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과제기본정보

취방류수량 계측 및 취방류 시설물 최적 운영을 통한 하천수 이용효율 향상 기법 개발3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 물관리연구사업 과제번호 20AWMP-C140010-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 수공시스템기술 | 수리 수문 조사 해석기술 적용분야 기타 공공목적
2순위 건설 교통 | 수공시스템기술 | 수자원 통합관리기술 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 취방류수량 계측 및 취방류 시설물 최적 운영을 통한 하천수 이용효율 향상 기법 개발
주관연구기관 한국건설기술연구원
총괄연구 책임자 성명 박문형
소속 한국건설기술연구원 직위 수석연구원
기관 대표번호 031-910-0114 FAX -
총 연구기간 2018-02-23 ~ 2020-12-31
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2020-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 239,000,000 8,400,000 75,600,000 84,000,000 323,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ㅇ 하천수의 효율적 관리를 위한 의사결정지원 모형 개발
- 실측자료 기반 하천수 물수지분석 모형 개발
- 하천 유량(하천유지유량, 허가량, 가용유량 등) 관리 및 예측 모형 개발
ㅇ 하천수의 무효유량 최소화를 위한 취?방류수량 계측 및 실시간 수집체계 구축
- 하천수의 적정 관리와 효율적인 실시간 물관리를 위해 취?배수를 포함한 다양한 하천수 사용시설별 물이용 현황을 파악하기 위한 자동화된 유량자료의 수집 기술을 개발
- 현재 계측방법으로 이용되고 있는 전력량 방법, 유량계 방법 등을 포함하여 현장상황에 적합한 다양한 방법을 적용 및 평가를 통해 물이용량 계측기법 및 실시간 수집체계 구축방안을 수립
최종목표 하천수는 수계별 홍수통제소에서 사용량에 대한 허가를 득한 후 사용하여야 하는데, 현재 허가량 대비 실사용량은 60.8%에 그치고 있다. 이는 실적량을 하천수사용자의 사용량 보고에 의존하고 실사용량에 근거한 허가량 조정이 미진한데에서 기인한다고 할 수 있다. 그리고 방류량의 경우, 하?폐수장을 통한 생?공용수의 방류는 환경부에서 실시간으로 자료를 수집하고 있으나 수계별 홍수통제소와의 자료연계가 이루어지지 않고, 농업용수의 경우 방류량 측정 및 자료 공유가 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 취?방류수량 실시간 계측기법을 현장에 직접 적용하고 측정된 자료를 기반으로 하천수 관리 시스템을 개발하여 하천수 사용율을 20%이상 향상하고자 한다.
연구내용 및 범위 하천수의 사용율을 20% 이상 향상을 위하여 크게 2가지로 연구를 진행하고자 한다. 먼저, 하천수의 사용 및 회귀되는 양을 실시간으로 정확하게 측정할 수 있는 기법을 현장에 적용하여 사용목적별, 시설 종류별 최적의 방안을 도출하고자 한다. 두 번째로 실측자료 기반의 하천 물수지 분석 및 하천수 관리 모형을 개발할 예정이다. 두가지 연구내용을 시험하천에 적용하여 활용가능성 확인하고 문제점을 개선하여 현업에 바로 활용가능하도록 할 예정이다. 구체적 내용은 다음과 같다.
ㅇ 하천수 물수지 모형 개발 및 시험하천 적용
ㅇ 하천수 관리 모형 개발 및 시험하천 적용을 통한 하천수 이용율 향상 검증
ㅇ 하천수 사용량의 계측, 자료수집 및 모니터링 기능을 포함한 실시간 자동화 계측기법의 개발
ㅇ 하천수 사용량의 계측, 자료수집 및 모니터링 기능을 포함한 실시간 자동화 계측기법의 개발
ㅇ 다양한 계측기법의 테스트베드 적용 및 평가를 통한 기법의 검증
ㅇ 개발된 기법의 활용을 위해 자료처리 및 수집과 관련된 표준화된 시스템 개발 및 시제품 제작 등 실용화
이 연구는 하천수와 관리주체인 국토교통부의 하천수 관리의 정확도와 효율성을 제고하기 위한 수요자 중심의 연구로서 기술개발 성숙도는 다음과 같다.
연구착수 단계에서는 기존 측정기법의 성능평가 등을 수행하는 TRL 4~5단계이며, 연구종료시에는 시험하천에 시제품설치 및 개발 기술의 효과 검증 등을 수행할 예정으로서 TRL8단계에 해당한다.
이 연구는 하천수의 실시간 관리를 위한 제반 기술을 개발하고 이에 대한 활용방안을 마련하기 위한 것이므로 하천 운영 및 관리 시스템 연구를 담당해 온 한국건설기술연구원을 주관기관으로 과제를 총괄하고, 자료의 분석 및 물수지를 위한 모델링 등을 위한 대학(참여기관1), 계측분야를 담당하는 국토교통부 수문조사 전담기관인 한국수자원조사기술원(참여기관2), 현장 실시간 시스템 개발을 수행해 온 IT기업(참여기관3)을 참여기관으로 구성하였다. 연구의 추진방법은 다양한 취배수량 계측기술에 대한 적용성 활용가능성 평가(1차년도)를 통해 대상기법을 선정하며, 시험하천의 운영을 통해 이에 대한 활용성 및 적용성을 검증하여 다양한 조건에서운영가능한 계측기법 개발 및 적용방식을 마련하고(2차년도), 향후 개발된 기법의 확대 및 활용을 위한 표준화된 지침과 실시간 자료수집체계를 제시(3차년도)하고자 한다.
이 연구는 댐건설 등 구조적 물확보 대책이 어려운 상황에서 비구조적 대책으로서 대안이 될 수 있는 하천수의 효율적 관리를 위한 기초 인프라 확보와 관련된 연구로서 대체 수자원확보의 역할을 할 수 있는 창의적인 연구라고 볼 수 있다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 ㅇ주관연구기관(한국건설기술연구원):모형 개발을 위한 DB 구축, 기본 알고리즘 설계 및 적용 유역 검토
ㅇ참여기관 1(한국수자원조사기술원): 기존 하천수 취?방류수량 측정 방법 평가
ㅇ참여기관 2((주)리버앤씨): 실시간 자료 전송 체계 구축
ㅇ 주관연구기관(한국건설기술연구원):
1) 취?방류수량 관련 자료 현황 검토
? 취배수시설 형태별 자료구축 현황 검토 및 DB구축 방향 설정
2) 실측자료 기반 하천 물수지 모형의 기본 알고리즘 설계
3) 시험하천 구축 및 운용계획 마련
? 각 계측기법의 활용성 검증을 위한 시험하천 선정 및 운용 계획 마련
ㅇ 참여기관 2(한국수자원조사기술원):
1) 기존 하천수 취?방류량 자료수집 체계 검토
? 국내 주요 취배수시설의 현황 및 취수형태, 계측방식 및 자료수집 체계를 수집 분석하여 다양한 취배수 형태에 따라 활용 가능한 계측방법을 분류
2) 기존 간접 계측방법 운영 현황 검토 및 활용성 평가
? 현재, 대부분의 중소규모 취수량은 전력량, 펌프 가동시간 등 간접적인 방법을 통해 취수량을 산정하고 있으나 이에 대한 객관적인 지침이 없으며, 이를 실시간으로 모니터링할 수 있는 방안 필요
? 따라서, 취수형태에 따라 활용가능한 간접적인 계측방법에 대한 객관적인 환산방법 및 활용 지침을 마련할 수 있도록 이에 대한 적용성을 평가하고 시험하천 운영을 통해 검증할 수 있는 방안을 마련
연구성과 기술적 기대성과 ㅇ 취방류량 계측, 자료수집, 모니터링 기술 등 IT기술을 기반으로 하는 실시간 자동화 계측기술을 통해 하천수의 효율적인 관리체계 마련 가능
ㅇ 다양한 하천수 사용시설별 원격계측 및 모니터링 체계 구축과 더불어 사용목적별 조건에 적합한 다양한 형태의 유량계측기법 개발을 통해 취?배수를 포함한 실시간 물이용 현황 파악 가능
사회 경제적 파급효과 ㅇ 경제적 파급효과
- 정확하고 정밀한 자료의 생산과 관리를 통해 한정된 수자원을 합리적으로 사용할 수 있도록 관리가 가능
- 사용 목절별로 하천수 사용처가 매우 방대하기 때문에 기존의 방법을 평가하고 이를 개선하여 활용할 수 있는 방안을 마련함으로써 경제적인 하천수 취배수량 자료 수집이 가능
ㅇ 사회적 파급효과
- 수자원의 안정적인 공급 및 물사용자들 간의 사회적인 분쟁과 마찰을 최소화할 수 있도록 하천수 사용에 대한 정확한 수요와 사용량을 파악
활용방안 ㅇ 물부족에 대비하기 위해 공공재인 하천수의 효율적 관리의 기초가 되는 정확한 취?방류수량 측정 및 관리시스템과 관련된 연구로서 하천수 관리자인 국토교통부 및 유관기관(수자원공사, 농어촌공사, 지자체 등)에 연구성과를 공개하여 공공이익 도모
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 하천수 관리 취방류수량 실시간 계측 - -
영문 stream flow management intake & release discharge real time measurement - -
최종보고서
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최종보고서 2-2 [부록] 하천수_취수량_계측_표준지침(안).pdf   다운로드 2-1 최종보고서.pdf   다운로드
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