산사태의 발생

우리나라는 연간 강우량의 절반 이상이 여름에 편중되어 있습니다. 이 시기 집중되는 호우로 인해 암반층 위에 지하수가 차오르게 되고 토양의 결속력이 약해짐에 따라 산사태가 발생하게 됩니다.

따라서 국립산림과학원에서는 인명 및 재산 피해를 줄이기 위해 5월 15일부터 10월 15일까지를 산사태 조심기간으로 정하고 산사태예측분석센터를 운영하고 있다고 합니다.

산사태 피해 방지 : 사방댐

산사태를 예방하고 피해를 최소화하는 가장 좋은 방법은 사방댐입니다.

사방댐은 산사태로 인해 상류에서 내려오는 자갈과 흙 등을 차단하고 흘러내리는 물의 흐름을 늦춰 하류 지역의 산사태 피해를 막습니다.

계곡의 수문 환경과 토사 이동 특성을 체계적으로 분석하면 보다 효과적인 사방댐 설계와 시공이 가능합니다.

효과적인 사방댐 설계를 위해 토사유출 모니터링이 필요!

씨앤에치아이앤씨는 토사유출 모니터링, 소류사 모니터링, 산사태 모니터링과 관련하여

2015년부터 꾸준히 장비 세팅 및 유지보수, 데이터 관리를 진행해오며 산림유역의 토사유출 측정 분야의 경력을 쌓아왔습니다.

이런 경험을 바탕으로 진행한 산림유역 토사유출 측정 연구기반 시설 구축 프로젝트를 진행하게 됐습니다.

산림유역 토사유출 측정 연구기반 시설 구축 현장

씨앤에치아이앤씨는 수년간의 유출 모니터링 시스템 설치와 관리를 수행하면서 노하우를 갖춘 인력을 보유하고 있습니다.

그리고 국내외 소류사, 수문 및 방재 모니터링 등 다양한 환경에서 검증된 측성센서와 데이터로거를 이용해 체계적인 설치와 관리가 이루어집니다.

산림유역 토사유출 측정 연구 기반 시설 구축은 크게 소류사를 모니터링하는 하이드로폰과 핏트, 수문모니터링, 데이터 수집 및 전송의 4개 시스템으로 구성됩니다.

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각 측정 센서와 관측 장비들은 사이트 내의 적절한 곳에 배치되어 각자의 역할을 수행하게 됩니다.

핏트 침사지에서는 핏트 게이지에 들어온 소류사의 무게를 측정하며, 소류사가 파이프에 충돌하여 음파가 발생하면 하이드로폰에서 그 신호를 출력합니다.

그리고 사이트의 유속과 수위, 강우량이 함께 측정되며 사이트의 수문환경을 모니터링하게 되고, 소류사가 내려오면서 발생하는 부유물의 탁도 역시 측정됩니다.

그리고 카메라를 통해 강우사상 영상을 확보합니다. 그리고 이 함체는 보호휀스와 안내판에 의해 일반적인 접근이 금지됩니다.

하이드로폰과 피트 유사계의 측정원리

시스템 배치도

산림유역의 토사유출을 모니터링하는 시스템의 배치도입니다. 각 센서와 관측 장비에서 획득한 데이터는 데이터로거에 수집됩니다.

수집된 데이터는 원하는 간격으로 원격 전송해 원격지에서 데이터를 확인하고 관리할 수 있습니다. 그리고 솔라패널을 이용해 자체적으로 전원을 공급하게 됩니다.

주요 장비 소개

현장 사진

하이드로폰 시멘트 되메움

하이드로폰을 설치할 때에는 원지반으로 인한 음향 시그널의 왜곡을 방지해야 합니다.

따라서 하이드로폰 센서 상부와 주변에 시멘트를 이용해 평탄화 작업을 수행했습니다.

해당 장비에 가장 적합한 베이스 시공으로 측정값의 정확도를 향상하고 오류를 줄일 수 있습니다.

스테인리스 스틸 핏트 매설

사진 속 모습은 로드셀 설치 후 스테인리스스틸 핏트를 매설하는 모습입니다.

소류사의 정확한 무게측정을 위해 왼쪽 모식도와 같이 핏트의 각 모서리 4방향에 로드셀 센서를 설치해 동시 측정이 이루어지도록 해야 합니다.

데이터 연계를 위해 하이드로폰 센서와 가까운 곳에 설치했으며, 소류사 채취를 위한 상부 개폐가 가능해야 합니다.

그리고 부력에 의해 샘플러의 유동이 발생하지 않도록 주의해야 합니다.

수문환경과 유속을 측정할 수위계, 탁도센서, 유속계를 설치하는 모습입니다.

각 센서는 정확한 측정을 위해 가장 좋은 환경을 고려하여 설치하고, 강우와 토사유출시에도 안정적인 측정이 가능하도록 별도의 하우징을 하게 됩니다.

강우계측센서와 데이터로거 및 배터리 보호함체가 들어간 보호펜스의 모습입니다.

그리고 강우 사상을 확인하기 위해 타임랩스 카메라가 하이드로폰 센서와 핏트까지 촬영하도록 설치했습니다.

데이터 수집과 확인

사업 담당자는 저장된 데이터에 접근하여 웹에서 확인이 가능하고, 데이터 관리를 위해 엑셀 데이터로도 출력할 수 있습니다.

적절한 사방댐의 규모와 위치를 결정할 때에 이 데이터를 활용할 수 있습니다.

씨앤에치아이앤씨에서는 센서의 기본적인 측정 원리와 데이터를 확인하고 관리하는 방법에 대한 이론과 실습에 대해 적극적인 교육과 원활한 소통을 보장하고 있습니다.

그리고 안정적인 시스템 운영을 위해 S/W와 H/W 등 분야별로 전문적인 유지보수 인원을 배치하고 있습니다.

현재는 정확하고 안정적인 토사유출 모니터링 시스템을 위해 제조사와 긴밀한 협력을 통해 고도화된 장비 개발에도 박차를 가하고 있습니다.

기후 변화로 인해 더 잦아지는 산지의 토사재해로 인한 피해 역시 늘어나고 있는 실정입니다.

토사유출 모니터링 시스템과 관련하여 궁금하신 점이 있으시면 문의주세요.