그림 1.1. 제방붕괴사례 유형 분포 35

그림 1.2. 배수통문관련 제방 붕괴 사례 37

그림 1.3. 세부 연구목표 38

그림 1.4. 연구수행체계 43

그림 1.5. 거시 기술로드맵 44

그림 1.6. 미시 기술로드맵 45

그림 1.7. 2013년도 기술로드맵 45

그림 1.8. 세부기술간 상관도 46

그림 1.9. TDR센서를 이용한 포화도 관계곡선 작성 방법 49

그림 1.10. TDR센서에 작용하는 토압 50

그림 1.11. TDR데이터의 해석 50

그림 1.12. 전류값에 따른 광섬유센서의 온도실험 51

그림 1.13. 광섬유센서의 온도실험 51

그림 1.14. 전기비저항 탐사 결과 52

그림 1.15. STA. 140에서 획득한 전기비저항 값의 변화 52

그림 1.16. STA. 140에서 획득한 온도에 따른 전기비저항 값의 변화 53

그림 1.17. 실험에 사용된 실대형 제방 사진 56

그림 1.18. 실험에 사용된 각종 계측기 매설도 56

그림 1.19. 실험에 사용된 TDR 센서 57

그림 1.20. 경계조건 변화 하에서 양방향 측정 개요도 57

그림 1.21. 경계조건 변화 시 센서 양쪽으로부터 TDR 측정 결과 58

그림 1.22. 시간경과에 따른 제방의 포화과정 59

그림 1.23. 배수 후 비탈면 사진 전경 59

그림 1.24. 본 연구에 사용된 flat-ribbon 케이블 60

그림 1.25. flat-ribbon 케이블 주변의 전자기장 분포 60

그림 1.26. 제방전경 및 모형도 61

그림 1.27. 홍수시 지하수위 및 경과시간에 따른 함수비 변화 61

그림 1.28. 강우시 경과시간에 따른 함수비 변화 62

그림 1.29. 실험에 사용된 세굴모형 장비 63

그림 1.30. 세굴/퇴적 높이에 따른 TDR 신호 63

그림 1.31. 세굴/퇴적 높이에 따른 유전상수와 전기전도도 64

그림 1.32. 세굴/퇴적 실험장비 모형 65

그림 1.33. √Ka,m/√Ka,w와 층높이 관계 실측치와 예측치 비교(이미지참조) 65

그림 1.34. √Ka,m/√Ka,w와 층높이 관계 실험결과(이미지참조) 66

그림 1.35. 층두께 결정을 위한 모식도 66

그림 1.36. TDR을 이용한 예측치와 실측치 비교 67

그림 2.1. 수문의 기본구조 73

그림 2.2. 수문조작 패널구조 74

그림 2.3. 수문 문짝의 종류 77

그림 2.4. 수문개폐 방식 78

그림 2.5. U-방재 개요도 81

그림 2.6. 원격 수문제어시스템 구성도 82

그림 2.7. 시스템 연결 구성도 82

그림 2.8. 원격제어시스템 개요도 85

그림 2.9. 일본의 통문·통관의 운용 현황도 86

그림 2.10. 미국의 수문 원격제어 사례 87

그림 2.11. 영국의 수문 원격제어 사례 88

그림 2.12. 영동군의 수문 원격제어 시스템 89

그림 2.13. 수문 원격제어시스템 흐름도 90

그림 2.14. 제어단말기의 개요 91

그림 2.15. 하천시설물 원격제어시스템 92

그림 3.1. 재난의 분류 99

그림 3.2. 하천에서 발생하는 대표적 피해유형 100

그림 3.3. 하천 피해조사 흐름도 101

그림 3.4. 재해대장 형식 104

그림 3.5. 홍수피해조사 양식 105

그림 3.6. NDMS 상황관리체계도 107

그림 3.7. FEMA NRF 웹사이트 109

그림 3.8. 미국의 수해조사 및 복구체계 흐름도 111

그림 3.9. 일본 방재무선 통신망 112

그림 3.10. 중앙방재무선망에 의한 재해시의 영상 정보 등의 공유 113

그림 3.11. 일본의 수해조사 및 복구체계 흐름도 114

그림 3.12. 캐나다 재난관리용 통신망 구조 115

그림 3.13. 호주의 재난정보포털 116

그림 3.14. 하천시설물의 안전점검체계 118

그림 3.15. 하천시설물의 손상 사례 120

그림 4.1. 국토해양부 하천관리 조직체계 130

그림 4.2. 미국의 하천시설관리 조직체계 133

그림 4.3. 빅츠버그 공병지구대의 조직체계 133

그림 4.4. 프랑스의 유역 구분 134

그림 4.5. 수문 관리대장 사례와 일반적인 관리대장 형식 140

그림 4.6. 수문 관리카드 사례와 일반적인 관리카드 형식 141

그림 4.7. 표준화된 수문 관리대장 143

그림 5.1. 제방 붕괴의 메커니즘 149

그림 5.2. 마리오트 사이폰 원리 152

그림 5.3. 모리이가 개발한 GWP법을 이용한 투수실험장면 및 투수시험기 153

그림 5.4. 수치계산에 따른 GWP법과 E-19법의 비교 155

그림 5.5. 경과년수에 따른 안정성 변화 모식도 및 간이 측정장비 156

그림 5.6. 기존 콘관입측정기 및 간이 측정장비 157

그림 5.7. GWP 투수시험기 도면 및 장비전경 158

그림 5.8. 개발시험 장비의 도면 및 전경 159

그림 5.9. 개발 강도시험장비의 도면 및 전경 160

그림 5.10. 개발 투수시험장비의 도면 및 구성 161

그림 5.11. 개발 투수 및 강도실험장비 162

그림 5.12. KICT-I형으로 측정한 유출량의 시간변화 165

그림 5.13. 횡단실험 수행 현장의 입도분포곡선 168

그림 5.14. 현장 투수실험 실시위치 168

그림 5.15. 투수시험 실시 장면 168

그림 5.16. 투수시험 실시 장면 169

그림 5.17. 투수시험 실시 장면 169

그림 5.18. 강경제(화강풍화토 제방)에서 실시한 현장투수시험 결과 171

그림 5.19. 구담제(화강풍화토 제방)에서 실시한 현장투수시험 결과 171

그림 5.20. 지보제(모래 제방)에서 실시한 현장투수시험 결과 171

그림 5.21. 현장 횡단 콘관입시험 실시위치 172

그림 5.22. 현장 콘관입실험 실시 장면 173

그림 5.23. 현장 콘관입실험 실시 장면 173

그림 5.24. 현장 콘관입실험 실시 장면 173

그림 5.25. 횡단방향 정적 콘관입실험결과 174

그림 5.26. 현장 간이강도실험 실시 위치 176

그림 5.27. 현장 콘관입시험 실시위치 177

그림 5.28. 제방의 준공년도에 따른 콘 저항력 194

그림 5.29. 제방에 따른 콘 저항력 194

그림 5.30. 실내실험 시료의 공학적 특징 198

그림 6.1. 배수통문 하부 공동에 의한 붕괴 메카니즘 204

그림 6.2. 타음조사 기본원리 206

그림 6.3. 전기비저항 모니터링 시스템 개요 207

그림 6.4. 지중레이더 탐사 원리 207

그림 6.5. 연통시험 모식도 208

그림 6.6. TDR 기법을 이용한 배수통문 하부 공동 탐사 개념도 209

그림 6.7. Karlsruhe 대학의 실험제방 모형 211

그림 6.8. 교각 세굴 모니터링을 위한 TDR 실험모형 213

그림 6.9. 홍수 시 피어기초 하부의 침하모니터링 213

그림 6.10. 폐광 케이블 매설 위치에 따른 지표면 상태 및 TDR모니터링 결과 214

그림 6.11. 동결-융해 시 지반거동 모니터링 장비 215

그림 6.12. TDR과 사면경사계를 이용한 사면과 지반의 거동 모니터링 215

그림 6.13. 막장위치에 따른 TDR신호 변화 216

그림 6.14. 지하 암반내 TDR설치 방법 217

그림 6.15. 제방내 TDR설치 217

그림 6.16. 사면 파괴시 TDR센서에 작용하는 토압 측정 218

그림 6.17. 실험재료의 입도분포 곡선 221

그림 6.18. 실험재료의 다짐 곡선 221

그림 6.19. 건기연 보유 TDR장비 개요 및 PDA 화면 222

그림 6.20. 건기연 보유 TDR장비 구성품 223

그림 6.21. 실내실험을 위한 아크릴 원통 모식도 224

그림 6.22. TDR 장비의 영향범위 평가 실험 장면 225

그림 6.23. 물과 공기 중에서의 유전상수 변화 225

그림 6.24. 아크릴 원통 직경에 따른 유전상수 변화 226

그림 6.25. 함수비 및 밀도의 영향평가 실험 장면 227

그림 6.26. 함수비 변화에 따른 유전상수 거동 229

그림 6.27. 건조밀도 변화에 따른 유전상수 거동 229

그림 6.28. 케이싱의 영향평가 실험 장면 230

그림 6.29. 지반교란의 영향평가 실험 장면 230

그림 6.30. 케이싱 사용에 따른 유전상수 거동 231

그림 6.31. 지반교란에 따른 유전상수 거동 232

그림 6.32. 적용성 평가 실험 장면 233

그림 6.33. 배수통문 하부 공동 발생에 따른 유전상수 거동 234

그림 6.34. 공동발생에 따른 유전상수 값 변화 모식도 235

그림 7.1. 바코드 242

그림 7.2. RFID의 사용 시스템 FLOW 예시 243

그림 7.3. QR코드 244

그림 7.4. 효율적인 시설물 관리를 위한 정보인식기 활용방안 244

그림 7.5. 서울도시철도공사와 포스코의 스마트폰 업무도입 예 245

그림 7.6. 배수통문 현장조사 시스템 로그인 화면 246

그림 7.7. 수계 선택 및 배수통문 선택 화면 247

그림 7.8. 배수통문 일반현황 조회 화면 247

그림 7.9. 육안조사 결과 입력 248

그림 7.10. TDR 시험 결과 정보관리 시스템 로그인 화면 249

그림 7.11. 수계 선택 및 배수통문 선택 화면 249

그림 7.12. 배수통문 일반현황 조회 화면 250

그림 7.13. TDR 평가 시험 위치 및 사진 입력 화면 250

그림 7.14. TDR 평가 시험 결과 화면 251

그림 7.15. TDR 평가 시험 조회 화면 251

그림 7.16. 하천제방 간이조사 평가관리 시스템 로그인 화면 252

그림 7.17. 수계 선택 및 배수통문 선택 화면 253

그림 7.18. 배수통문 일반현황 조회 화면 253

그림 7.19. 간이조사 위치 및 사진 입력 화면 254

그림 7.20. 강도 시험 결과 입력 및 리스트 화면 254

그림 7.21. 투수 시험 결과 입력 및 리스트 화면 255

그림 7.22. Fuji Heavy Industries Ltd. RPH-2 257

그림 7.23. 센서 장착 모습 257

그림 7.24. MIRAMAP & E-Producties GC-201 258

그림 7.25. Yamaha Motor R-50 258

그림 7.26. Hirobo SST EAGLE FREYA EVOLUTION 259

그림 7.27. Yamaha Motor R-MAX 260

그림 7.28. 무인헬기를 이용한 촬영사진 분석 260

그림 7.29. JRPROPO VOYAGER GSR260 261

그림 7.30. 등고선 중첩도 262

그림 7.31. 등고선 중첩도 262

그림 7.32. 무선조종 헬기를 이용한 촬영시스템 구조 263

그림 7.33. 스테레오 카메라 264

그림 7.34. 무선조종 헬기를 이용한 재해조사 및 개선 265

그림 8.1. WAMIS 시스템 구성도 269

그림 8.2. WAMIS에서 제공되는 대표적인 수자원정보 270

그림 8.3. WINS를 통한 물관련정보유통 개념도 271

그림 8.4. RIMGIS 화면 및 시스템 구성도 272

그림 8.5. 시설물정보관리 종합시스템 개념도 280

그림 8.6. 건설CALS포탈시스템에서 제공되는 일반 및 고속국도 현황 280

그림 8.7. 건설CALS포탈시스템에서 제공되는 도로별 교량 및 터널 현황 281

그림 8.8. 개괄적 HMS 활용 흐름도 282

그림 8.9. 시설물정보종합관리시스템(FMS)에서 제공되는 시설물관리 현황 290

그림 8.10. USACE의 제방정보입력방법 293

그림 8.11. 제방의 상세정보 294

그림 8.12. 제방의 현황 확대지도 294

그림 8.13. 일본 신농천 하천정보관리 시스템 사례 295

그림 8.14. 국가재난관리정보시스템 296

그림 8.15. FEMA의 재난정보 299

그림 8.16. FEMA 조직도 299

그림 8.17. 기존의 피해조사 기간 303

그림 8.18. 방재연구소 재해대장 사용형식 304

그림 8.19. 홍수 피해조사 양식 305

그림 8.20. 항공위성영상기반 피해정보 시스템 306

그림 8.21. Mobile GIS 현장조사 시스템 307

그림 8.22. 하천 시설 피해조사 대장 308

그림 8.23. 하천시설 피해조사 대장 목록 화면 309

그림 8.24. 하천시설 피해조사 대장 상세정보 입력 310

그림 8.25. 하천시설 피해조사 대장 상세정보 조회, 수정, 삭제 화면 311

그림 8.26. 제방피해(붕괴/손상) 입력 화면 312

그림 8.27. 수리시설 피해(붕괴/손상) 입력 화면 313

그림 9.1. 하천제방누수에 의한 붕괴 메카니즘 318

그림 9.2. 세계 각국의 다양한 제체누수 모니터링시스템 319

그림 9.3. TDR센서의 종류 320

그림 9.4. 실험재료의 입도분포 곡선 322

그림 9.5. 실험재료의 다짐 곡선 322

그림 9.6. 실험에 사용된 아크릴실험토체 323

그림 9.7. 실내실험을 위한 아크릴 원통 모식도 324

그림 9.8. 소형실험토체 제작 및 유전상수 측정 장면 325

그림 9.9. 배수통문 하부 공동탐사를 위한 실험 개요도 326

그림 9.10. 공동크기에 따른 효율성 평가 실험 장면 326

그림 9.11. 건기연 보유 TDR장비 개요 및 PDA 화면 329

그림 9.12. 건기연 보유 TDR장비 구성품 330

그림 9.13. 사용 탐침형 TDR 제원 331

그림 9.14. 실험토체 직경에 따른 유전상수 변화 332

그림 9.15. 흙의 삼상도 334

그림 9.16. 함수비에 따른 유전상수 변화 336

그림 9.17. 단위중량 변화에 따른 유전상수 변화 339

그림 9.18. 세굴모형실험 개요도 및 장면 341

그림 9.19. 배수통문 하부 공동 발생에 따른 유전상수 변화 344

그림 10.1. 해석에 사용된 유한요소망 350

그림 10.2. 해석에 사용된 수위조건 351

그림 10.3. 수위변화에 따른 제체내 침윤특성 352

그림 10.4. 정상침투해석과 비정상침투 해석결과의 비교 354

그림 10.5. 모형제방의 계측기 매설도 355

그림 10.6. 시간경과에 따른 지점별 포화도 변화곡선 355

그림 10.7. 시간경과에 따른 침윤선 변화도 355

그림 10.8. 제체 내 침윤특성 평가위치 356

그림 10.9. 고수위 지속시간에 따른 제체 내 침윤특성 357

그림 10.10. TDR센서의 종류 및 개요도 358

그림 10.11. 매설 TDR센서 359

그림 10.12. 분포형 TDR센서 및 데이터 로거 359

그림 10.13. 모형제방의 단계별 시공순서 361

그림 10.14. 모형제방 시공장면 361

그림 10.15. 모형제방에 대한 들밀도 시험결과 364

그림 10.16. TDR센서 매설 위치 364

그림 10.17. 튜브형 TDR센서 매설 366

그림 10.18. CAP형 TDR센서 매설 366

그림 10.19. 분포형 TDR센서 매설 367

그림 10.20. TDR센서 매설 완공 장면 368

그림 10.21. 센서별 측정 지점 369

그림 10.22. 시간경과에 따른 각 지점별 포화도 변화 371

그림 10.23. TDR센서의 종류 및 개요도 373

그림 10.24. 수위 변화에 따른 포화도 측정 결과 및 침윤영역의 변화 373

그림 10.25. 수위 변화에 따른 센서별 포화도 측정 결과 및 수치해석결과 375

그림 11.1. 활동에 의한 제방붕괴개요도 381

그림 11.2. 강우침투에 의한 제방 비탈면붕괴 개요도 382

그림 11.3. 실험재료의 입도분포 곡선 383

그림 11.4. 실험재료의 다짐 곡선 383

그림 11.5. 소형실험토체 제작 및 유전상수 측정 장면 385

그림 11.6. 함수비에 따른 유전상수 변화 387

그림 11.7. 함수율에 따른 유전상수 변화 390

그림 11.8. 건조단위중량 및 유전상수값 변화에 따른 함수비 관계곡선 391

그림 11.9. 건조단위중량 및 유전상수값 변화에 따른 포화도 관계곡선 392

그림 11.10. 물로 충진된 배수통문 하부공동크기 및 단위중량 변화에 따른 유전상수 변화 395

그림 11.11. 공기로 충진된 배수통문 하부공동크기 및 단위중량 변화에 따른 유전상수 변화 396

그림 12.1. 2002년 홍수피해특성 403

그림 12.2. 활동에 의한 제방붕괴개요도 및 전경 403

그림 12.3. 강우침투에 의한 제방 비탈면붕괴 개요도 405

그림 12.4. 전기탐사법 개념도 406

그림 12.5. 전기비저항탐사 자동측정 시스템 408

그림 12.6. 하천제방누수탐사를 위한 2차원 전기비저항탐사 사례 409

그림 12.7. 전기탐사법 성과도 411

그림 12.8. TDR탐사법 모식도 412

그림 12.9. TDR센서의 종류 및 개요도 414

그림 12.10. TDR 기법을 이용한 하천제방 및 배수통문 누수탐사 개요도 415

그림 12.11. 사용 탐침형 TDR 제원 416

그림 12.12. 실험토체 직경에 따른 유전상수 변화 416

그림 12.13. 건조단위중량 및 유전상수값 변화에 따른 포화도 관계곡선 417

그림 12.14. TDR장비 구성 418

그림 12.15. 제방누수탐사를 위한 TDR 설치 개요도 및 침윤특성곡선 419

그림 12.16. 굴절법 탄성파 탐사법 개념도 421

그림 12.17 굴절법 탄성파 탐사법에 의한 현장실험 전경 423

그림 12.18 굴절법 탄성파 탐사법 성과도 424