일반적인 불투과형 사방댐은 제체 대부분이 콘크리트로 구성되어 분리 및 해체가 어려워 조속한 보강이 난해하다는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위한 투과형 강재 스크린 사방댐이 제작되어 사용 중에 있지만, 강재가 부식되는 등 여러 문제를 보이는 실정이다. 이에 따라, 선행 연구에서는 강재 스크린 구조물을 내부식성이 뛰어난 GFRP로 대체하여 성능 및 안전 성을 검증하였지만, 동수압만 고려되는 등 다양한 조건이 고려되지 않은 것으로 확인되었다. 그렇기에 본 연구에서는 선행 연구 에서 수행된 GFRP 스크린 구조물뿐만 아니라, CFRP도 고려하였으며, 보다 다양한 표면 유속 별 하중 조건 및 유목, 토석류 등 과 같은 다양한 조건에서의 성능 비교 및 안전성 평가를 수행하였다. 해석 결과, GFRP와 CFRP는 강재 대비 제체에 작용하는 응력이 29.79∼91.73%가량 감소된 성능을 보이며, 이 외에도 충분한 안전성과 경제성을 겸비함을 확인하였다. 결론적으로 GFRP 및 CFPR 스크린 구조물은 강재 투과형 사방댐을 대체하여 사용하기에 충분하다고 판단되지만, 이는 수치 해석을 통한 결과이 므로 향후 실제 실험이 진행될 필요가 있을 것으로 판단된다.

본 연구는 강원도 원주시에 설치된 사방댐을 대상으로 장마 전·후의 자료를 비교·분석하여 사방댐에 의한 저서성 대형무척추 동물의 군집 변화를 파악하고자 하였다. 조사시기는 2019년 3월부터 9월까지 총 4회 조사를 실시하였으며, 조사지점은 불투과형 사방댐(전석), 투과형 사방댐(버트리스), 대조지역을 선정하여 사방댐을 기준으로 상류 2지점, 하류 2지점을 조사하 였다. 유속은 불투과형, 투과형, 대조지역의 지점에서 대부분 증가하였으며, 불투과형은 St. 3에서 장마 이후 감소하는 것으로 나타났다. 저서성 대형무척추동물의 종수 및 개체수는 장마 이후 대부분 감소하는 것으로 나타났으며, 투과형과 대조지역의 개체수 감소율은 전석에 비해 비교적 유사한 것으로 나타났다. EPT 그룹의 종수 및 개체수는 장마 이후 대부분 감소하는 것으로 나타났다. 유사도 분석 결과, 장마 이전에는 불투과형 및 투과형이 대조지역과 38.4%로 구분되었으나, 장마 이후에는 투과형과 대조지역이 불투과형과 51.3%로 구분되었다. PCA 분석 결과, Axis 1을 기준으로 불투과형은 장마 전․후로 양의 값을 나타내었으며, 투과형과 대조지역은 장마 전․후 음의 값을 나타내어 불투과형 보다는 투과형이 대조지역과 상관성이 높은 것으로 분석되었다. EPT 그룹은 불투과형에서 하루살이목, 투과형과 대조지역에서 날도래목이 분포하는 것으로 분석되었다. 본 연구결과, 사방댐 설치는 저서성 대형무척추동물 군집에 변화를 초래할 수 있으며, 불투과형 보다는 상대적으로 투과형이 대조지역과 장마 이후 군집 차이가 적은 것으로 분석되었다.

본 연구는 산지계류에 시설되는 사방댐의 투과정도를 파악하고, 이를 바탕으로 재해예방과 생물종 다양성에 대한 적절한 보호 및 관리를 위하여 개방형에 따른 사방댐의 생태적 기능을 분석한 결과를 요약 하면 다음과 같다. 투과율이 15% 미만인 불투과형 중력식 댐은 투과형 댐으로 구조개량 하거나 전환할 경우 투과율이 0.72%에서 55.8%로 약 77배 이상 증가하는 것으로 나타났다. 저사 및 저수 등 특별한 목적을 두고 시공하는 불투과형 중력식 사방댐을 제외하고는 하류지역으로 토사의 이동, 어류 및 양서류의 상 ·하류에의 생태통로 등 다양한 기능을 비교적 양호하게 할 수 있는 투과형으로 개선하여 시공 할 필요성이 있다. 사방댐 차단높이에 따른 개방은 유효고, 기초부의 높이 및 하부기초 부분의 매몰정도에 따라 다르므로 현장여건 및 시공목적에 따라 설계할 필요성이 있다. 횡단면의 개방형태에 따른 사방댐의 생태적 기능은 어류소통형, 홍수조절형, 저수형(산불방지취수형), 토석막이형(저사형), 토석막 이형(토석형) 및 입도분석형으로 제시하였다.

본 연구는 경남지역 야계사방사업지의 적지적소를 판정하기 위해 사방댐 총 526개소와 계류보전시설 총 230개소의 기시공지 및 시공예정지를 대상으로 입지 및 임상, 수문조건을 분석하였다. 사방댐 시공 지과 계류보전시설은 입지환경인자 중 퇴적암, 표고 201∼400m, 경사 21∼30°, 산사태위험등급 2등급 인 곳에 가장 많이 시공되었고, 임상환경인자인 임상, 경급, 영급, 밀도 중 소경급, Ⅲ영급 임분에서만 시공빈도가 유사하였다. 또한 사방댐의 크기 및 개소수를 결정하는 수문환경인자 중 유역면적의 경우 50ha 이하, 수계밀도 2.1∼4.0km/km2, 종장형 수계, 1시간당 최대강수량 61∼90mm, 1일 최대강수량 201∼300mm인 곳에서 가장 많이 시공되었다. 따라서 사방댐 시공지와 계류보전시설지 간의 입지 및 수문조건이 다소 유사한 것으로 추후 야계사방사업을 실시할 경우 산각붕괴 및 침식 발생위험이 높은 지역에 한해서는 사방댐과 계류보전시설의 병행이 가능한 것으로 판단된다.

본 연구는 경사지 밭에서의 토양유실량 저감을 위해 실트펜스와 식생밭두렁의 적용 가능성을 평가하기 위한 현장실험 연구로, 이를 위해 전라북도 익산시 금마면에 시험포장을 설치하고 포장실험을 수행하였다. 시험포장은 표준시험포 크기 (5 m × 22 m), 경사 9%의 시험구 3개소와 정방형 크기(15 m × 15 m), 경사 6%의 시험구 2개소로 구성되어 있으며, 포장에서의 강우량을 측정하기 위해 자기우량계를 설치하였고, 각 시험구의 말단에는 유출량을 측정하기 위한 플륨 및 수위계를 설치하여 모니터링 하였다. 강우시 유출수에 의해 토양이 유실되며 토양 입자에 흡착되어 있는 오염물질도 같이 유출되는데 이러한 유출수의 오염 부하량을 산정하여 토양유실량을 평가하였다. 시간변화에 따라 오염 부하량 저감효과를 분석한 결과 대조구 시험포를 기준으로 실트펜스에서 SS 50.1%가 저감되었고 SS 항목이 저감되었다는 것은 유사가 저감되어 토양유실을 저감시킨 것을 나타낸다. 향후 추가적인 연구를 통해 경사지밭 토양유실량 저감효과를 평가하고 제어대책을 개발하게 되면 밭에서의 토양유실을 최소화시켜 수질개선에 기여할 것으로 사료된다.

야계사방 구조물인 버트리스 댐과 돌바닥막이 복합공작물로 구성된 계류에서 구조물의 설치에 따른거리별 저서성대형무척추동물의 출현종 및 개체수의 변화에 따른 서식처 영향을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 저서성대형무척추동물의 출현종수는 비교적 구조물과 거리가 먼 지점인 A와 D에서 각각 29종 및 27종이 출현하였고, 구조물과 가까운 거리에 있는 두 지점인 B와 C지점은 각각 11종 및 18종으로 A 및 D지점에 비하여 적게 나타났다. 주요 분류군의 개체수 현존량은 사방구조물과 가까운 거리인 B와 C 지점에서는 여울 및 소의 형성으로 생물서식공간의 감소에 따라 각각 644.4 및 1,644.4 inds./㎡로 개체수가 매우 낮게 나타났다. 구조물과 다소 먼 A와 D의 두 지점은 우점도지수는 각각 0.429 및 0.404로서 비교적 낮게 나타나고, 다양도지수․균등도지수․풍부도지수는 높게 나타나고 있어 가까운 거리인 B와 C 지점에 비하여 상대적으로 안정된 군집을 이루고 있는 것으로 나타났다. 따라서, 야계사방 구조물들의 유형 및 높이에 따라 거리별 정도의 차이는 있지만 서식생태계에 영향을 미치고 있으므로 산지계류에서 사방구조물을 설치할 때는 계획 단계에서부터 생태계 현황을 파악하여 그 영향이 최소화될 수 있도록 구조물의 유형과 높이 등 규모를 결정하여 계류 생물서식처를 보호할 필요성이 있다.

산지계류에서 사방공작물의 설치에 따른 저서성 대형무척추동물의 출현종 및 개체수의 변화에 따른 군집구조 변화를 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 돌바닥막이 구조물과 인접한 지점의 주요 분류군중 비곤충류는 상류부 C(3.8m)에서 1종, A(23.6m) 지점 3종, 또한 구조물과 다소 떨어진 하류부 E(15.7m) 및 F(26.8m) 지점도 3종 이상 출현하였다. EPT(Ephemeroptera, Plecoptera, Trichopter) 및 기타곤충류(EPT 제외)도 구조물 인접 C D지점보다 다소 떨어진 A지점, E지점 및 F지점에서 출현종이 많게 나타나 이격거리에 따라 출현종수가 차이가 남을 알 수 있었다. 돌바닥막이 구조물의 이격거리에 따라 저서성 대형무척추동물의 출현종은 최소 16종에서 최대 40종 범위이며, 개체수는 최소 683 inds./m2 에서 최대 4,06 1inds./m2 범위로 나타났다. 돌바닥막이 구조물과 인접하고 소가 있는 C(3.8m) 구간에서는 옆새우류(Gammarus sp.)와 민강도래류(Nemouridae), 녹색강도래(Sweltsa nikkoensis) 등과 같은 특정 분류군의 증식이 많아 우점도지수값은 0.658로서 비교적 높고, 다양도지수, 균등도지수 및 풍부도지수 값은 각각 2.557, 0.639 및 2.298로서 상대적으로 낮게 나타나 출현종이 단순화되고 개체수도 적어 서식환경이 악화된 것으로 나타났다. 따라서, 돌바닥막이 구조물의 설치는 산지계류에서 하천연속성을 단절시키고 인접지점은 소가 형성되어 생물서식처의 환경을 물리적으로 변화시키므로 계류의 생태적 안정을 위하여 사방구조물이 설치될 주변에 서식공간의 확보 등 적절한 대책이 필요할 것으로 생각된다.

본 연구는 산지황폐계류에 시공한 사방공작물이 계곡생태계에 미치는 영향을 분석하고자 시공 전후를 기준으로 조사지점별로 저서성 대형무척추동물의 출현종의 변화분석 및 생물학적 수질평가를 실시하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 시공 전 출현한 저서성 대형무척추동물의 총 수는 4문 6강 11목 22과 25종 3,086개체였으나 시공 후 조사에서는 4문 6강 10목 17과 19종 1,208개체로 감소하였다. 특히, 직접적인 사방공작물의 시공이 이루어진 조사지점에서는 시공 후 생물종이 전혀 출현하지 않거나, 극소량만이 채집되어 서식종의 현존량을 기초로 하는 다양도 지수, 풍부도 지수, 균등도 지수가 감소 또는 산출되지 않았다. 저서생물의 군집분석 결과 및 저서성 대형무척추동물의 생태점수(ESB)는 모든 조사지점에서 시공전보다 시공 후에 오수생물계열, 환경상태, 수질등급과 같은 계곡환경질이 저하된 것으로 나타났다. 즉, 시공전 상류는 양호 및 다소 양호, 중류는 다소 불량, 하류는 불량 및 매우 불량으로 분석되었으나, 시공 후 상류 일부 지역을 제외한 나머지 수역은 매우 불량으로 분석되었다. 또한 대상 계류의 수질등급의 경우 시공 전에는 I~III등급 사이로 분류되었으나, 시공 후 대조군을 제외하고는 모두 IV~V등급으로 악화되었다 이와 같이 사방공작물의 시공후 모든 조사지점에서 발생한 저서성 대형무척추동물의 서식 환경 파괴는 개체수의 감소와 수질악화로 이어졌다. 이 결과는 사방공작물의 시공 직후에 조사 분석한 것이므로, 향후 장기간의 모니터링을 통하여 시공한 사방공작물의 재해방지 효과와 함께 계류 생태계의 회복과정에 대한 지속적인 연구가 이루어져야 할 것이다.

The purpose of this study is to evaluate the structural safety of anchor bolts used for connecting between H-beam and reinforced concrete, which are considered to be the most vulnerable parts to external loads.

본 연구는 산지 내에서 발생하는 토사재해의 저감을 위해 설치하고 있는 사방댐의 설치유역에 대한 특성을 강원도 지역을 중심으로 GIS기법을 이용하여 분석하였다. 최근 산사태 및 토석류 재해에 대한 위험정보를 나타내기 위해 다양한 기법을 활용한 재해지도(Hazard Map)가 제작되고 있다. 또한 초기 콘크리트 중력식 사방댐설치를 시작으로 최근에는 사방댐에 추가적인 기능을 접목하여 다양한 효과를 기대할 수 있는 다기능 사방댐의 설치를 위한 연구도 진행되고 있다. 뿐만아니라 사방댐의 형태와 규모, 안정성 및 설치효과에 이르기 까지 다양하게 진행되었다. 하지만 지금까지 설치된 수 많은 사방댐이 설치된 지역에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 강원도 사유지에 설치된 사방댐현황을 바탕으로 사방댐 유역의 특징을 GIS기법을 이용하여 분석하고 통계적 방법으로 그 특성을 분석하였다. 유역특성 분석은 유역면적과 경사 및 경사향 등이며, 토양특성과 유출특성에 대한 분석도 추가적으로 수행하였다. 본 연구결과는 기 설치된 사방댐유역의 특성을 분석하여 향후 최적의 사방댐 설치위치를 결정하기 위한 기초자료로 활용할 수 있다.