스마트 소하천

스마트 소하천 개요

스마트 소하천이란 IoT, AI, 센서 등 첨단 기술을 활용해 소하천의 수위, 유속, 유량 등 주요 정보를 실시간으로 계측·분석하고, 홍수 등 재해 발생 시 신속한 대응과 주민 대피를 지원하는 지능형 하천 관리 시스템입니다.

소하천은 ‘하천법’이 아닌 ‘소하천정비법’에 따라 관리되는 하천으로, 평균 폭 2m 이상, 연장 500m 이상인 하천을 의미합니다

스마트 소하천 구성도

소하천 스마트 운영 S/W

소하천 스마트 계측 프로세스

도입 배경 및 필요성

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기후변화로 인한 국지성 집중호우, 태풍 등 자연재해 빈도 증가

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소하천은 경사가 급하고 유역면적이 작아 집중호우 시 수위가 빠르게 상승, 홍수 도달시간이 짧아 인명·재산 피해 위험이 큼

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기존 수동·현장 중심의 하천 관리로는 신속한 대응 한계

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실시간 계측 및 조기경보 시스템 도입 필요성 대두

주요 기능 및 구성

기능 구성 요소	설명
실시간 계측	초음파, 라이다, 레이더, CCTV 등 센서로 수위, 유속, 유량, 수온 등 실시간 측정
데이터 분석	계측 데이터와 기상정보, 재난예측 알고리즘을 결합해 홍수 등 위험상황 예측
조기 경보 및 알림	위험수위 도달 시 자동으로 주민 대피 안내문자, 마을방송 등 신속 전파
통합 관제 및 모니터링	관제센터에서 실시간 데이터 모니터링, 상황 발생 시 유관기관과 연계
자동 유량 산출	영상분석, 센서 데이터 기반 자동 유량 산출 및 통계화
다중 통신 지원	이동통신, 이더넷 등 다양한 통신방식으로 데이터 전송 및 시스템 안정성 확보
기존 시스템 연계	재난 예경보, 방재 등 기존 시스템과 통합 운영 가능

소하천 스마트 계측관리시스템 기술 성능 비교

구 분	영상 유속계	레이더 유속계	초음파 유속계
측정대상	중·소하천	중·소하천	대하천
측정방식	비접촉식	비접촉식	접촉식
측정원리	· 현장의 단면정보, 분석시간, 분석간격, 분석영역에 대하여 카메라가 수집한 연 속영상으로부터 넓은 영역의 정밀한 유 속장을 측정하고 이를 이용하여 실시간 자동으로 유량을 산정	· 수표면에 레이더파를 쏘아서 미세한 물 결에 반사되어오는 레이더파의 시간차를 이용하여 지점 유속측정을 하고 이를 이 용하여 유량을 산정	· 초음파의 도플러 변이를 이용한 측정방식 으로, 수중에서 고정된 주파수의 음파를 송신하고 초음파 산란체(부유사 등)로부터 되돌아오는 반향음(sound eco)에 대한 도플러 효과를 이용하여 유속을 측정
계측 기간	상시	상시	상시
현장 모니터링	가능	가능	가능
측정한계	·평수시, 홍수시 제한 없이 실시간 유속 분포 측정 가능 ·소하천 홍수시 측정사례 다수	·지점 유속자료를 활용하기 때문에 유량 측정정확도 낮음 ·소하천 홍수시 측정사례 전무	·저수심 측정 불가(일정 수심 유지 필요) ·접촉식으로 센서 파손 우려 ·소하천 홍수시 측정사례 전무
설치 예시
장·단점 비교	·CCTV 영상 기반 비접촉 방식 ·지속적인 무인 유량계측 가능 ·접촉시 대비 안정성 高, 비용 低 ·면(Surface) 유속분포 계측 → 유량계측 정확도 높음 ·계측결과, 현장 상황 실시간 관리 가능 ·ISO748(국제표준) “측선수 기준” 적합 ·홍수 후 현장여건에 제한없이 측정 가능	·레이더파를 이용한 비접촉식 방식 ·점(Point) 유속 계측 → 유량계측 정확도 낮음 ·계측지점 인지 어려움 ·현장상황에 따라 정확도 검증 필요 ·ISO748(국제표준) “측선수 기준” 부적합 ·홍수 후 유로변경시 측정 위치 변경 필요	·대하천 유량 측정 유리 ·물속의 정밀 유속분포 측정 가능 ·수심 0.5m 이상에서만 유속 측정 가능 ·접촉식으로 홍수시 파손 위험 ·ISO748(국제표준) “측선수 기준” 부적합