그림 4.11. 교각-말뚝 0.3m인 경우(유송잡물 길이 0.45m) 163
그림 4.12. 교각-말뚝 1.0m인 경우(유송잡물 길이 0.45m) 164
그림 4.13. 한국건설기술연구원 하천실험센터 165
그림 4.14. 모형교량 165
그림 4.15. 실험 수로 내 교량 설치 166
그림 4.16. 스위퍼의 설치(front view) 167
그림 4.17. 스위퍼의 설치(top view) 167
그림 4.18. 실험용 유송잡물 168
그림 4.19. 스위퍼 설치 전 저유량 조건 169
그림 4.20. 스위퍼 설치 전 고유량 조건 170
그림 4.21. 스위퍼 설치 후 저유량 조건 170
그림 4.22. 스위퍼 설치 후 고유량 조건 171
그림 4.23. 유송잡물의 길이별 집적량(a)1 drop (b)2 drop 174
그림 4.24. 흐름조건에 따른 유송잡물의 최대집적률... 176
그림 4.25. 스위퍼를 이용한 유송잡물 우회 방식 177
그림 4.26. 투하방법에 따른 유송잡물의 집적 변화(a)1 drop (b)2 drop 180
그림 4.27. 유량 조건 별 유송잡물의 스위퍼 집적률 182
그림 4.28. 투하방법에 따른 유송잡물의 집적률 비교(a)1 drop (b)2 drop 184
그림 4.29. 스위퍼 설치 시 흐름조건에 따른 집적률 (a)1 drop (b)2 drop 185
그림 4.30. 차단시설 없는 경우 187
그림 4.31. 우회말뚝 0.8m 187
그림 4.32. 우회말뚝 1.4m 188
그림 4.33. 우회말뚝 2.0m 188
그림 4.34. 실험 조건별 집적률 비교 190
그림 4.35. 우회말뚝이 없는 경우 집적실험(3.0㎥ / s) 190
그림 4.36. 우회말뚝 0.8m 집적실험(3.0㎥ / s) 191
그림 4.37. 우회말뚝 1.4m 집적실험(3.0㎥ / s) 191
그림 4.38. 우회말뚝 2.0m 집적실험(3.0㎥ / s) 192
그림 4.39. 실험 조건별 집적률 비교 193
그림 4.40. 우회말뚝이 없는 경우 집적실험(2.0㎥ / s) 194
그림 4.41. 우회말뚝 0.8m 집적실험(2.0㎥ / s) 194
그림 4.42. 우회말뚝 1.4m 집적실험(2.0㎥ / s) 195
그림 4.43. 우회말뚝 2.0m 집적실험(2.0㎥ / s) 195
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