WO2013027930A2 - 고정식 적설판 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고정식 적설판에 관한 것으로서, 지반에 고정되고, 적설을 관측하는 센서가 설치되는 측기탑(測機塔)의 일단부 하부에 배치되도록 지면에 마련되는 적설판에 있어서, 상기 적설판은 지반에 그 위치가 고정되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

고정식 적설판

본 발명은 고정식 적설판에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 적설이 녹아 토양에 수분이 유입되어 발생하는 토양의 침강 및 융기에 의한 관측 오차를 제거하여 정확한 적설 관측이 이루어지도록 한 고정식 적설판에 관한 것이다.

적설은 강우와 함께 강수를 구성하는 기상 요소로서, 기상 분석은 물론 이수(利水) 및 치수(治水) 관련 계획 수립 등에 매우 중요한 자료로 활용되며, 특히 갈수기인 봄철 하천 유출 및 지하수 유출의 대부분을 차지하는 융설(融雪)을 예측 및 분석함에 있어서 기초 자료로 매우 높은 중요성을 가진다.

이러한 적설을 측정하는 적설계의 종류로는 초음파, 레이저, 영상 등 여러 종류가 있으며, 관측 원리에 따라 초음파가 설면에 반사되어 되돌아오는 시간을 이용한 면적 측정 방법과 레이저를 발사하여 광파, 위상차의 차이를 이용한 포인트 측정 그리고 외부 카메라를 이용한 영상 측정 방법 등으로 분류된다.

한편, 세계기상기구(WMO, 2008)의 가이드 라인에서는 전 세계적으로 현재의 적설관측장비기술은 사람이 직접 관측하는 목측 수준의 정확도를 따라오지 못한다고 한다.

이러한 이유는 적설이 바람에 영향을 받아 설면에 굴곡이 발생하거나 적설판에 쌓인 눈이 임의의 방향으로 쓸려가기 때문에 평균값을 얻기 힘들기 때문이다. 또한 적설은 일정 이상 쌓이게 되면 눈의 무게로 인해 내려앉거나 다져지며, 기온에 따라 얼고 녹는 것을 반복하여 적설판이 설치된 토양에 직접적인 영향을 주어 토양이 침강·융기하는 현상으로 인해 센서에서 측정하는 기준점이 변하기 때문에 정확한 관측 데이터를 얻기가 힘들며, 이에 따른 관측 오차가 빈번하게 발생한다.

현재 우리나라 기상 관측소에서 운영하는 자동적설관측장비는 초음파식이 72개소이며 초음파식이 설치되지 않은 지점에서는 CCTV와 레이저 적설계 등을 병행하여 적설을 관측하고 있으나, 각 관측소별 적설판이 설치된 노장의 토양 상태가 서로 달라 눈이 녹아 토양에 흡수되는 과정에서 적설판 하부의 토양이 침강·융기하는 현상으로 센서에서 측정하는 기준점이 변하기 때문에 정확한 관측 데이터를 얻기가 힘들다.

도 1에 도시된 바와 같이, 현재 기상청에서 사용 중인 초음파식 적설계는 적설을 관측하는 센서가 설치되는 측기탑(10)과 적설판(20)이 따로 분리되어 있다.

상기 측기탑(10)은 토양 하부에 콘크리트를 매설하여 세워지기 때문에 적설이나 강수로 인한 토양 침강 및 융기의 영향을 거의 받지 않는다. 이에 반해 상기 적설판(20)은 지면 위에 직접 올려놓거나 지면에 일정한 구획을 지정하여 설치되는데, 이러한 방법은 적설과 강수에 의한 영향을 크게 받는다. 즉, 상기 적설판(20) 하부의 토양은 적설이 녹아서 수분이 유입될 때 토양 상태에 따라 적게는 수 mm 에서 많게는 수 cm 의 침강과 융기를 반복한다. 따라서, 상기 측기탑(10)에 설치된 센서에서 측정하는 기준점이 변하기 때문에 정확한 관측 데이터를 얻기가 힘들며, 이에 따른 관측 오차가 빈번하게 발생하는 문제점이 발생한다.

한편, 도 2는 일반적인 레이저식 적설계의 관측 데이터로 토양에 수분이 유입될 때 적설판의 높이 변화량을 나타낸 그래프로서, 구체적으로 2010년 6월 30일은 오전 4시부터 7시까지 내린 약한 비의 영향으로 적설판에 수막이 형성되어 레이저 적설계 관측값이 증가하는 오차가 발생하지만, 강수가 끝나는 7시부터는 보정값이‘0’으로 다시 감소한다. 이후 7시부터 기온이 상승하면서 토양에 흡수된 수분의 영향으로 보정값은 ‘0’에서 약 ‘- 2.5 mm’의 감소를 나타낸다.

그리고, 2009년 11월 26일은 오전 3시부터 11시까지 박무에서 강한 안개가 유입된 후 기온이 상승함에 따라 보정값이 ‘0'에서 약 ‘- 8 mm’의 감소가 나타나며, 초음파 적설계의 관측값은 ‘-’값을 표출하지 않기 때문에 적설판의 변동을 확인할 수 없다.

이와 같은 사례를 분석하면 강수나 강한 안개의 영향을 받은 토양은 수분에 의한 토양 침강이 발생하며, 이는 적설판이 놓여 있는 토양 하부 및 기준값에 영향을 주기 때문에 실제 관측되는 적설값에 오차를 유발한다는 문제점이 발생한다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 지반 내에 관입되는 기반 부재에 측정판을 고정 설치함으로써 장시간 지속되는 적설 현상에서 오차 없이 연속적으로 적설량 관측을 할 수 있는 고정식 적설판을 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 고정식 적설판은, 지반에 고정되고, 적설을 관측하는 센서가 설치되는 측기탑(測機塔)의 일단부 하부에 배치되도록 지면에 마련되는 적설판에 있어서, 상기 적설판은 지반에 그 위치가 고정되도록 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 적설판은, 지반 내에 관입 설치되는 기반 부재와, 상기 기반 부재의 상부에 고정되는 복수개의 지지대와, 지면에 노출되도록 상기 지지대에 결합되는 측정판을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 기반 부재는 콘크리트 구조물로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 적설의 무게, 수목의 성장 및 연속적인 관측시 기온이 상승하여 발생하는 눈의 해설에 따른 토양의 침강 및 융기 등에 영향을 받지 않으므로, 적설판의 위치를 일정하게 유지할 수 있으며 이로 인하여 토양의 침강 및 융기에 의한 관측 오차의 단점을 보완하고 보정값을 유지하여, 정확한 적설 관측이 이루어지는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 초음파식 적설계를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

도 2는 일반적인 레이저식 적설계의 관측 데이터로 토양에 수분이 유입될 때 적설판의 높이 변화량을 나타낸 그래프이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적설계의 고정식 적설판을 나타낸 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 적설계의 고정식 적설판이 지반에 관입된 상태를 개략적으로 나타낸 측면도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다. 그리고 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위내에서 다른 실시예를 용이하게 실시할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 범위 내에 속함은 물론이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 적설계의 고정식 적설판을 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시에에 따른 적설계의 고정식 적설판이 지반에 관입된 상태를 개략적으로 나타낸 측면도이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 적설계의 고정식 적설판의 구체적인 구조에 대하여 상세히 설명한다.

상기 적설계는 측기탑(測機塔, 100) 및 적설판(200)을 포함하여 구성되는데, 상기 측기탑(100)은 지반에 고정되고, 적설을 관측하는 센서(미도시)가 일단부에 설치된다. 상기 센서는 초음파, 레이저 등을 감지하여 적설값을 측정하기 위한 것으로서 종래 기술에 따른 구성으로 상세한 설명은 생략한다.

한편, 상기 측기탑(100)에는 전술한 구성 외에도 자체 전원 공급을 위한 태양 전지나 원거리 통신을 위한 유무선 통신 장치, 적설값이 기록되는 기억 장치 등이 부설될 수 있으나, 이는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자라면 필요에 따라 선택 실시할 수 있는 사항이므로 이에 대한 청구 범위의 구체적인 한정은 하지 않는다.

상기 적설판(200)은 상기 측기탑(100)의 일단부 하부에 배치되도록 지면에 마련된다. 따라서, 상기 측기탑(100)에 설치된 센서는 상기 적설판(200)에 적설된 눈의 양을 감지할 수 있다.

한편, 적설은 일정 이상 쌓이게 되면 눈의 무게로 인해 내려앉거나 다져지고, 기온에 따라 얼고 녹는 것을 반복하여 측정판(230)이 설치된 토양에 직접적인 영향을 주어 토양이 침강·융기하는 현상으로 인해 센서에서 측정하는 기준점이 변하기 때문에 정확한 관측 데이터를 얻기가 힘들며, 이에 따른 관측 오차가 빈번하게 발생하게 된다. 따라서, 상기 적설판(200)은 지반에 그 위치가 고정되도록 설치된다.

구체적으로, 상기 적설판(200)은 기반 부재(210), 복수개의 지지대(220) 및 측정판(230)을 포함하여 구성되는데, 상기 기반 부재(210)는 지반 내에 관입 설치되며 적설의 무게, 수목의 성장 및 연속적인 관측시 기온이 상승하여 발생하는 눈의 해설에 따른 토양의 침강 및 융기 등에 그 설치 위치의 영향을 받지 않기 위하여 충분한 중량을 가지도록 콘크리트 구조물로 형성된다.

상기 지지대(220)는 상기 기반 부재(210)의 상부에 복수개 마련되도록 고정된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 지지대(220)는 상기 기반 부재(210)의 각 모서리에 4개 마련되나, 상기 측정판(230)이 상기 기반 부재(210)에 견고하게 고정된다면 3개 또는 5개든 상관없으며 상기 지지대(220)의 갯수에 의하여 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

그리고, 상기 지지대(220) 역시 상기 기반 부재(210)와 마찬가지로 지반 내에 매설되므로 부식에 의한 파손 등을 방지하기 위하여 스테인레스(stainless) 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 측정판(230)은 지면에 노출되도록 상기 지지대(220)의 상단부에 결합되며, 상기 지지대(220)에 견고하게 고정되도록 고정 볼트 등의 체결 부재(240)에 의하여 결합되는 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 적설계에 의하면 지반 내에 관입되는 기반 부재(210)에 측정판(230)을 고정 설치함으로써 장시간 지속되는 적설 현상에서 오차 없이 연속적으로 적설량을 관측할 수 있다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 지반에 고정되고, 적설을 관측하는 센서가 설치되는 측기탑(測機塔)의 일단부 하부에 배치되도록 지면에 마련되는 적설판에 있어서,

   상기 적설판은 지반에 그 위치가 고정되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 고정식 적설판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 적설판은,

   지반 내에 관입 설치되는 기반 부재와,

   상기 기반 부재의 상부에 고정되는 복수개의 지지대와,

   지면에 노출되도록 상기 지지대에 결합되는 측정판을 포함하여 구성되는 고정식 적설판.
3. 제2항에 있어서,

   상기 기반 부재는 콘크리트 구조물로 형성되는 것을 특징으로 하는 고정식 적설판.

Images