KR20190023412A - 제방 손상도 측정장치 - Google Patents

Abstract

휴대가 용이하며, 제방의 사면에 발생 된 손상 부분을 측정하도록 구비된 제방 손상도 측정장치에 있어서, 제방의 사면에 사면의 기울기에 일치되어 접촉되도록 구비된 사면 안착부; 상기 사면 안착부의 일측에 가로방향으로 결합되고, 상기 사면 안착부에 대해 상하로 이동 및 고정되어 높이조절 가능하게 구비되며, 상기 사면 안착부에 대해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전가능하게 구비된 사면 손상 깊이 측정부; 및, 상기 사면 안착부와 상기 사면 손상 깊이 측정부의 사이에 구비되어 상기 사면 손상 깊이 측정부가 상기 사면 안착부에 대해 기울어진 각도를 표시해주는 각도 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 간단한 구성으로 마련되어 편리하게 휴대하고 다니다가 저수지나 댐의 제방 사면에 발생 된 손상 부분을 간편하게 측정할 수 있도록 함으로써, 제방 사면의 안정성을 손쉽게 평가하도록 할 수 있는 제방 손상도 측정장치를 제공할 수 있다.

Description

제방 손상도 측정장치 {device for measuring damage in levee}

본 발명은 제방 손상도 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 편리하게 휴대하며 저수지나 댐의 제방 사면에 발생 된 손상 부분을 간편하게 측정하여 사면의 안정성을 평가하고 나아가 사면 붕괴까지도 예측 가능하도록 하는 제방 손상도 측정장치에 관한 것이다.

우리나라는 여름철에 크고 작은 태풍의 내습과 잦은 강우로 인하여 대·소 하천의 제방이 붕괴 되거나, 유실 또는 하천의 범람 등으로 수해를 입는 사례가 빈번히 발생한다.

이는 제방의 설계 당시 기존의 호우사상과는 달리 어느 특정 지역에 국지적이며 집중적(게릴라 성)인 강우로 발생하여 예측이 불가능하고, 천문학적 확률의 초과 강우로 인하여 하천의 홍수지속시간이 3일('02년도 설계개념)인 72시간을 넘어섬에 따라 제방의 제체가 포화되어 슬라이딩 등이 발생되고 파이핑 및 제체, 구조물 부위의 누수 등이 발생하기 때문이다.

하천 구조물에서 기존 제방의 누수 등이 발생한 사례를 통하여 살펴보면 배수통문 관련 홍수피해는 하천시설물(구조물)에 의한 수해의 규모가 점차 커지고 있음을 나타낸다.

따라서, 효과적인 제방안전관리를 위하여 수자원, 토질, 구조적 측면의 다각적인 내용을 고려할 수 있는 미래지향적 첨단 안전관리기법의 제시가 절실히 필요한 상황이다.

한편, 사면의 붕괴현상을 산사태 또는 사면붕괴(slope failure)라고 하며, 탈락(fall), 전도(topple), 활동(slide), 유동(flow), 퍼짐(spread) 등을 포함하여 말한다.

이러한 사면은 댐이나 제방 등을 구축하는 경우에 발생하지만, 우리나라의 경우에는 산이 많은 지형이기 때문에, 도로의 건설이나 주택의 건축 등을 시행하는 경우에도 산이나 언덕 등을 절개하게 되므로 사면이 발생하게 된다.

상기 사면붕괴의 발생원인으로는 지질, 토질, 지질구조, 지형상의 취약점 등의 내적요인과, 강우, 융설, 지하수, 하천 및 해안의 침식, 지진 등의 자연적인 외적요인 및 절토, 성토 및 댐 건설 등의 인위적인 외적요인 등으로 구분할 수 있으며, 상기 요인으로 인하여 전단응력이 증가하거나 전단강도가 감소하여 안전율(=전단강도/전단응력)이 1인 상태에 도달하면 사면붕괴가 발생한다.

우리나라의 경우 사면붕괴는 주로 하절기의 집중 강우기 및 해빙기에 발생하며, 막대한 인명과 재산상의 피해를 야기한다.

사면은 일반적으로 깊이, 풍화도 또는 변질도, 지질구조의 종류 등에 따라 하나의 사면에서도 지반 물성이 다르게 나타나므로, 사면의 안정성 여부를 정확하게 예측하는 것은 매우 어려운 일이다.

따라서, 최근에는 제방 사면의 안정성을 평가하기 위하여 제방 측정장치를 이용해 제방에서 움푹 패인 손상 부분의 위치와 넓이, 깊이 등을 비롯한 손상도를 측정하는 것이 중요하게 대두 되었다.

종래기술에 따른 제방 측정장치의 일 예가 대한민국 특허공개번호 제10-2016-0124520호(2016년10월28일자 공개, 이하 '특허문헌 1'이라 함) 등에 개시되어 있다.

그러나, 종래기술에 따른 제방 측정장치는 복잡한 통신 단말기와, 서버 등을 포함하여 구성되기 때문에 장치의 구성이 까다롭고 비용이 증가 될 수 있다는 문제점이 있다.

대한민국 특허공개번호 제10-2016-0124520호(2016년10월28일자 공개)

본 발명의 목적은, 간단한 구성으로 마련되어 편리하게 휴대하고 다니다가 저수지나 댐의 제방 사면에 발생 된 손상 부분을 간편하게 측정하여 사면의 안정성을 손쉽게 평가하도록 할 수 있는 제방 손상도 측정장치를 제공하는 것이다.

또한, 측정자의 개인적인 능력이나 숙련도에 따라 발생 될 수 있는 측정 오차를 최소화하여 제방의 손상도를 보다 정확하고 세밀하게 측정하고 평가하도록 할 수 있는 제방 손상도 측정장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따라, 휴대가 용이하며, 제방의 사면에 발생 된 손상 부분을 측정하도록 구비된 제방 손상도 측정장치에 있어서, 제방의 사면에 사면의 기울기에 일치되어 접촉되도록 구비된 사면 안착부; 상기 사면 안착부의 일측에 가로방향으로 결합되고, 상기 사면 안착부에 대해 상하로 이동 및 고정되어 높이조절 가능하게 구비되며, 상기 사면 안착부에 대해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전가능하게 구비된 사면 손상 깊이 측정부; 및, 상기 사면 안착부와 상기 사면 손상 깊이 측정부의 사이에 구비되어 상기 사면 손상 깊이 측정부가 상기 사면 안착부에 대해 기울어진 각도를 표시해주는 각도 표시부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 사면 안착부는, 좌우로 이동 가능하게 구비된 스타프와, 상기 각도 표시부에 고정되게 결합 되며 내측에 상기 스타프가 끼워져 상기 스타프가 이동된 상태가 고정되도록 하는 스타프 고정대를 포함하고, 상기 사면 손상 깊이 측정부는, 상기 각도 표시부에 회전가능하게 결합된 회전체와, 상기 스타프에 가로방향으로 상하 이동된 상태가 고정되도록 상기 회전체에 결합 되는 폴대를 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 스타프에는 길이방향을 따라 제1 눈금 표시부가 일정구간마다 형성되고, 상기 폴대에는 길이방향을 따라 제2 눈금 표시부가 일정구간마다 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 간단한 구성으로 마련되어 편리하게 휴대하고 다니다가 저수지나 댐의 제방 사면에 발생 된 손상 부분을 간편하게 측정할 수 있도록 함으로써, 제방 사면의 안정성을 손쉽게 평가하도록 할 수 있는 제방 손상도 측정장치를 제공할 수 있다.

또한, 측정자의 개인적인 능력이나 숙련도에 따라 발생 될 수 있는 측정 오차를 최소화하도록 함으로써, 제방의 손상도를 보다 정확하고 세밀하게 측정하고 평가하도록 할 수 있는 제방 손상도 측정장치를 제공할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치로 다양한 형태의 제방 손상 부분을 측정하는 사용 예들을 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치의 동작 예를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치의 각도 표시부를 위에서 내려다본 평면도,
도 6은 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치의 각도 표시부의 정면도 및 배면도,
도 7은 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치를 옆에서 바라본 측면도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치(100)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 휴대가 용이하며 제방(10)의 사면에 발생 된 손상 부분을 측정하도록 구비된 것으로서, 제방(10)의 사면에 사면의 기울기에 일치되어 접촉되도록 구비된 사면 안착부(110)와, 사면 안착부(110)의 일측에 가로방향으로 결합되고 사면 안착부(110)에 대해 상하로 이동 및 고정되어 높이조절 가능하게 구비되며 사면 안착부(110)에 대해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전가능하게 구비된 사면 손상 깊이 측정부(120)와, 사면 안착부(110) 및 사면 손상 깊이 측정부(120)의 사이에 구비되어 사면 손상 깊이 측정부(120)가 사면 안착부(110)에 대해 기울어진 각도를 표시해주는 각도 표시부(150)를 포함한다.

이에 따라, 간단한 구성으로 마련되어 편리하게 휴대하고 다니다가 저수지나 댐의 제방(10) 사면에 발생 된 손상 부분을 간편하게 측정할 수 있도록 함으로써, 제방(10) 사면의 안정성을 손쉽게 평가하도록 할 수 있는 제방 손상도 측정장치(100)를 제공할 수 있다.

도 1은 댐 제방의 상부 마루에 발생 된 손상 부분을 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치(100)로 측정하는 예를 도시한 도면이고, 도 2는 제방(10)의 사면에 발생된 손상 부분을 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치(100)로 측정하는 예를 도시한 도면이며, 도 3은 제방(10)의 사면 경사도를 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치(100)로 측정하는 예를 도시한 도면이다.

사면 안착부(110)는, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 좌우로 슬라이딩 이동 가능하게 구비된 표척인 스타프(staff)(111)와, 각도 표시부(150)에 고정되게 결합 되며 내측에 스타프(111)가 끼워져 스타프(111)가 이동된 상태가 고정되도록 하는 스타프 고정대(117)를 포함한다.

이에 따라, 제방(10)의 사면에 사면 안착부(110)의 스타프(111)가 용이하게 안착 되도록 함으로써 제방(10)의 폭과 경사도를 손쉽게 측정하도록 할 수 있고, 제방(10)의 사면 기울기 방향을 따라 스타프(111)가 편리하게 이동 조절되도록 함으로써 제방(10)의 손상 부분의 위치와 폭, 넓이 및 손상 규모 등을 편리하게 측정하도록 할 수 있다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 스타프(111)에는 길이방향을 따라 제1 눈금 표시부(113)가 일정구간마다 형성되고, 스타프(111)의 일측 단부에는 필요에 따라 다단으로 인출되어 신장 되는 신축부(115)가 구비된 것이 바람직하다.

이에 따라, 스타프(111)가 제방(10)의 사면에서 사면의 기울기 방향을 따라 좌우로 이동 조절됨과 동시에 제방(10)의 손상 부분 상부에서 제방(10)의 사면에 일치된 위치에 정확히 놓이도록 신축부(115)에 의해 편리하게 신장 되도록 할 수 있으며, 제1 눈금 표시부(113)에 의해 제방(10)의 손상 부분의 폭과 넓이가 정확하게 측정되도록 할 수 있다.

한편, 스타프(111)는 좌우로 슬라이딩 이동 조절이 완료된 후, 볼트 및 너트와 같은 스타프 고정수단(119)에 의해 스타프 고정대(117)에 견고하게 고정되는 것이 바람직하다.

사면 손상 깊이 측정부(120)는, 도 1 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각도 표시부(150)에 회전가능하게 결합된 회전체(121)와, 스타프(111)에 가로방향으로 상하 이동된 상태가 고정되도록 회전체(121)에 결합 되는 폴대(125)를 포함한다.

이에 따라, 제방(10)의 사면에서 사면의 기울기에 따라 폴대(125)가 스타프(111)에 대하여 기울어지거나 스타프(111)에 가로방향으로 상하 이동 조절되도록 함으로써, 제방(10)의 손상 부분의 위치와 깊이 및 손상 규모 등을 편리하게 측정하도록 할 수 있다.

회전체(121)는, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각도 표시부(150)의 판면에 맞물리게 결합되어 회전되도록 구비되며, 회전체(121)의 후방에는 폴대(125)가 내측으로 끼워져 폴대(125)가 상하 슬라이딩 이동된 상태가 고정되도록 하는 폴대 고정대(123)가 구비된다.

도 2에 도시된 바와 같이, 폴대(125)에는 길이방향을 따라 제2 눈금 표시부(127)가 일정구간마다 형성된 것이 바람직하다.

이에 따라, 제2 눈금 표시부(127)에 의해 제방(10)의 손상 부분의 깊이가 정확하게 측정되도록 할 수 있다.

본 발명의 일실시예로서, 제2 눈금 표시부(127)는 서로 일정한 길이를 갖는 상이한 패턴들이 번갈아 교대로 표현되는 형태가 되도록 하여 마련된 것이 바람직하다.

한편, 폴대(125)는 상하로 슬라이딩 이동 조절이 완료된 후, 볼트 및 너트와 같은 폴대 고정수단(129)에 의해 폴대 고정대(123)에 견고하게 고정되는 것이 바람직하다.

도 4의 (a)는 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치(100)의 스타프(111)가 좌우로 슬라이딩 이동되는 작동 예를 도시한 도면이고, 도 4의 (b)는 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치(100)의 폴대(125)가 상하로 슬라이딩 이동되는 작동 예를 도시한 도면이며, 도 4의 (c)는 본 발명에 따른 제방 손상도 측정장치(100)의 폴대(125)가 스타프(111)에 대해 기울어지게 회전되는 작동 예를 도시한 도면이다.

각도 표시부(150)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 대략 반원의 형상을 갖는 각도기로 마련되며, 정면에는 스타프(111)에 대해 폴대(125)가 기울어진 각도를 표시하는 각도 눈금 표시부(151)가 구비된다.

이에 따라, 각도 표시부(150)에 의해 스타프(111)에 대해 폴대(125)가 기울어진 각도를 한눈에 측정할 수 있도록 함으로써, 제방(10)의 사면 기울기와 손상 부분의 위치 및 손상 부분의 기울기가 신속하고 정확하게 측정되도록 할 수 있다.

도 6의 (a)는 본 발명에 따른 각도 표시부(150)의 정면도이고, 도 6의 (b)는 본 발명에 따른 각도 표시부(150)의 배면도이다.

본 발명의 일실시예로서, 각도 표시부(150)는 투명 또는 반투명한 재질의 플라스틱 소재로 마련된 것이 바람직하다.

이에 따라, 스타프(111)에 대해 폴대(125)가 기울어진 각도 및 제방(10)의 사면 기울기, 그리고 제방(10)의 손상 부분의 기울기가 보다 용이하게 측정되도록 할 수 있다.

한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 폴대(125)의 하단부에는 폴대(125)의 하단부가 제방(10)의 손상 부분의 바닥을 포함하는 지표면에 접촉시 가해지는 압력을 전기적인 신호로 변환하는 압전소자(130)가 구비되고, 폴대(125)의 상부에는 압전소자(130)에서 전해지는 신호에 의해 작동되어 폴대(125)의 하단부가 지표면에 접촉되었음을 빛이나 소리로 알려주는 접지 알람부(140)가 구비될 수 있다.

이에 따라, 제방(10)의 손상 부분의 깊이를 측정할 때에 제방(10)의 사면에 가려져 손상 부분의 바닥이 보이지 않게 되더라도 폴대(125)의 하단부가 제방(10)의 손상 부분의 바닥까지 내려가 손상 부분의 깊이를 측정할 준비가 된 시점을 실시간으로 용이하게 측정자가 인지하도록 할 수 있다.

이에, 본 발명에 따르면, 측정자의 개인적인 능력이나 숙련도에 따라 발생 될 수 있는 측정 오차를 최소화하도록 함으로써, 제방(10)의 손상도를 보다 정확하고 세밀하게 측정하고 평가하도록 할 수 있는 제방 손상도 측정장치(100)를 제공할 수 있다.

상기에 의해 설명되고 첨부된 도면에서 그 기술적인 면이 기술되었으나, 본 발명의 기술적인 사상은 그 설명을 위한 것이고, 그 제한을 두는 것은 아니며 본 발명의 기술분야에서 통상의 기술적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적인 사상을 이하 후술 될 특허청구범위에 기재된 기술영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

110 : 사면 안착부 111 : 스타프
113 : 제1 눈금 표시부 117 : 스타프 고정대
120 : 사면 손상 깊이 측정부 121 : 회전체
125 : 폴대 127 : 제2 눈금 표시부
150 : 각도 표시부

Claims (3)

1. 휴대가 용이하며, 제방의 사면에 발생 된 손상 부분을 측정하도록 구비된 제방 손상도 측정장치에 있어서,
   제방의 사면에 사면의 기울기에 일치되어 접촉되도록 구비된 사면 안착부;
   상기 사면 안착부의 일측에 가로방향으로 결합되고, 상기 사면 안착부에 대해 상하로 이동 및 고정되어 높이조절 가능하게 구비되며, 상기 사면 안착부에 대해 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전가능하게 구비된 사면 손상 깊이 측정부; 및
   상기 사면 안착부와 상기 사면 손상 깊이 측정부의 사이에 구비되어 상기 사면 손상 깊이 측정부가 상기 사면 안착부에 대해 기울어진 각도를 표시해주는 각도 표시부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 제방 손상도 측정장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 사면 안착부는, 좌우로 이동 가능하게 구비된 스타프와, 상기 각도 표시부에 고정되게 결합 되며 내측에 상기 스타프가 끼워져 상기 스타프가 이동된 상태가 고정되도록 하는 스타프 고정대를 포함하고,
   상기 사면 손상 깊이 측정부는, 상기 각도 표시부에 회전가능하게 결합된 회전체와, 상기 스타프에 가로방향으로 상하 이동된 상태가 고정되도록 상기 회전체에 결합 되는 폴대를 포함하는 것을 특징으로 하는 제방 손상도 측정장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 스타프에는 길이방향을 따라 제1 눈금 표시부가 일정구간마다 형성되고,
   상기 폴대에는 길이방향을 따라 제2 눈금 표시부가 일정구간마다 형성된 것을 특징으로 하는 제방 손상도 측정장치.

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