토석류는 흙과 암편들이 물과 혼합되어 비탈면이나 계곡을 따라 흘러내리는 현상으로 액상화된 유동물질이 빠른 속도로 중력방향으로 낙하, 이동하는 현상을 일컫는다. 토석류는 갑작스럽게 그리고 빠른 속도로 발생되기 때문에 해당지역에서는 상당한 피해를 입게 된다. 토석류의 유동성은 유동화된 토질들의 이동거리 및 속도와 관련된다. 토석류의 최대 이동거리와 속도 등과 같은 토석류 거동특성은 토석류 발생 지점의 토질특성, 유동화에 영향을 미치는 내·외부인자 즉, 수리-역학적 특성 및 지형학적 특성에 의해 좌우된다. 이들 유동관련 특성들은 유변학에서 다루는 항복응력, 점성과 같은 유변물성을 통해 해석할 수 있으며, 이러한 유변학적 특성은 토석류 거동특성을 결정하는 주요 매개변수이다. 토석류 초기 발생은 집중호우에 의한 표층 상부 포화에 의한 전단강도 상실, 산 비탈면을 따라 흐르는 간극 유체 압력 및 균열 암반층에서 흘러나오는 상향 침투 압력 등의 작용에 의해 지반이 액상화 되어 발생한다. 이와 같은 다공성 재료인 흙과 간극 유체의 상호작용은 토석류의 동역학적 특성을 이해하는데 중요하다. 흙 시료내의 간극 유체압력은 유동물질의 전단강도를 감소시키는 중요한 요소이며, 이는 일반적인 토석류의 이동거리가 더 크게 나타내는 주요 요인이다. 본 연구에서는 이와 같은 특성을 고려한 토석류의 유변물성 특성을 파악하기 위해 물흐름 특성을 고려한 유변물성 창치를 개발하였고, 이를 모래 시료에 적용하여 수리-역학적 특성이 반영된 유변물성 특성을 파악하였다.

수제는 일반적으로 하천에서의 흐름 방향과 유속을 제어하여 하안 또는 제방을 유수에 의한 침식작용으로부터 보호하기 위한 목적으로 설치될 뿐만 아니라 운하의 운영을 위한 충분한 수심 확보 목적으로도 이용된다. 특히 하천복원 및 자연하천 정비에 대한 관심이 커지면서 수제는 국부적인 흐름제어와 수중서식처 조성을 위한 주요 수공구조물로 제시되고 있다. 수제는 단일구조물로 설치되는 경우보다는 군수제의 형태로 설치되어 지는데 군수제의 경우 설치간격에 따라 수제역내 흐름이 다양하게 변화하기 때문에 수제간격은 군수제 설계에 있어서 가장 중요한 설계인자라 할 수 있다. 본 연구에서는 설치간격에 따라 다양하게 변화되는 수제주변 및 수제역내 흐름에 대한 검토를 통해 상향수제를 대상으로 수제설치에 따른 적절한 간격을 제시하고자 하였다. 이를 위해 주흐름영역과 재순환영역으로 구분하여 수제주변에서 발생하는 흐름을 대상으로 검토하였다. 주흐름영역은 통수능 저감으로 인해 증가된 유속이 하상안정성에 영향을 미치는 인자로 설치간격에 따른 최대유속의 변화에 대하여 검토하였다. 수제역내 재순환흐름은 수제역내 세굴 및 퇴적에 영향을 미치는 요소로서 수제역내 흐름 및 제방의 안정성에 문제를 야기시킬 수 있다. 재순환영역은 회전류의 규모와 제방부 안정성에 영향을 미치는 제방주변에서의 흐름에 대하여 분석하였으며, 수제역내 발생하는 회전류의 중심점 위치변화에 대한 비교검토를 수행하였다. 결과를 종합적으로 검토한 결과 상향수제설치에 따른 유속저감, 하상안정성 확보, 수제역내 역류로 인한 제방안정성 확보 등을 고려하였을 때 적절한 설치간격은 최소 4배에서 최대 6배 이내로 설치할 것을 제안하고자 한다.