최근 기상이변에 의해 대형 태풍과 집중 호우가 발생하게 되었고, 이로 인한 이상 홍수로 인해 제방 붕괴를 일으켜 인근지역에 직접적인 큰 재산피해와 인명피해를 가져오게 되는 일이 적지 않다. 본 논문에서는 하천제방 단면의 주요 특성치인 제방 둑마루 폭, 비탈면 경사도, 제방 높이의 변화에 따른 수치해석을 실시하였고, 유출부 동수경사를 분석하여 제방에 대한 안정성 검토를 실시하였다. 그 결과 비탈면 경사의 확대가 둑 마루폭 증가보다 유출부 영역에서의 동수경사 감소 효과를 더 크게 나타나는 것으로 평가되었다. 즉, 하천 제방 설계 및 보강 시 비탈면 경사의 확대가 둑 마루폭 증가보다 더 효과적인 것으로 판단된다.
본 연구에서는 투과성잠제의 비탈면경사가 주변 파동장에 미치는 영향을 검토하기 위해 투과성구조물에 의한 유체저항(관성저항, 층류저항 및 난류저항)을 고려할 수 있는, 즉 파-구조물-지반의 상호작용을 해석할 수 있는 수치모델에 LES 난류모델을 도입한 새로운 수치해석기법(LES-WASS-2D)을 제안하여 기존에 수행되었던 수리모형실험과의 비교를 통하여 검증하였다. 이러한 수치해석기법을 이용하여 투과성잠제의 비탈면경사의 변화에 대한 수치모의를 수행한 결과, 비탈면경사가 완만해질수록 반사율 및 투과율이 감소함과 동시에 에너지손실(Energy loss)이 커지는 것을 알 수 있었다. 또한, 잠제의 비탈면경사의 변화에 따른 마루에서 쇄파점의 위치 및 잠제 배후에서의 순환류와 평균와도의 규모에 대해서도 논의하였다.
본 연구는 철도 신설노선 구간 중 퇴적암지대 통과구간의 절토 비탈면 안정성 평가를 위해 퇴적암 층리와 충전물질(샌드심)의 경사에 따른 절토 비탈면의 표준경사 안정성 검토를 실시하였다. 안정성 검토는 비탈면 설계 기준에 의해 건기시, 우기시, 지진시로 실시하였다. 그 결과 퇴적암 지층의 경사가 10도 이하일 경우 절토 비탈면 경사에 따른 안전율에 미치는 영향이 미미한 것으로 검토되었다. 또한 10도 초과 20도 미만의 경사에서는 1:1.0 이상, 20도 이상에서는 1:1.2 이상으로 경사완화를 실시하여야 하는 것으로 분석되었다. 본 연구는 추후 철도 및 도로건설이 퇴적암지역에서 이루어질 경우 비탈면 안정성 평가를 위한 중요한 참고자료로 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
강우시의 비탈면 설계에서는 강우특성변화에 따라 지하수위가 지표면에 위치하는 것으로 가정한다. 또한, 안정성 검토는 비탈면 설계시 대절토 비탈면을 대상으로 수행하는 반면, 안정성 검토가 수행되지 않는 비탈면에 대해서는 설계기준에 규정된 표준 경사가 적용된다. 강화된 지하수위 적용기준에도 불구하고 강우시 비탈면의 규모와 관계없이 비탈면 붕괴가 지속적으로 발생되고 있다. 붕괴원인을 조사하기 위하여 본 연구에서는 지반 조건별로 건기시와 우기시에 대하여 국내 시방기준에서 제안하고 있는 토사 비탈면의 표준경사에 대하여 안정성을 검토하였다. 시방기준에서 제시된 비탈면 표준경사는 건기시나 우기시 모두 안정해야 함에도 불구하고, 검토 결과는 많은 경우에서 기준 안전율이 얻어지지 않는 것으로 나타났다. 건기시의 경우는 전체 검토대상 조건에 대하여 약 50% 이상, 우기시의 경우 약 65% 이상이 기준 안전율을 만족하지 못하였다. 이러한 결과를 바탕으로 본 논문은 현 설계기준의 문제점을 지적하고 대책수립을 위한 방안을 제안하고 있다.
비탈면의 안정성은 강우지속시간, 확률강우강도, 지반의 불포화특성, 지반강도 등에 의해 영향을 받는다. 최근 비탈면안정성 해석은 지반의 침투특성을 고려한 불포화해석을 수행하고 있으며, 불포화 토사비탈면에 대한 연구는 시간변화에 따라 지반의 변형과 응력분포해석을 고려할 수 있도록 하는 방향으로 진행되고 있다. 그러나 이와는 별개로 불포화사면의 침투특성은 강우강도나 지속시간 뿐만 아니라 비탈면의 지형여건과 녹화상태에 따라서도 침투정도가 다르지만, 이에 대한 영향은 고려하지 않고 있다. 본 연구에서는 비탈면경사 및 표면상태에 따른 침투를 고려하기 위하여 토양의 수리특성을 고려한 모형을 사용하고, 토사비탈면에 대한 불포화해석을 수행하여 비탈면 경사에 따른 영향을 파악하였다. 연구결과 비탈면 안정해석시 동일한 강우조건 하에서도 비탈면경사에 따른 침투율이 고려되어야 할 필요성을 제시하였다.
이 연구는 우리나라의 도로비탈면에 주고 적용하고 있는 돌망태공법의 특성을 조사, 분석하고 경관선호도를 분석하였다. 임도 및 도로비탈면에 시공한 97개소의 돌망태를 대상으로 조사한 결과, 10가지 유형으로 분석되었다. 비탈면 경사도에 따른 돌망태 시공지를 분석한 결과, 비탈면 경사 10% 이하지역에서는 돌망태가 30개소(31%), 11~30%의 경사에서는 31개소(32%), 31~50%의 경사에서는 20개소(21%), 51~80%에서는 16개소(16%)로 비탈면의 경사가 낮을수록 돌망태를 많이 시공하는 것으로 분석되었다. 총조사지 중 돌망태에 식생이 피복되지 않은 개소수는 34개소(35%)로 나타났으며, 1~30% 정도의 식생피복을 나타낸 개소수는 52개소(54%)로 가장 높게 나타났다. 설문조사를 통한 경관분석 결과 일반인집단은 비탈면에 돌망태를 시공할 때 식생으로 피복되는 것이 경관을 좋게 하는 요인으로 의식하고 있었다. 전문가집단은 비탈면에 돌망태만 처리한 경관을 가장 선호하였으며, 그 다음으로는 비탈면에 돌망태를 시공할 때 식생으로 피복되는 것이 경관을 좋게 하는 요인으로 판단하고 있는 것으로 분석되었다.
전라북도 임도의 재해발생 및 위험지 85개소를 대상지로 선정하여 강우의 특성 및 다양한 산림환경인자 별로 조사하여 임도재해발생지 및 위험지 특성을 분석하였다. 조사를 통한 임도재해유형은 절토비탈면 붕락 54.1%, 성토비탈면 붕락 35.3%, 절 성토비탈면 복합붕락 9.4%, 노면훼손 1.1%로 나타났다. 위치별로는 종적 위치는 산복부, 횡적 위치는 비탈면부에서 가장 많은 재해가 발생하였다. 임도재해에 영향을 미치는 산림인자별로는 절토비탈면 경사 $31^{\circ}{\sim}40^{\circ}$, 성토비탈면 경사 $21^{\circ}{\sim}30^{\circ}$, 토성은 미사질식양토, 임상은 침엽수림, 비탈면 방향은 북동, 임령은 조림(벌채)지, 연간누적강우 1601~1700 mm에서 가장 많은 재해가 발생되었다. 전라북도 임도재해발생과 산림환경인자와의 상관분석을 실시한 결과 절토비탈면 경사 $31^{\circ}{\sim}40^{\circ}$와 연간누적강우량 1601~1700 mm이 1% 유의수준 내에서 정(+)의 상관관계를 보였다. 횡적 위치로 비탈면, 임상은 침엽수림, 임령은 조림(벌채)지, 비탈면 길이 20 m 이상, 토성 미사질양토 등은 5% 유의수준 내에서 정의 상관관계를 보였다.
앞으로의 비탈면 녹화(綠化)에 있어서 공사 발주자는 식물의 생육환경(生育環境)의 입장에서 볼 때 방재적(防災的)인 시점보다 생태적(生態的)인 시점에서 배려가 필요하며, 특히 생태적(生態的)인 시점에서는 지역 고유의 생태계(生態系)를 배려해야 한다. 그리고, 새로운 비탈면 녹화기술(綠化技術)로서 지역 고유의 미생물(微生物) 이용(利用)을 고려해야 하며, 그 유효성을 현지 자료를 기초로 하여 파악하였다. 한편, 비탈면을 녹화(綠化)할 경우, 지금까지의 자료를 기초로 구체적으로 살펴볼 때 파종(播種)을 기본으로 해야 하며, 비탈면 경사각과 토양의 두께에 의해 해명한 결과, 비탈면의 경사각이 중요하였다. 또한 산성우(酸性雨)의 영향을 가능한 한 완화시키는 방향에서 비탈면에 도입하는 식물(植物)을 검토해야한다. 결론적으로 앞으로는 공사 발주처가 이러한 것들을 인식하여 비탈면 녹화(綠化)에 임하지 않으면 지구 생태계(生態系)의 유지 개선에 도움이 되지 않을 것으로 사료된다.
이 연구는 경상남도 사천시 용현면 용치리 지역에 5년(2007, 2009, 2010, 2011, 2012)동안 시공한 임도에 대하여 임도시공 후 경과년수에 따라 비탈면에 침입하는 식생과 식물상을 분석하였다. 조사대상 임도의 절토비탈면과 성토비탈면의 평균경사는 모두 $42^{\circ}$에서 $^54{\circ}$의 범위를 나타내어 급경사지였다. 토성은 2012년 개설된 임도의 절토와 성토비탈면만 양토이고 나머지는 모두 사양토로 나타났다. 조사대상 임도의 성토비탈면의 평균피복도(약 66%)는 절토비탈면의 평균피복도(약 49%) 보다 높게 나타났다. 절토비탈면에서의 평균출현종은 46종으로 성토비탈면에서의 평균출현종(50종) 보다 낮은 것으로 나타났다. 종다양성은 모든 임도에서 절토비탈면보다 성토비탈면이 더 높은 것으로 나타났는데, 절토비탈면에서는 2011년 개설 임도에서 1.4015로 가장 높게 나타났고, 성토비탈면에서는 2012년도 개설 임도에서 1.5603으로 가장 높게 나타났다. 균재도(Evenness)는 절토와 성토비탈면에서 임도개설년수가 짧을수록 높았으며, 출현한 식물종은 균일한 것으로 분석되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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