KR101739117B1 - 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저수지 수위, 여수량 및 방류량을 측정하기 위한 기기가 복수개가 구비되어 각각에서 측정된 복수개의 측정값을 상호 비교함으로써 수위, 여수량 및 방류량을 측정하는 기기의 이상 여부을 진단하여 조기에 조치할 수 있도록 한 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템은, 저수지 수위를 측정하기 위한 수위 측정기와, 저수지 둑의 여수로로 넘치는 물의 양을 측정하기 위한 여수량 측정기와, 상기 수위 측정기 및 여수량 측정기에 의해 측정된 정보를 수집하여 송신하기 위한 저수지 관리기와, 상기 저수지 관리기로부터 송신된 정보를 수신하여 해당 정보를 처리하여 저수지 상태를 파악하고 이를 송신하는 관리자 서버가 구비된 저수지 통합 관리 시스템에 있어서, 상기 수위 측정기 또는 상기 여수량 측정기는 동일한 측정 위치에 복수개가 구비되고, 상기 저수지 관리기 또는 상기 관리자 서버는 수위 측정기 또는 여수량 측정기 복수개 각각에 의해 측정된 측정값을 비교하여 비교된 값이 기준값을 벗어나는 경우 복수개의 수위 측정기 또는 상기 여수량 측정기 중 일부에 이상이 있는 것으로 판단하고, 상기 저수지 관리기 또는 관리자 서버는 수위 측정기 또는 상기 여수량 측정기 중 일부에 이상이 있다는 정보를 출력하거나 송신하는 것을 특징으로 한다.

Description

자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템{SYSTEM FOR INTEGRATED MANAGEMENT OF RESERVOIR SELF-DIAGNOSIS}

본 발명은 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저수지 수위, 여수량 및 방류량을 측정하기 위한 기기가 복수개가 구비되어 각각에서 측정된 복수개의 측정값을 상호 비교함으로써 수위, 여수량 및 방류량을 측정하는 기기의 이상 여부을 진단하여 조기에 조치할 수 있도록 한 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에 관한 것이다.

농업 생산품의 수량과 품질을 유지하기 위해서는 빗물 이외에 부족한 물을 저수지나 양수장 같은 수리시설로부터 인위적으로 공급해 주는 관개가 필수적이다. 근래에는 전 세계적인 물부족 심화 현상과 함께 한국에도 빈번한 가뭄과 홍수에 따른 농업저수지의 과학적이고 효율적인 운영의 필요성이 절실해지고 있는 실정이다.

농업 저수지의 본래의 기능인 농업용수 공급과 더불어 홍수예방을 수행하기 위해서는 저수지의 수위와 그에 따른 저수량 자료를 정확히 계측하는 것이 필수적으로 선행되어야 하며 정확하고 신뢰성 있는 저수위 계측자료는 농업저수지의 시기별, 지역별 적정 조작, 운영에 기본이 되는 사항으로써 이를 토대로 저수량과 저수율을 파악하여 물관리의 판단자료로 활용된다.

이러한 저수지의 유지관리를 위해 많은 계측 시스템들을 설치하고 저수지를 관리하는 시스템이 많이 도입되고 있는데, 최근 기상이변으로 인한 저수지 둑 붕괴로 인한 자연재해의 위험성이 더욱 커지고 있다.

따라서, 저수지의 상태를 실시간으로 모니터링하고 위험상황을 대비하고 이를 관리자 및 위험지역에 신속히 전파할 수 있는 시스템의 구축이 매우 필요해지고 있다.

그럼에도 불구하고, 현재까지는 저수지 상태를 모니터링하고 관리하기 위한 기술로는 대한민국 등록특허 제10-1032679호(사통식 저수지에서 압력센서를 이용한 수위 관측 시스템), 대한민국 등록특허 제10-1074586호(농업 저수지용 무인 수질측정 및 시료채취장치)나 대한민국 공개특허 제10-2004-0060633호(저수지의 보 및 제방용 수문) 등과 같이 저수지의 수위나 수질을 측정하고, 측정된 수위에 따라 수문을 제어하여 방류하는 정도의 시스템이 개발되어 있는 실정이다.

상기와 같은 종래의 저수지 상태를 모니터링하는 기술은 저수지 수위, 여수량 등을 측정하는 장비에 고장이나 이상이 발생하는 경우에도 이에 대한 상태를 조기에 파악할 수 없는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 저수지 수위, 여수량 및 방류량을 측정하기 위한 기기가 복수개가 구비되어 각각에서 측정된 복수개의 측정값을 상호 비교함으로써 수위, 여수량 및 방류량을 측정하는 기기의 이상 여부을 진단하여 조기에 조치할 수 있도록 한 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템을 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템은, 저수지 수위를 측정하기 위한 수위 측정기와, 저수지 둑의 여수로로 넘치는 물의 양을 측정하기 위한 여수량 측정기와, 상기 수위 측정기 및 여수량 측정기에 의해 측정된 정보를 수집하여 송신하기 위한 저수지 관리기와, 상기 저수지 관리기로부터 송신된 정보를 수신하여 해당 정보를 처리하여 저수지 상태를 파악하고 이를 송신하는 관리자 서버가 구비된 저수지 통합 관리 시스템에 있어서, 상기 수위 측정기 또는 상기 여수량 측정기는 동일한 측정 위치에 복수개가 구비되고, 상기 저수지 관리기 또는 상기 관리자 서버는 수위 측정기 또는 여수량 측정기 복수개 각각에 의해 측정된 측정값을 비교하여 비교된 값이 기준값을 벗어나는 경우 복수개의 수위 측정기 또는 상기 여수량 측정기 중 일부에 이상이 있는 것으로 판단하고, 상기 저수지 관리기 또는 관리자 서버는 수위 측정기 또는 상기 여수량 측정기 중 일부에 이상이 있다는 정보를 출력하거나 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템은, 상기 저수지 둑 경사면의 변화를 측정하기 위한 붕괴 감지기가 더 구비되고, 상기 저수지 관리기는 상기 붕괴 감지기로부터 수신된 경사면 변화에 대한 정보를 상기 관리자 서버로 송신하고, 상기 관리자 서버는 수신된 경사면 변화에 대한 정보로부터 붕괴 가능성 및 붕괴 여부를 판단하되, 상기 붕괴 감지기는 동일한 측정 위치에 복수개가 구비되고, 상기 저수지 관리기 또는 상기 관리자 서버는 붕괴 감지기 복수개 각각에 의해 측정된 측정값을 비교하여 비교된 값이 기준값을 벗어나는 경우 복수개의 붕괴 감지기중 일부에 이상이 있는 것으로 판단하고, 상기 저수지 관리기 또는 관리자 서버는 붕괴 감지기중 일부에 이상이 있다는 정보를 출력하거나 송신하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템은, 상기 저수지 둑에 구비된 방류구에 연결된 수로를 통해 흐르는 물의 유량을 측정하기 위한 수로 유량 측정기가 더 구비되고, 상기 저수지 관리기는 상기 수로 유량 측정기로부터 수신된 수로의 유량에 대한 정보를 상기 관리자 서버로 송신하고, 상기 관리자 서버는 수신된 수로의 유량에 대한 정보로부터 상기 수로에 설치된 수로 수문의 개폐 정도를 판단하되, 상기 수로 유량 측정기는 동일한 측정 위치에 복수개가 구비되고, 상기 저수지 관리기 또는 상기 관리자 서버는 수로 유량 측정기 복수개 각각에 의해 측정된 측정값을 비교하여 비교된 값이 기준값을 벗어나는 경우 복수개의 수로 유량 측정기중 일부에 이상이 있는 것으로 판단하고, 상기 저수지 관리기 또는 관리자 서버는 수로 유량 측정기중 일부에 이상이 있다는 정보를 출력하거나 송신하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템은 저수지 수위, 여수량 및 방류량을 측정하기 위한 기기가 복수개가 구비되어 각각에서 측정된 복수개의 측정값을 상호 비교함으로써 수위, 여수량 및 방류량을 측정하는 기기의 이상 여부을 진단하여 조기에 조치할 수 있도록 하는 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템을 개념적으로 도시한 도면
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템을 도시한 블럭도
도 3은 본 발명의 일실시에에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에 이용되는 수위 측정기의 일실시예를 도시한 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에서 저수지 수문 및 방류로를 도시한 단면도
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에서 이용되는 붕괴 감지기 예를 도시한 도면
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에 이용되는 수위 측정기의 다른 실시예를 도시한 단면도
도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 수위 측정기의 굴절부를 도시한 사시도
도 8은 도 6에 도시된 수위 측정기에서 투입봉의 일단부를 도시한 사시도
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에서 수위 변화로부터 저수지 둑 붕괴 가능성을 판단하기 위한 수위 변화를 개념적으로 도시한 그래프

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템을 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템을 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템을 도시한 블럭도이며, 도 3은 본 발명의 일실시에에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에 이용되는 수위 측정기의 일실시예를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에서 저수지 수문 및 방류로를 도시한 단면도이며, 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에서 이용되는 붕괴 감지기 예를 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에 이용되는 수위 측정기의 다른 실시예를 도시한 단면도이며, 도 7a 및 도 7b는 도 6에 도시된 수위 측정기의 굴절부를 도시한 사시도이고, 도 8은 도 6에 도시된 수위 측정기에서 투입봉의 일단부를 도시한 사시도이며, 도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템에서 수위 변화로부터 저수지 둑 붕괴 가능성을 판단하기 위한 수위 변화를 개념적으로 도시한 그래프이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템은 관리자 서버(70), 저수지 관리기(30), 수위 측정기(10), 여수량 측정기(20), 수로 유량 측정기(50), 붕괴 감지기(60), 저수지 수문(40), 수로 수문(51), 관리자 단말기(80) 및 경고 방송기(90)을 포함하여 구성된다.

상기 수위 측정기(10)는 저수지 수위를 측정하기 위한 구성이다. 상기 수위 측정기(10)로는 저수지 수면위에 설치되어 저수지 수면의 높이를 초음파나 레이저로 측정하는 방식이나 저수지 수면 아래로 투입되어 수압을 측정하여 압력을 수심으로 환산하여 측정하는 방식이 이용될 수 있다.

즉, 상기 수위 측정기(10)로는 저수지 수면에 초음파를 조사하고 반사된 초음파를 수신하도록 초음파 센서를 저수지 수면 상부에 설치하여 저수지 수면의 높이를 측정하는 방식이 이용될 수 있으며, 도 1 및 도 2에는 저수지 둑(B)에서 저수지 수면으로 연장된 관측교(M)의 말단에 설치된 'ㄱ'자 형상의 센서 장착부의 말단에 초음파 센서(도면에 미도시)가 수면으로 초음파를 조사하여 수신하도록 장착되고, 관측교(M)의 상부에 상기 초음파 센서를 제어하고 신호를 상기 저수지 관리기(30)와 송수신하기 위한 수위 감지 제어부(12)가 설치되어 저수지 수면의 높이를 초음파로 측정하는 방식의 예가 도시되어 있다. 상기 수위 감지 제어부(12)는 외부로부터 전력을 공급받을 수 있을 뿐만 아니라 별도의 태양광 발전 패널이 구비되어 태양광 발전으로 생성된 전력을 저장하였다가 이용할 수 있도록 구성될 수 있다.

한편, 상기 수위 측정기로는 수압을 측정하기 위한 압력 센서를 저수지 수면 아래로 투입하여 측정된 수압으로부터 저수지 수면의 높이를 측정하는 방식이 이용될 수 있는데, 도 6 내지 도 8에는 저수지 둑(B)에서 저수지 둑의 경사면을 따라 저수지의 수면아래로 투입봉(110,120)을 투입하고 그 투입봉(110,120)의 내부를 통해 압력 센서(150)을 투입하고 빼낼 수 있도록 구성된 수위 측정기(100)의 예가 도시되어 있다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 압력 센서를 이용하는 수위 측정기(100)는 저수지 둑(B)의 경사면을 따라 일단부가 수면 아래로 투입되어 저수지 둑의 경사면에 설치되는 길이가 긴 투입봉(110,120)과, 상기 투입봉의 일단부에 연결된 센서 장착관(140)과, 상기 센서 장착관의 내부에 구비된 와이어지지부(143)에 걸려 양 갈래가 상기 투입봉(110,120)을 따라 투입봉(110,120)의 타단부로 연장된 순환와이어(150)와, 상기 순환와이어(150)에 부착되어 상기 순환와이어(150)의 일방 순환(C1)으로 상기 투입봉(110,120)의 타단부에서 일단부로 이동되어 상기 센서 장착관(140)의 내부에 수용된 상태에서 수면 아래로 투입되고 상기 순환와이어(150)의 타방 순환(C2)으로 상기 투입봉(110,120)의 일단부에서 타단부로 이동되어 수면 위로 꺼내어 지는 압력 센서(160)가 구비되어 구성된다. 상기 순환와이어(150)에 매달려 저수지 수면 아래로 투입되는 상기 압력 센서(160)에 의해 측정된 수압으로부터 저수지 수면의 높이를 측정하는 것을 특징으로 한다. 특히, 상기 투입봉(110,120)은 길이가 긴 관체로 형성되어 일단부에 센서 장착관(140)이 연결되어 상기 순환와이어(150)는 상기 투입봉(110,120)의 관 내부로 삽입되어 그 관 내부에서 순환된다. 이에 따라 상기 순환와이어(150)에 매달린 압력 센서(160)는 상기 투입봉(110,120)의 일단부(120)에서 타단부(110)를 상기 순환와이어(150)의 순환으로 상기 센서 장착부(140)의 내부로 투입하고 상기 투입봉(110,120)의 타단부(110)의 외부로 꺼낼 수 있게 된다. 즉, 본 발명은 상기 투입봉(110,120)이 저수지 둑(B) 경사에 설치된 상태에서 상기 순환와이어(150)의 순환만으로 상기 압력 센서(160)을 상기 센서 장착부(140)의 내부로 투입하여 수위를 측정하고, 유지 보수를 위해 압력 센서(160)를 수면 밖으로 꺼낼 수 있게 된다.

상기 압력 센서(160)가 내부로 투입되는 센서 장착관(140)은 관형상의 하우징(141)의 둘레에 물이 유통되기 위한 유통공(141a)이 형성되고, 내부에 상기 순환와이어(150)가 걸리기 위한 상기 와이어지지부(143)이 형성된다. 한편, 상기 센서 장착관(140)에는 투입봉(110,120)이 투입된 상태에서 투입봉(110,120)이 좌우로 흔들리지 않도록 저수지 바닥에 박히기 위한 앵커(142)가 좌우로 돌출 형성된다.

한편, 상기 투입봉(110,120)이 설치되는 저수지 둑(B)의 경사면은 경사가 일정하지 않고 바닥으로 갈수록 완만해진다. 이에 따라 상기 투입봉(110,120)이 저수지 둑(B) 경사면에 투입되면 경사면의 경사에 따라 굽어지는 힘을 받는다. 따라서, 본 발명은 상기와 같이 수심이 깊어질수록 경사가 완만해지는 저수지 경사면을 따라 상기 투입봉(110,120)이 굴절될 수 있도록 중간에 굴절부(130)가 구비된 구조를 갖는다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 굴절부(130)는 상기 투입봉의 일단부(120)와 타단부(110)가 분리된 위치를 연결한다. 상기 굴절부(130)는 일단에 상기 투입봉의 타단부(110)이 연결되기 위한 플랜지(131a)가 구비된 제1굴절관(131)과, 일단에 상기 투입봉의 일단부(120)이 연결되기 위한 플랜지(132a)가 구비된 제2굴절관(132)과, 상기 제1굴절관(131)과 제2굴절관(132)이 상대적으로 회전되게 연결되는 굴절힌지(133)와, 상기 굴절힌지(133)을 중심으로 상대적으로 회전되는 제1굴절관(131)과 제2굴절관(132)의 회전을 가이드하는 가이드(134)를 포함하여 구성된다. 상기 가이드(134)는 상기 제1굴절관(131)에 구비된 핀고정부(131b)와, 상기 핀고정부(131b)의 회전에 궤적에 대응되게 상기 제2굴절관(132)에 원호형으로 형성된 가이드슬릿이 형성된 가이드부(132b)를 포함하여 구성된다.

상기 여수량 측정기(20)는 저수지 둑(B)의 여수로(F)로 넘치는 물의 양을 측정하기 위한 구성이다. 여수량 측정기(20)는 여수로(F)를 넘치는 물의 수위를 측정하여 여수로(F)의 단면을 고려하여 여수되는 물의 양(즉, 여수량)을 산출한다. 여수량 측정기(20)로는 저수지의 수위를 측정하는 방식과 마찬가지로 초음파 센서를 이용하여 여수되는 물의 수위를 측정하는 방식이 이용될 수 있다. 본 발명은 상기 여수량 측정기(20)에 의해 측정된 여수량에 따라 하술하는 바와 같이 둑의 붕괴 여부를 예측하는 것을 특징으로 한다. 뿐만 아니라 본 발명은 상기 여수량 측정기(20)에 의해 물이 상기 여수로(F)를 넘치기 시작하는 것으로 측정되는 순간을 만수위로 재조정할 수 있도록 하는 정보를 제공하는 것을 특징으로 한다.

상기 수로 유량 측정기(50)는 농경지 등으로 공급되는 물의 양을 제어하기 위하여 수로(P)를 따라 흐르는 물의 양을 측정하기 위한 구성으로, 상기 저수지 둑(B)에 구비된 방류구(O)에 연결된 수로(P)를 통해 흐르는 물의 유량을 측정하기 위한 구성이다. 수로 유량 측정기(50)로는 저수지의 수위를 측정하는 방식과 마찬가지로 초음파 센서를 이용하여 수로(P)를 흐르는 물의 수위를 측정하고 수로(P)의 단면적을 고려하여 수로(P)를 흐르는 물의 양을 산출하는 방식이 이용될 수 있다.

상기 붕괴 감지기(60)는 저수지 둑(B)의 붕괴 조짐이나 붕괴 여부를 감지하기 위한 구성으로 저수지 둑(B)의 내부나 경사면에 다수개가 설치된다. 도 1을 참조하면, 상기 붕괴 감지기(60)는 붕괴가 예상되는 위치에 적절하게 배치되어 설치된다. 상기 붕괴 감지기(60)로는 다양한 센서가 이용될 수 있다. 도 5a 및 도 5b는 이러한 붕괴 감지기를 구성하는 센서의 예를 도시한 것이다. 도 5a는 기울기 센서를 이용하여 저수지 둑(B)의 경사면 경사 변화를 감지하여 둑의 붕괴 여부를 감지하는 방식의 예를 도시한 것이다. 즉, 도 5a에 도시된 붕괴 감지기(60)는 밀폐된 하우징(61)의 내부에 경사변화의 각도를 측정할 수 있는 각도센서(61)가 구비된 구조를 갖는다. 한편, 도 5b는 저수지 둑(B)의 붕괴를 유발하는 물의 누수를 감지하도록 수분 감지 방식의 센서를 이용한 예를 도시한 것이다. 즉, 도 5b에 도시된 붕괴 감지기(60')는 하방이 개방된 하우징(61')의 내부에 서로 이격된 통전 전극(62')이 구비된 구조를 갖고, 둑(B)의 붕괴로 하우징(61')이 넘어져 하부 입구로 물이 유입되어 내부에 물이 차면 통전 전극(61')을 통해 전기가 통전됨으로써 둑(B)의 붕괴여부를 감지하는 방식이다.

상기 저수지 관리기(30)는 상기 수위 측정기(10), 여수량 측정기(20), 수로 유량 측정기(50) 및 붕괴 감지기(60)에 의해 측정된 정보를 수집하여 관리자 서버(70)으로 송신하고, 상기 관리자 서버(70)으로부터 수신되 정보 및 명령에 따라 상기 저수지 수문(40) 및 수로 수문(51)의 개폐를 제어한다. 즉, 상기 저수지 관리기(30)는 수위 측정기(10) 및 여수량 측정기(20)에 의해 측정된 정보를 상기 관리자 서버(70)으로 전송할 뿐만 아니라, 상기 수로 유량 측정기(50)로부터 수신된 수로의 유량에 대한 정보 및 상기 붕괴 감지기(60)로부터 수신된 경사면 변화에 대한 정보를 상기 관리자 서버(70)로 송신한다.

상기 관리자 서버(70)는 상기 저수지 관리기(30)로부터 송신된 정보를 수신하여 해당 정보를 처리하여 저수지 상태를 파악하고 이를 관리자 단말기(80) 및 경고 방송기(90)으로 송신한다. 예를 들어, 상기 관리자 서버(70)는 수신된 경사면 변화에 대한 정보로부터 붕괴 가능성 및 붕괴 여부를 판단하여 이에 대한 정보를 관리자 단말기(80) 및 경고 방송기(90)로 송신한다. 또한, 상기 관리자 서버(70)는 수신된 수로의 유량에 대한 정보로부터 상기 수로에 설치된 수로 수문의 개폐 정도를 판단한다.

한편, 상기 저수지 관리기(30) 또는 관리자 서버(70)는 상기 여수량 측정기(20)에 의해 여수가 이루어지기 시작한 것으로 감지된 경우 그 순간에 상기 수위 측정기(10)에 의해 측정된 수위를 만수위로 조정함으로써 만수위와 저수지 수위에 대한 값을 재설정할 수 있도록 한다.

한편, 상기 관리자 서버(70)는 상기 저수지가 설치된 지역의 강수량, 수신된 저수지 수위 변화에 대한 정보, 수신된 여수량에 대한 정보로부터 수위 변화가 예측된 변화 범위를 벗어나는 경우 저수지 둑의 붕괴 가능성이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.

즉, 상기 관리자 서버(70)는 상기 수위 측정기(10)에 의해 측정된 저수지 수위 변화에 대한 정보, 상기 여수량 측정기(20)에 의해 측정된 여수량에 대한 정보, 상기 방류로(O)를 통해 배출되는 방류량에 대한 정보 및 측우기(도면에 미도시)로 측정되거나 기상청에서 제공하는 강수량 정보로부터 저수지의 수위 변화가 예측된 변화 범위를 벗어나는 경우 저수지 둑의 붕괴 가능성이 있는 것으로 판단하는 기능을 갖는다.

한편, 본 발명은 상기 수위감지기(10), 여수량 감지기(20), 수로 유량 측정기(50) 및 붕괴 감지기(60)가 동일한 측정 장소에 2개 이상이 구비되어 각 감지기로부터 측정된 측정값을 비교하여 감지기의 이상여부를 상기 저수지 관리기(30) 또는 관리자 서버(70)이 판단할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. 즉, 도 2에서와 같이 상기 수위감지기(10), 여수량 감지기(20), 수로 유량 측정기(50) 및 붕괴 감지기(60)의 경우 동일한 측정 장소에 센서1 및 센서2가 구비되어 센서1에서 측정된 측정값1과 센서2에서 측정된 측정값2를 비교하여 그 차, 즉 [측정값1-측정값2]가 설정된 기준값보다 큰 경우 감지기 또는 센서에 이상이 있는 것으로 판단하여 관리자가 점검할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 저수지 수문(40)은 저수지 둑(B)의 내부에서 수로(P)로 연결되게 저수지 둑(B)에 형성된 방류로(O)를 통한 물읠 방류를 제어하기 위한 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 저수지 수문(40)은 방류로(0)의 입구를 개폐하는 비문(41)과, 상기 비문(41)의 개폐 동작을 전달하기 위한 구동축(42), 상기 구동축(42)의 동작을 구동하기 위한 모터와 같은 구동기(43), 상기 저수지 관리기(30)으로 저수지 수문(40)의 상태에 관한 정보를 송신하고 상기 저수지 관리기(30)으로부터 수신된 명령이나 정보에 따라 비문(41)의 개폐정도를 조절하도록 상기 구동기(43)의 구동을 제어하는 수문 제어기(44) 및 구동축(42)를 지지하도록 저수지 둑(B)의 경사면에 설치된 지지대(45)를 포함하여 구성된다.

상기 수로 수문(51)의 수로(P)를 개폐하기 위한 구성으로 상기 방류로(0)로부터 이어져 갈리진 수로(P)마다 구비된다. 상기 수로 수문(51)은 그 개폐 정도나 상태에 관한 정보를 상기 저수지 관리기(30)으로 전송하고, 상기 저수지 관리기(30)로부터 정보나 명령을 수신하여 개폐가 이루어진다.

도 9a 내지 9e는 저수지 수위, 여수량, 방류량 및 강수에 의한 유입량으로부터 저수지 둑 붕괴 가능성이 있는 경우의 예를 도시한 그래프이다. 강수에 의해 저수지로 유입되는 유입량은 정확하게 측정하기 어려우나 통상 저수지가 있는 지역의 강수량에 비례하는 양상을 가지므로 강수에 의한 유입량은 강수량으로부터 추정이나 예상가능하다. 예를 들면, 강수가 있을 때 수위 증가에 대한 데이터를 수회에 걸쳐 수집하고 그 수집된 데이터로부터 강수량에 따른 수위 변화를 통계적으로 추정이 가능하다. 따라서, 이하에서의 수위 변화는 강수에 의한 유입량은 강수량으로부터 추정한 유입량을 이용하여 예상되는 추이를 개념적으로 도시한 그래프를 이용하여 수위 변화로부터 저수지 둑의 붕괴 가능성을 예상하는 과정을 설명하기로 한다.

우선 도 9a는 강수에 의한 유입량=0, 방류량=0, 여수량=0인 경우나 또는 강수에 의한 유입량=방류량, 여수량=0인 경우의 수위 측정기에서 측정된 수위의 변화 추이를 도시한 그래프이다. 이 경우 둑의 붕괴와 같은 이상 상태가 아닌 경우, 즉 정상 상태(Ts)에서는 시간의 경과에도 수위의 변화가 없거나 물의 증발 또는 땅 속으로의 흡수에 의한 자연 감소로 수위 변화가 미세하게 감소되는 것이 예상된다. 그런데, 물의 방류와 같은 다른 사정이 없는데도 예상되는 수위 변화 범위를 벗어나 시간의 경과로 수위가 감소가 증가하다가 급격히 수위가 감소하는 것으로 수위가 측정되는 경우에 이는 저수지 둑의 붕괴와 같은 특별한 사정이 있는 것으로 예상할 수 있다. 따라서, 상기 관리자 서버는 수위 감소가 증가되기 시작하는 예비 상태(Tp)나 또는 그 예비 상태(Tp)를 지나 급격히 수위가 감소하는 이상 상태(Tc)에서 저수지 둑의 붕괴 여부를 확인하도록 관리자나 지역 주민에게 경고할 수 있다.

다음으로, 도 9b는 강수에 의한 유입량≥여수량, 방류량=0인 경우의 수위 측정기에서 측정된 수위의 변화 추이를 도시한 그래프이다. 이 경우 둑의 붕괴와 같은 이상 상태가 아닌 경우, 즉 정상 상태(Ts)에서는 시간의 경과에도 유입량과 여수량이 평형을 이루어 수위의 변화가 없거나 유입량이 여수량보다 많아 수위가 증가하는 것으로 예상되며, 수위 증가의 기울기는 유입량과 여수량의 차(유입량-여수량)에 비례하는 양상을 나타낸다. 그런데, 물의 방류와 같은 다른 사정이 없는데도 예상되는 수위 변화 범위를 벗어나 시간의 경과로 수위가 감소가 증가하다가 급격히 수위가 감소하는 것으로 수위가 측정되는 경우에 이는 저수지 둑의 붕괴와 같은 특별한 사정이 있는 것으로 예상할 수 있다. 따라서, 상기 관리자 서버는 수위 감소가 증가되기 시작하는 예비 상태(Tp)나 또는 그 예비 상태(Tp)를 지나 급격히 수위가 감소하는 이상 상태(Tc)에서 저수지 둑의 붕괴 여부를 확인하도록 관리자나 지역 주민에게 경고할 수 있다.

다음으로, 도 9c는 강수에 의한 유입량≥(여수량+방류량), 여수량≥0, 방류량〉0인 경우의 수위 측정기에서 측정된 수위의 변화 추이를 도시한 그래프이다. 이 경우에는 수위 변화의 기울기에 차이를 가지나 도 9b와 비슷한 양상의 수위 변화가 나타나므로 도 9c에 도시된 강수에 의한 유입량≥(여수량+방류량), 여수량≥0, 방류량〉0인 경우의 상세한 설명을 생략한다.

한편, 도 9d는 강수에 의항 유입량량〉0, 여수량=0, 방류량=0인 경우의 수위 측정기에서 측정된 수위의 변화 추이를 도시한 그래프이다. 이 경우에는 수위 변화의 기울기에 차이를 가지나 도 9b 및 도 9c와 비슷한 양상의 수위 변화가 나타나므로 도 9d에 도시된 유입량〉0, 여수량=0, 방류량=0인 경우의 상세한 설명을 생략한다.

마지막으로, 도 9d는 강수에 의한 유입량〈방류량, 여수량=0인 경우의 수위 측정기에서 측정된 수위의 변화 추이를 도시한 그래프이다. 이 경우 둑의 붕괴와 같은 이상 상태가 아닌 경우, 즉 정상 상태(Ts)에서는 시간의 경과에도 방류량이 유입량보다 많기 때문에 수위 변화의 기울기가 유입량과 방류량의 차(방류량-유입량)에 비례하는 양상을 나타낸다. 그런데, 방류양의 증가와 같은 다른 사정이 없는데도 예상되는 수위 변화 범위를 벗어나 시간의 경과로 수위가 감소율이 증가하다가 급격히 수위가 감소하는 것으로 수위가 측정되는 경우에 이는 저수지 둑의 붕괴와 같은 특별한 사정이 있는 것으로 예상할 수 있다. 따라서, 상기 관리자 서버는 수위 감소율이 증가되기 시작하는 예비 상태(Tp)나 또는 그 예비 상태(Tp)를 지나 급격히 수위가 감소하는 이상 상태(Tc)에서 저수지 둑의 붕괴 여부를 확인하도록 관리자나 지역 주민에게 경고할 수 있다.

상기 관리자 단말기(80)는 상기 관리자 서버(70)에 의해 송신된 저수지 상태와 관련된 정보를 수신하여 관리자가 확인할 수 있도록 화면이나 음성으로 출력하는 장치이다.

상기 경고 방송기(90)는 상기 관리자 서버(70)로부터 수신된 신호에 따라 이를 저수지 붕괴나 방류시 위험 지역에 거주하는 주민이 들을 수 있는 음성이나 경고음을 방송하는 구성이다.

B 저수지 둑
F 여수로
O 배수로
R 하천
P 수로
M 관측교
10 수위 측정기
20 여수량 측정기
30 저수지 관리기
40 저수지 수문
50 수로 유량 측정기
60,60' 붕괴 감지기
70 관리자 서버
80 관리자 단말기
90 경고 방송기

Claims (3)

1. 저수지 수위를 측정하기 위한 수위 측정기와, 저수지 둑의 여수로로 넘치는 물의 양을 측정하기 위한 여수량 측정기와, 상기 수위 측정기 및 여수량 측정기에 의해 측정된 정보를 수집하여 송신하기 위한 저수지 관리기와, 상기 저수지 관리기로부터 송신된 정보를 수신하여 해당 정보를 처리하여 저수지 상태를 파악하고 이를 송신하는 관리자 서버가 구비된 저수지 통합 관리 시스템에 있어서,
   상기 수위 측정기 또는 상기 여수량 측정기는 동일한 측정 위치에 복수개가 구비되고,
   상기 저수지 관리기 또는 상기 관리자 서버는 수위 측정기 또는 여수량 측정기 복수개 각각에 의해 측정된 측정값을 비교하여 비교된 값이 기준값을 벗어나는 경우 복수개의 수위 측정기 또는 상기 여수량 측정기 중 일부에 이상이 있는 것으로 판단하고,
   상기 저수지 관리기 또는 관리자 서버는 수위 측정기 또는 상기 여수량 측정기 중 일부에 이상이 있다는 정보를 출력하거나 송신하는 것을 특징으로 하는 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 저수지 둑 경사면의 변화를 측정하기 위한 붕괴 감지기가 더 구비되고,
   상기 저수지 관리기는 상기 붕괴 감지기로부터 수신된 경사면 변화에 대한 정보를 상기 관리자 서버로 송신하고,
   상기 관리자 서버는 수신된 경사면 변화에 대한 정보로부터 붕괴 가능성 및 붕괴 여부를 판단하되,
   상기 붕괴 감지기는 동일한 측정 위치에 복수개가 구비되고,
   상기 저수지 관리기 또는 상기 관리자 서버는 붕괴 감지기 복수개 각각에 의해 측정된 측정값을 비교하여 비교된 값이 기준값을 벗어나는 경우 복수개의 붕괴 감지기중 일부에 이상이 있는 것으로 판단하고,
   상기 저수지 관리기 또는 관리자 서버는 붕괴 감지기중 일부에 이상이 있다는 정보를 출력하거나 송신하는 것을 특징으로 하는 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 저수지 둑에 구비된 방류구에 연결된 수로를 통해 흐르는 물의 유량을 측정하기 위한 수로 유량 측정기가 더 구비되고,
   상기 저수지 관리기는 상기 수로 유량 측정기로부터 수신된 수로의 유량에 대한 정보를 상기 관리자 서버로 송신하고,
   상기 관리자 서버는 수신된 수로의 유량에 대한 정보로부터 상기 수로에 설치된 수로 수문의 개폐 정도를 판단하되,
   상기 수로 유량 측정기는 동일한 측정 위치에 복수개가 구비되고,
   상기 저수지 관리기 또는 상기 관리자 서버는 수로 유량 측정기 복수개 각각에 의해 측정된 측정값을 비교하여 비교된 값이 기준값을 벗어나는 경우 복수개의 수로 유량 측정기중 일부에 이상이 있는 것으로 판단하고,
   상기 저수지 관리기 또는 관리자 서버는 수로 유량 측정기중 일부에 이상이 있다는 정보를 출력하거나 송신하는 것을 특징으로 하는 자가 진단이 가능한 저수지 통합 관리 시스템.

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